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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Werkzeuge an
einem Werkzeughalter in einem Luftnocken in einer Presse zum Formen
von Metallblech sowie eine Vorrichtung, die geeignet ist, das Verfahren
auszuführen.
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2. Stand der Technik
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Luftnocken
wie die, die in den
US-Patent 5,884,521 ;
5,587,296 ;
5,101,705 und
5,231,907 gezeigt sind, sind über viele
Jahre bei Metallblechprägevorgängen verwendet
worden, um das zu erleichtern, was man sekundäre Bearbeitungen nennen könnte wie
Stechen von Löchern
oder die Verformung der Metallplatte (das Werkstück) in einer Weise, die nicht
durch Einwirkung der Hauptmatrizen in der Presse bewerkstelligt
werden könnte.
Die Werkzeuge, die solche sekundären
Arbeitsgänge
durchführen,
sind an etwas befestigt, das ein Gleitelement oder Werkzeughalter
genannt wird, aufgehängt
an einem Nockenadapter, der an dem oberen Schuh des Matrizensatzes
befestigt ist. Wenn der obere Schuh herabsinkt, wird das Gleitelement
nach unten und gegen einen Läufer
geführt,
der an dem unteren Matrizenschuh der Presse befestigt ist. Die Winkel
zwischen den Kontaktflächen
des Gleitelementes, des Nockenadapters und des Läufers sind so, dass der Werkzeughalter
seitlich relativ zu der Bewegung der Pressenschuhe oder Holme verlagert
wird, um seine Werkzeuge zu dem geformten Metallblech und von diesem
weg zu führen.
Wenn der obere Schuh mit dem Öffnen
der Presse aufsteigt, bewirkt der Nockenadapter, dass das Gleitelement
in der entgegengesetzten Richtung verlagert wird, um sein Werkzeug von
dem geformten Metallblech weg zu ziehen. Somit bewegt sich das Gleitelement
vorwärts
und rückwärts, wenn
sich die obere Matrize und die untere Matrize der Presse in den
Matrizenarbeitsbereich und aus diesem bewegen.
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Natürlich ist
es erforderlich, die Position der Werkzeuge an dem Gleitelement
so einzustellen, dass sie die gewünschte sekundäre Bearbeitung
an dem Metallblech ausführen,
das in der Presse geformt ist. Das Problem besteht darin, die notwendige Einstellung
trotz Sperrung des Matrizenarbeitsbereichs durch die Pressenmatrizen
zu bewerkstelligen.
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Bisher
wurde die Einstellung durch eine Versuch-und-Irrtum-Methode durchgeführt, d.h. Öffnen der
Presse, Einstellen der Werkzeuge an dem Gleitelement, Schließen der
Presse an einem Werkstück, Öffnen derselben, Überprüfung der
Bearbeitung der Werkstücke
an dem Werkstück,
anschließend
erneute Einstellung der Werkzeuge an dem Gleitelement, um ihre Bearbeitung
an dem Werkstück
zu korrigieren, erneutes Schließen
der Presse an einem anderen Werkstück und dann erneutes Öffnen derselben, wobei
diese Vorgänge
fortgesetzt wurden, bis die Werkzeugposition an dem Gleitelement
akzeptabel war. Diese Versuch-und-Irrtum-Methode der Einstellung
der Werkzeuge an dem Gleitelement konnte mehrere Stunden von verschiedenen
Werkzeug- und Matrizen-Operatoren in Anspruch nehmen und erhöhte die
Kosten des Einstellens der Presse. Es gibt daher ein seit langem
bestehendes Bedürfnis
nach einem Verfahren, um die Werkzeuge an dem Gleitelement oder
dem Werkzeughalter schnell einzustellen, ohne das zeitaufwändige Versuch-und-Irrtum-Verfahren
herkömmlicher
Art.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Meine
Lösung
für dieses
lange bestehende Problem ist ein Verfahren, wie es im Patentanspruch 1
definiert ist. Die Presse wird geöffnet, wodurch die obere Matrize
von dem Matrizenarbeitsbereich entfernt wird, woraufhin der Werkzeughalter
oder das Gleitelement von dem Nockenadapter Iosgetrennt wird und
das Gleitelement direkt an dem Läufer
befestigt wird. Anschließend
wird der Werkzeughalter an dem Läufer
bewegt, so wie dieser von dem Nockenadapter bewegt würde, wodurch
seine Bewegung nachgebildet wird, wenn die Presse geschlossen und
geöffnet
wird. Diese Bewegung des Werkzeughalters bildet die Bewegung des
Gleitelementes nach, die auftritt, wenn der Nockenadapter, das Gleitelement
und der Läufer
während
des Absinkens und Ansteigens des Nockenadapters während des
normalen Betriebs der Presse zusammenwirken. Diese Nachbildung der
Werkzeughalterbewegung entspricht nicht notwendigerweise exakt dem
Bewegungsbereich der Werkzeughalterbewegung während des Betriebs der Presse,
jedoch ausreichend, um die Einstellung des Werkzeugs oder der Werkzeuge
an dem Werkzeughalter in Relation zu dem Werkstück zu ermöglichen. Somit kann das Gleitelement
in einer Richtung bewegt werden, um die Werkzeuge, die von ihm gehalten
werden, zu verlagern, und die Position der Werkzeuge relativ zu
dem Werkstück
kann beobachtet, gemessen und eingestellt werden, da es keine Behinderung
durch die obere Matrize oder den Nockenadapter gibt. Somit kann eine
genaue Einstellung der Werkzeuge an dem Gleitelement schnell und
genau durchgeführt
werden, im Gegensatz zu dem herkömmlichen
Versuch-und-Irrtum-Verfahren der Einstellung der Werkzeuge.
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Um
dieses Verfahren auszuführen
sehe ich nach einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung
mit einem Installationsträger
vor, der an dem Gleitelement oder Werkzeughalter angebracht ist, wie
im Patentanspruch 6 angegeben ist. Mit dem Träger wirkt ein Riegel zusammen,
um seine Bewegung zu begrenzen und damit die Bewegung des Werkzeughalters
an dem Läufer,
der zu dem Läufer
passt und an diesem befestigt ist. Eine Einstellschraube oder dergleichen
erstreckt sich zwischen dem Träger und
dem Riegel, und bei Drehung der Schraube wird der Träger verlagert
und damit der Werkzeughalter an dem Läufer, wie er sich normalerweise
beim Betrieb der Presse bewegen würde.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Werkzeughalters
und des Läufers
eines Luftnocken, wobei der Nocken-Aktuator entfernt ist und mit
einer Vorrichtung zur simulierenden Bewegung des Werkzeughalters
während des
normalen Betriebs der Presse, bereit zur Befestigung an dem Werkzeughalter
und Läufer;
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2 ist
eine Seitenansicht des Mechanismus der 1, jedoch
ist die Vorrichtung zur simulierenden Bewegung des Werkzeughalters
an dem Werkzeughalter und dem Läufer
befestigt;
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 3-3 der 2;
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4 ist
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 4-4 der 2;
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5 ist
eine perspektivische Darstellung des Werkzeughalters und Läufers eines
Luftnocken mit der Vorrichtung zur simulierenden Bewegung des Werkzeughalters,
bereit zur Befestigung an dem Werkzeughalter und dem Läufer; und
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6 ist
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 6-6 der 4.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen)
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In
dem
US-Patent 5,884,521 ,
nachfolgend das -521-Patent genannt, ist in den
1 und
2 ein
Luftnocken gezeigt, der an und zwischen dem oberen Schuh oder Platte
14 einer
Metallblechstanzpresse und dem unteren Schuh oder Platte
20 befestigt
ist. Zum Zwecke der Darstellung sind die Hauptformmatrizen der Presse
nicht gezeigt. Ein Teil des Werkstücks, WP, ist an einem Werkstückhalter
WPH gezeigt, und ein Werkzeug
24 in
3 des Patents bewegt
sich gegen das Werkstück
und zieht sich von diesem zurück
jeweils beim Absenken und Hochgehen des oberen Schuhs
14 der
Presse. Ein Nockenadapter
12 ist an dem oberen Schuh befestigt
und bewegt sich mit diesem. Von dem Nockenadapter
12 hängt ein
Werkzeughalter
10 herab, an dem das Werkzeug oder die Werkzeuge
24 befestigt
sind, die mit dem Werkstück
WP zusammenwirken. Wenn die Presse schließt, sinkt der obere Schuh herab
und führt
den Werkzeughalter
10 nach unten, bis der Halter auf den
Läufer
18 auftrifft,
wobei der Werkzeughalter seitlich verlagert wird (in Relation zu
der Bewegungsbahn des oberen Schuhs
14), um das Werkzeug
oder die Werkzeuge
24 gegen das Werkstück WP zu führen und eine Aktion daran
durchzuführen wie
das Ausstanzen eines oder mehrerer Löcher, Verformen des Werkstücks, um
einen Vorsprung oder eine Vertiefung darin auszubilden, oder dergleichen.
Wenn die Presse sich öffnet,
fährt der
obere Schuh nach oben und der Werkzeughalter wird zurück gezogen
um das Werkzeug oder die Werkzeuge
24 weg von dem Werkstück WP zu
bewegen. Der Werkzeughalter fährt
mit dem oberen Schuh hoch, wenn sich die Presse öffnet, und wird aus dem Matrizenarbeitsbereich
entfernt.
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Wie
oben erwähnt,
war das Einstellen des Werkzeugs oder der Werkzeuge 24,
wie in dem -521-Patent gezeigt, oder wie in den 1 und 2 dieser
Anmeldung gezeigt (in dieser Offenbarung werden dieselben Bezugszeichen
wie in dem -521-Patent verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen),
wenn die Presse geschlossen ist – und die Werkzeuge in Kontakt
mit dem Werkstück
stehen – ein
Versuch-und-Irrtum-Verfahren. Um das Problem zu lösen, habe
ich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur simulierenden Bewegung
des Werkzeughalters vorgesehen trotz des Umstands, dass die Presse
offen ist, und zum Bewerkstelligen der Einstellung der Werkzeuge 24 in
Relation zu dem Werkstück.
Ich bewerkstellige dies durch Lösen
und Entfernen des Werkzeughaltes 10 von dem Nockenadapter 12 (siehe
die Struktur in dem -521-Patent)
und durch Befestigen des Werkzeughalters 10 an dem Läufer 18.
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In 1 dieser
Offenbarung ist der Werkzeughalter 10 so dargestellt, dass
er von dem Nockenadapter (nicht gezeigt) entfernt und bereit ist,
an dem Läufer 18 befestigt
zu werden. Die doppelten Abnutzungsplatten 38/52, 40/48, 42/50 und 44/54 sind
dargestellt, wie sie bereit sind, sich zusammen zu verschachteln,
wenn der Werkzeughalter auf den Läufer 18 abgesenkt
wird, um die Positionen einzunehmen, die in 5 des -521-Patents
und in den 2, 3 und 5 der
vorliegenden Offenbarung gezeigt sind. Während es natürlich möglich ist, den Werkzeughalter
manuell zu dem Werkstück
und von diesem weg zu bewegen, simuliert dieses nicht die Bewegung
des Werkzeughalters, wenn die Presse in Betrieb ist. Im Betrieb
bewirkt die Presse, dass der Werkzeughalter sich in einer sehr präzisen Weise bewegt,
und dann in der Umkehrrichtung und Bewegung zurück zu seinem Ausgangspunkt.
Um die simulierte Bewegung hervorzurufen, wenn er durch das Schließen und Öffnung der
Presse geführt
wird, sehe ich daher einen Mechanismus vor, der zwischen dem Läufer und
dem Werkzeughalter eingeschaltet ist, der es dem Matrizenaufbauoperator
ermöglicht, den
Werkzeughalter zu bewegen, um seine Aktion während des Pressenbetriebs zu
simulieren. Die Anordnung ist dergestalt, dass der Werkzeughalter
auf dem Läufer
verlagert wird, während
der Werkzeughalter „schwimmen" kann oder seine
eigene verschachtelte Beziehung auf dem Läufer findet. Es wird darauf
hingewiesen, dass die doppelten Abnutzungsplatten, die oben erwähnt sind,
in einer umgekehrten stumpfen „V"-Formation angeordnet
sind, mit zentralen Abnutzungsplatten 40/48 und 42/50,
die dazu bestimmt sind die Hauptlast zwischen dem Läufer 18 und
dem Werkzeughalter 10 zu tragen, und mit den Führungsplatten
entlang gegenüberliegender
Ränder
der zentralen Platten so wie bei 38/52 und 44/54, die
dazu dienen, den Werkzeughalter während seiner hin- und hergehenden
Bewegung auf dem Läufer
zu führen.
Die Konstruktion ist derart, dass, wie in dem -521-Patent erklärt, der
Werkzeughalter und der Läufer,
wenn sie anfänglich
aufgestellt sind, durch eine Dazwischenphase laufen, bei der anfänglich die
Belastung auf den Führungsplatten
liegt, wenn jedoch die Platten abnutzen, wird die Belastung auf
die zentralen Platten übertragen,
wo die Hauptbelastung aufgenommen werden soll. Demzufolge haben
der Werkzeughalter und der Läufer
eine verschachtelte Relation entwickelt, bestimmt durch die Art,
in der die Platten zusammen abgenutzt sind, und die Beziehung sollte
idealerweise während
der simulierten Bewegung des Werkzeughalters während der Einstellung der daran
befindlichen Werkzeuge aufrecht erhalten werden.
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Um
es zu ermöglichen,
dass der Werkzeughalter auf dem Läufer auf seine übliche Weise schwimmt,
ist der Mechanismus zum Verlagern des Werkzeughalters auf dem Läufer so
ausgebildet, dass er keine unbeabsichtigte seitliche oder winkelmäßige Last
auf den Werkzeughalter ausübt,
die dazu führen
würde,
diesen von der Bewegungsachse abzulenken. Daher enthält ein solcher
Mechanismus eine gerade Stange oder Riegel 21, die in einem Gleitsitz
in einem Schlitz 23 des Läufers sitzt, und der Riegel
ist fest darin durch zwei Maschinenschrauben oder dergleichen 25 fixiert,
die in Gewindebohrungen in dem Boden des Riegelschlitzes 23 eingeschraubt sind.
Der Schlitz 23 erstreckt sich parallel zu den Abnutzungsplatten,
die oben erwähnt
sind. Ein Ende des Riegels 21 erstreckt sich über den
Läufer
hinaus, wie in 5 gezeigt ist, und eine Öffnung axial
außen
von dem Riegel an diesem Ende ist eine Gewindebohrung 27 zum
Aufnehmen einer Einstellschraube 29, die in den 1, 4 und 5 gezeigt
ist.
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Ein
allgemein U-förmiger
Träger 31,
der einen Einbuchtungsabschnitt 33 und ein Paar paralleler
Arme 35 und 37 hat, ist an dem Werkzeughalter befestigt,
wobei die Enden der Arme an dem Werkzeughalter anliegen, wie in 4 gezeigt
ist. Ein Paar langgestreckter Schrauben 39 und 41 erstreckt sich
durch die Arme 35 und 37, und die Schrauben sind
in Gewindelöcher 43 und 45 in
dem Werkzeughalter 10 aufgenommen und fixieren den Träger sicher
an dem Werkzeughalter. In der Mitte des Einbuchtungsabschnitts des
Trägers
befindet sich ein Vorsprung 47, der mit einem Riegelaufnahmeschlitz 49 versehen
ist. Der Schlitz 49 ist größer als der Riegel, damit um
den Riegel herum ein Abstand besteht und kein seitlicher Druck darauf
ausgeübt
wird, der die schwimmende Aktion des Werkzeughalters an dem Läufer beeinflussen
könnte.
In dem Vorsprung 47 gibt es auch eine Verlängerung 51 des
Riegelschlitzes, die geformt ist, um den Kopf der Einstellschraube 29 aufzunehmen
und um die Schraube gegen eine längs
gerichtete Verlagerung in dem Träger zu
halten, während
der Gewindeschaft 53 der Schraube in der Gewindeöffnung 27 in
dem Riegel 21 angeordnet ist. Das Ende der Riegelschlitzverlängerung öffnet sich
nach außen
durch eine Öffnung 55, die
es erlaubt, ein Antriebswerkzeug wie einen Sechskantstiftschlüssel oder
dergleichen 57 in das Ende der Einstellschraube einzusetzen,
um diese drehen und damit den Werkzeughalter an dem Läufer zu verlagern,
um die Bewegung des Werkzeughalters während des normalen Betriebs
der Press zu simulieren. Anstelle eines manuell betätigten Werkzeugs 57 kann
auch ein motorgetriebenes Werkzeug verwendet werden, um die Bewegung
des Werkzeughalters zu beschleunigen. Um sicherzustellen, dass der
Werkzeughalter 10 exakt an dem Läufer 18 verschachtelt
ist und nicht beispielsweise durch den Träger und den Riegel etwas angehoben
ist, erstreckt sich eine Gewindeöffnung 59 senkrecht
zu dem Riegel, um eine Druckeinstellschraube 61 aufzunehmen.
Durch Einschrauben der Einstellschraube in die Öffnung und gegen den Riegel
wird der Träger 31 nach
unten gedrückt
und damit wird der Werkzeughalter gegen den Läufer 18 gedrückt, um
jeglichen Spalt zu eliminieren, der zwischen den gegenüberliegenden
Abnutzungsplatten an dem Läufer
und dem Werkzeughalter existieren könnte.
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Die
Länge der
Arme 35 und 37 und der Vorsprung des Endes des
Riegels 21 von dem Schlitz 23 sind zusammen mit
der Länge
der Einstellschraube 29 so ausgewählt, dass bei Drehung der Schraube 29,
wie oben gesagt, sie den Werkzeughalter 10 veranlassen,
sich über
eine ausreichende Strecke zu bewegen, um eine genaue Einstellung
der Werkzeuge, die an dem Werkzeughalter angebracht sind, in Relation
zu dem Werkstück
zu ermöglichen.
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Hiermit
habe ich ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Simulieren der Bewegung
des Werkzeughalter in einem Luftnocken offenbart, die die Einstellung
der Werkzeuge an dem Werkzeughalter erleichtern und die Aufstellzeit
wesentlich reduzieren. Durch Drehen der Einstellschraube 29 zuerst
in eine Richtung und dann in der anderen Richtung kann die Bewegung
des Werkzeughalters exakt simuliert werden, so dass die Werkzeuge
leicht relativ zu dem Werkstück
eingestellt werden können.
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Während Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, versteht
es sich, dass zahlreiche Änderungen
durchgeführt
werden können,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie dieser in den
beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.