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Werkzeug zur Blechbearbeitung, insbesondere Ziehwerkzeug
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mit feststehendem Ziehstempel im Werkzeugunterteil
Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur Blechbearbeitung, insbesondere ein
Ziehwerkzeug mit feststehendem Ziehstempel im Werkzeugunterteil, wie es im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
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Derartige Ziehwerkzeuge bestehen im wesentlichen aus einem Oberteil
und einem Unterteil, die das Werkstück zwischen sich aufnehmen und von denen wenigstens
eines gegenüber dem anderen vertikal bewegbar geführt ist, wobei einem Werkzeugteil
eine Matrize und ein Ziehring mit Ziehkanten und dem anderen Werkzeugteil ein häufig
feststehender Ziehstempel und ein letzterem gegenüber bewegbarer Blechhalter zugeordnet
sind, der sich im Falle kleinerer Werkzeuge an Federn abstützen kann, bei größeren
Werkzeugen oder solchen für größere Ziehteile sich jedoch an einem Ziehkissen einer
ein solches Werkzeug aufnehmenden Presse abstützt. Insbesondere beim Ziehen von
Teilen aus Edelstahlblech, etwa Spültischen aus Edelstahl, kommt es auf eine exakte
Blechhalterung an, weil ansonsten beim Ziehen Faltenbildungen in den Werkstücken
auftreten.
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Unbefriedigend beim Stande der Technik ist, daß zum Ziehen größerer
Blechteile Pressen mit integrierten Ziehkissen erforderlich
sind,
an denen sich die Blechhalter der Ziehwerkzeuge über Druckbolzen abstützen. Demgemäß
ist das Ziehen solcher Blechteile an das Vorhandensein doppelt wirkender Pressen
gebunden, nicht aber auf einfach wirkenden Pressen möglich. Das Ziel der Erfindung
besteht daher in der Schaffung eines Werkzeugs zur Blechbearbeitung, insbesondere
eines Ziehwerkzeugs, welches unabhängig vom Vorhandensein eines in der das Werkzeug
aufnehmenden Presse integrierten Ziehkissens arbeiten kann, gleichwohl aber eine
den Erfordernissen bei großen Werkstücken, auch solchen aus Edelstahl, genügende
Blechhalterung gewährleistet.
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Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale, indem eine gegenüber einer Kontur des einen Werkzeugteils,
etwa eines festehenden Ziehstempels im Werkzeugunterteil, bewegbar geführte und
über Mittel, die unter Krafteinwirkung nachgiebig sind, abgestützte Druckverteilungsplatte
vorgesehen ist, an der sich der Blechhalter abstützt.
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Bei der Erfindung handelt es sich demgemäß um eine Werkzeugausbildung,
bei welcher der Blechhalter nach den Erfordernissen des Werkstücks bemessen werden
kann. Bei einer Blechhalterabstützung über Druckbolzen am Ziehkissen einer Presse
war es hingegen erforderlich, das Werkzeug auf das Rastermaß
der
Bolzenführungen beispielsweise im Pressentisch auszulegen, was häufig zu Werkzeuggestaltungen
führte, die im Hinblick auf das herzustellende Blechformteil sehr groß ausgelegt
und darüber hinaus wegen vielfach auftretender Momente entsprechend schwer dimensioniert
werden mußten.
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Angesichts der Anordnung einer bewegbaren Druckverteilungsplatte gelingt
demgegenüber eine Auslegung des Blechhalters entsprechend den Erfordernissen des
Werkstücks, was zu leicht und klein bauenden und damit in der Regel zu kostengünstig
herstellbaren Werkzeugen führt.
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Dabei hat es sich gemäß Patentanspruch 2 als vorteilhaft erwiesen,
als Mittel zum Abstützen der Druckverteilungsplatte Pufferelemente aus einem elastisch
nachgiebigen Werkstoff, insbesondere aus Gummi oder Kunststoff, oder gemäß Patentanspruch
3 Arbeitszylinder, insbesondere Hydraulikzylinder, einzusetzen.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn gemäß Patentanspruch 4 die Druckverteilungsplatte
mit in einem vorbestimmten Raster angeordneten Durchgangslöchern versehen ist, welche
Durchgangslöcher Führungen für Stehbolzen bilden und/oder zur Aufnahme von Befestigungsschrauben
dienen.
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Beispielsweise gelingt es bei einer derartigen Ausbildung der Druckverteilungsplatte,
eine feste Kontur des einen Werkzeugteils, etwa einen Ziehstempel, über Stehbolzen,
die in den Durchgangslöchern der Druckverteilungsplatte aufgenommen sind und sich
durch letztere hindurcherstrecken, an einer festen Druckplatte des betreffenden
Werkzeugteils bzw. einer das Werkzeug aufnehmenden Presse, etwa am Pressentisch,
abzustützen. Gegenüber der in der vorbeschriebenen Weise fest abgestützten Anordnung
eines Ziehstempels ist die Druckverteilungsplatte in einem der erforderlichen Blechhalterbewegung
entsprechenden Ausmaß vertikal bewegbar und ihrerseits über nachgiebige Mittel,
etwa Pufferelemente oder Arbeitszylinder abgestützt.
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Ein derartiges Werkzeug ist gleichermaßen bei einfach-und doppelt
(oder mehrfach) wirkenden Pressen einsetzbar.
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Im Falle der Verwendung auf einer doppelt wirkenden Presse
kann
sich die Druckverteilungsplatte an Druckbolzen eines Ziehkissens abstützen, wobei
die Druckbolzen in bekannter Weise in Führungslöchern beispielsweise des Pressentisches
aufgenommen sind und sich mit ihren oberen Enden über die Oberfläche des Pressentisches
hinwegerstrecken, so daß die Druckverteilungsplatte auf diesen Druckbolzen aufliegt.
In Abhängigkeit von der Betätigung des Ziehkissens, die in bekannter Weise erfolgt,
führt die Druckverteilungsplatte und damit der an dieser abgestützte Blechhalter
die beim Ziehen erforderliche auf- und abwärts gerichtete Bewegung aus, wobei die
Ränder des Ziehteils zwischen dem Blechhalter einerseits und einem mit Ziehkurven
ausgerüsteten Ziehring andererseits eingespannt und dadurch gehalten sind.
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Ebenfalls im Rahmen der Erfindung können jedoch zwischen der Druckverteilungsplatte
und einer Druckplatte des einen Werkzeugteils bzw. einer das Werkzeug aufnehmenden
Presse als Abstützmittel für die Druckverteilungsplatte auch vom Werkzeug unabhängige
Pufferelemente oder Arbeitszylinder vorgesehen sein, wie sie in vielen
Bereichen
der Technik als im Handel erhältliche Stützglieder Verwendung finden. Bei einer
derartigen Ausrüstung des Werkzeugs kann dieses auf einer einfach wirkenden Presse
eingesetzt werden, so daß selbst große und schwierig herstellbare Ziehteile auf
einfach wirkenden Pressen gefertigt werden können.
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Eine besonders zweckmäßige Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die die Druckverteilungsplatte gegenüber der Kontur des zugeordneten Werkzeugteils
abstützenden Arbeitszylinder in die Druckverteilungsplatte selbst integriert sind
und daß die Kolben bzw. diesen zugeordnete Kolbenstangen auf der vom Blechhalter
entfernten Seite an einer festen Druckplatte dieses Werkzeugteils bzw. einer das
Werkzeug aufnehmenden Presse aufstehen.
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Nach der Lehre des Patentanspruchs 9 ist die Druckverteilungsplatte
dem mit einem Stempel ausgerüsteten Werkzeugteil zugeordnet, vorzugsweise dem Werkzeugunterteil.
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Nachstehend soll eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:
Fig.
1 einen Vertikalschnitt durch ein Werkzeug zum Ziehen von Doppelbeckenspülen aus
Edelstahl, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 durch das
Ziehwerkzeug, jedoch mit abweichender Gestaltung des Ziehringen und des Blechhalters,
und Fig. 3 eine Druckverteilungsplatte für sich allein in einer - halben - Draufsicht
gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2 mit strichpunktiert angedeuteter Lage der Ziehstempel.
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Bei dem in den Fig. 1 und 2 in vertikalen Schnittansichten dargestellten
Werkzeug handelt es sich um ein Ziehwerkzeug 10 11 zum Ziehen von Doppelbeckenspülen
aus Edelstahl, welches ein auf einem Pressentisch montierbares Werkzeugunterteil
12 und ein demgegenüber auf- und abwärts bewegbares, mit einem Pressenstößel verbindbares
Werkzeugoberteil 13 umfaßt. Im Werkzeugoberteil 13 ist mit einer den Anschluß an
einem Pressenstößel vermittelnden Deckplatte 14 eine Zwischenplatte 15 fest verbunden,
in welche der Form der Doppelbeckenspüle entsprechende Ausnehmungen 16 eingearbeitet
sind. An der Unterseite dieser Zwischenplatte 15 befindet sich der sogenannte Ziehring
18. Es handelt sich dabei um eine ebenfalls mit der Beckenform entsprechenden Ausnehmungen
versehene Platte mit den Ziehkurven an den Unterkanten der
Ausnehmungen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Ziehring von einer ebenfalls
mit der Zwischenplatte 15 fest verbundenen Platte 19 umgeben, deren Dicke gleich
der Ziehringdicke ist und mit dem der unten noch zu beschreibende Blechhalter des
Werkzeugunterteils zusammenwirkt.
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Im Werkzeugunterteil 12 befindet sich zunächst die der Beckenform
entsprechenden Stempel 20, die über Stehbolzen 21 auf einer Grundplatte 22 des Werkzeugunterteils
#zw. dem das Werkzeug aufnehmenden Pressentisch) aufstehen. Diese Ziehstempel 20
sind, was aus Gründen der Einfachheit der zeichnerischen Darstellung nicht weiter
veranschaulicht ist, fest mit der Grundplatte 22 des Werkzeugunterteils bzw. dem
das Werkzeug aufnehmenden Pressentisch verbunden und damit lagerichtig gehalten.
Zwischen den genannten Ziehstempeln 20 und der Grundplatte 22 des Werkzeugunterteils
12 bzw. dem Pressentisch ist eine Druckverteilungsplatte 25 vertikal bewegbar aufgenommen,
die für sich allein in Fig. 3 in einer hälftigen Draufsicht dargestellt ist. Diese
Druckverteilungsplatte ist mit einer Vielzahl Durchgangslöcher 26 versehen, die
in einem vorbestimmten Raster angeordnet sind und durch die sich die die Ziehstempel
20 gegenüber der Grundplatte 22 bzw. dem Pressentisch fest abstützenden Stehbolzen
21 hindurcherstrecken. Im Bedarfsfalle können derartige Durchgangslöcher auch nachträglich
gebohrt werden. Im übrigen besitzt diese Druckverteilungsplatte 25 integrierte Arbeitszylinder
27, in denen längs der Zylinderachse
bewegbare Kolben 28 aufgenommen
sind, die sich auf der vom Werkzeugoberteil 13 entfernten Seite mit ihren Kolbenstangen
über die Unterseite der Druckverteilungsplatte 25 hinauserstrecken und auf der Grundplatte
22 des Werkzeugunterteils bzw. dem PressentischCÄufstehen. Die Zylinder sind beispielsweise
an das Hydrauliksystem einer Presse bzw. an ein werkzeugeigenes Hydrauliksystem
angeschlossen. Ein der Form des Ziehteils 11 mit seiner Doppelbeckenspüle entsprechend
gestalteter Blechhalter 30 stützt sich über Druckstücke 31 an der Oberseite der
Druckverteilungsplatte 25 ab.
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In Fig. list eine Ausführungsform gezeigt, bei der zwischen dem Blechhalter
30 und Oberseite der Druckverteilungsplatte 25 jeweils parallel angeordnete Druckstücke
31 vorhanden sind, während bei der Ausführungsform nach Fig 2 nur einfache Druckstücke
vorgesehen sind. Bei dieser letztgenannten Ausführungsform umschließt den Blechhalter
jedoch ein Zwischenring 35, der fest mit der Druckverteilungsplatte 25 mittels durch
letztere hindurchgehender Befestigungsschrauben 26 verbunden ist und der den Ziehring
im Werkzeugoberteil 13 umschließenden Platte 19 entspricht, die mit der Zwischenplatte
15 des Werkzeugoberteils fest verbunden ist. Die Oberkante des Zwischenrings 35
liegt in der vom Blechhalter 30 aufgespannten Ebene.
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Die dem Werkzeugunterteil 12 zugeordnete Eruckverteilungsplatte 25
ist gegenüber den ortsfest an der Grundplatte 22 des Werkzeugunterteils bzw. dem
Tisch einer das Werkzeug aufnehmenden Presse abgestützten Ziehstempeln 20 vertikal
bebewegbar Bei hochgefahrenem Werkzeugoberteil 12, in welcher Stellung sich der
Ziehring 18 in vertikalem Abstand von der Oberkante der Ziehstempel 20 befindet,
ist die Druckverteilungsplatte 25 angesichts einer entsprechenden Beaufschlagung
der in die Druckverteilungsplatte integrierten Arbeitszylinder 27 mit Hydraulikmedium
in eine Stellung unmittelbar unter den Ziehstempeln gefahren und der über die Druckstücke
31 an der Oberseite der Druckverteilungsplatte abgestützte Blechhalter 30 liegt
im wesentlichen in einer Ebene mit der Oberkante der Ziehstempel bzw. in einer diesen
gegenüber etwas erhöhten Ebene. Wenn nun nach dem Einlegen einer Blechtafel in das
Werkzeug 10 das Werkzeugoberteil 13 abgesenkt wird, setzt der Ziehring 18 im Bereich
des Blechhalters 30 auf die auf letzterem aufliegende Platine auf, wodurch diese
zwischen dem Ziehring 18 und dem Blechhalter 30 mit einer der Stützkraft der Arbeitszylinder
27 der Druckverteilungsplatte entsprechenden Kraft gehalten ist. Beim weiteren Abwärtsgang
des Werkzeugoberteils wird die Platine in bekannter Weise über die mittels der Stehbolzen
21 ortsfest abgestützten Ziehstempel 20 gezogen, wobei Faltenbildungen angesichts
der Halterung des Platinenrandes infolge Einspannung zwischen
dem
Blechhalter 30 und dem Ziehring 18 des Werkzeugoberteils in bekannter Weise vermieden
sind. Die Abwärtsbewegung des Blechhalters erfolgt gegen die von den Arbeitszylindern
in bekannter Weise ausgeübte Stützkraft, die dadurch zustande kommt, daß die Druckverteilungsplatte
25 mit den integrierten Arbeitszylindern sich gegenüber den auf der Grundplatte
22 des Werkzeugunterteils bzw. dem das Werkzeug aufnehmenden Pressentisch aufstehenden
Kolben 28, 29 absenkt, wobei das in den Arbeitszylindern aufgenommene Druckmedium,
wie bekannt, gegen einen vorbestimmten Strömungswiderstand aus den Zylindern abströmt.
Sobald der Ziehvorgang beendet ist, fährt das Werkzeugoberteil 13 in eine das Herausnehmen
des Werkstücks 11 aus dem Werkzeug ermöglichende Höhenposition und das Werkstück
wird durch Hochfahren der Druckverteilungsplatte 25 und damit des Blechhalters 30
aus dem Werkzeug ausgeworfen.
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Auf die Steuerung der das Hochfahren des Blechhalters und damit korrespondierend
das Hochfahren der Druckverteilungsplatte bewirkenden Arbeitszylinder braucht nicht
eingegangen zu werden, da sich dies im Rahmen der bei Ziehpressen üblichen Maßnahmen
hält.
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Der besondere Vorteil der Werkzeugausbildung nach dem vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der bisher nur mit doppelt wirkenden Ziehpressen
verwirklichbare Ziehvorgang nunmehr unter Einsatz einfach wirkender
Pressen
durchgeführt werden kanne Maßgeblich dafür ist, daß anstelle der beim Stande der
Technik in die Ziehpressen integrierten Ziehkissen die Druckverteilungsplatte mit
integrierten Arbeitszylindern die Funktion eines Ziehkissens übernimmt.
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Anstelle der in die Druckverteilungsplatte integrierten Arbeitszylinder
könnten selbstverständlich auch zwischen der Werkzeuggrundplatte bzw. dem Tisch
einer das Werkzeug aufnehmenden Presse und der Unterseite der Druckverteilungsplatte
Pufferelemente aus Gummi oder Kunststoff bzw.
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separate Hydraulikzylinder angeordnet sein.
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Ebenso kann ein derartiges Werkzeug mit im Werkzeugunterteil vertikal
bewegbarer Druckverteilungsplatte auch bei doppelt wirkenden Pressen Anwendung finden,
indem die Druckverteilungsplatte auf Stehbolzen eines Ziehkissens derPresse aufliegt,
die in Führungen des Pressenunterteils aufgenommen sind und mit ihren oberen Enden
über den Pressentisch hinausragen.