CH669748A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung geht aus von einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken aus Blech oder von Guss- oder Schmiederohlingen, mit wenigstens zwei Arbeitsstufen, welchen jeweils ein Werkzeug zugeordnet ist, und einer Einrichtung zum automatischen Transport der Werkstücke.

Fertiggestellte Stanzteile fordern oft partiell an den Funktionsstellen eine 100%-ige Glattschnittfläche. Dies betrifft auch Stanzteile mit Biegungen, Kröpfungen, umgeformte topf- oder tellerähnliche Teile. Um eine 100%-ige Glattschnittfläche an solchen Stanzteilen zu erreichen, ist es üblich, diese Teile anschliessend an die stanzereitechnischen Arbeitsvorgänge nachträglich durch eine spanabhebende Bearbeitung, wie Drehen, Fräsen oder Räumen, fertigzustellen. Es ist aber auch möglich, die gewünschten 100%-igen Glattschnittflächen an solchen Stanzteilen in einer Feinschneidpresse spanlos zu schneiden.

Ein solches bekanntes Verfahren zum Herstellen der 100%-igen Glattschnittfläche an Stanzteilen ist aber in dem Sinne nachteilig, dass die fertig gestellten Stanzteile in einem zweiten Bearbeitungsprozess in einer zur Herstellung der 100%-igen Glattschnittfläche an den Stanzteilen geeigneten Bearbeitungsmaschine eingesetzt und dort bearbeitet werden müssen. Dadurch entsteht ein Zeitverlust und eine Erhöhung der Herstellungskosten.

Der Feinschneidvorgang und die entsprechenden Feinschneidwerkzeuge sind im Buch «Feinschneiden» von J. Haackund F. Birzer, Hallwag-Verlag, Bern, 1977 beschrieben.

In der DE-OS 3 227 696 ist ein Folgeverbundwerkzeug beschrieben, das bei Schnelläuferpressen eingesetzt wird. Ein solches Werkzeug umfasst eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen, durch welche ein durch das Werkzeug geförderter Stanzstreifen bearbeitet wird. Bei den Bearbeitungsstationen handelt es sich um Schneid-, Biege-, Abwinkel-, Kröpf- und Drehstationen, die in Folge im Werkzeug untergebracht sind.

Aus der CH-PS 641 696 ist weiter eine Presse mit einem Folgewerkzeug bekannt, dessen acht Stationen die Verformung des Werkstückes schrittweise vornehmen. Hier besteht der Transport der Werkstücke mittels einer Einrichtung mit in Transportrichtung angetriebenen Stangen mit elastischen Greifern. Mittels der mit elastischen Greifern versehenen Stangen können umgeformte Stanzteile, die aus der Blechebene herausgeformt wurden, schnell befördert werden.

Mit den in den beiden Schriften erwähnten Pressen kann man zwar pro Stösselhub ein fertiges Stanzteil in schneller Kadenz anfallen lassen, wenn aber ein solches Stanzteil noch zusätzlich partiell an den Funktionsstellen mit einer 100%-igen Glattschnittfläche versehen werden soll, muss es, wie oben erwähnt, weiter bearbeitet werden.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse zum Bearbeiten von Werkstücken aus Blech oder von Guss- oder Schmiederohlingen zu schaffen, in welcher Feinschneidvorgänge mit den konventionellen Arbeitsvorgängen der Stanz- und/oder Ziehtechnik in einer einzigen Bearbeitungsmaschine vereint sind. Dadurch soll ermöglicht werden, komplizierte Stanzteile mit 100%-igen Glattschnittflächen rasch und kostengünstig herzustellen.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Presse dadurch gelöst, dass mindestens eine der Arbeitsstufen

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durch ein an beliebiger Arbeitsstufe eingebettetes Feinschneidwerkzeug gebildet ist, in dessen Oberteil und Unterteil jeweils ein Hydraulikblock als Ober- bzw. Unterbau des Werkzeugeinsatzes eingebaut ist, welcher Hydraulikblock mit dem zuständigen Werkzeugeinsatz in einem oberen bzw. unteren Wechselgestell eingesetzt und von einem Antriebsmittel ansteuerbar ist.

Mit Vorteil kann das obere Wechselgestell des Feinschneidwerkzeuges eine Kopfplatte sowie eine obere Aufspannplatte und das untere Wechselgestell eine Unterplatte sowie eine untere Aufspannplatte besitzen, wobei die Antriebsmittel eine von den Wechselgestellen separate Einheit bilden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Transferpresse mit dem eingebauten Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht im Schnitt auf die Transferpresse nach der Figur 1,

Fig. 3 einen Schnitt eines Feinscheidwerkzeuges, dessen Hydraulikblöcke mit den zuständigen Werkzeug-Einsätzen in jeweils einem Wechselgestell eingesetzt sind,

Fig. 4 eine schematische Ansicht im Schnitt des in einer Feinschneidpresse eingebauten Feinschneidwerkzeuges nach der Figur 3,

Fig. 5A bis 5G einzelne Bearbeitungsvorgänge in der Transferpresse nach den Fig. 1 und 2, alle im Schnitt,

Fig. 6 einen Schnitt des Stanzteiles entlang der Linie VI—VI der Figur 7,

Fig. 7 eine Ansicht eines feingeschnittenen Stanzteiles, Fig. 8A bis 8F einzelne Feinschneidvorgänge in dem in der Transferpresse nach den Fig. 1 und 2 in siebenter Arbeitstufe eingebauten Feinschneidwerkzeug nach der Fig. 3, alle im Schnitt und

Fig. 8 eine diagrammatische Darstellung der Stössel- und Kolbenbewegungsabläufe einer Transferpresse mit eingebautem Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3.

Das Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3 besteht aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3. Der Oberteil 2 umfasst einen Hydraulikblock 4, der einerseits an einer Kopfplatte 8 befestigt und andererseits mit einem oberen Werkzeug-Einsatz 17 als dessen Oberbau verbunden ist. Der Hydraulikblock 4 und der obere Werkzeug-Einsatz 17 sind in einem Wechselgestell 6 mit der oben erwähnten Kopfplatte 8 eingesetzt. Mittels Befestigungsschrauben 31 ist der Obersatz 42 des oberen Werkzeug-Einsatzes 17 mit dem Wechselgestell 6 verschraubt. Auf ähnliche Weise umfasst der Unterteil 3 einen Hydraulikblock 4', der einerseits an der Unterplatte 9 befestigt und andererseits mit dem unteren Werkzeug-Einsatz 18 als dessen Unterbau verbunden ist. Der Hydraulikblock 4' und der untere Werkzeug-Einsatz 18 sind in einem Wechselgestell 6' mit der oben erwähnten Unterplatte 9 eingesetzt. Mittels der Befestigungsschrauben 31 ist die Schneidplatte 41 des unteren Werkzeug-Einsatzes 18 mit dem Wechselgestell 6' verschraubt.

Weiter ist in der Figur 3 ein Aggregat zum Speisen der Hydraulikblöcke 4,4' mit Drucköl, das eine von den Gestellen 6, 6' separate Einheit bildet, schematisch darstellt. Das Aggregat besteht aus einem Motor 56, einer Pumpe 19 und einem Speicher 44. Mit 58 ist der Flüssigkeitsbehälter bezeichnet. Jeder Hydraulikblock 4,4' besitzt zwei Kolbenzylinder. Im Hydraulikblock 4 sind es Zylinder 13, 14 und Kolben 21,22. Im Hydraulikblock 4' sind es Zylinder 15,16 und Kolben 23,24. Über Ventile 57 und Anschlüsse 5 wird den Hydraulikblöcken 4,4' Drucköl zugeführt. Die Kolbenzylinder 13 bis 16 wirken voneinander unabhängig und die in ihnen wirkenden Drücke sind über die Ventile 57 einzeln einstellbar sowie einzeln ein- und ausschaltbar.

Die in den Hydraulikblöcken 4,4' erzeugten hydraulischen Drücke übernehmen Klemm-, Abstreif- und Ausstoss-funktion. Sie werden aber auch zum Halten des Teiles in Position oder auf Transportebene eingesetzt. So steht der Kolben 22 in Wirkverbindung mit einem Druckbolzen 26 für Gegenstempel 32. Der Kolben 21 steht in Wirkverbindung mit dem Druckbolzen 27 für Abstreifer 45. Der Kolben 24 steht in Wirkverbindung mit dem Druckbolzen 28 für Auswerfer 38 und der Kolben 23 steht in Wirkverbindung mit dem Druckbolzen 29 für Ausstosser 35 und Gegenstempel unten 33. Mit 40 ist die Führungsplatte im oberen Werkzeug-Einsatz 17, mit 34 der Innenformstempel und 36 der Umschneidstempel bezeichnet. Im unteren Werkzeug-Einsatz 18 ist mit 30 der Einsatz in der Schneidplatte 41 und mit 43 der Untersatz bezeichnet. Im oberen sowie im unteren Werkzeug-Einsatz sind Abstimmplatten 39 zur genauen Einstellung des Innenformstempels 34 und des Umschneidestempels 36, des Gegenstempels unten 33 sowie des Einsatzes 30 vorgesehen zum Zwecke der Abstimmung nach dem Scharfschliff. Die Verriegelungsbolzen 37 übernehmen die Lagesicherung der Führungsplatte 40 zum unteren Werk-zeug-Einsatz 18. Mit 11 sind Zentrierstifte für die Werkzeugeinsätze 17,18, mit 51 sind Teileposition-Sucher, mit 59 Aus-stosserbolzen bezeichnet.

Werkstücke 1, die eine aus einer Blechebene herausgeformte Gestalt haben, lassen sich vorteilhaft auf einer Transferpresse 20 herstellen, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. In dieser Transferpresse 20 ist in der letzten, siebenten Arbeitsstufe das Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3 eingebaut. Mit den übrigen Umformwerkzeugen 25 stellt das Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3 einen Werkzeugsatz dar. In der letzten Feinschneidstufe wird an den Funktionsstellen des Stanzteiles 1 eine 100%-ige Gleitschnittfläche erzielt. Das Werkstück 1 wird in sieben Operationen zu einem feingeschnittenen Teil 1' gefertigt.

Aus einem der Transferpresse 20 mit einem Stössel 52 und einem Tisch 53 zugeführten Materialband 7 wird durch einen Platinenschnitt ein Stanzstück ausgeschnitten (Figur 5A). In der zweiten Operation gemäss Figur 5B wird das Werkstück 1 beschnitten (Gratseitenwechsel in der Biegezone). In der dritten und vierten Stufe (Figuren 5C und 5D) wird das Werkstück gebogen, in der fünften Operation wird der Winkel und die Höhe des Werkstückes gesetzt (Figur 5E). In der sechsten Arbeitsstufe (Figur 5F) wird Schmieröl für den Feinschneidvorgang auf das Werkstück 1 gesprüht und in der siebenten Operation (Figur 5G) wird der Feinschneidvorgang mittels des eingebauten Feinschneidwerkzeuges nach der Figur 3 ausgeführt.

Das eingebaute Feinschneidwerkzeug kann folgende Arbeitsvorgänge übernehmen: Lochen, Umschneiden, Beschneiden, Anschneiden und Ausschneiden. Bei dieser Fertigungsmethode in einer Transferpresse wird das Stanzstück bzw. Werkstück 1 mittels Stangengreifer 10 mit Greiferzangen 12 in die einzelnen Arbeitsstufen befördert. Die Abfälle der Normalstanzstufen wandern nach unten durch eine nicht dargestellte Tischöffnung. Die beim Feinschneiden entstehenden Abfälle 49 (Butzen) werden mittels Schwenkarme 48, die an den Greiferzangen 12 befestigt sind, über Abfuhrplatten 50 abgeführt.

Wie aus den Figuren 1 und 2 weiter ersichtlich ist, sind sämtliche Werkzeuge 25 (Schnitt- und Umformwerkzeuge) und das Feinschneidwerkzeug auf einer einzigen gemeinsamen oberen Grundplatte 46 und einer einzigen gemeinsamen unteren Grundplatte 47 montiert. Dadurch ist ein schneller Wechsel des gesamten Werkzeugsatzes in der Transferpresse 20 gegeben. Bei Ausfall einer Arbeitsstufe muss nur das die5

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ser zugeordnete Werkzeug demontiert und neu abgestimmt werden. Die Feinschneidstufe kann an beliebiger Stufenposition eingesetzt werden, wie es die optimale Lösung des Werkstückes erfordert. Ausserdem können mehrere oben beschriebene Feinschneidwerkzeuge in verschiedenen Arbeitsstufen der Transferpresse eingesetzt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass das oben beschriebene Feinschneidwerkzeug die zum Feinschneiden erforderliche Zusatzhydraulik trägt.

Das in den Figuren 6 und 7 dargestellte feingeschnittene Stanzteil Y wurde in einer Transferpresse mit dem eingebauten Feinschneidwerkzeug nach der Figur 3 hergestellt; die entsprechenden Feinschneidvorgänge sind in den Figuren 8a—8f, die ebenfalls in der Fig. 9 numerisch eingetragen sind, dargestellt.

In der in der Figur 8a dargestellten Position ist das Feinschneidwerkzeug offen. Das gebogene Werkstück 1 hegt auf dem unteren Werkzeug-Einsatz 3. Der nicht dargestellte Stössel der Transferpresse befindet sich im oberen Totpunkt — Position I. In der in der Figur 8b dargestellten Position läuft der Stössel herunter. Die Abstreifer 45 berühren das Werkstück 1, der Kolben 21 im Zylinder 13 wird nach oben verdrängt. Der Stössel befindet sich nun in Position II. In der in der Figur 8c dargestellten Position hat der gesamte obere Werkzeug-Einsatz 17 Kontakt mit dem Werkstück 1, das zwischen dem oberen 17 und dem unteren 18 Werkzeug-Einsatz geklemmt ist. Der Sucher 51 wird in das entsprechende Loch im Werkstück 1 und im Ausstosser 35 des unteren Werkzeug-Einsatzes 18 eingeführt und zentriert die Teileposition. Der Stössel befindet sich in Position III. In der in der Figur 8d dargestellten Position läuft der Stössel weiter herunter. Dabei wird der Kolben 23 nach unten verdrängt. Nun ist auch die Biegezone des Werkstückes 1 zwischen dem oberen 17 und demunteren 18 Werkzeug-Einsatz geklemmt. Der Stössel befindet sich in Position IV. Es beginnt nun der eigentliche Schnittvorgang, dabei werden die Kolben 21 und 22 nach oben und die Kolben 23 und 24 nach unten verdrängt. Am Ende dieses Vorganges befindet sich der Stössel im unteren Totpunkt — Position V. In der in der Figur 8e dargestellten Position befindet sich der Stössel im unteren Totpunkt — Position V. Die Druckwirkung der Kolben 21 bis 24 wird abgeschaltet, der Stössel bewegt sich wieder aufwärts zurück. In Position VI des Stössels wird der Druck des Kolbens 23 wieder eingeschaltet, wodurch das Stanzteil 1 nach oben ausgestossen wird. In Position VII des Stössels stösst der Kolben 23 den Innenformabfall aus und der Aus-senformabfall wird durch den Druck des Kolbens 24 abgestreift. Dieser Vorgang ist in Position VIII abgeschlossen. Der Stössel läuft weiter nach oben zurück, dabei hängt das Werkstück 1 am oberen Werkzeug-Einsatz 17. In Position IX bekommt der Kolben 22 Druck und das Ausstossen des feingeschnittenen Stanzteiles 1' (Abstreifen) beginnt. In der Position X erfolgt der Abstreifvorgang des feingeschnittenen Stanzteiles 1'. Das feingeschnittene Stanzteil 1' hängt aber noch oben in der Biegung. In Position XI bekommt der Kolben 21 Druck und beginnt das feingeschnittene Stanzteil 1' aus der Biegung vom oberen Werkzeug-Einsatz 17 vollends abzustreifen. Dieser Vorgang ist in der Position XII beendet, das Werkzeug ist nun wieder offen. Der Stössel läuft weiter in seinen oberen Totpunkt in Position I. In der in der Figur 8f dargestellten Position wird das feingeschnittene Stanzteil 1' mittels der Stangengreifer 10 abgeführt, die Abfälle 49 (Butzen) werden über die Schwenkarme 48 der Zangengreifer 10 abgeschoben.

In der Fig. 9 sind die Bewegungsabläufe des Stössels 52 der Transferpresse 20 und der einzelnen Kolben 21 bis 24 des in die Transferpresse eingebauten Feinschneidwerkzeuges diagrammatisch dargestellt. Sie sind einander abgestimmt. Die durch die Kolben 21 bis 24 erzeugte Einpresskraft beträgt bis 75% und die Gegenkraft bis zu 30% der durch den Stössel erzeugten Schnittkraft. Der Bewegungsablauf des Stössels wie auch der einzelnen Kolben der Hydraulik-Zylinder sowie auch die Anzahl der benötigten Funktionen und damit der Zylinder wird durch die Gestalt des Werkstückes bestimmt.

Das Feinschneidwerkzeug nach der Fig. 3 besitzt nebst der Kopfplatte 8 und der Unterplatte 9 auch eine obere 54 und eine untere 55 Aufspannplatte. Diese Aufspannplatten, die etwa in der Mittelhöhe des Obersatzes 42 und der Schneidplatte 41 verlaufen, dienen zum Aufspannen des Feinschneidwerkzeuges an einer Feinschneidpresse. Zu diesem Zweck wird im Stössel 52 und im Tisch 53 jeweils eine Aussparung 60 verfertigt, in welchen Aussparungen einerseits die Kopfplatte 8 mit dem Hydraulikblock 4 und andererseits die Unterplatte 9 mit dem Hydraulikblock 4' untergebracht werden. Das Feinschneidwerkzeug wird hier auf der Feinschneidpresse zur Erprobung eingesetzt (siehe Fig. 4).

Bei der Transferpresse mit dem eingebauten Feinschneidwerkzeug wird das Blechteil in einzelnen Werkzeugen in einzelnen Arbeitsstufen erzeugt, wobei pro Stösselhub ein fertiges Teil anfallt. In dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Stös-selbewegung der Transferpresse von oben nach unten, der Tisch ist fest. Das beschriebene Feinschneidwerkzeug kann als Einzelwerkzeug optimal ausgelegt werden. Die einzelnen Werkzeuge können unabhängig voneinander gefertigt werden. Der Platinenzuschnitt kann optimiert und als letztes Werkzeug in Arbeit genommen werden. Jedes Werkzeug kann als Einzelwerkzeug separat getestet und optimiert werden, wozu eine normale Feinschneidmaschine oder eine einstufige Presse zum Einsatz kommt. Nach der Optimierung werden alle Werkzeuge auf einer gemeinsamen oberen und unteren Grundplatte (s. Beispiel) montiert und mit einem Zangengreifersatz bestückt. Bei Ausfall eines Werkzeuges muss nur dieses demontiert und neu abgestimmt werden. Die Speisung der Hydraulik erfolgt über ein separates Aggregat, die Schaltimpulse zur Steuerung kommen vom Stössel-kommando.

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7 Blatt Zeichnungen

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1. Presse zum Bearbeiten von Werkstücken aus Blech oder von Guss- oder Schmiederohlingen, mit wenigstens zwei Arbeitsstufen, welchen jeweils ein Werkzeug zugeordnet ist, und einer Einrichtung zum automatischen Abtransport der Werkstücke, dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens eine der Arbeitsstufen durch ein an behebige Stufenposition einsetzbares Feinschneidewerkzeug gebildet ist, das aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) besteht, welche je aus einem Hydraulikblock (4,4'), einem, mit mehreren Werkzeugteilen (32,34, 36,45; 33, 35, 30, 38) ausgerüsteten Werkzeugeinsatz (17,18) und einem, den Hydraulikblock und den Werkzeugeinsatz tragenden Wechselgestell (6, 6') bestehen,

dass mindestens der eine der genannten Hydraulikblöcke wenigstens zwei Zylinderkolbenaggregate (13,21; 14,22; 15, 23; 16,24) umfasst, deren Zylinder fest im entsprechenden Wechselgestell eingebaut sind und deren Kolben je mit einem zugeordneten Werkzeugteil in Wirkverbindung stehen,

und dass steuerbare Antriebsmittel (19,44, 57) vorhanden sind, die dermassen angeordnet sind, dass die genannten Kolben während dem Ablauf eines Hubweges durch den Pressenstössel unabhängig voneinander und wahlweise in dem entsprechenden Zylinder bewegt werden.

2. Feinschneidewerkzeug zum Einbau in einer einen feststehenden Pressentisch und einen beweglichen Pressenstössel aufweisenden Presse, mit einem am Pressenstössel befestigbaren Oberteil (2) und einem am Pressentisch befestigbaren Unterteil (3), wobei das Ober- und das Unterteil jeaus einem Hydraulikblock (4,4'), einem, mit mehreren Werkzeugteilen (32, 34, 36,45; 33,35, 30,38) ausgerüsteten Werkzeugeinsatz (17,18) und einem, den Hydraulikblock und den Werkzeugeinsatz tragenden Wechselgestell (6,6'), bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der eine der genannten Hydraulikblöcke wenigstens zwei Zylinderkolbenaggregate (13, 21; 14,22; 15,23; 16,24) umfasst, deren Zylinder fest im entsprechenden Wechselgestell eingebaut sind und deren Kolben je mit einem zugeordneten Werkzeugteil in Wirkverbindung stehen, und dass steuerbare Antriebsmittel (19,44, 57) vorhanden sind, die dermassen angeordnet sind, dass die genannten Kolben während dem Ablauf eines Hubweges durch den Pressenstössel unabhängig voneinander und wahlweise im entsprechenden Zylinder bewegt werden.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Feinschneidewerkzeug gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberteil sowie im Unterteil mindestens je ein Werkzeugteil als fest im Werkzeugeinsatz eingebauter Stempel (34, 36) oder Schnitteinsatz (30) ausgebildet ist.

4. Feinschneidewerkzeug gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein in einem der Werkzeugeinsätze eingebauter und in Wirkverbindung mit einem Kolben stehender Werkzeugteil (33) als Gegenstempel, und zur Zusammenarbeit mit einem im anderen Teil fest im Werkzeugeinsatz eingebauten Schnittstempel dermassen ausgebildet ist, dass ein Werkstück oder ein Rohling während dem Durchlauf eines Hubweges durch den Stössel entlang einer durch entsprechende Kanten des Stempels und des Gegenstempels definierte Linie feingeschnitten wird.

5. Feinschneidwerkzeug gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Antriebsmittel einen durch eine Pumpe aufladbaren Speicher (44) umfassen, der durch getrennte Leitungen mit den Zylindern der zu beiden Hydraulikblöcken gehörenden Kolbenaggregate verbunden ist, wobei jede Leitung mit einem Ventil (57) versehen ist, und alle Ventile (57) einzeln und wahlweise während dem Verlauf eines Hubweges betätigbar sind.

6. Feinschneidewerkzeug gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (57) Regulierventile sind,

mittels welchen die Drücke in den entsprechenden Zylindern einzeln einstellbar sind.