DE3935498C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ein/ausschaltbare Preßeinrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, die eine einen Stempelsatz enthaltende erste Grundplatte sowie eine einen Matrizensatz enthaltende zweite Grundplatte aufweist, ge­ genüber welcher die Stempel der ersten Grundplatte unter Druck­ einwirkung zwecks Bearbeiten des zwischen Stempel- und Matrizensatz eingesetzten Werkstücks zum Ausüben eines Arbeitshubs bewegbar sind.

Solche Einrichtungen werden hauptsächlich für Stanz-, Schneid- und Verformarbeiten verwendet. Bekannt sind z. B. Stanzeinrich­ tungen, die auch eine numerische Steuerung, ein Werkzeugwech­ selsystem und einen X/Y-Koordinatenschlitten - mit dem das Werkstück in die erwünschte Position für die Arbeitshübe trans­ portiert wird - aufweisen können. Für die Positionierung der Werkzeuge kommen dabei verschiedene Werkzeugwechselsysteme zum Einsatz. Insbesondere sind folgende Systeme zu erwähnen:

a. Revolverteller-System

Bei diesem System sind die Werkzeuge im Kreis auf zwei drehbaren Tellern angeordnet und werden, durch die Steue­ rung abgerufen, unter dem Stößel für die Arbeitshübe posi­ tioniert.

b. Werkzeug-Kassettensystem

Bei diesem System werden die Werkzeuge in speziellen Maga­ zinen gelagert und nach Bedarf mittels Manipulatoren in die Arbeitsposition unter den Pressenstößel eingefahren.

c. Hydraulischer Vielfach-Stanzkopf

Dieses System kennzeichnet sich durch eine Vielzahl von Werkzeugen aus, wobei jedem Werkzeug ein eigener, unab­ hängig und wahlweise betätigbarer, hydraulischer Stößel zugeordnet ist.

All diese Systeme haben den Nachteil, daß durch die sehr engen Platzverhältnisse ein flexibler Einsatz von verschiedenen Werk­ zeugen oder Werkzeug-Sätzen sehr erschwert wird. Weiter ist bei den unter a. und b. genannten Systemen ein gleichzeitiger Ein­ satz von zwei oder mehr Werkzeugen nicht möglich. Beim System gemäß c. ist diese Möglichkeit zwar gegeben, doch mit dem Nachteil verbunden, daß jedem Werkzeug ein vollständiges, hy­ draulisches Stößelsystem mit zugehöriger Steuerung zugeordnet werden muß. Ein weiterer Nachteil der Systeme gemäß a. und b. ist darin zu sehen, daß die einzelnen Werkzeuge nicht indivi­ duell gegen Überlast gesichert werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Preßeinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei schnellem Werkzeugsatz-Wechsel jedes Werkzeug individuell angesteuert werden kann, wobei auch beliebige Kombinationen der gleichzeitig eingesetzten Werkzeuge möglich sind, und wobei zudem jedem Werkzeug eine individuelle Überlastsicherung zugeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Preßeinrichtung gelöst, welche in Anspruch 1 definiert ist. Weitere Ausbildungen der Preßeinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-5 angegeben.

Aus der DE-PS 4 09 075 ist zwar eine Presse zur unmittelbaren Bearbeitung von Werkstücken bekannt, mit einem unterteilten Stößel und dazwischengeschaltetem hydraulischen Kraftübertragungsorgan zur Regulierung der Stößelkraft und gegebenenfalls des Stößelhubes. In dieser Druckschrift ist aber nicht die Rede davon, daß das hydraulische Kraftübertragungsorgan auch die Funktion haben soll oder kann, die Stößelkraft ein- und auszuschalten. Für diese Funktion sind bei Pressen der beschriebenen Art in der Regel andere, einfachere Mittel (z. B. Kupplung im Zuge des Stößelantriebs) vorgesehen. Aus diesem Grund ist im Zusammenhang mit der hier vorgeschlagenen Lösung der Gedanke, dem Übertragungsorgan auch eine Schaltfunktion zuzuordnen, völlig abwegig.

Die genannte Druckschrift enthält zudem keinen Hinweis auf eine Verwendung der Presse zur Betätigung von Werkzeugen, z. B. für die Blechbearbeitung, und insbesondere auch nicht auf eine gleichzeitige Betätigung von mehreren Werkzeugen durch einen Pressenstößel. Selbstverständlich fehlt damit auch jeglicher Hinweis auf die Möglichkeit einer zeitweiligen Unterbrechung der Tätigkeit einzelner Werkzeuge.

Die Druckschrift DE-PS 33 39 503 C2 schlägt eine Stanzmaschine vor, bei welcher mehrere Werkzeuge durch einen Pressenstößel betätigbar sind und jedem Werkzeug eine Kopplungseinrichtung zugeordnet ist, die der wahlweisen Stanzkraftübertragung zum zugeordneten Stanzstempel dient. Diese Kopplungseinrichtungen sind gemäß der Beschreibung am Pressenstößel befestigt und weisen je einen zum Pressenstößel relativ beweglichen Übertragungsstößel und ein zwischen Pressenstößel und Übertragungstößel einschiebbares und wegziehbares Zwischenstück auf.

Der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Gedanke, diese mechanischen, als Kraftschalter wirkenden Kopplungseinrichtungen durch solche hydraulischer Art zu ersetzen, wird auch durch die Verbindung des Inhalts der beiden vorgenannten Druckschriften nicht nahegelegt, weil erstens die DE-PS 4 09 075 dazu keine Anregung gibt und zweitens die Anwendung eines hydraulischen Kraftübertragungsorgans in Verbindung mit einer Presse allein bei der Lösung nach der DE-PS 33 503 C2 nicht zu einer entsprechenden Lösungsvariante geführt hat, obwohl die erstgenannte Druckschrift schon seit über 50 Jahren bekannt ist und immerhin für die Betätigung des Pressenstößels und für die Verschiebung des mechanischen Zwischenstücks jeweils ein hydraulischer Antrieb in Betracht gezogen wurde.

Gemäß dem Vorschlag der Erfindung werden zumindest einige Stempel des Stempelsatzes, welche in einer Grundplatte zusam­ mengefaßt sind, mit Hilfe eines einzigen, gemeinsamen Betäti­ gungsorgans mit Druck beaufschlagt. Das Betätigungsorgan wirkt primär auf Zwischenglieder ein, die den einzelnen Stempeln des Stempelsatzes zugeordnet und verteilt angeordnet sind. Die Zwi­ schenglieder sind ein- und ausschaltbar, so daß sie entweder den Druck des Betätigungsorgans weiter auf den zugehörigen Stempel übertragen oder einzelne Stempel druckfrei belassen.

Die Stempel können zum Stanzen, Schneiden, Verformen oder Prä­ gen verwendet werden, wobei eine sehr hohe Stanz- bzw. Verform­ kadenz erreicht wird.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungegenstands dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine rein schematische Darstellung einer Preßeinrich­ tung, aufgrund welcher auch das Verfahren erläutert wird; und

Fig. 2 die nähere Ausbildung eines Zwischenglieds.

Die vorgeschlagene Preßeinrichtung dient zum Bearbeiten von Werkstücken eignet sich hauptsächlich zum Stanzen, aber auch zum Verformen und Prägen von z. B. Blechstücken und ist rein schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Preßeinrichtung weist einen Pressenstößel 1 und einen Maschinentisch 2 auf, welche Teile an und für sich bekannt sind und nicht näher erläutert werden müssen. Zur Bearbeitung eines Werkstücks 3 ist eine erste Grundplatte 4 vorgesehen, welche mit einer Anzahl von Stempeln 5 bestückt ist, die zur Ausübung eines Arbeitshubs in vertikaler Richtung beweglich in der Grundplatte 4 gelagert sind. Die Stempel 5 arbeiten mit ent­ sprechenden Matrizen 6 zusammen, welche am Maschinentisch 2 in einer zweiten Grundplatte 7 Aufnahme finden.

Jedem Stempel 5 ist ein als Zwischenglied dienender Stößel 8 zugeordnet, welche Stößel 8 andernends durch den Pressenstö­ ßel 1 mit Druck beaufschlagbar sind und mit diesem zur Druck­ ausübung auf die einzelnen Stempel 5 vertikal bewegbar sind. Die Stößel 8 sind zweiteilig ausgebildet, bestehen aus einem Oberteil 8a und Unterteil 8b, wobei die beiden Teile in einer gemeinsamen Führungshülse 9 untergebracht und vertikal geführt sind. Zwischen den beiden Stößelteilen 8a und 8b ist ein Raum 10 vorhanden, welcher über eine Öffnung 11 in der Wandung der Führungshülse mit einem nicht komprimierbaren Medium, z. B. ei­ ner Flüssigkeit wie Drucköl etc., gefüllt und entleert werden kann. Zu diesem Zweck führt von jeder Öffnung 11 eine Leitung 12 zu einem Flüssigkeitsverteiler 13, welcher vorzugsweise ein Mehrfachventil sein kann, welches mit einer Hochdruckpumpe 15 über eine Leitung 14 verbunden ist. Eine weitere Leitung 16 führt zu einem Rechner oder einem Steuergerät 17, welches pro­ grammiert werden kann und zum wahlweisen Öffnen und Schließen der Ventile des Flüssigkeitsverteilers 13 dient. Vorteilhafter­ weise kann jedem Hohlraum 10 noch eine Druckentlastungsleitung (nicht dargestellt) zugeordnet werden, damit ein aktiviertes (d. h. mit Druckflüssigkeit gefüllter Hohlraum) Zwischenglied 8 schneller desaktiviert werden kann. In dieser Druckentlastungs­ leitung kann ein Überdruckventil eingebaut sein, welches da­ durch eine einfache und wirksame Überlastsicherung für das be­ treffende Werkzeug bildet.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung stehen sämtliche Stempel 5 des Stempelsatzes der ersten Grundplatte 4 unter Ein­ fluß des Pressenstößels 1 der Preßeinrichtung, wobei der Druck zur Ausübung eines Arbeitshubs durch Vermittlung von Zwi­ schengliedern, welche als Stößel 8 ausgebildet sind, auf die Stempel 5 verteilt wird. Es ist aber auch möglich, einzelne Stempel zu Gruppen zusammenzufassen und jeder Gruppe ein ge­ meinsames Betätigungsorgan in Form eines Pressenstößels zuzu­ ordnen.

Die beschriebene Anordnung erlaubt, daß Stößel nach Belieben ein- oder ausgeschaltet werden können. Um einen Stößel einzu­ schalten, wird in den Raum 10 zwischen den beiden Stößelteilen 8a und 8b ein Flüssigkeitsmedium unter hohem Druck eingelassen, so daß die Bewegung des Stößeloberteils 8a durch Vermittlung des Druckmediums auf das Stößelunterteil 8b übertragen wird. Letzteres führt also die gleiche Hubbewegung wie das Stößel­ oberteil 8a aus, so daß der zugehörige Stempel 5 in der ersten Grundplatte 4 betätigt wird. Dieser wirkt auf das Werkstück 3 und verformt oder stanzt dieses. Soll ein Stempel 5 nicht betä­ tigt werden, so wird der zugehörige Stößelunterteil 8b still­ gelegt, indem der Flüssigkeitsverteiler 13 die Flüssigkeitszu­ fuhr in den entsprechenden Raum 10 unterbricht und das Flüssigkeitsmedium aus dem Raum 10 entweichen läßt. In diesem Falle übt der Stößeloberteil 8a die Hubbewegung gegen den Stößelunterteil 8b aus, ohne diesen jedoch zu beeinflussen. Voraussetzung ist dabei, daß der Hub des Pressenstößels 1 und somit des Stößeloberteils 8a etwas kleiner ist als die vertikale Ausdehnung des Raums 10, welche Ausdehnung der Entfernung der beiden Teile 8a und 8b voneinander in der Ausgangslage entspricht.

Ob und welche Stempel 5 eines Stempelsatzes aktiv bzw. passiv sind, kann mittels des Rechners oder Steuergeräts 17 program­ miert werden. Dieses Gerät 17 betätigt die Ventile des Flüssig­ keitsverteilers 13 nach dem eingegebenen Programm.

In Fig. 2 ist eine Einzelheit näher und vergrößert darge­ stellt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß das Stößelober­ teil 8a, welches pendelnd am Oberwerkzeug befestigt ist, in der Führungshülse 9 Aufnahme findet, die ihrerseits in einem Block oder in Einzelelementen 18 untergebracht ist. Ferner geht noch aus dieser Figur hervor, daß der Stößeloberteil 8a und der Stößelunterteil 8b mit Hilfe einer Distanzschraube 19 mitein­ ander verbunden sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Distanzschraube 19 in den Boden des Stößeloberteils 8a eingeschraubt ist, sich durch eine Axialbohrung 23 des Stößelunterteils 8b erstreckt und mit ihrem Mitnehmerkopf 20 in einer Sackbohrung 21 des Stößelunterteils 8b Aufnahme fin­ det. Ferner ist noch die Öffnung 11 im Raum 10 sowie die ent­ sprechende Bohrung 11a ersichtlich, wo die zum Flüssigkeitsver­ teiler 13 führende Leitung 12 angeschlossen wird. Hier kann auch noch eine Überlastsicherung bzw. ein Überdruckventil ange­ ordnet sein.

In der zweiten Grundplatte 7 ist ein Stempel oder ein Stanz­ werkzeug 22 anstelle der Matrize 6 befestigt.

Anstelle des beschriebenen zweiteiligen Stößels 8a, 8b kann auch ein als Teleskoprohr ausgebildeter Stößel Verwendung fin­ den, bei welchem die gegeneinander verschiebbaren beiden Teile einen mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum begrenzen. Eine weite­ re Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Kolben-Zylinder- Kombination anstelle des zweiteiligen Stößels, in welcher die Zylinderbewegung blockiert oder freigegeben werden kann. We­ sentlich ist in allen Fällen, daß ein ein- und ausschaltbares Zwischenglied Verwendung findet.

Die beschriebene Vorrichtung kann in vielen Gebieten der Fertigungstechnik angewendet werden und garantiert eine hohe Flexibilität mit großer Variantenvielfalt und steigert deshalb in hervorra­ gender Weise die Produktivität. Es eignen sich zur Verarbeitung sowohl Stahl als auch Leicht- und Buntmetalltafeln sowie Schichtpreßstoffe, wobei die Verarbeitung nebst Stanzen auch Schneiden, Verformen und Prägen umfaßt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Einrichtung in einfacher Weise einen gleichzeitigen Einsatz von individuell aus­ wählbaren, einzelnen Werkzeugen in beliebiger Zahl ermögli­ chen. Als weitere Vorteile können angeführt werden, daß pro Werkzeug eine individuell einstellbare Überlastsicherung vorge­ sehen werden kann, die zusammen mit dem Zwischenglied 8 als verlängerte Stößelführung eine maximale Werkzeugsicherheit und Standzeit bringt, daß ein großer Freiraum in der Gestaltung der Grundplatten 4 und 7 für die Werkzeugaufnahme und damit einfache, flexible Einsatzmöglichkeiten von verschiedenen Werk­ zeugsystemen, hydraulischen Presseneinheiten sowie weiteren Verfahrenstechniken gegeben sind, daß die Vorrichtung gut mit anderen Bearbeitungssystemen (z. B. Laserschneiden) kombinierbar ist, und daß sie schließlich gut ausbaubar für einen voll me­ chanisierten Werkzeugwechsel ist.

Claims (5)

1. Preßeinrichtung mit wenigstens einem Stößel (1) zur Betätigung von mehreren, je aus Stempel (5) und Matrize (6) bestehenden Werkzeuggarnituren für die Blechbearbeitung, wobei jeder Werkzeuggarnitur ein ein- und ausschaltbares Übertragungsorgan für die Übertragung der Stößelkraft auf den Stempel der Werkzeuggarnitur zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Pressenstößel und den Stempel der Werkzeuggarnituren je ein aus einem Zylinder und mindestens einem Kolben bestehendes, hydraulisches Übertragungsorgan (8, 9, 10) eingesetzt ist, das mit einer nicht komprimierbaren Flüssigkeit befüllbar ist, und daß Mittel (11 bis 16) vorgesehen sind, durch die die Flüssigkeit in dem Zylinder wahlweise gehalten oder aus diesem abgelassen werden kann.

2. Preßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Übertragungsorgan (8, 9, 10) in einem vertikalen Zylinder (9) zwei darin verschiebbare Kolben (8a, 8b) aufweist, zwischen denen sich ein Hohlraum (10) zur Aufnahme der Flüssigkeit befindet, wobei der obere Kolben (8a) unter der Krafteinwirkung des Pressenstößels (1) steht und der untere Kolben (8b) die Stößelkraft bei mit Flüssigkeit gefülltem Hohlraum (10) auf den Stempel (5) der Werkzeuggarnitur (5, 6) überträgt.

3. Preßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Füllen und Leeren des Hohlraumes (10) aller Übertragungsorgane (8, 9, 10) eine Hochdruckpumpe (15) und ein Flüssigkeitsverteiler (13) vorhanden sind, welch letzterer mit einem Rechner oder Steuergerät (17) in Verbindung steht, wobei vom Flüssigkeitsverteiler (13) je mindestens eine separate Leitung (12) zu den einzelnen Hohlräumen (10) der Übertragungsorgane führt.

4. Preßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hohlraum (10) jedes Übertragungsorgans (8, 9, 10) eine Druckentlastungsleitung zugeordnet ist, welche mit einem dazwischengeschalteten Überlastventil versehen ist.

5. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (8a) und der untere Kolben (8b) mit einer im Boden des oberen Kolbens (8a) verschraubten und in einer axialen Bohrung (23) des unteren Kolbens (8b) gleitend geführten Distanzschraube (19) verbunden sind, welche einen Mitnehmerkopf (20) aufweist, der in einer Sackbohrung (21) des unteren Kolbens (8b) angeordnet ist, so daß bei drucklosem Hohlraum (10) bei einer vertikalen Abwärtsbewegung des oberen Kolbens (8a) die Distanzschraube (19) mit ihrem Schaft in der axialen Bohrung (23) und mit ihrem Mitnehmerkopf (20) in der Sackbohrung (21) gleitet, während, nach einer nach unten gerichteten Arbeitsbewegung der beiden Kolben (8a, 8b) bei gefülltem Hohlraum (10), mit dem Rückzug des oberen Kolbens (8a) in die Ausgangslage der untere Kolben (8b) durch die Distanzschraube (19) mitgenommen wird, auch wenn der Hohlraum (10) drucklos ist.