WO2001000396A2 - VORRICHTUNG ZUM FEINSCHNEIDEN VON WERKSTüCKEN AUS EINEM WERKSTOFF - Google Patents

VORRICHTUNG ZUM FEINSCHNEIDEN VON WERKSTüCKEN AUS EINEM WERKSTOFF Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for fine cutting workpieces made of a material with a press plate under the pressure of a ring prong cylinder with a ring prong and a cutting die guided in the press plate, to which a cutting plate with a counterholder (ejector) is assigned on a ram.
  • a fineblanking tool essentially consists of a press plate with a ring spike in which a cutting punch is guided. Opposite the cutting punch is assigned a counterholder or ejector in a cutting plate. A workpiece, for example a metal sheet, is inserted between the press plate and the cutting punch or the cutting plate and counter-holder. The upper and lower parts of the tool are closed and the material is clamped inside and outside the cutting line by means of a ring spike and counterforce. Pressing plate and cutting plate are guided relative to the cutting punch and counterholder, thus cutting out the workpiece from the material. After cutting out, the tool is opened and the workpiece is usually ejected from the cutting plate using the counterholder.
  • the force of the ring-toothed cylinder which is usually arranged in the upper crosshead of the machine stand, counteracts the cutting force.
  • the counterholder cylinder which is integrated in the ram or in the working piston, also presses the workpiece against the upper part of the tool, the counterholder support force also counteracts the cutting force.
  • the counter force of the ring prong cylinder can be up to 50% and that of the counter holder up to 25% of the work force. But this significantly reduces the performance of the entire device.
  • DE 196 42 635 AI proposes that ring-toothed and counter-holder cylinders be arranged in a modified manner, the ring-toothed cylinder being integrated in a separate crossbar above the stand and connected to the plunger via columns, so that it is synchronous with the plunger moved up.
  • the counter-holder cylinder is in turn arranged between the plunger and a lower crosshead of the stand, no relative movement taking place between the counter-holder cylinder and the stand during the working stroke, so that the Counterholder cylinder support forces are absorbed by the machine stand.
  • the present invention has for its object to provide a device of the type mentioned above, in which the ring tooth cylinder force is compensated in a simple manner and the structure of which is considerably simplified.
  • the plunger is supported against at least one compensation cylinder which is hydraulically connected to the ring-toothed cylinder.
  • the compensation cylinder is designed so that it is in hydraulic equilibrium with the ring-toothed cylinder. This means that the compensating cylinder absorbs and compensates the ring-toothed cylinder force with each key stroke, so that it has no influence on the actual key stroke.
  • the counterforce generated by the compensation cylinders should be appropriate distribute several compensation cylinders.
  • four compensation cylinders are envisaged, however, depending on the press and embodiment, more or fewer compensation cylinders are possible.
  • the compensation cylinder is firmly connected to the plunger via a piston rod on a piston. It is exposed to the same pressure as a piston in the ring-toothed cylinder, the easiest way to establish this pressure equilibrium is that an effective cross-sectional area of the compensation piston corresponds to the effective cross-sectional area of the rag-toothed cylinder. As a result, no additional pressure supply elements are required to maintain the same pressures on both pistons. It is sufficient if the two working spaces of the ring-point cylinder and the compensation cylinder are hydraulically connected to one another via a line. The equal-sized cross-sectional areas of the pistons then exert an equal-sized pressure on the press plate or the cutting plate or the plunger.
  • the ring-toothed cylinder is arranged on a crosshead of the machine frame, so that an additional traverse is not required. This means that the mass moved during a ram stroke is significantly lower, so that the energy consumption per stroke and the weight of the machine can be kept significantly lower. No additional connecting frame (crossbeam) is required, so that the construction is much simpler and cheaper.
  • an oil tank can be connected to the connection via a corresponding logic valve, so that a briefly required high amount of oil can be sucked in from the oil tank via the logic valve can.
  • a fem cutting tool 8 is provided, as is generally known.
  • a fem cutting tool 8 is provided, as is generally known.
  • Such a fineblanking tool 8 has a cutting die 9 which is guided in a press plate 10.
  • This press plate 10 has a ring spike 11 for the sheet 1 hm.
  • the press plate 10 is supported against an annular prong piston 12 in an Rmgzackenzylmder 13.
  • the Rmgzackenzylmder 13 is located in a corresponding housing 14 on the crosshead 3, wherein the ring-point piston 12 is connected via a piston rod 15 and various pressure plates and plungers, not identified in more detail, through the crosshead 3 to the press plate 10.
  • the die 9 is assigned a counterholder 16, which can also serve as an ejector.
  • the hydraulics for pressurizing this counter-holder 16 will not be described in more detail here. A description can be found in the above manual.
  • the counter holder 16 is guided in a cutting plate 17, the cutting punch 9 pushing the workpiece to be cut out into this cutting plate 17, the counter holder 16 evading.
  • the stroke of the plunger 7 in the direction of the double arrow 18 is effected via two master cylinders 19.1 and 19.2, in each of which a piston 20.1 and 20.2 is guided. Each piston 20.1 and 20.2 is firmly connected to the plunger 7 via a piston rod 21.1 and 21.2.
  • the tappet 7 is also supported against preferably four compensation cylinders 22, only one of which is described below.
  • a compensation piston 23 is guided, which in turn is firmly connected to the plunger 7 via a piston rod 24.
  • the compensation piston or pistons 23 has an effective cross-sectional area which corresponds to that of the ring-toothed piston 12.
  • the Rmgzackenzylmder 13 and the Kompensationszylmder 22 are coupled to one another via a hydraulic connection 25.
  • An oil tank, not shown, can be connected into this hydraulic connection 25 via a further connection 26 and a logic valve 27.
  • the two master cylinders 19.1 and 19.2 are connected to one another and via an valve 28 to an oil tank (not shown in more detail).
  • the plunger 7 is raised by means of the two master cylinders 19.1 and 19.2, the sheet metal 1 being clamped between the cutting plate 17 and the pressing plate 10.
  • the ring prong 11 prints itself in the sheet 1 em.
  • the forces emanating from the toothed cylinder 13 are neutralized by the compensating cylinder 22, since their pistons together have the same effective cross-sectional area as the ring-toothed cylinder piston 12.
  • the cutting punch 9 prints the workpiece to be cut into the cutting plate 17, the counter-holder 16 giving way.
  • the machine opens and the counter-holder 16 can eject the workpiece from the cutting plate 17.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Feinschneiden von Werkstücken aus einem Werkstoff (1) mit einer unter dem Druck eines Ringzackenzylinders (13) stehenden Pressplatte (10) mit Ringzacke (11) und einem in der Pressplatte (10) geführten Schneidstempel (9), dem an einem Stössel (7) eine Schneidplatte (17) mit Gegenhalter (16) (Auswerfer) zugeordnet ist, soll der Stössel (7) gegen zumindest einen Kompensationszylinder (22) abgestützt sein, der mit dem Ringzackenzylinder (13) hydraulisch verbunden ist.

Description

Vorrichtung zum Feinschneiden von Werkstucken aus einem
Werkstoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feinschneiden von Werkstucken aus einem Werkstoff mit einer unter dem Druck eines Ringzackenzylinders stehenden Pressplatte mit Ringzacke und einem in der Pressplatte geführten Schneidstempel, dem an einem Stössel eine Schneidplatte mit Gegenhalter (Auswerfer) zugeordnet ist.
Das Arbeitsprinzip des Feinschneidens ist in "Feinschneiden", Handbuch für die Praxis, Herausgeber Feintool AG Lyss, 2. Auflage, 1977, Seite 15 bis 17 dargestellt und beschrieben. Ein Feinschneidwerkzeug besteht im wesentlichen aus einer Pressplatte mit Ringzacke, in der ein Schneidstempel gefuhrt ist. Dem Schneidstempel ist gegenüberliegend ein Gegenhalter bzw. Auswerfer in einer Schneidplatte zugeordnet. Zwischen Pressplatte und Schneidstempel bzw. Schneidplatte und Gegenhalter wird ein Werkstuck, beispielsweise ein Blech, eingeführt. Oberteil und Unterteil des Werkzeuges werden geschlossen und der Werkstoff innerhalb und ausserhalb der Schnittlinie mittels einer Ringzacken- und Gegenkraft eingespannt. Pressplatte und Schneidplatte werden relativ zu Schneidstempel und Gegenhalter gefuhrt und so das Werkstuck aus dem Werkstoff ausgeschnitten. Nach dem Ausschneiden wird das Werkzeug geöffnet und das Werkstuck meist mittels dem Gegenhalter aus der Schneidplatte ausgeworfen.
Bei diesen herkömmlichen Feinschneidpressen wirkt die Kraft des Ringzackenzylinders, der meist im oberen Querhaupt des Maschinenstanders angeordnet ist, der Schneidkraft entgegen. Auch der Gegenhalterzylmder, der im Stössel oder im Arbeitskolben integriert ist, druckt das Werkstuck gegen das Werkzeugoberteil, die Gegenhalterabstutzkraft wirkt ebenfalls der Schneidkraft entgegen. Die Gegenkraft des Ringzackenzylinders kann bis zu 50% und die enige des Gegenhalters bis zu 25% der Arbeitskraft betragen. Damit wird aber die Leistung der gesamten Vorrichtung erheblich vermindert .
Zur Losung dieses Problems schlagt die DE 196 42 635 AI vor, dass Ringzacken- und Gegenhalterzylmder verändert angeordnet werden, wobei der Ringzackenzylinder oberhalb des Standers in einer eigenen Traverse integriert und über Säulen mit dem Stössel verbunden wird, so dass er sich synchron mit dem Stössel nach oben bewegt. Der Gegenhalterzylmder wird wiederum zwischen dem Stössel und einem unteren Querhaupt des Standers angeordnet, wobei wahrend des Arbeitshubes zwischen Gegenhalterzylmder und Stander keine Relativbewegung stattfindet, so dass die Gegenhalterzylinder-Abstϋtzkräfte vom Maschinenständer aufgenommen werden.
Abgesehen davon, dass diese Vorrichtung sehr kompliziert aufgebaut ist und mit verschiedenen hydraulischen Arbeitskreisen arbeiten muss, wurde festgestellt, dass aus Festigkeitsgrunden die Traverse für den Ringzackenzylinder sehr massiv ausgeführt werden muss. Dies erfordert wiederum die Ausgestaltung als schwere und teure Maschine, so dass die Energieeinsparung durch den mitfahrenden Ringzackenzylinder durch diese grosse, bei jedem Hub zu bewegende Masse hinfallig wird. Zudem ist die Montage sehr schwierig .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, bei welcher die Ringzackenzylinderkraft auf einfache Art und Weise kompensiert wird und deren Aufbau wesentlich vereinfacht ist .
Zur Losung dieser Aufgabe führt, dass der Stössel gegen zumindest einen Kompensationszylinder abgestützt ist, der mit dem Ringzackenzylinder hydraulisch verbunden ist.
Der Kompensationszylinder ist dabei so ausgelegt, dass er mit dem Ringzackenzylinder in einem hydraulischen Gleichgewicht steht. Dies bedeutet, dass durch den Kompensationszylinder bei jedem Stόsselhub die Ringzackenzylinderkraft aufgefangen und kompensiert wird, so dass sie keinen Einfluss auf den eigentlichen Stόsselhub hat.
Aus Gründen der Kraftverteilung dürfte es sich anbieten, die von dem Kompensationszylindern erzeugte Gegenkraft auf mehrere Kompensationszylinder zu verteilen. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist an vier Kompensationszylinder gedacht, wobei jedoch je nach Presse und Ausfuhrungsform mehr oder weniger Kompensationszylinder möglich sind.
Der Kompensationszylinder ist über eine Kolbenstange an einem Kolben fest mit dem Stössel verbunden. Er ist dem gleichen Druck ausgesetzt, wie ein Kolben in dem Ringzackenzylinder, wobei das Herstellen dieses Druckgleichgewichtes am einfachsten dadurch erfolgt, dass eine wirksame Querschnittsflache der Kompensationskolben der wirksamen Querschnittsflache des R gzackenzyl nder- kolbens entspricht. Hierdurch werden keine zusätzlichen Druckversorgungselemente zum Einhalten der gleichen Drucke auf beiden Kolben benotigt. Es genügt, wenn die beiden Arbeitsraume von Ringzackenzylinder und Kompensationszylinder hydraulisch miteinander über eine Leitung verbunden sind. Die gleichgrossen Querschnittsflachen der Kolben üben dann einen gleichgrossen Druck auf die Pressplatte bzw. die Schneidplatte bzw. den Stössel aus.
Der Einfachheit halber wird der Ringzackenzylinder auf einem Querhaupt des Maschinenrahmens angeordnet, so dass eine zusätzliche Traverse entfallt. Damit ist die bewegte Masse bei einem Stosselhub wesentlich geringer, so dass der Energieaufwand pro Hub und das Gewicht der Maschine wesentlich kleiner gehalten werden kann. Es ist kein zusätzlicher Verbindungsrahmen (Traverse) erforderlich, so dass die Konstruktion wesentlich einfacher und gunstiger wird.
Die Montagemoglichkeiten werden wesentlich verbessert und die Maschinenhohe reduziert. Sollte es sich bei einem Ellgang der Maschine als notwenig erweisen, dass der Olaustausch zwischen Rmgzackenzylmder und Kompensationszylmder beschleunigt wird, kann über em entsprechendes Logikventil noch em Öltank zu der Verbindung dazugeschaltet werden, so dass eine kurzzeitig erforderliche hohe Olmenge über das Logikventil vom Öltank angesaugt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Querschnitt durch eine erf dungsgemasse Vorrichtung zum Feinschneiden von Werkstucken aus einem Werkstoff, beispielsweise aus einem Blech 1. Dieses Blech 1 durchlauft einen Maschinenrahmen 2 zwischen einem Querhaupt 3 und einem Boden 4. Mit 5 und 6 sind Seitenwande gekennzeichnet.
Zwischen dem Querhaupt 3 und einem Stössel 7 ist em Femschneidwerkzeug 8 vorgesehen, wie es allgemein bekannt ist. Hierzu wird auf das Buch "Femschneiden" Handbuch für die Praxis, Herausgeber: Feintool AG Lyss, 2. Auflage, 1977, Seite 15 bis 17 verwiesen.
Em derartiges Feinschneidwerkzeug 8 weist einen Schneι.dstempel 9 auf, der in einer Pressplatte 10 gefuhrt ist. Zum Blech 1 hm weist diese Pressplatte 10 eine Ringzacke 11 auf. Entgegengesetzt stutzt sich die Pressplatte 10 gegen einen Ringzackenkolben 12 in einem Rmgzackenzylmder 13 ab. Der Rmgzackenzylmder 13 befindet sich in einem entsprechenden Gehäuse 14 auf dem Querhaupt 3, wobei der Ringzackenkolben 12 über eine Kolbenstange 15 und diverse, nicht naher gekennzeichnete Druckplatten und Stössel durch das Querhaupt 3 hindurch mit der Pressplatte 10 verbunden ist.
An dem Stössel 7 ist dem Schneidstempel 9 em Gegenhalter 16 zugeordnet, der auch als Auswerfer dienen kann. D e Hydraulik für die Druckbeaufschlagung dieses Gegenhalters 16 soll hier nicht naher beschrieben werden. Eine Beschreibung befindet sich im oben genannten Handbuch. Der Gegenhalter 16 ist in einer Schneidplatte 17 gefuhrt, wobei der Schneidstempel 9 das auszuschneidende Werkstuck in diese Schneidplatte 17 hineindruckt, wobei der Gegenhalter 16 ausweicht.
Der Hub des Stossels 7 in Richtung des Doppelpfeiles 18 wird über zwei Hauptzylinder 19.1 und 19.2 bewirkt, in denen jeweils em Kolben 20.1 und 20.2 gefuhrt ist. Jeder Kolben 20.1 und 20.2 ist über eine Kolbenstange 21.1 und 21.2 fest mit dem Stössel 7 verbunden.
Erfmdungsgemass stutzt sich der Stössel 7 jedoch auch gegen bevorzugt vier Kompensationszylmder 22 ab, wobei nachfolgend nur einer beschrieben ist. Im Kompensationszylmder 22 wird em Kompensationskolben 23 gefuhrt, der wiederum über eine Kolbenstange 24 fest mit dem Stössel 7 verbunden ist. Erfmdungsgemass besitzt der bzw. die Kompensationskolben 23 eine wirksame Querschnittsflache, die derjenigen des Ringzackenkolbens 12 entspricht. Ferner sind der Rmgzackenzylmder 13 und der Kompensationszylmder 22 über eine hydraulische Verbindung 25 miteinander gekoppelt. In diese hydraulische Verbindung 25 kann über eine weitere Verbindung 26 und em Logikventil 27 em nicht naher gezeigter Öltank eingeschaltet werden.
Auch die beiden Hauptzylinder 19.1 und 19.2 sind miteinander und über em Ventil 28 mit einem nicht naher gezeigten Öltank verbunden.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Bei geöffnetem Werkzeug 8 wird zwischen den Schneidstempel 9 und die Schnneidplatte 17 bzw. die Pressplatte 10 und den Gegenhalter 16 em Blech 1 eingeführt, aus dem em Werkstuck geschnitten werden soll.
Der Stössel 7 wird mittels der beiden Hauptzylinder 19.1 und 19.2 hochgefahren, wobei das Blech 1 zwischen Schneidplatte 17 und Pressplatte 10 eingeklemmt wird. Dabei druckt sich die Ringzacke 11 in das Blech 1 em. Die Kräfte, die dabei vom Rmgzackenzylmder 13 ausgehen, werden durch die Kompensationszylmder 22 neutralisiert, da deren Kolben gemeinsam die gleichen wirksame Querschnittsflache aufweisen, wie der Ringzackenzylinderkolben 12.
Bei einem weiteren Stosselhub druckt der Schneidstempel 9 das auszuschneidende Werkstuck in die Schneidplatte 17, wobei der Gegenhalter 16 nachgibt.
Nachdem das Werkstuck aus dem Blech ausgeschnitten ist, öffnet sich die Maschine, und der Gegenhalter 16 kann das Werkstuck aus der Schneidplatte 17 auswerfen.
Wird die Vorrichtung im Ellgang gefahren, besteht die Möglichkeit, dass über die Verbindung 25 nicht schnell genug ein Olaustausch stattfindet. In diesem Fall kann eine kurzzeitig erforderliche, hohe Olmenge über das Logikventil 28 vom Öltank her angesaugt werden.

Claims

P a t e n t a n s r u c h e
1. Vorrichtung zum Feinschneiden von Werkstucken aus einem Werkstoff (1) mit einer unter dem Druck eines Ringzackenzylmders (13) stehenden Pressplatte (10) mit Rmgzacke (11) und einem in der Pressplatte (10) geführten Schneidstempel (9), dem an einem Stössel (7) eine Schneidplatte (17) mit Gegenhalter (16) (Auswerfer) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stössel (7) gegen zumindest einen Kompensationszylmder (22) abgestutzt ist, der mit dem Rmgzackenzylmder (13) hydraulisch verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Kompensationszylmder (22) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass m dem/den Kompensationszylmder/n
(22) ein Kolben (23) angeordnet und über eine Kolbenstange (24) fest mit dem Stössel (7) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine wirksame Querschnittsflache des/der Kompensationskolben (23) gleich einer wirksamen Querschnittsflache eines Rmgzackenzylmderkolbens (12)
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rmgzackenzylmder (13) auf einem Querhaupt (3) eines Maschinenrahmens (2) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stössel (7) noch gegen zumindest einen Hauptzylinder (19.1, 19.2) abstutzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (20.1, 20.2) des Hauptzylinders (19.1, 19.2) eine wirksame Querschnittsflache aufweist, die grosser als diejenige des/der Kompensationskolben (23) ist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (25) zwischen Kompensationszylinder (22) und Ringzackenzylinder (13) auch eine Verbindung (26) über ein Logikventil (27) zu einem Öltank aufweist.
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