EP0739663A2 - Bearbeitungsmaschine zum Umformen von Werkstücken - Google Patents

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EP0739663A2
EP0739663A2 EP96104110A EP96104110A EP0739663A2 EP 0739663 A2 EP0739663 A2 EP 0739663A2 EP 96104110 A EP96104110 A EP 96104110A EP 96104110 A EP96104110 A EP 96104110A EP 0739663 A2 EP0739663 A2 EP 0739663A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure element
workpiece
counter
processing machine
machine according
Prior art date
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Granted
Application number
EP96104110A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0739663B1 (de
EP0739663A3 (de
Inventor
Hans Dipl.-Ing. Klingel (Fh)
Werner Dipl.-Ing. Erlenmaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Trumpf SE and Co KG filed Critical Trumpf SE and Co KG
Publication of EP0739663A2 publication Critical patent/EP0739663A2/de
Publication of EP0739663A3 publication Critical patent/EP0739663A3/de
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Publication of EP0739663B1 publication Critical patent/EP0739663B1/de
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Classifications

    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/06—Stamping using rigid devices or tools having relatively-movable die parts
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/04—Stamping using rigid devices or tools for dimpling

Definitions

  • the invention relates to a processing machine, in particular for forming workpieces, preferably sheet metal, with a tool comprising two tool halves arranged on opposite sides of the workpiece to be machined, one of the tool halves having at least one pressure element which can be moved against the workpiece and acts on the workpiece and at least the other tool half has a counter-pressure element cooperating with the pressure element for machining the workpiece.
  • Processing machines of this type are used to carry out a large number of processing measures.
  • generic presses for forming metal sheets are known, on which one half of the tool is provided with a pressure element in the form of a press die, which hydraulically drives the one to be machined Presses the workpiece into a stationary die, which acts as a counter-pressure element, of the second tool half.
  • the punch penetrates the resting die with a defined depth.
  • the relative movement between the stamp and the workpiece support on the die of the processing machine required for the deformation of the workpiece is based solely on the movement of the stamp. Accordingly, the punch disadvantageously has to cover a relatively long travel path both when entering the die and during its return stroke. The individual machining process takes a corresponding amount of time.
  • the object of the invention is to provide a processing machine, in particular for forming workpieces, which enables accelerated workpiece processing.
  • this object is achieved in that the back pressure element is guided and driven against the workpiece on processing machines of the type mentioned above, and in that the pressure element moved against the workpiece drives the counter pressure element in the opposite direction of the pressure element via the workpiece and / or a workpiece support is effected.
  • the relative movement between the pressure element and the counter-pressure element required for machining the workpiece results on processing machines of this type as the result of the simultaneous and opposite movements of the pressure element and counter-pressure element.
  • the amount of the workpiece movement can be kept small by a corresponding drive configuration. This circumstance is particularly important if the workpiece is clamped on the machine during its processing and, as a result, can only be deflected slightly in the direction of the axis of movement of the pressure element and counter-pressure element without undesired deformation.
  • the movement of the counter-pressure element opposite to the movement of the pressure element can be triggered or controlled in different ways.
  • the counter-pressure element can be moved by means of its own drive, which is switched on when the workpiece moved with the pressure element or the workpiece area acted upon by the moved pressure element actuates a corresponding switching device.
  • a separate drive motor for the counter-pressure element can also be used without involving the workpiece or the workpiece support be started.
  • the latter alternative is not the subject of the present invention.
  • the counterpressure element can be moved in the opposite direction of the pressure element by means of a deflection mechanism actuated by the moving pressure element over the workpiece and / or over the workpiece support.
  • the movement of the pressure element and the movement of the counter-pressure element in the opposite direction can advantageously be realized with a single drive motor.
  • the deflecting gear has at least one piston-cylinder unit, which is acted upon by the moving pressure element via the workpiece, as a source for a pressure medium, which is in drive connection with the counter-pressure element.
  • the deflection gear has at least one hydraulic or at least one pneumatic piston-cylinder unit which is acted upon by the moving pressure element.
  • An embodiment of the processing machine according to the invention is distinguished by a structurally simple, robust and low-maintenance transmission solution, in which the deflection transmission is a mechanical one Gear is formed.
  • the mechanical transmission can have at least one transmission lever and / or at least one transmission wedge.
  • a rocker-type gear lever is used which can be acted upon by the pressure element on one side of its swivel joint and supports the counter-pressure element to be displaced on the other side of its swivel joint.
  • deflection gears are also provided according to the invention, on which the above-mentioned gear parts are used in combination.
  • a piston-cylinder unit can be in drive connection via pressure lines with transmission levers and / or with transmission wedges.
  • a further preferred embodiment of the processing machine according to the invention is characterized in that at least one longitudinal slide, which can be displaced in the same direction by the pressure element moved against the workpiece, is guided on the tool half of the counterpressure element and is tapered in a wedge shape toward its end facing away from the workpiece, forming at least one wedge surface, and is supported with the wedge surface on a corresponding mating wedge surface of a cross slide which is displaceable in the transverse direction of the longitudinal slide and that the cross slide is also tapered wedge-shaped towards its end facing away from the longitudinal slide and forms a wedge surface with this wedge surface on a corresponding one connected to the counter pressure element supports this intended counter-wedge surface.
  • the base plate which runs perpendicular to its direction of movement, is provided with window-like recesses and is inserted with the base plate into a corresponding pot-like receptacle of the relevant tool half, wherein in each of the window-like recesses a cross slide, supported by one of its wedge surfaces on a counter-wedge surface of the base plate, is displaceable in the direction of the base plate plane is led.
  • the end face of the base plate which runs parallel to the direction of movement of the counterpressure element, in cooperation with the wall surface of the pot-like receptacle lying thereon, ensures a defined position of the counterpressure element transversely to its direction of movement and for exact guidance of the counterpressure element displaced in the direction of movement.
  • the counter-pressure element which moves in the opposite direction of the printing element and cooperates with the latter for material processing returns to its starting position after the processing operation has ended.
  • this return movement can take place under the effect of the dead weight of the back pressure element.
  • the counter pressure element can be moved against the spring force in the direction of the workpiece.
  • the spring force acts as a restoring force and ensures that the counter-pressure element is actively moved back to its starting position after the completion of each machining process.
  • the base plate is supported in the direction of the workpiece on a spring-elastic rubber buffer.
  • the rubber buffer is a component that can function even after a large number of load cycles. If the rubber buffer is ring-shaped and, for example, is placed concentrically with the counter-pressure element on the base plate, this results in a resilient support that is uniform over its circumference. Accordingly, the restoring force exerted by the rubber buffer on the base plate and the counterpressure element attached to it also acts uniformly in the transverse direction of the base plate plane. Tilting movements and / or tilting of the base plate, which has been moved back into the starting position, against the inner wall of the pot-like receptacle are avoided.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the counter-pressure element is detachably connected to the thrust piece, optionally to the base plate. If necessary, replace the counter-pressure element without any problems, while the other components of the deflection gear or the other parts of the relevant tool half can also be used to carry out the workpiece machining to be carried out after the machine has been converted.
  • a tool half 1 of the forming tool shown comprises a base part 2 and a cover part 3 screwed thereto.
  • a counter pressure element in the form of a stamp 4 guided in the direction of a double arrow 5.
  • the stamp 4 is fixed in a neck-like extension 6 of a base plate 7 serving as a thrust piece. It supports the punch 4 in the axial direction on the one hand over the outer surface of a conical outer collar 8 on a corresponding counter surface of the neck-like extension 6.
  • the plunger 4 rests on a threaded piece 9, which can be screwed with an external thread from the side of the conical outer collar 8 into an internally threaded bore of the socket-like extension 6.
  • the bottom part 2 of the tool half 1 offers in its interior a pot-like receptacle 10 for the base plate 7 with the stamp 4 attached to it.
  • An annular rubber buffer 11 is concentric with the stamp 4 and under slight prestress in the direction of the double arrow 5 between the base plate 7 and the Cover part 3 of tool half 1 inserted.
  • Three window-like recesses 12 are provided on the base plate 7 by 120 ° relative to one another in the circumferential direction.
  • a cross slide 13 in the form of a double wedge is displaceably guided in the direction of the double arrow 14. With their base areas, the cross slide 13 is supported on the bottom of the pot-like receptacle 10 of the base part 2.
  • Wedge surfaces 15 of cross slide 13 facing stamp 4 abut corresponding counter wedge surfaces 16 of base plate 7.
  • the cross slides 13 each have a counter wedge surface 17 which is in contact with a wedge surface 18 of a longitudinal slide 19.
  • the longitudinal slide 19 has a cylindrical part at its end facing the bottom of the pot-like receptacle 10 three approaches are provided.
  • the cylindrical longitudinal slide 19 is guided in the direction of the double arrow 5 by a guide surface 20 of the cover part 3 which is concentric with it.
  • the longitudinal slide 19 offers a support surface 21 for a workpiece shown in dashed lines in FIGS. 1 and 2 in the form of a pre-perforated plate 22.
  • a second tool half 23 in Form of a die serving as a pressure element with an annular opening 24 assigned to the punch 4.
  • the plate 22 itself is displaced in the direction of the movement axis of the die 23 and the punch 4 over a short path length.
  • the length of the displacement path of the sheet metal 22 is limited to the projection of the longitudinal slide 19 shown in FIG. 1 with respect to the area on the upper side of the cover part 3 surrounding it.
  • the lifting movement of the base plate 7 is associated with a compression of the rubber buffer 11.
  • the base plate 7 is pushed back into the starting position according to FIG. 1 under the action of the restoring force exerted by the rubber buffer 11. This is associated with a displacement of the cross slide 13 radially outwards and, as a result, a lifting of the longitudinal slide 19 into the starting position according to FIG. 1.
  • the sheet 22 is stripped from the punch 4 in the area of the passage now created.
  • die 23 and the stamp 4 with the other parts of the relevant tool half 1 can be used in the tool holders on a punching machine.
  • the die 23 can be fixed on the ram of the punching machine and the tool half 1 with the punch 4 in the tool holder that is otherwise intended for receiving the punching lower tool.
  • a punching machine can be quickly and easily converted into a processing machine for forming workpieces.
  • the sheet to be machined can be quickly and precisely aligned in the respective machining position and moved into the next machining position by means of the workpiece feed provided on punching machines, so that high machining speeds can be achieved.
  • the punch 4 can be exchanged with little effort to adapt to changing sheet thicknesses and / or to changing diameters of the sheet metal pre-perforation. Since the die 23 with its ring opening 24 is generally matched to the dimensions of the die 4 used in each case, as a rule, when the die 4 is changed, a matrix change is accompanied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es sind Bearbeitungsmaschinen insbesondere zum Umformen von Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, bekannt mit einem Werkzeug aus zwei an einander gegenüberliegenden Seiten des zu bearbeitenden Werkstücks angeordneten Werkzeughälften, wobei eine der Werkzeughälften wenigstens ein gegen das Werkstück bewegbares und dieses beaufschlagendes Druckelement und die andere Werkzeughälfte wenigstens ein mit dem Druckelement zum Bearbeiten des Werkstücks zusammenwirkendes Gegendruckelement aufweist. An derartigen Maschinen hat das Druckelement bei der Werkstückbearbeitung einen verhältnismäßig langen Verfahrweg zurückzulegen. Entsprechend viel Zeit nimmt der einzelne Bearbeitungsvorgang in Anspruch.
Um dem geschilderten Nachteil abzuhelfen, ist an der neuen Maschine vorgesehen, daß das Gegendruckelement (4) gegen das Werkstück (22) bewegbar geführt und antreibbar ist und daß durch das gegen das Werkstück (22) bewegte Druckelement (23) über das Werkstück (22) und/oder über eine Werkstückauflage der Antrieb des Gegendruckelements (4) in Gegenrichtung des Druckelements (23) bewirkt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine insbesondere zum Umformen von Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, mit einem Werkzeug aus zwei an einander gegenüberliegenden Seiten des zu bearbeitenden Werkstücks angeordneten Werkzeughälften, wobei eine der Werkzeughälften wenigstens ein gegen das Werkstück bewegbares und dieses beaufschlagendes Druckelement und die andere Werkzeughälfte wenigstens ein mit dem Druckelement zum Bearbeiten des Werkstücks zusammenwirkendes Gegendruckelement aufweist.
  • Derartige Bearbeitungsmaschinen dienen zur Durchführung einer Vielzahl von Bearbeitungsmaßnahmen. Bekannt sind beispielsweise gattungsgemäße Pressen zum Umformen von Blechen, an denen die eine Werkzeughälfte mit einem Druckelement in Form eines Pressenstempels versehen ist, der hydraulisch angetrieben das zu bearbeitende Werkstück in eine als Gegendruckelement wirkende ortsfeste Matrize der zweiten Werkzeughälfte preßt. Dabei dringt der Stempel mit einer definierten Tiefe in die ruhende Matrize ein. Die zur Verformung des Werkstücks erforderliche Relativbewegung zwischen dem Stempel und der Werkstückauflage an der Matrize der Bearbeitungsmaschine beruht allein auf der Verfahrbewegung des Stempels. Nachteiligerweise hat dementsprechend der Stempel sowohl beim Eindringen in die Matrize als auch bei seinem Rückhub einen verhältnismäßig langen Verfahrweg zurückzulegen. Entsprechend viel Zeit nimmt der einzelne Bearbeitungsvorgang in Anspruch.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Bearbeitungsmaschine insbesondere zum Umformen von Werkstücken bereitzustellen, die eine beschleunigte Werkstückbearbeitung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an Bearbeitungsmaschinen der eingangs genannten Art das Gegendruckelement gegen das Werkstück bewegbar geführt und antreibbar ist und daß durch das gegen das Werkstück bewegte Druckelement über das Werkstück und/oder über eine Werkstückauflage der Antrieb des Gegendruckelements in Gegenrichtung des Druckelements bewirkt ist. Die zur Werkstückbearbeitung erforderliche Relativbewegung zwischen dem Druckelement und dem Gegendruckelement ergibt sich an derartigen Bearbeitungsmaschinen als Resultierende der gleichzeitigen und einander entgegengerichteten Bewegungen von Druckelement und Gegendruckelement. Durch Aufteilung der erforderlichen Gesamt-Relativbewegung in zwei zeitlich parallelisierte Teilbewegungen läßt sich die für den einzelnen Bearbeitungsvorgang benötigte Bearbeitungszeit wesentlich verkürzen. Im Falle von Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bearbeitungsmaschinen, an denen der Antrieb des Gegendruckelements gekoppelt ist an eine Bewegung des Werkstücks in Richtung der Bewegungsachse von Druckelement und Gegendruckelement, läßt sich durch entsprechende Antriebskonfiguration der Betrag der Werkstückbewegung klein halten. Dieser Umstand ist insbesondere von Bedeutung, wenn das Werkstück während seiner Bearbeitung an der Maschine eingespannt ist und sich infolgedessen ohne unerwünschte Verformung lediglich geringfügig in Richtung der Bewegungsachse von Druckelement und Gegendruckelement auslenken läßt. Zwar könnte durch entsprechende konstruktive Maßnahmen an der Werkstückeinspannung, beispielsweise durch deren schwenkbare Lagerung, auch eine Beweglichkeit des Werkstücks in Richtung der genannten Bewegungsachse ermöglicht werden; an erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen erübrigt sich jedoch der damit verbundene konstruktive Aufwand aus den dargelegten Gründen.
  • Die der Bewegung des Druckelements entgegengerichtete Bewegung des Gegendruckelements läßt sich auf unterschiedliche Art und Weise auslösen bzw. steuern. So kann beispielsweise das Gegendruckelement mittels eines eigenen Antriebs bewegt werden, der zugeschaltet wird, wenn das mit dem Druckelement bewegte Werkstück bzw. der durch das bewegte Druckelement beaufschlagte Werkstückbereich eine entsprechende Schalteinrichtung betätigt. Des weiteren kann ein separater Antriebsmotor für das Gegendruckelement auch ohne Einbeziehung des Werkstücks bzw. der Werkstückauflage in Gang gesetzt werden. Die letztgenannte Alternative ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist vorgesehen, daß das Gegendruckelement mittels eines durch das bewegte Druckelement über das Werkstück und/oder über die Werkstückauflage betätigten Umlenkgetriebes in Gegenrichtung des Druckelementes bewegbar ist. In diesem Fall läßt sich die Bewegung des Druckelementes und die dieser entgegengerichtete Bewegung des Gegendruckelementes vorteilhafterweise mit einem einzigen Antriebsmotor realisieren.
  • Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine bedienen sich unterschiedlich ausgebildeter Umlenkgetriebe. So ist zum einen vorgesehen, daß das Umlenkgetriebe wenigstens eine, durch das bewegte Druckelement über das Werkstück Kraftbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheit als Quelle für ein Druckmedium aufweist, welche mit dem Gegendruckelement in Antriebsverbindung steht. Alternativ oder einander ergänzend weist dabei das Umlenkgetriebe wenigstens eine durch das bewegte Druckelement kraftbeaufschlagte hydraulische bzw. wenigstens eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit auf. An derartigen Bearbeitungsmaschinen ist vorteilhafterweise eine variable Anordnung einzelner, durch Druckleitungen miteinander verbundener Getriebekomponenten möglich.
  • Durch eine konstruktiv einfache, robuste und wartungsarme Getriebelösung zeichnet sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine aus, an der das Umlenkgetriebe als mechanisches Getriebe ausgebildet ist. Dabei kann das mechanische Getriebe wenigstens einen Getriebehebel und/oder wenigstens einen Getriebekeil aufweisen. In einem einfachen Fall wird ein wippenartiger Getriebehebel verwendet, der an einer Seite seines Drehgelenks mittels des Druckelements beaufschlagbar ist und an der anderen Seite seines Drehgelenks das zu verschiebende Gegendruckelement abstützend lagert.
  • Selbstverständlich sind erfindungsgemäß auch Umlenkgetriebe vorgesehen, an denen die vorstehend genannten Getriebeteile miteinander kombiniert verwendet werden. So kann beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit über Druckleitungen mit Getriebehebeln und/oder mit Getriebekeilen in Antriebsverbindung stehen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß an der Werkzeughälfte des Gegendruckelementes wenigstens ein durch das gegen das Werkstück bewegte Druckelement gleichgerichtet verschiebbarer Längsschieber geführt ist, welcher zu seinem dem Werkstück abgewandten Ende hin unter Bildung wenigstens einer Keilfläche keilförmig verjüngt ist und sich mit der Keilfläche an einer entsprechenden Gegenkeilfläche eines in Querrichtung des Längsschiebers verschiebbaren Querschiebers abstützt und daß der Querschieber zu seinem dem Längsschieber abgewandten Ende hin ebenfalls unter Bildung einer Keilfläche keilförmig verjüngt ist und sich mit dieser Keilfläche an einer entsprechenden, mit dem Gegendruckelement verbundenen oder an diesem vorgesehenen Gegenkeilfläche abstützt. An einer derartigen Bearbeitungsmaschine befinden sich die Komponenten des konstruktiv einfach aufgebauten Umlenkgetriebes in flächigem Kontakt miteinander. Dementsprechend lassen sich über das Umlenkgetriebe große Antriebskräfte übertragen. Die sich an dem Getriebe ergebenden übersetzungsverhältnisse können einfach durch entsprechende Wahl der Keilwinkel festgelegt werden. Im übrigen besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, den mit Keilflächen versehenen Querschieber zu ersetzen durch eine sich einerseits an dem Längsschieber und andererseits an dem Gegendruckelement oder einem damit verbundenen Bauteil abstützende und quer zu der Verschieberichtung des Längsschiebers bzw. des Gegendruckelements bewegbare Kugel oder eine entsprechend gelagerte und entsprechend bewegbare Walze. Die Verwendung einer Kugel bietet den Vorteil einer Punktberührung, die Verwendung einer Walze den Vorteil einer Linienberührung mit den jeweils benachbarten Getriebeelementen. Dementsprechend gering sind die bei der Bewegungs- bzw. Kraftübertragung an den Berührungsstellen der Kugel bzw. der Walze mit dem Längsschieber und dem Gegendruckelement bzw. den mit diesem verbundenen Bauteilen auftretenden Reibungsverluste.
  • Der exakten Führung des bewegten Gegendruckelementes dient es, daß - wie in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen - das Gegendruckelement an einem verschiebbar geführten Schubstück der betreffenenden Werkzeughälfte angebracht ist.
  • Aus entsprechenden Gründen ist im Falle einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine vorgesehen, daß das Gegendruckelement an einer im wesentlichen senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Grundplatte mit fensterartigen Ausnehmungen vorgesehen und mit der Grundplatte in eine entsprechende topfartige Aufnahme der betreffenden Werkzeughälfte eingesetzt ist, wobei in jeder der fensterartigen Ausnehmungen ein sich mit der einen seiner Keilflächen an einer Gegenkeilfläche der Grundplatte abstützender Querschieber in Richtung der Grundplattenebene verschiebbar geführt ist. Die parallel zur Bewegungsrichtung des Gegendruckelements verlaufende Stirnfläche der Grundplatte sorgt im Zusammenwirken mit der daran anliegenden Wandfläche der topfartigen Aufnahme für eine definierte Lage des Gegendruckelementes quer zu seiner Bewegungsrichtung sowie für eine exakte Führung des in Bewegungsrichtung verschobenen Gegendruckelements. Durch Verwendung mehrerer Querschieber zur Kraftübertragung auf die Grundplatte bzw. auf das an dieser angebrachte Gegendruckelement wird bei entsprechender Anordnung der fensterartigen Ausnehmungen eine Krafteinleitung in die Grundplatte an über deren Umfang gleichmäßig verteilten Punkten erreicht. Andernfalls zu befürchtende Kippbewegungen der Grundplatte und somit des Gegendruckelements bzw. einer andernfalls auftretende Druckbeaufschlagung der Grundplatte in Richtung auf die Wandfläche der topfartigen Aufnahme werden dadurch vermieden.
  • An erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen ist dafür Sorge zu tragen, daß das in Gegenrichtung des Druckelementes bewegte und zur Materialbearbeitung mit letzterem zusammenwirkende Gegendruckelement nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs in seine Ausgangslage zurückkehrt. Im Falle von in der Vertikalen bewegten Gegendruckelementen kann diese Rückstellbewegung unter der Wirkung der Eigenmasse des Gegendruckelementes erfolgen. Zweckmäßigerweise ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Gegendruckelement gegen Federkraft in Richtung auf das Werkstück bewegbar ist. Die Federkraft wirkt als Rückstellkraft und sorgt dafür, daß das Gegendruckelement nach Abschluß eines jeden Bearbeitungsvorgangs aktiv in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.
  • Im Falle von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine, die ein Gegendruckelement mit einer Grundplatte aufweisen, ist die Grundplatte in Richtung auf das Werkstück an einem federelastischen Gummipuffer abgestützt. Bei dem Gummipuffer handelt es sich um ein auch nach einer großen Anzahl von Lastspielen funktionsfähiges Bauteil. Ist der Gummipuffer ringartig ausgebildet und beispielsweise konzentrisch mit dem Gegendruckelement auf die Grundplatte aufgelegt, so ergibt sich eine über deren Umfang gleichförmige federnde Abstützung. Dementsprechend wirkt auch die durch den Gummipuffer auf die Grundplatte sowie das daran angebrachte Gegendruckelement ausgeübte Rückstellkraft gleichförmig in Querrichtung der Grundplattenebene. Kippbewegungen und/oder Verkantungen der in die Ausgangslage zurückverschobenen Grundplatte gegen die Innenwand der topfartigen Aufnahme werden vermieden.
  • Zur Vereinfachung der Umrüstung der Bearbeitungsmaschine ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Gegendruckelement lösbar mit dem Schubstück, gegebenenfalls mit der Grundplatte, verbunden ist. Bei Bedarf läßt sich das Gegendruckelement problemlos austauschen, während die übrigen Komponenten des Umlenkgetriebes bzw. die übrigen Teile der betreffenden Werkzeughälfte auch zur Durchführung der nach der Umrüstung der Maschine durchzuführenden Werkstückbearbeitung verwendet werden können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand schematischer und beispielhafter Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt entlang der in Fig. 3 angedeuteten Schnittlinie I-I durch ein in Ausgangsstellung befindliches Umformwerkzeug zur Herstellung von Durchzügen an Blechen,
    Fig. 2
    das Umformwerkzeug gemäß Fig. 1 in Umformstellung und
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf das Bodenteil sowie weitere Funktionsteile der unteren Werkzeughälfte gemäß den Fign. 1 und 2.
  • Wie den Figuren 1 bis 3 zu entnehmen ist, umfaßt eine Werkzeughälfte 1 des dargestellten Umformwerkzeugs einen Bodenteil 2 sowie einen damit verschraubten Deckelteil 3. In dem von dem Bodenteil 2 sowie dem Deckelteil 3 umschlossenen Innern der Werkzeughälfte 1 ist ein Gegendruckelement in Form eines Stempels 4 in Richtung eines Doppelpfeils 5 verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck ist der Stempel 4 in einem stutzenartigen Ansatz 6 einer als Schubstück dienenden Grundplatte 7 festgelegt. Dabei stützt sich der Stempel 4 in axialer Richtung einerseits über die Mantelfläche eines konischen Außenbundes 8 an einer entsprechenden Gegenfläche des stutzenartigen Ansatzes 6 ab. In axialer Gegenrichtung liegt der Stempel 4 an einem Gewindestück 9 an, das sich mit einem Außengewinde von der Seite des konischen Außenbundes 8 her in eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung des stutzenartigen Ansatzes 6 eindrehen läßt.
  • Der Bodenteil 2 der Werkzeughälfte 1 bietet in seinem Innern eine topfartige Aufnahme 10 für die Grundplatte 7 mit dem daran angebrachten Stempel 4. Ein ringförmiger Gummipuffer 11 ist konzentrisch mit dem Stempel 4 und unter geringer Vorspannung in Richtung des Doppelpfeils 5 zwischen die Grundplatte 7 und den Dekkelteil 3 der Werkzeughälfte 1 eingelegt.
  • Um jeweils 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind an der Grundplatte 7 drei fensterartige Ausnehmungen 12 vorgesehen. In den fensterartigen Ausnehmungen 12 ist jeweils ein Querschieber 13 in Form eines Doppelkeils in Richtung des Doppelpfeils 14 verschiebbar geführt. Mit ihren Grundflächen stützen sich die Querschieber 13 am Boden der topfartigen Aufnahme 10 des Bodenteils 2 ab. Dem Stempel 4 zugewandte Keilflächen 15 der Querschieber 13 liegen an entsprechenden Gegenkeilflächen 16 der Grundplatte 7 an. An der dem Stempel 4 abgewandten Seite weisen die Querschieber 13 jeweils eine Gegenkeilfläche 17 auf, die sich in Kontakt mit je einer Keilfläche 18 eines Längsschiebers 19 befindet. Der Längsschieber 19 besitzt einen zylindrischen Teil an dessen dem Boden der topfartigen Aufnahme 10 zugewandten Ende drei Ansätze vorgesehen sind. Diese Ansätze ragen in jeweils eine der fensterartigen Ausnehmungen 12 der Grundplatte 7 hinein und sind an ihren dem zugeordneten Querschieber 13 gegenüberliegenden Seiten unter Bildung der Keilflächen 18 abgeschrägt. Der zylindrisch ausgebildete Längsschieber 19 wird durch eine mit ihm konzentrische Führungsfläche 20 des Deckelteils 3 in Richtung des Doppelpfeils 5 geführt. An seiner dem Boden der topfartigen Aufnahme 10 abgewandten Seite bietet der Längsschieber 19 eine Auflagefläche 21 für ein in den Figuren 1 und 2 gestrichelt dargestelltes Werkstück in Form eines vorgelochten Bleches 22. In den Figuren 1 und 2 ebenfalls gestrichelt angedeutet ist eine zweite Werkzeughälfte 23 in Form einer als Druckelement dienenden Matrize mit einer dem Stempel 4 zugeordneten Ringöffnung 24.
  • Zur Herstellung von Durchzügen an dem vorgelochten Blech 22 wird dieses in die in Fig. 1 dargestellte Position gebracht, in der die Lochung koaxial mit dem Stempel 4 angeordnet ist. Anschließend wird die Matrize 23 in Fig. 1 nach unten verschoben. Dabei läuft die Matrize 23 zunächst auf die ihr zugewandte Oberfläche des Bleches 22 auf. Bei fortgesetzter Bewegung drückt die Matrize 23 das Blech 22 sowie den darunterliegenden Längsschieber 19 nach unten, bis das Blech 22 auf dem den Längsschieber 19 umgebenden Bereich an der Oberseite des Deckelteils 3 zur Anlage kommt. Im Laufe der beschriebenen Bewegung gleitet der Längsschieber 19 mit seinen Keilflächen 18 an den daran anliegenden Gegenkeilflächen 17 der Querschieber 13 entlang. Da der Längsschieber 19 über die Führungsfläche 20 des Deckelteils 3 sowie die seinen Ansätzen benachbarten Begrenzungsflächen der fensterartigen Ausnehmungen 12 seitlich geführt ist, bewirkt seine Verschiebung eine Verlagerung der Querschieber 13 in Richtung auf den Stempel 4. Dabei laufen die Keilflächen 15 der Querschieber 13 auf die zugewandten Gegenkeilflächen 16 der Grundplatte 7 auf und heben diese gemeinsam mit dem daran festgelegten Stempel 4 vom Boden der topfartigen Aufnahme 10 ab. Infolgedessen bewegt sich der Stempel 4 der Matrize 23 entgegen und im Zusammenwirken verformen der Stempel 4 und die Matrize 23 das Blech 22 in der in Fig. 2 dargestellten Art und Weise. Die zum Umformen des Bleches 22 erforderliche Relativbewegung zwischen dem Stempel 4 und dem Randbereich der Ringöffnung 24 an der Matrize 23 ergibt sich dementsprechend als Resultierende der von der Matrize 23 und dem Stempel 4 ausgeführten und einander entgegengerichteten Teilbewegungen. Das Blech 22 selbst wird in Richtung der Bewegungsachse der Matrize 23 sowie des Stempels 4 über eine lediglich kurze Weglänge verschoben. Die Länge des Verschiebeweges des Blechs 22 beschränkt sich auf den in Fig. 1 gezeigten Überstand des Längsschiebers 19 gegenüber dem diesen umgebenden Bereich an der Oberseite des Deckelteils 3.
  • Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Hubbewegung der Grundplatte 7 mit einer Stauchung des Gummipuffers 11 verbunden. Sobald nun die Matrize 23 nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs von der Oberfläche des Bleches 22 abhebt, wird die Grundplatte 7 unter der Wirkung der von dem Gummipuffer 11 ausgeübten Rückstellkraft in die Ausgangslage gemäß Fig. 1 zurückverschoben. Damit verbunden ist eine Verlagerung der Querschieber 13 radial nach außen und daraus resultierend ein Anheben des Längsschiebers 19 in die Ausgangslage nach Fig. 1. Durch die Rückstellbewegung des Längsschiebers 19 wird das Blech 22 im Bereich des nunmehr erstellten Durchzuges von dem Stempel 4 abgestreift.
  • Die in den Figuren 1 und 2 angedeutete Matrize 23 sowie der Stem pel 4 mit den übrigen Teilen der betreffenden Werkzeughälfte 1 lassen sich in die Werkzeugaufnahmen an einer Stanzmaschine einsetzen. Beispielsweise kann die Matrize 23 an dem Stößel der Stanzmaschine und die Werkzeughälfte 1 mit dem Stempel 4 in der ansonsten zur Aufnahme des Stanz-Unterwerkzeugs bestimmten Werkzeughalterung festgelegt werden. Auf diese Art und Weise läßt sich eine Stanzmaschine schnell und problemlos in eine Bearbeitungsmaschine zum Umformen von Werkstücken umrüsten. Das zu bear beitende Blech kann mittels dem an Stanzmaschinen ohnehin vorgesehenen Werkstückvorschub schnell und exakt in der jeweiligen Be arbeitungsposition ausgerichtet und in die nächste Bearbeitungsposition verschoben werden, so daß sich hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten erzielen lassen. Zur Anpassung an wechselnde Blechdicken und/oder an wechselnde Durchmesser der Blech-Vorlochung kann der Stempel 4 mit geringem Aufwand ausgetauscht werden. Da die Matrize 23 mit ihrer Ringöffnung 24 im allgemeinen auf die Maße des jeweils verwendeten Stempels 4 abgestimmt ist, muß mit dem Wechsel des Stempels 4 i.d.R. ein Matrizenwechsel einhergehen.

Claims (14)

  1. Bearbeitungsmaschine insbesondere zum Umformen von Werkstükken, vorzugsweise von Blechen (22), mit einem Werkzeug aus zwei an einander gegenüberliegenden Seiten des zu bearbeitenden Werkstücks (22) angeordneten Werkzeughälften (1, 23), wobei eine der Werkzeughälften (23) wenigstens ein gegen das Werkstück (22) bewegbares und dieses beaufschlagendes Druckelement (23) und die andere Werkzeughälfte (1) wenigstens ein mit dem Druckelement (23) zum Bearbeiten des Werkstücks (22) zusammenwirkendes Gegendruckelement (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) gegen das Werkstück (22) bewegbar geführt und antreibbar ist und daß durch das gegen das Werkstück (22) bewegte Druckelement (23) über das Werkstück (22) und/oder über eine Werkstückauflage der Antrieb des Gegendruckelements (4) in Gegenrichtung des Druckelements (23) bewirkt ist.
  2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) mittels eines durch das bewegte Druckelement (23) über das Werkstück (22) und/oder über die Werkstückauflage betätigten Umlenkgetriebes in Gegenrichtung des Druckelementes (23) bewegbar ist.
  3. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe wenigstens eine durch das bewegte Druckelement (23) über das Werkstück (22) kraftbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheit als Quelle für ein Druckmedium aufweist, welche mit dem Gegendruckelement (4) in Antriebsverbindung steht.
  4. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe wenigstens eine durch das bewegte Druckelement (23) kraftbeaufschlagte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit aufweist.
  5. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe wenigstens eine durch das bewegte Druckelement (23) kraftbeaufschlagte pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit aufweist.
  6. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe als mechanisches Getriebe ausgebildet ist.
  7. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe wenigstens einen Getriebehebel aufweist.
  8. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe wenigstens einen Getriebekeil aufweist.
  9. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkzeughälfte (1) des Gegendruckelementes (4) wenigstens ein durch das gegen das Werkstück (22) bewegte Druckelement (23) gleichgerichtet verschiebbarer Längsschieber (19) geführt ist, welcher zu seinem dem Werkstück (22) abgewandten Ende hin unter Bildung wenigstens einer Keilfläche (18) keilförmig verjüngt ist und sich mit der Keilfläche (18) an einer entsprechenden Gegenkeilfläche (17) eines in Querrichtung des Längsschiebers (19) verschiebbaren Querschiebers (13) abstützt und daß der Querschieber (13) zu seinem dem Längsschieber (19) abgewandten Ende hin ebenfalls unter Bildung einer Keilfläche (15) keilförmig verjüngt ist und sich mit dieser Keilfläche (15) an einer entsprechenden, mit dem Gegendruckelement (4) verbundenen oder an diesem vorgesehenen Gegenkeilfläche (16) abstützt.
  10. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) an einem verschiebbar geführten Schubstück (7) der betreffenden Werkzeughälfte (1) angebracht ist.
  11. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) an einer im wesentlichen senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Grundplatte (7) mit fensterartigen Ausnehmungen (12) vorgesehen und mit der Grundplatte (7) in eine entsprechende topfartige Aufnahme (10) der betreffenden Werkzeughälfte (1) eingesetzt ist, wobei in jeder der fensterartigen Ausnehmungen (12) ein sich mit der einen (15) seiner Keilflächen (15, 17) an einer Gegenkeilfläche (16) der Grundplatte (7) abstützender Querschieber (13) in Richtung der Grundplattenebene verschiebbar geführt ist.
  12. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) gegen Federkraft in Richtung auf das Werkstück (22) bewegbar ist.
  13. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) in Richtung auf das Werkstück (22) an einem federelastischen Gummipuffer (11) abgestützt ist.
  14. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (4) lösbar mit dem Schubstück (7), gegebenenfalls mit der Grundplatte (7), verbunden ist.
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