EP0658383A1 - Anordnung und Modul und Verfahren zur Materialbearbeitung - Google Patents

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EP0658383A1
EP0658383A1 EP94890200A EP94890200A EP0658383A1 EP 0658383 A1 EP0658383 A1 EP 0658383A1 EP 94890200 A EP94890200 A EP 94890200A EP 94890200 A EP94890200 A EP 94890200A EP 0658383 A1 EP0658383 A1 EP 0658383A1
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EP
European Patent Office
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plate
module
tools
unit
modules
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EP94890200A
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French (fr)
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EP0658383B1 (de
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Franz Felsner
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Individual
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Publication of EP0658383B1 publication Critical patent/EP0658383B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/04—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with selectively-operable punches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/246—Selection of punches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/26—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
    • B21D28/265—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts with relative movement of sheet and tools enabling the punching of holes in predetermined locations of the sheet, e.g. holes punching with template

Definitions

  • the invention relates to a module according to the preamble of patent claim 18, an arrangement according to the preamble of patent claim 1, and a method according to the preamble of patent claim 19.
  • the invention is in the field of material processing. So far, in particular for processing materials or workpieces of smaller thickness, such as Plates, strips, profiles and, in particular, strips of metal, plastic or the like, a series of tools fixed one behind the other on common base plates are used.
  • Flexible machining systems such as Punching centers and the like either insert the individual tools one after the other at a punching position or arrange the individual tools one after the other in sequence, whereby only one tool or the tools in a station operate independently of one another under the control of a computer.
  • a sequence of machining operations cannot always be carried out in the desired time periods, in particular due to the fact that tools cannot be exchanged quickly or that positioning is too slow during machining.
  • a special objective of the invention is therefore to combine the advantages of the CNC sheet metal processing center with the rationality of continuous work.
  • a wide variety of parts e.g. for the auto industry, the household appliance industry, the communication and electronics industry, the sanitary installation area, etc. can be quickly and easily manufactured in both large and very small series, with simultaneous variation of the workpiece in different requirements.
  • the invention it is possible due to the proposed adjustability of the modules with one or more tools per module or with several modules and the tools or processing units located therein to simultaneously carry out desired processing operations on the material. Since the intended drives, in particular presses with up to several 100 strokes / min. work and a machining cycle with changing tools and / or machining units or even several tools or machining units takes place at the same time per stroke, rapid, flexible, accurate and reproducible machining is possible.
  • a mechanical eccentric press and a tape feed system connected to it are provided.
  • both pure CNC punching operation can be carried out with a limited number of tools only due to the size of the press table (one press stroke per work step in the workpiece), and the principle of the subsequent tool (one press stroke per workpiece) can be realized by appropriate arrangement .
  • This comprehensive production advantage is achieved through the arrangement of the modules and / or machining units carrying modules with integrated CNC positioning axes.
  • one or more of the tool inserts in these modules are activated by a controlled activation unit, for example a slide system, ie prepared for the machining operation.
  • the positioning process takes place directly from one machining position to the next, the tool or machining unit change process that takes place at the same time does not cause any additional travel paths or interruptions in the machining sequence.
  • This process is repeated with every stroke of the drive (press) that is in continuous operation.
  • the processable bandwidths are now determined by the width of the tool set, whereby two modules can be used opposite each other in a module carrier. This includes the advantage of being able to machine wider workpieces on both long sides at the same time, which leads to a significant reduction in throughput times. By feeding two strips, strips or profiles next to each other, two workpieces can be produced in parallel or mirror image parts for each stroke.
  • processing techniques such as laser cutting, water jet cutting, spot welding, joining operations with partial feeding etc. can be integrated into the production process.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a processing arrangement. 2, 2a, 2b, 2c, 3 and 4 an arrangement according to the invention in plan view or in side view in the open and in the closed position. 5, 6 show schematic sectional views of a module according to the invention, FIG. 7 schematically shows a drive diagram, FIGS. 8 to 11 and 11a show detailed views of a module or its head plate. 12 and 13 show schematic sections of a preferred embodiment of a module. 14 to 17 show a special embodiment of modules with rotatable tools. 18 and 26 show detailed views of a guideway for a module. 19 shows a schematic section through the drive device for a module according to the invention, FIG. 20 shows a cutting module and FIGS. 21 to 25 show different embodiments of activation units in detail, FIG. 26 shows an upper guide track, FIGS. 27 to 29 shows a special guide plate and FIGS. 30 and 31 different processing units carried by a module.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of a machining arrangement according to the invention with which in particular non-cutting machining operations can be carried out.
  • Strip-like or strip-shaped material 3 is unwound from a reel 1 and passed through a strip straightening machine 2, in which the material 3 to be processed can be aligned with correspondingly arranged rollers 66.
  • a loop 4 of material 3 is formed over roller baskets 65.
  • the material 3 is guided by a feed unit 6 with corresponding feed rollers 67 through a centering unit 9, which fixes the material 3 for the subsequent machining process in relation to a specific longitudinal direction of the arrangement, so that the material 3 is defined laterally and with respect to its movement.
  • the material 3 is then fed to the press 5, which has a press table 7 and a press ram 8, the latter of which carries out corresponding lifting cycles driven by the press drive 10.
  • a hydraulic unit can also actuate the press ram or corresponding drive plates 8 for one or more modules or processing unit (s).
  • Other drives for the drive plate (s) that achieve corresponding stroke or cycle numbers e.g. Camshafts can be used.
  • any other feed device can be used, in particular if material plates are fed instead of strip-shaped material. It is essential that at given times the material 3 is conveyed from the feed device 6 into the interior of the press 5 with a defined feed. Possibilities in this regard are known to the person skilled in the art.
  • a control unit 64 in particular a computer, is connected to the strip leveling machine 2, the feed unit 6, possibly the centering unit 9 and the intended drive or the press drive 10 for control and monitoring, so that these movements can be program-controlled and coordinated with one another.
  • a number of modules 13, 14 according to the invention are inserted in the installation space between the press ram 8 and the press table 7, for which reference is made in particular to FIGS. 2 to 4. If reference is made below to a press as a particularly advantageous drive, this is not restrictive, since all other drives which permit actuation of the modules can also be used in principle.
  • each module carrier 16 carries one or a number of modules 13, 14.
  • the base plate 15 preferably carries interchangeable plug strips 25, which serve to fix and define the position of the lower module carriers 16 in the direction of movement 12 of the material 3, provided that the module carriers 16 are not controlled by the control device 64 by means of drive units 96 (FIG. 2b) in the direction of movement 12 are movable or adjustable.
  • pins 34 can be inserted into recesses 68 of the plug-in strips 25, which are inserted into corresponding supports 26 which are mounted on the lower module support 16 so as to be pivotable about a pivot axis 56 (FIG. 19).
  • a differently constructed, releasable non-positive or positive connection device of the base plate 15 and / or the connector strip 25 with the carrier 26 and / or the lower module carrier 16 could also be provided.
  • the lower module carrier 16 carries a guide track 28, on which one or two base plate (s) 17 are (are) movable back and forth transversely to the direction of movement 12.
  • the guideway 28 can e.g. a profile formed on or supported by the lower module carrier 16 and encompassing the base plate 17 or a guide thereof in a C-shaped manner, in order to provide the base plate 17 with corresponding guidance.
  • a drive device 27 can be coupled to the base plate (s) 17, which is carried by the carrier 26 and / or the lower module carrier 16.
  • this drive device 27 effects a controlled positioning or a controlled back and forth movement of the base plate (s) 17 on the lower module carrier 16, in order to later, as described later, tools 30 and / or machining units 113 in corresponding positions or, if appropriate to be adjusted obliquely to the direction of movement 12 of the material 3 to be processed.
  • the base plate 17 or the modules 13, 14 can be moved transversely or obliquely to the direction of movement 12 of the material 3.
  • FIG. 3 shows a module 13 in the open position.
  • Column guides 18 are arranged on the base plate 17 and the top plate 22 or fastened on the base plate 17, on which a guide plate 20 is slidably mounted, which is connected to the head plate 22 by spring units and to the spacer pin 40 slidably mounted in the head plate 22.
  • a holding plate 19 is fixedly connected.
  • the head plate 22 or the holding plate 19 or the guide plate 20 carry or receive the tools 30.
  • the column guide 18 comprises guide columns which are either permanently installed in the base plate 17, in the guide plate 20 or preferably in the top plate 22.
  • the components that move relative to the column are equipped with guide bushings.
  • the guide plate 20 can also be firmly and securely connected to the base plate 17 or the die 21 while maintaining a gap for the passage of the material 3.
  • the top plate 22 is guided in a guideway 28 'on the upper module carrier 23 in a form-fitting manner transversely to the direction of movement 12 of the material 3 to be processed.
  • This displacement movement takes place on the basis of the previously described, controlled back and forth movement of the base plate 17, which takes the head plate 22 with it via the column guide 18.
  • the upper module carrier 23 is slidably mounted on guide parts 29 'in the direction of further movement 12 on a frame plate 24 or directly on the press ram 8 in order to permit adjustment movements or compensatory movements of the module 13, 14 in the longitudinal direction of the arrangement.
  • the head plate 22 Due to the positive connection of the head plate 22 via the guide track 28 'on the upper module carrier 23 and the likewise positive connection of the upper module carrier 23 via the guide parts 29' to the frame plate 24, which in turn is positively connected to the press ram 8, the head plate 22 and all related parts such as column guide 18, holding plate 19, guide plate 20, guide attachment 70 and tools 30 moved synchronously with the press ram 8 or another drive.
  • the base plate 15 and the frame head plate 24 can be fixedly connected in terms of movement to the press table 7 or to the press ram 8 and can also only be inserted into the press and secured against displacement. It is essential that the lower module carriers 16 of the individual modules 13, 14 are fixed in terms of position or distance with respect to the feed unit 6 and that this distance does not change during the machining processes. This can e.g. can then be easily realized if the feed unit 6 is arranged on the base plate 15 or is firmly connected thereto.
  • Fig. 4 shows the arrangement shown in Fig. 3 in the open position in the closed position, in the die 21 with its die openings 42 (FIG. 6) enter or place the tools 30 guided in the guide attachment 70 of the guide plate 20.
  • Fig. 2 shows a schematic plan view of the arrangement according to the invention.
  • the material 3 fed through the centering unit 9 is guided through five modules 13, 14 arranged next to one another, followed by a separating module 13 '(FIG. 20).
  • Another module 13 '' of any kind is indicated.
  • a longitudinal bending module 80 (FIG. 2 a) or modules that enable other machining processes could also be provided.
  • All modules 13, 13 ', 14, 13' ', 80 can be seen in (FIGS.
  • the number of modules 13, 13 ', 13' ', 14, 80 used depends on the length of the arrangement, the desired processing steps and its size, etc.
  • the distances between the holes or recesses 68 in the plug-in or positioning bar 25 can be present at uniform or irregular intervals; since the positioning bar 25 is interchangeable, bars can be selected and exchanged for the modules at desired intervals; it is only necessary to give the control unit the location at which the modules are inserted or the distance of the modules from the feed device 6 or from a predetermined starting point of the control device 64.
  • the width and the length of the modules are adapted to the width of the material 3 to be processed and to the number or size of the tools that are to be carried by a module.
  • Fig. 2c the supply of two strips 31 (strips, profiles) is shown, which can be processed with two half-modules 14 slidably mounted on a guideway 16 with a guide 28, which embodiment has the advantage especially in strip processing, either the same To punch or bend workpieces or, as is important and necessary in many areas of manufacturing technology, mirror-image workpieces (e.g. drawer guides).
  • the manufacturing logistics are greatly simplified by the parallel falling left and right parts.
  • the half modules that are advantageous for wider belts can also be used for two narrow belts.
  • the individual modules are positioned diagonally or transversely, e.g. as shown in Fig. 19, by drive submissions 27, which can be designed as electrical servomotors, hydraulic or pneumatic cylinders or mechanical adjusting spindles.
  • the drive devices must have the modules, i.e. the base plate 17 can be adjusted sufficiently quickly during the period in which the press ram 8 is in its upper stroke phase.
  • FIG. 19 shows an electric servo motor 59 fed via supply and control lines 58 as a drive device for the module with a ball screw drive 60, which carries a coupling device 57 'which can be connected to a corresponding coupling device 57 on the base plate 17 of a module.
  • Such electromechanical, hydraulic, pneumatic or mechanical drive devices enable the modules to be positioned quickly and precisely transversely to the direction of movement 12 of the material 3.
  • the press 5 provided as the drive is operated in continuous stroke mode or in controlled single stroke mode.
  • the stroke frequency is adjustable by the control unit 64 and can be adapted to the individual processing cases.
  • FIG. 5 shows detailed views of modules 13, in particular the arrangement and actuation of the tools 30 provided for processing the material 3.
  • a module 13 is shown in the closed position.
  • a number of punching tools 30 are displaceably mounted or suspended in the holding plate 19, as can be seen more clearly in particular from FIGS. 8 and 10.
  • the tools have more or less strong tool heads 47 which can be lowered or pressed into adapted recesses or recesses 71.
  • the head plate 22 is for adjusting the tools 30 from a raised position in the the tools with the heads protrude upward from the recess 71, in a working position in which the tools 30 are fixed in a lowered position in the recesses 71, one or more sliders 36 are provided which carry the one or more cams 37 or carry.
  • the slide 36 is coupled via an actuating rod 35 to a drive device 31 which is mounted on a projecting component 32 of the head plate 22 or the extended holding plate 19.
  • the drive device 31 is controlled by the control device 64 and can comprise, for example, a number of series-connected pneumatic or hydraulic cylinders 72, with which a precise and rapid adjustment of the slide 36 or the actuating cam 37 is achieved.
  • the cam 37 advantageously has a beveled run-up surface or beveled surface 61, when it rests against a head 47 of the tool 30, this tool 30 can be pressed into the lowered position without jamming.
  • the tool 30 is held by the cam 37 in this lowered position during the machining stroke, in which position the free ends of the tools 30 protrude beyond the lower edge of the guide attachment 70 into the working position and penetrate or touch through the material 3 into the die 21 or die openings 42 .
  • each tool head 47 In order to enable the cam 37 or the inclined surface 61 to be pushed onto the tool heads 47, which in the non-activated state can be adjusted upwards by placing on the material 3 and due to the friction that occurs and would thus prevent the cam 37 from being displaced, each tool head must be 47 partially covered by a cover surface 43 or 43 'which merges into the cam 37 via the inclined surface 61.
  • cover surfaces 43 and 43 ' can be seen in particular in FIGS. 9 and 11.
  • each of the cams 37 can adjust one of three tools 30 out of a total of twelve tools into its working position and fix it there. For each machining stroke, 0 to 4 tools can thus be simultaneously adjusted in the working position in the present case.
  • cover surfaces 43 and 43 ' are offset from one another and cover only half of the tool heads 47 or can be moved past one another, so that, as shown in FIG. 11, internal tools 30 are also included a cam 37 can be reached without the Cover surface 43 of slide 36 collides with cover surface 43 '''of slide 36''' or cover surface 43 'of slide 36' collides with cover surface 43 '' of slide 36 ''.
  • FIG. 11a shows an embodiment variant for an activation device with which the tools can be adjusted in the working position and fixed there during the working process.
  • a horizontally rotatable cam disk 37 ' is mounted, which is supported by a shaft 77 and can be rotated in this way by a drive device (not shown) controlled by the control unit 64 that either one end surface 79 (release) or the other end surface 78 (working position) comes to rest above head 47.
  • This also enables the tools to be selected and defined quickly.
  • 5 shows a guide plate 20, which is guided on the column guides 18 below the head plate 22 and is pressed away from the head plate 22 by means of at least one compression spring unit 40.
  • 5 shows the module with unloaded tools 30; the tools 30 protrude to just in front of the end face of the guide attachment 70 and are moved into a protruding position when loaded by the cam 37 and can in this position penetrate into the die openings 42 of the die 21 after passing through the material 3 to be processed.
  • Discharge channels 69 serve to remove the punched-out parts.
  • modules are bending units or cutting or shearing units, an arrangement of discharge channels is not necessary; however, the necessary devices must be provided to move the processed material further in the longitudinal direction of the arrangement or to remove it.
  • the die 21 is protruded on the inlet side by a run-up ledge 38, which is guided by one or more springs from a carrier 41, projects upwards or is pressed upwards and can be lowered or pressed down by the guide attachment 70.
  • This ramp bar 38 which runs transversely in the module, serves to lift the material 3 from the surface of the die 21 or from counter tools or support surfaces of processing units, in order to enable unimpeded material transport, which could possibly be impeded by deformations or burrs projecting downwards. Due to the spring preload of the run-up bar 38, this can during a machining operation can be lowered and is adjusted upwards again in the upward stroke.
  • the tools 30 are advantageously mounted in their guide plates 20 and / or attachments 70 or in the holding plate 19 against rotation in order to ensure the accuracy of the machining, in particular when the tools are not circular.
  • the speed of processing or the number and sequence of processing strokes depend on the number of revolutions of the press or the type and speed of the up and down movements of the press ram 8.
  • the angle of rotation of the press crankshaft or of the press ram is advantageously sensed by the control unit 64 in order to initiate the corresponding adjustment and further movements; So it is advantageous if all movements are initiated or carried out depending on the angle of rotation or ram position.
  • the control unit 64 makes inquiries as to whether the corresponding feed position of the material 3 it has been reached whether the corresponding position of the modules has been reached, whether the corresponding positions of the activation units, for example sliders 36 or cams 37 have been reached, or whether the correct tools or processing units have been activated or deactivated. Sensors known to those skilled in the art are provided for the scanning to monitor these movements and positions, the signals of which are processed by the control unit 64 by means of appropriate programs.
  • the machining stroke takes place between an angular position of 130 ° to 230 °, ie a further lowering of the head plate 22 by loading with the press ram 8, the deformation or machining of the material 3 and a lifting of the head plate 22 and of the tools 30.
  • an angle of approximately 230 ° ie at a point in time when the tools 30 have moved away from the material 3, the material feed, the module positioning, the setting of the slider 36 in its new position and the return movement from not begin required tools 30 by appropriate adjustment of the slide 36.
  • These adjustment movements should be completed in a new circulation cycle of the press drive until the angular position of about 130 ° is reached. If the required positions are not reached, which is determined by the monitoring sensors, the press stops.
  • a complete stroke can have a stroke length of up to several 100 mm, for example.
  • all motion functions are controlled by a multi-axis positioning control with additional input and output modules.
  • the positioning axes are designed as closed position and possibly speed control loops. The total number of possible positioning axes is only limited by the type of controller used. All functions, such as the setting of the outputs for the hydraulic cylinders, the drive devices or the setting of the outputs for the pneumatic cylinders, the processing of all feedbacks, etc., are carried out via the input and output modules of the control device 64.
  • the program necessary to operate the arrangement can e.g. created in the form of an instruction list, a function diagram, a contact circuit diagram, etc. on a connected computer and transferred to the control device 64 via corresponding data lines; User programs can also be saved and managed on the computer.
  • one or more modules by means of corresponding positioning axes, e.g. Hydraulics, spindle drives or the like. Are pushed into the respectively required position and the material processing is then carried out simultaneously with a plurality of tools and / or processing units in the work cycle or stroke.
  • the stamp elements or tools 30 actuated by the slider 36 when the press ram 8 closes and are lowered to the lower reversal point by the material 3 or process it by cutting, punching, bending, pulling, embossing, shaping or shearing; the material is controlled, e.g. by means of a CNC roller feed of the feed unit 6, pushed into the required position, the material 3 being positioned precisely with respect to a predetermined longitudinal center line by the centering unit 9, which may be provided several times.
  • transversely movable modules 13 and 14 stationary modules, for example a module 13 'for cutting to length or shearing, can also be arranged, as explained in more detail with reference to FIG. 20 becomes.
  • longitudinal and / or transverse bending devices can also be connected, which lower, on which Base plate 17 mounted and upper, supported by the head plate 22 bending tools.
  • modules being positioned by the position on the connector strip 25 or with corresponding distance gauges or adjustment units with respect to a zero line or the feed unit 6, which are the distances between the processing locations or a multiple thereof on the workpiece. All operations in a workpiece can be carried out in one press stroke, ie A finished workpiece is obtained with each press stroke.
  • a particular advantage of the invention is that the two production variants described above can be combined in the form of a mixed operation depending on the requirements of the workpiece and rapid production.
  • modules 14 which are adjustable in the manner already described, transversely to the direction of movement 12 of the material 3.
  • the tools 30 or processing units 113 are not in its central region or above a central passage opening, but in the lateral end region, the column guides 18 being arranged in the other end region.
  • modules 14 of this type can be arranged opposite one another on a common lower module carrier 16 and can be adjusted independently of one another with drive devices 27.
  • six tools 30 are mounted, each of which can be adjusted in the working position in groups of three by a slide 36 with a cam 37.
  • two slides 36 can be provided which act independently of one another.
  • a single slide 36 with one or more cams 37, which, however, are arranged in such a way that only a single tool or a plurality of predefined tools are actuated by a cam.
  • cams could be staggered on the sliders 36.
  • the slider can be interchangeable to other cams to be able to use.
  • FIG. 13 shows a top view of the base plate 17 or the die 21 with the die openings 42 of a module 14.
  • each upper rotary bearing 44 is toothed on the outside and meshes with a driven toothed rack 48.
  • the rotatable bearing parts 73 for the tools 30 are provided in the guide attachment 70.
  • the tools 30 are positively and secured against rotation, axially displaceably mounted in the externally toothed upper pivot bearings 44.
  • Each of the or a number or all of the externally toothed rotary bearings 44 is or are continuously engaged with the toothed rack or racks 48 in order to avoid undesired rotation of the tools 30 during machining.
  • the die inserts 81 with the die openings 42 are also rotatably received in externally toothed lower pivot bearings 45, each pivot bearing 45 meshing with a toothed rack 46.
  • the die inserts 81 mounted in the die 21 are positively received and secured against rotation by the lower pivot bearings 45, which are in constant engagement with a rack 46.
  • the two racks 46 and 48 are in constant engagement with two gear wheels 51. Both gear wheels 51 have internal recesses through which a shaped shaft 50, which is fastened in the head plate 22 or in the base plate 17, runs without play.
  • the drive rack 49 is moved by the control unit 64 e.g. with your own or with a servomotor or the like; this ensures the synchronous movement of the toothed racks 46, 48 and the synchronous rotation of the tools 30 and the die inserts 81 with the die openings 42.
  • the teeth of the racks 46 and 48 or of the rotary bearings 44 and 45 are denoted by 74.
  • the length of the sliding movement of the toothed racks 46, 48 gives the angle of rotation of the externally toothed pivot bearings 44 and 45 via the pitch circle diameter of the toothing of the teeth 74.
  • the modules 13, 14 are positively guided in their guideways 28, 28 '; however, since rapid movements of the modules 13, 14 are necessary and relatively large masses have to be moved in the process, an attempt is made to try the occurring ones To minimize frictional forces.
  • 18 shows a section perpendicular to the direction of movement 12 through the guide track 28.
  • a number of rollers 52 are arranged in the lower module carrier 16, each of which is rotatably mounted in a recess in an axis 55, which axis 55 is supported by a carrier body 54 which is supported by a spring 53.
  • the individual support bodies 54 are raised by the control unit 64 if the module 13, 14 needs to be moved with an actuating unit (not shown), and thus each of the rollers 52 is raised or protrudes slightly from the surface 76 of the guide track 28, so that the Module 13, 14 or its base plate 17 can roll on the rollers 52.
  • the spring 53 is so strong that it can bear the weight of the module 13, 14, so that the module is lifted from the surface 76 by a slight play and is easy to operate. In the machining stroke, the rollers 52 are pressed into the recess 75 and the pressure of the base plate 17 is absorbed by the surface 76.
  • the base plate 17 is laterally and positively guided and relieved of friction on its lower surface.
  • 26 shows a section in the direction of movement 12 through the upper guideway 28 '.
  • the head plate 22 carries a T-shaped guide which is adjustable in the guide track 28 'in the upper module carrier 23.
  • the head plate 22 or its T-shaped guide is suspended from rollers 52 which are mounted on axes 55 on the upper module carrier 23.
  • the head plate can run on the rollers with low friction and the module can carry out its adjustment movement.
  • a force transmission takes place over mutually opposite surfaces, ie the lower surface of the upper module carrier 23 and the upward-facing surface of the head plate 22 through appropriately selected clearances between the upper module carrier 23 and the head plate 22.
  • FIG. 17 shows a plan view of the tool heads 47 partially superimposed by the cover surfaces 43, 43 ', 43' ', 43' '', the slides 36, 36 ', 36' ', 36' '' to the side next to or respectively Above which the two rows of tools 30 simultaneously actuating or rotating rack 48 are located.
  • the only tool 30 is a cutting plate 30 'which can be moved vertically up and down as a tool.
  • This tool 30 ' carries a plurality of heads 47 which are mounted in the holding plate 19 or in the head plate 22; a cam 37 is assigned to each head 47 and can be adjusted with it into the working position.
  • Each cam 37 merges an inclined surface 61 into the top surface 43.
  • the cams 37 are formed on the slide 36, which is connected to the drive unit 31 by means of the actuating rod 35 via the slide coupling 62.
  • the die 21 forms a cooperating cutting edge with the cutting plate 30 '.
  • FIG. 21 schematically shows an advantageous embodiment of an activation or pest control device for the tools 30 or for processing units in section.
  • This type of activation device can replace the activation device shown, for example, in FIG. 14.
  • differently designed locking devices are also possible.
  • the tool stamps or tools 30 are pressed by cams 89 with cam surfaces 84 into the recesses 71 in the holding plate 22 or in the head plate 19 and fixed or held there during the working stroke.
  • a cam disk 83 Arranged above each tool head 47 is a cam disk 83 which is matched in particular to the width of the tool head 47 and which is fastened on an exit shaft 86.
  • the shaft 86 is rotated by a drive device, not shown, so that the cam (s) 89 of the respective cam discs 83 can be rotated either into a working position or into a release position.
  • a cam disk 83 can also carry a plurality of cams 89, either to allow the tool 30 to be lowered by different dimensions or to shorten the times for the engagement of a cam 89 with a tool head.
  • Each cam disk 83 has on the circumference a cam surface 84 which is increased by the actuation path of a tool 31 and which, in the activated state, presses on the tool head or punch head 47 and thus carries out the penetration, cutting, embossing, drawing or bending of the material 3 to be processed.
  • the drive shaft 86 can be rotated by differently designed drive devices which enable angle-dependent positioning; In particular, stepper motors can be used for this.
  • the drive shaft 86 is positioned by a computer or by the control unit provided for the arrangement.
  • Fig. 22 shows a section along the line A-A in Fig. 21 and Fig. 23 shows a section along the line B-B in Fig. 21.
  • Fig. 22 shows a tool 30, which is adjusted by the cam 89 in the working position; 23 shows the tool 30 in its rest position and the cam 89 in its release position. Further possible positions for the cam 89 are shown in dashed lines, which the cam 89 can assume when the cams 89 of other cam disks 83 are adjusted into their working position and the cam shown is to remain in its release position.
  • the geometry of the cam disk 83 according to FIGS. 22 and 23 is designed in such a way that the cam 89 with its laterally adjoining ramp surfaces 90 can assume seven release positions and one working position.
  • the activation device according to the invention shown in FIGS. 21 to 23 has the advantage over actuation of the tools 30 by means of a slide 36 that the distances between the main axes of the tools 30 can be set much narrower, since the inclined surface 61 of the cams 73 required for activation Slider 36 (Fig.8) must be relatively long; in the present case, however, the run-up surface is 90 arranged transversely to the row of tools 30 on a cam disk 83.
  • the width of the cam disks 83 can be matched to the respective width of the tool heads 47, so that the center distance of the individual tools 30 can also be reduced to the minimum distances required in terms of design.
  • the rotary movement of the camshaft 86 composed of individual cam disks 83 takes place via a stepping motor which is controlled by a computer or the control unit. Taking into account the shortest rotation angle movement from one in the cam 89 to the next cam or into an empty position by the computer or the computer program or a direction of rotation finder unit, a very short adjustment time can be achieved, regardless of the size of the tool head 47 to be actuated.
  • a very short adjustment time can be achieved, regardless of the size of the tool head 47 to be actuated.
  • the arrangement shown in FIG. 21 includes seven places 89 'for tools 30 and an empty position. These seven tools 30 are individually controllable or releasable.
  • cam disks 83 By changing the corresponding cam discs 83, e.g. when using cam disks 83 with several cams 89, it could also be provided that several tools 30 in different combinations can be adjusted into the working position at the same time.
  • the number of possible positions that can be selected depends on the diameter of the camshaft and on the required release path of the non-activated tools 30.
  • the contact surface 90 of the cams 89 comes to lie parallel to the surface of the tool head 47 when the cams are not active.
  • the cam flank or the run-up surface 90 would otherwise have to be created steeper and the diameter of the tool head 47 or the tool 30 would have to be limited or the head surface 47 inclined and the adjustment movements carried out with relatively little friction.
  • 27 to 29 show a variant of a module, in particular half modules. It is essential that the drive for the rotary movement has been moved from the holding plate 19 onto or into the guide plate 20. This eliminates the bearing parts 73 in this version. Furthermore, the drive rack 49 is also moved into the guide plate 20. This can be operated by all possible drive devices (cylinders or drive motors with spindles); programmable turning of the rotary bearings 44 takes place, which guide the tools 30 in a form-fitting manner. Via the rack 48, the Toothed wheels 51 and the shaped shaft 50, the toothed rack 46 located in the base plate 17 is driven synchronously with the die inserts 81 that mesh with it.
  • This arrangement makes it possible to arrange both the drive device 27 for the module, which is connected to the base plate 17 via the coupling 57, the drive unit 31 for actuating the tools 30 and also the positioning unit (not shown) for actuating the drive rack 49 on one module side . It follows that two modules 14 arranged opposite one another on a module carrier 16 can be designed in a simple manner as rotary modules.
  • FIGS. 24 and 25 schematically show an embodiment of an activation unit in which the activation of tools or machining units is carried out hydraulically.
  • low-pressure pressure oil is continuously conveyed through the valves 93, hoses and / or pipes and / or bores 92 to the fluid spaces 95 via the piston 91, and these and the tool heads 47 located underneath the depression 71 possible way pressed down into the working position, but not pressurized, so that they can be lifted onto the material when they occur or do not cause any workpiece deformation.
  • control unit 64 switches the associated valve (s) 93 and thus the pressure fluid at the respectively. Backflow into the hydraulic unit 94 prevented.
  • the selected tool 30 or the processing unit in contrast to the non-activated tools or processing units, cannot be pushed up when placed on the material 3 and carries out the intended processing.
  • a hydraulic unit 114 which controls pressure pistons 116 via corresponding pressure lines 115, with which the drive plate 23 or the upper module carrier 22 or the head plates 19 can be moved up and down.
  • pressure pistons 116 When pressurization or introduction and discharge of a hydraulic fluid into these hydraulic pistons 116, upward and downward movements of the upper head plate or the upper module carrier are achieved, and thus those arranged on the system plate 7 Module carrier 13,14 are operated.
  • modules 13, 14 can also be arranged individually or combined into groups; however, the modules 13, 14 combined into groups are always actuated simultaneously, which means that the tools and / or machining devices activated in the individual modules with the activation unit are actuated simultaneously, ie during one and the same working stroke, by the drive plate 23 assigned to this module group .
  • the module 14 shown in FIG. 30 carries as the processing unit 113 a resistance welding device formed by welding electrodes 101.
  • the activation unit 131 can be formed by an adjustment device for the upper and / or lower welding electrode 101.
  • This adjustment device 131 can be a hydraulic device, or it can be a unit that functions on a slide and / or camshaft basis, as has already been described in more detail in the activation units for the tools 30.
  • the working pressure is then generated in the work cycle by the drive, e.g. applied to the press ram.
  • 31 shows a processing unit 113 in a module 14, which is formed by a joining unit 108 or corresponding upper and lower joining tools. 109 describes a feed unit for parts to be joined.
  • the activation device is again formed by an adjusting device 131 for the upper and / or lower joining tool. The joining pressure is applied every working cycle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur spanlosen Bearbeitung von streifenförmigem Material mit zumindest einem verstellbaren werkzeugtragenden Modul (13,14), der mit einem Antrieb (5) betätigbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zumindest zwei Module (13,14) vorgesehen sind, die jeweils zumindest zwei unabhängig voneinander einsetzbare Werkzeuge (30) und/oder zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) tragen, welche Module (13,14) von einer Antriebseinrichtung (27,96) zwischen den einzelnen Arbeitshüben in Bezug auf die Weiterbewegungsrichtung (12) des zu bearbeitenden Materials (3) in Längs- und/oder Querrichtung von einer Arbeitsposition direkt in eine andere vorgegebene Arbeitsposition verstellbar sind und daß jeder Modul (13,14) eine mitbewegbare und von diesem Modul getragene Aktivierungseinheit für jede(s) von dem jeweiligen Modul (13,14) getragene Werkzeug und/oder getragene Bearbeitungseinheit (113) aufweist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Modul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 18, eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 19.
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Materialbearbeitung. Bislang wurden insbesondere zur Bearbeitung von Materialien oder Werkstücken geringerer Dicke, wie z.B. Platten, Streifen, Profilen und insbesondere Bändern aus Metall, Kunststoff od.dgl., eine Reihe von hintereinander auf gemeinsamen Grundplatten festmontierten Werkzeugen verwendet.
  • Diese Festwerkzeuge sind für die Fertigung differierender Werkstücke nicht gut geeignet bzw. nur durch aufwendiges Umrüsten zur Fertigung von voneinander unterschiedlichen Werkstücken verwendbar.
  • Flexible Bearbeitungssysteme, wie z.B. Stanzzentren u.dgl., setzen die einzelnen Werkzeuge entweder zeitlich nacheinander an einer Stanzposition ein oder ordnen die Einzelwerkzeug in Ablauffolge hintereinander an, wobei immer nur ein Werkzeug oder die in einer Station befindlichen Werkzeuge unabhängig voneinander unter Steuerung eines Rechners agieren. Eine Folge von Bearbeitungsvorgängen ist nicht immer in gewünschten Zeitspannen durchführbar, insbesondere aufgrund der nicht raschen Auswechselbarkeit von Werkzeugen bzw. zu langsamer Positionierbarkeit während der Bearbeitung.
  • Die Fertigung von Stanz- und Biegeteilen aus Feinblech ist in vielen Bereichen des Gewerbes und der Industrie ein wesentlicher Bestandteil des Herstellungsprozesses von Halb- oder Fertigprodukten. die Anforderungen an die Werkzeuge und Arbeitsmaschinen reichen von kostengünstigster Herstellung von Einzelstücken bis zu CIM-integrierbaren Fertigungssystemen mit höchstmöglicher Produktivität. Gelöst wurden diese Anforderungen bis jetzt einerseits mit CNC-gesteuerten Blechbearbeitungszentren, welche mit einer gewissen Anzahl automatisch wechselbarer Stanzwerkzeuge oder mit Laser- bzw. Wasserstrahlschneidtechnik die Werkstücke in einer vorher zugeschnittenen Blechtafel bearbeiten und austrennen.
  • Will man diese Systeme für die Fertigung mittlerer bis höherer Stückzahlen einsetzen, werden zusätzliche, sehr hohe Maschineninvestitionen wie Ladeportalsysteme und Palettierungseinheiten erforderlich. Die Fertigungszeiten pro Werkstück können jedoch nicht reduziert werden. Die Folge ist, daß die Gesamtkosten pro Werkstück um die notwendigen Automatisierungskosten zusätzlich steigen.
  • Andererseits werden für Werkstücke mit höheren Stückzahlen kostenintensive Festwerkzeuge (Folgeverbundwerkzeuge) auf Pressen mit Bandzuführanlagen eingesetzt. Bei dieser Fertigungsmethode wird zwar hohe Produktivität, jedoch auf Kosten der Flexibilität, erreicht. Änderungen des Werkstückes sind nicht oder nur mit hohen Kosten möglich, bei Nichterreichen der kalkulatorisch zugrunde gelegten Stückzahlen kann die Kostendeckung der Werkzeuginvestition nicht erreicht werden.
  • Eine spezielle Zielsetzung der Erfindung ist es somit, die Vorteile der CNC-Blechbearbeitungszentrem mit Rationalität des kontinuierlichen Arbeitens zu verbinden.
  • Erfindungsgemäß werden diese Ziele bei einer Anordnung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale erreicht. Ein Modul der eingangs genannten Art ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 18 angeführten Merkmale gekennzeichnet. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 19 angeführten Merkmale charakterisiert.
  • Mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorgangsweise ist es möglich, eine Vielzahl von verschiedenen Materialien aus Metall, Kunststoff, Holz, Karton od.dgl., die in Platten-, Streifen-, Profil- und insbesondere in Bandform vorliegen, zu bearbeiten.
  • Es können verschiedenste Teile z.B. für die Autoindustrie, die Hausgeräteindustrie, Kommunikations- und Elektronikindustrie, den Sanitärinstallationsbereich usw. rasch und einfach sowohl in größerer als auch sehr kleiner Serie, bei gleichzeitiger Variation des Werkstückes in verschiedenen Anforderungsformen, gefertigt werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, aufgrund der vorgesehenen Verstellbarkeit der Module mit einem oder mehreren Werkzeugen pro Modul oder mit mehreren Modulen und den darin befindlichen Werkzeugen bzw. Bearbeitungseinheiten gleichzeitig gewünschte Bearbeitungsvorgänge am Material vorzunehmen. Da die vorgesehenen Antriebe, insbesondere Pressen mit bis zu mehreren 100 Hüben/min. arbeiten und pro Hub ein Bearbeitungszyklus mit jeweils wechselnden Werkzeugen und/oder Bearbeitungseinheiten oder auch mehreren Werkzeugen bzw. Bearbeitungseinheiten zugleich erfolgt, ist eine rasche, flexible, genaue und jederzeit reproduzierbare Bearbeitung möglich.
  • Ausgehend von einer bevorzugten Ausführungsform ist eine mechanische Exzenterpresse und eine damit verbundene Bandzuführanlage vorgesehen. Mit der neuentwickelten Anlage kann sowohl reiner CNC-Stanzbetrieb mit einer nur durch die Größe des Pressentisches begrenzten Anzahl von Werkzeugen gefahren werden (ein Pressenhub pro Arbeitsgang im Werkstück), als auch durch entsprechende Anordnung das Prinzip des Folgewerkzeuges (ein Pressenhub pro Werkstück) verwirklicht werden. Erreicht wird dieser umfassende Produktionsvorteil durch die Anordnung der Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinheiten tragende Module mit integrierter CNC-Positionierachse.
    Das Band-, oder Profilmaterial (= Werkstück) wird durch einen CNC-gesteuerten Walzen- oder Zangenvorschub in Längsrichtung positioniert, während das (die) nächste(n) benötigte(n) Modul(e) und/oder Bearbeitungseinheiten quer und/oder längs dazu durch die CNC-Werkzeugachsen bewegt wird (werden). Gleichzeitig werden in diesen Modulen ein oder mehrere der Werkzeugeinsätze durch eine gesteuerte Aktivierungseinheit, z.B. ein Schiebersystem aktiviert, d.h. für die Bearbeitungsoperation vorbereitet.
  • Der Positioniervorgang erfolgt direkt von einer Bearbeitungsposition zur nächsten, der gleichzeitig erfolgende Werkzeug- bzw. Bearbeitungseinheitwechselvorgang verursacht keine zusätzlichen Verfahrwege oder Unterbrechungen der Bearbeitungsfolge.
  • Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Hub des im Dauerlauf befindlichen Antriebes (Presse).
  • Die verarbeitbaren Bandbreiten werden nun durch die Breite des Werkzeugsatzes bestimmt, wobei in einem Modulträger zwei Module gegenüber zum Einsatz gebracht werden können. Dies beinhaltet den Vorteil, breitere Werkstücke an beiden Längsseiten zugleich bearbeiten zu können, was zur deutlichen Senkung der Durchlaufzeiten führt. Durch Zuführen von zwei Bändern, Streifen oder Profilen nebeneinander können bei jedem Hub zwei Werkstücke parallel, bzw. Spiegelbildteile gefertigt werden.
  • Durch den modularen Aufbau mit Bearbeitungseinheiten können auch andere Bearbeitungstechniken wie Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Punktschweißen, Fügeoperationen mit Teilzuführung usw. in den Fertigungsablauf integriert werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Es zeigen Fig.1 eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsanordnung. Fig.2, 2a, 2b, 2c, 3 und 4 eine erfindungsgemäße Anordnung in Draufsicht bzw. in Seitenansicht in offener und in geschlossener Stellung. Fig.5,6 zeigen schematische Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Moduls, Fig. 7 zeigt schematisch ein Antriebsschema, Fig. 8 bis 11 und 11a zeigen Detailansichten eines Moduls bzw. dessen Kopfplatte. Fig. 12 und 13 zeigen schematische Schnitte einer bevorzugten Ausführungsform eines Moduls. Fig. 14 bis 17 zeigen eine spezielle Ausführungsform von Modulen mit verdrehbaren Werkzeugen. Fig. 18 und 26 zeigen Detailansichten einer Führungsbahn für einen Modul. Fig. 19 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Antriebseinrichtung für einen erfindungsgemäßen Modul, Fig.20 zeigt einen Schneidmodul und Fig.21 bis 25 zeigen im Detail verschiedene Ausführungsformen von Aktivierungseinheiten, Fig. 26 eine obere Führungsbahn, Fig. 27 bis 29 eine spezielle Führungsplatte und Fig. 30 und 31 verschiedene von einem Modul getragene Bearbeitungseinheiten.
  • Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung mit der insbesondere spanlose Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden können.
  • Von einer Haspel 1 wird band- bzw. streifenförmiges Material 3 abgewickelt und durch eine Bandrichtmaschine 2 geführt, in der mit entsprechend angeordneten Walzen 66 eine Ausrichtung des zu bearbeitenden Materials 3 erfolgen kann. Über Rollenkörbe 65 wird eine Schleife 4 aus Material 3 gebildet. Das Material 3 wird von einer Vorschubeinheit 6 mit entsprechenden Vorschubwalzen 67 durch eine Zentriereinheit 9 geführt, welche das Material 3 für den nachfolgenden Bearbeitungsvorgang in Bezug auf eine bestimmte Längsrichtung der Anordnung festlegt, sodaß das Material 3 seitlich und bezüglich seiner Fortbewegung definiert ist. Das Material 3 wird sodann der Presse 5 zuführt, die einen Pressentisch 7 und einen Pressenstössel 8 besitzt, welch letzterer von dem Pressenantrieb 10 angetrieben entsprechende Hubzyklen vollführt. Anstelle des Antriebes mit einer oszillierenden Presse kann auch eine hydraulische Einheit den Pressenstössel oder entsprechende Antriebsplatten 8 für einen oder mehrere Module bzw. Bearbeitungseinheit(en) betätigen. Auch andere mechanisch entsprechende Hub- bzw. Taktzahlen erreichende Antriebe für die Antriebsplatte(n), z.B. Nockenwellen, sind einsetzbar. Anstelle der dargestellten Zufuhreinrichtung kann jede andere Zufuhreinrichtung eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn anstelle von bandförmigem Material, Materialplatten zugeführt werden. Wesentlich ist, daß zu gegebenen Zeiten das Material 3 von der Vorschubeinrichtung 6 in das Innere der Presse 5 mit definiertem Vorschub gefördert wird. Diesbezügliche Möglichkeiten sind dem Fachmann bekannt.
  • Eine Steuereinheit 64, insbesondere ein Rechner, ist mit der Bandrichtmaschine 2, der Vorschubeinheit 6, allenfalls der Zentriereinheit 9 und dem vorgesehenen Antrieb bzw. dem Pressenantrieb 10 zur Steuerung und Überwachung verbunden, sodaß diese Bewegungen programmgesteuert und aufeinander abgestimmt verlaufen können.
  • Im Einbauraum zwischen dem Pressenstössel 8 und dem Pressentisch 7 ist eine Anzahl von erfindungsgemäßen Modulen 13,14 eingesetzt, wozu insbesondere auf Fig. 2 bis 4 verwiesen wird. Wenn im folgenden auf eine Presse als besonders vorteilhafter Antrieb bezug genommen wird, so ist dies nicht einschränkend, da alle anderen, eine Betätigung der Module erlaubenden Antriebe auch prinzipiell einsetzbar sind.
  • Fig. 3 zeigt eine auf dem Pressentisch 7 angeordnete gegebenenfalls daran befestigte Besisplatte 15, auf der mit Führungsteilen 29, z.B. T-Steinen, ein unterer Modulträger 16 in Weiterbewegungrichtung 12 des Materiales 3 verschiebbar bzw. positionierbar gelagert ist. Prinzipiell könnte der untere Modulträger 16 auch direkt auf dem Pressentisch 7 montiert werden, wodurch jedoch der Präzisionsaufbau der erfindungsgemäßen Anlage leiden könnte. Das Einjustieren des Modulträgers 16 in Weiterbewegungsrichtung 12 ist von Vorteil, um verschiedene Bearbeitungsstellungen rasch auswählen zu können. Jeder Modulträger 16 trägt einen oder eine Anzahl von Modulen 13,14.
  • Die Basisplatte 15 trägt vorzugsweise auswechselbare Steckleisten 25, die zur Festlegung und Lagedefinition der unteren Modulträger 16 in Weiterbewegungsrichtung 12 des Materiales 3 durch die Anordnung dienen, soferne die Modulträger 16 nicht mittels Antriebseinheiten 96 (Fig. 2b) in Weiterbewegungsrichtung 12 von der Steuereinrichtung 64 gesteuert verfahrbar bzw. verstellbar sind. Dazu können in Ausnehmungen 68 der Steckleisten 25 Stifte 34 eingesetzt werden, die in entsprechende Träger 26 eingesteckt werden, welche um eine Schwenkachse 56 (Fig.19) am unteren Modulträger 16 verschwenkbar gelagert sind. Es könnte aber auch eine anders aufgebaute, lösbare kraft- oder formschlüssige Verbindungseinrichtung der Basisplatte 15 und/oder der Steckleiste 25 mit dem Träger 26 und/oder dem unteren Modulträger 16 vorgesehen sein.
  • Der untere Modulträger 16 trägt eine Führungsbahn 28, auf der eine oder zwei Grundplatte(n) 17 quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 hin und herbewegbar gelagert ist (sind). Die Führungsbahn 28 kann z.B. ein auf dem unteren Modulträger 16 ausgebildetes bzw. von diesem getragenes, die Grundplatte 17 bzw. eine Führung derselben C-förmig umgreifendes Profil sein, um der Grundplatte 17 entsprechende Führung zu bieten. Mit entsprechenden Kupplungseinheiten 57, 57' (Fig.19) kann an die Grundplatte(n) 17 (jeweils) eine Antriebseinrichtung 27 angekoppelt werden, die von dem Träger 26 und/oder dem unteren Modulträger 16 getragen ist. Diese Antriebseinrichtung 27 bewirkt unter Steuerung der Steuereinrichtung 64 ein gesteuertes Positionieren bzw. eine gesteuerte Hin- und Herbewegung der Grundplatte(n) 17 auf dem unteren Modulträger 16, um wie später beschrieben, Werkzeuge 30 und/oder Bearbeitungseinheiten 113 in entsprechende Posititonen quer oder gegebenenfalls schräg zur Weiterbewegungsrichtung 12 des zu bearbeitenden Materials 3 zu verstellen. Die Grundplatte 17 bzw. die Module 13,14 können quer oder schräg zur Weiterbewegungsrichtung 12 des Materials 3 bewegt werden.
  • Fig. 3 stellt ein Modul 13 in geöffneter Stellung dar. Auf der Grundplatte 17 und der Kopfplatte 22 sind Säulenführungen 18 angeordnet bzw. auf der Grundplatte 17 befestigt, auf denen eine Führungsplatte 20 verschiebbar gelagert ist, die mit der Kopfplatte 22 durch Federeinheiten und mit in der Kopfplatte 22 verschiebbar gelagerten Distanzbolzen 40 verbunden ist. Mit der Kopfplatte 22 ist eine Halteplatte 19 fest verbunden. Die Kopfplatte 22 oder die Halteplatte 19 oder die Führungsplatte 20 tragen bzw. nehmen die Werkzeuge 30 auf.
  • Die Säulenführung 18 umfaßt Führungssäulen, die entweder in der Grundplatte 17, in der Führungsplatte 20 oder bevorzugt in der Kopfplatte 22 fest eingebaut sind. Die relativ zur Säule sich bewegenden Bauteile sind mit Führungsbuchsen ausgestattet. Die Führungsplatte 20 kann unter Einhaltung eines Spaltes zum Durchlaß des Materiales 3 auch fest und lagegesichert mit der Grundplatte 17 oder der Matrize 21 verbunden sein.
  • Die Kopfplatte 22 ist in einer Führungsbahn 28' auf dem oberen Modulträger 23 quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des zu bearbeitenden Materiales 3 formschlüssig verschiebbar geführt. Diese Verschiebebewegung erfolgt aufgrund der bereits beschriebenen, gesteuerten Hin- und Herbewegung der Grundplatte 17, welche über die Säulenführung 18 die Kopfplatte 22 mitnimmt. Der obere Modulträger 23 ist auf Führungsteilen 29' in Weiterbewegungsrichtung 12 auf einer Gestellplatte 24 oder direkt am Pressenstößel 8 verschiebbar gelagert, um Verstellbewegungen oder Ausgleichsbewegungen des Modules 13,14 in Längsrichtung der Anordnung zuzulassen.
  • Durch die formschlüssige Verbindung der Kopfplatte 22 über die Führungsbahn 28' am oberen Modulträger 23 und die ebenfalls formschlüssige Verbindung des oberen Modulträgers 23 über die Führungsteile 29' mit der Gestellplatte 24, welche mit dem Pressenstößel 8 wiederum formschlüssig verbunden ist, werden die Kopfplatte 22 und alle damit zusammenhängenden Teile wie Säulenführung 18, Halteplatte 19, Führungsplatte 20, Führungsaufsatz 70 und Werkzeuge 30 synchron mit dem Pressenstößel 8 oder einem anderen Antrieb bewegt.
  • Die Basisplatte 15 und die Gestellkopfplatte 24 können mit dem Pressentisch 7 bzw. mit dem Pressenstössel 8 bewegungsmäßig fest verbunden sein und auch nur in die Presse eingesetzt und verschiebungsgesichert sein. Wesentlich ist es, daß die unteren Modulträger 16 der einzelnen Module 13, 14 in Bezug auf die Vorschubeinheit 6 lage- bzw. abstandsmäßig festgelegt sind und während der Bearbeitungsvorgänge eine Änderung dieses Abstandes unterbleibt. Dies kann z.B. dann leicht verwirklicht werden, wenn die Vorschubeinheit 6 auf der Basisplatte 15 angeordnet oder mit dieser fest verbunden ist.
  • Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 in Offenstellung dargestellte Anordnung in geschlossener Stellung, in der in die Matrize 21 mit ihren Matrizenöffnungen 42 (Fig.6) die im Führungsaufsatz 70 der Führungsplatte 20 geführten Werkzeuge 30 eintreten oder aufsetzen.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung. Das durch die Zentriereinheit 9 zugeführte Material 3 wird durch fünf nebeneinander angeordnete Module 13, 14, gefolgt von einem Trennmodul 13' (Fig. 20) geführt. Ein weiterer Modul 13'' von beliebiger Art ist angedeutet. Zusätzlich, oder Module 13,14,13',13'' ersetzend, könnten auch ein Längs- Biegemodul 80 (Fig. 2a) oder andere Bearbeitungsvorgänge ermöglichende Module vorgesehen sein. Der Unterschied zwischen den prinzipiell gleichartig wirkenden Modulen 13 und 14 wird anhand der Fig. 5 und 12 später erläutert. Alle Module 13,13',14,13'',80 sind in (Fig.2,2a und 3) soferne sie nicht in Weiterbewegungsrichtung 12 verfahrbar und, sowie dies aus Fig. 2b ersichtlich ist, mit Stiften 34 und Führungsteilen 29 in Bezug auf die Basisplatte 15 festgelegt und zwar über Träger 26, welche jeweils die dem Modul zugeordnete Antriebseinrichtung 27 tragen, mit denen der jeweilige Modul gegenüber dem unteren Modulträger 16 quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des Materials 3 verschoben wird.
  • Die Anzahl der jeweils eingesetzten Module 13,13',13'',14,80 hängt von der Länge der Anordnung, den gewünschten Bearbeitungsschritten sowie deren Größe usw. ab.
  • Die Abstände der Löcher bzw. Ausnehmungen 68 in der Steck- bzw. Positionierleiste 25 können in gleichmäßigen bzw. unregelmäßigen Abständen vorliegen; da die Positionierleiste 25 austauschbar ist, können Leisten mit gewünschten Abständen für die Module gewählt und ausgetauscht werden; es ist lediglich erforderlich, der Steuereinheit den Ort, an dem die Module eingesetzt sind bzw. den Abstand der Module von der Vorschubeinrichtung 6 bzw. von einem vorgegebenen Anfangspunkt der Steuereinrichtung 64 einzugeben.
  • Anstelle der Abstandslehre bzw. der Steckleiste 25 ist es möglich, mechanische, elektrische oder hydraulische Antriebseinrichtungen 96, z.B. Spindeln 97, vorzusehen (Fig. 2b), mit denen die auf den Spindeln 97 sitzenden und mit diesen gegebenenfalls über Kupplungseinrichtungen 98 verbindbaren Module 13,14,80 gesteuert durch die Steuereinrichtung 64 in bzw. gegen die Weiterbewegungsrichtung 12 zur Positionierung für die Bearbeitungsvorgänge längsverschoben werden; für die Bearbeitungsvorgänge ist es sodann zweckmäßig, die Module in der eingestellten Position auf einer Führungs- bzw. Klemmleiste 100 festzuklemmen, um ein Verstellen während des Bearbeitungsvorganges zu vermeiden.
  • Die Breite und die Länge der Module wird an die Breite des zur Verarbeitung gelangenden Materials 3 und an die Anzahl bzw. Größe der Werkzeuge angepaßt, die von einem Modul getragen werden sollen.
  • In Fig. 2c ist die Zuführung von zwei Bändern 31 (Streifen, Profilen) dargestellt, die mit zwei auf einer Führungsbahn 16 mit einer Führung 28 verschiebbar gelagerten Halb-Modulen 14 bearbeitbar sind, welche Ausführungsform speziell bei Bandverarbeitung den Vorteil besitzt, entweder zwei gleiche Werkstücke oder, wie in vielen Bereichen der Fertigungstechnik wichtig und erforderlich, spiegelbildliche Werkstücke sowohl stanzen als auch biegen zu können (z.B. Schubladenführungen). Durch die parallel fallenden linken und rechten Teile wird die Fertigungslogistik stark vereinfacht. Gleichzeitig können die für breitere Bänder vorteilhaften Halbmodule auch für zwei schmale Bänder eingesetzt werden.
  • Die Postitionierung der einzelnen Module in Schräg- oder Querrichtung erfolgt z.B. wie in Fig. 19 dargestellt, durch Antriebseinreichtungen 27, welche als elektrische Servomotoren, Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder mechanische Stellspindeln ausgebildet sein können. Die Antriebseinrichtungen müssen die Module, d.h. die Grundplatte 17 ausreichend rasch während der Zeitspanne, in denen der Pressenstößel 8 in seiner oberen Hubphase ist, verstellen können.
  • Fig. 19 zeigt einen über Versorgungs- und Steuerleitungen 58 angespeisten elektrischen Servomotor 59 als Antriebseinrichtung für den Modul mit einem Kugelgewindetrieb 60, der eine Kupplungseinrichtung 57' trägt, die mit einer entsprechenden Kupplungseinrichtung 57 an der Grundplatte 17 eines Modules verbindbar ist. Derartige elektromechanische, hyraulische, pneumatische oder mechanische Antriebseinrichtungen ermöglichen eine rasche und genaue Positionierung der Module quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des Materiales 3.
  • Die als Antrieb vorgesehene Presse 5 wird im Dauerhubbetrieb oder im gesteuerten Einzelhubbetrieb gefahren. Die Hubfrequenz ist von der Steuereinheit 64 einstellbar und an die einzelnen Bearbeitungsfälle anpaßbar.
  • Fig. 5,6 und- 8 bis 11 zeigen Detailansichten von Modulen 13, insbesondere die Anordnung und Betätigung der zur Bearbeitung des Materials 3 vorgesehenen Werkzeuge 30. In Fig. 5 ist ein Modul 13 in geschlossener Stellung dargestellt. In der Halteplatte 19 sind, wie insbesondere aus den Fig. 8 und 10 deutlicher erkennbar ist, eine Anzahl von Stanzwerkzeugen 30 verschiebbar gelagert bzw. abgehängt. Die Werkzeuge besitzen mehr oder weniger stark ausgebildete Werkzeugköpfe 47, die in angepaßte Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 71 absenkbar bzw. eindrückbar sind. In der Kopfplatte 22 ist zur Verstellung der Werkzeuge 30 aus einer angehobenen Stellung, in der die Werkzeuge mit den Köpfen aus der Vertiefung 71 nach oben ragen, in eine Arbeitsstellung, in der die Werkzeuge 30 in einer abgesenkten Stellung in den Vertiefungen 71 fixiert sind, ein oder mehrere Schieber 36 vorgesehen, der die einen oder mehrere Nocken 37 trägt bzw. tragen. Der Schieber 36 ist über eine Betätigungsstange 35 mit einer Antriebseinrichtung 31 gekoppelt, die auf einem auskragenden Bauteil 32 der Kopfplatte 22 oder der verlängerten Halteplatte 19 gelagert ist. Die Antriebseinrichtung 31 wird von der Steuereinrichtung 64 gesteuert und kann z.B. eine Anzahl von seriell geschaltenten Pneumatik- oder Hydraulikzylindern 72 umfassen, mit denen eine genaue und rasche Verstellung des Schiebers 36 bzw. des Betätigungsnockens 37 erreicht wird.
  • Der Nocken 37 weist vorteilhafterweise eine abgeschrägte Auflauffläche bzw. Schrägfläche 61 auf, bei deren Anlage an einen Kopf 47 des Werkzeuges 30 dieses Werkzeug 30 ohne Verklemmen in die albgesenkte Stellung gedrückt werden kann. Vom Nocken 37 wird das Werkzeug 30 in dieser abgesenkten Stellung während des Bearbeitungshubes gehalten, in welcher Stellung die freien Enden der Werkzeuge 30 über die Unterkante des Führungsaufsatzes 70 in Arbeitsstellung vorstehen und durch das Material 3 in die Matrize 21 bzw. Matrizenöffnungen 42 eindringen oder aufsetzen.
  • Um ein Aufschieben des Nocken 37 bzw. der Schrägfläche 61 auf die Werkzeugköpfe 47, die in nichtaktiviertem Zustand durch das Aufsetzen am Material 3 sowie durch auftretende Reibung nach oben verstellt werden und somit eine Verschiebung des Nocken 37 verhindern würden, zu ermögliche, ist jeder Werkzeugkopf 47 teilweise von einer Deckfläche 43 bzw. 43', die über die Schrägfläche 61 in den Nocken 37 übergeht, überdeckt. Diese Deckflächen 43 bzw. 43' sind insbesondere in den Fig. 9 und 11 ersichtlich.
  • Gemäß Fig. 8 bis 11 sind für einen Modul 13 als Aktivierungseinheit vier Schieber 36 vorgesehen, die jeweils einen Nocken 37 tragen (die Anzahl der Schieber 36 und Nocken 37 und ihre Zuordnung zu den Werkzeugen 30 ist wählbar bzw. variierbar). Jeder der Nocken 37 kann im vorliegenden Fall eines von drei Werkzeugen 30 von insgesamt zwölf Werkzeugen in seine Arbeitsstellung verstellen und dort festlegen. Für jeden Bearbeitungshub können somit im vorliegenden Fall 0 bis 4 Werkzeuge gleichzeitig in Arbeitsstellung verstellt werden.
  • Um ein ungehindertes Bewegen der Schieber 36 zuzulassen, sind die Deckflächen 43 bzw. 43' zueinander versetzt angeordnet und überdecken jeweils nur die Hälfte der Werkzeugköpfe 47 bzw. sind aneinander vorbeibewegbar, sodaß, wie in Fig. 11 dargestellt ist, auch innenliegende Werkzeuge 30 mit einem Nocken 37 erreicht werden können, ohne daß die Deckfläche 43 des Schiebers 36 mit der Deckfläche 43'''des Schiebers 36''' bzw. die Deckfläche 43' des Schiebers 36' mit der Deckfläche 43'' des Schiebers 36'' kollidiert.
  • Fig. 11a zeigt eine Ausführungsvariante für eine Aktivierungseinrichtung, mit der die Werkzeuge in Arbeitsstellung verstellt und dort während des Arbeitsvorganges festgelegt werden können. Zwischen der nach unten weisenden Führungsfläche 76 der Kopfplatte 22 und dem Kopf 47 eines oder mehrerer Werkzeuge 30 ist eine horizontal verdrehbare Nockenscheibe 37' gelagert, die von einer Welle 77 getragen ist und von einer nicht dargestellten, von der Steuereinheit 64 gesteuerten Antriebseinrichtung derart verdrehbar ist, daß entweder die eine Endfläche 79 (Freigabe) oder die andere Endfläche 78 (Arbeitsstellung) oberhalb des Kopfes 47 zu liegen kommt. Auch auf diese Weise ist eine rasche Auswahl und Festlegung der Werkzeuge möglich.
  • Fig. 5 zeigt eine unterhalb der Kopfplatte 22 auf den Säulenführungen 18 geführte Führungsplatte 20, die von der Kopfplatte 22 mittels zumindest einer Druckfedereinheit 40 weggedrückt wird. Fig. 5 zeigt den Modul mit unbelasteten Werkzeugen 30; die Werkzeuge 30 ragen bis knapp vor die Stirnfläche des Führungsaufsatzes 70 und werden bei einer Belastung durch den Nocken 37 in eine vorstehende Stellung verstellt und können in dieser Stellung in die Matrizenöffnungen 42 der Matrize 21 nach Durchtritt durch das zu bearbeitende Material 3 eindringen. Abfuhrkanäle 69 dienen zur Entfernung der ausgestanzten Teile.
  • Soferne es sich bei den Modulen um Biegeeinheiten bzw. um Abschneid- bzw. Schereinheiten handelt, ist eine Anordnung von Abfuhrkanälen nicht erforderlich; es müssen jedoch die erforderlichen Einrichtungen vorgesehen sein, um das bearbeitete Material in Längsrichtung der Anordnung weiterzubewegen oder um es zu entnehmen.
  • Gemäß Fig. 6 wird die Matrize 21 einlaufseitig von einer Auflaufleiste 38 überragt, die von einer oder mehreren Federn geführt von einem Träger 41, in die Höhe ragt bzw. nach oben gedrückt wird und durch den Führungsaufsatz 70 absenkbar bzw. hinunterdrückbar ist. Diese im Modul querverlaufende Auflaufleiste 38 dient zum Abheben des Materials 3 von der Oberfläche der Matrize 21 bzw. von Gegenwerkzeugen oder Auflageflächen von Bearbeitungseinheiten, um einen ungehinderten Materialtransport zu ermöglichen, der allenfalls durch nach unten abstehende Verformungen bzw. Grate behindert werden könnte. Aufgrund der Federvorspannung der Auflaufleiste 38 kann diese während eines Bearbeitungsvorganges abgesenkt werden und wird im Aufwärtshub wieder nach oben verstellt.
  • Die Werkzeuge 30 sind vorteilhafterweise in ihren Führungsplatten 20 und/oder Aufsätzen 70 bzw. in der Halteplatte 19 gegen Verdrehung gesichert gelagert, um die Exaktheit der Bearbeitung zu gewährleisten, insbesondere dann, wenn es sich nicht um kreisförmige Werkzeuge handelt.
  • Die Schnelligkeit der Bearbeitung bzw. die Anzahl und der Ablauf der Bearbeitungshübe hängen von der Umdrehungszahl der Presse bzw. Art und Schnelligkeit der Auf- und Abbewegungen des Pressenstössels 8 ab. Vorteilhafterweise wird der Drehwinkel der Pressenkurbelwelle bzw. des Pressenstößels von der Steuereinheit 64 abgefühlt, um die entsprechenden Verstell- und Weiterbewegungen einzuleiten; so ist es von Vorteil, wenn alle Bewegungen drehwinkel- oder stösselstellungsabhängig eingeleitet bzw. vorgenommen werden.
  • Betrachtet man die schematische Darstellung des Winkeldiagrammes 11 in Fig. 1 neben dem Pressenantrieb 10, so erkennt man, daß ausgehend vom oberen Totpunkt 0° bei einer Winkelstellung von etwa 130° Abfragen durch die Steuereinheit 64 vorgenommen werden, ob die entsprechende Vorschubposition des Materials 3 erreicht worden ist, ob die entsprechende Position der Module erreicht worden ist, ob die entsprechenden Positionen der Aktivierungseinheiten, z.B. Schieber 36 bzw. der Nocken 37 erreicht worden sind, bzw. ob die richtigen Werkzeuge bzw. Bearbeitungseinheiten aktiviert bzw. desaktiviert wurden. Für die Abtastung zur Überwachung dieser Bewegungen und Positionen sind dem Fachmann bekannte Sensoren vorgesehen, deren Signale von der Steuereinheit 64 mittels entsprechender Programme verarbeitet werden. Soferne sämtliche vorgegebene Positionen erreicht wurden, so erfolgt etwa zwischen einer Winkelstellung von 130° bis 230° der Bearbeitungshub d.h. ein weiteres Absenken der Kopfplatte 22 durch Belastung mit dem Pressenstössel 8, die Verformung bzw. Bearbeitung des Materials 3 und ein Anheben der Kopfplatte 22 und der Werkzeuge 30. Bei einem Winkel von etwa 230°, d.h. zu einem Zeitpunkt, bei dem die Werkzeuge 30 sich vom Material 3 entfernt haben, beginnen der Materialvorschub, die Modulpositionierung, das Setzen der Schieber 36 in ihre neue Position und die Rückversetzung von nicht benötigten Werkzeugen 30 durch entsprechende Verstellung der Schieber 36. Diese Verstellbewegungen sollten bis zum Erreichen der Winkelstellung von etwa 130° in einem neuen Umlaufzyklus des Pressenantriebs abgeschlossen sein. Soferne die geforderten Positionen nicht erreicht werden, was durch die Überwachungssensoren festgestellt wird, erfolgt ein Anhalten der Presse. Ein vollständiger Hub kann z.B. eine Hublänge von bis zu mehreren 100 mm besitzen.
  • Die Steuerung aller Bewegungsfunktionen wird in der Praxis durch eine mehrachsige Positioniersteuerung mit zusätzlichen Eingangs- und Ausgangsbaugruppen übernommen. Die Positionierachsen sind dabei als geschlossene Positions- und gegebenenfalls Geschwindigkeitsregelkreise ausgebildet. Die Gesamtzahl der möglichen Positionierachsen wird nur durch den verwendeten Steuerungstyp begrenzt. Alle Funktionen, wie das Setzen der Ausgänge für die Hydraulikzylinder, der Antriebseinrichtungen bzw. das Setzen der Ausgänge für Pneumatikzylinder, die Verarbeitung aller Rückmeldungen usw. werden über die Eingangs- und Ausgangsbaugruppen der Steuereinrichtung 64 vorgenommen.
  • Das zum Betrieb der Anordnung notwendige Programm kann z.B. in Form einer Anweisungsliste, eines Funktionsplans, eines Kontaktschaltplanes usw. auf einem angeschlossenen Rechner erstellt und über entsprechende Datenleitungen in die Steuereinrichtung 64 transferiert werden; die Speicherung und Verwaltung von Anwenderprogrammen kann ebenfalls im Rechner erfolgen.
  • Erfindungswesentlich ist es vor allem, daß während der Öffnungszeit bzw. vor und nach dem oberen Totpunkt des Pressenstössels 8 ein oder mehrere Module durch entsprechende Positionierachsen, z.B. Hydrauliken, Spindelantriebe od.dgl., in die jeweils geforderte Position geschoben werden und im Arbeitstakt bzw.-hub sodann gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Werkzeugen und/oder Bearbeitungseinheiten die Materialbearbeitung erfolgt. Es werden gleichzeitig die durch die Schieber 36 beim Schließen des Pressenstössels 8 betätigten Stempelelemente bzw. Werkzeuge 30 aktiviert und senken sich bis zum unteren Umkehrpunkt durch das Material 3 bzw. bearbeiten dieses durch Trennen, Stanzen, Biegen, Ziehen, Prägen, Verformen oder Abscheren; das Material wird gesteuert, z.B. durch einen CNC-Walzenvorschub der Vorschubeinheit 6, in die erforderliche Position geschoben, wobei das Material 3 durch die gegebenenfalls mehrfach vorgesehene Zentriereinheit 9 genau in Bezug auf eine vorgegebene Längsmittellinie positioniert wird.
  • Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt, können anstelle der bzw. zusätzlich zu den quer verfahrbaren Module 13 und 14 auch ortsfeste Module, z.B. ein Modul 13' für ein Ablängen bzw. Abscheren angeordnet werden, so wie anhand Fig. 20 näher erläutert wird. Anstelle von oder zusätzlich zu derartigen Modulen können auch Längs- und/oder Querbiegeeinrichtungen angeschlossen werden, welche untere, auf der Grundplatte 17 gelagerte und obere, von der Kopfplatte 22 getragene Biegewerkzeuge umfassen.
  • Es sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung verschiedene Fertigungsverfahren möglich. So ist z.B. das sequentielle Abarbeiten eines Programmes möglich, bei dem bei jedem Pressenhub ein Werkzeug 30 in einem Werkzeugmodul aktiviert und damit eine Bearbeitung durchgeführt wird. Die Anzahl von Operationen in einem zu bearbeitenden Werkstück bzw. Material entspricht sodann der Anzahl der durchgeführten Pressenhübe.
  • Als Alternative besteht dazu die Abarbeitung eines Programmes im Folgebetrieb, wobei die Module durch die Position auf der Steckleiste 25 bzw. mit entsprechenden Abstandslehren oder Verstelleinheiten in Bezug auf eine Nullinie bzw. die Vorschubeinheit 6 positioniert sind, die den Abständen der Bearbeitungsorte oder einem Mehrfachen davon am Werkstück entsprechen.Dabei können alle Operationen in einem Werkstück in einem Pressenhub durchgeführt werden, d.h. bei jedem Pressenhub wird ein fertiges Werkstück erhalten.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es jedoch, daß die beiden zuvor beschriebenen Fertigungsvarianten in Form eines Mischbetriebes je nach Erfordernis des Werkstückes und einer raschen Fertigung kombiniert werden können.
  • Fig. 12 und 13 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante von Modulen und zwar einen Modul 14, der in der bereits beschriebenen Weise quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des Materiales 3 verstellbar ist. Bei diesem Modul 14 liegen jedoch die Werkzeuge 30 bzw. Bearbeitungseinheiten 113 nicht in seinem mittleren Bereich, bzw. oberhalb einer zentralen Durchlaßöffnung, sondern im seitlichen Endbereich, wobei in dem anderen Endbereich die Säulenführungen 18 angeordnet sind. Wie Fig. 2 zeigt, können derartige Module 14 einander gegenüber auf einem gemeinsamen unteren Modulträger 16 angeordnet und unabhängig voneinander mit Antriebseinrichtungen 27 verstellt werden. Im linken Endbereich des Moduls 14 sind z.B. sechs Werkzeuge 30 gelagert, die jeweils in z.B. Dreiergruppen von jeweils einem Schieber 36 mit einem Nocken 37 in Arbeitsstellung verstellbar sind. Zur Betätigung der sechs nebeneinander angeordneten Werkzeuge 30 können z.B. zwei Schieber 36 vorgesehen sein, die unabhängig voneinander agieren. Es ist jedoch auch möglich, einen einzigen Schieber 36 mit einem oder mehreren Nocken 37 vorzusehen, die jedoch derart angeordnet sind, daß von einem Nocken immer nur ein einziges Werkzeug oder mit mehreren Nocken mehrere vorgegebene Werkzeuge betätigt werden. Diese Nocken könnten auf den Schiebern 36 zueinander versetzt angeordnet sein. Die Schieber können auswechselbar sein, um andere Nocken verwenden zu können.
  • Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf die Grundplatte 17 bzw. die Matrize 21 mit den Matrizenöffnungen 42 eines Moduls 14.
  • Fig. 14 bis 17 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante. Bei derartigen Modulen 13 und 14 kann vorgesehen sein, daß die Werkzeuge 30 in der Halteplatte 19 in verdrehbaren Lagern 44 angeordnet sind. Jedes obere Drehlager 44 ist außen verzahnt und kämmt mit einer angetriebenen Zahnstange 48. Im Führungsaufsatz 70 sind die drehbaren Lagerteile 73 für die Werkzeuge 30 vorgesehen. Die Werkzeuge 30 sind formschlüssig und gegen Drehung gesichert, axial nach oben verschiebbar in den außenverzahnten oberen Drehlagern 44 gelagert.
  • Jedes der oder eine Anzahl oder alle der außen verzahnten Drehlager 44 ist bzw. sind andauernd mit der oder den Zahnstangen 48 im Eingriff, um ein ungewolltes Verdrehen der Werkzeuge 30 während der Bearbeitung zu vermeiden.
  • In der Matrize 21 sind die Matrizeneinsätze 81 mit den Matrizenöffnungen 42 ebenfalls verdrehbar in außenverzahnten unteren Drehlagern 45 aufgenommen, wobei jedes Drehlager 45 mit einer Zahnstange 46 kämmt. Die in der Matrize 21 gelagerten Matrizeneinsätze 81 sind formschlüssig und gegen Verdrehung gesichert von den unteren Drehlagern 45 aufgenommen, welche andauernd mit einer Zahnstange 46 in Eingriff stehen. Die beiden Zahnstangen 46 und 48 stehen mit 2 Zahnrädern 51 dauernd in Eingriff. Beide Zahnräder 51 besitzen innere Ausnehmungen, durch welche eine Formwelle 50, welche in der Kopfplatte 22 oder in der Grundplatte 17 befestigt ist, spielfrei verläuft.
  • Dadurch wird bei vertikaler Relativbewegung der Kopfplatte 22 zur Grundplatte 17 über die Zahnräder 51 die Synchronbewegung der Zahnstangen 46 und 48 und damit der oberen und unteren Drehlager 44 und 45 sichergestellt.
  • Die Bewegung der Antriebszahnstange 49 erfolgt von der Steuereinheit 64 z.B. mit einer eigenen oder mit einem Stellmotor od.dg.; damit ist die synchrone Bewegung der Zahnstangen 46,48 und eine synchrone Verdrehung der Werkzeuge 30 und der Matrizeneinsätze 81 mit den Matrizenöffnungen 42 gesichert. Die Zähne der Zahnstangen 46 und 48 bzw. der Drehlager 44 und 45 sind mit 74 bezeichnet. Die Länge der Schiebebewegung der Zahnstangen 46,48 ergibt über den Teilkreisdurchmesser der Verzahnung der Zähne 74 den Drehwinkel von den außenverzahnten Drehlagern 44 und 45.
  • Die Module 13,14 sind in ihren Führungsbahnen 28,28' formschlüssig geführt; da jedoch rasche Bewegungen der Module 13,14 notwendig sind und dabei relativ große Massen bewegt werden müssen, versucht man, die auftretenden Reibungskräfte zu minimieren. Fig. 18 stellt einen Schnitt senkrecht zur Weiterbewegungsrichtung 12 durch die Führungsbahn 28 dar. Im unteren Modulträger 16 ist eine Anzahl von Rollen 52 angeordnet, die jeweils in einer Ausnehmung einer Achse 55 drehbar gelagert sind, welche Achse 55 jeweils von einem Trägerkörper 54 getragen ist, der von einer Feder 53 abgestützt ist. Die einzelnen Trägerkörper 54 werden durch die Steuereinheit 64 im Falle der Notwendigkeit einer Bewegung des Moduls 13,14 mit einer nicht dargestellten Betätigungseinheit angehoben und damit jede der Rollen 52 angehoben bzw. um ein geringes Maß aus der Oberfläche 76 der Führungsbahn 28 herausgestellt, sodaß der Modul 13,14 bzw. dessen Grundplatte 17 auf den Rollen 52 abrollen kann. Anstelle einer zwangsweisen Herausbewegung der Rolle 52 aus der Ausnehmung 75 kann auch vorgesehen sein, daß die Feder 53 so stark ausgebildet ist, daß sie das Gewicht des Moduls 13,14 tragen kann, sodaß der Modul von der Oberfläche 76 um ein geringes Spiel abgehoben und leicht betätigbar ist. Im Bearbeitungshub werden die Rollen 52 in die Ausnehmung 75 gedrückt und der Druck der Grundplatte 17 wird von der Oberfläche 76 aufgenommen. Auf diese Weise ist die Grundplatte 17 seitlich und nach oben hin formschlüssig geführt und auf ihrer Unterfläche reibungsmäßig entlastet. Fig. 26 zeigt einen Schnitt in die Weiterbewegungsrichtung 12 durch die obere Führungsbahn 28'. Die Kopfplatte 22 trägt eine T-förmige Führung, die in der Führungsbahn 28' im oberen Modulträger 23 verstellbar ist. Die Kopfplatte 22 bzw. deren T-förmige Führung ist von Rollen 52 abgehängt getragen, die auf Achsen 55 am oberen Modulträger 23 gelagert sind. Während des Ruhe- bzw. Positionierungshubes, in dem der Modul 13,14 querverstellt wird, kann die Kopfplatte auf den Rollen reibungsarm laufen und der Modul seine Verstellbewegung durchführen. Im Bearbeitungshub erfolgt eine Kraftübertragung über einander gegenüberliegenden Flächen, d.h. die untere Fläche des oberen Modulträgers 23 und die nach oben weisende Fläche der Kopfplatte 22 durch entsprechend gewählte Spielräume zwischen oberen Modulträger 23 und Kopfplatte 22.
  • In Fig. 17 ist eine Draufsicht auf die teilweise von den Deckflächen 43,43',43'',43''' überlagerten Werkzeugköpfen 47 dargestellt, wobei die Schieber 36,36',36'',36''' seitlich neben bzw. oberhalb der die beiden Reihen von Werkzeugen 30 gleichzeitig betätigenden bzw. verdrehenden Zahnstange 48 gelegen sind.
  • Fig. 20 zeigt einen Modul 13' zum Abscheren bzw. Abschneiden der Materialbahn. Dazu ist als einziges Werkzeug 30 eine senkrecht auf- und ab bewegbare Schneidplatte 30' als Werkzeug vorgesehen. Dieses Werkzeug 30' trägt eine Mehrzahl von Köpfen 47, die in der Halteplatte 19 oder auch in der Kopfplatte 22 gelagert sind; jedem Kopf 47 ist ein Nocken 37 zugeordnet und ist mit diesem in die Arbeitsstellung verstellbar. Jeder Nocken 37 geht über eine Schrägfläche 61 in die Deckfläche 43 über. Die Nocken 37 sind auf dem Schieber 36 ausgebildet, der mittels der Betätigungsstange 35 über die Schieberkupplung 62 mit der Antriebseinheit 31 verbunden ist. Bei nichtaktiviertem Schieber 36 wird die Schneidplatte 30' durch Federn 82 gegen die Deckfläche 42 gehoben und damit das Aufsetzen der Schneidkante der Schneidplatte 30' am Material 3 verhindert. Dies vermeidet Verschleiß an der Schneidkante und unzulässige Einkerbungen am Material 3. Somit ist auch ein derartiges Schneid- bzw. Trennwerkzeug 30' ohne weiteres in einen erfindungsgemäß ausgebildeten Modul zu integrieren.
  • Die Matrize 21 bildet mit der Schneidplatte 30' eine zusammenwirkende Schneide.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen senkrecht oder geneigt zur Weiterbewegungsrichtung 12 verstellbaren Module 13,14 parallel zueinander angeordnet sind.
  • Die Mitnahme bzw. Bewegung des gesamten Oberteiles - Gestellplatte 24, oberer Modulträger 23, Kopfplatte 22 mit Halteplatte 19, sowie der über die Druckfedereinheit mit Distanzbolzen 40 verbundenen Führungsplatte 20 - durch den Pressenstössel 8 erfolgt zwangsläufig und formschlüssig.
  • In Fig.21 ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer Aktivierungs- bzw. Peststelleinrichtung für die Werkzeuge 30 bzw. für Bearbeitungseinheiten im Schnitt schematisch dargestellt. Diese Art Aktivierungseinrichtung kann anstelle der beispielsweise in Fig.14 dargestellten Aktivierungseinrichtung treten. Prinzipiell sind auch anders ausgebildete Feststelleinrichtungen möglich. Bei der in Fig.21 dargestellten Aktivierungseinrichtung werden die Werkzeugstempel bzw. Werkzeuge 30 von Nocken 89 mit Nockenflächen 84 in die Vertiefungen 71 in der Halteplatte 22 oder in die Kopfplatte 19 gedrückt und dort während des Arbeitshubes festgelegt bzw. festgehalten. Über jedem Werkzeugkopf 47 ist eine insbesondere in ihrer Breite auf den Werkzeugkopf 47 abgestimmte Nockenscheibe 83 angeordnet, die auf einer Austrittswelle 86 befestigt ist. Die Welle 86 wird von einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung verdreht, so daß der bzw. die Nocken 89 der jeweiligen Nockenscheiben 83 entweder in eine Arbeitsposition oder in eine Freigabeposition verdrehbar ist bzw. sind. Eine Nockenscheibe 83 kann auch mehrere Nocken 89 tragen, um entweder eine Absenkung des Werkzeuges 30 um unterschiedliche Ausmaße zu ermöglichen oder um die Zeiten zum Ineingriffbringen eines Nocken 89 mit einem Werkzeugkopf zu verkürzen.
  • Jede Nockenscheibe 83 besitzt am Umfang eine um den Betätigungsweg eines Werkzeuges 31 erhöhte Nockenfläche 84, welche im Aktivierungszustand auf den Werkzeugkopf bzw. Stempelkopf 47 drückt und damit das Eindringen, Durchschneiden, Prägen, Ziehen oder Biegen des zu bearbeitenden Materials 3 durchführt. Insbesondere beidseits der Nockenscheiben 83 befinden sich abgesetzte Bundflächen 85 in der Kopfplatte 22 oder der Halteplatte 19, welche einerseits die Lagerung der Welle 86 bzw. der Nockenscheiben 83 bewerkstelligen und anderseits die entstehenden Bearbeitungskräfte, welche über die Werkzeugstempel bzw. Werkzeuge 30 in die zugehörigen Werkzeugköpfe 47 über die Nockenscheiben 83 eingeleitet werden, an die Kopfplatte 22 bzw. die Halteplatte 19 weitergeben und so eine starre Verbindung zwischen dem Werkzeug 30 und dem Pressenstößel 8 ermöglichen.
  • Die freie Drehbewegung der einzelnen Nocken 89 von nicht im Einsatz befindlichen Werkzeugen 30 wird durch Ausfräsungen 87 in der Kopfplatte 22 bzw. in der Halteplatte 19 ermöglicht.
  • Die Drehbewegung aller Nockenscheiben 83 sowie die zwischen den einzelnen Nockenscheiben 82 genau definierte radiale Position der Nockenfläche 84 bzw. die entsprechenden Drehwinkelabstände zwischen einzelnen Nocken 89 werden von vornhinein festgelegt und sind vorzugsweise für verschiedene Betriebszustände veränderbar. Zur Veränderung bzw. Festlegung dieser Parameter können Stifte 88 vorgesehen sein, die die Nockenscheiben 83 durchsetzen und mit der Antriebswelle 86 fest verbunden werden können.
  • Die Drehung der Antriebswelle 86 kann durch verschieden ausgeführte Antriebseinrichtungen erfolgen, welche ein winkelabhängiges Positionieren ermöglichen; insbesondere können dazu Schrittmotoren eingesetzt werden. Die Positionierung der Antriebswelle 86 erfolgt von einem Rechner oder von der für die Anordnung vorgesehenen Steuereinheit.
  • Fig.22 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.21 und Fig.23 zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig.21.
  • Fig.22 zeigt ein Werkzeug 30, das vom Nocken 89 in die Arbeitsstellung verstellt ist; in Fig.23 ist das Werkzeug 30 in seiner Ruhestellung und der Nocken 89 in seiner Freigabestellung dargestellt. Strichliert sind weitere mögliche Stellungen für den Nocken 89 dargestellt, die dieser einnehmen kann, wenn die Nocken 89 anderer Nockenscheiben 83 in ihre Arbeitsposition verstellt werden und der dargestellte Nocken in seiner Freigabestellung verbleiben soll. Die Geometrie der Nockenscheibe 83 gemäß Fig.22 und 23 ist derart ausgelegt, daß der Nocken 89 mit seinen seitlich anschließenden Auflaufflächen 90 sieben Freigabestellungen und eine Arbeitsstellung einnehmen kann.
  • Die in den Fig.21 bis 23 dargestellte erfindungsgemäße Aktivierungseinrichtung besitzt gegenüber einer Betätigung der Werkzeuge 30 mittels Schieber 36 den Vorteil, daß die Abstände zwischen den Hauptachsen der Werkzeuge 30 wesentlich enger festgelegt werden können, da die zur Aktivierung notwendige Schrägfläche 61 der Nocken 73 der Schieber 36 (Fig.8) relativ lange ausgebildet sein muß; im vorliegenden Fall ist die Auflauffläche 90 jedoch quer zur Reihe der Werkzeuge 30 auf einer Nockenscheibe 83 angeordnet. Die Breite der Nockenscheiben 83 kann auf die jeweilige Breite der Werkzeugköpfe 47 abgestimmt werden, so daß der Achsabstand der einzelnen Werkzeuge 30 auch auf die konstruktiv erforderlichen Mindestabstände reduziert werden kann.
  • Die Drehbewegung der aus einzelnen Nockenscheiben 83 zusammengesetzten Nockenwelle 86 erfolgt über einen Schrittmotor, welcher von einem Rechner bzw. der Steuereinheit angesteuert wird. Unter Berücksichtigung der jeweils kürzesten Drehwinkelbewegung von einer im Nocken 89 zum nächsten Nocken bzw. in eine Leerstellungsposition durch den Rechner bzw. das Rechenprogramm bzw. einer Drehrichtungsfindereinheit kann eine sehr kurze Verstellzeit erreicht werden, unabhängig davon, wie groß der zu betätigende Werkzeugkopf 47 ist. Durch Einsatz mehrerer Nockenwellen 86 nebeneinander in einem Modul 13 in der Kopfplatte 22 und/oder in der Halteplatte 19 kann die Anzahl der Werkzeuge 30 pro Modul 13 stark erhöht werden, was wirtschaftlich ist und zu geringeren anteiligen Werkzeugkosten pro Werkzeug 30 führt.
  • Die in Fig. 21 dargestellte Anordnung beinhaltet sieben Plätze 89' für Werkzeuge 30 und eine Leerstellungsposition. Diese sieben Werkzeuge 30 sind einzeln für sich ansteuerbar bzw. freigebbar.
  • Durch Auswechseln der entsprechenden Nockenscheiben 83, z.B. bei Einsatz von Nockenscheiben 83 mit mehreren Nocken 89, könnte auch vorgesehen werden, daß mehrere Werkzeuge 30 in verschiedenen Kombinationen gleichzeitig in die Arbeitsposition verstellt werden können. Die Anzahl der möglichen wählbaren Positionen ist vom Durchmesser der Nockenwelle und vom erforderlichen Freistellungsweg der nicht aktivierten Werkzeuge 30 abhängig.
  • Wichtig für die Einsatzmöglichkeit von großen Werkzeugen, d.h. mit größeren Durchmessern, ist es, daß die Auflauffläche 90 der Nocken 89 bei nicht aktiven Nocken parallel zur Oberfläche des Werkzeugkopfes 47 zu liegen kommt. Bei kleinerem Nockenwellendurchmesser müßte andernfalls die Nockenflanke bzw. die Auflauffläche 90 steiler angelegt werden und man müßte damit den Durchmesser des Werkzeugkopfes 47 bzw. des Werkzeuges 30 begrenzen bzw. eine Ansteigung der Kopffläche 47 vornehmen und relativ reibungsarm die Verstellbewegungen vornehmen.
  • Fig. 27 bis 29 zeigen eine Variante eines Moduls, insbesondere von Halbmodulen. Wesentlich ist, daß der Antrieb für die Drehbewegung von der Halteplatte 19 auf bzw. in die Führungsplatte 20 verlegt wurde. Dadurch entfallen bei dieser Version die Lagerteile 73. Weiters wird die Antriebszahnstange 49 ebenfalls in die Führungsplatte 20 verlegt. Diese kann durch alle möglichen Antriebseinrichtungen (Zylinder oder Antriebsmotoren mit Spindeln) betätigt werden; so erfolgt das programmierbare Drehen der Drehlager 44, welche formschlüssig die Werkzeuge 30 führen. Über die Zahnstange 48, die Zahnräder 51 und die Formwelle 50 wird die in der Grundplatte 17 befindliche Zahnstange 46 mit den damit kämmenden Matrizeneinsätzen 81 synchron angetrieben.
  • Durch diese Anordnung ist es möglich, sowohl die Antriebseinrichtung 27 für den Modul, welche über die Kupplung 57 mit der Grundplatte 17 verbunden ist, die Antriebseinheit 31 zur Betätigung der Werkzeuge 30 und auch die nicht dargestellte Positioniereinheit zur Betätigung der Antriebszahnstange 49 auf einer Modulseite anzuordnen. Daraus folgt, daß zwei auf einem Modulträger 16 gegenüberliegend angeordnete Module 14 in einfacher Weise als Drehmodule ausgebildet werden können.
  • Fig. 24 und 25 zeigen schematisch eine Ausführungsform einer Aktivierungseinheit, bei der die Aktivierung von Werkzeugen oder Bearbeitungseinheiten hydraulisch erfolgt. Über den Köpfen 47 der Werkzeuge 30 befinden sich in der Kopfplatte 22 oder in der Halteplatte 19 eingebaute Kolben 91, welche im Durchmesser auf die Kontur des Werkzeugkopfes 47 abgestimmt sind.
  • Über eine von der Steuereinheit 64 gesteuerte Hydraulikeinheit 94 wird dauernd Drucköl mit niedrigem Druck durch die Ventile 93, Schläuche und/oder Rohre und/oder Bohrungen 92 zu den Fluidräumen 95 über den Kolben 91 gefördert und diese sowie die darunter befindlichen Werkzeugköpfe 47 um den durch die Vertiefung 71 möglichen Weg in die Arbeitsstellung nach unten gedrückt, aber nicht druckbeaufschlagt, sodaß sie beim Auftreten auf das Material anhebbar sind bzw. keine Werkstückverformung bewirken.
  • Um das oder die beim nächsten Stößelhub benötigte(n) Werkzeug(e) 30 in Arbeitsstellung zu halten bzw. dort festzulegen, wird duch die Steuereinheit 64 das oder die zugehörige(n) Ventil(e) 93 geschaltet und somit das Druckfluid am Ab -bzw. Rückfließen in die Hydraulikeinheit 94 gehindert. Dadurch kann das ausgesuchte Werkzeug 30 bzw. die Bearbeitungseinheit im Gegensatz zu den nicht aktivierten Werkzeugen bzw. Bearbeitungseinheiten beim Aufsetzen auf das Material 3 nicht hochgeschoben werden und führt die vorgesehene Bearbeitung durch.
  • Fig. 74 zeigt eine Variante eines Antriebs für die erfindungsgemäße Anordnung. Bei diesem Antrieb ist eine Hydraulikeinheit 114 vorgesehen, die über entsprechende Druckleitungen 115 Druckkolben 116 ansteuert, mit denen die Antriebsplatte 23 oder die oberen Modulträger 22 oder die Kopfplatten 19 auf- und abbewegbar sind. Bei Druckbeaufschlagung bzw. Einleitung und Ableitung eines Hydraulikfluides in diese Hydraulikkolben 116 werden Auf- und Abwärtsbewegungen der oberen Kopfplatte bzw. der oberen Modulträger erzielt und damit die auf der Anlagenplatte 7 angeordneten Modulträger 13,14 betätigt werden. Fig. 74 zeigt ferner, daß die Module 13,14 auch vereinzelt bzw. zu Gruppen zusammengefaßt angeordnet werden können; die zu Gruppen zusammengefaßten Module 13,14 werden jedoch immer gleichzeitig betätigt, was bedeutet, daß die in den einzelnen Modulen mit der Aktivierungseinheit aktivierten Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinrichtungen gleichzeitig, d.h. während ein und desselben Arbeitshubes, von der dieser Modulgruppe zugeordneten Antriebsplatte 23 betätigt werden.
  • Fig. 30 und 31 zeigen verschiedene in Modulen, insbesondere in Halbmodulen 14, angeordneten Bearbeitungseinrichtungen 113.
  • Der in Fig. 30 dargestellte Modul 14 trägt als Bearbeitungseinheit 113 eine von Schweißelektroden 101 gebildete Widerstandsschweißeinrichtung. Die Aktivierungseinheit 131 kann im vorliegenden Fall von einer Verstelleinrichtung für die obere und/oder untere Schweißelektrode 101 gebildet sein. Diese Verstelleinrichtung 131 kann eine hydraulische Einrichtung sein, oder eine auf Schieber und/oder Nockenwellenbasis funktionierende Einheit sein, so wie dies bereits bei den Aktivierungseinheiten für die Werkzeuge 30 näher beschrieben wurde. Der Arbeitsdruck wird sodann im Arbeitstakt vom Antrieb, z.B. dem Pressenstößel aufgebracht.
  • Fig. 31 zeigt eine Bearbeitungseinheit 113 in einem Modul 14, die von einer Fügeeinheit 108 bzw. entsprechenden oberen und unteren Fügewerkzeugen gebildet ist. Mit 109 ist eine Zuführungseinheit für Fügeteile beschrieben. Die Aktivierungseinrichtung wird in diesem Fall wiederum von einer Verstelleinrichtung 131 für das obere und/oder untere Fügewerkzeug gebildet. Der Fügedruck wird im Arbeitstakt aufgebracht.
  • Nachdem bei diesen Bearbeitungseinrichtungen mit der Aktivierungseinheit eine entsprechende Positionierung bzw. Festlegung der Bearbeitungseinrichtungen in ihrer Arbeitsposition erfolgt ist, wird der Bearbeitungsvorgang vorgenommen.

Claims (19)

  1. Anordnung zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen, Biegen, Ziehen, Prägen, Trennen, von profil-,band-, platten- oder streifenförmigem Material oder Werkstücken, vorzugsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder Karton, mit zumindest einem quer zur Weiterbewegungsrichtung (12) des Materials oder Werkstückes (3) verstellbaren werkzeugtragenden Modul (13,14), der mit einem Antrieb (5), z.B. einem auf- und abgehenden Pressenstössel einer Presse, betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Module (13,14) vorgesehen sind, die jeweils zumindest zwei unabhängig voneinander einsetzbare Werkzeuge (30) und/oder zumindest eine Bearbeitungseinheit (113), z.B. eine Presse, eine Schneideinrichtung, eine Elektrodeneinheit zum Widerstandsschweißen, eine Fügeeinheit od.dgl., tragen, welche Module (13,14) von zumindest einer, vorzugsweise einer jedem Modul (13,14) eigenen, Antriebseinrichtung (27,96) zwischen den einzelnen Arbeitshüben bzw. Bearbeitungszeitspannen in Bezug auf die Weiterbewegungsrichtung (12) des zu bearbeitenden Materials (3) in Längs- und/oder Querrichtung, vorzugsweise unabhängig voneinander, von einer Arbeitsposition direkt in eine andere vorgegebene Arbeitsposition verstellbar, vorzugsweise stufenlos verstellbar, sind und daß jeder der Module (13,14) zumindest eine mit dem jeweiligen Modul (13,14) mitbewegbare und von diesem Modul getragene Aktivierungseinheit für jedes einzelne oder für eine Gruppe oder für alle der von dem jeweiligen Modul (13,14) getragene(n) Werkzeug(e) und/oder getragene(n) Bearbeitungseinheit(en) (113) aufweist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung bzw. die Festlegung in Arbeitsstellung von Werkzeugen (30) bzw. von Bearbeitungseinheiten (113) oder ihre Verstellung in Ruheposition während der Bewegung der Module (13,14) von einer Arbeitsposition in die andere Arbeitsposition oder in der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitstakten erfolgt.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Aktivierungseinheit entweder bereits in Arbeitsstellung befindliche Werkzeuge (30) oder Bearbeitungseinheiten (113) in dieser Stellung für die Zeitspanne der Materialbearbeitung verriegelbar bzw. festlegbar oder in Ruhestellung befindliche Werkzeuge (30) oder Bearbeitungseinheiten zumindest für die Zeitspanne der Materialbearbeitung in die Arbeitsstellung verstellbar und dort verriegelbar bzw. festlegbar sind, wobei als Aktivierungseinheit für die Werkzeuge (30) zumindest ein Schieber (36) oder zumindest eine Nockenscheibe (83) oder zumindest eine einen oberhalb des Werkzeuges (30) gelegenen Druckraum (95) mit Hydraulikflüssigkeit versorgende und den Kopf bzw. einen Kolben (91) zumindest eines Werkzeuges (30) druckbeaufschlagende Hydraulikeinheit (94) oder für eine als Widerstandsschweißeinrichtung ausgebildete Bearbeitungseinheit eine zumindest eine der, insbesondere die obere, Schweißelektroden (101) in Arbeitsposition verstellende Verstelleinheit (131) oder für eine als Fügeeinheit ausgebildeten Bearbeitungseinheit eine Verstelleinheit (131) für zumindest eines der Fügewerkzeuge (108) und/oder die Zufuhreinrichtung (108) für die Fügeteile vorgesehen ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebseinheit (5) alle Module (13,14) oder alle einzelnen zu einer Gruppe von Modulen gehörenden Module (13,14), d.h. alle aktivierten bzw. in Arbeitsstellung festgelegten bzw. verriegelten Werkzeuge (30) und Bearbeitungseinheiten (113), gleichzeitig betätigbar sind, wobei gegebenenfalls als Antriebseinheit eine mechanische Einheit, z.B. der Stößel einer Presse, der die im Einbauraum der Presse befindlichen Module (13,14) bzw. Modulgruppen bzw. Bearbeitungseinrichtungen betätigt, oder eine Nockenwelle, mit der die einzelnen Module (13,14) und/oder Bearbeitungseinrichtungen betätigbar sind oder eine hydraulische Einheit, mit der z.B. eine einer Anzahl von Modulen (13,14) gemeinsame Antriebsplatte verstellbar ist, vorgesehen ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Modul (13,14) oder jede Modulgruppe eine auf einer bzw. in einer quer (senkrecht oder schräg) zur Weiterbewegungsrichtung (12) des Materials (3) verlaufenden Führungsbahn (28) verschiebbar gelagerte und zumindest eine Matrize (21) tragende Grundplatte (17) und eine von dieser beabstandete, relativ zu dieser verstellbare und vom Antrieb (5), z.B. der Presse der Hydraulikeinheit, der Nockenwelle oder dem Pressenstössel (8), beaufschlagte Kopfplatte (22) und gegebenenfalls eine mit ihr verbundene Halteplatte (19) und gegebenenfalls eine zwischen Kopfplatte (22) und Grundplatte (17) verstellbar angeordnete Führungsplatte (20) umfaßt, wobei die zumindest zwei Werkzeuge (30) bzw. die zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) von der Kopfplatte (22) oder der Halteplatte (19) oder der Führungsplatte (20) getragen sind.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein oder einander gegenüber zwei Module (13,14) mit seiner (ihrer) Grundplatte (17) auf dem Anlagentisch (7), insbesondere Pressentisch (7), oder auf einer auf einem Anlagentisch (7) angeordneten Basisplatte (15) oder auf einer einzigen oder auf einer jeweils eigenen quer zur Weiterbewegungsrichtung (12) verlaufenden Führungsbahn (28) gelagert ist (sind).
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Pressenstössel (8) oder der Gestellplatte (24) oder einer Antriebsplatte, gegebenenfalls in Weiterbewegungsrichtung (12) verlaufende, z.B. mit T-Steinen (29'), verstell- bzw. verschiebbare obere Modulträger (23) getragen sind, die jeweils eine oder eine Anzahl quer zur Weiterbewegungsrichtung (12) verlaufende Führungsbahn(en) (28') für die Kopfplatte (22) eines Moduls (13,14) tragen.
  8. Anordung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Modul (13,14) bzw. jeder Grundplatte (17) oder jeder Modulgruppe zur Quer- und/oder Längsverstellung eine eigene Antriebseinrichtung (27), z.B. ein Hydraulikzylinder oder eine Antriebsspindel, zugeordnet ist, wobei gegebenenfalls die Antriebseinrichtung(en) (27) von einem schwenkbar am unteren Modulträger (16) gelagerten Träger (26) getragen und an der Grundplatte (17) an- bzw. von dieser abkoppelbar sind.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivierungseinheit bzw. Verstelleinheit ein Schieber (36) auf bzw. in der Kopfplatte (22) und/oder der Halteplatte (19) oder auf bzw. in der Führungsplatte (20) gelagert und mit einer Antriebseinheit (31) verstellbar ist und zumindest einen Nocken (37) trägt, der über zumindest einen Kopf (47) eines Werkzeuges (30) bzw. dem Verstellorgan (131) der Bearbeitungseinheit (113) in Stellung bringbar ist und das Werkzeug (30) bzw. den verstellbaren Teil der Bearbeitungseinheit (113) in die Arbeitsstellung verstellt bzw. drückt und/oder dort festlegt, wobei gegebenenfalls eine sich im Raum zwischen den Köpfen (47) der Werkzeuge (30) oder der Bearbeitungseinheit (113) und einer Führungsflläche (76) der Kopfplatte (22) erstreckende Überdeckungsfläche (43,43') am Schieber (36) vorgesehen ist, die die nicht von Nocken (37) überlagerten Köpfe (47) der Werkzeuge (30) bzw. der Bearbeitungseinheiten (113) vorzugsweise nur teilweise überdeckt und vorteilhafterweise über eine Schrägfläche (61) in den vom Schieber (36) nach unten vorstehenden bzw. abgehenden Nocken (37) übergeht.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Module (13,14) bzw. die einzelnen unteren Modulträger (16) in Weiterbewegungsrichtung (12) mit Antriebseinheiten, z.B.Spindeltrieben, gegebenenfalls stufenlos verstellbar sind oder auf allenfalls austauschbar an der Basisplatte (15) und/oder dem Pressentisch (7) angebrachten Positionierleisten (25) in vorgegebenen Stellungen bzw. in vorgegebenen Abständen in Bezug auf einen Ausgangsnullpunkt bzw. eine Ausgangslage des Werkstückes bzw. Materials positionierbar bzw. festlegbar sind.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein, vorzugsweise alle, Werkzeuge (30) bzw. verstellbaren Teile der Bearbeitungseinrichtungen (113) in der Kopfplatte (22) oder in der Halteplatte (19) oder in der Führungsplatte (20) in einem verdrehbaren Werkzeughalter bzw. oberen Drehlager (45) gelagert sind, daß die zugeordneten Matrizeneinsätze (81) bzw. Gegenwerkzeuge mit den Matrizenöffnungen (42) in der Matrize (21) bzw. in der Grundplatte (17) in einem unteren Drehlager (45) verdrehbar gelagert sind und daß die Bewegung jedes Werkzeuges (30) mit der Bewegung des jeweils zugeordneten Matrizeneinsatzes (81) bzw. die Drehbewegungen der beiden Drehlager (44,45) mit einer Synchronisationseinheit (50) synchronisiert erfolgen, wobei gegebenenfalls die oberen Drehlager (44) und die unteren Drehlager (45) von zumindest einer Zahnstange (46,48,49) angetrieben sind und gegebenenfalls die in der Kopfplatte (22) oder Halteplatte (19) oder Führungsplatte (20) und die in der Grundplatte (17) verlaufende(n) Zahnstange(n) (46,48,49) mit einer Formwelle (50) od.dgl. bewegungsmäßig gekoppelt sind.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung und Überwachung der Quer- und/oder Längsbewegung der Module (13,14) bzw. der unteren Modulträger (16) und/oder der Tätigkeit der Aktivierungseinheit(en), insbesondere der Bewegungen der Schieber (36), und/oder der Vorschubeinheit (6) für das Material und/oder der Hubzahl des Antriebes (5), insbesondere der Presse, und/oder die Verdrehung der Werkzeuge (30) und/oder Matrizeneinsätze (81) um ihre Achse eine Steuereinheit (64), vorzugsweise ein Rechner, vorgesehen ist.
  13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (17) mit einer Anzahl von Rollen (52) und/oder Kugeln abgestützt ist, die auf dem unteren Modulträger (16) gelagert und mit Federn (53) in die Führungsbahn (28) für die Grundplatte (17) auf dem unteren Modulträger (16) gedrückt sind und die Grundplatte (17) während ihrer Verstellbewegung vom Grund der Führung (28) wegdrücken und/oder das gegebenenfalls eine von der Steuereinheit (64) gesteuerte Hebeeinheit für die Tragkörper (54) der jeweiligen Rolle (52) vorgesehen ist.
  14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaufbereich der Anordnung eine Zentriereinheit (9) für das Material (3) angeordnet ist und daß in Abhängigkeit von einer von der Zentriereinheit (9) vorgegebenen Bezugslängsachse die Querbewegung derModule (13,14) gesteuert ist.
  15. Anordnung nach einem derAnsprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellplatte (24) und/oder der obere Modulträger (23) mit dem Pressenstössel (8) bzw. mit der Antriebsplatte bzw. die Basisplatte (15) und/oder der untere Modulträger (16) mit dem Anlagentisch, insbesondere Pressentisch (7) formschlüssig verbunden sind und/oder daß die Gestellplatte (24) und die Basisplatte (15) Führungsteile (29,29') für eine Mehrzahl von nebeneinander anzuordnenden oberen Modulträgern (23) bzw. unteren Modulträgern (16) tragen.
  16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopfplatte (22) oder der Halteplatte (19) oder in der Führungsplatte (20) oder in den oberen Drehlagern (44) Ausnehmungen (71) zur zumindest teilweisen Aufnahme der Köpfe (47) der Werkzeuge (30) ausgebildet sind.
  17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopfplatte (22) und/oder der Halteplatte (19) und/oder der Führungsplatte (20) als Aktivierungseinheit zumindest eine Nockenwelle (86) verdrehbar gelagert ist, die von einer Antriebseinheit, insbesondere einem Schrittmotor, angetrieben ist, der seinerseits von einem Rechner bzw. der Steuereinheit (64) gesteuert ist und die an ihrer Umfangsfläche zumindest einen Nocken (89) trägt, der über den Kopf (47) bzw. den Köpfen eines Werkzeuges (30) bzw. einer Bearbeitungseinheit (113) bzw. deren verstellbaren Teil (131) in Stellung bringbar ist und das Werkzeug (30) bzw. den Verstellteil (131) in die Arbeitsstellung drückt bzw. dort festlegt, wobei gegebenenfalls die Nockenwelle (86) eine Mehrzahl von gegebenenfalls steckverbundenen Nockenscheiben (83) umfaßt, die jeweils zumindest einen Nocken (89) tragen, wobei gegebenenfalls jeder Nocken (89) seitlich von Auflaufflächen (90) begrenzt ist und/oder gegebenenfalls die Nocken (89) einzelner Nockenscheiben (83) auf der Nockenwelle (86) gegeneinander versetzt angeordnet sind, sodaß verschiedene Werkzeuge (30) bzw. Bearbeitungseinheiten (113) wahlweise in die Arbeitsposition verstellbar und dort festlegbar sind.
  18. Modul für eine Anordnung zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen und/oder Biegen und/oder Trennen oder dgl., von profil-, band-, platten oder streifenförmigem Material bzw. Werkstücken, welcher Modul zumindest ein Werkzeug (30) und/oder zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) trägt und mit einem Antrieb (5), z.B. einem auf- und abgehenden Pressenstössel, einer Hydraulikeinrichtung, einer Nockenwelle od.dgl., betätigbar ist, insbesondere für eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul (13,14) für seine Bewegung quer zur Weiterbewegungsrichtung (12) des zu bearbeitenden Materials (3) in einer Grundplatte (17) eine Führung für eine Führungsbahn (28) aufweist, daß der Modul (13,14) eine die Werkzeuge (30) und/oder zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) tragende Kopfplatte (22) oder Halteplatte (19) oder Führungsplatte (20) aufweist und daß der Modul (13,14) eine Aktiviereinrichtung, z.B. zumindest einen Nockenschieber, zur Festlegung bzw. Aktivierung von dem(n) bzw. von der für eine Bearbeitungstätigkeit in einem Arbeitshub ausgesuchte(n) Werkzeug(en) (30) bzw. ausgesuchten Bearbeitungseinheit trägt, und daß zwischen der Grundplatte (17) und der Kopfplatte (22) oder Halteplatte (19) des Moduls (13,14) zumindest eine Säulenführung (18) angeordnet ist, auf welchen Säulenführungen gegebenenfalls die Führungsplatte (20) geführt ist.
  19. Verfahren zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen, Biegen, Ziehen, Prägen, Trennen, von profil-, band-, platten- oder streifenförmigem Material (3) mit oder Werkstücken, mit einer Mehrzahl von Werkzeugen (30), die mit einem Antrieb (5), vorzugsweise einem auf- und abgehenden Pressenstössel (8), betätigbar sind, insbesondere für eine Anordnung bzw. einen Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß während des Freitaktzeitraumes des Antriebes (5), insbesondere während des Freihubes des Pressenstössels (8), das oder die für den nächsten Bearbeitungshub zum Einsatz vorgesehene(n) bzw. festgelegte(n) Werkzeug(e) (30) bzw. Bearbeitungseinheit(en) (113) in Arbeitsstellung festgelegt bzw. aktiviert wird (werden), daß davon unabhängig aber insbesondere gleichzeitig, die die Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinheiten tragenden Module (13,14), vorzugsweise jeweils voneinander unabhängig, quer (senkrecht oder schräg) zur Weiterbewegungsrichtung (12) und/oder in bzw. gegen die Weiterbewegungsrichtung (12) des Materiales (3) in der Anordnung von einer Arbeitsstellung in die nächste vorgegebene Arbeitsstellung direkt hin positioniert werden und daß im Arbeitstakt, insbesondere bei Abwärtsbewegung des Antriebs, z.B. des Pressenstössels, bzw. im Bearbeitungshub mit allen in Arbeitsstellung befindlichen bzw. dort festgelegten Werkzeugen (30) bzw. mit der (den) aktivierten in Arbeitsstellung befindlichen bzw. dort festgelegten Bearbeitungseinheit(en) gleichzeitig (113) eine Bearbeitung des Materials (3) erfolgt.
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