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Kombinierte Preß- und Stanzvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von mit Durchbrechungen
versehenen Preßteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Beim Herstellen von mit Durchbrechungen versehenen Preßteilen wird
üblicherweise so verfahren, daß zunächst der Blechzuschnitt durch Stanzen in einer
getrennten Stanzvorrichtung mit den entsprechenden Durchbrechungen versehen wird
und dann in der Presse in die gewünschte Form gebracht wird. Oft sollen aber Durchbrechungen
in solchen Abschnitten des Werkstückes erzeugt werden, die beim Pressen gestreckt
werden. Dann ändert sich die Geometrie der vorher erzeugten Durchbrechungen (z.B.
von kreisförmig zu oval), und bei Ecken aufweisenden Durchbrechungen kann es zur
Rißbildung im Werkstück kommen. In solchen Fällen
werden daher die
Durchbrechungen nach dem Pressvorgang ebenfalls in einer gesonderten Stanzvorrichtung
vorgenommen, wobei das Einbringen und richtige Positionieren des schon gepreßten
Werkstückes erhebliche Mühe und Zeit fordert.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Vorrichtung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß ein rasches und einfaches
Anbringen von Durchbrechungen auch in gewölbten Werkstückoberflächenabschnitten
möglich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß
Anspruch 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient das eine Formteil der
Presse nach der Verformung des Werkstückes zugleich als formschlüssige Abstützung
des Werkstückes für das Stanzen der Durchbrechungen. Durch das zweite Formteil wird
das Werkstück in fester Anlage an diesem abstützenden Formteil gehalten.
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Das Werkstück ist also beim Stanzen optimal in seiner Lage fixiert
und braucht zwischen dem Preßvorgang und dem Stanzvorgang nicht bewegt zu werden.
Die Durchbrechungen werden gleichbleibend exakt an den gewünschten Stellen des Werkstückes
mit der durch die Stanzwerkzeuge genau vorgegebene Geometrie erzeugt. Die gesamte
Bearbeitungszeit für das Werkstück ist erheblich vermindert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen
angegeben.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird eine sehr
einfache Betätigung der Stanzstempel erreicht, da diese oft an Stellen der Preßform
angebracht werden müssen, die von aussen nicht einfach zugänglich sind. Hydraulische
Arbeitszylinder können verhältnismäßig klein ausgelegt werden und trotzdem eine
große Abtriebskraft bereitstellen.
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Irgend welche mechanischen Verbindungsgestänge entfallen völlig.
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Hydraulische Arbeitszylinder können auch einfach - falls gewünscht
-auf dem bewegten Formteil angebracht werden, wobei dann die Verbindung zur stationären
Druckmittelquelle über flexible Anschlußleitungen ~ einfach erfolgt.
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Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 3 ist eine gesonderte Druckmittelquelle-
nicht erforderlich. Die von der Stanzeinrichtung benötigte Druckmittelmenge ist
verglichen mit der vom Preßzylinder benötigten Druckmittelmenge gleich, die Druckbeaufschlagung
des Preßzylinders wird also durch die für die Stanzeinrichtung abgezweigte Druckmittelmenge
nicht beeinträchtigt.
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Soll die Druckmittelversorgung der Stanzeinrichtung völlig unabhängig
von der des Preßzylinders gewählt werden, was z.B.
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im Hinblick auf stark unterschiedliche Versorgungsdrücke für Preßzylinder
und Stanzeinrichtung vorteilhaft sein kann, so wird als Druckmittelquelle für die
Stanzeinrichtung gemäß Anspruch 4 vorzugsweise ein Druckspeicher verwendet. Diese
wird dann gemäß Anspruch 5 wiederum vorzugsweise durch eine Druckkolbenpumpe geladen,
welche zwangsweise durch den Pressenstempel
angetrieben wird. Der
Förderhub der Solbendruckpumpe kann mit dem Arbeitshub der Presse parallel erfolgen.
Man kann aber auch den Förderhub der Druckkolbenpumpe dem Rückhub des Pressenstempels
zuordnen, so daß der Schließdruck der Presse durch das Aufladen des Druckspeichers
nicht vermindert wird.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist deshalb besonders
vorteilhaft, da so die Stanzstempel nicht flüssigkeitsdicht abgedichtet geführt
zu werden brauchen. Auch die Leitungen zum Zu- und Abführen von Druckmittel brauchen
nicht doppelt ausgelegt zu werden, wie bei doppelt wirkenden Arbeitszylindern.
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Gemäß Anspruch 7 kann das Stehen des bewegbaren Formteils in seiner
Endstellung auf besonders einfache Weise festgestellt werden. Bei der Weiterbildung
der Erfindung gemäß Anspruch 8 erfolgt das Feststellen der Endstellung des bewegten
Formteiles durch die Überwachung des im Arbeitsraum des Pressenzylinders Stillherrschenden
Druckes, der bei zum/Stand gekommenen bewegtem Formteil auf den Förderdruck der
mit dem Preßzylinder verbundenen Druckpumpe ansteigt. Dies hat den Vorteil, daß
bei Verwendung unterschiedlicher Preßformen kein Stellungsgeber nachjustiert werden
muß.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird erreicht,
daß die Stanzstempel automatisch aktiviert werden, nach-dem die Preßform eine vorgegebene
Zeitspanne voll geschlossen war.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 1o wird erreicht,
daß das bewegte Formteil nicht aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückbewegt
werden kann, bevor die Stanzstempel -von den Stanzmatrizen und dem Werkstück freigekommen
sind.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird praktisch
ohne Mehraufwand eine vollständige Steuerung des Preßvorganges erhalten. Solange
die Preßform noch nicht völlig geschlossen ist, führt ein -Wiederöffnen der von
Hand betätigbaren Schalteranordnung zum wieder nach oben fahren des bewegten Bormteiles.
Ist- die Form einmal vollständig geschlossen worden, so können dagegen die Betätigungskörper
der Schalteranordnung losgelassen werden. Die Presse bleibt dann für eine vorgegebene
Preßzeit und eine vorgegebene Stanzzeit geschlossen und öffnet dann automatisch
wieder.
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Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 hat den Vorteil, daß auch dann,-wenn
die Stanzstempel infolge erhöhter Reibung nur langsamer als normal-in ihre Ruhestellung
zurückkehren oder kurzfristig festklemmen, das bewegbare normteil erst dann wieder
in die Ruhestellung zurückgefahren wird, wenn die Stanzstempel völlig vom Werkstück
freigekommen sind.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert In dieser zeigen:
Fig.
1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Presse zum Herstellen von mit
Löchern versehenen Bodenflächen für Kraftfahrzeugkarosserien, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 einen Schaltplan der Steuereinrichtung für die in der hydraulischen Presse
nach Fig. 1 vorgesehenen Stanzwerkzeuge; Fig. 3 einen Schaltplan einer abgewandelten
Steuereinrichtung für die in der hydraulischen Presse nach Fig. 1 vorgesehenen Stanzwerkzeuge;
und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Einrichtung zum Stanzen
von Löchern, welche einen Teil einer hydraulischen Presse darstellt, wie sie in
Fig. 1 gezeigt ist.
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Fig. 1 zeigt eine hydraulische Presse zur Herstellung von Bodenblechen
für Kraftfahrzeugkarosserien mit einem Preßzylinder lo, der an einer oberen Traverse
12 des Pressenrahmens abgestützt ist. Ein Kolben 14 des Preßzylinders 1o ist über
eine Druckstange 16 mit dem bewegbaren Formteil 18 eines Preßwerkzeuges verbunden,
welches durch vertikale Stangen 20 geführt ist. Lettere sind ihrerseits am Pressenrahmen
befestigt. Ein stationäres Formteil 22 ist direkt von einer unteren Traverse 24
des Pressenrahmens getragen und hat: im wesentlichen komplementäre Form wie das
bewegbare Formteil 18. Zwischen den beiden Formteilen 18 und 22
ist
ein schon geformtes Bodenblech 26 für ein Kraftfahrzeug gezzigt, welches ebene Abschnitte
28 und 30 sowie einen Karlantunnel 32 aufweist. Die oberen und unteren Traversen
des Pressenrahmens sind durch vertikale Träger 34 miteinander verbunden.
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In lem dem Kardantunnel 32 zugeordneten Abschnitt des unteren Sorateils
22 sind zwei radial ausgerichtete Stanzmatrizen 36, 38 angeordnet, welche mit Bohrungen
40, 42 in dem bewegbaren oberen Normteil 18 fluchten. In diesen sind Stanzstempel
44,46 verschiebbar, welche an Kolben 48, 50 befestigt sind, welche in Zylindern
52, 54 laufen. Die durch die Kolben 48j 50 und die Zylinder 52, 54 gebildeten Arbeitæzylinder
stehen über im bewegbaren Formteil 18 ausgebildete, gestrichelt eingezeichnete Karäle
und über Leitungen 56, 58, 60 mit dem Ausgang eines 3/c - Wege-Servoventiles 62
in Verbindung. Die Kolben 48 und 50 sird durch Federn 64 und 66 in diejenige Stellung
vorgespannt, in welcher die Stanzstempel vom Bodenblech 26 abgehoben sind.
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Dac Servoventil 62 ist eingangsseitig -mft einer Hochdruckleitung
68 und einer Rücklaufleitung 70 verbunden. An diese Leitungen ist ferner ein 4/2-Wege-Servoventil
72~angeschlossen, dae ausgangsseitig über Leitungen 74 und 76 mit den beiden Arbeitsräumen
des Pressenzylinders 1o verbunden ist.
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Die als Elektromagnete ausgebildeta Stellmotoren der Servoventile
62 und 72 sind über Leitungen 78 und 80 mit den Ausgängen einer Steuereinheit 82
verbunden, welche eingangsseitig mit einem mit dem bewegbaren Formteil 18 zusammenarbeitenden
Endlagenfühler zusammenarbeitet. Letzterer besteht aus einem vom bewegbaren Formteil
18 getragenen Mikroschalter 84 und einer rahmenfesten Nockenplatte 86, auf welche
der Schalt stift des Mikroschalters bei Erreichen der unteren Endlage des Formteiles
18 hinaufläuft.
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Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Steuereinheit 82. Zwei in Reihe geschaltete
Schalter 88, 9o stellen die übliche, durch die beiden Hände der Bedienungsperson
zu betätigende Einrichtung zum Ingangsetzen der Presse dar. Diese Schalter sind
ebenso wie die eine Klemme des bei Erreichen der unteren endlage des oberen Formteils
schließenden Mikroschalters 84 mit einer Gleichspannungsquelle 92 verbunden. Die
zweite Klemme des Mikroschalters 84 ist mit einer auf ansteigende Signalflanken
triggernden monostabilen Kippstufe 94 verbunden, deren Periode t1 einstellbar ist
und die Zeitspanne wiedergibt, über die hinweg die Formteile zum bleibenden Verformen
des Werkstückes in der Schließstellung gehalten werden sollen. Der Ausgang der Kippstufe
94 ist über einen Inverter 96 mit dem Eingang einer zweiten auf ansteigende Flanken
triggernden Kippstufe 98 verbunden, deren Periode t2 auf die Zeit eingestellt ist,
die zum Heranbewegen der Stanzstempel an das Werkstück und zum Hindurchdrücken der
Stanzstempel durch das Werkstück erforderlich ist. Der Ausgang der Kippstufe 98
ist über einen
zweiten Inverter loo mit einer dritten monostabilen
Kippstufe 102 verbunden, deren Periode t3 derjenigen Zeit entspricht, welche die
Stanzstempel 44, 46 benötigen, um unter der Rückstellkraft der Federn 64, 66 in
ihre Ausgangslage zurückzukehren.
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Der Ausgang der zweiten Kippstufe 98 ist mit der Leitung 78 verbunden,
über welche das erste Servoventil 62 erregt wird.
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Die zur Erregung des zweiten Servoventiles 72 dienende Leitung 80
ist über ein ODER-Glied 1o4 mit den Ausgängen aller drei Kippstufen -94, 98, 102
sowie mit dem Ausgang des Schalters 9o verbunden.
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Die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Presse
zur Herstellung gelochter Bodenbleche für Kraftfahrzeuge arbeitet wie folgt: Durch
Schließen beider Schalter 88, 9o wird über das ODER-Glied 104 ein Signal auf der
Leitung 80 erhalten, durch welches das Servoventil 72 in die in Fig. 1 gezeigte
Stellung geschaltet wird. Durch die so erhaltene Druckbeaufschlagung des oberen
Arbeftsraumes des Preßzylinders 1o wird das obere Formteil 18 nach unten bewegt.
Es bewegt sich unter Verformung des ursprünglich ebenen Blechzuschnittes in das
stationäre Formteil 22 hinein.
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Bei Erreichen seiner Endlage wird der Mikroschalter 84 geschlossen
und die Kippstufe 94 getriggert. Nach der Zeit t1 wird die Kippstufe 98 angestossen
und hierdurch wird das Servoventil 62 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung geschaltet.
Nun werden infolge der Druckbeaufschlagung der Zylinder 52,54 die Stanzstempel
44
und 46 auf das geformte und zwischen den Formteilen eingespannte Bodenblech 26 zu
und in die Stanzmatrizen 36, 38 hinein bewegt. Nach dem so erfolgen Ausstanzen von
Löchern im Bodenblech 26, d.h. nach Ablauf der Zeit t2 wird die Kippstufe 102 angestossen;
zugleich kehrt das Servoventil 62 in diejenige Schaltstellung zurück, in welcher
die Zylinder 52, 54 mit der Rücklaufleitung 70 verbunden sind. Unter der Kraft der
Feder 64,66 kehren die Stanzstempel 44,46 in ihre Ruhestellung zurück.
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Erst nach Ablauf der Zeit t3 kann das bewegbare Formteil 18 wieder
nach oben gefahren werden. Dies erfolgt automatisch, wenn zuvor die Schalter 88,
9o schon freigegeben worden sind, sonst nach Freigeben dieser Schalter.
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Fig. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Steuereinheit, in der Teile,
welche schon in Fig. 2 gezeigten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Dieser Teil der Schaltung braucht auch hier nicht noch einmal beschrieben
zu werden.
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Während bei der Steuereinheit nach Fig. 2 das Sperren des Pressenrücklaufes
rein auf Zeitbasis erfolgte, weist die Steuereinheit nach Fig. 3 zwei mit den Stanzstempeln
44,46 zusammen -arbeitende Stellungsgeber auf, welche als Endlagenschalter 106 und
108 wiedergegeben sind. Letztere sind dann geschlossen, wenn die Stanzstempel in
Ruhestellung stehen. Die ersten Klemmen der Endlagenschalter 1o6 und 1o8 sind ebenfalls
mit der Gleichspannungsquelle 92 verbunden, ihre zweiten Klemmen sind mit den Eingängen
eines UND-Gliedes 11o verbunden. Dessen Ausgang ist einerseits mit einer Leuchte
112 verbunden, welche anzeigt,
daß beide Stanzstempel in der Ruhestellung
stehen.
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Der Ausgang des UND-Gliedes 11o ist ferner über einen Inverter 114
mit einem der Eingänge des ODER-Gliedes 104 verbunden.
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Die Steuereinheit nach Fig. 3 arbeitet ganz ähnlich wie die nach Fig.
21 auch hier ist sichergestellt, daß das bewegbare Formteil nicht nach oben gefahren
werden kann, bevor die Stanzstempel von den Stanzmatrizen und vom Werkstück freigekommen
sind.
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Ausserdem erfolgt das Sperren der Aufwärtsbewegung der Presse nur
innerhalb der Zeitspanne t2 nicht aber innerhalb der Zeit t1 was zuweilen von Vorteil.
sein kann. So kann man z.B. bei der Steuereinheit nach Fig. 3 zur wahlweisen Herstellung
ungelochter Werkstücke ohne Umrüstung der Presse die Periode t1 auf einen sehr großen
Wert einstellen un-d dann vor Ablauf der eitgestellten Zeit t1 die Schalter 88 und
9o freigeben.
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Nunmehr wird auf-Fig. 4 Bezug genommen. Die dort gezeigte, in eine
hydraulische Presse einbaubare Einrichtung zum Stanzen -von Löchern in ein Loch
in der Preßform befindliches Werkstück unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten
in der Druckmittelversorgung für die die Stanzstempel 44 und 46 bewegenden Arbeitszylinder.
Die kolben 48 und 50 sind ebenso wie die Stanzmatrizen 36 und 38 und die Zylinder
52 und 54 schematisch in Fig. 4 wiedergegeben.
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Die zu den Zylindern 52 und 54 führende Leitung 60 ist wieder mit
dem Ausgang des 3/2-Wege-Servoventiles 62 verbunden, -dessen Ansteuerung genau so
erfolgt wie oben stehend beschrieben.
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Eine Hochdruckleitung 115 ist jetzt aber mit einem Druck speicher
116 verbunden, welcher über ein erstes Sperr-entil 118 mit einem Nanometer 120 und
über ein zweites Spersventil 122 mit einer Rücklaufleitung 124 verbunden ist. Die
fochdruckleitung 115 ist ferner über ein Uberdruckventil 126 mft der Rücklaufleitung
124 und über ein Rückschlagventil 128 mit der Förderseite einer Kolbendruckpumpe
130 verbunden. Diene ist einlaßseitig über ein weiteres Rückschlagventil 132 mit
einem Vorratsbehälter 134 für Hydraulikflüssigkeit verbunde . Sie hat ferner einen
Zylinder 136 und einen durch eine Feder 138 in die volle Ansaugstellung vorgespannten
Kolben 140.
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Die Kolbenstange 142 der Kolbendruckpumpe ist paralle zur Bewegungsrichtung
des Pressenstempels im Weg eines bewegten Pressenteiles, z.B. des bewegten Formteiles
angeordne.
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Die Stanzeinrichtung nach Fig. 4 arbeitet wie folgt: Beim Schließen
der Form wird der Kolben 140 in Fig. 4 nach oben bewegt, wodurch der Druckspeicher
116 über das Rückschlag ventil 128 geladen wird. Der maximale Druck im Druckspeicher
ist durch das Überdruckventil 126 begrenzt, das z,B. auf einen Wert von 120 bar
eingestellt ist. Bei Erreichen der untere: Endlage des bewegten Formteiles wird
das Servoventil 62 geöff:et, wie oben genauer beschrieben. Hierdurch werden die
Stanzstempel 44 und 46 vorgeschoben und durch das Werkstück bewegt Nach dem Zurückbewegen
der Stanzstempel in ihre Ruhestellung w rd dann beim Nach-oben-fahren des bewegbaren
Formteiles der K lben 140
durch die Feder 138 in Fig. 4 wieder
nach unten bewegt und saugt dabei über das Rückschlagventil 132 Hydraulikflüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter 134 an. Nün kann bei dem nachfolgender bwärtshub der Presse
der Druckspeicher wieder geladen werden.
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anstelle einer einzigen Druckkolbenpumpe wie oben beschrieben kann
natürlich auch eine Nehrzahl von derartigen Druckkolbenpumpen im Weg bewegter Pressenteil-e
angeordnet werden, vorzugsweise symmetrisch zur achse des Pressenstempels verteilt
angeordnet. Diese Druckpumpen können dann förderseitig entweder alle auf einem gemeinsamen
Druckspeicher arbeiten, oder auch auf getrennte, auf verschiedenen maximalen Druck
aufzuladende Druckspeicher arbeiten, die zur Betätigung unterschiedliche Antriebskraft
erfordernder Stanzstempel vorgesehen sind.
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Bei einer weiteren, sich an die Anordnung nach Fig. 4 anlehnenden
Ausfülrungsform wird das Ventil 62 nach Eintreffen des Pressenstössels in seiner
untersten Stellung und vor Rücklauf aus diese Stellung von Hand zu betätigen sein.
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Bei einer weiteren abwandlung der vorgenannten Ausführungsform ist
der Druckraum des Pressenstössels direkt an die Leitung vor Qem Ventil angeschlossen,
so daß beim Aufgeben von Impulsen auf das Ventil die Arbeitszylinder bzw. -kolben
für die Stanzen oder Lochwerkzeuge 44, 46 betätigt werden. Beim Zurücklaufen -gzht
das Druckmedium aus den Zylindern 52, 54 in den Druckraum des iressenstössels zurücli,
weil dieser beim Rücklauf des irescenstössels nicht unter Druck steht.
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