EP3174650A1 - Stanzvorrichtung und verfahren zum stanzen eines werkstücks - Google Patents

Stanzvorrichtung und verfahren zum stanzen eines werkstücks

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EP3174650A1
EP3174650A1 EP15747404.0A EP15747404A EP3174650A1 EP 3174650 A1 EP3174650 A1 EP 3174650A1 EP 15747404 A EP15747404 A EP 15747404A EP 3174650 A1 EP3174650 A1 EP 3174650A1
Authority
EP
European Patent Office
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component
punching
stroke
workpiece
punching device
Prior art date
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Application number
EP15747404.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3174650B1 (de
Inventor
Werner Erlenmaier
Frank Schmauder
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority to PL15747404T priority Critical patent/PL3174650T3/pl
Publication of EP3174650A1 publication Critical patent/EP3174650A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3174650B1 publication Critical patent/EP3174650B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/20—Applications of drives for reducing noise or wear
    • 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
    • B21D28/002—Drive of the tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
    • B30B1/323—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure using low pressure long stroke opening and closing means, and high pressure short stroke cylinder means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/161—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the ram speed and ram pressure, e.g. fast approach speed at low pressure, low pressing speed at high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F15B11/032—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters
    • F15B11/0325—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters the fluid-pressure converter increasing the working force after an approach stroke

Definitions

  • the present invention relates to a punching device comprising: a
  • Punching tool which is movable during a punching stroke along a stroke axis on a workpiece to be punched and during a return stroke of the punched workpiece, the punching tool having a first component and a second component, which are hydraulically coupled for common movement along the lifting axis, and a punching drive for moving the first component along the lifting axis, wherein the punching device is designed to move the second component with a first gear ratio relative to the first component during the punching stroke and, if in the punching stroke a threshold value of a counterforce is exceeded, the punching workpiece on the
  • the invention also relates to an associated method for punching a workpiece.
  • a punching device which has a punching tool which is movable along a longitudinal axis.
  • the punching device has drive means for moving the punching tool in a linear, pigeon-shaped motion that includes a downstroke and a return stroke.
  • Punching tool directed force on the punching tool.
  • the punching tool has a first component which is moved by the drive device during the downward stroke and the return stroke with a predetermined first movement law.
  • the punching tool also has a second component which cooperates in operation with a plunger for punching the metal plate.
  • the second component is connected to the first component in a sliding manner. If the counterforce is below a predetermined value, the second component is moved axially in the downward stroke substantially with the same law of motion as the first component.
  • the punching device also has pressure means to move the second component with a second, different from the first law of motion, when the counterforce corresponds to at least the predetermined value.
  • the first component of the punching tool is moved by a drive device which comprises an electric motor acting on a threaded spindle. If the predetermined value of the counterforce is exceeded, the force of the electric motor is not sufficient to punch through the workpiece. In this case, the pressure means are activated to increase the force exerted on the workpiece force and the
  • the first component is moved in this case to the second component, which rests against the workpiece and therefore initially prevented from further downward movement. Due to the relative movement between the first component and the second component, the hydraulic force is amplified to the second component. When the first component is moved upward again after the punching of the workpiece, the first component along the lifting axis first moves away from the second component until the first component on a
  • EP 0 575 343 B1 discloses a device for carrying out a two-stage linear movement, in which a movable structural unit has a hydraulic piston with a cavity into which a plunger protrudes.
  • the hydraulic piston carries a rotatable spindle of an electric motor and the plunger is by means of the spindle in the hydraulic piston and a
  • Hydraulic cylinder axially displaceable to build up a pressure in this.
  • the device may comprise an auxiliary cylinder communicating with the cylinder space of the hydraulic cylinder.
  • auxiliary cylinder In the auxiliary cylinder is a piston which is coupled to the hydraulic piston via a support plate and itself
  • a device which has a connection mechanism for connecting an output shaft to an input shaft such that they are not movable relative to one another.
  • a fluid pressure mechanism is provided which is adapted to make a hydraulic connection between the output shaft and the input shaft to move them relative to each other.
  • the linkage mechanism detects the contact of the output shaft with the workpiece and releases the connection between the output shaft and the input shaft. If the input shaft is returned to a position prior to high pressure application after punching of the workpiece, the connection may be through the link mechanism
  • a punching machine which, in a constant power motor, provides both low pressure and high speed movement prior to die cutting, and high pressure and lower movement
  • a drive device for a bending press which has a fixed press bar and a bar adjusting device having a hydraulic linear actuator
  • the linear actuator has a first one
  • Piston assembly with a first piston, which divides a cylinder space into a first pressure chamber and a second pressure chamber.
  • the linear actuator also has, in another cylinder chamber, a further piston arrangement with a further piston and at least one further pressure chamber.
  • the invention has for its object to improve a punching device of the type mentioned and a method for punching a workpiece, in particular with regard to the achievable stroke rate.
  • a punching device of the type mentioned which is designed to maintain at least along a part of the return stroke of the punch along the stroke axis a right after the punching of the workpiece occupied relative position of the two components to each other. Under components are in the sense of this
  • a punching drive in particular an electric punching drive, is used to move the first component along the lifting axis.
  • the punching device realized two power levels, of which the first by the punch drive (possibly in combination with a fluid translation) is realized, while the second power stage is realized with greater punching force by a larger gear ratio between the first and the second component.
  • the hydraulic coupling between the two components which are typically realized as piston components, is in the
  • Punching device realized by a closed hydraulic circuit, i. There are no hydraulic units (pumps, etc.) required for increasing the punching force or the transmission ratio.
  • the relative position or position which the two components occupy to one another immediately after the punching of the workpiece be at least along a partial section of the workpiece
  • Freeze return strokes along the stroke axis In other words, after the punching, the two components are moved away from the workpiece, without resulting in a relative movement of the two components to each other. This applies both to the operation of the punching device with the first gear ratio and for the operation of the punching device with the second gear ratio.
  • the return stroke begins at bottom dead center of the two components after the
  • the portion of the return stroke in which the relative position of the two components is frozen is typically chosen so large that the punch or the punching tool is completely withdrawn from the workpiece before the freezing of the relative position of the two components is released.
  • the punching tool can be moved very quickly away from the workpiece along this section. As a result, the workpiece can be displaced laterally relative to the punching tool shortly after the punching and suitable for a
  • the freezing of the relative position is typically canceled when the second component has taken a defined position (reference position) along the stroke axis. If the reference position is reached, the second component is typically clamped hydraulically (possibly with the aid of a spring force), ie in its reference position along the Stroke axis held. The first component is then further displaced by means of the punching drive relative to the second component along the lifting axis, until it has reached the top dead center of the pendulum movement of the punching tool.
  • the second component is moved along the stroke axis, i. it is not necessary to reset to a reset position of the second component.
  • the punching device can be designed in particular to move the first and the second component with a first transmission ratio of 1: 1, if the threshold value of the counterforce is not exceeded.
  • Transmission ratio between the first and the second component i. the ratio between the distance the first component travels along the stroke axis and the distance which simultaneously traverses the second component along the stroke axis is typically greater than the first speed ratio to achieve increased power transmission and may be greater than 5, for example: 1, 8: 1, etc. are.
  • Punching tool immediately a new punching stroke are performed. If during the punching stroke a relative movement has taken place between the two components, i. If the threshold value of the opposing force has been exceeded, it is necessary for the execution of a further punching stroke, that the two components again occupy the relative position, which this before switching to the second
  • a cavity is formed in the second component into which a portion of the first component forming a piston protrudes.
  • the cavity forms a hydraulic cylinder, in which the piston forming portion of the first component is guided linearly displaceable.
  • Under a piston forming Section is understood in the context of this application also an end of a piston rod whose end face forms an effective piston surface.
  • the diameter of the piston rod is slightly smaller than the diameter of the piston rod
  • Cavity In the cavity may be formed a shoulder on which the piston rests during operation with the first gear ratio. If you switch to the second gear ratio, the piston is lifted from the paragraph. Is the cavity in this case with a hydraulic cylinder in
  • Fluid connection in which the second component is guided can be realized in this way the second gear ratio. Also, the heel can be used in a return stroke for the installation of the piston to take the second component in the return stroke movement, unless the hydraulic coupling due to an error does not allow.
  • the first component has a first piston, which is displaceably guided in the stroke direction in a first hydraulic cylinder.
  • Hydraulic cylinder can be due to a hydraulic coupling with a second hydraulic cylinder carried a power transmission to the second component, so that it is moved together with the first component along the lifting axis, without that a separate drive is required for this purpose. As will be described below, however, it is not absolutely necessary for the first component to have a piston guided in a hydraulic cylinder.
  • the second component has a second piston, which is displaceably guided in the lifting direction in a second hydraulic cylinder.
  • an effective piston surface of the first component coincides with an effective piston surface of the second component.
  • first and second hydraulic cylinder can during Present equal effective piston surfaces of the first and second pistons, a first transmission ratio of 1: 1 can be realized.
  • first and / or the second component also have further effective piston surfaces, for example on further pistons, which are in further hydraulic cylinders
  • first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are both in operation of the punching device with the first
  • Hydraulic cylinders are designed as a synchronous cylinder, since in this case can be completely dispensed with the provision of a reservoir for hydraulic fluid (tank) as a balance memory and on Nachsaugventile. It may only be necessary during the punching process, the non-pressure side with a
  • the first component has a cavity into which a stationary piston of the first hydraulic cylinder protrudes.
  • the piston By the piston, the stroke length of the first hydraulic cylinder can be reduced. This is particularly advantageous in the case of the embodiment described above, in which synchronizing cylinders are used, since synchronizing cylinders are made
  • the second hydraulic cylinder comprises an auxiliary cylinder into which a further piston of the second component protrudes.
  • the further piston rigidly fastened, for example, to the second component via a common carrier plate moves uniformly with the second piston of the second component along the stroke axis.
  • the auxiliary cylinder is mounted adjacent to or parallel to the master cylinder of the second hydraulic cylinder, so that by this the stroke length of the second hydraulic cylinder are reduced, which is particularly favorable in the case that the second hydraulic cylinder is designed as a synchronizing cylinder.
  • the second component carries a punch of the punching device or the second component itself acts as a plunger. In this case, the second component, more precisely its punch, contacts the workpiece in order to punch it through during the punching stroke.
  • the punching device can be a measuring device, for example in the form of an optical or mechanical
  • the first component has a cavity in which a piston of a plunger of the punching device is guided displaceably in the stroke direction.
  • the second component is not used as a plunger, but rather a cavity is formed in the second component, through which the plunger is guided in the axial direction, to punch through the workpiece with its end facing away from the first component.
  • the plunger in this case typically has a second piston, which is guided linearly displaceably in the cavity of the second component serving as a hydraulic cylinder.
  • a punching device with such a design has proven to be advantageous, in particular in the realization of the above described flying reset, since in this case the reset can be done directly by a hydraulic coupling between two pressure chambers surrounding the piston of the plunger of the first component.
  • the punching device comprises at least one hydraulic switching valve for switching between a movement of the two components with the first transmission ratio and a movement of the two Components with the second gear ratio when the threshold value of
  • Changeover valve typically switches between two switching states in which different fluid paths for the hydraulic fluid (typically a
  • the switching from the first to the second switching state can take place with the aid of a control device of the punching device, which is coupled to a sensor device which measures the counterforce exerted by the workpiece on the punching tool.
  • the switching from the second to the first switching state of the switching valve is typically carried out when the counterforce drops below the threshold again.
  • the switching valve may optionally be selectively activated by a control device, i. be switched from the first to the second switching state, even if the
  • Drag is less than the threshold. This may be required at the
  • Return stroke to effect a reset i. to allow a relative movement between the two components, for example by the second component is fixed in its position along the lifting axis.
  • the changeover valve has a hydraulic control line, which is connected to a pressure-side pressure chamber of the punching tool to switch over when exceeding the threshold value of the counterforce between the movement of the two components with the first transmission ratio and the movement of the two components with the second transmission ratio.
  • a pressure-side pressure chamber of the punching tool is understood to mean a pressure chamber which is delimited by a piston surface of one of the two components, which is arranged on the side of the component facing away from the workpiece.
  • the switching valve or the control line are formed so that the switching valve automatically switches when a
  • Pressure threshold is exceeded in the pressure-side pressure chamber, which corresponds to the desired threshold value of the back pressure of the workpiece. If the pressure threshold is undershot, the change-over valve automatically switches back to the first switching state. Optionally, the switching valve in the event that the pressure threshold is exceeded, by means of an additional control line be switched from the first to the second switching state.
  • the punching device comprises a rear part device with at least one hydraulic return valve for changing the relative position of the two components during or after the
  • the return valve is typically
  • the control device can in principle activate the return valve at any position of the punching tool during the return stroke along the lifting axis in order to change the relative position of the two components or to restore the original relative position of the two components at the beginning of the punching stroke.
  • the movement of the second component along the stroke axis should be stopped, i. the second component should be in a reset position and at the
  • the return valve acts on the hydraulic circuit of the punching device in a suitable manner, wherein a plurality of
  • the further valve may in particular be the change-over valve, which is activated by the control device simultaneously with the return valve and thus itself serves as a return valve.
  • the return valve is designed as a control valve. If the return is not made in a stationary reset position of the second component, but during the movement of the second component along the lifting axis, a difference occurs between the speeds at which the first and the second component are moved in the provision. In this case, it is therefore advantageous, if necessary even necessary, to design the return valve as a control valve.
  • a control valve can be switched not only between two switching positions, but at least in one of the switching positions, the flow through the control valve can be controlled or regulated by means of a control device.
  • the Regulation of the flow can be made such that the return is completed when the two components occupy a predetermined relative position to each other, typically the relative position before the
  • the return valve is designed to change the positioning of the two components relative to each other, i. in the active switching position, to hydraulically isolate at least one pressure space of the second hydraulic cylinder, i. to block a fluid connection to the pressure chamber of the second hydraulic cylinder. In another pressure room of the second
  • Hydraulic cylinder may be mounted springs which press the second component against the isolated pressure chamber of the second hydraulic cylinder. In this way, the second component in the second hydraulic cylinder is fixed in its position along the lifting axis, while the first component is displaced in the reset relative to the second component.
  • fixing the second component in the second hydraulic cylinder by means of compression springs it is also possible to clamp or fix the second component in the second hydraulic cylinder by also hydraulically isolating the other pressure chamber of the second hydraulic cylinder.
  • the switching valve is formed during
  • the switching valve can serve to establish a fluid connection between a pressure chamber of the first hydraulic cylinder and a pressure chamber of the second hydraulic cylinder, which is separated when switching.
  • the not active switching position of the return valve can this another one
  • the changeover valve is designed to produce a hydraulic connection between a first and a second pressure chamber of the first hydraulic cylinder when the threshold value of the counterforce is exceeded.
  • a portion of the hydraulic fluid from a first pressure chamber of the first hydraulic cylinder is not conveyed into a reservoir but into a second pressure chamber of the first hydraulic cylinder. In this way it can be dispensed with the provision of a pressure tank or a pressure reservoir.
  • This embodiment can be realized in particular if both hydraulic cylinders are designed as synchronizing cylinders in both gear ratios.
  • the switching valve is formed, when exceeding the threshold value of the counterforce, a hydraulic connection between a first and a second pressure chamber of the second
  • Separate hydraulic cylinder more precisely, hydraulically isolate the two pressure chambers of the second hydraulic cylinder.
  • the guided in the second hydraulic cylinder second component is clamped or fixed in the movement in the stroke direction.
  • a ram guided in the second component typically serves to punch through the workpiece.
  • the first and the second pressure chamber of the second hydraulic cylinder are hydraulically connected to each other.
  • the return valve is designed to produce a hydraulic connection between a first pressure chamber and a second pressure chamber of the cavity formed in the first component for changing the positioning of the two components relative to each other.
  • the return valve is preferably formed in this embodiment as a control valve and makes it possible to change the relative position between a guided in the cavity of the first member ram and the first component along the stroke axis. In the first switching state of the return valve this typically separates the connection between the first pressure chamber and the second pressure chamber of the cavity in the first component or hydraulically isolates the two pressure chambers, so that the plunger is clamped or fixed in the first component and together with the first Component can be moved without a change in the relative position to the first component along the Hubachse.
  • the punching device additionally comprises a control device for controlling the punch drive and for controlling at least one return valve of the back part device.
  • control device can possibly also serve to control the punching stroke or the movement of the punching tool. In this case stands the
  • Control device with one or more sensors in connection, which measure the position of the first component, the second component and / or the plunger along the lifting axis and possibly the force exerted by the workpiece on the punching counterforce.
  • a method of punching a workpiece comprising: moving a
  • Punching tool which has a first component and a second component, which are hydraulically coupled, during a punching stroke along a lifting axis to a workpiece to be punched, wherein during the punching stroke, the second component is moved relative to the first component with a first transmission ratio and, as soon as a threshold value of an opposing force is exerted which exerts the workpiece to be punched on the punching tool, the second component with a second, is moved from the first different gear ratio relative to the first component, punching the workpiece by means of the punching tool, and moving the punching tool away from the punched workpiece during a return stroke along the stroke axis.
  • the method is characterized in that, at least along a part of the return stroke of the punching tool, a position of the two components assumed immediately after the punching of the workpiece is maintained relative to one another along the stroke axis.
  • a position of the two components assumed immediately after the punching of the workpiece is maintained relative to one another along the stroke axis.
  • Gear ratio of 1: 1 can be selected.
  • the method may in particular those described above in connection with the punching device
  • Embodiments as advantageous variants include.
  • the method additionally comprises: changing the relative position of the two components relative to one another during the return stroke along the lifting axis for restoring a relative position which the two components have assumed before the threshold value of the opposing force is exceeded.
  • the invention also relates to a computer program product, which is for
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Punching device with a punching tool with two components movable relative to each other along a lifting axis at the beginning of a punching stroke
  • Fig. 2 is a view analogous to FIG. 1 with the punching tool in a lower
  • FIG. 3 is a view similar to Fig. 1 and Fig. 2 with the punch in one
  • FIG. 4 is an illustration of another embodiment of a
  • Synchronous cylinders are guided displaceably in the stroke direction
  • Fig. 5 is an illustration of another embodiment of a
  • Piston rod of a plunger is slidably guided, in operation with a first gear ratio
  • Fig. 6 is an illustration of the punching device of Fig. 5 in operation with a second, different from the first gear ratio.
  • FIG. 1 shows an exemplary structure of a punching device 1 for punching a plate-shaped workpiece 2, which is arranged in a support plane (XY plane) on a die 3, which is arranged at a predetermined distance L from a housing 4 of the upper part of the punching device 1 is.
  • Both the die 3 and the housing 4 are stationary in the example shown here, that move this not along a stroke axis (Z-direction) perpendicular to the support plane.
  • This does not apply to a punching tool 5 likewise shown in FIG. 1, which, like all the parts of the punching device 1 which are movable along the lifting axis Z, is shown without hatching in order to distinguish it from the stationary components.
  • the punching tool 5 which is movable or displaceable along the lifting axis Z comprises a first component 6 and a second component 7 whose relative position ⁇ along the lifting axis Z can be changed, as will be described in more detail below.
  • the first component 6 is coupled to a punch drive 8, which serves as an electrical drive, e.g. is formed in the form of a torque motor, which acts on a threaded nut 8 a, the one formed on the first component 6
  • Ball screw 9 is set in a rotational movement to move the first component 6 along the lifting axis Z.
  • the first component 6 of the punching device 1 has a piston rod 10, on which a first, upper piston 1 1 is formed, in a first, upper
  • Hydraulic cylinder 12 is slidably guided in the stroke direction Z.
  • the second component 7 also has a piston 13, which is displaceably guided in a second, lower hydraulic cylinder 14 formed in the housing 4.
  • a cavity 15 is introduced into which a further, lower piston 16 forming end-side portion of the piston rod 10 of the first component 6 protrudes into it.
  • a punch 17 is mounted on the lower end of the second component 7 facing the workpiece 2 and is brought into contact with the workpiece 2 during the punching process.
  • Fig. 1 shows the punching tool 5 at the beginning of the punching operation, i. at a top dead center of a pendulum motion, the punching tool 5 in a
  • Component 6 rests against an axial shoulder 18 of the cavity 15 of the second component 7.
  • the punching tool 5 is moved toward the workpiece 2 by the punching drive 8 moving the first component 6 downwards along the lifting axis Z.
  • a first, upper pressure chamber D1 of the first hydraulic cylinder 12 is hydraulically coupled to a second, lower pressure chamber D2 'of the second hydraulic cylinder 14 via a second switching valve UV2, which is located in a first switching position and serves as a return valve.
  • a second, lower pressure chamber D2 of the first hydraulic cylinder 12 is hydraulically coupled via a first switching valve UV1 located in a first switching position to a first, upper pressure chamber D1 'of the second hydraulic cylinder 14.
  • the first pressure chamber D1 'of the second hydraulic cylinder 14 is in permanent hydraulic communication with a third pressure chamber D3' of the second hydraulic cylinder 14 situated in the cavity 15 of the second component 7.
  • the piston surface B3 at the top of the first piston 1 1 of the first component 6 is the same size as the piston surface A3 on the underside of the piston 13 of the second component 7. Accordingly, the piston surface B2 on the underside of the first piston 1 1 of the first component 6 as large as the piston surface A2 at the top of the piston 13 of the second component 7. In the one shown in Fig. 1
  • Translation ratio of 1: 1 are moved along the Hubachse Z, i. the two components 6, 7 are moved toward the workpiece 2 during the punching stroke without their relative position ⁇ being changed along the stroke axis Z.
  • Hydraulic cylinder 12 with a reservoir 20 for the hydraulic fluid in the form of a high-pressure tank, with a pressure of, for example, about 10 bar
  • the reservoir 20 is connected via three check valves RV1 to RV3 to the upper pressure chamber D1 of the first hydraulic cylinder 12 and to the upper and lower pressure chambers D1 ', D2' of the second hydraulic cylinder 14, respectively.
  • Gear ratio results, which from the sum of the piston area A2 of the piston 13 of the second component 7 and the piston surface A1 in the standing with the upper pressure chamber D1 'in hydraulic communication further pressure chamber D3' to the piston surface A1 of the piston 16 in the further pressure chamber D3 'formed is, ie it applies to the gear ratio: A2 / A1.
  • a gear ratio of approximately 8: 1 results in the translator mode.
  • the first component 6 thus sets the eightfold distance of the second component 7 along the lifting axis Z, whereby the pressure exerted by the second component 7 on the workpiece increases accordingly.
  • the missing due to the different speeds of the two components 6, 7 in the translator operation in the upper pressure chamber D1 of the first hydraulic cylinder 12 hydraulic fluid is on the first
  • Fig. 2 shows the punching tool 5 in the translator mode in a bottom dead center of movement along the stroke axis, on which the workpiece 2 has been completely punched through. Because of the 1: 1 different
  • the relative position ⁇ P 'occupied by the two components 6, 7 at the end of the downward movement relative to each other is maintained at least along a part of the return stroke of the punch 5 to the initial position shown in FIG. the relative position .DELTA.P 'is virtually "frozen” until a position referred to as the return position along the
  • Punching device 1 is not required, at the beginning of the return stroke, a relative movement between the first component 6 and the second component 7 in
  • the reset position should be selected so that at least the portion of the return stroke, which is required to pull out the punch 17 from the workpiece 2, during the upward movement already
  • an electronic control device 21 of the punching device 1 acts on the punch drive 8 in order to move the first component 6 and thus the punching tool 5 into the desired return position along the lifting axis Z. If the desired reset position is reached, the control device 21 acts on the second switching valve UV2 to switch it from the first to a second switching state in which the second switching valve UV2 as
  • Return valve is used.
  • the control device 21 and the return valve UV2 together form a rear-part device 23 of the punching device 1.
  • the activation of the return valve UV2 by the control device 21 can be effected for example by a pneumatic control line shown in dashed lines.
  • the lower switching position of the return valve UV2 shown in Fig. 3 the lower
  • Pressure chamber D2 'of the second hydraulic cylinder 14 hydraulically isolated. With the help of provided in the upper pressure chamber D1 'of the second hydraulic cylinder 14 compression springs 22, the second component 7 is fixed or clamped in the second hydraulic cylinder 14, so that it can no longer be moved along the lifting axis Z in the second switching state of the return valve UV2.
  • the return valve UV2 establishes a hydraulic connection between the upper pressure chamber D1 of the first hydraulic cylinder 12 and the reservoir 20 in order to return the hydraulic fluid conducted into the reservoir 20 in the ratio mode back into the upper pressure chamber D1.
  • the punching device 1 has a
  • optical sensor 24 for determining the position of the second component 7 along the lifting axis Z on. It is understood that other sensors for
  • Counterforce F which exerts the workpiece 2 on the punching tool 5 can be provided in the punching device 1.
  • a further embodiment of a punching device 1, which is shown in FIG. 4, is based on that previously described in connection with FIGS. 1 to 3
  • the upper component 6 is moved via an electric punch drive 8 in the form of a linear drive along the lifting axis Z and it is realized by means of the further component 7, a hydraulic fluid transmission.
  • Punching device of Fig. 4 to the punching device 1 described above is that in the example shown in Fig. 4, both the first
  • Hydraulic cylinder 12 and the second hydraulic cylinder 14 are formed as a synchronous cylinder, i. the opposing piston surfaces or the corresponding surfaces of the pressure chambers are in each of the two
  • Hydraulic cylinder 12, 14 the same size, as described below:
  • the first, upper hydraulic cylinder 12 has a first, upper pressure chamber D1.
  • a cavity 25 is formed, in which a stationary plunger 26 of the housing 4 protrudes into and in which a second pressure chamber D2 is formed.
  • the first hydraulic cylinder 12 also has a lower, third pressure chamber D3.
  • the hydraulically effective surfaces of the pressure chambers D1 to D3 or the hydraulically active surfaces of the piston 1 1 of the first component 6 are coordinated so that the upper hydraulic cylinder 12 forms a synchronizing cylinder.
  • the second, lower hydraulic cylinder 14 also has a first, upper
  • Hydraulic cylinder 14 has an auxiliary cylinder 27, in which a further piston 28th of the second component 7 protrudes to reduce the height of the second hydraulic cylinder 14.
  • the further piston 28 is rigidly connected to the parallel guided piston 13 of the second component 7 via a support plate 29.
  • a punch of the punching device 1 may be mounted to effetzustanzen a non-illustrated in Fig. 4 workpiece 2.
  • a third pressure chamber D3 ' is formed in the auxiliary cylinder 27, which is in permanent hydraulic communication with the second, lower pressure chamber D2' of the second hydraulic cylinder 14. The hydraulically effective surfaces of the pressure chambers D1 ', D2', D3 'and the
  • Switching valves UV1, UV2, both the third pressure chamber D3 and the second pressure chamber D2 of the upper hydraulic cylinder 12 with the upper pressure chamber D1 'of the lower hydraulic cylinder 14 are hydraulically connected.
  • the hydraulically effective surfaces of the two pressure chambers D2, D3 (or the associated piston surfaces) of the upper hydraulic cylinder 12 are equal to the hydraulically effective area of the upper pressure chamber D1 'of the lower hydraulic cylinder 14.
  • the first, upper pressure chamber D1 of the first hydraulic cylinder 12 is permanently connected to the second, lower pressure chamber D2 '(and thus also to the third pressure chamber D3') of the second hydraulic cylinder 14.
  • the hydraulically effective area of the upper pressure chamber D1 of the upper hydraulic cylinder 12 corresponds to the hydraulically effective areas of the second and third pressure chambers D2 ', D3' of the lower
  • Change-over valve UV1 is connected to the hydraulic in communication with this Control line 19 is activated and switches from the first to the second switching state.
  • the first switching valve UV1 is a hydraulic
  • Hydraulic cylinder 12 the hydraulically effective area of the second pressure chamber D2 results, which acts on the hydraulically effective surface of the first pressure chamber D1 'of the second hydraulic cylinder 14. Due to the different size of the hydraulically active surfaces of the second pressure chamber D2 of the first
  • Hydraulic cylinder 14 results in the translator operation, a gear ratio of D1 '/ D2, which may for example be about 5: 1 or above.
  • Hydraulic cylinder 14 hydraulically isolated, so that the guided in this second Component 7 can not be moved further up.
  • a hydraulic connection between the first pressure chamber D1 and the third pressure chamber D3 of the upper hydraulic cylinder 12 is produced by means of the second changeover valve UV2, ie, the upper hydraulic cylinder is short-circuited.
  • the punching device 1 shown in Fig. 4 also has the advantage that no pressure tank or the like for receiving hydraulic fluid is needed, since the two hydraulic cylinders 12, 14 as a synchronous cylinder
  • Hydraulic cylinders 12, 14 are coordinated so that even in the
  • D1 ' D2 + D3.
  • D2 ' D3'.
  • the reservoir 20 ' serves as a compensation volume, more precisely as a temperature compensation volume and as a compression compensation volume.
  • the punching device 1 shown in Fig. 4 comes out with a small number of components and can therefore be realized in a compact design.
  • the area switching i. when switching between the first gear ratio and the second gear ratio, not a force jump but a steady transition, so that the (closed)
  • Punching devices 1 is that in addition a plunger 30 is provided, which serves for punching the workpiece 2 and which can be moved relative to the first component 6 and the second component 7 along the lifting axis Z.
  • the plunger 30 has a piston rod 33 on which a first piston 31 and a second piston 32 are formed.
  • the first piston 31 of the plunger 30 is slidably guided in a cavity 25 of the first component 6 in the stroke direction Z.
  • the second component 7 has a cavity 15 in which the second piston 32 of the plunger 30 is slidably guided in the stroke direction Z.
  • the second component 7 also has, on its outer side, a piston 13, which is displaceably guided in a second or single hydraulic cylinder 14 in the housing 4 of the punching device 1.
  • the first component 6, however, is not slidably guided in a hydraulic cylinder, but is driven directly by means of an electric punch drive 8, which may be formed for example as a linear drive, so that the first component 6 acts as a linear actuator.
  • Pressure chamber D1 'and a lower pressure chamber D2' of the hydraulic cylinder 14 made a hydraulic connection.
  • the piston 13 of the second component 7 or the hydraulic cylinder 14 is designed as a synchronizing cylinder, i. the upper and lower piston surface C1, C2 of the piston 13 are equal.
  • a first, upper pressure chamber D3 of the cavity 15 in the second component 7 are hydraulically separated by the second switching valve UV2 located in a first switching state, i. the upper piston 31 of the plunger 30 is clamped, so that the
  • FIG. 6 shows the punching device 1 in the translation mode, in which the threshold value of the counterforce F of the workpiece 2 has been exceeded, so that the pressure in an upper pressure chamber D3 'of the cavity 13 in the lower component 7 has risen so far that the first switching valve UV1 has switched over the control line 19 in the second switching position.
  • the upper pressure chamber D1 'and the lower pressure chamber D2' of the hydraulic cylinder 14 are hydraulically separated, so that the second component 7 is clamped in the hydraulic cylinder 14.
  • the first, acting as a linear actuator component 6 is further shifted in the translator mode by means of the punch drive 8 until the workpiece was completely punched through and the two components 6, 7 occupy the position shown in Fig. 6 ⁇ along the stroke axis Z to each other. Due to the smaller effective piston area A1 of the piston 16 of the first component 6 relative to the effective piston area A1 of the piston 16 of the first component 6 relative to the effective piston area A1 of the piston 16 of the first component 6 relative to the effective
  • the second switching valve UV 2 connects the upper pressure chamber D 3 with the lower pressure chamber D 4 of the cavity 25 of the first component 6.
  • the second changeover valve UV2 is a control valve in which the flow rate in the second switching state can be adjusted or regulated by means of the control device 21 as a function of the reset speed. In this way, during the movement of the first component 6 along the lifting axis Z, the relative movement between the plunger 30 and the first component 6 can be directly influenced. Depending on the valve opening or the flow through the serving as a return valve second switching valve UV2 of the return stroke or the relative movement between the plunger 30 and the first component 6 or between the first component 6 and the second component 7 are regulated, whereby the dynamics during the return stroke can be substantially increased.
  • the regulation is typically carried out in such a way that the provision is completed when the deceleration movement is completed.
  • the volume difference of the hydraulic fluid which occurs due to the different speeds of the plunger 30 and the first component 6 and the second component 7 in the respective pressure chambers D1 ', D2', D3, D4, D3 ', D4', by two reservoirs ( Pressure tanks) 20, 20a are compensated, in which the corresponding volume of liquid is conveyed or from which the required liquid volume of the hydraulic fluid can be removed.
  • three check valves RV1 to RV3 are arranged in the punching device 1.
  • a first compression spring 34 which defines the zero position of the first member 6 relative to the first piston 31
  • a second compression spring 35 is arranged, which for
  • Resetting serves and which on the upper pressure chamber D3 'of the cavity 13 exerts a force which increases the pressure in the upper pressure chamber D3'.
  • the second compression spring 35 thus influences the threshold value of the counterforce F, in which between the first gear ratio and the second
  • the embodiments of the punching device 1 described above can also be modified.
  • it may be dispensed with the provision of a paragraph 18 on the second component 7 or it is not mandatory a piston at the lower end of the first component 6 is required, which cooperates with such a shoulder 18.
  • the lower end face of the piston rod designed as the portion of the first component 6 serve as a hydraulically effective surface.
  • the clamping of the second component 6 can take place in the manner described in FIGS. 5 and 6, ie by hydraulically isolating the two pressure chambers D1 ', D2' of the second hydraulic cylinder 14 be, so that the piston 13 of the second component 7 is hydraulically clamped.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung (1), umfassend: ein Stanzwerkzeug (5), welches während eines Stanzhubs entlang einer Hubachse (Z) auf ein zu stanzendes Werkstück (2) zu und während eines Rückhubs von dem gestanzten Werkstück (2) weg bewegbar ist, wobei das Stanzwerkzeug (5) ein erstes Bauteil (6) und ein zweites Bauteil (7) aufweist, die zur gemeinsamen Bewegung entlang der Hubachse (Z) hydraulisch koppelbar sind, sowie einen Stanzantrieb (8) zum Bewegen des ersten Bauteils (6) entlang der Hubachse (Z), wobei die Stanzvorrichtung (1) ausgebildet ist, während des Stanzhubs das zweite Bauteil (7) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) zu bewegen und, sofern bei dem Stanzhub ein Schwellwert einer Gegenkraft (F) überschritten wird, die das zu stanzende Werkstück (2) auf das Stanzwerkzeug (5) ausübt, das zweite Bauteil (7) mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) zu bewegen. Die Stanzvorrichtung (1) ist ausgebildet, zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs (5) entlang der Hubachse (Z) eine unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks (2) eingenommene relative Position (∆P') der beiden Bauteile (6, 7) zueinander beizubehalten. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks (2).

Description

Stanzvorrichtung und Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung, umfassend: ein
Stanzwerkzeug, welches während eines Stanzhubs entlang einer Hubachse auf ein zu stanzendes Werkstück zu und während eines Rückhubs von dem gestanzten Werkstück weg bewegbar ist, wobei das Stanzwerkzeug ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, die zur gemeinsamen Bewegung entlang der Hubachse hydraulisch koppelbar sind, sowie einen Stanzantrieb zum Bewegen des ersten Bauteils entlang der Hubachse, wobei die Stanzvorrichtung ausgebildet ist, während des Stanzhubs das zweite Bauteil mit einem ersten Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil zu bewegen und, sofern bei dem Stanzhub ein Schwellwert einer Gegenkraft überschritten wird, die das zu stanzende Werkstück auf das
Stanzwerkzeug ausübt, das zweite Bauteil mit einem zweiten, vom ersten
verschiedenen Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil zu bewegen. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks. Aus der EP 1 593 444 A1 ist eine Stanzvorrichtung bekannt geworden, welche ein Stanzwerkzeug aufweist, das entlang einer longitudinalen Achse bewegbar ist. Die Stanzvorrichtung weist eine Antriebseinrichtung auf, um das Stanzwerkzeug in einer linearen, pendeiförmigen Bewegung zu bewegen, welche einen Abwärtshub und einen Rückhub umfasst. Beim Stanzen einer Metallplatte übt die Metallplatte während des Abwärtshubs eine entgegen der Bewegungsrichtung des
Stanzwerkzeugs gerichtete Kraft auf das Stanzwerkzeug aus. Das Stanzwerkzeug weist ein erstes Bauteil auf, das während des Abwärtshubs und des Rückhubs mit einem vorgegebenen ersten Bewegungsgesetz von der Antriebseinrichtung bewegt wird. Das Stanzwerkzeug weist auch ein zweites Bauteil auf, das im Betrieb mit einem Stößel zum Stanzen der Metallplatte zusammenwirkt. Das zweite Bauteil ist mit dem ersten Bauteil in gleitender Weise verbunden. Sofern die Gegenkraft unter einem vorgegebenen Wert liegt, wird das zweite Bauteil bei dem Abwärtshub axial im Wesentlichen mit demselben Bewegungsgesetz bewegt wie das erste Bauteil. Die Stanzvorrichtung weist auch Druckmittel auf, um das zweite Bauteil mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Bewegungsgesetz zu bewegen, wenn die Gegenkraft zumindest dem vorgegebenen Wert entspricht.
Das erste Bauteil des Stanzwerkzeugs wird durch eine Antriebseinrichtung bewegt, die einen auf eine Gewindespindel einwirkenden Elektromotor umfasst. Wird der vorgegebene Wert der Gegenkraft überschritten, reicht die Kraft des Elektromotors nicht aus, um das Werkstück durchzustanzen. In diesem Fall werden die Druckmittel aktiviert, um die auf das Werkstück ausgeübte Kraft zu verstärken und das
Werkstück durchzustanzen. Das erste Bauteil wird in diesem Fall auf das zweite Bauteil zu bewegt, das an dem Werkstück anliegt und daher zunächst an einer weiteren Bewegung nach unten gehindert ist. Durch die Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil wird die hydraulische Kraft auf das zweite Bauteil verstärkt. Wenn das erste Bauteil nach dem Durchstanzen des Werkstücks wieder nach oben bewegt wird, entfernt sich das erste Bauteil entlang der Hubachse zunächst vom zweiten Bauteil, bis das erste Bauteil an einem
Anschlag des zweiten Bauteils anliegt, so dass dieses das zweite Bauteil bei dem Rückhub nach oben mitnehmen kann. Aus der EP 0 575 343 B1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer zweistufigen linearen Bewegung bekannt geworden, bei welcher eine bewegbare Baueinheit einen Hydraulikkolben mit einem Hohlraum aufweist, in den ein Tauchkolben ragt. Der Hydraulikkolben trägt eine von einem Elektromotor drehbare Spindel und der Tauchkolben ist mittels der Spindel in dem Hydraulikkolben und einem
Hydraulikzylinder axial verschiebbar, um in diesem einen Druck aufzubauen. Die Vorrichtung kann einen Hilfszylinder aufweisen, der mit dem Zylinderraum des Hydraulikzylinders in Verbindung steht. In dem Hilfszylinder befindet sich ein Kolben, der mit dem Hydraulikkolben über eine Trägerplatte gekoppelt ist und sich
gleichförmig mit diesem bewegt.
Aus der US 2009/0084277 A1 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, welche einen Verbindungsmechanismus zur Verbindung eines Ausgangs-Schafts mit einem Eingangs-Schaft aufweist, derart, dass diese nicht relativ zueinander bewegbar sind. Um den Ausgangs-Schaft mit hohem Druck zu beaufschlagen, ist ein Fluiddruck- Mechanismus vorgesehen, der ausgebildet ist, eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ausgangs-Schaft und dem Eingangs-Schaft herzustellen, um diese relativ zueinander zu bewegen. Der Verbindungsmechanismus erkennt den Kontakt des Ausgangs-Schafts mit dem Werkstück und löst die Verbindung zwischen dem Ausgangs-Schaft und dem Eingangs-Schaft. Wird der Eingangs-Schaft nach dem Durchstanzen des Werkstücks in eine Position vor der Hochdruck-Beaufschlagung zurückgeführt, kann die Verbindung durch den Verbindungsmechanismus
automatisch wiederhergestellt werden. Eine ähnliche Vorrichtung, bei der eine Durchgangsbohrung, die sich von einer zweiten Flüssigkeitskammer in axialer Richtung erstreckt, die zwischen dem Ausgangs-Schaft und einem Befestigungsteil gebildet ist, ist aus der EP 1 652 660 A1 bekannt geworden.
Eine Stanzmaschine, die bei einem Motor mit konstanter Leistung sowohl eine Bewegung mit geringer Druckkraft und hoher Geschwindigkeit vor dem stanzenden Bearbeiten als auch eine Bewegung mit hoher Druckkraft und geringer
Geschwindigkeit beim stanzenden Bearbeiten eines Werkstücks ermöglichen soll, ist aus der JP 2000-141092 A bekannt geworden. Zu diesem Zweck ist in einem
Gehäuse eine Ölkammer gebildet und es ist ein erster Kolben vorgesehen, der an seinem vorderen Ende am hinteren Ende eines zweiten Kolbens befestigt ist. Der erste Kolben weist eine Druckerzeugungsfläche auf und der zweite Kolben weist an seinem hinteren Ende eine Druckaufnahmefläche auf, deren Oberfläche größer ist als die Oberfläche der Druckerzeugungsfläche. Aus der WO 201 1/079333 A2 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Biegepresse bekannt geworden, die einen feststehenden Pressenbalken und einen mittels einer einen hydraulischen Linearaktuator aufweisenden Balkenstelleinrichtung
verstellbaren Pressenbalken umfasst. Der Linearaktuator weist eine erste
Kolbenanordnung mit einem ersten Kolben auf, der einen Zylinderraum in einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum unterteilt. Der Linearaktuator weist auch in einem weiteren Zylinderraum eine weitere Kolbenanordnung mit einem weiteren Kolben und zumindest einem weiteren Druckraum auf. Die erste
Kolbenanordnung und die zweite Kolbenanordnung sind miteinander gekoppelt. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks insbesondere hinsichtlich der erreichbaren Hubzahl zu verbessern.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stanzvorrichtung der eingangs genannten Art, welche ausgebildet ist, zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs entlang der Hubachse eine unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks eingenommene relative Position der beiden Bauteile zueinander beizubehalten. Unter Bauteilen werden im Sinne dieser
Anmeldung nicht zwingend einteilige Bauteile verstanden, vielmehr kann ein jeweiliges Bauteil aus mehreren starr miteinander verbundenen Bauelementen zusammengesetzt sein.
Bei der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung wird ein Stanzantrieb, insbesondere ein elektrischer Stanzantrieb, verwendet, um das erste Bauteil entlang der Hubachse zu bewegen. Um einen möglichst großen Bereich der auf das Werkstück aufbringbaren Stanzkraft abzudecken, realisiert die Stanzvorrichtung zwei Kraftstufen, von denen die erste durch den Stanzantrieb (ggf. in Kombination mit einer Fluidübersetzung) realisiert wird, während die zweite Kraftstufe mit größerer Stanzkraft durch ein größeres Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil realisiert wird. Die hydraulische Kopplung zwischen den beiden Bauteilen, die typischer Weise als Kolbenbauteile realisiert sind, wird bei der
Stanzvorrichtung durch einen geschlossenen Hydraulikkreis realisiert, d.h. es sind keine Hydraulikaggregate (Pumpen etc.) für die Erhöhung der Stanzkraft bzw. des Übersetzungsverhältnisses erforderlich.
Um bei einer solchen energieeffizienten Stanzvorrichtung eine möglichst große Hubzahl zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die relative Position bzw. Lage, welche die beiden Bauteile unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks zueinander einnehmen, zumindest entlang einer Teilstrecke des
Rückhubs entlang der Hubachse einzufrieren. Mit anderen Worten werden nach dem Durchstanzen die beiden Bauteile von dem Werkstück weg bewegt, ohne dass es zu einer Relativbewegung der beiden Bauteile zueinander kommt. Dies gilt sowohl für den Betrieb der Stanzvorrichtung mit dem ersten Übersetzungsverhältnis als auch für den Betrieb der Stanzvorrichtung mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis.
Der Rückhub beginnt im unteren Totpunkt der beiden Bauteile nach dem
Durchstanzen des Werkstücks. Die Teilstrecke des Rückhubs, in der die relative Position der beiden Bauteile eingefroren ist, ist typischer Weise so groß gewählt, dass der Stanzstempel bzw. das Stanzwerkzeug vollständig aus dem Werkstück zurückgezogen ist, bevor das Einfrieren der relativen Position der beiden Bauteile aufgehoben wird. Durch das Einfrieren der relativen Position der beiden Bauteile kann das Stanzwerkzeug entlang dieser Teilstrecke sehr schnell vom Werkstück weg bewegt werden. Dadurch kann das Werkstück schon kurz nach dem Durchstanzen seitlich relativ zum Stanzwerkzeug verschoben und geeignet für einen
nachfolgenden Stanzhub positioniert werden. Das Einfrieren der relativen Position wird typischer Weise aufgehoben, wenn das zweite Bauteil eine definierte Lage (Referenzlage) entlang der Hubachse eingenommen hat. Ist die Referenzlage erreicht, wird typsicher Weise das zweite Bauteil hydraulisch (ggf. unter zusätzlicher Zuhilfenahme einer Federkraft) eingespannt, d.h. in seiner Referenzlage entlang der Hubachse festgehalten. Das erste Bauteil wird dann mittels des Stanzantriebs relativ zum zweiten Bauteil entlang der Hubachse weiter verschoben, bis dieses den oberen Totpunkt der Pendelbewegung des Stanzwerkzeugs erreicht hat. Alternativ ist es auch möglich, einen so genannten fliegenden Reset bzw. eine fliegende
Rücksetzung vorzunehmen. In diesem Fall wird während des Rücksetzens das zweite Bauteil entlang der Hubachse bewegt, d.h. es ist nicht erforderlich, das Rücksetzen an einer Rückstellposition des zweiten Bauteils vorzunehmen.
Die Stanzvorrichtung kann insbesondere ausgebildet sein, das erste und das zweite Bauteil mit einem ersten Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 zu bewegen, wenn der Schwellwert der Gegenkraft nicht überschritten wird. Das zweite
Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil, d.h. das Verhältnis zwischen der Strecke, welche das erste Bauteil entlang der Hubachse zurücklegt, und der Strecke, welche gleichzeitig das zweite Bauteil entlang der Hubachse zurücklegt, ist zum Erreichen der erhöhten Kraftübertragung typischer Weise größer als das erste Übersetzungsverhältnis und kann beispielsweise bei mehr als 5 : 1 , 8 : 1 , etc. liegen.
Ist das erste Übersetzungsverhältnis 1 :1 und wird der Schwellwert der Gegenkraft bei dem Stanzhub nicht überschritten, ist keine Veränderung der relativen Position der beiden Bauteile erfolgt, so dass diese beim Rückhub mit der gleichen relativen Position zueinander zum oberen Totpunkt zurück bewegt werden, ohne dass eine Rücksetzung erforderlich ist. In diesem Fall kann nach dem Rückhub des
Stanzwerkzeugs unmittelbar ein neuer Stanzhub durchgeführt werden. Ist bei dem Stanzhub eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen erfolgt, d.h. wurde der Schwellwert der Gegenkraft überschritten, so ist es zur Durchführung eines weiteren Stanzhubs erforderlich, dass die beiden Bauteile erneut die relative Position einnehmen, welche diese vor dem Umschalten auf das zweite
Übersetzungsverhältnis eingenommen haben, wie oben näher beschrieben wurde.
Bei einer Ausführungsform ist in dem zweiten Bauteil ein Hohlraum gebildet, in den ein einen Kolben bildender Abschnitt des ersten Bauteils hinein ragt. Der Hohlraum bildet einen Hydraulikzylinder, in dem der den Kolben bildende Abschnitt des ersten Bauteils linear verschiebbar geführt ist. Unter einem einen Kolben bildenden Abschnitt wird im Sinne dieser Anmeldung auch ein Ende einer Kolbenstange verstanden, deren Stirnseite eine wirksame Kolbenfläche bildet. In diesem Fall ist der Durchmesser der Kolbenstange geringfügig kleiner als der Durchmesser des
Hohlraums. In dem Hohlraum kann ein Absatz gebildet sein, an dem der Kolben während des Betriebs mit dem ersten Übersetzungsverhältnis anliegt. Wird in das zweite Übersetzungsverhältnis umgeschaltet, wird der Kolben von dem Absatz abgehoben. Steht der Hohlraum in diesem Fall mit einem Hydraulikzylinder in
Fluidverbindung, in dem das zweite Bauteil geführt ist, kann auf diese Weise das zweite Übersetzungsverhältnis realisiert werden. Auch kann der Absatz bei einem Rückhub zur Anlage des Kolbens dienen, um das zweite Bauteil bei der Rückhub- Bewegung mitzunehmen, sofern die hydraulische Kopplung aufgrund eines Fehlers dies nicht ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das erste Bauteil einen ersten Kolben auf, der in einem ersten Hydraulikzylinder in Hubrichtung verschiebbar geführt ist. Durch die Bewegung des ersten Bauteils und somit des Kolbens in dem ersten
Hydraulikzylinder kann aufgrund einer hydraulischen Kopplung mit einem zweiten Hydraulikzylinder eine Kraftübertragung auf das zweite Bauteil erfolgen, so dass dieses gemeinsam mit dem ersten Bauteil entlang der Hubachse bewegt wird, ohne dass zu diesem Zweck ein eigener Antrieb erforderlich ist. Wie weiter unten beschrieben wird, ist es jedoch nicht zwingend erforderlich, dass das erste Bauteil einen in einem Hydraulikzylinder geführten Kolben aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Bauteil einen zweiten Kolben auf, der in einem zweiten Hydraulikzylinder in Hubrichtung verschiebbar geführt ist. Durch eine geeignete hydraulische Kopplung des zweiten Hydraulikzylinders mit dem ersten Bauteil, genauer gesagt mit dem ersten Hydraulikzylinder, in dem der Kolben des ersten Bauteils verschiebbar geführt ist, kann auf einfache Weise eine
hydraulische Kraftübertragung zwischen den beiden Bauteilen realisiert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform stimmt im Betrieb der Stanzvorrichtung mit dem ersten Übersetzungsverhältnis eine wirksame Kolbenfläche des ersten Bauteils mit einer wirksamen Kolbenfläche des zweiten Bauteils überein. Bei der
hydraulischen Kopplung des ersten und zweiten Hydraulikzylinders kann beim Vorliegen gleicher wirksamer Kolbenflächen des ersten und des zweiten Kolbens ein erstes Übersetzungsverhältnis von 1 :1 realisiert werden. Gegebenenfalls weisen das erste und/oder das zweite Bauteil zusätzlich zu den an dem ersten und zweiten Kolben gebildeten wirksamen Kolbenflächen noch weitere wirksame Kolbenflächen auf, beispielsweise an weiteren Kolben, die in weiteren Hydraulikzylindern
verschiebbar geführt sind. Auch die Kolbenflächen dieser weiteren Kolben tragen zur wirksamen Kolbenfläche der beiden Bauteile bei.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind der erste Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder sowohl beim Betrieb der Stanzvorrichtung mit dem ersten
Übersetzungsverhältnis als auch im Betrieb mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis als Gleichlaufzylinder ausgebildet. Bei einem Gleichlaufzylinder sind die beiden gegenüber liegenden Seiten der wirksamen Kolbenflächen gleich groß, so dass der Kolben mit derselben Geschwindigkeit auf das Werkstück zu und von diesem weg bewegt wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn beide
Hydraulikzylinder als Gleichlaufzylinder ausgebildet sind, da in diesem Fall auf das Vorsehen eine Reservoirs für Druckflüssigkeit (Tank) als Ausgleichsspeicher sowie auf Nachsaugventile vollständig verzichtet werden kann. Es ist ggf. lediglich erforderlich, während des Stanzvorganges die drucklose Seite mit einem
Ausgleichsspeicher mit sehr kleinem Volumen zu verbinden, der der Kompensation des Kompressions- und des Temperaturausgleichsvolumens dient. Um die beiden Hydraulikzylinder in beiden Übersetzungsverhältnissen als Gleichlaufzylinder auszubilden, ist es erforderlich, die wirksamen Kolbenflächen der beiden Bauteile bzw. der beiden Hydraulikzylinder geeignet aufeinander abzustimmen. Es versteht sich, dass bei einer solchen Abstimmung auch ggf. vorhandene weitere wirksame Kolbenflächen, z.B. in einem Hilfszylinder (s.u.), berücksichtigt werden müssen.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das erste Bauteil einen Hohlraum auf, in den ein ortsfester Kolben des ersten Hydraulikzylinders hinein ragt. Durch den Kolben kann die Hublänge des ersten Hydraulikzylinders reduziert werden. Dies ist insbesondere bei der weiter oben beschriebenen Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher Gleichlaufzylinder verwendet werden, da Gleichlaufzylinder aus
konstruktiven Gründen in der Regel einen erhöhten Platzbedarf benötigen. Bei einer Ausführungsform umfasst der zweite Hydraulikzylinder einen Hilfszylinder, in den ein weiterer Kolben des zweiten Bauteils hinein ragt. Der beispielsweise über eine gemeinsame Trägerplatte an dem zweiten Bauteil starr befestigte weitere Kolben bewegt sich gleichförmig mit dem zweiten Kolben des zweiten Bauteils entlang der Hubachse. Der Hilfszylinder ist neben bzw. parallel zum Hauptzylinder des zweiten Hydraulikzylinders angebracht, so dass durch diesen die Hublänge des zweiten Hydraulikzylinders reduziert werden, was insbesondere für den Fall günstig ist, dass der zweite Hydraulikzylinder als Gleichlaufzylinder ausgebildet ist. Bei einer weiteren Ausführungsform trägt das zweite Bauteil einen Stanzstempel der Stanzvorrichtung bzw. das zweite Bauteil wirkt selbst als Stößel. In diesem Fall kontaktiert das zweite Bauteil, genauer gesagt dessen Stanzstempel, das Werkstück, um dieses bei dem Stanzhub durchzustanzen. Die Stanzvorrichtung kann eine Messeinrichtung, beispielsweise in Form eines optischen oder mechanischen
Sensors aufweisen, um die Position des Stanzstempels bzw. des zweiten Bauteils entlang der Hubachse zu detektieren und ggf. zu regeln oder beispielsweise eine Rückstellposition zu detektieren, bei welcher die Rückstellung erfolgen soll.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist das erste Bauteil einen Hohlraum auf, in dem ein Kolben eines Stößels der Stanzvorrichtung in Hubrichtung verschiebbar geführt ist. In diesem Fall dient nicht das zweite Bauteil als Stößel, vielmehr ist in dem zweiten Bauteil ebenfalls ein Hohlraum gebildet, durch den der Stößel in axialer Richtung hindurch geführt ist, um mit seinem dem ersten Bauteil abgewandten Ende das Werkstück durchzustanzen. Der Stößel weist in diesem Fall typischer Weise einen zweiten Kolben auf, der in dem als Hydraulikzylinder dienenden Hohlraum des zweiten Bauteils linear verschiebbar geführt ist. Eine Stanzvorrichtung mit einer solchen Bauweise hat sich insbesondere bei der Realisierung der weiter oben beschriebenen fliegenden Rücksetzung als vorteilhaft erwiesen, da in diesem Fall die Rücksetzung direkt durch eine hydraulische Kopplung zwischen zwei den Kolben des Stößels umgebenden Druckräumen des ersten Bauteils erfolgen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Stanzvorrichtung mindestens ein hydraulisches Umschaltventil zum Umschalten zwischen einer Bewegung der beiden Bauteile mit dem ersten Übersetzungsverhältnis und einer Bewegung der beiden Bauteile mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis, wenn der Schwellwert der
Gegenkraft des Werkstücks auf das Stanzwerkzeug überschritten wird. Das
Umschaltventil schaltet typischer Weise zwischen zwei Schaltzuständen um, in denen unterschiedliche Fluidpfade für das Hydraulikfluid (typischer Weise ein
Hydrauliköl) gesperrt und/oder freigegeben werden. Das Umschalten vom ersten in den zweiten Schaltzustand (und umgekehrt) kann mit Hilfe einer Steuereinrichtung der Stanzvorrichtung erfolgen, welche mit einer Sensoreinrichtung gekoppelt ist, welche die Gegenkraft misst, die das Werkstück auf das Stanzwerkzeug ausübt. Das Umschalten vom zweiten in den ersten Schaltzustand des Umschaltventils erfolgt typischer Weise, wenn die Gegenkraft wieder unter den Schwellwert absinkt. Das Umschaltventil kann ggf. von einer Steuereinrichtung gezielt aktiviert, d.h. vom ersten in den zweiten Schaltzustand umgeschaltet werden, auch wenn die
Gegenkraft kleiner als der Schwellwert ist. Dies ist ggf. erforderlich, um beim
Rückhub eine Rückstellung zu bewirken, d.h. um eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen zu ermöglichen, beispielsweise indem das zweite Bauteil in seiner Lage entlang der Hubachse fixiert wird.
Bei einer Weiterbildung weist das Umschaltventil eine hydraulische Steuerleitung auf, die mit einem druckseitigen Druckraum des Stanzwerkzeugs verbunden ist, um beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft zwischen der Bewegung der beiden Bauteile mit dem ersten Übersetzungsverhältnis und der Bewegung der beiden Bauteile mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis umzuschalten. Unter einem druckseitigen Druckraum des Stanzwerkzeugs wird ein Druckraum verstanden, der von einer Kolbenfläche eines der beiden Bauteile begrenzt wird, welche an der dem Werkstück abgewandten Seite des Bauteils angeordnet ist. In einem solchen
Druckraum erhöht sich der Druck, wenn die Gegenkraft des Werkstücks auf das Stanzwerkzeug zunimmt. Das Umschaltventil bzw. die Steuerleitung sind so ausgebildet, dass das Umschaltventil automatisch umschaltet, wenn ein
Druckschwellwert in dem druckseitigen Druckraum überschritten wird, der dem gewünschten Schwellwert des Gegendrucks des Werkstücks entspricht. Wird der Druckschwellwert unterschritten, schaltet das Umschaltventil automatisch in den ersten Schaltzustand zurück. Gegebenenfalls kann das Umschaltventil für den Fall, dass der Druckschwellwert unterschritten ist, mittels einer zusätzlichen Steuerleitung vom ersten in den zweiten Schaltzustand umgeschaltet werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stanzvorrichtung eine Rücksteileinrichtung mit mindestens einem hydraulischen Rückstellventil zum Verändern der relativen Position der beiden Bauteile während oder nach dem
Rückhub entlang der Hubachse. Das Rückstellventil wird typischer Weise
unabhängig vom Gegendruck des Werkstücks mit Hilfe einer Steuereinrichtung aktiviert. Die Steuereinrichtung kann das Rückstellventil grundsätzlich an einer beliebigen Position des Stanzwerkzeugs beim Rückhub entlang der Hubachse aktivieren, um die relative Position der beiden Bauteile zu verändern bzw. um die ursprüngliche relative Position der beiden Bauteile beim Beginn des Stanzhubs wiederherzustellen. In der Regel sollte vor dem Aktivieren des Rückstellventils die Bewegung des zweiten Bauteils entlang der Hubachse angehalten werden, d.h. das zweite Bauteil sollte sich in einer Rückstellposition befinden und sich bei der
Aktivierung des Rückstellventils nicht bewegen.
Um die Rückstellung zu bewirken, wirkt das Rückstellventil auf den Hydraulikkreis der Stanzvorrichtung in geeigneter Weise ein, wobei eine Mehrzahl von
Möglichkeiten für eine solche Einwirkung bestehen, wie weiter unten beschrieben wird. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, kann es ggf. erforderlich sein, ein weiteres hydraulisches Ventil zu aktivieren, um die Rückstellung zu bewirken. Bei dem weiteren Ventil kann es sich insbesondere um das Umschaltventil handeln, welches von der Steuereinrichtung gleichzeitig mit dem Rückstellventil aktiviert wird und somit selbst als Rückstellventil dient.
Bei einer Weiterbildung ist das Rückstellventil als Regelventil ausgebildet. Wird die Rückstellung nicht in einer ortsfesten Rückstellposition des zweiten Bauteils, sondern während der Bewegung des zweiten Bauteils entlang der Hubachse vorgenommen, tritt bei der Rückstellung ein Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten auf, mit denen das erste und das zweite Bauteil bewegt werden. In diesem Fall ist es daher günstig, ggf. sogar erforderlich, das Rückstellventil als Regelventil auszubilden. Ein Regelventil kann nicht nur zwischen zwei Schaltstellungen umgeschaltet werden, vielmehr kann zumindest in einer der Schaltstellungen den Durchfluss durch das Regelventil mittels einer Steuereinrichtung gesteuert bzw. geregelt werden. Die Regelung des Durchflusses kann derart erfolgen, dass die Rückstellung abgeschlossen ist, wenn die beiden Bauteile eine vorgegebene relative Position zueinander einnehmen, die typischer Weise der relativen Position vor dem
Umschalten vom ersten in das zweite Übersetzungsverhältnis entspricht. Die
Verwendung eines Regelventils hat sich insbesondere bei der weiter oben
beschriebenen Ausführungsform als günstig erwiesen, bei welcher das erste Bauteil einen Hohlraum aufweist, in dem ein Stößel der Stanzvorrichtung verschiebbar geführt ist. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist das Rückstellventil ausgebildet, zum Verändern der Positionierung der beiden Bauteile relativ zueinander, d.h. in der aktiven Schaltstellung, mindestens einen Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders hydraulisch zu isolieren, d.h. eine Fluidverbindung zu dem Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders zu sperren. In einem weiteren Druckraum des zweiten
Hydraulikzylinders können Federn angebracht sein, welche das zweite Bauteil gegen den isolierten Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders andrücken. Auf diese Weise wird das zweite Bauteil in dem zweiten Hydraulikzylinder in seiner Position entlang der Hubachse fixiert, während das erste Bauteil bei der Rücksetzung relativ zum zweiten Bauteil verschoben wird. Alternativ zur Fixierung des zweiten Bauteils in dem zweiten Hydraulikzylinder mit Hilfe von Druckfedern ist es auch möglich, das zweite Bauteil in dem zweiten Hydraulikzylinder einzuspannen bzw. zu fixieren, indem der andere Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders ebenfalls hydraulisch isoliert wird. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Umschaltventil ausgebildet, beim
Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft eine hydraulische Verbindung zwischen einem Druckraum des ersten Hydraulikzylinders und einem Reservoir für ein Hydraulikfluid herzustellen. In diesem Fall wird in der Schaltstellung des
Umschaltventils, in dem das zweite Übersetzungsverhältnis vorliegt, ein Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum des ersten Hydraulikzylinders in das Reservoir (typischer Weise einen Hochdruck-Tank) gefördert. In einer ersten
Schaltstellung kann das Umschaltventil dazu dienen, um eine Fluidverbindung zwischen einem Druckraum des ersten Hydraulikzylinders und einem Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders herzustellen, die beim Umschalten getrennt wird. In der nicht aktiven Schaltstellung des Rückstellventils kann dieses einen weiteren
Druckraum des ersten Hydraulikzylinders mit einem Druckraum des zweiten
Hydraulikzylinders verbinden. Wird das Rückstellventil aktiviert und diese Verbindung unterbrochen, ist der Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders abgeschlossen bzw. hydraulisch isoliert.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Umschaltventil ausgebildet ist, beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Druckraum des ersten Hydraulikzylinders herzustellen. In diesem Fall wird in der Schaltstellung des Umschaltventils, in dem das zweite Übersetzungsverhältnis vorliegt, ein Teil der Hydraulikflüssigkeit aus einem ersten Druckraum des ersten Hydraulikzylinders nicht in ein Reservoir, sondern in einen zweiten Druckraum des ersten Hydraulikzylinders gefördert. Auf diese Weise kann auf das Vorsehen eines Drucktanks bzw. eines Druckreservoirs verzichtet werden. Diese Ausführungsform kann insbesondere realisiert sein, wenn beide Hydraulikzylinder in beiden Übersetzungsverhältnissen als Gleichlaufzylinder ausgebildet sind.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Umschaltventil ausgebildet, beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Druckraum des zweiten
Hydraulikzylinders zu trennen, genauer gesagt die beiden Druckräume des zweiten Hydraulikzylinders hydraulisch zu isolieren. Auf diese Weise wird das in dem zweiten Hydraulikzylinder geführte zweite Bauteil eingespannt bzw. bei der Bewegung in Hubrichtung fixiert. Bei dieser Ausführungsform dient typischer Weise ein in dem zweiten Bauteil geführter Stößel zum Durchstanzen des Werkstücks. Im ersten Schaltzustand des Umschaltventils sind typischer Weise der erste und der zweite Druckraum des zweiten Hydraulikzylinders miteinander hydraulisch verbunden. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist das Rückstellventil ausgebildet, zum Verändern der Positionierung der beiden Bauteile relativ zueinander eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten Druckraum und einem zweiten Druckraum des in dem ersten Bauteil gebildeten Hohlraums herzustellen. Das Rückstellventil ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt als Regelventil ausgebildet und ermöglicht es, die relative Position zwischen einem in dem Hohlraum des ersten Bauteils geführten Stößels und dem ersten Bauteil entlang der Hubachse zu verändern. Im ersten Schaltzustand des Rückstellventils trennt dieses typischer Weise die Verbindung zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum des Hohlraums im ersten Bauteil bzw. isoliert die beiden Druckräume hydraulisch, so dass der Stößel in dem ersten Bauteil eingespannt bzw. fixiert wird und gemeinsam mit dem ersten Bauteil ohne eine Veränderung der relativen Position zum ersten Bauteil entlang der Hubachse verschoben werden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Stanzvorrichtung zusätzlich eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Stanzantriebs sowie zur Ansteuerung mindestens eines Rückstellventils der Rücksteileinrichtung. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Aktivierung des mindestens einen Rückstellventils der Rücksteileinrichtung zur Veränderung der relativen Position der beiden Bauteile zueinander entweder in einer Rückstellposition erfolgen, in welcher das erste Bauteil (und somit das zweite Bauteil) nicht verschoben wird, oder die Rückstellung kann fliegend erfolgen, d.h. während die beiden Bauteile entlang der Hubachse
verschoben werden. In beiden Fällen ist eine Koordination zwischen dem
Stanzantrieb und der Aktivierung bzw. Deaktivierung des mindestens einen
Rückstellventils erforderlich, welche die Steuereinrichtung übernimmt. Es versteht sich, dass die Steuereinrichtung ggf. auch zur Regelung des Stanzhubes bzw. der Bewegung des Stanzwerkzeugs dienen kann. In diesem Fall steht die
Steuereinrichtung mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung, welche die Position des ersten Bauteils, des zweiten Bauteils und/oder des Stößels entlang der Hubachse sowie ggf. die von dem Werkstück auf das Stanzwerkzeug ausgeübte Gegenkraft messen.
Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks, umfassend: Bewegen eines
Stanzwerkzeugs, welches ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, die hydraulisch koppelbar sind, bei einem Stanzhub entlang einer Hubachse auf ein zu stanzendes Werkstück zu, wobei während des Stanzhubs das zweite Bauteil mit einem ersten Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil bewegt wird und, sobald ein Schwellwert einer Gegenkraft überschritten wird, die das zu stanzende Werkstück auf das Stanzwerkzeug ausübt, das zweite Bauteil mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil bewegt wird, Durchstanzen des Werkstücks mittels des Stanzwerkzeugs, sowie Bewegen des Stanzwerkzeugs von dem gestanzten Werkstück weg während eines Rückhubs entlang der Hubachse. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs eine unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks eingenommene Position der beiden Bauteile relativ zueinander entlang der Hubachse beibehalten wird. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann als erstes Übersetzungsverhältnis insbesondere ein
Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 gewählt werden. Das Verfahren kann insbesondere die weiter oben im Zusammenhang mit der Stanzvorrichtung beschriebenen
Ausführungsformen als vorteilhafte Varianten umfassen.
Bei einer vorteilhaften Variante umfasst das Verfahren zusätzlich: Verändern der relativen Position der beiden Bauteile zueinander während des Rückhubs entlang der Hubachse zum Wiederherstellen einer relativen Position, welche die beiden Bauteile vor dem Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft zueinander eingenommen haben. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es für das Durchführen eines neuen Stanzhubs günstig bzw. erforderlich, die beiden Bauteile in eine relative Position entlang der Hubachse zu bewegen, welche diese vor dem Umschalten vom ersten in das zweite Übersetzungsverhältnis relativ zueinander eingenommen haben.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches zur
Durchführung aller Schritte des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschlie- ßende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Stanzvorrichtung mit einem Stanzwerkzeug mit zwei relativ zueinander entlang einer Hubachse beweglichen Bauteilen beim Beginn eines Stanzhubs,
Fig. 2 eine Darstellung analog Fig. 1 mit dem Stanzwerkzeug in einem unteren
Totpunkt eines Stanzhubs, in dem die beiden Bauteile eine veränderte relativen Position zueinander einnehmen, Fig. 3 eine Darstellung analog Fig. 1 und Fig. 2 mit dem Stanzwerkzeug in einer
Rückstellposition, in welche die beiden Bauteile während eines Rückhubs unter Beibehaltung ihrer relativen Position entlang der Hubachse verschoben wurden, Fig. 4 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
Stanzvorrichtung, in welcher die beiden Bauteile in zwei
Gleichlaufzylindern in Hubrichtung verschiebbar geführt sind,
Fig. 5 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
Stanzvorrichtung mit zwei Bauteilen, in deren Hohlräumen eine
Kolbenstange eines Stößels verschiebbar geführt ist, im Betrieb mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, und
Fig. 6 eine Darstellung der Stanzvorrichtung von Fig. 5 im Betrieb mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Übersetzungsverhältnis.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche oder funktionsgleiche
Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet. Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Stanzvorrichtung 1 zum Stanzen eines plattenformigen Werkstücks 2, welches in einer Auflageebene (XY-Ebene) auf einer Matrize 3 angeordnet ist, die in einem vorgegebenen Abstand L von einem Gehäuse 4 des oberen Teils der Stanzvorrichtung 1 angeordnet ist. Sowohl die Matrize 3 als auch das Gehäuse 4 sind im hier gezeigten Beispiel ortsfest, d.h. diese bewegen sich nicht entlang einer Hubachse (Z-Richtung) senkrecht zur Auflageebene. Dies gilt nicht für ein in Fig. 1 ebenfalls gezeigtes Stanzwerkzeug 5, welches wie alle entlang der Hubachse Z beweglichen Teile der Stanzvorrichtung 1 zur Unterscheidung gegenüber den ortsfesten Bauteilen ohne eine Schraffur dargestellt ist.
Das entlang der Hubachse Z bewegliche bzw. verschiebbare Stanzwerkzeug 5 umfasst ein erstes Bauteil 6 und ein zweites Bauteil 7, deren relative Position ΔΡ entlang der Hubachse Z verändert werden kann, wie weiter unten näher beschrieben wird. Das erste Bauteil 6 ist mit einem Stanzantrieb 8 gekoppelt, welcher als elektrischer Antrieb z.B. in Form eines Torque-Motors ausgebildet ist, der auf eine Gewindemutter 8a einwirkt, die eine an dem ersten Bauteil 6 gebildete
Kugelrollspindel 9 in eine Drehbewegung versetzt, um das erste Bauteil 6 entlang der Hubachse Z zu verschieben. Das erste Bauteil 6 der Stanzvorrichtung 1 weist eine Kolbenstange 10 auf, an welcher ein erster, oberer Kolben 1 1 gebildet ist, der in einem ersten, oberen
Hydraulikzylinder 12 in Hubrichtung Z verschiebbar geführt ist. Entsprechend weist auch das zweite Bauteil 7 einen Kolben 13 auf, der in einem zweiten, unteren in dem Gehäuse 4 gebildeten Hydraulikzylinder 14 verschiebbar geführt ist. In das zweite Bauteil 7 ist ein Hohlraum 15 eingebracht, in den ein einen weiteren, unteren Kolben 16 bildender endseitiger Abschnitt der Kolbenstange 10 des ersten Bauteils 6 hinein ragt. Wie in Fig. 1 ebenfalls zu erkennen ist, ist am unteren, dem Werkstück 2 zugewandten Ende des zweiten Bauteils 7 ein Stanzstempel 17 angebracht, welcher beim Stanzvorgang mit dem Werkstück 2 in Anlage gebracht wird.
Fig. 1 zeigt das Stanzwerkzeug 5 am Beginn des Stanzvorgangs, d.h. an einem oberen Totpunkt einer Pendelbewegung, die das Stanzwerkzeug 5 in einem
Stanzhub auf das Werkstück 2 zu und in einem Rückhub nach dem Durchstanzen vom Werkstück 2 weg zurücklegt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung nehmen die beiden Bauteile 6, 7 eine relative Position ΔΡ entlang der Hubachse Z zueinander ein, bei welcher die Oberseite des unteren Kolbens 16 des ersten
Bauteils 6 an einem axialen Absatz 18 des Hohlraums 15 des zweiten Bauteils 7 anliegt. Diese relative Position ΔΡ wird (willkürlich) als Nulllage festgelegt, d.h. es gilt bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung Δ P = 0. Das Stanzwerkzeug 5 wird ausgehend aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung auf das Werkstück 2 zu bewegt, indem der Stanzantrieb 8 das erste Bauteil 6 entlang der Hubachse Z nach unten bewegt. Ein erster, oberer Druckraum D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 ist über ein in einer ersten Schaltstellung befindliches, als Rückstellventil dienendes zweites Umschaltventil UV2 mit einem zweiten, unteren Druckraum D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 hydraulisch gekoppelt.
Entsprechend ist ein zweiter, unterer Druckraum D2 des ersten Hydraulikzylinders 12 über ein sich in einer ersten Schaltstellung befindliches erstes Umschaltventil UV1 mit einem ersten, oberen Druckraum D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 hydraulisch gekoppelt. Der erste Druckraum D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 steht mit einem in dem Hohlraum 15 des zweiten Bauteils 7 befindlichen dritten Druckraum D3' des zweiten Hydraulikzylinders 14 in permanenter hydraulischer Verbindung.
Die Kolbenfläche B3 an der Oberseite des ersten Kolbens 1 1 des ersten Bauteils 6 ist gleich groß wie die Kolbenfläche A3 an der Unterseite des Kolbens 13 des zweiten Bauteils 7. Entsprechend ist auch die Kolbenfläche B2 an der Unterseite des ersten Kolbens 1 1 des ersten Bauteils 6 so groß wie die Kolbenfläche A2 an der Oberseite des Kolbens 13 des zweiten Bauteils 7. Bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausgangsstellung, in welcher der untere Kolben 16 des ersten Bauteils 6 an dem Absatz 18 des zweiten Bauteils 7 anliegt, spielt die Kolbenfläche A3 an der
Unterseite des unteren Kolbens 16 des zweiten Bauteils 7 keine Rolle. Die wirksame Kolbenfläche B3 - B2 des oberen Kolbens 1 1 des ersten Bauteils 6 und die wirksamen Kolbenfläche A3 - A2 des Kolbens 13 des zweiten Bauteils 7 sind somit gleich groß. Dies führt dazu, dass die beiden Bauteile 6, 7 mit einem
Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 entlang der Hubachse Z verschoben werden, d.h. die beiden Bauteile 6, 7 werden bei dem Stanzhub auf das Werkstück 2 zu bewegt, ohne dass sich deren relative Position ΔΡ entlang der Hubachse Z verändert.
Steigt eine Gegenkraft F, die das Werkstück 2 auf das Stanzwerkzeug 5 ausübt, nicht über einen vorgegebenen Schwellwert an, ist die Antriebskraft des elektrischen Stanzantriebs 8 ausreichend, um das Werkstück 2 durchzustanzen. In diesem Fall erfolgt sowohl der Stanzhub als auch der Rückhub des Stanzwerkzeugs 5, ohne dass sich die relative Position der beiden Bauteile 6, 7 verändert, d.h. es bleibt während der gesamten Pendelbewegung ΔΡ = 0.
Steigt die Gegenkraft F des Werkstücks 2 während des Stanzvorgangs und somit der Druck in dem oberen Druckraum D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 so stark an, dass eine mit dem oberen Druckraum D1 ' in hydraulischer Verbindung stehende, druckbeaufschlagte Steuerleitung 19 das erste Umschaltventil UV1 von dem ersten, in Fig. 1 gezeigten Schaltzustand in einen zweiten, in Fig. 2 gezeigten Schaltzustand umschaltet, wird zwischen dem ersten Betriebszustand mit dem ersten
Übersetzungsverhältnis (1 : 1 ) zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem zweiten Bauteil 7 in einen zweiten Betriebszustand mit einem zweiten, größeren
Übersetzungsverhältnis (z.B. ca. 5 : 1 oder darüber) umgeschaltet, wie nachfolgend anhand von Fig. 2 erläutert wird. In dem zweiten Betriebszustand (Übersetzerbetrieb) verbindet das erste
Umschaltventil UV1 den zweiten, unteren Druckraum D2 des ersten
Hydraulikzylinders 12 mit einem Reservoir 20 für die Hydraulikflüssigkeit in Form eines Hochdrucktanks, der mit einem Druck von beispielsweise ca. 10 bar
beaufschlagt ist. Das Reservoir 20 ist über drei Rückschlagventile RV1 bis RV3 mit dem oberen Druckraum D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 bzw. mit dem oberen und dem unteren Druckraum D1 ', D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 verbunden. Bei der Bewegung des ersten Bauteils 6 auf das Werkstück 2 zu wird im
Übersetzerbetrieb das Hydraulikfluid aus dem zweiten Druckraum D2 des ersten Hydraulikzylinders 12 in das Reservoir 20 gefördert. Gleichzeitig wird Hydraulikfluid aus dem zweiten Druckraum D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 in den oberen Druckraum D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 gefördert, da beide in der zweiten Schaltstellung des ersten Umschaltventils UV1 in hydraulischer Verbindung stehen. Der untere Kolben 16 des ersten Bauteils 6 wird im Übersetzerbetrieb von dem Absatz 18 des zweiten Bauteils 7 abgehoben, so dass sich ein
Übersetzungsverhältnis ergibt, welches aus der Summe der Kolbenfläche A2 des Kolbens 13 des zweiten Bauteils 7 und der Kolbenfläche A1 in dem mit dem oberen Druckraum D1 ' in hydraulischer Verbindung stehenden weiteren Druckraum D3' zur Kolbenfläche A1 des Kolbens 16 in dem weiteren Druckraum D3' gebildet wird, d.h. es gilt für das Übersetzungsverhältnis: A2 / A1 . Bei einer kreisförmigen Kolbenfläche A1 mit einem Durchmesser von 35 cm und einer kreisförmigen Kolbenfläche A2 mit einem Durchmesser von 100 cm ergibt sich im Übersetzerbetrieb ein Übersetzungsverhältnis von ca. 8 : 1 . Das erste Bauteil 6 legt somit die achtfache Strecke des zweiten Bauteils 7 entlang der Hubachse Z zurück, wodurch der Druck, den das zweite Bauteil 7 auf das Werkstück ausübt, sich entsprechend erhöht. Die aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten der beiden Bauteile 6, 7 im Übersetzerbetrieb in der oberen Druckkammer D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 fehlende Hydraulikflüssigkeit wird über das erste
Rückschlagventil RV1 aus dem Reservoir bzw. aus dem Tank 20 nachgesaugt.
Fig. 2 zeigt das Stanzwerkzeug 5 im Übersetzerbetrieb in einem unteren Totpunkt der Bewegung entlang der Hubachse, an dem das Werkstück 2 vollständig durchgestanzt wurde. Aufgrund des von 1 :1 verschiedenen
Übersetzungsverhältnisses von 8 : 1 im Übersetzerbetrieb weisen die beiden
Bauteile 6, 7 unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks 2 eine von Null verschiedene relative Position Δ P' auf, die von der mit dem zweiten
Übersetzungsverhältnis zurückgelegten Wegstrecke entlang der Hubachse Z abhängt. Es versteht sich, dass anders als in Fig. 2 gezeigt ist das Stanzwerkzeug 5 nach dem Durchstanzen des Werkstücks 2 weiter nach unten verschoben werden kann, bis der untere Totpunkt der Bewegung erreicht ist. Da nach dem Durchstanzen des Werkstücks die weitere Abwärtsbewegung mit dem Übersetzungsverhältnis von 1 :1 erfolgt, verändert sich die relative Position Δ P' der beiden Bauteile 6, 7 hierbei nicht.
Wie nachfolgend beschrieben wird, wird die relative Position Δ P', welche die beiden Bauteile 6, 7 am Ende der Abwärtsbewegung zueinander einnehmen, zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs 5 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition beibehalten, d.h. die relative Position Δ P' wird quasi „eingefroren", bis eine als Rückstellposition bezeichnete Position entlang der
Hubachse Z erreicht ist, an welcher die relative Position Δ P' der beiden Bauteile 6, 7 in die ursprüngliche relative Position Δ P = 0 übergeführt wird. Da nach dem vollständigen Durchstanzen des Werkstücks 2 die Gegenkraft F des Werkstücks 2 und damit der Druck in der oberen Druckkammer D1 ' des zweiten Hydraulikkolbens 14 schlagartig abnimmt, wird das erste Umschaltventil UV1 über die Steuerleitung 19 von dem zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand umgeschaltet. Da das Übersetzungsverhältnis in der ersten Schaltstellung des ersten Umschaltventils UV1 bei 1 : 1 liegt, wird bei der Bewegung des ersten Bauteils 6 mittels des Stanzantriebs 8 vom Werkstück 2 weg das zweite Bauteil 7 mit bewegt, ohne dass sich die relative Position Δ P' verändert. Es ist somit bei der
Stanzvorrichtung 1 nicht erforderlich, beim Beginn des Rückhubs eine relative Bewegung zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem zweiten Bauteil 7 im
Übersetzerbetrieb durchzuführen. Eine solche Bewegung würde dazu führen, dass für das Bewegen des zweiten Bauteils 7 aus dem Werkstück 2 heraus nach oben aufgrund des Übersetzungsverhältnisses von 8 : 1 eine vergleichsweise große Hubbewegung des ersten Bauteils 6 und somit eine vergleichsweise große Zeitdauer erforderlich wäre. Durch die Bewegung des Stanzwerkzeugs 5 zumindest am Beginn des Rückhubs im Normalbetrieb kann das Stanzwerkzeug 5 bzw. das zweite Bauteil 7 schnell aus dem Werkstück 2 zurückgezogen werden, so dass im Bereich der Auflageebene schnell eine Neupositionierung des Werkstücks 2 für einen
nachfolgenden Stanzhub erfolgen kann. Da auch das Rücksteilen in die
ursprüngliche relative Position ΔΡ nicht im Übersetzerbetrieb erfolgt, wird auch die Zeitdauer, die insgesamt für den Rückhub benötigt wird, deutlich verringert.
Um die ursprüngliche relative Position ΔΡ der beiden Bauteile 6, 7 zueinander wiederherzustellen, wird das Stanzwerkzeug 5 in eine in Fig. 3 gezeigte
Rückstellposition gebracht, die zwischen der in Fig. 1 gezeigten Position am oberen Totpunkt und der in Fig. 2 gezeigten Position am unteren Totpunkt der Bewegung entlang der Hubachse Z liegt. Die Rückstellposition sollte so gewählt werden, dass zumindest die Teilstrecke des Rückhubs, die zum Herausziehen des Stanzstempels 17 aus dem Werkstück 2 benötigt wird, bei der Aufwärtsbewegung bereits
zurückgelegt wurde. Wird die Rückstellung wie im gezeigten Beispiel dadurch erreicht, dass das zweite Bauteil 7 an einer Bewegung entlang der Hubachse Z gehindert wird, ist es typischer Weise günstig, wenn die Rückstellposition zumindest um den Betrag der relativen Position Δ P' vom oberen Totpunkt der Bewegung des Stanzwerkzeugs 5 entfernt ist. Um die Rückstellung zu bewirken, wirkt eine elektronische Steuereinrichtung 21 der Stanzvorrichtung 1 auf den Stanzantrieb 8 ein, um das erste Bauteil 6 und somit das Stanzwerkzeug 5 in die gewünschte Rückstellposition entlang der Hubachse Z zu bewegen. Ist die gewünschte Rückstellposition erreicht, wirkt die Steuereinrichtung 21 auf das zweite Umschaltventil UV2 ein, um dieses vom ersten in einen zweiten Schaltzustand umzuschalten, in dem das zweite Umschaltventil UV2 als
Rückstellventil dient. Die Steuereinrichtung 21 und das Rückstellventil UV2 bilden gemeinsam eine Rücksteileinrichtung 23 der Stanzvorrichtung 1 . Die Aktivierung des Rückstellventils UV2 durch die Steuereinrichtung 21 kann beispielsweise durch eine gestrichelt dargestellte pneumatische Steuerleitung erfolgen. In der in Fig. 3 gezeigten zweiten Schaltstellung des Rückstellventils UV2 wird der untere
Druckraum D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 hydraulisch isoliert. Mit Hilfe von in dem oberen Druckraum D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 vorgesehenen Druckfedern 22 wird das zweite Bauteil 7 in dem zweiten Hydraulikzylinder 14 fixiert bzw. eingespannt, so dass sich dieses im zweiten Schaltzustand des Rückstellventils UV2 nicht mehr entlang der Hubachse Z verschieben lässt.
Während das zweite Bauteil 7 in Hubrichtung Z eingespannt ist, wird das zweite Bauteil 7 weiter nach oben verschoben, bis die beiden Bauteile 6, 7 ihre
ursprüngliche relative Position Δ P = 0 zueinander einnehmen, bei welcher das erste und das zweite Bauteil 6, 7 an dem Absatz 18 aneinander anliegen. Bei dieser Rückstellbewegung stellt das Rückstellventil UV2 eine hydraulische Verbindung zwischen dem oberen Druckraum D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 und dem Reservoir 20 her, um das im Übersetzungsbetrieb in das Reservoir 20 geleitete Hydraulikfluid wieder in den oberen Druckraum D1 zurück zu fördern. Nach der Rückstellung kann das Rückstellventil UV2 deaktiviert werden und die beiden Bauteile 6, 7 können erneut ohne Veränderung der relativen Position Δ P = 0 entlang der Hubachse Z an den oberen Totpunkt (vgl. Fig. 1 ) verschoben werden. Es versteht sich, dass die Rückstellposition entlang der Hubachse Z auch so gewählt werden kann, dass nach dem Verschieben des ersten Bauteils 6 zum Erreichen der ursprünglichen relativen Position Δ P = 0 die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsposition des Stanzwerkzeugs 5 entlang der Hubachse Z eingenommen wird. Um das Stanzwerkzeug 5 bzw. den Stanzantrieb 8 mittels der Steuereinrichtung 21 geeignet zu steuern bzw. zu regeln, weist die Stanzvorrichtung 1 einen
beispielsweise optischen Sensor 24 zur Positionsbestimmung des zweiten Bauteils 7 entlang der Hubachse Z auf. Es versteht sich, dass weitere Sensoren zur
Positionsbestimmung des ersten Bauteils 6 und/oder zur Bestimmung der
Gegenkraft F, welche das Werkstück 2 auf das Stanzwerkzeug 5 ausübt, in der Stanzvorrichtung 1 vorgesehen werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stanzvorrichtung 1 , welche in Fig. 4 gezeigt ist, basiert auf dem weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 3
beschriebenen Grundprinzip. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stanzvorrichtung 1 wird das obere Bauteil 6 über einen elektrischen Stanzantrieb 8 in Form eines Linearantriebs entlang der Hubachse Z verfahren und es wird mit Hilfe des weiteren Bauteils 7 eine hydraulische Fluidübersetzung realisiert. Der wesentliche Unterschied der
Stanzvorrichtung von Fig. 4 zu der weiter oben beschriebenen Stanzvorrichtung 1 besteht darin, dass bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel sowohl der erste
Hydraulikzylinder 12 als auch der zweite Hydraulikzylinder 14 als Gleichlaufzylinder ausgebildet sind, d.h. die einander entgegen wirkenden Kolbenflächen bzw. die entsprechenden Flächen der Druckräume sind bei jedem der beiden
Hydraulikzylinder 12, 14 gleich groß, wie nachfolgend beschrieben wird:
Der erste, obere Hydraulikzylinder 12 weist einen ersten, oberen Druckraum D1 auf. In dem ersten Bauteil 6 der Stanzvorrichtung 1 von Fig. 4 ist ein Hohlraum 25 gebildet, in den ein ortsfester Tauchkolben 26 des Gehäuses 4 hinein ragt und in dem ein zweiter Druckraum D2 gebildet ist. Der erste Hydraulikzylinder 12 weist auch einen unteren, dritten Druckraum D3 auf. Die hydraulisch wirksamen Flächen der Druckräume D1 bis D3 beziehungsweise die hydraulisch wirksamen Flächen des Kolbens 1 1 des ersten Bauteils 6 sind so aufeinander abgestimmt, dass der obere Hydraulikzylinder 12 einen Gleichlaufzylinder bildet.
Der zweite, untere Hydraulikzylinder 14 weist ebenfalls einen ersten, oberen
Druckraum D1 ' sowie einen zweiten, unteren Druckraum D2' auf, zwischen denen ein Kolben 13 des zweiten Bauteils 6 verschiebbar geführt ist. Der zweite
Hydraulikzylinder 14 weist einen Hilfszylinder 27 auf, in den ein weiterer Kolben 28 des zweiten Bauteils 7 hinein ragt, um die Bauhöhe des zweiten Hydraulikzylinders 14 zu reduzieren. Der weitere Kolben 28 ist mit dem parallel geführten Kolben 13 des zweiten Bauteils 7 über eine Trägerplatte 29 starr verbunden. An der Trägerplatte 29 kann ein Stanzstempel der Stanzvorrichtung 1 angebracht sein, um ein in Fig. 4 nicht bildlich dargestelltes Werkstück 2 durchzustanzen. In dem Hilfszylinder 27 ist zudem ein dritter Druckraum D3' gebildet, welcher mit dem zweiten, unteren Druckraum D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 in permanenter hydraulischer Verbindung steht. Die hydraulisch wirksamen Flächen der Druckräume D1 ', D2', D3' bzw. die
entsprechenden hydraulisch wirksamen Flächen des Kolbens 16 und des weiteren Kolbens 28 sind so aufeinander abgestimmt, dass der untere Hydraulikzylinder 14 ebenfalls einen Gleichlaufzylinder bildet.
Im Normalbetrieb, d.h. bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung der beiden
Umschaltventile UV1 , UV2, sind sowohl der dritte Druckraum D3 als auch der zweite Druckraum D2 des oberen Hydraulikzylinders 12 mit dem oberen Druckraum D1 ' des unteren Hydraulikzylinders 14 hydraulisch verbunden. Die hydraulisch wirksamen Flächen der beiden Druckräume D2, D3 (bzw. der zugehörigen Kolbenflächen) des oberen Hydraulikzylinders 12 sind gleich groß wie die hydraulisch wirksame Fläche des oberen Druckraums D1 ' des unteren Hydraulikzylinders 14. Der erste, obere Druckraum D1 des ersten Hydraulikzylinders 12 ist dauerhaft mit dem zweiten, unteren Druckraum D2' (und somit auch mit dem dritten Druckraum D3') des zweiten Hydraulikzylinders 14 verbunden. Die hydraulisch wirksame Fläche des oberen Druckraums D1 des oberen Hydraulikzylinders 12 entspricht den hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten und dritten Druckraums D2', D3' des unteren
Hydraulikzylinders 14. Auf diese Weise wird im Normalbetrieb ein
Übersetzungsverhältnis von 1 :1 realisiert, d.h. die beiden Bauteile 6, 7 bewegen sich im Normalbetrieb in der in Fig. 4 gezeigten relativen Position ΔΡ = 0, bei welcher der untere Kolben 16 des ersten Bauteils 6 an einem Absatz 18 des zweiten Bauteils 7 anliegt, entlang der Hubachse Z.
Im Übersetzerbetrieb, d.h. beim Überschreiten eines Schwellwerts der Gegenkraft F, die das Werkstück 2 auf das Stanzwerkzeug 5 ausübt, erhöht sich der Druck in der oberen Druckkammer D1 ' des unteren Hydraulikzylinders 14 und das erste
Umschaltventil UV1 wird über die mit diesem in hydraulischer Verbindung stehende Steuerleitung 19 aktiviert und schaltet vom ersten in den zweiten Schaltzustand. Im zweiten Schaltzustand stellt das erste Umschaltventil UV1 eine hydraulische
Verbindung zwischen dem ersten Druckraum D1 und dem dritten Druckraum D3 des oberen Hydraulikzylinders 12 her und trennt die hydraulische Verbindung zwischen dem dritten Druckraum D3 des oberen Hydraulikzylinders 12 und dem ersten
Druckraum D1 ' des unteren Hydraulikzylinders 14. Die hydraulisch wirkenden
Flächen des ersten Druckraums D1 und des dritten Druckraums D3 sind gegenläufig, so dass sich als resultierende hydraulisch wirksame Fläche des ersten
Hydraulikzylinders 12 die hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Druckraums D2 ergibt, die auf die hydraulisch wirksame Fläche des ersten Druckraums D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 wirkt. Aufgrund der unterschiedlichen Größe der hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten Druckraums D2 des ersten
Hydraulikzylinders 12 und des ersten Druckraums D1 ' des zweiten
Hydraulikzylinders 14 ergibt sich im Übersetzerbetrieb ein Übersetzungsverhältnis von D1 ' / D2, das beispielsweise bei ca. 5 : 1 oder darüber liegen kann.
Nach dem Durchstanzen des Werkstücks 2 fällt der Druck in dem oberen Druckraum D1 ' des zweiten Hydraulikzylinders 14 schnell ab und das erste Umschaltventil UV1 schaltet in den ersten Schaltzustand zurück. Das Stanzwerkzeug 5 wird im
Normalbetrieb, d.h. mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 , entlang der
Hubachse Z zurückgezogen, bis eine Rückstellposition erreicht ist. In der
Rückstellposition wird, wie weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 3 beschrieben wurde, das zweite Bauteil 7 im zweiten Hydraulikzylinder 14
eingespannt, um das erste Bauteil 6 mittels des Stanzantriebs 8 relativ zum zweiten Bauteil 7 zu verschieben und die ursprüngliche, in Fig. 4 gezeigte relative Position ΔΡ = 0 der beiden Bauteile 6, 7 wiederherzustellen.
Um diese Rückstellbewegung zu ermöglichen, werden sowohl das erste
Umschaltventil UV1 als auch ein als Rückstellventil dienendes zweites
Umschaltventil UV2 gleichzeitig vom ersten in den zweiten Schaltzustand
umgeschaltet, indem die Steuereinrichtung 21 auf beide Umschaltventile UV1 , UV2 mittels einer jeweiligen pneumatischen Steuerleitung einwirkt. Durch die Aktivierung beider Umschaltventile UV1 , UV2 wird der obere Druckraum D1 ' des zweiten
Hydraulikzylinders 14 hydraulisch isoliert, so dass das in diesem geführte zweite Bauteil 7 nicht weiter nach oben verschoben werden kann. Gleichzeitig wird mittels des zweiten Umschaltventils UV2 eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Druckraum D1 und dem dritten Druckraum D3 des oberen Hydraulikzylinders 12 hergestellt, d.h. der obere Hydraulikzylinder wird kurzgeschlossen.
Erfolgt die Umschaltung der beiden Umschaltventile UV1 , UV2 nicht exakt synchron, hat dies keine negativen Auswirkungen auf die Stanzvorrichtung 1 , d.h. dies führt nicht zu Verspannungen. Die in Fig. 4 gezeigte Stanzvorrichtung 1 hat zudem den Vorteil, dass kein Drucktank oder dergleichen zur Aufnahme von Hydraulikfluid benötigt wird, da die beiden Hydraulikzylinder 12, 14 als Gleichlaufzylinder
ausgebildet sind und die hydraulisch wirksamen Flächen der beiden
Hydraulikzylinder 12, 14 so aufeinander abgestimmt sind, dass auch im
Übersetzerbetrieb, d.h. beim zweiten Übersetzungsverhältnis, der Gleichlauf gewährleistet ist. Die Abstimmung der hydraulisch wirksamen Flächen wird in Fig. 4 dadurch realisiert, dass für die Druckräume D1 , D2, D3 des oberen
Hydraulikzylinders 12 und für den ersten Druckraum D1 ' des unteren
Hydraulikzylinders 14 gilt: D1 ' = D2 + D3. Außerdem gilt im gezeigten Beispiel: D2' = D3'. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, wird lediglich ein Reservoir 20' mit einem sehr geringen Fassungsvermögen benötigt, welches über zwei Rückschlagventile RV1 , RV2 mit dem dritten Druckraum D3 des oberen Hydraulikzylinders 12 bzw. mit dem zweiten Druckraum D2' des unteren Hydraulikzylinders 14 (d.h. mit der drucklosen Seite) verbunden ist. Das Reservoir 20' dient als Ausgleichsvolumen, genauer gesagt als Temperaturausgleichvolumen und als Kompressionsausgleichvolumen. Insgesamt kommt die in Fig. 4 gezeigte Stanzvorrichtung 1 mit einer geringen Anzahl an Baukomponenten aus und kann daher in kompakter Bauweise realisiert werden. Zudem erfolgt bei der Flächenumschaltung, d.h. bei der Umschaltung zwischen dem ersten Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Übersetzungsverhältnis, kein Kraftsprung sondern ein stetiger Übergang, so dass der (geschlossene)
Hydraulikkreislauf und insbesondere die Umschaltventile UV1 , UV2 nicht zu stark beansprucht werden. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist zudem während des Rückhubs keine Kraftübertragung über den Anschlag 18 notwendig, d.h. der Anschlag 18 dient lediglich zur Sicherheit und ist für die Durchführung des Stanzhubs nicht zwingend erforderlich. Eine weitere Ausführungsform der Stanzvorrichtung 1 wird nachfolgend anhand von Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben. Ein wesentlicher Unterschied der in Fig. 5 und Fig. 6 beschriebenen Stanzvorrichtung 1 und den weiter oben beschriebenen
Stanzvorrichtungen 1 besteht darin, dass zusätzlich ein Stößel 30 vorgesehen ist, welcher zum Stanzen des Werkstücks 2 dient und welcher relativ zu dem ersten Bauteil 6 und dem zweiten Bauteil 7 entlang der Hubachse Z verschoben werden kann. Der Stößel 30 weist eine Kolbenstange 33 auf, an der ein erster Kolben 31 und ein zweiter Kolben 32 gebildet sind. Der erste Kolben 31 des Stößels 30 ist in einem Hohlraum 25 des ersten Bauteils 6 in Hubrichtung Z verschiebbar geführt. Auch das zweite Bauteil 7 weist einen Hohlraum 15 auf, in dem der zweite Kolben 32 des Stößels 30 in Hubrichtung Z verschiebbar geführt ist. Das zweite Bauteil 7 weist an seiner Außenseite zudem einen Kolben 13 auf, der in einem zweiten bzw. einzigen Hydraulikzylinder 14 im Gehäuse 4 der Stanzvorrichtung 1 verschiebbar geführt ist. Das erste Bauteil 6 ist hingegen nicht in einem Hydraulikzylinder verschiebbar geführt, sondern wird direkt mittels eines elektrischen Stanzantriebs 8 angetrieben, der beispielsweise als Linearantrieb ausgebildet sein kann, so dass das erste Bauteil 6 als Linearaktuator wirkt.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung der beiden Bauteile 6, 7 relativ zueinander liegt der Kolben 16 des ersten Bauteils 6 mit seiner Oberseite an einem axialen Anschlag 18 des zweiten Bauteils 7 an, d.h. die beiden Bauteile 6, 7 nehmen eine relative Position ΔΡ = 0 zueinander ein. Im Normalbetrieb, bei dem ein erstes Umschaltventil UV1 sich in einem ersten Schaltzustand befindet, ist zwischen einem oberen
Druckraum D1 ' und einem unteren Druckraum D2' des Hydraulikzylinders 14 eine hydraulische Verbindung hergestellt. Der Kolben 13 des zweiten Bauteils 7 bzw. der Hydraulikzylinder 14 ist als Gleichlaufzylinder ausgebildet, d.h. die obere und untere Kolbenfläche C1 , C2 des Kolbens 13 sind gleich groß. Im Normalbetrieb sind ein erster, oberer Druckraum D3 des Hohlraums 15 im zweiten Bauteil 7 durch das sich in einem ersten Schaltzustand befindliche zweite Umschaltventil UV2 hydraulisch getrennt, d.h. der obere Kolben 31 des Stößels 30 ist eingespannt, so dass der
Stößel 30 in einer gleichläufigen Bewegung gemeinsam mit dem ersten Bauteil 6 und mit dem zweiten Bauteil 7 entlang der Hubachse Z verschoben wird. Fig. 6 zeigt die Stanzvorrichtung 1 im Übersetzungsbetrieb, bei dem der Schwellwert der Gegenkraft F des Werkstücks 2 überschritten wurde, so dass der Druck in einem oberen Druckraum D3' des Hohlraums 13 in dem unteren Bauteil 7 so weit angestiegen ist, dass das erste Umschaltventil UV1 über die Steuerleitung 19 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet hat. In der zweiten Schaltstellung sind der obere Druckraum D1 ' und der untere Druckraum D2' des Hydraulikzylinders 14 hydraulisch getrennt, so dass das zweite Bauteil 7 in dem Hydraulikzylinder 14 eingespannt ist. Das erste, als Linearaktuator wirkende Bauteil 6 wird im Übersetzerbetrieb mittels des Stanzantriebs 8 weiter nach unten verschoben, bis das Werkstück vollständig durchgestanzt wurde und die beiden Bauteile 6, 7 die in Fig. 6 gezeigte Position ΔΡ' entlang der Hubachse Z zueinander einnehmen. Aufgrund der kleineren wirksamen Kolbenfläche A1 des Kolbens 16 des ersten Bauteils 6 relativ zur wirksamen
Kolbenfläche B1 an der Oberseite des unteren Kolbens 32 des Stößels 30 wird im Übersetzerbetrieb ein Übersetzungsverhältnis von B1 / A1 erzeugt. Hierbei wird ausgenutzt, dass der untere Druckraum D4' des Hohlraums 15 des zweiten Bauteils 15 mit einem oberen Druckraum D3 des Hohlraums 25 des oberen Bauteils 6 permanent hydraulisch verbunden ist.
Um bei einem Rückhub das erste Bauteil 6 relativ zum zweiten Bauteil 7 zu verschieben und hierbei wieder die in Fig. 5 gezeigte relative Position ΔΡ = 0 der beiden Bauteile 6, 7 zu erzeugen, wird während des Rückhubs, d.h. während der Bewegung des ersten Bauteils 6 entlang der Hubachse das zweite, als
Rückstellventil dienende Umschaltventil UV2 in den zweiten Schaltzustand umgeschaltet. Im zweiten Schaltzustand verbindet das zweite Umschaltventil UV2 den oberen Druckraum D3 mit dem unteren Druckraum D4 des Hohlraums 25 des ersten Bauteils 6.
Bei dem zweiten Umschaltventil UV2 handelt es sich um ein Regelventil, bei dem die Durchflussmenge in dem zweiten Schaltzustand mittels der Steuereinrichtung 21 abhängig von der Rückstellgeschwindigkeit eingestellt bzw. geregelt werden kann. Auf diese Weise kann während der Bewegung des ersten Bauteils 6 entlang der Hubachse Z die Relativbewegung zwischen dem Stößel 30 und dem ersten Bauteil 6 direkt beeinflusst werden. In Abhängigkeit von der Ventilöffnung bzw. vom Durchfluss durch das als Rückstellventil dienende zweite Umschaltventil UV2 kann der Rückhub bzw. die Relativbewegung zwischen dem Stößel 30 und dem ersten Bauteil 6 bzw. zwischen dem ersten Bauteil 6 und dem zweiten Bauteil 7 geregelt werden, wodurch die Dynamik während des Rückhubs wesentlich erhöht werden kann. Die Regelung erfolgt typischer Weise derart, dass beim Abschluss der Abbremsbewegung die Rückstellung abgeschlossen ist. Die Volumendifferenz des Hydraulikfluids, die aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Stößels 30 und des ersten Bauteils 6 bzw. des zweiten Bauteils 7 in den jeweiligen Druckräumen D1 ', D2', D3, D4, D3', D4' auftritt, kann durch zwei Reservoire (Drucktanks) 20, 20a ausgeglichen werden, in die das entsprechende Flüssigkeitsvolumen gefördert wird bzw. aus denen das erforderliche Flüssigkeitsvolumen der Hydraulikflüssigkeit entnommen werden kann. Zu diesem Zweck sowie zur Kompensation von Leckageverlusten des Hydraulikfluids sind drei Rückschlagventile RV1 bis RV3 in der Stanzvorrichtung 1 angeordnet. Zur Rückstellung des Stößels 30 in die in Fig. 5 gezeigte relative Position ΔΡ = 0 ist in dem oberen Druckraum D3 des Hohlraums 25 des ersten Bauteils 6 eine erste Druckfeder 34, welche die Null-Lage des ersten Bauteils 6 relativ zum ersten Kolben 31 definiert, und in dem zweiten, unteren Druckraum D4' des zweiten Bauteils 7 eine zweite Druckfeder 35 angeordnet, welche zur
Rückstellung dient und welche auf den oberen Druckraum D3' des Hohlraums 13 eine Kraft ausübt, die den Druck in dem oberen Druckraum D3' erhöht. Die zweite Druckfeder 35 beeinflusst somit den Schwellwert der Gegenkraft F, bei dem zwischen dem ersten Übersetzungsverhältnis und dem zweiten
Übersetzungsverhältnis umgeschaltet wird.
Es versteht sich, dass die weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Stanzvorrichtung 1 auch modifiziert werden können. Beispielsweise kann auf das Vorsehen eines Absatzes 18 an dem zweiten Bauteil 7 verzichtet werden bzw. es ist nicht zwingend ein Kolben am unteren Ende des ersten Bauteils 6 erforderlich, der mit einem solchen Absatz 18 zusammenwirkt. In diesem Fall kann beispielsweise die untere Stirnseite des als Kolbenstange ausgebildeten Abschnitts des ersten Bauteils 6 als hydraulisch wirksame Fläche dienen. Auch kann bei der in Fig. 1 bis Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform das Einspannen des zweiten Bauteils 6 auf die in Fig. 5 und Fig. 6 beschriebene Weise erfolgen, d.h. indem die beiden Druckräume D1 ', D2' des zweiten Hydraulikzylinders 14 hydraulisch isoliert werden, so dass der Kolben 13 des zweiten Bauteils 7 hydraulisch eingespannt wird. Zusammenfassend kann bei den weiter oben beschriebenen Stanzvorrichtungen 1 während des Rückhubs eine hohe Dynamik erreicht werden, da insbesondere der Beginn des Rückhubs, d.h. der Beginn der Bewegung aus dem unteren Totpunkt, nicht mit dem zweiten, größeren Übersetzungsverhältnis durchgeführt wird, sondern unter Beibehaltung der relativen Position der beiden Bauteile 6, 7 bzw. mit dem ersten Übersetzungsverhältnis. Auf diese Weise kann eine hoch dynamische Stanzbewegung mit zwei (oder ggf. mehr) Kraftstufen mit einem geschlossenen, energieeffizienten Hydraulikkreislauf realisiert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Stanzvorrichtung (1 ), umfassend:
ein Stanzwerkzeug (5), welches während eines Stanzhubs entlang einer
Hubachse (Z) auf ein zu stanzendes Werkstück (2) zu und während eines
Rückhubs von dem gestanzten Werkstück (2) weg bewegbar ist, wobei das Stanzwerkzeug (5) ein erstes Bauteil (6) und ein zweites Bauteil (7) aufweist, die zur gemeinsamen Bewegung entlang der Hubachse (Z) hydraulisch koppelbar sind, sowie
einen Stanzantrieb (8) zum Bewegen des ersten Bauteils (6) entlang der
Hubachse (Z),
wobei die Stanzvorrichtung (1 ) ausgebildet ist, während des Stanzhubs das zweite Bauteil (7) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) zu bewegen und, sofern bei dem Stanzhub ein Schwellwert einer Gegenkraft (F) überschritten wird, die das zu stanzende Werkstück (2) auf das Stanzwerkzeug (5) ausübt, das zweite Bauteil (7) mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stanzvorrichtung (1 ) ausgebildet ist, zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs (5) entlang der Hubachse (Z) eine
unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks (2) eingenommene relative Position (ΔΡ') der beiden Bauteile (6, 7) zueinander beizubehalten.
2. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher in dem zweiten Bauteil (7) ein Hohlraum (15) gebildet ist, in den ein einen Kolben (16) bildender endseitiger Abschnitt des ersten Bauteils (6) hinein ragt.
3. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das erste Bauteil (6) einen ersten Kolben (1 1 ) aufweist, der in einem ersten Hydraulikzylinder (12) in
Hubrichtung (Z) verschiebbar geführt ist.
4. Stanzvornchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das zweite Bauteil (7) einen zweiten Kolben (13) aufweist, der in einem zweiten Hydraulikzylinder (14) in Hubrichtung (Z) verschiebbar geführt ist.
5. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei welcher im Betrieb der Stanzvorrichtung (1 ) mit dem ersten Übersetzungsverhältnis eine wirksame Kolbenfläche (B3 - B2) des ersten Bauteils (6) mit einer wirksamen Kolbenfläche (A3 - A2) des zweiten Bauteils (7) übereinstimmt.
6. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher der erste
Hydraulikzylinder (12) und der zweite Hydraulikzylinder (14) sowohl im Betrieb mit dem ersten Übersetzungsverhältnis als auch im Betrieb mit dem zweiten
Übersetzungsverhältnis als Gleichlaufzylinder wirken.
7. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei welcher das erste
Bauteil (6) einen Hohlraum (25) aufweist, in den ein ortsfester Tauchkolben (26) des ersten Hydraulikzylinders (12) hinein ragt.
8. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welcher der zweite
Hydraulikzylinder (14) einen Hilfszylinder (27) aufweist, in den ein weiterer Kolben (28) des zweiten Bauteils (7) hinein ragt.
9. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das zweite Bauteil (7) einen Stanzstempel (17) der Stanzvorrichtung (1 ) trägt.
10. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher das erste
Bauteil (6) einen Hohlraum (25) aufweist, in dem ein Kolben (31 ) eines Stößels (30) der Stanzvorrichtung (1 ) in Hubrichtung (Z) verschiebbar geführt ist.
1 1 . Stanzvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der Stößel (30) einen weiteren Kolben (32) aufweist, der in dem Hohlraum (15) des zweiten Bauteils (7) in Hubrichtung (Z) verschiebbar geführt ist.
12. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: mindestens ein hydraulisches Umschaltventil (UV1 ) zum Umschalten zwischen einer Bewegung der beiden Bauteile (6, 7) mit dem ersten
Übersetzungsverhältnis und einer Bewegung der beiden Bauteile (6, 7) mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis.
13. Stanzvorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher das Umschaltventil (UV1 ), eine Steuerleitung (19) aufweist, die mit einem druckseitigen Druckraum (D1 \ D3') des Stanzwerkzeugs (5) verbunden ist, um beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft (F) zwischen der Bewegung der beiden Bauteile (6, 7) mit dem ersten Übersetzungsverhältnis und der Bewegung der beiden Bauteile (6, 7) mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis umzuschalten.
14. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: eine Rücksteileinrichtung (23) mit mindestens einem hydraulischen
Rückstellventil (UV2; UV1 , UV2) zum Verändern der relativen Position (ΔΡ, ΔΡ') der beiden Bauteile (6, 7) während des Rückhubs entlang der Hubachse (Z).
15. Stanzvorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher das Rückstellventil (UV2) als Regelventil ausgebildet ist.
16. Stanzvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der das Rückstellventil (UV2) ausgebildet ist, zum Verändern der Positionierung der beiden Bauteile (6, 7) relativ zueinander mindestens einen Druckraum (D2') des zweiten
Hydraulikzylinders (14) hydraulisch zu isolieren.
17. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welcher das
Umschaltventil (UV1 ) ausgebildet ist, beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft (F) eine hydraulische Verbindung zwischen einem Druckraum (D1 ) des ersten Hydraulikzylinders (12) und einem Reservoir (20) für ein Hydraulikfluid herzustellen.
18. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welcher das
Umschaltventil (UV1 ) ausgebildet ist, beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft (F) eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Druckraum (D1 , D3) des ersten Hydraulikzylinders (12) herzustellen.
19. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei welcher das
Umschaltventil (UV1 ) ausgebildet ist, beim Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft (F) eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Druckraum (6, 7) des zweiten Hydraulikzylinders (14) zu trennen.
20. Stanzvorrichtung nach Anspruch 19, bei welcher das Rückstellventil (UV2)
ausgebildet ist, zum Verändern der Positionierung der beiden Bauteile (6, 7) relativ zueinander eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten
Druckraum (D3) und einem zweiten Druckraum (D4) des in dem ersten Bauteil (6) gebildeten Hohlraums (25) herzustellen.
21 . Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: eine Steuereinrichtung (21 ) zur Ansteuerung des Stanzantriebs (8) sowie zur Ansteuerung mindestens eines Rückstellventils (UV2) der Rücksteileinrichtung (23).
22. Verfahren zum Stanzen eines Werkstücks (2), umfassend:
Bewegen eines Stanzwerkzeugs (5), welches ein erstes Bauteil (6) und ein zweites Bauteil (7) aufweist, die hydraulisch koppelbar sind, bei einem Stanzhub entlang einer Hubachse (Z) auf ein zu stanzendes Werkstück (2) zu, wobei während des Stanzhubs das zweite Bauteil (7) mit einem ersten
Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) bewegt wird und, sobald ein Schwellwert einer Gegenkraft (F) überschritten wird, die das zu stanzende
Werkstück (2) auf das Stanzwerkzeug (5) ausübt, das zweite Bauteil (7) mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Übersetzungsverhältnis relativ zum ersten Bauteil (6) bewegt wird,
Durchstanzen des Werkstücks (2) mittels des Stanzwerkzeugs (5), sowie
Bewegen des Stanzwerkzeugs (5) von dem gestanzten Werkstück (2) weg während eines Rückhubs entlang der Hubachse (Z),
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest entlang einer Teilstrecke des Rückhubs des Stanzwerkzeugs (5) eine unmittelbar nach dem Durchstanzen des Werkstücks (2) eingenommene relative Position (ΔΡ') den beiden Bauteile (6, 7) zueinander entlang der Hubachse (Z) beibehalten wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend: Verändern der relativen Position (ΔΡ') der beiden Bauteile (6, 7) zueinander während des Rückhubs entlang der Hubachse (Z) zum Wiederherstellen einer relativen Position (ΔΡ), welche die beiden Bauteile (6, 7) vor dem Überschreiten des Schwellwerts der Gegenkraft (F) zueinander eingenommen haben.
24. Computerprogramm produkt, welches zur Durchführung aller Schritte des
Verfahrens nach Anspruch 22 oder 23 ausgebildet ist, wenn das
Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft.
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