WO2003043759A1 - Vorrichtung zum ausstossen von umformteilen aus einem umformwerkzeug - Google Patents

Vorrichtung zum ausstossen von umformteilen aus einem umformwerkzeug Download PDF

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Rudolf Lüthi
Daniel Meier
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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
    • B21D45/00—Ejecting or stripping-off devices arranged in machines or tools dealt with in this subclass
    • B21D45/02—Ejecting devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for ejecting formed parts, in particular those made of sheet metal, from a forming tool with a plunger movably guided in the forming tool in a guide tube and loaded in the ejection direction by a spring.
  • Such devices are known and are also referred to as feather pillows. Compression springs are regularly used as springs in such spring cushions.
  • a spiral spring is used as the tension spring and is used such that the guide tube and the tappet are arranged essentially within this spiral spring.

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Abstract

Bei einem sognannten Federkissen (5) zum Ausstossen von Umformteilen (4) aus einem Umformwerkzeug (3) mit einem in dem Umformwerkzeug in einem Führungsrohr (9) beweglich geführten und in Ausstossrichtung (14) durch eine Feder (15) belasteten Stössel (6) wird vorgeschlagen , die Feder (15) als Zugfeder, insbesondere als Spiralzugfeder auszubilden. Da Zugfedern bei Belastung nicht radial Auslenken lassen sich wesentlich längere Standzeiten erzielen.

Description

BESCHREIBUNG
TITEL
Vorrichtung zum Ausstossen von Umformteilen aus einem Umformwerkzeug
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausstossen von Umformteilen, insbesondere solchen aus Blech, aus einem Umformwerkzeug mit einem in dem Umformwerkzeug in einem Führungsrohr beweglich geführten und in Ausstossrichtung durch eine Feder belasteten Stössel.
STAND DER TECHNIK
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und werden auch als Federkissen bezeichnet. Als Federn werden in solchen Federkissen regelmässig Druckfedern eingesetzt.
Bei dem Umformwerkzeug kann es sich z.B. um ein mehrstufiges, aus einem Ober- und einem Unterteil bestehendes Folgeverbundwerkzeug in einer Presse handeln. Das Oberteil ist hierbei in den Pressenstössel eingebaut und führt zusammen mit diesem Hubbewegungen aus. Moderne Pressen laufen mit hohen Hubzahlen von einigen hundert Hüben pro Minute. Zwischen jedem Hub müssen die umzuformenden Teile z.B. aus dem Oberteil sicher ausgestossen werden. Pro Jahr sind Produktionszahlen von 100 Millionen Stück keine Seltenheit. Bisher konnten unter solchen Bedingungen Werkzeugstandzeiten von durchschnittlich etwa 1/3-Jahr erreicht werden. Die Abnutzung bzw. das Versagen der Federkissen erwies sich hierbei als limitierender Faktor.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausstossen von Umformteilen aus einem Umformwerkzeug mit einem in dem Umformwerkzeug in einem Führungsrohr in beweglich geführten und in Ausstossrichtung durch eine Feder belasteten Stössel anzugeben, welche sich durch eine höhere Standzeit auszeichnet. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung dadurch gelöst, dass als Feder eine Zugfeder verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die in den Federkissen bisher verwendeten Druckfedern zum radialen Auslenken neigen, sobald sie zusammengedrückt werden und dass die Auslenkung so gross werden kann, dass die Feder das Führungsrohr beruht. Dies hat einen metallischen Abrieb zur Folge und führt schlussendlich zum Versagen des Federkissens. Indem nach der Erfindung eine Zugfeder statt einer Druckfeder verwendet wird, wird dieses Problem mit Vorteil vermeiden und es wird im Sinne der gestellten Aufgabe eine längere Standzeit erreicht.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Zugfeder eine Spiralfeder verwendet und so eingesetzt, dass das Führungsrohr und der Stössel im wesentlichen innerhalb dieser Spiralfeder angeordnet sind.
Gemäss einerweiteren bevorzugten Ausführungsform werden zur Anbindung der Feder an das Führungsrohr und an den Stössel am Führungsrohr und am Stössel jeweils Gewindestopfen vorgesehen, in welche in die Federenden eingeschraubt werden.
Unter Belastung wird die Zugfeder auseinandergezogen. Auf den beiden Gewindestopfen ist der Federdraht bezüglich seiner Steigung jedoch festgelegt. Im Übergangsbereich von den Gewindestopfen zum freien Bereich ergibt sich dadurch unter Belastung ein Steigungs- und Spannungssprung mit einer ungleichen Belastung des Federdrahtes auf Torsion. Um diese Unstetigkeit der Federbeiastung abzumildern und eine höhere Federlebensdauer zu erreichen, ist es gemäss einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Steigung des Gewindes auf den Gewindestopfen einer mittleren Federsteigung entsprechend bemessen wird, wobei als mittlere Federsteigung eine solche zu versehen ist, wie sie die Feder bei einer mittleren Stellung des Stössels zwischen seinen beiden Endstellungen aufweist.
Mit Federkissen gemäss der vorliegenden Erfindung konnten Werkzeugstandzeiten bei den genannten Produktionsfrequezen von gut einem Jahr erreicht werden. KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt im Schnitt ein erfindungsgemässes Federkissen im eingebauten Zustand.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In der Zeichung bezeichnet 1 den Stössel einer Presse, die selbst nicht dargestellt ist. 2 bezeichnet das an dem Stössel 1 befestige Oberteil eines Umforrhwerkzeugs, 3 das eigentliche Umformwerkzeug, 4 ein bereits schon umgeformtes Blechteil und 5 ein in eine Stufenbohrung im Pressenstössel 1 eingesetztes Federkissen nach der Erfindung.
Das Federkissen 5 umfasst seinerseits einen Stössel 6, welcher in zwei Gleitführungen 7 und 8 in seiner Längsrichtung verschiebbar ist. Die Gleitführungen 7, 8 sind innenseitig an einem Führungsrohr 9 angeordnet. Das Führungsrohr 9 ist Teil einer Art Muffe 10, die noch ein Aussenrohr 11 aufweist. Das Aussenrohr 11 mündet in einen Flansch 12, der an einer Stufe 13 der erwähnten Stufenbohrung festgelegt ist.
Vorgespannt in der durch den Pfeil 14 gekennzeichneten Ausstossrichtung ist der Stössel 6 des Federkissens 5 durch eine Spiral-Zugfeder 15, welche aussen um den Stössel 6 herumgeführt ist. Mit ihrem oberen Endabschnitt 16 ist die Feder 15 auf einen Stopfen 17 und mit ihrem unteren Endabschnitt 18 auf das Führungsrohr 9 auf- bzw. in den ringförmigen Spalt zwischen Führungsrohr 9 und Aussenrohr 11 der Muffe 10 eingeschraubt. Das Führungsrohr 9, das Aussenrohr 11 bzw. die Muffe 10 stellen damit für die Feder 15 ebenfalls eine Art unterer Stopfen dar.
Die Zeichnung zeigt den' Federkissen-Stössel 6 in seiner ganz ausgefahrenen unteren Endstellung, in welcher die Feder 15 am wenigsten gespannt ist und deshalb nur eine geringe Steigung entlang ihres mittleren Bereichs aufweist, wo sie frei ist. Wird der Stössel 6 beim Schliessen des Werkzeugs um den Federweg F nach oben in seine obere Endsteliung gedrückt, wird die Feder 15 maximal gespannt und erhält in ihrem freien Bereich die maximale Steigung. In einer Stösselstellung auf genau halber Strecke zwischen den beiden Endstellungen weist die Feder 15 natürlich eine mittlere Steigung auf. Auf den beiden Stopfen ist die Feder 15 durch das Gewinde festgelegt. Dadurch ändert sich die Steigung der Feder 15 hier beim Übergang zwischen den beiden Endstellungen nicht. Um die Feder zu schonen und den Steigungsunterschied zwischen ihrem mittleren, freien Abschnitt und ihren beiden Endabschnitten im Mittel möglichst gering zu halten, ist die Steigung auf den Endabschnitten etwa gleich der erwähnten mittleren Steigung gewählt.
BEZEICHNUNGSLISTE
1 Stössel einer Presse
2 Oberteil eines Umformwerkzeugs
3 ein Umformwerkzeug ein bereits schon umgeformtes Biechteil
5 Federkissen
Stössel , 8 Gleitführungen
9 Führungsrohr
10 Muffe
11 Aussenrohr
12 Flansch
13 Stufe
14 Pfeil
15 Spiral-Zugfede
16 oberer Endabschnitt
17 Stopfen
18 unterer Endabschnitt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Ausstossen von Umformteilen (4) aus einem Umformwerkzeug (3) mit einem in dem Umformwerkzeug (3) in einem Führungsrohr (9) beweglich geführten und in Ausstossrichtung (14) durch eine Feder (15) belasteten Stössel (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15) eine Zugfeder ist.
2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (15) eine Spiralfeder ist und dass das Führungsrohr (9) und der Stössel (6) im wesentlichen innerhalb dieser Spiralfeder (15) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbindung der Feder (15) an das Führungsrohr (9) und an den Stössel (6) am Führungsrohr (9) und am Stössel (6) jeweils Gewindestopfen (17, 10) vorgesehen sind, welche in die Federenden jeweils eingeschraubt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15) bei einer mittleren Stellung des Stössels (6) eine mittlere Steigung aufweist und dass die Steigung des Gewindes auf den Gewindestopfen (17, 10) jeweils dieser mittleren Federsteigung entspricht.
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