DE8223698U1 - Einrichtung zum herstellen von durchzuegen an werkstuecken auf einer schneidpresse - Google Patents

Description

DIPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

Unsere Akten-Nr.: 2904/14 Bad Gandersheim, 30. Juli 1982 C. Behrens AG

Einrichtung zum Herstellen von Durchzügen an Werkstücken auf einer Schneidpresse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Durchzügen an tafel- oder blechförmigen Werkstücken auf einer mit einem numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüsteten Schneidpresse mit einer gegen die Werkstückoberfläche absenkbaren Matrize und einem einen zugehörigen Stempel tragenden Unterwerkzeug, dessen Stempel in dem Unterwerkzeug aus einer unterhalb der Werkstückfläehe gelegenen Ruhestellung in seine aus dieser Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung durch einen von unten angetriebenen Betätigungsbolzen bewegbar und in einer Werkstückauflage geführt ist.

Eine derartige Einrichtung gestattet es, auf einer Schneidpresse mit numerisch gesteuertem Koordinatentisch Durchzüge anzufertigen, und kann dabei in den üblichen Werkzeugmagazinen wie Revolvertellern oder dergleichen Aufnahme finden, so daß ohne Behinderung außer den normalen Löchern und Durchbrüchen auch die Durchzüge auf der gleichen Maschine hergestellt werden können, insbesondere Durchzüge zur Einbringung von Gewinde.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs angegebenen Art (DE-OS 30 42 158) ist die Werkstückauflage fest an einem unteren Werkzeugträger angebracht. Der Stempel wird mit Hilfe eines gesonderten Betatigungsbolzens von unten angetrieben, und es wird dieser Betätigungsbolzen seinerseits von einer gesonderten Hubeinrichtung bewegt, die

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Ol unterhalb des Betätigungsbolzens an der Schneidpresse angeordnet ist. Neben dem Nachteil des baulichen und räumlichen Aufwands einer gesonderten Hubeinrichtung und der erforderlichen Übertragungsglieder ergibt sich der Nachteil, daß für die Hubeinrichtung eine zusätzliche Druckerzeugungseinheit erforderlich wird, was die Einrichtung insgesamt verteuert. Zum anderen ergibt sich ein Nachteil hinsichtlich der Funktion: Es ist erforderlich, die auf die Werkstückoberfläche gegen die feststehende Werkstückauflage abgesenkte Matrize und damit das zugehörige Oberwerkzeug im unteren Totpunkt: anzuhalten, und es kann erst danach über die gesonderte Hubeinrichtung der Stempel betätigt werden. Dies verlangsamt den Betrieb der bekannten Einrichtung beträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit deren Hilfe das Herstellen der Durchzüge rnit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt werden kann wie die normalen Lochungsvorgänge an der Schneidpresse, also zusätzliche Betriebszeiten durch die Betätigung des Stempels der Einrichtung vermieden werden. Dabei soll die Einrichtung und insbesondere sollen die Mittel zur Betätigung des Stempels vereinfacht werden und ihr Raumbedarf verringert werden.

Dies wird nach der Erfindung vor allem dadurch erreicht, daß die Werkstückauflage in beiden Bewegungsrichtungen anschlagbegrenzt im Unterwerkzeug senkrecht zur Werkstückfläche beweglich geführt ist und sich auf ihrer Unterseite gegen einen koaxial in einem Zylinderraum des Unterwerkzeugs gleitbar geführten Ringkolben abstützt, der auf seiner unteren Ringfläche in Richtung zur Werkstückauflage federbeaufschlagt und anschlagbegrenzt ist, und daß im Ringkolben in einer nach unten offenen Zylinderbohrung koaxial ein den Betätigungsbolzen für den in Rückholrichtung federbeaufschlagten Stempel tragender Antriebskolben gleitbar und in

Ol Richtung zur Werkstückauflage anschlagbegrenzt geführt ist und der unterhalb des Ringkolbens und des Antriebskolbens verbleibende Zylinderraum mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es möglich, allein durch die Absenkbewegung der Matrize mit Hilfe des Oberwerkzeugs die erforderlichen Antriebskräfte für die Stempelbewegung zu erzeugen, so daß eine gesondert gesteuerte und betriebene Hubeinrichtung ganz entfallen kann. Wird durch das Oberwerkzeug für die Matrize ein Arbeitshub ausgelöst, so wird die Werkstückauflage nach unten bewegt bis zu ihrem unteren Anschlag. Dabei verfährt sie den Ringkolben nach unten gegen die Wirkung der Federn. Die Ringfläche des Ringkolbens verdrängt das eingeschlossene nicht kompressible Medium, das seinerseits die untere Kolben fläche des Antriebskolbens beaufschlagt und diesen mit dem Betätigungsbolzen von unten gegen den Stempel bewegt, der somit durch das Werkstück hindurchgestoßen wird und mit der Matrize den Durchzug bildet. Wird die Matrize mit dem Oberwerkzeug von der Werkstückfläche abgehoben, so kehrt der Ringkolben durch seine Federbeaufschlagung mit der Werkstückauflage in die Ausgangslage zurück. Über das nicht kompressible Medium wird dabei der Antriebskolben mit de~i Betätigungsbolzen zurückgeholt, während der Stempel durch seine Rückholfeder in die Ruhestellung zurückkehrt. Die gesamte Einrichtung ist aus einfachen, im wesentlichen koaxialen Bauteilen zusammengesetzt und kompakt und raumsparend. Außerdem ist es möglich, die Einrichtung durch Auswechslung weniger Bauteile, nämlich der Werkstückauflage, des Stempels und der Matrize, auf andere Durchmesser der herzustellenden Durchzüge umzustellen. Es hat sich ferner gezeigt, daß durch entsprechende Bemessung der wirksamen Kolbenflächen die für die Stempelbewegung erforderliche Abwärtsbewegung der Werkstückauflage außerordentlich gering gehalten werden kann, wodurch der Ablauf der Arbeiten auf der Schneidpresse und insbesondere einer Revolverschneidpresse in keiner Weise beeinträchtigt wird.

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Jf Ol Der Weg oder Hub der Werkstückauflage kann besonders gering

I gehalten werden, wenn die untere Ringfläche des Ringkolbens

I größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens be-

H messen ist.

\ 05 Als besonders betriebssicher und wirksam hat es sich gezeigt, s wenn die Ringfläche des Ringkolbens durch auf dem Zylinder-

'. raumboden aufliegende Tellerfedern beaufschlagt ist. Für

i eine einwandfreie Entlüftung des das nicht kompressible

i·. Medium enthaltenden Zylinderraums ist es zweckmäßig, wenn

10 die Ringfläche des Ringkolbens und der Zylinderraumboden jeweils zur Längsachse hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

'·? Eine besonders vorteilhafte Bauform wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Untefwerk- % 15 zeug mit H^lfe eines den Zylinderraum bildenden und die be-I wegliche Werkstückauflage aufnehmenden topfförmigen Bauteils

r in der Matrizenaufnahne der Schneidpresse gehalten ist und

I die Werkstückauflage zwischen jeweils einer am Ende des

V- Zylinderraums einerseits und an der unteren Stirnfläche ei-

20 ner die Werkstückauflage in der Matrizenaufnahme haltenden

Ringschraube andererseits gebildeten Anschlagringfläche be- :: weglich ist, wobei der Durchmesser des Zyiinderraums und

damit des Ringkolbens kleiner als der der Werkstückauflage ,J bemessen ist.

25 Die Einrichtung nach der Erfindung ist besonders geeignet für mit einem numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüstete Revolverschneidpressen, bei denen der Vorteil des geringen Zeitaufwands für die Herstellung der Durchzüge besonders ins Gewicht fällt, da die Durchzüge somit im gleichen

30 Arbeitsrythmus und mit gleicher Geschwindigkeit hergestellt werden können wie die übrigen Löcher oder Durchbrüche.

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Ol Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand
der Zeichnung. In der Zeichnung ist nur derjenige Teil der

Einrichtung dargestellt, der zur Erläuterung der Erfindung
erforderlich ist. Die allein dargestellte Matrize des Oberwerkzeugs ist im Oberwerkzeug in einem geeigneten Werkzeugträger gehalten. Die übrige Einrichtung einschließlich der
sie haltenden Matrizenaufnahme ist an einem unteren Werk—

zeugträger, insbesondere einem Werkzeugmagazin wie einem
Revolverteller einer Revolverschneidpresse gehalten. Es
zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung nach der
Erfindung in deren Ruhestellung,

Fig. 2 eine Teilansicht entsprechend Fig. 1 der Werkstückauflage und der Matrize sowie des Stempels in Arbeitsstellung, i

An einem nicht dargestellten oberen Werkzeugträger ist eine 1

!■' Matrize 12 absenkbar oberhalb des zu bearbeitenden tafel— I

oder blechförmigen Werkstücks 13 angeordnet. |

Unterhalb des Werkstücks 13 ist eine Matrizenaufnahme 14 | in einem nicht dargestellten unteren Werkzeugträger der I Schneidpresse gehalten. In diese Matrizenaufnahme 14 ist 2 ein topf: örmiger Bauteil 1 eingesetzt und liegt auf der '; Ringfläche 16 der Matrizenaufnahme 14 auf. Im Bauteil 1 ist
im unteren Teil ein Zylinderraum la gebildet, in dem gleitbar ein Ringkolben 2 geführt ist. Der Ringkolben 2 wird
durch den Sicherungsring 4 in seiner Bewegung in Richtung
auf das Werkstück 13 anschlagbegrenzt. Auf seiner unteren

Ringfläche 20 ist der Ringkolben 2 in Richtung auf das
Werkstück 13 hin durch Tellerfedern 7 beaufschlagt, die
sich am unteren Ende auf den Zylinderraumboden 19 abstützen. i Der Ringkolben 2 wird somit durch die Tellerfedern 7 in | seiner Ruhelage stets gegen den Sicherungsring 4 gedrückt. *

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Ol In der Zylinderbohrung 18 des Ringkolbens 2, die nach, unten hin offen ist, ist koaxial ein Antriebskolben 3 gleitbar geführt. Dieser Antriebskolben 3 trägt an seiner Oberseite einen Betätigungsbolzen 24. Der Weg des Antriebskolbens 3 ist in Richtung zum Werkstück 13 hin dsdurch anschlagbegrenzt, daß seine Ringfläche 25 gegen die innere Ringfläche 26 der Zylinderbohrung 18 des Ringkolbens 2 zur Anlage kommen kann.

Der unterhalb des Ringkolbens 2 und des Antriebskolbens 3 verbleibende Zylinderraum 5 ist mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt, z. B. mit Öl oder einer dauerplastischen Masse. Um diese Füllung frei von Lufteinflüssen zu bekommen, sind die obere und die untere Begrenzungsfläche des Zylinderraums 5, nämlich die Ringfläche 19 und der Zylinderraumboden 20 jeweils zur Längsachse des Bauteils 1 und damit der Einrichtung hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet. Zur Entlüftung ist in der Mitte des Zylinderraumbodens 19 eine Entlüftungsbohrung 22 vorgesehen, die durch eine Verschlußschraube 6 abgedichtet wird. Damit sich zwischen den Tellerfedern 7 keine abgeschlossenen Räume bilden können, die nicht einwandfrei entlüftet werden können, sind am Umfang 23 des Zylinderraumbodens 19 dort, wo die Tellerfedern auf der Umfangsflache anliegen, Freibohrungen 21 eingebracht.

Im oberen Abschnitt des topfförmigen Bauteils 1 ist eine Werkstückauflage 8 senkrecht zur Wackstückfläche beweglich geführt. In beiden Bev/egungsrichtungen ist die Werkstückauflage 8 anschlagbegrenzt. Dazu weist die Werkstückauflage 8 einen Ringbund 28 auf. In dem topfförmigen Bauteil 1 wird die Werkstückauflage 8 gehalten durch eine Ringschraube 9, deren untere Stirnfläche einen Ringanschlag für die obere Anschlagbegrenzung der Werkstückauflage 8 bildet.

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Ol Nach unten ist die Bewegung der Werkstückauflage 8 begrenzt durch die Anlage seiner unteren Stirnfläche gegen die Ringfläche Ib oberhalb des Zylinderraums la. Geführt ist die Werkstückauflage 8 durch die Innenbohrung 27 der Ringschraube 9.

In der Werkstückauflage 8 ist ein Stempel 10 koaxial angeordnet und längsbeweglich geführt. Der Stempel 10 wird in seiner Ruhelage durch die Schraubenfeder 11, die sich auf dem Bund 29 des Stempels unten abstützt, gegen den Betätigungsbolzen 24 gedruckt. Somit ist der Stempel 10 in Rückholrichtung federbeaufschlagt. In seiner Ruhestä-lung ist der Stempel 10 außerdem durch Anlage auf der oberen Stirnfläche des Ringkolbens 2 abgestützt*

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die folgende: Wird am Oberwerkzeug und damit an der Matrize 12 ein Arbeitshub ausgelöst, so bewegt sich die Matrize 12 so lange abwärts, bis ihre untere Fläche 30 auf dem Werkstück 13 aufliegt. Da der Arbeitshub danach noch nicht beendet ist, wird das Werkstück 13 durch die Matrize 12 gegen die Werkstückauflage gepreßt und diese über ihre Ringfläche 31 gegen d^n Ringkolben 2. Die untere Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 übt dabei entgegen der Wirkung der Tellerfedern 7 einen Druck auf das sich im Zylinderraum 5 befindliche Medium aus. Da das Medium nicht kompressibel ist und sein Volumen daher konstant ist, weicht döo Medium in Pfeilrichtung 33 aus und treibt dadurch den Antriebskolben 3 nach oben. Der Antriebskolben 3 drückt seinerseits über den Betätigungsbolzen 24 den Stempel 10 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Ruhelage in seine aus der Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung vor. Dadurch wird das Material des Werkstücks um das Loch 34 in die Aufnahmeöffnung 15 der Matrize hineingezogen, welche Stellung in Fig. 2 dargestellt ist. Ist der

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Ol Arbeitshub beendet, so bewegt sich die Matrize 12 mit dem Oberwerkzeug erneut nach oben und gibt das Werkstück 13 frei. Dadurch wird das nicht kompressible Medium im Zylinderraum 5 druckentlastet und die Tellerfedern 7 drücken den Ringkolben 2 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition. Dabei zieht die Schraubenfeder 11 den Stempel 10 aus dem nunmehr gezogenen Gewindedurchzug 40 im Werkstück 13 zurück bis in seine in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung, bei der der Stempel unterhalb der Werkstückfläche gelegen ist.

Die untere Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 ist größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens 3 bemessen und zwar wesentlich größer. Beide Flächen sind dem im Zylinderraum 5 eingeschlossenen nicht kompressiblen Medium zugewandt. Diese Bemessung führt dazu, daß bereits ein geringer Abwärtsweg des Ringkolbens 2 so viel des Mediums verdrängt, daß der Antriebszylinder 3 seinerseits um einen wesentlich größeren Weg angehoben wird. Bezeichnet man die dem Medium zugewandte Ringfläche 20 des Ringkolbens 2 mit F, die dem Medium zugewandte untere Stirnfläche des Antriebskolbens mit f, den Abwärtsweg der Werkstückauflage 8 und damit des Ringkolbens 2 mit h.. und den Aufwärtsweg des Antriebskolbens 3 in Richtung 33 und damit des Stempels 10 mit h,, so besteht die Beziehung: F : f = h_? : h^. Beträgt z. B. der

äußere Durchmesser des R5.ngkolbens 2 30mm und der des Antriebskolbens 3 10mm, so ergeben sich die Flächen wie folgt:

2 2

F = 706,5mm und f = 78,5mm . Wird der Abwärtsweg der Werkstückauflage 8 zu lmm angenommen, so ergibt sich nach der vorstehenden Beziehung für der Aufwärtsweg des Antriebskolbens 3 und damit des Stempels 10 h,. = 9mm. In der Praxis bedarf es im allgemeinen keines Hubs des Stempels 10 von 9mm, so daß der Hub der Werkstückauflage 8 noch auf einen kleineren Wert als lmm eingestellt werden kann. Dieser

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Ol relativ geringe Hub kleiner als lmm beeinträchtigt z. B. den Ablauf der Arbeiten auf einer Revolverschneidpresse in keiner Weise. Die vorgenannte Flächen- und Hubbeziehungen werden je nach dem Anwendungsfall und der verwendeten β Maschine gewählt. Wie Beschreibung und Zeichnung zeigen, kann die Einrichtung sehr einfach für andere Durchmesser der herzustellenden Druchzüge umgebaut werden. Hierzu brauchen nur die Werkstückauflage 8, der Stempel 10 und die Matrize 12 ausgewechselt zu werden. Alle übrigen Teile der Einrichtungen können in der Maschine verbleiben bzw. weiter

benutzt werden. |

Patentanwälte f

DlpUng. Horst Rose |

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Claims (5)

· ι ι . DIPL-ING. HORST ROSE DJPL-ING. PETcR KOSEL PATENTANWÄLTE Unsere Akten-Nr.: 2904/14 Bad Gandersheim,30. Juli 1982 C. Behrens AG -PANSPRUCHS

1. Einrichtung zum Herstellen von Durchzügen an tafel-
oder blechf önaigen Werkstücken auf einer mit einem

numerisch gesteuerten Koordinatentisch ausgerüsteten
Schneidpresse mit einer gegen die Werkstückoberfläche abserikbaren Matrize und einem einen zugehörigen
Stempel tragenden Unterwerkzeug, dessen Stempel in dem Unterwerkzeug aus einer unterhalb der Werkstückfläche gelegenen Ruhestellung in seine aus dieser Werkstückfläche hervorstehende Arbeitsstellung durch einen von unten angetriebenen Betätigungsbolzen bewegbar und in einer Werkstickauflage geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauflage (8) in beiden Be-

wegungsrichtungen anschlagbegrenzt im Unterv/erkzeug
(1) senkrecht zur Werkstückfläche (13) beweglich geführt ist und sich auf ihrer Unterseite gegen einen
koaxial in einem Zylinderraum (1a) des Unterwerkzeugs gleitbar geführten Ringkolben (2) abstützt, der auf

seiner unteren Ring/j.äche (20) in Richtung zur Werkstückauflage (8) federbeaufschlagt (7) und anschlagbegrenzt (4) ist, und daß im Ringkolben (2) in einer nach unten offenen Zylinderbohrung (18) koaxial ein den Betätigungsbolzen (24) für den in Rückholrichtung federbeaufschlagten (11) Stempel (10) tragender Antriebskolben (3) gleitbar und in Richtung zur Werkstückauflage (8) anschlagbegrenzt (25_t26) geführt ist und der unterhalb des Ringkolbens (2) und des Antriebskolbens

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(3) verbleibende Zylinderraum (5) mit einem nicht kompressiblen Medium ausgefüllt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Ringfläche (20) des Ringkolbens (2) größer als die untere Stirnfläche des Antriebskolbens (3) bemessen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (20) des Ringkolbens durch auf dem Zylinderraumboden (19) aufliegende ""ellerfedern

(7) beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (20) des Ringkolbens (2) und der Zylinderraumboden (19) jeweils zur Längsachse hin entgegengesetzt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug mit Hilfe eines den Zylinderraum (1a) bildenden und die bewegliche Werkstückauflage (8) aufnehmenden topfförmigen Bau-

2Q teils (1) in der Matrizenaufnahme (14) der Schneidpresse gehalten ist und die Werkstückauflage (8) zwischen jeweils einer am Ende des Zylinderraums (1a) einerseits und an der unteren Stirnfläche einer die Werkstückauflage (8) in der Matrizenaufnahme (14) haltenden Ringschraube (9) andererseits gebildeten Anschlagringfläche beweglich ist, wobei der Durchmesser des Zylinderraums (1a) und damit des Ringkolbens (2) kleiner als der der Werkstückauflage (8) bemessen ist.

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