DE9109773U1

DE9109773U1 - Vorrichtung zur Verwendung in Stanzen zum automatischen Auswechseln der Stempel (Patrizen)

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Publication number: DE9109773U1
Application number: DE9109773U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1991-10-24
Anticipated expiration: 2001-08-08
Also published as: US5129139A; JPH0443432U; ITRM910576A1; ITRM910576A0; TW199118B; IT1307980B1

Description

Vorrichtung zur Verwendung in Stanzen zum automatischen Auswechseln der Stempel (Patrizen)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auswechseln der Stempel (Patrizen) in Stanzen, in denen die Matrizen waagerecht orientiert auf einem feststehenden Bereich des Aufbaurahmens der Stanze montiert sind und jeweils ein auf der Schlagseite vor je einer Matrize, dieser gegenüber und auf diese zu und von ihr weg bewegbarer Stempel gegen die Matrize zwingbar zum plastischen Verformen eines Werkstoffes monti ert i st.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine neue und nützliche Vorrichtung zur Verwendung in Stanzen zur Erzielung einer Formänderung von Werkstoffen, die eine Mehrzahl von in einer horizontalen Reihe angeordneten Matrizen und vor den diesbezüglichen Matrizen diesen gegenüber angeordneten Stempeln (Patrizen, Ausschlageisen, Dorne) umfaßt, die auf die Matrizen zu und von diesen weg bewegbar sind zur Herstellung von Bolzen, Muttern und verschiedenen anderen Teilen durch plastische Verformung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß, wenn der Stempel auf der Hammer- bzw. Schlagseite der Stanze durch Abnutzung oder Beschädigung auswechselbedürftig ist, dieser vollautomatisch in einem Folgevorgang entfernt und gegen einen neuen ausgewechselt wird.

Horizontal- bzw. Waagerechtstanzen des Mehrstufentyps sind bekannt, die eine Mehrzahl von in horizontaler Reihe angeordneten Matrizen und diesen jeweils gegenüber liegenden Stempeln umfassen, wobei sie in Schlagberührung mit einem Metal 1material zu dessen

plastischer Verformung bewegbar sind. Gewöhnlich ist die Stanze mit vier bis fünf Paaren von Stempeln und Matrizen versehen, um unter hohem Druck nacheinander in Wiederholung durch die Hin- und Her-Bewegung des Hammers auf das Metal 1material zu schlagen. Demzufolge nutzen sich die Werkzeuge zur Verwendung in Stanzen sehr stark ab oder werden beschädigt. Die Stempel nutzen sich stärker ab als die Matrizen. Insbesondere unterliegen Seitenschneider und Hohlraumaus schlageisen einer einige Male größeren Abnutzung als andere Stempel (Patrizen), so daß sie noch häufiger ausgewechselt werden müssen, während andere Stempel noch nicht wesentlich abgenutzt sind.

So werden z.B. in den ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen SHO 57-177842 und SHO 63-281739 Vorrichtungen für solche Horizontalstanzen des Mehrstufentyps beschrieben, bei denen die Verwendung eines Roboters zum Auswechseln dieser Werkzeuge vorgeschlagen wird.

Die herkömmlichen Vorrichtungen haben einen über einen bestimmten Abschnitt hin- und herbewegbaren Spannautomaten (Spannroboter) für die Ausführung einer Reihe von Auswechsel vorgängen, wobei mit dem Entfernen des alten Werkzeugs begonnen und mit dem Einsetzen eines neuen geendet wird. Die Auswechslung erfordert daher eine beträchtliche Spanne Zeit, während welcher die Maschine unbedingt außer Betrieb gehalten werden muß. Die tatsächliche Arbeit der Maschine stellt so hinsichtlich Arbeitseffektivität und Produktivität ein ernstliches Problem dar. Außerdem muß für eine Stanze zum Verfahren des Roboters eine große Anlage

wie ein Hebezeug (Kran) vorgesehen werden, was großen Platz erfordert und andere Probleme in Bezug auf Kosten u.s.w. mit sich bringt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen zum vollautomatischen Auswechseln eines Stempels (Patrize) im Einsatz für Preßformarbeiten gegen einen neuen in einem Folgevorgang, wenn der alte Stempel beschädigt oder seine geschätzte Lebens· dauer erreicht ist.

Dabei soll die Vorrichtung den Auswechsel Vorgang schnell und richtig ausführen, ohne daß die Preßformmaschine für eine lange Zeitdauer außer Betrieb gehalten wird. Die Vorrichtung soll weiterhin kompakt und kostengünstig und als einfache Konstruktion zum automatischen Auswechseln von Stempeln ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die in den Kennzeichen der Schutzansprüche 1 oder 2 wiedergegebenen Merkmale.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der anhängenden Zeichnung.

Es zeigen
30

Fig. 1 eine teilweise Vorderansicht einer Stanze

mit erfindungsgemäßen Stempelauswechseivorrichtungen, von denen eine im Schnitt dargestelIt ist,

Fig. 2 eine teilweise Ansicht der Stanze im Schnitt 11 - 11 gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 eine teilweise Vorderansicht einer Stanze in einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine teilweise Ansicht der Stanze im Schnitt IV - IV gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Seitenaufriß im Vertikaischnitt einer

Stempelmontageanordnung zur Darstellung eines StempelauswechselVorgangs sowie

Fig. 6, 7 und 8 Ansichten von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Stempelauswechselvorrich-

tungen für unterschiedliche Stempel im Längsschni tt.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.

Das erste Ausführungsbeispiel ist zur Handhabung eines Stempels (Patrize) 2 in Form einer länglichen Stange bzw. eines Dorns oder Bolzens ausgelegt und weist einen Zwischenraum S zwischen einem Stempelfutter 4 und einem Stoßlagerglied 6 auf. Ein neuer Stempel 2' kann von oben in den Zwischenraum S zugeführt werden, um den in Gebrauch befindlichen Stempel 2 zu ersetzen.

Der Stempel 2 ist auf der Stirnseite eines Hammers mit einem Stempelhalter 9 befestigt und einer nicht

dargestellten stationären Matrize zugeordnet, so daß jeweils Stempel und Matrize einander paarweise zugeordnet sind.

Das Stempel futter 4 ist an der Vorderseite des Stempel halters 9 und damit integriert angeordnet und weist einen Hohlbereich (Bohrung) 4a zur Halterung des darin eingeführten Stempels 2 auf.

Das Stoßlagerglied 6 befindet sich an der Rückseite des Stempelfutters 4 und beläßt einen Zwischenraum S zwischen beiden. Der Zwischenraum S weist in seinem Bodenbereich eine durch einen Druckluftzylinder 11 auf- und abwärtsbewegbare Druckplatte 3 auf. Der Zwischenraum S hat eine obere Öffnung, die mit einem Stempel bevorrater 8 versehen ist zum Zuführen neuer Stempel 2' einer nach dem anderen zum Zwischenraum S.

Der Hohlbereich, d.h. die Bohrung 4a erstreckt sich durch das Stempel futter 4 in Richtung von vorne nach hinten. Der Stempel 2 ist entfernbar in die Bohrung 4a eingeführt und gewöhnlich mit einem Spannstift 7 am Stempel futter 4 arretiert.

Die Druckplatte 3 weist die Form eines quaderförmigen Blocks auf und ist in den Zwischenraum S zwischen Stoßlagerg1ied 6 und Stempel futter 4 auf- und abwärtsbewegbar eingepaßt. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, wird die Druckplatte 3 gewöhnlich in einer oberen Stellung durch den Druckluftzylinder 11 gehalten, wobei sich ihre Stirnseite 3a in Lageranschlag am hinteren Ende des Stempels 2 befindet.

Die Druckplatte 3 wird in der oberen Stellung gehalten, wenn der Stempel 2 zum Stanzen gegen die Matrize gezwungen wird.

Die neuen Stempel 2', die zum Auswechseln verwendet werden sollen, sind im Stempel bevorrater 8 untergebracht, der mit der oberen Öffnung des Zwischenraums S in Verbindung steht; aus diesem Bevorrater 8 werden sie einzeln jeweils aus ihrer untersten Stellung zugeführt.

Der Stempel bevorrater 8 ist zur Aufnahme der neuen Stempel 2' ausgelegt, die jeweils in waagerechter Position übereinander gelagert sind. Eine Ausrückvor richtung in Form eines Sperrstiftes 12 steht in Eingreifverbindung mit dem Stempel 2' in der untersten Stellung und hält die Druckplatte 3 von jeder Auflast frei. Der Sperrstift 12 ist mittels eines Druckluftzylinders 13 bewegbar. Wenn er zum Auswechseln eines Stempels 2 zurückgezogen ist, läßt der Sperrstift 12 den (gemäß Zeichnung) ersten neuen Stempel 2'' frei, der sich beim Absenken der Druckplatte 3 abwärts bewegt und dabei in den Zwischenraum S hinter dem Stempel 2 befördert wird.

Wenn der Stempel 2 abgenutzt oder beschädigt ist oder für seine vorbestimmte erwartete Lebensdauer in Gebrauch war, dreht sich auf ein Signal der am Stempel 2 angreifende Spannstift 7, um den Stempel 2 zu entsperren. Gleichzeitig beginnt der Druckluftzylinder 11, die Druckplatte 3 aus ihrer angehobenen Stellung in die in Fig. 2 strichliert ein-

gezeichnete Stellung abzusenken.

Der neue Stempel 2¹' in unterster Position im Bevorrater 8 wird daraus durch das Absenken der Druckplatte 3 zugeführt und in den Zwischenraum S hinter dem alten Stempel 2 eingelegt. Im Anschluß daran wird eine Schubstange 5 unter Öldruck aus dem Hammer 10 in den Zwischenraum S gezwungen und stößt gegen das hintere Ende des neuen Stempeis 2¹', um diesen in das Stempel futter 4 einzuführen. Gleichzeitig damit wird der alte Stempel 2 zur Auswechslung aus dem Stempel futter 4 herausbefördert.

Sowie der alte Stempel 2 vollständig ausgestoßen ist, bewegt sich die Druckplatte 3 auf ein Signal aufwärts und kehrt in ihre ursprüngliche Stellung zurück. Danach bewegt sich der Spannstift 7, um den neuen Stempel zu arretieren.

Wenn der Hammer 10 anrückt, um den Stempel 2 gegen die nicht dargestellte gegenüberliegende Matrize zu zwingen, wird das hintere Ende des Stempels 2 von der Druckplatte 3 (in der angehobenen Stellung) und dem Stoßlagerglied 6 abgestützt.

Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem, wenn ein Ausschlageisen als Stempel 22 auszuwechseln ist, ein Stempel futter 24 vorwärts bewegt wird, um Raum zu schaffen für die Aufnahme eines neuen Stempels 22' darin.

Ein Führungshalter 23, der auch als Stoßlagerglied für den Stempel 22 dient, ist in Form eines Hohlzylinders an der Stirnseite eines Hammers 20 befestigt und weist an seinem hinteren Bereich einen Auslaß 23b zum Ablassen von Metal 1 spänen auf.

Das Stempelfutter 24 umfaßt einen hohlzylindrisehen Bereich 24b, der um den Führungshalter 23 angebracht und vor- und rückwärts verschiebbar ist, und einen Stempelhalterbereich 24a, der am vorderen Ende des hohlzylindrisehen Bereichs 24b mit diesem integriert vorgesehen i st.

Ein Zuführer 26 für neue Stempel 22' hat an dem Frontbereich des Zylinderbreichs 24b des Stempelfutters 24 einen nach oben offenen Zwischenraum B (vgl. Fig. 5). Der obere Öffnungsbereich des Zuführers 26 steht in kommunizierender Verbindung zu einem Bevorrater 28, wenn sich das Stempel futter 24 in Posi ti on befi ndet.

Eine Verschließanordnung 27 umfaßt einen Druckluftzylinder 27a zum Zurückziehen eines Mitnehmers 27b. Wenn der Mitnehmer 27b zurückgezogen ist, entsperrt ein durch eine Feder 27d vorgespanntes Spannglied 27c den Stempel 22.

Ein Stempelhalter 29 umfaßt einen Zylinderbereich 19, dessen Innenraum als Hydraulikkammer dient, in welche ein Kolben 25 eingepaßt ist, der vor- und zurück-

verschiebbar ist. Die Hydraulikkammer wird durch den Kolben 25 in Hydraulikabteilungen 19a, 19b getrennt. Das hintere Ende des Zylinderbereichs 19 ist durch einen Schließbeschlag 30 verschlossen. 5

Der Kolben 25 ist am rückwärtigen Ende des Zylinderbereichs 24b des Stempelfutters 24 befestigt.

Der nach dem zweiten Ausführungsbeispiel zu handhabende Stempel 22 ist ein Ausschlageisen oder Seitenschneider. Demgemäß weist der Führungshalter 23 die Form eines Hohlzylinders auf. Fig. 6 stellt einen Führungshalter 23' dar, der nicht hohl ist, zur Verwendung mit einem Hohlraumschlageisen 32. Fig. 7 und 8 zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen, die einen Führungshalter 23'' haben für Ausschlageisen 42 oder 52 zum Formen eines Anker-End- oder Kopfteils. Die in Fig. 7 und 8 dargestellten Führungshalter 23'' haben jeweils Auswerferstifte 33 bzw. 34, die sich axial durch sie erstrecken, um das Erzeugnis auszustoßen .

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 3 und arbeitet in folgender Weise:

Wenn der Stempel 22 gegen einen neuen Stempel 22'' ausgewechselt werden muß, wird die Hydraulikabteilung 19a Fließdruck in dem ZyIinderbreich 19 des Stempelhalters 29 ausgesetzt, wobei sich der Hammer 20 in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, woraufhin der Kolben 25 flüssigkeitsgesteuert vorwärts gedrückt wird mit dem Ergebnis, daß das mit dem Kolben 25 ver-

bundene Stempel futter 24 in einer Geraden verschoben wird in die mit einem Pfeil a in Fig. 4 gekennzeichnete Richtung entlang dem Außenumfang des Führungshalters 23, wobei es dabei durch diesen geführt wird. Solcher Art wird das Stempel futter 24 über eine vorbestimmte Hublänge vorwärts gedruckt aus der in Fig. 4 dargestellten in die gemäß Fig. 5 gezeigte Stellung. Da der an der Frontendfläche 23a des Führungshalters 23 anliegende Stempel 22 vorwärts und weg von dem FUhrungshalter 23 entlang dem Stempel futter 24 gedrückt wird, bildet sich der bestimmte Zwischenraum B zwischen dem Führungshalter 23 und dem Ausschlageisen 22.

Wenn sich das Stempel futter 24 vorwärts bewegt, rückt auch der Zuführer 26 für neue Stempel mit dem Stempelfutter 24 vor. Diese Bewegung bringt den Zuführer 26 sofort in die Position über dem Zwischenraum B. Infolgedessen fällt der neue im Zuführer 26 untergebrachte Stempel 22'' infolge der Schwerkraft herab und wird dem Zwischenraum B zugeführt (Fig. 5).

Anschließend wird der vom Halterungsbereich 24a am Frontende des Stempelfutters 24 gehaltene Stempel 22 durch die Betätigung der Verschließanordnung 27 entsperrt und freigesetzt.

In diesem Stadium wird der Hydraulikabteilung 19b Fließdruck zugeführt, so daß der Kolben 25 veranlaßt wird, das Stempel futter 24 in seine ursprüngliche Position zurückzuziehen. Der Rückzug des Stempelfutters 24

bewirkt, daß der neue, in den Zwischenraum B beförderte Stempel 22' den Stempel 22, der im Halterungsbereich 24a gehalten und zuvor freigesetzt war, aus der Frontendöffnung 24a' des Halterungsbereichs 24a herausdrückt. Gleichzeitig paßt sich der neue Stempel 22' in den Halterungsbereich 24a des Stempelfutters 24 ein. Die Verschließanordnung 27 arbeitet, um den neuen Stempel einzuspannen, wodurch ein weiterer Auswechsel Vorgang vollendet ist.

Der Rückzug des Stempelfutters 24 in seine ursprüngliche Position bringt den entleerten Bereich des Stempel zuführers 26 in Übereinstimmung mit der Öffnung 28a am unteren Ende des Stempel bevorraters 28, woraufhin der Zuführer 26 mit einem weiteren neuen Stempel 22' von oben nachgefüllt wird.

Die im Aufbau vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende Vorteile auf:

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 1 ist das Stempel futter nicht bewegbar, wogegen eine auf- und abwärts bewegbare Druckplatte in einem zwischen dem hinteren Ende des in Gebrauch befindlichen Stempels und dem Stoßlagerglied gebildeten Zwischenraum vorgesehen ist, so daß ein neuer, von oberhalb der Platte beförderter Stempel an den Platz hinter dem alten Stempel beim Absenken der Druckplatte zugeführt wird. Der jeweils neue Stempel kann dem Stempel futter durch Betätigung einer Schubstange eingeführt werden, wodurch der alte

Stempel zum automatischen Austausch desselben daraus herausgestoßen wird. Darüber hinaus kann der Stempel auf diese Weise schnell und zuverlässig ersetzt werden, ohne daß die Stanzmaschine völlig außer Betrieb gesetzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 2 ist der Stempelhalter in Form eines Hydraulik Zylinders ausgebildet. Er weist ein Stempel futter in Form eines Hohlzylinders auf, welcher in ihm (dem Hydraulikzylinder) mittels eines Kolbens vor- und zurückschiebbar im Verhältnis zu einem Führungshalter vorgesehen ist. Auf diese Weise werden der Stempelhalter und das Stempel futter genutzt zum leichten Austausch eines Stempels, ohne daß eine besonders platzbeanspruchende und komplexe Anordnung getroffen wäre.

Mit dem Einsatz der automatischen Verschließanordnung kann der Stempel, der von dem Stempelhalter gehalten wird, automatisch eingespannt und entsperrt werden, so daß das gesamte Verfahren der Handhabung der Stempel einschließlich ihrer Bevorratung, ihres In-Arbeitsstellung-Bringens und ihrer Entfernung vollautomatisch durchgeführt werden kann.

Claims

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum automatischen Auswechseln der Stempel (Patrizen) in Stanzen, in denen die Matrizen waagerecht orientiert auf einem feststehenden Bereich des Aufbaurahmens der Stanze montiert sind und jeweils ein auf der Schlagseite vor je einer Matrize, dieser gegenüber und auf diese zu und von ihr weg bewegbarer Stempel gegen die Matrize zwingbar zum plastischen Verformen eines Werkstoffes montiert ist, gekennzeichnet durch

- einen an der Frontendfläche des Hammers (10) befestigten Stempelhalter (9),

- ein nach vorn aus diesem (9) vorspringendes Stempel futter (4) zum Einspannen des darin (4) eingeführten Stempels (2),

- ein an dem Stempelhalter (9) vorgesehenes Stoßlagerglied (6) zum Abfangen der Stempelwucht,

- einen zwischen dem Stoßlagerglied (6) und dem Stempel futter (4) gebildeten Zwischenraum (S),

der so bemessen ist, daß ein neuer Stempel (2¹)

für die Auswechslung unterbringbar ist,

- eine Druckplatte (3) in Form eines Blockes, die in dem Zwischenraum (S) anheb- und absenkbar ist,

- einen Stempel bevorrater (8), der an einer oberen Öffnung des Zwischenraums (S) zur Aufnahme neuer

Stempel (2') vorgesehen ist, die in waagerechter Stellung einer auf dem anderen liegen, um diese (2') einzeln aus der untersten Stellung (2¹¹) in den Zwischenraum (S) zu befördern, sowie 30

- eine durch die Achse des Stempelhalters (9) nach vorne in den Zwischenraum (S) zum Schieben des neuen Stempels (2') bewegbare und aus dem Zwischenraum (S) zurückziehbare Schubstange (5), - wobei die Druckplatte (3) in eine angehobene Stellung zwischen dem Stoßlagerglied (6) und dem durch das Stempel futter (4) eingespannten Stempel (2) bewegbar ist zum Abfangen der Wucht des Stempels (2) während seines Arbeitsvorgangs und

- wobei die Druckplatte (3) für die sofortige Beförderung eines neuen Stempels (2') aus dem Stempel bevorrater (8) in den Zwischenraum (S) vor die Schubstange (5) in eine abgesenkte Stellung bewegbar ist, wenn der im Stempelfutter (4) eingespannte Stempel (2) ersetzt werden muß.

2. Vorrichtung zum automatischen Auswechseln der Stempel (Patrizen) in Stanzen, in denen die Matrizen waagerecht orientiert auf einem feststehenden Bereich des Aufbaurahmens der Stanze montiert sind und jeweils ein auf der Schlagseite vor je einer Matrize dieser gegenüber und auf diese zu und von ihr weg bewegbarer Stempel gegen die Matrize zwingbar zum plastischen Verformen eines Werkstoffes montiert ist, gekennzeichnet durch - einen hohlzylindrisehen, durch einen Stempelhalter (29) an der Frontendfläche des Hammers

(20) befestigten Führungshalter (23, 23', 23'') zur Aufnahme der Wucht des Stempels (22, 32, 42, 52),

- ein hohlzylindrisches Stempel futter (24, 24b), das vor- und zurückverschiebbar um den Führungshalter (23, 23', 23'') angebracht ist, mit einem Stempelhalterbereich (24a, 24a¹), der den Stempel (22, 32, 42, 52) in Anlage an dem'Frontende des Führungshalters (23, 23', 23'') hält,

- einen mit dem Stempel futter (24) für die Aufnahme eines neuen Stempels (22') im zylindrischen Bereich (24b) des Stempelfutters (24) integrierten Zuführer (26) für einen neuen Stempel (22'), der diesen dem Stempelhalterbereich (24a, 24a¹ ) zuführt, wobei

- der Stempelhalter (29) mit einem Hydraulikzylinderbereich (19) mit einer geschlossenen Hydrau 1ikkammer ausgebildet ist und

- ein Kolben (25) am Stempel futter (24) befestigt und in die Hydraulikkammer (19) eingepaßt ist, um das Stempel futter (24) über eine vorbestimmte Hublänge nach vorn zu drücken und danach wieder zurückzustel1 en .