DE4227652A1 - Verfahren und Einrichtung zum Einlegen von Platinen in Ziehwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen von Blechtei­ len nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Einrichtung zum Einlegen von Platinen in Ziehwerkzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2, wie beides beispielsweise aus der DE-OS 40 02 324 als bekannt unterstellt werden kann.

Diese DE-OS 40 02 324 zeigt lediglich eine mit mehreren steuerba­ ren Saugnäpfen versehene Greifhand zum Entnehmen eingeölter ebe­ ner Blechplatinen von einem Platinenstapel und anschließenden Einlegen der entnommenen Platinen in ein Tiefziehwerkzeug. Auf­ grund der Einölung der Platinen zur Verbesserung ihrer Gleit- und Tiefziehfähigkeit haften diese im Stapel unter Umständen anein­ ander, so daß es beim einzelnen Entnehmen Probleme geben kann. Durch greifer-integrierte, mittig angeordnete Druckfedern soll bei der bekannten Greiferhand die zu entnehmende Platine im Mit­ tenbereich zunächst noch an den Plattenstapel angedrückt und nur im Eckenbereich, wo die Saugnäpfe angeordnet sind, angehoben wer­ den, um ein Lösen und sicheres Vereinzeln der Platinen zu gewähr­ leisten. Wenn auch das zugehörige Tiefziehwerkzeug in der genann­ ten Druckschrift nicht näher dargestellt bzw. beschrieben ist, so kann ein Zusammenarbeiten einer solchen Entnahme- und Vereinze­ lungsvorrichtung mit einer Tiefziehpresse und dem darin angebrach­ ten Ziehwerkzeug gleichwohl als bekannt unterstellt werden. Nach­ teilig an der bekannten Einrichtung ist, daß die erfaßte, einzu­ legende Platine durch die Wirkung der Druckfedern zwangsweise in eine durchhängende Form gedrückt wird, die nach Übergabe der Pla­ tine an das Tiefziehwerkzeug unkontrolliert auffedern kann, wo­ durch ein reproduziergenau lagedefiniertes Einlegen der Platinen in das Tiefziehwerkzeug nicht gewährleistet werden kann. Dieses gilt vermehrt für solche Tiefziehwerkzeuge, bei denen - ziehteil­ bedingt - komplizierte Anlageflächen an den Anlagerahmen vorlie­ ge. Als Folge einer ungenauen Ablage der Platinen in das Tief­ ziehwerkzeug und/oder von unkontrollierten Eigenbewegungen der Platine in der Zeit zwischen dem Loslassen seitens der Greifer­ hand und dem Schließen des Werkzeuges kann sich eine schlechte Ziehteilqualität und im Extremfall Ausschuß ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Tiefziehverfahren und die gattungsgemäß zugrundegelegte Einlege­ einrichtung für Platinen dahingehend zu verbessern, daß insbeson­ dere bei komplizierten Anlageflächen des Tiefziehwerkzeuges gleichwohl eine gleichbleibend hohe Ziehteilqualität erreicht und Ausschuß aufgrund etwaiger Platinenverlagerung innerhalb des sich schließenden Ziehwerkzeuges vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Tief­ ziehverfahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und bei Zugrundelegung der gattungsgemäßen Einle­ geeinrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst. Durch zwangsweises, der Form der Anlagefläche angenähertes elastisches Vorformen der aufgenommenen Platine schon vor dem Einlegen kann diese auch bei komplizierten Anlageflächen rasch und sicher eingelegt und an der unteren Anla­ gefläche durch dort integrierte Haftmittel sicher fixiert werden, so daß die vorgeformt eingelegte Platine danach bis zum Schließen des Ziehwerkzeuges nicht "aufspringen" kann. Die eingelegten Pla­ tinen können aufgrund ihrer Fixierung durch Haftorgane während des Schließens des Werkzeuges keine unkontrollierten Eigenbewe­ gungen ausführen. Die Platine wird zwischen den beiden Anlage­ flächen des Unter- und des Oberwerkzeuges mithin kontrolliert und reproduziergenau eingeklemmt. Infolgedessen wird beim erfindungs­ gemäßen Platineneinlegen eine gleichbleibend hohe Ziehteilquali­ tät erreicht und Ausschuß aufgrund etwaiger Platinenverlagerung innerhalb des sich schließenden Ziehwerkzeuges vermieden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprü­ chen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer steuerbaren Greifhand beim Aufnehmen einer Platine,

Fig. 2 das Vorformen der Platine durch die steuerbare Greifhand nach Fig. 1 nach dem Aufnehmen,

Fig. 3 das Auflegen der vorgeformten Platine auf den unteren An­ lagerahmen eines Tiefziehwerkzeuges einer einfachwirkenden Presse mit Zieheinrichtung im Pressentisch,

Fig. 4 das Schließen des Tiefziehwerkzeuges, wobei die Platine durch im unteren Anlagerahmen integrierte Haftorgane in dem eine saubere Auflage gewährleistenden Vorformungszu­ stand fixiert ist, dargestellt am Tiefziehwerkzeug für eine einfachwirkende Presse,

Fig. 5 das Schließen eines Tiefziehwerkzeuges für eine doppeltwirkende Presse, wobei die Platine ebenfalls auf dem unteren, feststehenden Anlagerahmen in dem eingelegten Vorformungszustand fixiert ist und

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel einer steuerbaren Greif­ hand in Einzeldarstellung.

In den Fig. 3 und 4 einerseits und in Fig. 5 andererseits sind zwei unterschiedliche Tiefziehwerkzeuge 1 bzw. 1′ darge­ stellt, die jeweils unterschiedlichen Pressentypen zugeordnet sind, wobei die vorliegende Erfindung für beide Werkzeug- bzw. Pressentypen realisierbar ist.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ziehwerkzeug 1 für ein­ fachwirkende Ziehpressen ist das Unterwerkzeug 7 mehrteilig mit einem Ziehstempel 3 und einem diesen umgebenden, ihm gegenüber in Vertikalrichtung beweglich geführten Ziehrahmen 21 ausgebildet. Der Ziehrahmen 21 ist gesondert über Druckbolzen 24 seitens einer im Pressentisch angeordneten, nicht dargestellten Zieheinrichtung abgestützt. Der Ziehstempel 3 enthält auf seiner Oberseite die dem gewünschten Ziehteil entsprechende Form, wogegen die im ein­ teiligen Oberwerkzeug angebrachte Matrize 2 die dazu negative Ziehteilform enthält. Die untere Anlagefläche 5, auf die die Pla­ tine aufgelegt wird, ist in Abhängigkeit von der gewünschten Zieh­ teilform aufgrund von Erfahrungen gestaltet. Die gegenüberliegen­ de Anlagefläche 4 des oberen Werkzeugteiles ist zur Anlagefläche 5 äquidistant gestaltet. Zwischen den beiden Anlageflächen 4 und 5 wird die Platine während des Tiefziehens eingeklemmt, so daß das Blech faltenfrei und - aufgrund eines definierten Nachglei­ tens aus dem Klemmflächenspalt heraus - anrißfrei von dem Zieh­ stempel 3 in die Matrize 2 hinein gezogen werden kann.

Das in Fig. 5 gezeigte Ziehwerkzeug 1′ ist für zweifachwirkende Ziehpressen vorgesehen. Hier ist das Oberwerkzeug 6′ mehrteilig mit einem Ziehstempel 3′ und einem diesen umgebenden, in Verti­ kalrichtung beweglich geführten oberen Ziehrahmen 21′ ausgebil­ det, wobei beide Teile jeweils über einen separaten Antrieb der Presse, der jedoch nicht dargestellt ist, hubantreibbar sind. Der Ziehstempel 3′ enthält auf seiner Unterseite die dem gewünschten Ziehteil entsprechende Form, wogegen die im hier einteiligen Un­ terwerkzeug 7′ angebrachte Matrize 2′ die dazu negative Ziehteil­ form enthält. Auch bei dem Ziehwerkzeug nach Fig. 5 sind in bei­ den Werkzeugteilen 6′ bzw. 7′ jeweils zueinander negative untere und obere Anlageflächen 5′ bzw. 4′ angebracht, zwischen denen die Platine während des Tiefziehens eingeklemmt wird.

Beim Ziehen von Blechteilen wird üblicherweise eine Platine 8 in das geöffnete Ziehwerkzeug 1 bzw. 1′ eingelegt. Dazu wird die Platine von einer ebenen Unterlage, im dargestellten Ausführungs­ beispiel von einem Platinenstapel 13, auf der die Platinen lage­ definiert bereitliegen, entnommen und bei geöffneten Ziehwerkzeug 1 bzw. 1′ lagedefiniert auf die Anlagefläche 5 bzw. 5′ des Unter­ werkzeuges 7 bzw. 7′ aufgelegt. Das Ziehwerkzeug wird dann unter Krafteinwirkung geschlossen und anschließend die Platine zu dem gewünschten Ziehteil geformt; danach wird dieses aus dem wieder geöffneten Ziehwerkzeug entnommen. Um auch bei komplizierten An­ lageflächen 4/5 bzw. 4′/5′ des Tiefziehwerkzeuges gleichwohl eine gleichbleibend hohe Ziehteilqualität zu erreichen und Ausschuß aufgrund etwaiger Platinenverlagerung innerhalb des sich schlie­ ßenden Ziehwerkzeuges vermeiden zu können, wird die Platine 8 vor dem Auflegen auf die untere Anlagefläche 5 bzw. 5′ in eine sich an deren Form annähernde Gestalt vorgeformt, in diesem Zustand auf die untere Anlagefläche gelegt und durch dort integrierte Haftorgane bis zum Schließen des Ziehwerkzeuges 1 bzw. 1′ fixiert.

Je nach Ausgestaltung dieser Haft- oder Halteorgane kann dieses Fixieren der Platine auf unterschiedliche Weise geschehen. Bei­ spielsweise ist es denkbar, daß die in der unteren Anlagefläche angeordneten, steuerbaren Halteorgane als schwenkbare, formschlüs­ sig den Platinenrand übergreifende Haken ausgebildet sind, die in zurückgeschwenktem Zustand zumindest weitgehend unter der Ober­ fläche der Anlagefläche verschwinden. Die zwangsweise an die un­ tere Anlagefläche angeschmiegte Platine kann auch durch in die untere Anlagefläche 5 bzw. 5′ eingelassene, kraftschlüssig an der Platinenoberfläche angreifende Saugnäpfe 22 oder Elektromagnete 23 fixiert werden.

Bei einer automatisierten oder mechanisierten Pressenbeschickung wird ein mechanischer Platinen-Einleger verwendet, der einen pro­ grammsteuerbaren Arbeitsarm 9 mit an dessen Außenende beweglich angebrachter Greifhand aufweist, die mehrere, im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnete, steuerbare Haftorgane 10 bei­ spielsweise in Form von Saugnäpfen oder Elektromagneten zum Auf­ nehmen bzw. Ablegen der Platine 8 enthält. Zum mechanisierten, selbsttätigen Vorformen der Platine nach ihrem Aufnehmen von der vorzugsweise ebenen Bereitstellungsunterlage ist die Greifhand in Form einer wenigstens dreibeinigen Greifspinne 12 ausgebildet. Damit kann die aufgenommene Platine 8 während des Transportes vom Aufnahmeort zum Ziehwerkzeug 1 bzw. 1′ definiert vorgeformt und der Form der Anlageflächen 5 bzw. 5′ angepaßt werden. Und zwar sind bei den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Greifspinnen insgesamt drei Beine 15 vorgesehen, von denen je eines einer Randseite der Platine und eines der Platinenmitte zugeordnet ist. Die äußeren Beine 15 der Greifspinne sind über ein Gelenk 16 schwenkbar an einem zentralen Körper 18 befestigt und bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in unbelastetem Zustand durch die Kraft jeweils einer Feder 20 in einer Grund­ stellung in Relation zu diesem Körper gegen schwerkraftbedingtes Herunterklappen gehalten. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel einer Greifspinne 12′ ist diese Funktion durch hy­ draulisch beaufschlagbare Zylinder 20′ übernommen. Das der Plati­ nenmitte zugeordnete Spinnenbein ist in beiden gezeigten Beispie­ len unbeweglich am zentralen Körper 18 bzw. 18′ befestigt, was nur für relativ einfach gelagerte, annähernd symmetrische Vorfor­ men für die Platine möglich ist. Für den Fall, daß die Platine in stark unsymmetrisch vorgeformten Zustand eingelegt werden muß, müßte auch das mittlere Spinnenbein ebenfalls beweglich am zen­ tralen Körper angelenkt und auch schwenkbar mit dem zugehörigen Haftorgan 10 verbunden sein. Die Haftorgane 10 sind am Außenende der Beine über ein Kugelgelenk 17 räumlich schwenkbar angelenkt. Die Beine können ferner in ihrer wirksamen Länge, d. h. in dem Ab­ stand A bzw. a vom körperseitigen Gelenk 16 bis zum Haftorgan 10 verändert und diesbezüglich gesteuert werden, was bei den darge­ stellten Ausführungsbeispielen durch eine teleskopartige Ausbil­ dung der Beine nach Art von Kolben/Zylinder-Einheiten bewirkt ist. Und zwar ist sowohl die Funktion der teleskopartigen Führung der beweglichen Teile eines Beines 15, als auch der Bewegungsan­ trieb dafür durch jeweils einen fluidisch, vorzugsweise hydrau­ lisch beaufschlagbaren Hubzylinder 19 bewirkt, über den an dem Bein 15 jeweils eine genau vorbestimmbare Länge eingesteuert wer­ den kann. Im Falle eines pneumatisch beaufschlagten Hubzylinders muß die Ausfahrlänge des Kolbens jeweils fallweise mechanisch eingestellt werden.

Im leeren Zustand der Greifspinne sind die Längen der Beine 15 und ihre Winkelstellung zur Schwerkraftrichtung so eingestellt, daß die unterends an den Beinen angebrachten Haftorgane 10 mit ihrer Arbeitsfläche alle in einer horizontalen Ebene liegen. Bei der Greifspinne 12 nach den Fig. 1 bis 3 ist die dazu erfor­ derliche Winkelstellung beispielsweise durch entsprechende Vor­ spannung der Federn 20 einjustierbar; bei der Greifspinne 12′ nach Fig. 6 ist die Winkelstellung der Beine unmittelbar hydrau­ lisch einsteuerbar. Bei in einer Horizontalebene liegenden Haft­ organen 10 der Greifspinne 12 bzw. 12′ kann diese auf die bereit­ gestellte Platine 8 abgesenkt werden, wobei sichergestellt sein muß, daß die Haftorgane der einzelnen Beine lagegenau innerhalb der Platinenfläche an den ihnen jeweils zugedachten Positionen aufsetzen. Nach dem Aktivieren der greiferseitigen Haftorgane kann die Platine von der Bereitstellungsunterlage abgehoben wer­ den, wobei zur Erleichterung des Vereinzelns zunächst lediglich der Sauger einer einzelnen Platinenecke angehoben wird, so daß sich diese Ecke bei sonst noch flach auf dem Stapel aufliegender Platine sicher von der darunter liegenden Platine löst. Nach dem Entnehmen der Platine vom Stapel wird diese auf dem Weg zum zu beschickenden Ziehwerkzeug in die gewünschte Vorform gebracht. Zu diesem Zweck werden die Beine der Greifspinne jeweils in eine gesonderte, zuvor ermittelte neue Länge eingefahren. Beispielswei­ se werden die beiden äußeren Beine verlängert und das mittlere Bein verkürzt, so daß sich eine gewölbte Form der Platine ein­ stellt. In dieser erzwungenen, der Form der Anlageflächen des zu beschickenden Ziehwerkzeuges angenäherten Vorform wird die Plati­ ne an die untere Anlagefläche 5 bzw. 5′ des geöffneten Ziehwerk­ zeuges übergeben. Durch Aktivierung der dort integrierten Haft- oder Halteorgane kann die Übergabeform der Platine dort gesichert und bis zum Schließen des Ziehwerkzeuges aufrecht erhalten wer­ den. Nach den Desaktivieren der greiferseitigen Haftorgane kann die Greiferspinne aus dem Bereich des Ziehwerkzeuges entfernt und der Ziehvorgang eingeleitet werden. Bei manchen Fällen einer ge­ ringen einfachen Wölbung der Anlagefläche kann u. U. das Eigenge­ wicht der Platine ausreichen, um eine reproduziergenaue und für ein einwandfreies Ziehergebnis taugliche Anlage verrutschungssi­ cher zu halten. Und zwar sind dies Anlageformen, die die Platine zwar von alleine durch ihr bloßes Eigengewicht nicht beim Ablegen einnimmt bzw. in die sie nicht durch ihr Eigengewicht "fällt", die aber, wenn die Platine zunächst künstlich in diese Anlageform gewölbt worden ist, nach dem Ablegen ohne weiteres schwerkraftbe­ dingt beibehalten wird.

Der Vorteil des vorgeformten Einlegens der Platinen besteht da­ rin, daß unkontrollierte Eigenbewegungen der Platine innerhalb des sich schließenden Ziehwerkzeuges vermieden und eine exakte, optimale Lage darin gleichbleibend gesichert werden kann. Min­ derqualitäten an den Ziehteilen oder gar diesbezüglich bedingter Ausschuß können dadurch beseitigt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Ziehen von Blechteilen aus Platinen in einem aus Ober- und Unterwerkzeug (6, 6′, 7, 7′) bestehenden, durch eine Presse hubantreibbaren Ziehwerkzeug (1, 1′), bei dem eine Platine (8) von einer Unterlage entnommen und bei geöffnetem Zieh­ werkzeug (1, 1′) lagedefiniert auf eine Anlagefläche (5, 5′) des Unterwerkzeuges (7, 7′) aufgelegt, das Ziehwerkzeug (1, 1′) unter Krafteinwirkung geschlossen und das gezogene Blechteil anschlie­ ßend aus dem wieder geöffneten Ziehwerkzeug (1, 1′) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (8) vor oder beim Auflegen auf die Anlagefläche (5, 5′) in eine sich an die Form der Anlagefläche (5, 5′) annä­ hernde Gestalt vorgeformt und in diesem Zustand durch Eigenge­ wicht und/oder durch werkzeugintegrierte Haft- oder Halteorgane (22, 23) auf der unteren Anlagefläche (5, 5′) bis zum Schließen des Ziehwerkzeuges (1, 1′) gesichert oder fixiert wird.

2. Einrichtung zum Einlegen von Platinen (8) in Ziehwerkzeuge (1, 1′),

• - wobei die Ziehwerkzeuge (1, 1′) eine Matrize (2, 2′), einen Ziehstempel (3, 3′) und einen Ziehrahmen (21, 21′) enthalten und der obere Teil (6, 6′) des Ziehwerkzeuges (1, 1′) hubbe­ weglich antreibbar ist,
• - das Ziehwerkzeug (1, 1′) enthält ferner Anlageflächen (4, 4′ bzw. 5, 5′), von denen eine dem Oberwerkzeug (6, 6′) und die andere - die untere Anlagefläche (5, 5′) - dem Unterwerkzeug (7, 7′) des Tiefziehwerkzeuges (1, 1′) zugeordnet ist und die gemeinsam die Platine (8) während des Ziehens einklemmen,
• - ferner mit einem Platinen-Einleger, der einen programmsteuer­ baren Arbeitsarm (9) mit an dessen Außenende angebrachter Greifhand aufweist, die mehrere, im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnete, steuerbare Haftorgane (10) in Form von Saugnäpfen oder Elektromagneten zum Aufnehmen bzw. Able­ gen einer Platine (8) enthält,

zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - die Greifhand ist in Form einer mehrbeinigen Greifspinne (12, 12′) ausgebildet, mit der die aufgenommene Platine (8) wäh­ rend des Transportes vom Aufnahmeort (13, 14) zum Ziehwerk­ zeug (1, 1′) definiert vorformbar und der Form der Anlageflä­ chen (4, 4′ bzw. 5, 5′) anpaßbar ist, und zwar aufgrund fol­ gender Merkmale:
  • - die Beine (15) der Greifspinne (12, 12′) sind schwenkbar (Gelenk 16) an einem zentralen Körper (18, 18′) befestigt und in einer Grundstellung in Relation zu diesem Körper vorgebbar,
  • - die Haftorgane (10) sind am Außenende der Beine (15) schwenkbar angelenkt (Gelenk 17),
  • - die Beine (15) sind ferner in ihrer wirksamen Länge - Ab­ stand (A, a) von körperseitiger Anlenkung (Gelenk 16) bis Haftorgan (10) - veränderbar und diesbezüglich steuerbar.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die untere Anlagefläche (5, 5′) des Ziehwerkzeuges (1, 1′) an mehreren Stellen steuerbare Haft- oder Halteorgane zum Fest­ halten einer von der Greifspinne (12, 12′) ein- und angelegten, vorgeformten Platine (8) versenkt eingelassen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beine (15) der Greifspinne (12, 12′) zur Längenänderung teleskopartig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beine (15) der Greifspinne (12′) in bestimmte Winkel­ stellungen einsteuerbar sind (Hydraulikzylinder 20′).

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der unteren Anlagefläche (5, 5′) versenkt angeordne­ ten, steuerbaren Haftorgane als kraftschlüssig an der Platineno­ berfläche angreifende Saugnäpfe (22) oder Elektromagnete (23) ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der unteren Anlagefläche (5, 5′) versenkt angeordne­ ten, steuerbaren Halteorgane als schwenkbare, formschlüssig den Platinenrand übergreifende Haken ausgebildet sind.