DE3228734C1

DE3228734C1 - Einrichtung zum Herstellen von Durchzuegen an Werkstuecken auf einer Schneidpresse

Info

Publication number: DE3228734C1
Application number: DE19823228734
Authority: DE
Inventors: Walter 3220 Alfeld Bredow
Original assignee: C Behrens AG
Current assignee: C Behrens AG
Priority date: 1982-07-31
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1983-10-20
Also published as: CH659407A5; GB2124954A; GB2124954B; GB8308879D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Durchzügen an tafel- oder blechförmigen Werkstücken auf einer mit einem numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüsteten Schneidpresse mit einer gegen die Werkstückoberfläche absenkbaren Matrize und einem einen zugehörigen Stempel tragenden Unterwerkzeug, dessen Stempel in dem Unterwerkzeug aus einer unterhalb der Werkstückfläche gelegenen Ruhestellung in seine aus dieser Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung durch einen von unten angetriebenen Betätigungsbolzen bewegbar und in einer Werkstückauflage geführt ist.

Eine derartige Einrichtung gestattet es, auf einer Schneidpresse mit numerisch gesteuertem Koordinatentisch Durchzüge anzufertigen, und kann dabei in den üblichen Werkzeugmagazinen wie Revolvertellern oder dergleichen Aufnahme finden, so daß ohne Behinderung außer den normalen Löchern und Durchbrüchen auch die Durchzüge auf der gleichen Maschine hergestellt werden können, insbesondere Durchzüge zur Einbringung von Gewinde.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs angegebenen Art (DE-OS 30 42 158) ist die Werkstückauflage fest an einem unteren Werkzeugträger angebracht. Der Stempel wird mit Hilfe eines gesonderten Betätigungsbolzens von unten angetrieben, und es wird dieser Betätigungsbolzen seinerseits von einer gesonderten Hubeinrichtung bewegt, die unterhalb des Betätigungsbolzens an der Schneidpresse angeordnet ist. Neben dem Nachteil des baulichen und räumlichen Aufwands einer gesonderten Hubeinrichtung und der erforderlichen Übertragungsglieder ergibt sich der Nachteil, daß für die Hubeinrichtung eine zusätzliche Druckerzeugungseinheit erforderlich wird, was die Einrichtung insgesamt verteuert. Zum anderen ergibt sich ein Nachteil hinsichtlich der Funktion: Es ist erforderlich, die auf die Werkstückoberfläche gegen die feststehende Werkstückauflage abgesenkte Matrize und damit das zugehörige Oberwerkzeug im unteren Totpunkt anzuhalten, und es kann erst danach über die gesonderte Hubeinrichtung der Stempel betätigt werden. Dies verlangsamt den Betrieb der bekannten Einrichtung beträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit deren Hilfe das Herstellen der Durchzüge mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt werden kann wie die normalen Lochungsvorgänge an der Schneidpresse, also zusätzliche Betriebszeiten durch die Betätigung des Stempels der Einrichtung vermieden werden. Dabei soll die Einrichtung und insbesondere sollen die Mittel zur Betätigung des Stempels vereinfacht werden und ihr Raumbedarf verringert werden.

Dies wird nach der Erfindung vor allem dadurch erreicht, daß die Werkstückauflage in beiden Bewegungsrichtungen anschlagbegrenzt im Unterwerkzeug senkrecht zur Werkstückfläche beweglich geführt ist und sich auf ihrer Unterseite gegen einen koaxial in einem Zylinderraum des Unterwerkzeugs gleitend geführten Ringkolben abstützt, der auf seiner unteren Ringfläche in Richtung zur Werkstückauflage federbeaufschlagt und anschlagbegrenzt ist, und daß im Ringkolben in einer nach unten offenen Zylinderbohrung koaxial ein den Betätigungsbolzen für den in Rückholrichtung federbeaufschlagten Stempel tragender Antriebskolben gleitend und in Richtung zur Werkstückauflage anschlagbegrenzt geführt ist und der unterhalb des Ringkolbens und des Antriebskolbens verbleibende Zylinderraum mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es möglich, allein durch die Absenkbewegung der Matrize mit Hilfe des Oberwerkzeugs die erforderlichen

Antriebskräfte für die Stempelbewegung zu erzeugen, so daß eine gesondert gesteuerte und betriebene Hubeinrichtung ganz entfallen kann. Wird durch das Oberwerkzeug für die Matrize ein Arbeitshub ausgelöst, so wird die Werkstückauflage nach unten bewegt bis zu ihrem unteren Anschlag.· Dabei verfährt sie den Ringkolben nach unten gegen die Wirkung der Federn. Die Ringfläche des Ringkolbens verdrängt das eingeschlossene nicht kompressible Medium, das seinerseits die untere Kolbenfläche des Antriebskolbens beaufschlagt und diesen mit dem Betätigungsbolzen von unten gegen den Stempel bewegt, der somit durch das Werkstück hindurchgestoßen wird und mit der Matrize den Durchzug bildet. Wird die Matrize mit dem Oberwerkzeug von der Werkstückfläche abgehoben, so '5 kehrt der Ringkolben durch seine Federbeaufschlagung mit der Werkstückauflage in die Ausgangslage zurück. Über das nicht kompressible Medium wird dabei der Antriebskolben mit dem Betätigungsbolzen zurückgeholt, während der Stempel durch seine Rückholfeder in die Ruhestellung zurückkehrt. Die gesamte Einrichtung ist aus einfachen, im wesentlichen koaxialen Bauteilen zusammengesetzt und kompakt und raumsparend. Außerdem ist es möglich, die Einrichtung durch Auswechslung weniger Bauteile, nämlich der Werk-Stückauflage, des Stempels und der Matrize, auf andere Durchmesser der herzustellenden Durchzüge umzustellen. Es hat sich ferner gezeigt, daß durch entsprechende Bemessung der wirksamen Kolbenflächen die für die Stempelbewegung erforderliche Abwärtsbewegung der Werkstückauflage außerordentlich gering gehalten werden kann, wodurch der Ablauf der Arbeiten auf der Schneidpresse und insbesondere einer Revolverschneidpresse in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Der Weg oder Hub der Werkstückauflage kann besonders gering gehalten werden, wenn die untere Ringfläche des Ringkolbens größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens bemessen ist.

Als besonders betriebssicher und wirksam hat es sich gezeigt, wenn die Ringfläche des Ringkolbens durch auf dem Zylinderraumboden aufliegende Tellerfedern beaufschlagt ist. Für eine einwandfreie Entlüftung des das nicht kompressible Medium enthaltenden Zylinderraums ist es zweckmäßig, wenn die Ringfläche des Ringkolbens und der Zylinderraumboden jeweils zur Längsachse hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

Eine besonders vorteilhafte Bauform wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Unterwerkzeug mit Hilfe eines den Zylinderraum bildenden und die bewegliche Werkstückauflage aufnehmenden topfförmigen Bauteils in der Matrizenaufnahme der Schneidpresse gehalten ist und die Werkstückauflage zwischen jeweils einer am Ende des Zylinderraums einerseits und an der unteren Stirnfläche einer die Werkstückauflage in der Mätrizenaufnahme haltenden Ringschraube andererseits gebildeten Anschlagringfläche beweglich ist, wobei der Durchmesser des Zylinderraums und damit des Ringkolbens kleiner als der der Werkstückauflage bemessen ist.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist besonders geeignet für mit einem numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüstete Revolverschneidpressen, bei denen der Vorteil des geringen Zeitaufwands für die Herstellung der Durchzüge besonders ins Gewicht fällt, da die Durchzüge somit im gleichen Arbeitsrythmus und mit gleicher Geschwindigkeit hergestellt werden können wie die übrigen Löcher oder Durchbrüche.

Umkehrung der Kraftwirkungsrichtung in einer Blechumformungsvorrichtung durch einen federabgestützten Ringtauchkolben, der ein unkompressibles Druckfluid in einem Zylinderraum verdrängt, ist für sich aus der DE-PS 7 30 903 bekannt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung ist nur derjenige Teil der Einrichtung dargestellt, der zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist. Die allein dargestellte Matrize des Oberwerkzeugs ist im Oberwerkzeug in einem geeigneten Werkzeugträger gehalten. Die übrige Einrichtung einschließlich der sie haltenden Matrizenaufnahme ist an einem unteren Werkzeugträger, insbesondere einem Werkzeugmagazin wie einem Revolverteller einer Revolverschneidpresse gehalten. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung nach der Erfindung in deren Ruhestellung,

F i g. 2 eine Teilansicht entsprechend F i g. 1 der Werkstückauflage und der Matrize sowie des Stempels in Arbeitsstellung.

An einem nicht dargestellten oberen Werkzeugträger ist eine Matrize 12 absenkbar oberhalb des zu bearbeitenden tafel- oder blechförmigen Werkstücks 13 angeordnet. _t

Unterhalb des Werkstücks 13 ist eine Matrizenaufnahme 14 in einem nicht dargestellten unteren Werkzeugträger der Schneidpresse gehalten. In diese Matrizenaufnahme 14 ist ein topfförmiger Bauteil 1 eingesetzt und liegt auf der Ringfläche 16 der Matrizenaufnahme 14 auf. Im Bauteil 1 ist im unteren Teil ein Zylinderraum la gebildet, in dem gleitbar ein Ringkolben 2 geführt ist. Der Ringkolben 2 wird durch den Sicherungsring 4 in seiner Bewegung in Richtung auf das Werkstück 13 anschlagbegrenzt. Auf seiner unteren Ringfläche 20 ist der Ringkolben 2 in Richtung auf das Werkstück 13 hin durch Tellerfedern 7 beaufschlagt, die sich am unteren Ende auf den Zylinderraumboden 19 abstützen. Der Ringkolben 2 wird somit durch die Tellerfedern 7 in seiner Ruhelage stets gegen den Sicherungsring 4 gedrückt.

In der Zylinderbohrung 18 des Ringkolbens 2, die nach unten hin offen ist, ist koaxial ein Antriebskolben 3 gleitbar geführt. Dieser Antriebskolben 3 trägt an seiner Oberseite einen Betätigungsbolzen 24. Der Weg des Antriebskolbens 3 ist in Richtung zum Werkstück 13 hin dadurch anschlagbegrenzt, daß seine Ringfläche 25 gegen die innere Ringfläche 26 der Zylinderbohrung 18 des Ringkolbens 2 zur Anlage kommen kann.

Der unterhalb des Ringkolbens 2 und des Antriebskolbens 3 verbleibende Zylinderraum 5 ist mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt, z. B. mit Öl oder einer dauerplastischen Masse. Um diese Füllung frei von Lufteinflüssen zu bekommen, sind die obere und die untere Begrenzungsfläche des Zylinderraums 5, nämlich die Ringfläche 20 und der Zylinderraumboden 19 jeweils zur Längsachse des Bauteils 1 und damit zur Längsachse der Gesamteinrichtung hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet. Zur Entlüftung ist in der Mitte des Zylinderraumbodens 19 eine Entlüftungsbohrung 22 vorgesehen, die durch eine Verschlußschraube 6 abgedichtet wird. Damit sich zwischen den Tellerfedern 7 keine abgeschlossenen Räume bilden können, die nicht einwandfrei entlüftet werden können, sind am Umfang. 23 des Zylinderraumbodens 19 dort, wo die Tellerfedern auf der Umfangsfläche anliegen, Freibohrungen 21

eingebracht.

Im oberen Abschnitt des topfförmigen Bauteils 1 ist eine Werkstückauflage 8 senkrecht zur Werkstückfläche beweglich geführt. In beiden Bewegungsrichtungen ist die Werkstückauflage 8 anschlagbegrenzt. Dazu weist die Werkstückauflage 8 einen Ringbund 28 auf. In dem topfförmigen Bauteil 1 wird die Werkstückauflage 8 gehalten durch eine Ringschraube 9, deren untere Stirnfläche einen Ringanschlag für die obere Anschlagbegrenzung der Werkstückauflage 8 bildet.

Nach unten ist die Bewegung der Werkstückauflage 8 begrenzt durch die Anlage seiner unteren Stirnfläche gegen die Ringfläche \b oberhalb des Zylinderraums la. Geführt ist die Werkstückauflage 8 durch die Innenbohrung 27 der Ringschraube 9.

In der Werkstückauflage 8 ist ein Stempel 10 koaxial angeordnet und längsbeweglich geführt. Der Stempel 10 wird in seiner Ruhelage durch die Schraubenfeder 11, die sich auf dem Bund 29 des Stempels unten abstützt, gegen den Betätigungsbolzen 24 gedrückt. Somit ist der Stempel 10 in Rückholrichtung federbeaufschlagt. In seiner Ruhestellung ist der Stempel 10 außerdem durch Anlage auf der oberen Stirnfläche des Ringkolbens 2 abgestützt.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die folgende: Wird am Oberwerkzeug und damit an der Matrize 12 ein Arbeitshub ausgelöst, so bewegt sich die' Matrize 12 so lange abwärts, bis ihre untere Fläche 30 auf dem Werkstück 13 aufliegt. Da der Arbeitshub danach noch nicht beendet ist, wird das Werkstück 13 durch die Matrize 12 gegen die -Werkstückauf lage 8 gepreßt und diese über ihre Ringfläche 31 gegen den Ringkolben 2. Die untere Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 übt dabei entgegen der Wirkung der Tellerfedern 7 einen Druck auf das sich im Zylinderraum 5 befindliche Medium aus. Da das Medium nicht kompressibel ist und sein Volumen daher konstant ist, weicht das Medium in Pfeilrichtung 33 aus und treibt dadurch den Antriebskolben 3 nach oben. Der Antriebskolben 3 drückt seinerseits über den Betätigungsbolzen 24 den Stempel 10 aus seiner in F i g. 1 dargestellten Ruhelage in seine aus der Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung vor. Dadurch wird das Material des Werkstücks um das Loch 34 in die Aufnahmeöffnung 15 der Matrize hineingezogen, welche Stellung in F i g. 2 dargestellt ist. Ist der Arbeitshub beendet, so bewegt sich die Matrize 12 mit dem Oberwerkzeug erneut nach oben und gibt das Werkstück 13 frei. Dadurch wird das nicht kompressible Medium im Zylinderraum 5 druckentlastet und dii'Tellerfedern 7 drücken den Ringkolben 2 wieder in die in F i g. 1 dargestellte Ausgangsposition. Dabei zieht die Schraubenfeder 11 den Stempel 10 aus dem nunmehr gezogenen Gewindedurchzug 40 im Werkstück 13 zurück bis in seine in F i g. 1 dargestellte Ruhestellung, bei der der Stempel unterhalb der Werkstückfläche gelegen ist.

Die untere Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 ist größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens 3 bemessen und zwar wesentlich größer. Beide Flächen sind dem- im Zylinderraum 5 eingeschlossenen nicht kompressiblen Medium zugewandt. Diese Bemessung führt dazu, daß bereits ein geringer Abwärtsweg des Ringkolbens 2 so viel des Mediums verdrängt, daß der Antriebszylinder 3 seinerseits um einen wesentlich größeren Weg angehoben wird. Bezeichnet man die dem Medium zugewandte Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 mit F, die dem Medium zugewandte untere Stirnfläche des Antriebskolbens 3 mit f, den Abwärtsweg der Werkstückauflage 8 und damit des Ringkolbens 2 mit Ai und den Aufwärtsweg des Antriebskolbens 3 in Richtung 33 und damit des Stempels 10 mit A₂, so besteht die Beziehung F-J = A₂:h\. Beträgt z.B. der äußere Durchmesser des Ringkolbens 2 30 mm und der des Antriebskolbens 3 10 mm, so ergeben sich die Flächen wie folgt: F = 706,5 mm² und / = 78,5 mm². Wird der Abwärtsweg der Werkstückauflage 8 zu 1 mm angenommen, so ergibt sich nach der vorstehenden Beziehung für den Aufwärtsweg des Antriebskolbens 3 und damit des Stempels 10 A₂ = 9 mm. In der Praxis bedarf es im allgemeinen keines Hubs des Stempels 10 von 9 mm, so daß der Hub der Werkstückauflage 8 noch auf einen kleineren Wert als 1 mm eingestellt werden kann. Dieser relativ geringe Hüb kleiner als 1 mm beeinträchtigt z. B. den Ablauf der Arbeiten auf einer Revolverschneidpresse in keiner Weise. Die vorgenannte Flächen- und Hubbeziehungen werden je nach dem Anwendungsfall und der verwendeten Maschine gewählt. Wie Beschreibung und Zeichnung zeigen, kann die Einrichtung sehr einfach für andere Durchmesser der herzustellenden Durchzüge umgebaut werden. Hierzu brauchen nur die Werkstückauflage 8, der Stempel 10 und die Matrize 12 ausgewechselt zu werden. Alle übrigen Teile der Einrichtungen können in der Maschine verbleiben bzw. weiter benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Herstellen von Durchzügen an tafel- oder blechförmigen Werkstücken auf einer mit einem numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüsteten Schneidpresse mit einer gegen die Werkstückoberfläche absenkbaren Matrize und einem einen zugehörigen Stempel tragenden Unterwerkzeug, dessen Stempel in dem Unterwerkzeug aus einer unterhalb der Werkstückfläche gelegenen Ruhestellung in seine aus dieser Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung durch einen von unten angetriebenen Betätigungsbolzen bewegbar und in einer Werkstückauflage geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauflage (8) in beiden Bewegungsrichtungen anschlagbegrenzt im Unterwerkzeug (1) senkrecht zur Werkstückfläche (13) beweglich geführt ist und sich auf ihrer Unterseite gegen einen koaxial in einem Zylinderraum (la) des Unterwerkzeugs gleitend geführten Ringkolben (2) abstützt, der auf seiner unteren Ringfläche (20) in Richtung zur Werkstückauflage (8) federbeaufschlagt (7) und anschlagbegrenzt (4) ist, und daß im Ringkolben (2) in einer nach unten offenen Zylinderbohrung (18) koaxial ein den Betätigungsbolzen (24) für den in Rückholrichtung federbeaufschlagten (11) Stempel (10) tragender Antriebskolben (3) gleitend und in Richtung zur Werkstückauflage (8) anschlagbegrenzt (25, 26) geführt ist und der unterhalb des Ringkolbens (2) und des Antriebskolbens (3) verbleibende Zylinderraum (5) mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ringfläche (20) des Ringkolbens (2) größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens (3) bemessen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (20) des Ringkolbens durch auf dem Zylinderraumboden (19) aufliegende Tellerfedern (7) beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (20) des Ringkolbens (2) und der Zylinderraumboden (19) jeweils zur Längsachse hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug mit Hilfe eines den Zylinderraum (la)bildenden und die bewegliche Werkstückauflage (8) aufnehmenden topfförmigen Bauteils (1) in der Matrizenaufnahme (14) der Schneidpresse gehalten ist und die Werkstückauflage (8) zwischen jeweils einer am Ende des Zylinderraums (ta) einerseits und an der unteren Stirnfläche einer die Werkstückauflage (8) in der Matrizenaufnahme (14) haltenden Ringschraube (9) andererseits gebildeten Anschlagringfläche beweglich ist, wobei der Durchmesser des Zylinderraums (la) und damit des Ringkolbens (2) kleiner als der der Werkstückauflage (8) bemessen ist.