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Schnellwechselvorrichtung für schwere Formsätze
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Auf dem Gebiet des Tiefziehens wie der Herstellung von Bechern sind
schwere Formsätze und eine große Presse erforderlich. Formsätze mit Dreifachwirkung
umfassen die üblichen Bauteile, wie beispielsweise Stanz- und Ziehstempel sowie
Formblöcke und Abstreifplatten, wobei alle diese Einzelteile auf einem Formschuh
und einer Stanzstempelhalterplatte in einer doppelt wirkenden Presse oberhalb und
unterhalb eines beweglichen Vorratsmetallblechs angeordnet sind.
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Bei den derzeit verwendeten Tiefziehwerkzeugen treten auf dem Gebiet
des Mehrfachtiefziehvorgangs verschiedene Probleme auf. Das Werkzeug jedes Formsatzes
muß zur Erfüllung enger Toleranzen genau ausgerichtet sein, und demgemäß müssen
die Stempel und Formblöcke eines jeden Formsatzes starr innerhalb ihrer entsprechenden
Halteplatte gehalten werden, und der Formschuh muß durch Verbolzung der Formblöcke
direkt an den jeweils entsprechenden Stützgliedern gehalten sein. Infolgedessen
ergeben sich im allgemeinen durch die beim Einsetzen der Bolzen und Muttern zum
Zusammenbau der Formsätze verwendeten Werkzeugabstände große Schwierigkeiten hinsichtlich
des Zugangs beim Werkzeugwechsel, wobei sich diese Schwierigkeiten bei einem Mehrfachtiefziehvorgang
nur noch verstärken, weil Mehrfachformsätze dicht benachbart eingesetzt werden müssen,
damit am zu verarbeitenden Blechmaterial gespart werden kann.
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Ein weiteres Problem bei einem Mehrfachtiefziehwerkzeug besteht darin,
daß die Formblöcke einschließlich der Formschuhe sehr schwer sind und zum Zwecke
der Reparatur und des Ersetzens jedesmal von der Presse vollständig abgebaut und
entfernt werden müssen. Dies hat eine beträchtliche Ausfallzeit in der Größenordnung
von einer halben bis zu zwei Stunden zur Folge, weil besondere Sorgfalt bei der
Aneinanderbefestigung der Teile mit genauer Ausrichtung verwendet werden muß. Infolgedessen
geht wertvolle Herstellungszeit verloren.
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Zusammenfassung der Erfindung. Das Ziel der Erfindung besteht darin,
eine Schnellwechselvorrichtung für Mehrfachformsatzwerkzeuge auf doppelt wirkenden
Pressen anzugeben. Im allgemeinen besitzt jede Presse ein Bett, äußere Gleitmittel
zum Tragen einer Stanzstempelhalteplatte (im folgenden kun Halteplatte) und innere
Gleitmittel, die eine Ziehbäraufnahmeplatte (im folgenden kurz Aufnahmeplatte) tragen.
Die Erfindung sieht einen auswechselbaren Formschuh mit Mitteln vor, um einen Auf-
und Ab-Rolltransfer vom Pressenbett zum Zwecke des einfachen Zugriffs zum Werkzeug
zu ermöglichen. Die Halteplatte, die im wesentlichen gemäß der Erfindung ein Teil
der Presse verbleibt, ist ebenfalls für den Wechsel oder die Reparatur des Werkzeugs
leicht durch den Transfer des Formschuhs zugänglich. Der Werkzeug- oder Schraubenschlüsselabstand
zur Entfernung und zum Einbau des Werkzeugs auf der Halteplatte wird durch den Formschuh
dann zur Verfügung gestellt, wenn dieser aus der Presse heraustransportiert ist.
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Erfindungsgemäß wird der Formschuh mit seiner Abstreifplatte und den
darauf angeordneten Stanz- und Ziehformen aus einer Arbeitsposition auf dem Bett
der Presse durch ölhydraulische Mittel für den Herausrolltransport angehoben.
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Positionskoordinationsmittel, die zum Ausrichten des Formschuhs auf
dem Bett der Presse während des Betriebs in Eingriff waren, werden infolge der Anhebwirkung
der ölhydraulischen
Mittel außer Eingriff gebracht, so daß sich
keine Störung beim Transport des Formschuhs ergibt.
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Führungsmittel, die die Arbeitsausrichtung des Stempels und der Formblöcke
während des Pressenbetriebs aufrechterhielten, kamen durch die Zurückziehung in
die Halteplatte unter Wirkung der pneumatischen Mittel außer Eingriff, so daß auch
hier keine Störung oder Berührung mit dem Formschuh während des Transports aus der
Presse heraus auftreten kann. Beim Hineinrolltransfer oder -transport des Formschuhs
zurück zur Arbeitsstelle auf dem Pressenbett nach der Korrektur des Werkzeugs wird
durch die ölhydraulischen Mittel der Formschuh dann auf seinen Platz hin abgesenkt.
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Insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Positionskoordinationsmittel
durch Hub außer Eingriff bringbare Richtmittel sowie durch Zurückziehung außer Eingriff
bringbare Führungsmittel auf. Die Richtmittel weisen, wie gezeigt, Richtbüchsen
auf, die an ihren unteren Enden konische Aufnahmesitze aufweisen, die in Bohrungen
im Formschuhflansch gehaltert sind und mit konischen Einsetzrichtvorrichtungen in
Eingriff kommen, welche die spezielle Lage oder Stelle auf der Oberseite des Pressenbetts
festlegen.
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Die Führungsmittel oder Führungsvorrichtungen weisen zylindrische
Leitstifte auf, die durch Schrumpfpassung in Bohrungen in den Richtbüchsen sitzen
und mit ihren Leitenden über die Oberseite des Formschuhs sich hinauserstrecken.
Zylindrische Hülsen sind in erweiterten Bohrungen in der oben angeordneten Halteplatte
angeordnet und verlaufen von diesen aus nach unten, um mit den Leitenden der erwähnten
Stifte unterhalb für eine Hikund Herbewegung darauf in Eingriff zu kommen. Zylindrische
Führungsbüchsen sind fest angeordnet in erweiterten Bohrungen in der Halteplatte,
und zwar in konzentrischer und axial beweglicher Beziehung mit den Hülsen. Lineare
Kugellager sind zwischen den Befestigungsenden der Hülsen
und den
Führungsbüchsen zur Erzeugung der relativen Gleitfähigkeit zwischen diesen Elementen
angeordnet.
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Die Aufroll- und Abrollmittel umfassen aus gehärtetem Stahl bestehende
Rollen mit Achshalterung und vom Formschuh abstehend zum Eingriff und zum Rollen
auf im Bett der Presse vorgesehenen Stahl schienen. Aufleger sind betriebsmäßig
mit den Stangenenden der ölhydraulischen Zylinder verbunden, um die Rollen und ihren
getragenen Formschuh vom Pressenbett abzuheben, und um die zusammenpassenden Oberflächen
der Richtmittel angeordnet zwischen dem Pressenbett und der Halteplatte außer Eingriff
zu bringen, und um die Rollen der Aufroll/Abroll-Mittel in Eingriff zu bringen,
um diese auf das Eingriffsniveau mit den Schienen anzuheben. Pneumatische Luftzylinder
ziehen die Führungshülsen in die Halteplatte während eines Werkzeugwechsels zurück,
um für das Auf-und Abrollen einen Zwischenraum vorzusehen.
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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
insbesondere aus den Ansprüchen sowie der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht
der erfindungsgemäßen Schnellwechselvorrichtung für schwere Formsätze; Fig. 2 einen
vertikalen Teilschnitt durch die Positionskoordinationsmittel zwischen dem Formschuh
und der Halteplatte, und ferner durch die Abroll/Aufroll-Mittel für den Formschuh
in Position für den Tiefzieh- oder Becherformvorgang; Fig. 3 einen ähnlichen Querschnitt
wie in Fig, 2, aber hier in der Position für den Herausroll/Aufroll-Transfer des
Formschuhs;
Fig. 4 eine Teildraufsicht auf die Positionskoordinationsmittel
am Formschuh; Fig. 5 einen Teilquerschnitt längs Linie 5-5 in Fig. 4; Fig. 6 eine
Teildraufsicht auf die Positionskoordinationsmittel auf der Halteplatte.
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Es sei nunmehr das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben,
wobei insbesondere Fig. 1 einen Teil einer doppelt wirkenden Presse darstellt, und
zwar mit einem Bett sowie äußeren und inneren Gleitmitteln, um die Mehrfachausbildung
von Bechern gemäß der Erfindung zu gestatten. Die nicht dargestellten Teile der
Formpresse, wie beispielsweise der Bär, die Kurbelwelle sowie die äußeren und inneren
Gleitvorrichtungen können von üblicher Form sein und bilden keinen Teil der vorliegenden
Erfindung.
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Eite Stanzstempelhalteplatte (Halteplatte im folgenden) 10 ist auf
der äußeren Gleitvorrichtung, und eine Ziehbäraufnahmeplatte (nicht gezeigt und
im folgenden Aufnahmeplatte genannt) ist auf der inneren Gleitvorrichtung der Presse
angeordnet.
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Ein Formschuh 12 ist auf der Oberseite des Bettes 14 der Presse angeordnet
und besitzt eine Vielzahl von Formsätzen 16, die in einer versetzten Anordnung aufgerichtet
auf der Oberseite des Formschuhs angeordnet sind und zu einer Mehrfachbecherausbildung
der Presse dienen. Jeder Formsatz weist Stanz- und Ziehformen 18 auf, die in der
Oberseite des Formschuhs angeordnet sind. Diese Formen werden in konzentrischer
Beziehung mit einem Stanzstempel gehalten, der auf der Halteplatte 10 angeordnet
ist, und zwar geschieht dies durch Positionskoordinationsmittel 20, die Richtmittel
oder Richtvorrichtungen 22 sowie eine Führungsvorrichtung oder Führungsmittel 24
aufweisen, die auf und zwischen dem Boden der Halteplatte auf der äußeren Gleitvorrichtung
der Presse und dem Bett derselben angeordnet sind. Ein von der Aufnahmeplatte weg
verlaufender Ziehstempel 26 arbeitet
konzentrisch mit der Ziehform
zusammen. Der Formschuh 12 weist eine Vielzahl von Rollenvorrichtungen 30 auf, die
in jeds Ecke des Schuhs 12 angeordnet sind und zum Heraufrollen und Herausrollen
des Schuhs aus dem Pressenbett dienen, und zwar geschieht dies auf Stahlschienen
32, die sich über die Bettbreite erstrecken, und zwar in Flußrichtung des Zuführmaterials
über die Presse während deren Betrieb hinweg. Jede der Rollvorrichtungen 30 weist,
wie in Fig. 2 gezeigt, einen Achsenträger 33 auf, der von der Seite des Formschuhs
12 wegsteht, sowie eine Achse 34, die an einem Ende im Formschuh 12 spreizgehaltert
ist und an ihrem anderen Ende im Träger 33 gehaltert ist. Eine gehärtete Stahlrolle
36 ist drehbar auf der Achse 34 zwischen dem Träger 33 und dem Formschuh 12 gelagert.
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Richtvorrichtungen oder -mittel 22 zwischen dem Formschuh und dem
Bett der Presse sind durch Anhebung außer Eingriff bringbar. Jede der Richtvorrichtungen
22 besitzt eine Einsteckoberfläche 38, die auf dem Pressenbett unter einer Ecke
des Formschuhs benachbart zu den Rollenvorrichtungen 30 angeordnet ist. Jede Richtoberfläche
38 besitzt eine konzentrische kreisförmige gehärtete Stahlbasis 40 verbolzt mit
und angeordnet auf der Oberseite des Pressenbetts. Ein Richtstummel 42 ragt von
der Richtbasis 40 konzentrisch damit weg und erstreckt sich in eine einen Boden
aufweisende zylindrische Bohrung 44 in der Oberseite des Pressenbetts, um die Position
jeder der Richtvorrichtungen 22 bezüglich der Presse zu koordinieren.
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Durch Hub außer Eingriff bringbare Richtmittel oder Richtvorrichtungen
77 weisen vier einfach wirkende ölhydraulikzylinder 78 auf, wobei die Stangenenden
ihrer Zylinder stirnflächenmäßig in der in Fig. 1 gezeigten Weise an dem Bett der
Presse angeordnet sind, und zwar jeweils eine für jede Rollenvorrichtung 30 im Formschuh,
wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Stange jedes Zylinders 78 erstreckt
sich betriebsmäßig nach oben durch die zylindrischen Bohrungen 80 im Bett der Presse,
und zwar auf Achsen,
welche die Achsen der Rollenachsen 34 rechtwinklig
dazu schneiden. Die unteren Enden der Gelenkstangenverlängerungen 82 sind an den
oberen Enden der Stangen auf Zylindern 78 angeordnet, wie dies in den Fig. 1, 2
und 3 gezeigt ist. Gegenbohrungen 84 erstrecken sich nach unten in die Oberseite
des Pressenbetts hinein, und zwar konzentrisch zu den Bohrungen 80. Geflanschte
Hülsen 86 sind in die zylindrischen Bohrungen 80 eingesetzt und darin verschraubt
und liegen auf den Gegenbohrungen 84 um die Stangen der Zylinder 78 und ihre Gelenkstangenverlängerungen
82 herum auf. Endrahmeneinsätze 88 mit zylindrischen Außendurchmessern 90 und Quadratbohrungen
92 sind an den oberen geflanschten Hülsen 86 an den Enden der Stangen der Zylinder
78 angeordnet. Quadratische Hubauflagen 94 sind an den oberen Enden der Gelenkstangenverlängerungen
82 angeordnet, und. zwar vertikal gleitend bezüglich der quadratischen Bohrungen
92 in den Endrahmeneinsätzen 88. Die Oberseiten der Hubauflagen 94 geben den Außendurchmesser
der Rollenvorrichtungen 30 dann frei, wenn die Stangenenden der Zylinder 78 in der
abgesenkten Position sich befinden, und sie heben die Rollenmittel auf ein Niveau
mit dem Boden der Schienen 32 dann an, wenn die Stangen sich in ihrer angehobenen
Position befinden, wodurch der Formschuh vom Pressenbett angehoben wird und außer
Eingriff kommt mit dem Aufnahmerichtglied 48 am Formschuh, und zwar vom Einsteckrichtglied
38 am Bett, um so das Hereinrollen oder Aufrollen bzw. das Herausrollen des Schuhs
zu gestatten.
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Führungsmittel 24 zwischen der Halteplatte 10 und dem Formschuh sind
durch Zurückziehung außer Eingriff bringbar. Die Führungsmittel 24 sind zwischen
der Halteplatte 10 und dem Formschuh oberhalb und konzentrisch bezüglich der Richtmittel
22 angeordnet und weisen eine geflanschte zylindrische Führungsbüchse 46 mit einer
konischen Aufnahmeoberfläche 48 auf, und zwar für den Eingriff mit der konischen
Einsteckoberfläche 38 der Richtmittel 22. Die Büchse 46 ist durch Schrumpfpassung
in einer zylindrischen Bohrung 50 im Formschuh
12 angeordnet,
und sitzt mit ihrem Flansch 52 im Boden einer Gegenbohrung 54 in der Oberseite des
Formschuhs benachbart zu jeder der Rollenvorrichtungen 30 und ist zudem dort noch
festgeschraubt. Bolzen 56 befestigen die flanschgehalterte Führungsbüchse 46 am
Formschuh.
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Zylindrische Leitstifte 58 befinden sich durch Presspassung in den
zylindrischen Bohrungen der Führungsbüchsen 34 im Formschuh. Die Leitenden der Stifte
58 erstrecken sich über die Oberseite des Formschuhs in konzentrischer Beziehung
mit den Richtmitteln 22 hinaus. Schutzglieder 60 besitzen Innendurchmesser, die
größer sind als der Durchmesser der Leitenden der Stifte 58, und diese Glieder 60
sind an der Oberseite der Führungsbüchsen 46 befestigt und erstrecken sich von dort
aus nach oben konzentrisch um die Stifte 58 herum. Mit Schultern versehene zylindrische
Führungsbüchsen 62 sind durch Schrumpfpassung in zylindrischen Bohrungen 64 angeordnet
und erstrecken sich durch die Halteplatte 10 hindurch konzentrisch mit den Richtmitteln
22 auf dem Führungsschuh. Keine Reibung aufweisende Linearlager 68 ordnen die Bohrungen
der Führungsbüchsen 62 an. Zylindrische Führungshülsen 70 sind im Innendurchmesser
der Lager 68 angeordnet, und zwar für eine lineare relative Translationsbewegung
in der gleichen Richtung, und sie erstrecken sich mit ihren Leitenden unter die
Unterseite der Halteplatte 10 hinaus, während die oberen Enden sich über die Oberseite
der Halteplatte 10 hinaus erstrecken, und zwar konzentrisch mit den Richtmitteln
22 am Formschuh und in gleitender sowie ausrichtender Zusammenarbeit mit den Leitenden
der Stifte 58, die sich über die Oberseite des Formschuhs hinaus erstrecken.
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Querarme 72 sind in Querrrichtung zur Vertikalen an den oberen Enden
der Führungshülsen 70 befestigt. Doppelt wirkende pneumatische Zylinder 74 sind
in Bügeln 76 gehaltert, die an der Oberseite der Halteplatte 10 befestigt sind,
und zwar beidseitig zu den Führungsbüchsen 62 - vgl. beispielsweise Fig. 2-wobei
ihre Stangenenden betriebsmäßig mit den entgegengesetzten Enden der Querarme 72
in Verbindung stehen.
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Beim Betrieb zum Zwecke des schnellen Wechsels von schweren Formsätzen
auf Pressen mit einem Bett 14 und einem darauf auswechselbar angeordneten Formschuh
werden als erstes die Führungsmittel zwischen der Halteplatte 10 mit darauf angeordnetem
Werkzeug und dem Formschuh durch Betätigung der pneumatischen Zylinder 74, wie in
Fig. 3 gezeigt, außer Eingriff gebracht; die Richtmittel zwischen dem Formschuh
und dem Pressenbett werden als nächstes durch Betätigung der ölhydraulsichen Zylinder
78 außer Eingriff gebracht, wodurch der Formschuh durch die durch Hub außer Eingriff
bringbaren Richtmittel 77 vom Pressenbett angehoben werden; sodann wird der Formschuh
vom Pressenbett auf den Rollmitteln 30 zum Zwecke der Reparatur oder des Ersatzes
des Werkzeugs im Formsatz wegtransportiert. Nach der Reparatur des Formschuhwerkzeugs
wird der Formschuh zum Pressenbett auf den Rollenmitteln 30 zurückgebracht, und
sodann wird der Formschuh auf das Pressenbett durch die ölhydraulischen Zylinder
78 und Auflagen 94 zur Position auf die zum Eingriff vorgesehenen Richtmittel 77
abgesenkt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Richtmittel 77 zwischen dem Formschuh
und dem Pressenbett kommen durch die Abschaltung der einfach wirkenden Zylinder
78 in Eingriff, und die Führungsmittel zwischen der Halteplatte 10 und dem Formschuh
kommen dann durch die Betätigung der pneumatischen Zylinder 74 in Eingriff.
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Formschuhsitz-Koordinationsabfühlmittel 96 sind in jeder Ecke des
Formschuhs benachbart zu den Führungsmitteln 24 angeordnet, wie dies in den Fig.
1 und 4 dargestellt ist, und sie erstrecken sich durch die Unterseite des Formschuhs
12, und zwar über diese hinaus, um abzufühlen, wenn der Formschuh voll auf dem Bett
aufsitzt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Fühlmittel 96 weisen eine abgestufte
Innenbohrung 98 in einer Hülse 100 auf, die ihrerseits in einer zweiten Bohrung
102 im Formschuh sitzt, wobei sich diese Bohrung 102 von der Oberseite des Formschuhs
aus zur Unterseite hin erstreckt, und zwar in Gewindeeingriff mit der abgestuften
Bohrung 98 ein Stück hinab im größten oberen
Bohrungsteil. Ein
Kontakt- oder Berührungsstift 106 steht in Gleitberührung mit einer kleinsten Bodenbohrung
104 der Hülse 100; eine untere Druckfeder 108 ist in eine etwas größere Bohrung
110 benachbart und oberhalb der Bodenbohrung 104 eingesetzt und liegt an der Oberseite
des Stifts 106, um diesen gegen die Oberseite des Bettes zu drücken; eine untere
isolierte Elektrode 112 ist axial in der Feder 108 am oberen Ende des Stifts 106
angeordnet und bildet den unteren elektrischen Punkt eines normalerweise offenen
Ein/Aus-Schalters 114 am Boden davon. Eine untere kurze Hülse 118 in einer nächstgrößeren
Bohrung 120 ist oben auf der unteren Druckfeder 108 angeordnet; eine obere Druckfeder
122 ist in die Bohrung 120 angeordnet auf der Oberseite der kurzen Hülse 118 eingesetzt;
eine lange Hülse 115 ist auf der Oberseite der kurzen Hülse 118 in der Bohrung 120
die obere Feder 122 umgebend angeordnet; ein oberer elektrischer Kontaktpunkt des
Ein/Aus-Schalters ist am Boden einer oberen isolierten Elektrode 116 in Koaxialausrichtung
mit dem unteren Teil und auf der langen Hülse 115 angeordnet; eine obere kurze Hülse
124 ist in der Bohrung 120 angeordnet, und zwar ist ein isolierter Stopfen 126 oben
in der kurzen Hülse 124 angeordnet. Eine übliche elektrische Verbindung 132 ist
in den gerändelten oberen Teil der Hülse 100 eingeschraubt und liegt oben am Stopfen
126 an. Ein isolierter Elektrodenträger 128 ordnet den unteren Teil der Verbindungsvorrichtung
132 an.
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Eine Mutter ist auf den Gewindeabschnitt der elektrischen Verbindungsvorrichtung
132 aufgeschraubt.
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Eine Ausrichtkoordinationsabfühlvorrichtung 134 ist ebenfalls in jeder
Ecke der Halteplatte 10 benachbart zu den Führungsmitteln 24 angeordnet, und zwar
mit gleichem Abstand und antisymmetrisch winkelmäßig auf jeder Seite der quer versetzten
Anordnung von Formsätzen, wie dies in Fig.1 gezeigt ist. Jede Fühlvorrichtung 134
kontaktiert betriebsmäßig eine Stange 136, die auf und benachbart zum oberen Ende
der zylindrischen Führungshülse 70, wie in Fig. 6 gezeigt,
angeordnet
ist, wobei eine Oberfläche darauf tangential zu einem mittig auf Führungshülse 70
angeordneten Kreis verläuft und die Anordnung in einer antisymmetrischen winkelmäßigen
Anordnung erfolgt, um abzufühlen, wenn die Halteplatte 10 mit dem Formschuh 12 ausgerichtet
ist für die ordnungsgemäße Hn- und Herbewegung der Dreifachwirkungsformsätze 16,
aufgerichtet auf dem Formschuh 12, und der Halteplatte 10, wie in Fig. 2 gezeigt,
während des Tiefzieh- bzw. Becherausbildungsvorgangs auf der Presse. Die Abfühlmittel
134 weisen einen Winkeleisenbügel 142 auf, der mit einem Schenkel mit der Oberseite
der Halteplatte 10 verschraubt ist, während der andere Schenkel sich nach oben parallel
zur Wand der Führungshülse 70 erstreckt. Ein normalerweise offener Mikroschalter
140 ist am sich nach oben erstreckenden Schenkel angeordnet und besitzt einen Stoßstift
138, der betriebsmäßig mit der Tangentialoberfläche an der Stange 136 in Berührung
steht, um die den Schalter 140 enthaltende Schaltung dann zu schließen, wenn die
Führungsmittel 24 zwischen der Halteplatte 10 und dem Formschuh in Berührung stehen.
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Obwohl hier nur ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt
und beschrieben wurde, so kann doch der Fachmann Abwandlungen im Rahmen der Erfindung
vorsehen.
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- Patentansprüche -