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Die
vorliegende Erfindung betrifft Profilwalzvorgänge und insbesondere die Verwendung
einer Revolverstanzpresse zur Ausführung von Profilwalzarbeiten.
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Hintergrund der Erfindung
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Profilwalzarbeiten
werden in der Regel in einem Walzwerk durchgeführt, das allmählich einen Materialstreifen
vorzugsweise aus Metall formt, bis eine Endform erreicht ist. Es
gibt zwei Arten von Profilwalzwerken: Outboard-Anlagen und Inboard-Anlagen.
Zum Betrieb beider Arten von Profilwalzwerken muss vor dem Profilwalzwerk
eine vorgestanzte Pressenzuführung
positioniert sein, die den in einer Abrollhaspel gelagerten Materialstreifen
zuführt. Nachdem
ein entsprechender Streifenabschnitt mittels Durchziehens durch
das Profilwalzwerk profilgewalzt worden ist, muss er mit einem Richtapparat ausgerichtet
und einer Schnittpresse zugeführt
werden, wo der Streifen geschnitten wird.
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Deshalb
muss beim Profilwalzen ein Materialstreifen durch ein Formungswalzwerk
geführt
werden. Demgemäß wurde
Profilwalzen herkömmlicher Weise
nicht mit einer Revolverstanzpresse durchgeführt. Jedoch sind in
EP-A-0757926 eine
Profilwalzpresse und ein entsprechendes Formungsverfahren gemäß dem Oberbegriff
der unabhängigen
Ansprüche
offenbart. In
EP-A-0873854 ist
eine Stanzpresse offenbart.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
einer Revolverstanzpresse das Profilwalzen eines Werkblechs zu ermöglichen,
werden an den entsprechenden Bohrungen der gegenüber angeordneten Revolverköpfe einer
Stanzpresse spezielle, zusammen wirksame Einheiten angebracht. Die Revolverstanzpresse
kann eine Finn-Power E5 Typ „e” Stanzpresse
sein, welche den relativen Abstand zwischen den zwei Einheiten präzise steuern
kann. Die Einheiten umfassen wiederum jeweils ein Rad oder ein v-förmiges oder
umgekehrt v-förmiges Werkzeug,
das mit dem Werkzeug der gegenüber
liegenden Einheit zusammen wirkt, wenn die entsprechenden Einwirkmechanismen
der Einheiten betätigt werden.
Die Einheiten können
gleichzeitig in unterschiedlichen Ausrichtungen rotiert werden,
so dass auf dem Werkblech eine konturierte Form profilgewalzt werden
kann. Durch die Verwendung unterschiedlicher Anordnungen zusammen
wirkender Werkzeuge und durch die sorgfältige Steuerung des relativen
Abstands zwischen den Werkzeugen können auch andere Arten von
Arbeitsvorgängen
neben dem Profilwalzen ausgeführt
werden.
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht folglich in der Nutzung
einer Revolverstanzpresse zur Ausführung von Profilwalzarbeiten
an einem Werkblech.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierung der
Notwendigkeit, einem bestimmten Maschinentyp konstant einen Materialstreifen
zuführen
zu müssen,
um einen Profilwalzvorgang durchzuführen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung anderer
Formungsarten auf dem Werkblech ohne die Notwendigkeit der Neukonfigurierung
einer Revolverstanzpresse.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einzelne Werkbleche
einem Profilwalzvorgang zu unterziehen.
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Das
Ziel der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch
die Revolverstanzpresse gemäß Patentanspruch
10 erreicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
erwähnten
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offenbar und
die Erfindung selbst am besten verstanden durch Bezugnahme auf die
folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittansicht zweier zusammen wirkender Räder der
vorliegenden Erfindung, die zum Profilwalzen verwendet werden;
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3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel zweier
zusammen wirkender Räder,
wie sie in der vorliegenden Erfindung Verwendung finden;
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4 stellt
ein Werkblech oder einen Teil desselben dar, das von einem Paar
rotierender Werkzeuge geformt wurde, wie beispielsweise von den
zusammen wirkenden Rädern
der 2 und 3;
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5 stellt
ein Werkblech mit einem abgestuft geformten Profil dar, das durch
Verwendung der selben Anordnung von Werkzeugen in unterschiedlichen
relativen Abständen
erreicht wurde;
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6 ist
eine Querschnittansicht eines Paars v-förmiger und umgekehrt v-förmiger Werkzeuge;
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7 stellt
ein Strichcodemuster dar, das mit einem der Werkzeuge oder Äquivalenten
davon geformt wurde, wie sie in 3 und 6 dargestellt sind;
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8 stellt
ein Werkblech dar, auf dem eine „Shaker”-Schnittlinie ausgebildet ist, welche
ein leichtes Auseinanderbrechen des Werkblechs entlang der Linie
mit geringem Kraftaufwand ermöglichen
würde;
und
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9 ist
eine Seitenansicht einer Anordnung von Werkzeugen der vorliegenden
Erfindung, von denen ein jedes eine Mehrzahl rotierfähiger Werkzeuge
besitzt, etwa Räder
mit unterschiedlichen Durchmessern, um beispielsweise die in 5 dargestellte
Profilart auszuführen,
ohne dafür
die relative Distanz zwischen den gegenüber angeordneten Werkzeugen
für unterschiedliche
Tiefen anpassen zu müssen.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 illustriert
in vereinfachtem Format die wesentlichen Elemente eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Revolverstanzpresse der vorliegenden Erfindung. Wie bereits
erwähnt,
kann die Revolverstanzpresse der vorliegenden Erfindung ein Finn-Power
Arbeits-Center der Serie ”e” sein,
von dem einige Teile detailliert in der Patentanmeldung mit der
Seriennummer 09/056,776 vom 8. April 1998 und in der Patentanmeldung
mit der Seriennummer 09/174,576 vom 19. Oktober 1998 beschrieben
sind.
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Kurz
in Anlehnung an die erwähnten
Anmeldungen beschrieben, besitzt die Revolverstanzpresse vom Typ „e” einen
Antriebsmechanismus, der zwei Servomotoren 2 und 4 zur
Rotation zweier Gewindewellen 6 und 8 umfasst.
In verschraubfähiger
Beziehung zu den Schäften 6 und 8 sind
die Stangen 10 und 11 angeordnet, an deren Enden
entsprechende Antriebsmechanismen 12 und 14 befestigt
sind. An den Antriebsmechanismen 12 und 14 sind
entsprechende Walzen 16 und 18 montiert, die in
Kontakt mit den oberen Abschnitten (oder Stößeln) 20 und 22 der Werkzeugeinheiten
stehen. Angesichts der bestimmten Form der Stößel 20 und 22 werden
diese, wenn die Antriebsmechanismen 12 und 14 in
die durch die Pfeile 24 bezeichneten Richtungen angetrieben
werden, jeweils in eine Richtung im rechten Winkel zur Richtung
der Pfeile 24 angetrieben, wie beispielsweise in die durch
die Richtungspfeile 26 bezeichneten Richtungen.
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Wie
in 1 dargestellt, sind die Stößel 20 und 22 jeweils
mit den Werkzeughaltern 28 und 30 verbunden. Wie
allgemein bekannt, sind in Werkzeughaltern 28 und 30 Werkzeuge angebracht,
die zur Bearbeitung eines Werkblechs verwendet werden, wie beispielsweise 32 in 1.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
in 1 umfassen die mit den Haltern 28 und 30 verbundenen
Werkzeuge die rotierenden Räder 34 und 36.
Obwohl die Werkzeuge 34 und 36 als Räder dargestellt
sind, ist zu beachten, dass auch andere Arten von Werkzeugen, die
in der Bearbeitung eines Werkblechs zusammen wirken, anstatt der
Räder verwendet
werden könnten.
Ein solches Beispiel sind die v-förmigen und
umgekehrt v-förmigen
zusammen wirkenden Werkzeuge 38 und 40, die in
Verbindung mit den entsprechenden Basen 42 und 44 dargestellt
sind.
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Wie
in 1 weiter dargestellt, sind die Werkzeugeinheiten,
die von den Haltern 28 und 30 repräsentiert
werden, jeweils an einer entsprechenden Bohrung in einem der einander
gegenüber
angeordneten Revolverköpfe 46 und 48 der
Revolverstanzpresse montiert. Gleicherweise sind die anderen dargestellten,
zusammen wirkenden Werkzeugeinheiten, die durch die Halter 42 und 44 repräsentiert sind,
an einander gegenüber
angeordneten Revolverköpfen 46 und 48 montiert.
Obwohl nur zwei Sätze zusammen
wirkender Werkzeugeinheiten dargestellt sind, ist darauf hinzuweisen,
dass in einer typischen Revolverstanzpresse mehrere Sätze zusammen
wirkender Werkzeugeinheiten entlang entsprechender Peripherien der
gegenüber
angeordneten Revolverköpfe
montiert sind, so dass die Werkzeugsätze einander gegenüber angeordnet
bleiben, wenn die Revolver, so wie von den Rotationspfeilen 50 und 52 angezeigt,
von Antriebsmechanismen, etwa dem Motor 54, zur Rotation
gebracht werden. Mithin werden die Werkzeugeinheiten 28 und 30,
wie in 1 dargestellt, so betrieben, dass sie am Arbeitsort,
wo die Werkzeuge unter die entsprechenden Stößel 20 und 22 gebracht
werden, einander gegenüber
angeordnet bleiben.
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Wie
in 1 weiter dargestellt, wird das Werkblech 32 von
einer Anzahl von Klemmen erfasst, repräsentiert durch die Klemme 56.
Da die Klemmen 56 an einem Schlitten 58 montiert
sind, der am Rahmen der Revolverstanzpresse montiert ist, sind die
Klemmen 56 in die Richtung der Papiervorlage hinein und
aus dieser heraus beweglich. Der Schlitten 58 ist wiederum
an Antriebsmechanismen montiert, die es erlauben, den Schlitten 58 in
die von den Richtungspfeilen 24 angezeigte Richtung zu
bewegen. Folglich können
die als Halterungen zum Erfassen des Werkblechs 32 fungierenden
Klemmen 56 mit Hilfe der der x-y-Steuerung 60 das Werkblech 32 in
die x und y Richtungen bewegen, wie auch in jede Kombination dieser
Richtungen.
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Die
Servomotoren 2 und 4 sowie die x-y-Steuerung 60 sind
sämtlich
mit einer digitalen Computersteuerung CNC 62 verbunden. Über die Kontrolle
der codierten Signale von den Servomotoren 2 und 4 können die
Gewindewellen 6 und 8 präzise rotiert werden, wodurch
die Antriebswellen 10 und 11 exakt so bewegt werden,
dass sie die Bewegung der Antriebsmechanismen 12 und 14 steuern. Die
Distanz, über
die die Stößel 20 und 22 angetrieben
werden können,
lässt sich
somit exakt kontrollieren. Oder anders gesagt, die relative Distanz
zwischen den Werkzeugen 34 und 36 lässt sich
präzise steuern,
so dass, wenn diese Werkzeuge in Kontakt mit dem Werkblech 32 gebracht
werden, die auf dem Werkblech 32 bewirkte Profiltiefe von
diesen Werkzeugen präzise
kontrolliert werden kann.
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Bezug
nehmend auf 1 ist des weiteren festzuhalten,
dass die Halterungen 28 und 30 frei um ihre jeweiligen
Bohrungen 29 und 31 rotierfähig sind. Zur Rotation der
Halterungen 28 und 30 und damit der Werkzeuge 34 und 36 auf
synchronisierte Art und Weise dient ein im Ausführungsbeispiel in 1 mit den
Servomotoren 64 und 66 dargestellter Schaltmechanismus.
Verbunden mit den Servomotoren 64 und 66 sind
die zugehörigen
Gewindewellen 68 und 70, die in die Halterungen 28 und 30 eingreifen.
Folglich werden die Halterungen 28 und 30 durch
die Steuerung des Betriebs der Servomotoren 64 und 66 in synchronisierter
Weise synchron rotiert, um die Werkzeuge 34 und 36 in
der selben Ausrichtung zur gleichen Zeit zu drehen und damit am
Werkblech 32 einen Formungsvorgang durchzuführen. Und
wenn das Werkblech 32 von den Klemmen 56 erfasst
und damit bewegt wird, kommt es zur Ausführung eines echten Profilwalzvorgangs
am Werkblech 32, wenn die Werkzeuge 34 und 36 in
Relation zueinander um eine bestimmte Distanz bewegt werden, um
das Werkblech 32 zu kontaktieren.
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Der
Betrieb der Schaltstation und die Synchronrotation des Werkzeugs
werden detaillierter dargestellt in der Offenbarung in
US-Patent-Nr. 5,787,775 , das dem Anmelder
der gegenständlichen Erfindung
erteilt wurde.
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In 2 ist
das Kooperationsverhältnis
zwischen einem Paar von Rädern
dargestellt, die zum Profilwalzen eines Werkblechs dienen. Ein solches profilgewalztes
Werkblech, oder zumindest ein Teil davon, ist in 4 dargestellt.
Die Tiefe 72 des in 4 dargestellten
Werkblechs entspricht der relativen Distanz 74, welche
die Werkzeuge 34 und 36 trennt.
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Ein
weiteres exemplarisches Paar zusammen wirkender rotierender Werkzeuge
ist in 3 dargestellt. Insbesondere zeigt die 3 ein
Paar zusammen wirkender Räder 76 und 78,
die, wenn sie in unterschiedliche relative Distanzen dazwischen bewegt
werden, auf wirksame Weise imstande sind, die Art von geformtem
Profil zu produzieren, wie im Werkblech der 5 dargestellt.
Wenn der Profilwalzvorgang beginnt, wird in diesem Fall das in der Querschnittansicht 80 dargestellte
Profil zuerst mit Hilfe der Räder 76 und 78 (oder
der Räder 34 und 36) erreicht,
die relativ weit voneinander entfernt positioniert sind. Danach
wird mittels eines zweiten Durchgangs der Räder 76 und 78 über den
selben geformten Abschnitt des Werkblechs ein abgestufteres Profil ausgebildet.
Dies ist beispielsweise in der zweiten Querschnittansicht 82 dargestellt,
wobei die Räder 76 und 78 (oder
die Räder 34 und 36)
näher in
Relation zueinander bewegt worden sind. Schließlich erfolgt mit den Rädern 76 und 78 (oder
den Rädern 34 und 36)
in ihrer geringsten relativen Distanz die abschließende Formung,
wie in der Querschnittansicht 84 dargestellt.
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Wie
in der profilgewalzten Konfiguration des in 5 dargestellten
Werkblechs gezeigt, wird damit ein abgestufter, kontinuierlich zunehmender
Profilwalzvorgang erreicht. Wie oft die zusammen wirkenden Räder über die
Formation gehen müssen,
um das gewünschte
Profil zu erreichen, ist davon abhängig, wie komplex die erwünschte Form
ist und wie viele unterschiedliche Tiefen diese aufweist. Da mit der
Maschine vom Typ ”e” der vorliegenden
Erfindung die relative Distanz zwischen den Werkzeugen durch die
Bewegung der Antriebsmechanismen 12 und 14 kontinuierlich
angepasst werden kann, besteht hier die Möglichkeit, anstatt zur Realisierung des
gewünschten
Profils mehrere Arbeitsdurchgänge über die
selbe Formation zu führen,
die relative Distanz, welche die zusammen wirkenden Werkzeuge trennt,
kontinuierlich anzupassen, während
das Werkblech bewegt wird, so dass also nur ein Arbeitsdurchgang
erforderlich ist, um die gewünschte
Formation zu erreichen.
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In 6 ist
ein weiterer Satz zusammen wirkender Werkzeuge dargestellt. In diesem
Fall umfasst der Werkzeugsatz ein v-förmiges rotierendes Werkzeug 86 und
ein umgekehrt v-förmiges rotierendes
Werkzeug 88. Angesichts der Tatsache, dass das Rad 86 bei 90 eine
scharfe Kante besitzt, lässt sich
auf dem Werkblech eine sehr feine Formung bewirken bzw. lassen sich
sehr feine Schnitte ausführen,
zumal wie im Werkblech der 7 dargestellt, durch
das mehrmalige Führen
der Werkzeuge 86 und 88 über die Werkbleche auf dem
Werkblech ein Strichcodemuster 92 gebildet werden kann.
Ein solches Strichcodemuster kann beispielsweise eine bestimmte
Anzahl an Linien innerhalb eines gegebenen, abgemessenen Bereichs
umfassen, um damit Informationen bereit zu stellen. Wenn ein Strichcodemuster
beispielsweise in mehrere Abschnitte unterteilt ist, deren jeder
eine Breite von 1 cm aufweist, könnte
die Anzahl der Linien innerhalb jedes Zentimeters diese Informationen
bereitstellen. Beispielsweise könnten
5 gleich beabstandete Linien innerhalb von 1 Zentimeter ein A bedeuten,
6 gleich beabstandete Linien in einem Zentimeter ein B und 5 ungleichmäßig beabstandete
Linien innerhalb eines Zentimeters ein C usw.
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8 stellt
eine weitere Formung dar, die durch die in 6 dargestellten
zusammen wirkenden Werkzeuge bewirkt werden könnte. Die im Werkblech der 8 dargestellte
Punktlinie 94 ist eine Darstellung einer ”Shaker”-Schnittlinie,
die das leichte Brechen des Werkblechs entlang der Linie ermöglicht.
Eine solche Shaker-Schnittlinie wird durch zyklisches und kontinuierliches
Variieren der relativen Distanz zwischen den Werkzeugen 86 und 88 beim Bewegen
des Werkblechs bewirkt.
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9 ist
eine Seitenansicht eines Satzes zusammen wirkender Werkzeuge 96 und 98,
von denen jedes eine Mehrzahl daran montierter, aneinander ausgerichtet
rotierender Werkzeuge besitzt. Ohne auf solche beschränkt zu sein,
sind drei an den einzelnen Werkzeugen befestigte Räder unterschiedlicher
Durchmesser dargestellt. Wenn das Werkblech 32 in die durch
den Richtungspfeil 100 angezeigte Richtung bewegt wird,
nimmt es zunächst
Kontakt mit dem Räderpaar 102 und 102' auf, um mit
dem ersten Formungsvorgang zu beginnen. Eine größere Tiefe wird erzielt, wenn
der Abschnitt des Werkblechs 32, der von den Rädern 102 und 102' profilgewalzt
worden ist, von den Rädern 104 und 104' profilgewalzt wird.
Eine noch größere Tiefe
wird auf dem Werkblech 32 geformt, wenn dieser Abschnitt
des Werkblechs von den zusammen wirkenden Rädern 106 und 106' erreicht und
gepresst wird. Im wesentlichen wird ein abgestuftes Walzprofil erreicht,
wie beispielsweise das in 5 gezeigte.
Natürlich
können als
Werkzeugeinheit der 9 zur Realisierung unterschiedlich
komplexer Profile auf einem Werkblech neben Rädern auch andere Arten rotierfähiger Werkzeuge
verwendet werden. Angesichts der Tatsache, dass die Werkzeughalterungen
schaltfähig
oder in einer Richtung im rechten Winkel zur Rotationsbewegung der
Werkzeuge rotierfähig
sind, kann auf einem Werkblech mit der Revolverstanzpresse der vorliegenden
Erfindung überdies
ein komplexes, konturiertes Profil mit unterschiedlichen Tiefen
profilgewalzt werden.
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Im
Betrieb wird das Werkblech bei Verwendung eines einfachen Satzes
einander gegenüber angeordneter
Werkzeuge nach Bewegung der Werkzeuge, die vermutlich entlang der
einander gegenüber
liegenden Oberflächen
des Werkblechs rotierfähig
sind, in die gewünschte
vorbestimmte relative Distanz in Kontakt mit dem Werkblech zur Ausführung der
Formung sowohl entlang der x wie entlang der y-Richtung bewegt,
um die Formung des Werkblechs durchzuführen. Wenn es sich bei dem
zu formenden Profil um ein komplexes Profil mit einer einzigen Tiefe
handelt, würden
die einander gegenüber angeordneten
Werkzeuge in ihrer relativen Distanz gehalten werden, während das
Werkblech zur Formung des gewünschten
Profils bewegt wird. Wenn das zu formende Profil jedoch eine Anzahl
unterschiedlicher Tiefen verlangt, können die einander gegenüber angeordneten
Werkzeuge mit der vorliegenden Erfindung, da die relative Distanz
zwischen den gegenüber
liegend angeordneten Werkzeugen präzise kontrolliert werden kann,
wenn eine andere Tiefe verlangt ist, entweder näher zueinander oder weiter voneinander
entfernt bewegt werden, so dass die Werkzeuge weiterhin entlang
den einander gegenüber
angeordneten Oberflächen
des Werkblechs rotieren, um die gewünschte Tiefe zu bewirken. Dieser Prozess
kann fortgesetzt werden, bis das Profil mit der (den) gewünschten
Tiefe(n) auf dem Werkblech profilgewalzt ist.
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Anderseits
ist es auch möglich,
dass die Werkzeuge in einer vorbestimmten relativen Distanz für einen
ersten Durchgang über
das Werkblech eingesetzt sind. In der Folge kann ein zweiter Durchgang
an den entsprechenden Stellen des Profils vorgenommen werden, wobei
die Werkzeuge in die dafür
benötigte
relative Distanz zueinander bewegt wurden, um die gewünschte Tiefe
zu erreichen. Es folgen ein dritter, vierter oder weitere zusätzliche
Durchgänge
mit unterschiedlichen Tiefen, bis das erwünschte Profil mit der gewünschten
Anzahl von Tiefen ausgebildet ist.
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In
einem Fall, in dem eine andere Revolverstanzpresse als die Stanzpresse
vom Typ ”e” der 1 verwendet
wird, kann eine Anzahl von Werkzeugsätzen mit unterschiedlichen
Durchmessern vonnöten
sein. Dies deshalb, weil in diesen Maschinen die relative Distanz
zwischen den Werkzeugen nicht so einfach wie bei der Maschine des
Typs „e” variiert
werden kann, weil der Stößel – beispielsweise hydraulisch – nur über eine
bestimmte Distanz bewegt werden kann. Folglich wird eine Mehrzahl
von Werkzeugsätzen
mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet. In diesem Fall kann
für den
ersten Durchgang ein erster Werkzeugsatz verwendet werden, der beispielsweise
die Art von Querschnittansicht 80 der 5 erzeugen
würde.
Danach wird von den Revolverköpfen
ein zweiter Werkzeugsatz in Arbeitsstellung rotiert, um die Art
von Formung durchzuführen,
wie beispielsweise in der Querschnittansicht 82 dargestellt.
Zur Durchführung
der abschließenden
Formung wird von den Revolverköpfen
ein drittes Werkzeug-Paar in Arbeitsstellung rotiert, so dass ein
Profil wie beispielsweise das Querschnittprofil 84 in 5 erreicht
werden kann. Natürlich
unterscheiden sich die entsprechenden Durchmesser der drei exemplarischen
Werkzeugsätze
voneinander.
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Zwar
wird hier zur Erklärung
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung offenbart, doch werden einschlägige Fachpersonen zahlreiche
Möglichkeiten
für Änderungen,
Modifikationen, Variationen, Substitutionen und Äquivalente im Ganzen oder in
Teilen erkennen. Dem entsprechend soll die Erfindung nur durch das
Prinzip und den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche beschränkt werden.