DD250425A3 - Verfahren und vorrichtung zum beschneiden des randes an blechhohlkoerpern - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Beschneiden des Randes an vorzugsweise durch Kugeldrueckwalzen vorgefertigte Blechhohlkoerper. Das Beschneiden erfolgt, indem der Boden des Blechhohlkoerpers dem Schnittring zugewandt ist. Dadurch wird gewaehrleistet, dass z. B. beim Beschneiden in automatisierten Fertigungslinien, der Transport der Blechhohlkoerper innerhalb der Fertigungslinie in der Vorzugslage fuer den Transport erfolgt. Das Trennverfahren Schneiden wird von einem Umformverfahren ueberlagert und dadurch erreicht, dass der Schnittschlag wesentlich oder vollstaendig kompensiert wird und gleichzeitig eine Weitung des abgetrennten Abfallrandes erfolgt. Die Kraftuebertragung vom Pressenstoessel ueber das Werkstueck (Blechhohlkoerper) auf die einer der Stoesselkraft entgegengerichtete Kraft erzeugende Ausstossereinrichtung erfolgt, indem die Stoesselkraft in auf den Boden und den Rand des Blechhohlkoerpers wirkende Kraftkomponenten aufgeteilt ist. Dadurch wird eine Deformation des Blechhohlkoerpers infolge axialen Druckes ausgeschlossen und Fertigungstoleranzen des Blechhohlkoerpers (Hoehe) sind ohne Einfluss auf den Schneidvorgang.

Description

Vorzugslagen des Öffnungsrandes des Blechhohlkörpers erfordern. Dieser Anforderung entspricht man beispielsweise durch den Einbau von Einrichtungen zum Wenden der Blechhohlkörper in das Transportsystem automatisierter Anlagen, wobei sich die durch das Wenden der Blechhohlkörper in die jeweilige vorzugsweise Bearbeitungslage verursachten Positionierungenauigkeiten oftmals nachteilig auf die Bearbeitungsfolge, z. B. beim Tiefziehen, Randformen oder Beschneiden der Blechhohlkörper auswirken und zu Störungen im automatisierten Fertigungsablauf sowie zu Werkzeugbruch führen.

Besonders ungünstig, weil Störungen begünstigend, ist, wenn beispielsweise unbeschnittene durch Kugeldrückwalzen vorgefertigte Blechhohlkörper mit der bei diesem Verfahren oftmals entstehenden unebenen Randkontur zum Zweck des Transportes zur folgenden Arbeitsstufe mit dieser unebenen Randkontur, weil dies die Vorzugslage für die folgende durchzuführende Arbeitsstufe ist, auf der Transportebene gleiten.

Zur Sicherung einer hohen Produktionssicherheit, wird einem störungsfreien Transport, insbesondere der durch Kugeldrückwalzen vorgefertigten Blechhohlkörper, der Vorzug gegeben, indem als Transportebene des Blechhohlkörpers der formstabile, ebene Bodenbereich genutzt wird.

Damit ergibt sich besonders für das Beschneiden der Randkontur auf automatisierten Fertigungslinien in denen das Umformverfahren Kugeldrückwalzen integriert ist, daß die Anordnung des Schnittringes im pressentischseitig angeordneten Werkzeugunterteil erfolgt.

Daraus resultiert zwangsläufig der Widerspruch, daß die Blechhohlkörper in ihrer Vorzugslage transportiert werden, aber im Werkzeug unter Überwindung der Ausstoßerkraft um ihre Teilhöhe bis zum Aufliegen des zu beschneidenden Randes auf der Schnittebene abgesenkt werden müssen. Die zur Überwindung der Ausstoßerkraft erforderliche vom Pressenstößel aufzubringende Kraft, die in der Regel bis zu 20% der erforderlichen Schnittkraft beträgt und vom stößelseitig am Werkzeugoberteil angeordneten Schnittstempel über den Rand, die Wandung (Zarge) zum Boden des Blechhohlkörpers und damit auf den Ausstoßer zu übertragen ist, führt oftmals zur Deformation der diese Kraft hauptsächlich übertragenden Zarge des Blechhohlkörpers.

Presseninterne Einrichtungen, z.B. hydraulisch wirkende Einrichtungen (Ziehkissen), können oftmals für das Anheben und Ausstoßen der auf diese Art zu beschneidenden Blechhohlkörper nicht eingesetzt werden, da eine Regelbarkeit dieser Einrichtungen nicht vorhanden ist, bzw. ihre Regelbarkeit nicht ausreicht, die über die Zarge des Blechhohlkörpers zu übertragende Ausstoßerkraft so zu dimensionieren, daß eine Deformation der Zarge ausgeschlossen und das störungsfreie Ausstoßen des Blechhohlkörpers aus dem Werkzeugunterteil gewährleistet wird.

Ebenso führt die Massenträgheit der presseninternen, kompakt ausgeführten Einrichtungen (Ziehkissen) dazu, daß die zum Ausstoßen des Blechhohlkörpers aus dem Werkzeugunterteil eingestellte, der Stößelkraft entgegenwirkende Kraft zum Zeitpunkt der Krafteinleitung durch den Pressenstößel über den Schnittstempel auf den Blechhohlkörper infolge der relativ hohen Stößelgeschwindigkeit, insbesondere bei schnellaufenden Pressen um ein Vielfaches überschritten wird und dadurch eine Deformation der Zarge, besonders im Übergangsbereich zum Boden des Blechhohlkörperseintritt.

Auch die durch Druckfedern betätigten in der Presse oder im Werkzeug angeordneten Einrichtungen zum Ausstoßen des Blechhohlkörpers aus dem Werkzeugraum, haben den Mangel, daß diese besonders bei relativ langen Ausstoßerwegen nicht störungsfrei arbeiten, weil in der Schnittzone verspannte Blechhohlkörper bedingt durch die Federcharakteristik schlagartig aus dem Werkzeugraum ausgestoßen werden, was zu Beschädigungen der Transporteinrichtung, des Werkzeuges und zur Deformation und damit zu Ausschuß des Blechhohlkörpers führt.

Um zu vermeiden, daß beim Überwinden der Ausstoßerkraft, die die Ausstoßerkraft hauptsächlich übertragende Zarge des Blechhohlkörpers deformiert wird, verwendet man oftmals auch am Schnittstempel zusätzlich befestigte, auf die Höhe des Blechhohlkörpers abgestimmte, auf den inneren Boden des Blechhohlkörpers pressende Hilfs- oder Zusatzstempel. Die Funktionstüchtigkeit dieser Zusatzeinrichtungen erfordert Biechhohlkörper mit relativ eng begrenzter Fertigungstoleranz, insbesondere der Höhe, die mit umformenden Fertigungsverfahren, besonders durch Kugeldrückwalzen, nicht oder nur mit erhöhtem Fertigungsaufwand herstellbar sind.

Die im Fertigungsprozeß auftretenden Fertigungstoleranzen, besonders bei Anwendung des Kugeldrückwalzens infolge der unebenen Randausbildung, führen bei Verwendung dieser Hilfs- oder Zusatzstempel zum Stauchen der Zarge und des Randes bei Übermaß und zum Strecken der Zarge und des Randes bei Untermaß der Teilehöhe, somit entweder zur Deformation des Blechhohlkörpers und/oder zur Beschädigung der Werkzeugelemente im Bereich der Schnittkanten auf Grund der nicht zu gewährleistenden jedoch erforderlichen höhenorientierten Übereinstimmung zwischen dem Blechhohlkörper und Werkzeugabmessungen.

Die Deformation des Blechhohlkörpers vorrangig im Bereich der Zarge und des Randes wird noch unterstützt durch die Beschleunigung des Pressenstößels unmittelbar nach dem Durchtrennen des Materials in der Schneidzone (Schnittschlag), der die maschineninterne beispielsweise hydraulisch wirkende Ausstoßeinrichtung auf Grund ihrer Massenträgheit nicht folgen kann und somit der zwischen dem Ausstoßer und dem Schnittstempel verspannte Blechhohlkörper diesen Schnittschlag teilweise kompensiert und dadurch deformiert wird. Den Schnittschlag bzw. die Schnittschlagkraft versucht man zu reduzieren, indem man z. B. den Schnittring und/oder den Schnittstempel wellig schleift. Die Lösung führt zu unsauberen Schnittkanten und damit zur Reduzierung der ansonst möglichen Standmengen. Gleichfalls bedingt das wellig Schleifen einen erhöhten Fertigungsaufwand.

Der Schneidvorgang selbst wird erschwert, wenn das Beschneiden des Randes an profilierten Randkonturen erfolgt, die nicht rechtwinklig zur Achse des Pressenstößels angeordnet sind. In solchen Fällen tritt vor Beginn des Schneidvorganges ein Verwerfen des Werkstoffes im Bereich der Schneidzone auf und führt zu einer Behinderung des Schneidvorganges und zu Maß- und Formabweichungen im Randbereich des beschnittenen Blechhohlkörpers.

Problematisch ist die Beseitigung des abgetrennten geschlossenen Abfallringes, z. B. bei kreisrunden, zylindrischen Blechhohlkörpern in der für das Beschneiden ungünstigen mit dem Blechhohlkörperboden zum Schnittring gerichteten Werkstücklage.

Bekannt sind Lösungen, bei denen der Abfallring während des Schneidvorganges oder unmittelbar danach im gleichen Pressenhub zerteilt wird, wobei in das Werkzeug fallende Abfallteile zu Störungen der Werkzeugfunktion führen sowie Lösungen, bei denen durch z. B. am Schnittstempel angeordnete Spreizstempel der Abfallring in einer Planseite in der Regel bis zur halben Blechdicke eingekerbt und dadurch tangential so geweitet wird, daß eine Vergrößerung des Beschneidedurchmessers am Abfallring erzielt wird und daran anschließend der Blechhohlkörper beim Ausstoßen aus dem Werkzeug durch den auf dem Schnittring liegenbleibenden, geschlossenen Abfallring hindurchgeführt wird. Der noch die Zarge des Blechhohlkörpers umschließende, abgetrennte, dann in der Ebene des Bodens des Blechhohlkörpers liegende Abfallring wird gemeinsam mit dem

Blechhohlkörper aus dem Schnittwerkzeug transportiert und danach vom beschnittenen Blechhohlkörper selektiert. Die letztgenannte Lösung hat den Nachteil, daß es durch die übliche ungünstige unmittelbare Anordnung der Spreizstempel am Schnittstempel und durch die unvorteilhafte Schneidengeometrie der Spreizstempel in Form von doppelseitig spitzauslaufenden den Keilen (Dachanschliff) zu einer hohen vom Werkstoff nur begrenzt zuertragenden spezifischen Flächenpressung kommt und zu einer der Hubzahl des Pressenstößels äquivalenten Wechselbelastung des Schnittringes, insbesondere im Bereich der Schnittkante kommt, die zum Ausbrechen der Schnittkante am Schnittring einschließlich dem Ausbrechen der Spreizstempel vor Erreichen der möglichen Standmenge führt.

Außerdem führt diese Schneidengeometrie der Spreizstempel sowie die unmittelbare bündige Anordnung der Schneidengeometrie der Spreizstempel am Schnittstempel zu einem teilweisen unerwünschten lokalen radialen Werkstofffluß im Abfallring in Richtung des Schnittstempels und damit zu einer örtlichen Reduzierung des Beschneidedurchmessers im Bereich der Einkerbungen, wodurch das Hindurchführen des beschnittenen Blechhohlkörpers durch den Abfallring behindert oder unmöglich wird und dadurch Störungen des automatisierten Fertigungsablaufes auftreten.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat ein Verfahren zum Beschneiden des Randes von Blechhohlkörpern zum Ziel, mit dem es möglich ist, Schnittoperationen in vorzugsweise automatisierten Fertigungslinien produktionssicher und qualitätsgerecht ohne mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Mängeln durchzuführen sowie durch eine verfahrensgerechte Gestaltung eine den Anforderungen von automatisierten Fertigungslinien entsprechende Vorrichtung mit hoher Standmenge zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist das Beschneiden der Randkontur an Blechhohlkörpern in Verbindung mit der Entfernung des abgetrennten Abfallringes aus der Schnittzone auf automatisierten Fertigungslinien in der Vorzugslage des Blechhohlkörpers für den Transport unter Vermeidung der aus dem bekannten Stand der Technik bekannten Mangel, wie z.B. der Einfluß des Schnittschlages in Verbindung mit der Massenträgheit der den Ausstoßer betätigten presseninternen Energiespeicher auf die Formstabilität des Blechhohlkörpers oder.der Einfluß der vom Pressenstößel zu überwindenden Ausstoßerkraft auf die Formstabilität des Blechhohlkörpers.

Die Aufgabe wird unter Verwendung einer Presse in einem Arbeitshub durch ein Verfahren mit einer dazugehörenden Vorrichtung (Werkzeug) gelöst, bei dem im Arbeitshub des Pressenstößels ein im Werkzeug mit seinem Boden auf der Transportebene abgesetzter zum Schnittring axial zentrierter Blechhohlkörper durch axialen Druck mit seinem ebenen Boden eingespannt, anschließend durch Steigerung desauf den inneren Boden des Blechhohlkörpers gerichteten axialen Druckes, gegen ein der äußeren Boden kontur insbesondere im Übergang vom ebenen Boden zur Zarge angepaßtes elastisch gelagertes, gegenüber der Masse der die Ausstoßerkraft erzeugenden presseninternen Einrichtung wesentlich massereduzierten und damit der Stößelbeschleunigung folgenden Gegenstück gepreßt, form- und kraftschlüssig fixiert und danach unter Aufrechterhaltung dieses Zustandes wird die zu beschneidende Randkontur durch zusätzlichen axialen Druck auf den Rand, bis zum Aufsetzen auf den Schnittring abgesenkt, der abzutrennende Abfallrand gespannt und danach die Schnittoperation, überlagert von einer zur Aufweitung des Abfallrandes führenden Umformung des Abfallrandes, ausgeführt.

Die Gleichzeitigkeit bzw. Überlagerung einer Schneid- und Umformoperation bewirkt ein bis zum Abschluß der Schneidoperation und noch danach aufrechtzuerhaltendes vorgespanntes Maschinen-Werkstück-Werkzeug-System, welches den ansonst auftretenden Schnittschlag wesentlich bzw. vollständig kompensiert.

Dies setzt aber voraus, daß die zur Umformung erforderliche der Stößelkraft entgegenwirkende Umformkraft gleich oder größer ist als die beim Schnittschlag freiwerdende in Richtung der Stößelkraft wirkenden Schnittschlagkraft, was erfindungsgemäß gewährleistet wird.

Dem folgt der Rückhub in Verbindung mit dem Ausstoßen des beschnittenen Blechhohlkörpers aus dem Werkzeugraum, indem der Blechhohlkörper durch den auf den Schnittring liegenbleibenden Abfallring geführt wird, wobei zum Zweck der Gewährleistung der Lageorientierung die Bodeneinspannung aufrechterhalten bleibt, bis der Boden des Blechhohlkörpers die Transportebene wieder erreicht hat.

Die direkt über den Boden des Blechhohlkörpers und die indirekt über den Rand, die Zarge und den Boden auf das mit der Ausstoßerkraft beaufschlagte den Bodenbereich des Blechhohlkörpers fixierende Gegenstück wirkenden von der Stößelkraft der Presse ausgelösten Kraftkomponenten sind so aufeinander abgestimmt, daß die beiden Kraftkomponenten gleichzeitig unabhängig von Höhentoleranzen der Blechhohlkörper der Ausstoßerkraft entgegenwirken, eine Deformation des Blechhohlkörpers infolge axialen Druckes beim Absenken des Blechhohlkörpers ausschließend.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Deformation des Blechhohlkörpers unmittelbar vor bzw. während der Schneidoperation durch axialen Druck oder axialen Zug, hervorgerufen durch eine nicht zu gewährleistende Übereinstimmung zwischen der Werkzeug- und der Werkstückgeometrie wird ausgeschlossen durch eine relative axiale Verschiebbarkeit der Angriffspunkte derauf den Blechhohlkörper bzw. auf das durch die Ausstoßerkraft beaufschlagte Gegenstück wirkenden Kraftkomponenten zueinander.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren beispielsweise durch eine Vorrichtung (Werkzeug) realisiert, bestehend aus einem in einen Grundkörper festangeordneten Schnittring und einen von diesem aufgenommenen axial beweglichen, mit dervon einer presseninternen Druckeinrichtung, z. B. hydraulisch wirkende Zieheinrichtung, erzeugten Kraft beaufschlagten Ausstoßer, der sich zusammensetzt aus einer in der Transportebene angeordneten Hubplatte, einer diese aufnehmende mit der Bodenkontur des Blechhohlkörpers versehenen Druckplatte und einen zwischen der Druckplatte und einer der maschineninternen Druckeinrichtung zugewandten Grundplatte angeordneten Energiespeicher als Werkzeugunterteil.

Die Bauelemente des Ausstoßers, die nach dem Energiespeicher des Ausstoßers in Richtung des Pressenstößels angeordnet sind, sind so dimensioniert, daß die Summe der Massenträgheit dieser Bauelemente wesentlich geringer ist, als die Summe der Massenträgheit der Bauelemente, die nach diesen Energiespeicher bis zum Ort der Erzeugung des presseninternen Energiepotentials in der Druckeinrichtung (Ziehkissen) angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß die von dem

auswerferinternen Energiespeicher abgestützten Bauelemente ohne wesentliche Verzögerung der Beschleunigung durch den Pressenstößel beim Kontaktieren des Werkzeugoberteiles mit dem Werkzeugunterteil im Abwärtshub des Pressenstößels und wenn noch erforderlich, beim Durchtrennen des Materials in der Schneidzone infolge des Schnittschlages folgen können. Dem Werkzeugunterteil ist ein relativ beweglich angeordnetes Werkzeugoberteil zugeordnet. An einer Kopfplatte ist der Schnittstempel mit einer an seinem Umfang festangeordneten, auf die erforderliche tangentiale Dehnung des Abfallrandes abgestimmte Anzahl Spreizstempel, die maximal mit ihrer Kontaktfläche bis zu dem Betrag der zu durchtrennenden Blechdicke, vorzugsweise 50% bis 75% der Blechdicke, gegenüber der Schnittkante des Schnittstempels in axialer Richtung zurückgesetzt sind.

Zur Vermeidung des aus dem Stand der Technik bekannten radialen zu einer Durchmesserreduzierung des Abfallrandes und zum Ausbrechen der Schnittkante am Schnittring und zum Ausbrechen der Spreizstempel führenden Mangel, wird die innere Kante der Kontaktfläche der Spreizstempel gegenüber den Durchmesser des Schnittstempels um 1,5mm bis 2 mm, vorzugsweise 0,75 bis 1,0 S₀ zurückgesetzt.

Damit ist der innere Spreizstempeldurchmesser um 3 mm bis 4mm, bzw. um bis zum Doppelten der Blechdicke größer als der Durchmesser der Blechdicke größer als der Durchmesser des Schnittstempels. Die Ausbildung der Kontaktfläche und die Anzahl der Kontaktflächen der Spreizstempel mit dem Abfallrand ist ebenfalls auf die erforderliche tangentiale Dehnung des Abfallrandes und auf das zu kompensierende durch den Schnittschlag freiwerdende Energiepotentials abgestimmt. Die erforderliche Umformkraft zum tangentialen Weiten des Abfallrandes infolge axialen Druckes resultiert im wesentlichen aus der Summe der projizierten Kontaktflächen der Spreizstempel, dem Umformgrad in diesen Zonen und der Formänderungsfestigkeit des Werkstoffes des Abfallrandes. Die Endringtiefe der Spreizstempel in den Abfallrand sollte 50% der Blechdicke nicht überschreiten.

Prinzipiell sind die Spreizstempel gegenüber der Stirnseite des Schnittstempels so anzuordnen, daß diese bereits umformend wirken bevor der Schnittstempel das Material durchtrennt hat.

Vom Schnittstempel wird zentrisch ein sich über Energiespeicher abstützender translatorisch beweglich angeordneter Spannring aufgenommen, der in Ruhestellung mit seiner dem Blechhohlkörper zugewandten Planseite bündig mit der Schnittkante des Schnittstempels abschließt oder diese überragt. Mittels des Spannringes erfolgt die Spannung des abzutrennenden Abfallringes und das Abstreifen des abgetrennten Abfallringes vom Schnittstempel und den Spreizstempeln. Der Schnittstempel nimmt stirnseitig, zentrisch, zum Blechhohlkörper (Werkstück) zugewandt, einen den Blechhohlkörper im Randbereich vor der Schneidoperation zentrierenden Zentrierring und einen sich über Energiespeicher abstützenden, gegenüber dem Schnittstempel relativ axial beweglich angeordneten die Höhentoleranzen der Blechhohlkörper ausgleichenden, auf die Bodeninnenkontur des Blechhohlkörpers pressenden Zusatzstempel.

Die Kraftkomponenten der werkzeuginternen Energiespeicher im Werkzeugoberteil sind so aufeinander abgestimmt, daß die der Stößelkraft entgegenwirkende Ausstoßerkraft im Niedergang der Presse überwindbar ist, ohne Deformation des Blechhohlkörpers, unabhängig von den Höhentoleranzen der Blechhohlkörper und gesichert ist, daß bereits vor Beginn der Schneidoperation der Schnittstempel auf die Schnittzone der Randkontur des Blechhohlkörpers preßt. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist in gleicher Wirkung auch das Beschneiden von der rotationssymmetrischen Form abweichender Blechhohlkörper prinzipiell möglich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird beispielhaft an Hand eines möglichen Ausführungsbeispieles beschrieben.

Die Figuren stellen schematisch den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung (Werkzeug) zur Durchführung des Verfahrens und Anordnungsdetails dar. Das Ausführungsbeispiel zeigt am Beispiel eines Kochtopfes das Beschneiden der Randkontur und das Weiten des Abfallrandes. Auf die Darstellung der Einspannung der Vorrichtung in einer Presse wurde verzichtet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem in einen Grundkörper 15 festangeordneten Schnittring 9 und einen von diesem zentrisch aufgenommenen relativ axial beweglichen, sich auf die mit der Ausstoßerkraft F_Aus beaufschlagten Ausstoßerbolzen 14 abstützenden Ausstoßer, der zusammengesetzt ist aus der den Ausstoßerbolzen 14 zugewandten Grundplatte 13 mit einer zu dieser relativ translatorisch beweglich angeordneten sich über einen die Dämpfungskraft F₄ erzeugenden Energiespeicher 12 gegen die Grundplatte 13 abstützenden Druckplatte 10 mit dem eingearbeiteten der äußeren Bodenkontur des Kochtopfes 18 entsprechenden Profil 17 und der gegenüber der Grundplatte 13 und der Druckplatte 10 relativ translatorisch beweglichen von der Druckplatte 10 zentrisch aufgenommenen sich über einen die Hubkraft F₃ erzeugenden Energiespeicher 19 gegen die Druckplatte 10 abstützenden Hubplatte 11, als Vorrichtungsunterteil. Das Vorrichtungsoberteil wird gebildet von einer Kopfplatte 16 mit einer daran zentrisch zum Schnittring 9 festangeordneten den Schnittstempel 4 mit den auf dessen Umfang festangeordneten Spreizstempeln 8, den Zentrierring 5 mit dem zu diesem relativ translatorisch beweglichen von der Druckplatte 10 zentrisch aufgenommenen sich über einen die Hubkraft F₃ erzeugenden Energiespeicher 19 gegen die Druckplatte 10 abstützenden Hubplatte 11, als Vorrichtungsunterteil.

Das Vorrichtungsoberteil wird gebildet von einer Kopfplatte 16 mit einer daran zentrisch zum Schnittring 9 festangeordneten den Schnittstempel 4 mit den an dessen Umfang festangeordneten Spreizstempeln 8, den Zentrierring 5 mit dem zu diesen relativ translatorisch beweglich angeordneten durch die Führungshülse 7 axial geführten sich über den die die Vorsatzstempelkraft F₂ erzeugenden Energiespeicher 20 gegen den Zentrierring 5 abstützenden Vorsatzstempel 6 mit dem stirnseitig angearbeiteten Abbild des Bodenprofils 17, den Druckring 3 als Widerlager für die Spreizstempel 8 und den sich über den die Spann-und Abstreifkraft F₁ erzeugenden Energiespeicher 21 gegen die Druckplatte 10 abstützenden, gegenüber den Schnittring 4 und den Spreizstempeln 8 relativ translatorisch beweglich angeordneten, in Richtung der Kraftwirkung des Energiespeichers 21 gegen den Druckring 3 anschlagenden Spannring 1 aufnehmende Aufnahme 2. Die im Ausführungsbeispiel dargestellten Energiespeicher, s. Figur 1 und 2 in Form von Spiraldruckfedern bzw. Elastomer-Druckfeder, sind prinzipiell gegen andere krafterzeugende Energiespeicher austauschbar bzw. beim Einsatz mehrfach wirkender Pressen durch presseninterne Energiespeicher teilweise oder vollständig ersetzbar.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit stößelseitig einfach wirkenden Pressen.

Der zum Schnittvorgang und zum Aufweiten des Abfallrandes führende Prozeß beginnt nach dem Aufsetzen des vorgefertigten Kochtopfes 18 auf die sich in der Transportebene 26 befindlichen Hubplatte 11 durch das Absenken des Vorrichtungsoberteiles bis zum Fixieren des Bodens des Kochtopfes 18 im Bereich der der Bodenkontur des Kochtopfes 18 angepaßten Stirnfläche 27 und des Bodenradius 23 am Vorsatzstempel 6 in Verbindung mit der Hubplatte 11 und dem Zentrieren des Kochtopfes 18 im Bereich des Öffnungsrandes mittels des Zentrierringes 5.

Im weiteren Abwärtshub des Pressenstößels wird zuerst nach Überwindung der der Stößel kraft F_ST entgegenwirkenden Hubkraft F₃ der Boden des Kochtopfes 18 im Bereich des Bodenprofils 17 form- und kraftschlüssig zwischen dem Vorsatzstempel 6 und der Druckplatte 10 mit der Vorsatzstempel kraft F₂ unverrückbar eingespannt ohne das die Druckplatte 10 abgesenkt wird. Dem schließt sich das relative Absenken des Vorsatzstempeis 6 gegenüber dem Schnittring 4 unter Aufrechterhaltung der Vorsatzstempelkraft F₂ an bis zum Aufsetzen des Spannringes 1 auf den Rand 22 des Kochtopfes 18 und durch Überwindung der auf den Spannring 1 wirkenden Spann- und Abstreifkraft F₁ im weiteren Abwärtshub der Presse folgt ein relatives Absenken des Spannringes 1 gegenüber der Kopfplatte 16 bzw. gegenüber dem Schnittring 4 bis zum Aufsetzen des Schnittringes 4 auf den Rand 22 des Kochtopfes 18.

In diesem Zustand, in dem die Druckplatte 10 ihre Ausgangsposition noch nicht verlassen hat, herrscht in dem System Kräftegleichgewicht zwischen derauf den Schnittring 4, den Spannring 1 und den Vorsatzstempel 6 aufgespreizten auf den Kochtopf 18 wirkende Stößelkraft F_ST und der der Stößelkraft entgegenwirkenden von dem als Stößelschlagdämpfer eingesetzten Energiespeicher 12 zu übertragenden Ausstoßerkraft Faus· Dis Einstellung der auf den Rand 22 des Kochtopfes 18 wirkenden Kraftkomponenten ist in diesem Zustand so zu gewährleisten, daß eine Deformation des Kochtopfes 18, insbesondere der Zarge 24, infolge axialen Druckes ausgeschlossen ist.

Die Ausstoßerkraft F_AUs überwindend, den erreichten Spannungszustand aufrechterhaltend, erfolgt im weiteren Abwärtshub der Presse das Absenken des Kochtopfes 18 bis zum Aufsetzen des Randes 22 auf den Schnittring 9 und das Spannen des abzutrennenden Abfallrandes zwischen dem Spannring 1 und dem Schnittring 9 mit der Spann- und Abstreifkraft F-|.

Durch eine weitere Erhöhung der Stößelkraft F_St bis zum Erreichen der zum Schneiden erforderlichen Stempelkraft F_St, wird das Beschneiden des Randes 22 eingeleitet.

Bereits bevor der Schnittstempel 4 den Rand 22 des Kochtopfes 18 durchdringt, setzen die gegenüber der Schnittkante des Schnittstempels 4 zurückgesetzten Spreizstempel 8 auf den Abfallrand 25 auf und noch während der Schneidoperation ersetzt die örtliche Umformung im Bereich der Spreizstempel 8 und damit das tangentiale zu einer Durchmesservergrößerung des Abfallrandes 25 gegenüber dem Schneiddurchmesser führende Weiten infolge axialen Druckes der Spreizstempel 8 auf den Abfallrand 25 ein. Die voranstehend bereits aufgezeigten Relativbewegungen der jeweiligen an der Schnittoperation direkt oder indirekt beteiligten Vorrichtungselemente treten während der Schnittoperation in der Größenordnung des Weges des Schnittstempels 4 auf. Dem folgt der Rückhub des Stempels. Zuerst wird der abgetrennte, geweitete Abfallrand 25 durch den Spannring 1 vom Schnittstempel 4 abgestriffen und auf den Schnittring 9 abgesetzt und der beschnittene Kochtopf 18 durch den auf den Schnittring 9 liegengebliebenen Abfallrand 25 hindurchgeführt.

Der über den Kochtopf 18 aufrechterhaltene Kontakt zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil wird im Bodenbereich des Kochtopfes 18 aufrechterhalten, bis der Boden des Kochtopfes 18 wieder die Transportebene 26 und den auf den Schnittring 9 liegengebliebenen Abfallrand 25 erreicht.

Dann erfolgt das vollständige Lösen der Bodeneinspannung des Kochtopfes 18 und die Entnahme des Kochtopfes 18 in Verbindung mit dem Abfallrand 25 aus dem Werkzeugraum.

Claims (3)

1. Verfahren zum Beschneiden des Randes an vorzugsweise durch Kugeldrückwalzen vorgefertigten Blechhohlkörpern in der Vorzugslage des Transportes auf automatisierten Fertigungslinien, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem in gleicher Richtung synchron ablaufenden translatorischen Umform- und Trennprozeß (Schneidprozeß) derTrennprozeß gleichzeitig mit dem oderzeitlich versetzt zu dem auf dieteilweise odervollständig zu dämpfende Schnittschlagkraft und die zu erzeugende dem Schnittschlag entgegenwirkende Reaktionskraft abgestimmten Umformprozeß beginnt und gleichzeitig mit oder vor diesem abschließt.

2. Vorrichtung zum Beschneiden des Randes an vorzugsweise durch Kugeldrückwalzen vorgefertigten Blechhohlkörpern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Vorrichtungsunterteil und einem diesem zugeordneten Oberteil, wobei das Vorrichtungsoberteil aus einem in einen Grundkörper fest angeordneten Schnittring und einem von diesem zentrisch aufgenommenen gegenüber dem Schnittring relativ axial beweglichen, sich auf von einer Ausstoßerkraft beaufschlagten Ausstoßerbolzen abstützenden Auswerfer besteht, dem ein zu diesem relativ translatorisch bewegliches Vorrichtungsoberteil zugeordnet ist, welches gebildet wird von einer Kopfplatte, die neben anderen Vorrichtungselementen indirekt einen zum Schnittring zentrisch angeordneten Schnittstempel aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer im Vorrichtungsunterteil sich zusammensetzt aus einer dem Ausstoßerbolzen (14) zugewandten Grundplatte (13) mit einer zu dieser relativ translatorisch beweglich angeordneten sich über einen Energiespeicher (12) gegen die Grundplatte (13) abstützende Druckplatte (10) und der gegenüber der Grundplatte (13) und der Druckplatte (10) relativ translatorisch beweglichen von der Druckplatte (10) werkstückseitig zentrisch aufgenommenen, sich über einen Energiespeicher (19) gegen die Druckplatte (10) und/oder die Grundplatte (13) abstützenden Hubplatte (11) und daß am Umfang des sich am Vorrichtungsoberteil befindlichen Schnittstempels (4) partielle Bereiche des Werkstückes (18) oder des Abfallrandes (25) umformende sich direkt oder indirekt gegen die Kopfplatte (16) abstützende Spreizstempel (8) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß in der dem Werkstück (18) zugewandten Stirnseite der Druckplatte (10) ein der Boden kontur des Werkstückes (18) entsprechendes Bodenprofil (17) angeordnet ist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschneiden des Randes vorzugsweise an durch Kugeldrückwalzen vorgefertigter Blechhohlkörper sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung in automatisierten Fertigungslinien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Verfahren und Vorrichtungen zum Beschneiden der Randkontur an Blechhohlkörpern auch in automatisierten Fertigungslinien sind bekannt.

Das Beschneiden des Randes an Blechhohlkörpern erfolgt, indem die Öffnung des Blechhohlkörpers am Beschneiderand dem Schnittstempel zugewandt ist. Der Schnittring oder der Schnittstempel können in der Presse stößelseitig im Werkzeug (Werkzeugoberteil) angeordnet sein. Zur Gewährleistung der störungsfreien Nutzung presseninterner im Pressentisch angeordneter Zusatzeinrichtungen, ζ. B. Ziehkissen zum Abdrücken des beschnittenen Abfallrandes vom Schnittstempel, wird die stößelseitige Anordnung des Schnittringes im Werkzeugoberteil bevorzugt. Durch diese Vorzugslage sind auch unter bestimmten konstruktiven Gesichtspunkten des Werkzeuges, z. B. keine Anordnung von Zusatzstempeln am Schnittstempel, die kürzeren Stößelwege und damit geringe Fertigungszeiten realisierbar. Bei der auf automatisierten Fertigungslinien üblichen komplexen Fertigung von Blechhohlkörpern, die die Integration verschiedener Fertigungsverfahren bedingt, z.B. Umform- und Trennverfahren, ist das Beschneiden der Randkontur in der Vorzugslage nicht oder nur durch zusätzliches Wenden des Blechhohlkörpers in die Vorzugslage möglich. Dies resultiert daraus, weil die verschiedenen oftmals in einer automatisierten Fertigungslinie zum Einsatz kommenden Fertigungsverfahren auf Grund ihrer spezifischen Kinematik unterschiedliche