DE3720895A1 - Formpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formpresse zum schrittweisen Formen von Werkstücken aus abgelängten Rohlingen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Matrizen und Preßstempeln.

Eine derartige bekannte Formpresse besteht aus mehreren Matrizen, die in regelmäßigen Abständen linear in einem Matrizenblock befestigt sind, der fest im Pressenrahmen aufgenommen ist, und mehreren Preßstempeln, die am Stempel­ halter befestigt sind, der fest am vorderen Ende des Ramm­ bärs aufgenommen ist, welcher relativ zum Matrizenblock eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, wobei die Stempel an der dem Matrizenblock gegenüberliegenden Seite des Stempelhalters angeordnet sind, und so den jeweiligen Matri­ zen zugeordnet sind, wobei die jeweiligen Werkstücke zwischen den jeweiligen Paaren auf Matrize und Stempel beim Hub geformt und beim Rückhub des Rammbärs aus den jeweiligen Matrizen ausgestoßen werden. Diese Werkstücke werden von Transferelementen gehalten, die am Pressenrahmen den jeweiligen Matrizen zugeordnet montiert sind und von die­ sen in die jeweils benachbarten Matrizen überführt, so daß damit die Werkstücke aufeinanderfolgend zwischen den jeweiligen Paaren von Matrizen und Preßstempeln geformt werden.

Bei einer derartigen geformten Formpresse werden die Ab­ messungen des Matrizenblocks und des Stempelhalters in Richtung der linearen Anordnung von Matrizen und Preß­ stempeln insbesondere dann ungünstig groß, wenn die Anzahl der Matrizen und Stempel groß ist. Daraus folgt, daß die Aussparung des Pressenrahmens zur Aufnahme des Matrizen­ blocks entsprechend groß sein muß und es muß ein großer Bewegungsbereich für den Stempelhalter garantiert sein. Diese Faktoren führen notwendigerweise zu einem unzweck­ mäßigen, sperrigen Pressenrahmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formpresse zu schaffen, bei der die vorstehend beschriebenen Probleme beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine Form­ presse mit einer neuen und verbesserten Anordnung, ge­ kennzeichnet durch einen Pressenrahmen in dem ein um seine zentrale Achse drehbarer Matrizenblock aufgenom­ men ist, der um seine zentrale Achse in gleichen Winkel­ abständen mehrere Matrizen trägt; einen Antriebsmechanis­ mus zum intermittierenden Antreiben des Matrizenblocks in abwechselnde Richtungen oder in die gleiche Richtung jeweils um einen Winkelabstand zwischen zwei benachbar­ ten Matrizen; und einen Rammbär, an dessen Stirnseite mehrere Stempel entsprechend der Ruheposition der im Matrizenblock aufgenommenen Matrizen, aufgenommen sind, wobei der Block bei jeder Hin- und Herbewegung des Ramm­ bärs gedreht wird und demgemäß die jeweiligen in den aufgenommenen Preßstempel verschiedenen Matrizen zuge­ ordnet werden, so daß die Werkstücke zwischen aufeinan­ derfolgenden Paaren von Preßstempeln und Matrizen in der gewünschten Weise geformt werden.

Im Gegensatz zur linearen Anordnung der jeweiligen Ma­ trizen und Stempel an den Stirnseiten des Matrizenblocks und Stempelhalters bei der bekannten Formpresse bedingt die kreisförmige Anordnung dieser Bauteile gemäß der vor­ liegenden Erfindung zweckmäßigerweise nicht nur eine kompaktere Bauweise des Matrizenblocks und des Rammbärs, sondern auch der Formpresse als Ganzes. Zusätzlich ist der Matrizenblock erfindungsgemäß drehbar im Pressenrahmen aufgenommen, so daß die einmal zwischen den jeweiligen Paaren von Matrizen und Preßstempeln abgenommenen Werk­ stücke von den jeweiligen Preßstempeln in den zugehöri­ gen Matrizen gehalten werden und dadurch aufeinanderfol­ gend den neuen zusammenwirkenden Paaren von Matrizen und Preßstempeln zugeführt werden, so daß ein eigener Trans­ fermechanismus weggelassen werden kann.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der fol­ genden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 ein Matrizenblock im Schnitt;

Fig. 3 und 4 die jeweiligen Haltepositionen des Matrizen­ blocks in der Draufsicht; und

Fig. 5 und 6 die Lagezuordnung von Stempel und Matrize je­ weils im Schnitt.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele gemäß der begleitenden Figuren beschrieben.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, ist eine Stempelhalte­ rung 1 fest an einer Stirnseite eines Rammbärs gegen­ über einer im Pressenrahmen 2 ausgebildeten Aussparung angeordnet, wodurch eine axiale Hin- und Herbewegung ermöglicht ist. Eine relativ lange Lagerachse 5 mit ei­ nem vorbestimmten Durchmesser liegt ausgehend von einer Stirnseite dieses Stempelhalters 1 parallel zur Bewe­ gungsrichtung des Rammbärs und ein Ende der Lagerachse 5 ist gleitend in einer Hülse 8 aufgenommen, die ihrer­ seits in einer Lagerbohrung 7 in einer vertikalen Stirn­ wand 6 der Aussparung 3 (siehe Fig. 2) aufgenommen ist.

Die Lagerachse 5 ragt durch eine Hülse 11, die fest in einer mittleren Bohrung aufgenommen ist, welche sich durch einen Matrizenblock 10 mit kreisförmigem Querschnitt erstreckt, um den Block 10 relativ zur Lagerachse 5 dreh­ bar und gleitbar aufzunehmen. Das rückwärtige Ende des Matrizenblockes 10 liegt an der vertikalen Stirnwand 6 der Aussparung 3 an und ein am Außenumfang angeformter Flansch 9 ist in einer Ringnut 19 eines ringförmigen Füh­ rungselementes 18, das mittels Schrauben 13 an der verti­ kalen Stirnwand 6 befestigt ist, so daß die Axialbewe­ gung des Matrizenblockes 10 begrenzt ist.

Die Stirnseite des Matrizenblocks 10 ist teilweise mit einer radial vom Außenumfang des Matrizenblockes 10 bis zu einem vorbestimmten Punkt sich erstreckenden Nut 12 versehen, um eine zurückgesetzte Fläche 14 zu bilden. In der vorderen Stirnfläche des Matrizenblocks 10 einschließ­ lich der zurückgesetzten Fläche 14 sind fünf Aufnahmeboh­ rungen 15 in gleichen Winkelabständen zueinander auf ei­ nem Kreis um die Lagerachse 5 angeordnet. In der Aufnah­ mebohrung 15 in der zurückgesetzten Fläche 14 ist eine Auswerfermatrize 16 aufgenommen und in den verbleibenden Aufnahmebohrungen 15 sind jeweils vier Matrizenhalter 17 aufgenommen, die ihrerseits erste bis vierte Matrizen 20, 21, 22, 23 (im Uhrzeigersinn) aufnehmen. Die jeweiligen Matrizen 21, 22 und 23 weisen jeweils Formhohlräume 20 a, 21 a, 22 a und 23 a auf, die zur Aufnahme der vorderen Enden der zugehörigen Auswerferstempel 20 b, 21 b, 22 b und 23 b geeignet sind. Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, ist hinter jedem dieser Auswerferstifte und diesem funktions­ mäßig zugeordnet ein Lagerstift 37 angeordnet, der an seinem rückwärtigen Ende einen Ringflansch 36 aufweist. Der Lagerstift 37 ist axial bewegbar und normalerweise unter Einwirkung einer zugehörigen Feder 38 nach rück­ wärts vorgespannt, so daß der Flansch 36 des Stiftes an einer Justierplatte 43 mit einem Schlitz 41 anliegt, wo­ bei die Platte 43 durch ein im Matrizenblock 10 ausge­ bildetes Fenster 40 in eine Position eingesetzt ist, in der der Flansch 36 an dieser Justierplatte 43 anliegt. Somit kann die Tiefe der jeweiligen Formhohlräume 20 a, 21 a, 22 a und 23 a wahlweise verändert werden, indem die Justierplatte 43 durch eine andere Platte mit anderer Dicke ersetzt wird. Die jeweiligen Lagerstifte 37 können durch einen Stößel 44 nach vorne gedrückt werden, der an der vertikalen Stirnwand 6 der Aussparung 3 vorsteht, was zur Folge hat, daß der jeweilige Auswerferstift 20 b, 21 b, 22 b oder 23 b vorsteht. In einer der linken Seite des Matrizenblocks 10 zugewandten Seitenwand der Ausspa­ rung 3 (siehe Fig. 3 und 4) ist auf der gleichen Höhe wie der Lagerachse 5 des Matrizenblocks 10 eine Montage­ nut 25 ausgebildet und in dieser Nut 25 ist ein Matrizen­ halter 24 a, der eine Abschermatrize 24 trägt, befestigt, wobei die Abscherebene der Abschermatrize in einer Ebe­ ne mit der zurückgesetzten Fläche 14 des Matrizenblocks 10 liegt. Vor diesem Halter 24 a ist ein Schneidhalter 27 mit einem knopfartigen Schneidmesser 26 von einer Ver­ schlußvorrichtung (nicht dargestellt) getragen, die funk­ tionsmäßig mit dem Rammbär verbunden ist, um zwischen zwei Positionen, d. h. einer Position, in der das Schneid­ messer 26 mit der Abschermatrize 24 fluchtet und einer Position, in der, wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, das Schneidmesser 26 in der Nut 12 des Matrizenblocks 10 aufgenommen ist, mit der Auswerfermatrize 16 an der zurückgesetzten Fläche 14 fluchtet, hin- und herbewegt zu werden. Am unteren Umfang des Matrizenblocks 10 steht ein Anschlußelement 28 vor und mit diesem Anschlußelement 28 ist eine Verbindungsstange 35 über einen Stift 34 ver­ bunden, die ihrerseits mit dem Verschlußmechanismus (nicht dargestellt) verbunden ist, welcher funktionsmäßig dem Rammbär zugeordnet ist, so daß der Matrizenblock 10 durch eine Hin- und Herbewegung dieser Verbindungsstange 35 um den Winkelabstand zwischen jedem Paar einander benachbar­ ter Aufnahmebohrungen 15, 15 in abwechselnden Richtungen, gedreht werden kann und an zwei Positionen gestoppt wer­ den kann, d. h. an einer Position, wie sie in der Fig. 3 gezeigt ist, in der die Auswerfermatrize 16 der zurück­ gesetzten Fläche 14 seitlich mit der Abschermatrize 24 fluchtet und an einer Position, wie sie in der Fig. 4 ge­ zeigt ist, in der die erste Matrize 20 seitlich mit der Abschermatrize 24 fluchtet. Der Stempelträger 1 trägt an seiner vorderen Stirnfläche erste bis vierte Stempel 30, 31, 32 und 33 auf einem Kreis in Winkelabständen ent­ sprechend den Winkelabständen und dem Kreis, auf dem die Aufnahmebohrungen 15 im Matrizenblock 10 liegen, wobei der erste Preßstempel 30, der Auswerfermatrize 16 des Ma­ trizenblocks 10 entspricht, wenn der Block in der Position gemäß Fig. 3 liegt.

Die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform ist wie im folgenden beschrieben:

Bei jeder Hin- und Herbewegung des Rammbärs wird der Ma­ trizenblock 10 gedreht und abwechselnd an zwei Positionen gestoppt, d. h. an einer Position wie sie durch die Fig. 3 und 5 gezeigt ist, in der die Auswerfermatrize 16 und die ersten bis dritten Matrizen 20, 21 und 22 den ersten bis vierten Preßstempeln 30, 31, 32 und 33 zugeordnet sind (im nachfolgenden als erste Position bezeichnet) und in einer Position wie sie in den Fig. 4 und 6 gezeigt ist, in der die ersten bis vierten Matrizen 20, 21, 22 und 23 den ersten bis vierten Stempeln 30, 31, 32 und 33 zugeordnet sind (im nachfolgenden als die zweite Position bezeichnet). Wenn der Matrizenblock 10 wie in der Fig. 4 dargestellt in der zweiten Position gehalten wird, liegt der Schneidenhalter 27 vor dem Matrizenhalter 24 a und es wird Drahtmaterial a durch die mit der Abschermatrize fluchtende Schneide 26 zugeführt, so daß sie um eine vor­ bestimmte Länge an der Abschermatrize 24 nach unten vor­ steht. Der Schneidenhalter 27 wird entlang der Stirnflä­ che des Matrizenhalters 24 a verschoben, bis der Schnei­ denhalter 27 in der Nut 12 des Matrizenblocks 10 aufge­ nommen ist (siehe Fig. 3),während der Block 10 gedreht wird, bis er in der in der Fig. 1 gezeigten Position ge­ halten wird. Hieraus folgt, daß der Draht a zwischen der Abschermatrize 24 und der Schneide 26 in ein Werkstück b mit vorbestimmter Länge abgeschnitten wird, welches dann von der Schneide 26 gehalten und in eine Position gegen­ über dem der Auswerfermatrize 16 gebracht wird. Die Stem­ pelhalterung 1 wird während des Vorwärtshubes des Ramm­ bärs in ihren vorderen Totpunkt gebracht, dann wird der Auswerferstift 16 b der Auswerfermatrize 16 nach vorne be­ wegt, wenn der Rammbär wieder zurückgezogen wird und dadurch wird das Werkstück b in den Aufnahmeraum 30 a des ersten Stempels gestoßen und in diesem gehalten. Wenn der Rammbär von seinem rückwärtigen Totpunkt wieder nach vorne bewegt wird, bleibt der Matrizenblock 10 in der in den Fig. 4 und 6 gezeigten zweiten Position bestehen und der erste Stempel 30 mit dem darin aufge­ nommenen Werkstück b steht der ersten Matrize 20 ge­ genüber. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, wird das Werkstück b durch den Preßstift 30 b, der beim Zurück­ ziehen des ersten Stempels 30 vorsteht, in den Formhohl­ raum 20 a der ersten Matrize 20 gedrückt und durch Pressen zwischen diesem Formhohlraum 20 a und dem Auswerferstift 20 b einem ersten Formvorgang unterzogen. Wenn der Ramm­ bär nach rückwärts gefahren wird, wird der erste Stempel 30 ebenfalls nach rückwärts bewegt, aber der Preßstift 30 b wird vorgeschoben, um das Werkstück b zu stoßen, so daß das dem ersten Formvorgang unterzogene Werkstück b in dem Formhohlraum 20 a der ersten Matrize 20 verbleibt. Wenn der Rammbär wieder nach vorne bewegt wird, bleibt der Matrizenblock 10 in der in den Fig. 3 und 5 gezeig­ ten Position und der zweite Stempel 31 steht der ersten Matrize 20 mit dem darin aufgenommenen Werkstück b gegen­ über. Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, wird wenn der zweite Preßstempel 31 vorgerückt und dann wieder zurück­ gezogen wird, der Auswerferstift 20 b der ersten Matrize 20 vorgeschoben und dadurch wird das Werkstück b in den Haltehohlraum 31 a gebracht und in diesem gehalten. Wenn der Rammbär seinen rückwärtigen Totpunkt erreicht und dann wieder nach vorne bewegt wird, bleibt der Matrizen­ block 10 in der in der Fig. 4 und 6 gezeigten zweiten Position und der zweite Stempel 31 mit dem darin aufge­ nommenen Werkstück b steht der zweiten Matrize 21 gegen­ über. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, wird das Werk­ stück b in den Formhohlraum 21 a der zweiten Matrize 21 gedrückt, dann beim Vorwärtshub des Rammbärs zwischen dem Preßstößel 31 b und dem Auswerferstift 21 b gepreßt, und das Werkstück b wird einem zweiten Formschritt unter­ zogen, bei dem der Kopf zu einer Stufenform umgeformt wird und der Schaft im Durchmesser etwas verringert wird.

Danach erfolgt eine Bearbeitung in ähnlichen Schritten, wie die vorstehend beschriebenen. Das dem zweiten Form­ schritt bereits unterzogene Werkstück b wird dem dritten Preßstempel 32 zugeführt, wenn der Rammbär eine Hin- und Herbewegung beendet und das Werkstück wird dann zwischen dem Preßstößel 32 b des dritten Stempels 32 und dem Aus­ werferstift 22 b der dritten Matrize 22 für die nachfol­ gende Hin- und Herbewegung des Rammbärs gepreßt. Dabei wird eine dritte Formgebung durchgeführt, bei der der Schaft des Werkstückes b weiter im Durchmesser verringert wird. Auf ähnliche Art und Weise bewirkt die nächste Hin­ und Herbewegung des Rammbärs, daß das Werkstück b zwischen dem Preßstößel 33 b des vierten Preßstempels 33 und dem Auswerferstift 23 b der vierten Matrize 23 gepreßt wird, um einen vierten Formgebungsschritt durchzuführen, bei dem der Schaft des Werkstückes b stufenförmig im Durch­ messer verringert wird. Das dem vierten Formgebungsschritt unterzogene Werkstück b wird vom Auswerferstift 23 b der vierten Matrize 23 ausgeworfen, wobei der Auswerferstift 23 b beim Zurückziehen des Rammbärs ausgefahren wird.

Obwohl das Werkstück, welches zwischen einem Paar aus einander zugeordneter Matrize und Preßstempel gepreßt worden ist, von diesem Preßstempel selbst gemäß der vor­ liegenden Erfindung gehalten und zur nächsten Matrize transportiert wird, ist es ebenfalls möglich, den jewei­ ligen Matrizen zugeordnete Transferelemente rund um den Matrizenblock anzuordnen, so daß diese Transferelemente den Transport der Werkstücke übernehmen. Weiterhin kann die Konstruktion der vorliegenden Ausführungsform bei der der Matrizenblock 10 intermittierend in wechselnden Rich­ tungen gedreht wird, durch eine Konstruktion ersetzt wer­ den, bei der der Matrizenblock intermittierend in eine Richtung um jeweils einen Winkelabstand zwischen jedem Paar einander benachbarter Matrizen gedreht wird, wobei die vier Matrizen mit Formhohlräumen gleicher Form ausgebildet sind, so daß die Werkstücke durch die jeweiligen Matrizen gehalten in die Positionen jeweils gegenüber den aufeinander­ folgenden Preßstempeln transportiert werden und nur die Kopfteile der Werkstücke nacheinander einem Formvorgang unterzogen werden.

Anzumerken ist, daß obwohl die Lagerachse 5, die den Matri­ zenblock 10 drehbar aufnimmt, bei der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsform vom Stempelträger 1 stationär getra­ gen wird, diese Lagerachse 5 auch vom Pressenrahmen 2 sta­ tionär getragen werden kann.

Claims (4)

1. Formpresse gekennzeichnet durch einen Matrizenblock (10), der in einem Pressenrahmen (2) um eine zentrale Achse drehbar gelagert ist und mehrere, in gleichen Winkelabständen zueinander um die Mittelachse angeordnete Matrizen (20, 21, 22, 23) aufweist; einen Antriebsmechanismus zum intermittierenden Drehen des Ma­ trizenblocks (10) in wechselnde Richtungen oder in eine Richtung, jeweils um einen Winkelabstand zwischen zwei be­ nachbarten Matrizen; und mehrere Preßstempel (30, 31, 32 und 33), die an der dem Matrizenblock zugewandten Stirn­ seite eines Rammbärs angeordnet sind, der relativ zum Ma­ trizenblock (10) eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, wobei die Preßstempel den Matrizen jeweils in der Ruhepo­ sition des Matrizenblocks gegenüberstehen und bei jeder Hin- und Herbewegung des Rammbärs die Preßstempel infolge der intermittierenden Drehbewegung des Matrizenblocks je­ weils anderen Matrizen gegenüberstehen, so daß die Werk­ stücke b zwischen den jeweiligen, aufeinanderfolgenden Paaren von Matrize und Preßstempel schrittweise verformt werden.

2. Formpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Matrizenblock vom Antriebsmecha­ nismus (28, 34, 35) bei jeder Hin- und Herbewegung des Rammbärs in wechselnde Richtungen gedreht wird, die zwi­ schen den jeweiligen Preßstempeln und Matrizen geformten Werkstücke (b) von den Matrizen an die Preßstempel über­ geben und in diesen gehalten werden und jede intermittieren­ de Drehung des Matrizenblocks in wechselnde Richtungen be­ wirkt, daß die Werkstücke (b) nacheinander zu den jeweili­ gen Preßstempeln zu den benachbarten Matrizen transportiert werden.

3. Formpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Matrizenblock (10) vom Antriebs­ mechanismus (28, 34, 35) bei jeder Hin- und Herbewegung des Rammbärs in wechselnder Richtung gedreht wird, wobei die zwischen den jeweiligen Preßstempeln und Matrizen ver­ formten, aus den Matrizen dann ausgeworfenen Werkstücke (b) von einem, am Pressenrahmen montierten Transfermechanis­ mus gehalten und zur benachbarten Matrize transportiert werden.

4. Formpresse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Matrizenblock (10) vom Antriebs­ mechanismus (28, 34, 35) bei jeder Hin- und Herbewegung des Rammbärs in eine Richtung gedreht wird und die zwi­ schen den Preßstempeln und Matrizen verformten Werkstücke (b) zusammen mit den, die Werkstücke aufnehmenden Matrizen in Positionen gegenüber den benachbarten Preßstempeln trans­ portiert werden.