DE10115098A1

DE10115098A1 - Vorrichtung zum Stanzen

Info

Publication number: DE10115098A1
Application number: DE2001115098
Authority: DE
Inventors: Normen Groeschl
Original assignee: G & K Umformtechnik GmbH
Current assignee: G & K Umformtechnik GmbH
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-02
Also published as: EP1250969A2; EP1250969A3

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Stanzen, vorzugsweise zum Entfernen von Butzen, mit einem Stempel, einer Matrize und einem Hydraulikzylinder, wird vorgeschlagen, die Matrize oberhalb des Stempels anzuordnen, eine Bewegung des Stempels beim Stanzen von unten nach oben vorzusehen und oberhalb der Matrize Mittel zur Abführung des Butzens anzuordnen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stanzen, vorzugsweise zum Entfernen von Butzen, mit einem Stempel, einer Matrize und einem Hy draulikzylinder. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage mit we nigstens zwei Stanzvorrichtungen und einer zu den Stanzvorrichtungen füh renden Förderstrecke.

Vorrichtungen und Anlagen gattungsgemäßer Art werden insbesondere zur Bearbeitung von Gußteilen aus Aluminium, wie beispielsweise Alufelgen, ein gesetzt. Diese Gußteile weisen nach dem Erkalten an der Stelle, an welcher die Schmelze zugeführt wurde, einen Schmelzenrest, den sogenannten But zen oder Steiger auf. Dieser Schmelzenrest bildet sich an der Unterseite des Gießrohlings im Steigrohr aus, durch das hindurch die Schmelze unter Druck in die Gießform gepreßt wurde. Das Steigrohr bleibt bis zum Erkalten des Gießrohlings mit Schmelze gefüllt und führt so zur Bildung des Steigers.

Bei der Herstellung von Alufelgen werden die Gießrohlinge nach der Entnah me aus der Form für die weitere Bearbeitung gewendet, so daß die Unterseite nach oben zu liegen kommt. In dieser Lage der Felge weist der Butzen nach oben.

Im Zuge der Bearbeitung der Rohlinge ist auch ein Arbeitsgang zur Entfer nung des Butzens vorgesehen. Üblicherweise werden diese Arbeiten mit Stanzen oder Bohrmaschinen durchgeführt. Die hierfür eingesetzten Geräte nach dem Stand der Technik sind so konzipiert, daß die Bewegung des Werk zeugs bei der Bearbeitung von oben nach unten erfolgt. Zur Entfernung des Butzens ist es daher notwendig, die Alufelge ein zweites Mal zu wenden, so daß der Butzen wieder nach unten weist und durch Bohren oder Stanzen entfernt werden kann. Der hiermit verbundene Arbeits- und Geräteaufwand führt zu einem an sich einsparbaren Zeit- und Kostenanteil.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vor richtung und eine Anlage anzugeben, welche den Arbeitsablauf bei der Ent fernung der Butzen vereinfacht und dadurch Zeit und Kosten einspart. Die Anlage erlaubt zudem die gleichzeitige Bearbeitung unterschiedlicher Werk stücktypen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- die Matrize oberhalb des Stempels angeordnet ist,
- die Bewegung des Stempels beim Stanzen von unten nach oben erfolgt
- und oberhalb der Matrize Mittel zur Abführung des Butzens vorgesehen sind.

Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wird in Abweichung zum Stand der Technik eine Arbeitsweise zugrunde gelegt, bei welcher der Stempel beim Stanzen von unten nach oben bewegt wird. Dabei ist die Matrize oberhalb des Stempels angeordnet und wird vor dem eigentlichen Stanzvorgang von oben her gegen das Werkstück gefahren. Der Butzen taucht dabei in eine dem Stempelquerschnitt entsprechende Ausnehmung in der Matrize ein. Durch Hochfahren des Stempels wird der Butzen aus dem Rohling ausgestanzt und nach oben über die Matrize entfernt.

Der Erfindung liegt zunächst der Gedanke zugrunde, Werkstücke in der Lage zu bearbeiten, in der sie auf der Förderstrecke transportiert werden. Bei der Bearbeitung von Felgenrohlingen aus Alu bedeutet dies, die Lage der Werk stücke beizubehalten, welche sie nach dem Entformen eingenommen haben. Für die Entfernung der Butzen erfordert dies jedoch eine neue Maschine, wel che durch vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellt wird.

Durch die vorgeschlagene Vorrichtung werden Arbeitsabläufe bei Entfernung des Butzens vereinfacht und entsprechende Anteile an den Fertigungskosten reduziert. Die Kosteneinsparungen betreffen den Wegfall von Vorrichtungen zum Wenden des Werkstücks und die hiermit ausgeführten Arbeitsschritte.

Die Bewegung des Stempels erfolgt bei vorliegender Stanzvorrichtung durch einen Hydraulikzylinder. Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung besteht der Hydraulikzylinder aus einem Tandemzylinder mit wenigsten zwei ineinander arbeitenden Hydraulikzylindern. Durch den Einsatz eines solchen Zylinders bei vorliegender Erfindung ist es möglich, die Arbeitshöhe der erfin dungsgemäßen Stanzvorrichtung sehr gering und gleichzeitig den Hubweg für den Stempel sehr groß auszubilden. Der große Hubweg ist erforderlich, um die beim Stanzen notwendigen Arbeitsschritte, Heranfahren des Stempels an das Werkstück, Durchstoßen des Werkstücks und Ausstoßen des Butzens aus der Matrize, ausführen zu können.

Die niedrige Arbeitshöhe bringt andererseits den Vorteil mit sich, daß die Stanzvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ohne große Baumaßnahmen in bestehende Förderstrecken integriert werden kann. Diese Strecken sind häufig als Rollenförderer ausgebildet und weisen in der Regel eine Höhe in der Größenordnung von etwa einem Meter auf. Dank der niedrigen Arbeitshö he sind beim Einbau der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung in Förderstrec ken dieser Art keinerlei Vertiefungen im Boden erforderlich.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Maschinenkopf vor gesehen, über dessen Umfang verteilt mehrere Stempel angeordnet sind. Je der Stempel weist eine Aufnahme auf und ist zur Mitte des Kopfes hin, vor zugsweise hydraulisch, bewegbar und in eine Gegenaufnahme des Tandem zylinders einführbar. Stanzvorrichtungen dieser Ausprägung sind für die Bear beitung unterschiedlicher Werkstücke konzipiert. Hierbei ermöglicht der Ma schinenkopf mit mehreren Stempeln ein schnelles Wechseln des Stanzwerk zeuges und als Folge davon eine hohe Flexibilität.

Zur Durchführung der Stanzarbeit ist es erforderlich, das Werkstück zu zen trieren, seine Anlagefläche gegebenenfalls parallel zur Oberfläche der Matrize auszurichten und in zentriertem Zustand fest einzuspannen.

Die Ausrichtung des Werkstücks wird bei der Bearbeitung von Alufelgen mit Hilfe des Maschinenkopfes vorgenommen. Gemäß einem Merkmal der Erfin dung ist vorgesehen, daß der Maschinenkopf wenigstens zwei in Richtung der Achse des Tandemzylinders bewegbare, an ein hydraulisches System ange schlossene Segmente und wenigstens drei synchron zu einander, in radialer Richtung bewegbare Zentrierhilfen, vorzugsweise Zahnstangen, aufweist.

Die Zentrierung erfolgt in der Weise, daß die Zahnstangen synchron zueinan der in radialer Richtung ausgefahren werden, bis ihre Enden gleichmäßig an der inneren Felgenfläche anliegen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Zahnstangen, weisen diese an ihren radial nach außen gerichteten Enden jeweils, vorzugsweise kugelgelagerte, Rollen auf, deren Achsen in Richtung der Achse des Tandemzylinders ausgerichtet sind. Diesen Ausgestaltung der Zahnstangen erlaubt bei Bedarf ein Drehen der zentrierten Felge.

Die Festlegung der Felge wird durch Matrize und Maschinenkopf durchge führt. Hierbei liegt das Werkstück auf wenigstens zwei in Richtung der Achse des Tandemzylinders bewegbaren Segmenten auf, die jeweils an ein Hydrau liksystem angeschlossen sind.

Die Ausbildung des Hydrauliksystems erfolgt je nach Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung unterschiedlich. Bei einer ersten Aus führungsform sind alle Segment über eine Hydraulikleitung untereinander ver bunden und werden gemeinsam hydraulisch beaufschlagt. Wird bei dieser Ausführungsform die Matrize von oben gegen das Werkstück gefahren, legen sich die Segmente an der unteren Fläche der Felge aufgrund des hydrauli schen Verbundes gleichmäßig an und pressen daher die Felge gleichmäßig gegen die Matrize.

Bei einer zweiten Ausführungsform sind die Segment an separate Hydrau likleitungen angeschlossen und werden unabhängig voneinander hydraulisch beaufschlagt. Nach dem Herabfahren der Matrize werden daher auch die ein zelnen Segmente unabhängig voneinander gegen die untere Fläche der Felge gepreßt. Die Beaufschlagung der einzelnen Zylinder erfolgt gleichmäßig, d. h. mit jeweils gleicher Menge Hydrauliköl. Der in den Hydraulikzylindern sich einstellende hydraulische Druck gibt dann Auskunft über die Güte der Justie rung der Felge. Stellt sich bei jedem Segment der gleiche Druck ein, ist sichergestellt, daß die Felge parallel zur Matrize ausgerichtet ist und überall gleichmäßig anliegt.

Im Ergebnis gewährleistet die Zentrierung und Festlegung des Werkstücks gemäß vorliegender Erfindung ein sicheres und exaktes Arbeiten bei der Durchführung des Stanzvorgangs.

In einem Betrieb zur Herstellung von Alufelgen werden im allgemeinen zahl reiche Modelle und Modellvarianten gefertigt, die in der Regel unterschiedliche Werkzeuge zu deren Bearbeitung erfordern. Die Entfernung des Butzens kann dabei so durchgeführt werden, daß jeweils ein Los eines Modells auf einer Stanzvorrichtung bearbeitet wird, anschließend ein Werkzeugwechsel erfolgt, um anschließend ein Los eines anderen Modells zu bearbeiten. Die Alternati ve hierzu ist eine Anlage mit mehreren Stanzvorrichtungen, welche die gleich zeitige Bearbeitung unterschiedlicher Felgentypen erlaubt und dementspre chend wirtschaftlicher ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls eine solche Anlage anzu geben. Ausgehend von einer Anlage mit wenigstens zwei Stanzvorrichtungen und einer zu den Stanzvorrichtungen führenden Förderstrecke, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

- die Förderstrecke Weichen aufweist,
- eine Vorrichtung zur Erfassung des auf der Förderstrecke transportierten Werkstücktyps, vorzugsweise eine Kamera, vorgesehen ist,
- und eine Steuereinheit vorhanden ist,
- welche die einzelnen Werkstücktypen den Stanzvorrichtungen zuordnet
- und entsprechend dieser Zuordnung die Weichen ansteuert.

Bei der vorgeschlagenen Anlage werden die Werkstücke über eine Förder strecke transportiert, die sich über Weichen und die daran anschließenden Zuführstrecken zu den einzelnen Stanzvorrichtungen hin verzweigt. Auf ihrem Weg passieren die Werkstücke eine Vorrichtung zur Erkennung des Werk stücktyps, vorzugsweise eine Kamera. Die hiermit gewonnenen Signale wer den einer Steuereinheit zugeführt, welche das vorliegende Werkstück der geeigneten Stanzvorrichtung zuordnet und entsprechend dieser Zuordnung die in der Förderstrecke integrierten Weichen ansteuert. Dadurch ist sicherge stellt, daß den einzelnen Stanzvorrichtungen nur die von dieser Vorrichtung bearbeitbaren Werkstücke zugeführt werden. Durch die parallele Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke ist eine wirtschaftlichen Nutzung der Anlage gewährleistet.

Neben einer Ansteuerung der Weichen wird nach einem Merkmal der Erfin dung durch die Steuereinheit auch in der jeweils zugeordneten Stanzvorrich tung die Auswahl des dem Werkstücktyp entsprechenden Stempels veranlaßt. Da jede Stanzvorrichtung über einen Satz unterschiedlicher Stempel verfügt, die im Maschinenkopf vorgehalten werden, können einer Stanzvorrichtung nacheinander unterschiedliche Werkstücktypen zur Bearbeitung zugeführt werden. Hierdurch wird die wirtschaftliche Bearbeitung von Alufelgen weiterhin verbessert.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen an hand einer Zeichnung erläutert.

In schematischer Darstellung zeigt

Fig. 1: einen Längsschnitt durch die Vorrichtung.

In Fig. 1 ist das Kernstück der Vorrichtung, der Tandemzylinder 1 und der Stempel 2 wiedergegeben. Nicht dargestellt sind der Maschinenkopf, der den Stempel umgibt, und die oberhalb des Stempels angeordnete Matrize sowie das zu bearbeitende Werkstück. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wird in Abweichung zum Stand der Technik eine Arbeitsweise zugrunde gelegt, bei welcher der Stempel beim Stanzen von unten nach oben bewegt wird.

Der Tandemzylinder besteht aus zwei ineinander arbeitenden Hydraulikzylin dern 3 und 4. Dieser Aufbau ermöglicht einen großen Hubweg, der die beim Stanzen notwendigen Arbeitsschritte, Heranfahren des Stempels an das Werkstück, Durchstoßen des Werkstücks und Ausstoßen des Butzens aus der Matrize abdeckt. Durch Verwendung eines Tandemzylinders wird auch die Arbeitshöhe der Stanzvorrichtung auf die geringst möglichen Maße reduziert. Bei der Integration der erfindungsgemäßen Vorrichtung in bestehende Förder strecken sind daher keinerlei Vertiefungen im Boden erforderlich.

Oberhalb des dargestellten Stempels wird das Werkstück positioniert, gegen das von oben her die Matrize gefahren wird. Dabei taucht der Butzen in die Matrize ein und wird beim Hochfahren des Stempels aus dem Werkstück aus gestanzt und anschließend nach oben hin abgeführt.

Claims

1. Vorrichtung zum Stanzen, vorzugsweise zum Entfernen von Butzen, mit einem Stempel, einer Matrize und einem Hydraulikzylinder, dadurch gekenn zeichnet, dass
die Matrize oberhalb des Stempels angeordnet ist,
die Bewegung des Stempels beim Stanzen von unten nach oben erfolgt
und oberhalb der Matrize Mittel zur Abführung des Butzens vorgesehen sind.

2. Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Stempels durch einen Hydraulikzylinder erfolgt und der Hydraulikzylinder aus einem Tandemzylinder mit wenigsten zwei ineinan der arbeitenden Hydraulikzylindern besteht.

3. Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass ein Maschinenkopf vorgesehen ist, der Maschinenkopf mehrere über dessen Umfang verteilt angeordnete Stempel mit je einer Aufnahme auf weist die Stempel zur Mitte des Kopfes hin, vorzugsweise hydraulisch, be wegbar und in eine Gegenaufnahme des Tandemzylinders einführbar sind.

4. Vorrichtung zum Stanzen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Maschinenkopf wenigstens zwei in Richtung der Achse des Tandemzylinders bewegbare, an ein hydraulisches System ange schlossene Segmente und wenigstens drei synchron zu einander, in radiale Richtung bewegbare Zentrierhilfen, vorzugsweise Zahnstangen, aufweist.

5. Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System eine Leitung aufweist, welche die Segmente untereinander verbindet.

6. Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System separate Leitungen zu den einzelnen Seg menten aufweist.

7. Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierhilfen an ihren radial nach außen weisenden Enden jeweils mit, vorzugsweise kugelgelagerten, Rollen ausgestattet sind, deren Achsen jeweils in Richtung der Achse des Tandemzylinders weisen.

8. Anlage mit wenigstens zwei Stanzvorrichtungen, vorzugsweise nach einem der vorangehenden Ansprüche, und einer zu den Stanzvorrichtungen führen den Förderstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstrecke Wei chen aufweist, eine Vorrichtung zur Erfassung des auf der Förderstrecke transportierten Werkstücktyps, vorzugsweise eine Kamera, vorgesehen ist, und eine Steuereinheit vorhanden ist, welche die einzelnen Werkstücktypen den Stanzvorrichtungen zuordnet und entsprechend dieser Zuordnung die Weichen ansteuert.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit in den Stanzvorrichtungen jeweils die dem Werkstücktyp entsprechenden Stempel auswählt.