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Die Erfindung betrifft eine Transferpresse, bestehend aus einem Pressengestell, einem Pressentisch, einem Hauptstößel, mehreren Stufenwerkzeugen und einer CUP-Stufe zur Ausformung eines CUP-Teils.
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Für verschiedenartige technische Anwendungen werden aus flächigen Metallgebilden durch mehrstufiges Umformen Objekte mit unterschiedlichen geometrischen Konturen ausgestaltet. Hierfür können im Fertigungsprozess für jeden Umformschritt jeweils separate Pressen eingesetzt werden, die miteinander zu einer Pressenstraße verkettet werden. Eine solche Verkettung von Einzelmaschinen wird überwiegend für großflächige oder stark konturierte Bauteile realisiert, beispielsweise in der Automobilindustrie für die Fertigung von Karosserieteilen. Sofern die herzustellenden Bauteile kleiner sind, können als Alternative zu einer Pressenstraße einzelne Umformstufen in einer gemeinsamen Baueinheit integriert werden, wobei diesbezügliche technische Lösungen als Stufenpresse bzw. Transferpresse bekannt sind.
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Die Transferpressen verfügen überwiegend über einen Kurbel- oder Gelenkantrieb für einen Pressenstößel und mehrere aufeinander folgende Stufenwerkzeuge. Somit können ausgehend von einem Rohteil über mehrere Zwischenformen bis zur Endform mehrere Umformstufen in einer Presse integriert werden, wobei in der Praxis bereits sechs und mehr Umformstufen realisiert worden sind. Die Zuführ- und Transporteinrichtungen für den kontinuierlichen Transfer der Werkstücke sind häufig über eine Kurvensteuerung auf die Kinematik des Hauptstößels abgestimmt.
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Den Transferpressen werden teilweise sog. CUP-Stufen zugeordnet, um in einer Stufe die Rondenschnittoperation und anschließend eine erste Ziehoperation zu erzeugen. Dabei schneidet eine am Pressenstößel angeordnete Schneidstufe eine Ronde aus dem zugeführten Bandmaterial aus. Die Zuführung erfolgt über einen Vorschub, der um 90° versetzt zur Transferbewegung vor oder hinter der Presse angeordnet ist, wobei das Bandmaterial mittels einer Zick-Zack- oder Schwenkbewegung zugeführt werden kann. Die ausgeschnittene Ronde wird zunächst über eine Rast des Hauptstößels im unteren Totpunkt (UT) gehalten. Danach wird die Ronde mit einem zweiten zusätzlichen Antrieb über einen geführten Stößel, an dem ein Ziehstempel befestigt ist, in eine tiefer als die Schnittebene liegende Ziehmatrize gedrückt. Die somit gezogene Hülse wird als CUP bezeichnet. Dieses CUP-Teil wird in der Transferebene abgestreift und mit dem Transfer weiter zur nächsten Ziehstufe transportiert.
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Der Antrieb für die CUP-Stufe erfolgt bisher über Kurven- oder Hebelantriebe, die fest mit der Bewegung des Hauptstößels gekoppelt sind. Diese feste Kopplung erfordert bei einer Änderung des Durchmessers von Ronde oder CUP-Teil sowie bei einer Änderung der Höhe des CUP-Teils komplizierte Einstellarbeiten am CUP-Werkzeug. Für einen höheren CUP-Hub muss der gesamte CUP-Antrieb gewechselt werden. Dies ist jedoch unter wirtschaftlichen Aspekten nicht akzeptabel. Durch erhebliche Umrüstzeiten und zusätzlich notwendige Werkzeugteile bzw. notwendige Veränderungen der CUP-Antriebe, Hebel und Kurvenelemente ist eine schnelle und flexible Umrüstung einer derart ausgestatteten Presse nicht möglich. Außerdem können durch den festen Hub der Kurvenantriebe nur Teile einer bestimmten Länge gezogen werden. Der Umrüstaufwand zum Wechseln der Antriebskurven ist sehr hoch, weil die gesamte Antriebswelle der Maschine ausgebaut und eine neue Antriebskurve für die CUP-Stufe eingebaut werden muss. Hierbei ist auf ein definiertes Verhältnis zum Antrieb des Hauptstößels zu achten, weil die Bewegungen von Hauptstößel und CUP-Stößel zueinander synchronisiert ablaufen müssen. Weiterhin ist eine Rückzugsbewegung des CUP-Stößels nach oben wesentlich, um das zugeführte Bandmaterial freizugeben. Hierbei muss der Ziehstempel aus dem Band herausfahren, um die Zuführbewegung eines Walzenvorschubs für das Bandmaterial zu starten. Schnelle Rückzugsbewegungen des Ziehstößels ergeben insbesondere bei hohen Hubzahlen Vorteile, weil dadurch die verfügbare Bewegungszeit für den Bandvorschub größer wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transferpresse mit einer CUP-Stufe zu schaffen, die mit einem geringen Zeit- und Handhabungsaufwand für unterschiedliche Geometrien von Ronden und/oder CUP-Teilen umgerüstet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem die CUP-Stufe einen separaten und unabhängig vom Antrieb für den Hauptstößel und die Stufenwerkzeuge ausgestalteten Antrieb aufweist, wobei dieser Antrieb einer Planetenrollengewindespindel zugeordnet ist, die eine Spindelmutter in einem CUP-Stößel antreibt, der in Führungen linear geführt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
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Dem CUP-Stößel ist ein frei programmierbarer selbständiger Antrieb zugeordnet, für den vorzugsweise ein elektrischer Motor eingesetzt wird. Als Alternative wird die Nutzung eines hydraulischen Antriebs vorgeschlagen. Unabhängig von seiner konkreten Ausgestaltung treibt dieser Antrieb direkt oder indirekt (beispielsweise über einen Zahnriemen) eine Planetenrollengewindespindel an. Die Planetenrollengewindespindel, die eine Spindelmutter im CUP-Stößel antreibt, ist drehbar angeordnet. Durch die lineare Bewegung des CUP-Stößels wird die Ziehoperation erzeugt. Dabei wird am unteren Ende des CUP-Stößels ein teileabhängiges Werkzeugteil befestigt.
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Durch den Einsatz der Planetenrollengewindespindel können sehr große Umformkräfte aufgebracht werden. Diese Umformkräfte werden über eine starke Axiallagerung der Spindel wirksam in das Pressengestell abgeleitet. Außerdem sind hohe Drehzahlen und folglich hohe Hubzahlen möglich. Durch die straffe Führung des CUP-Stößels kann auf eine weitere Führung des Ziehwerkzeuges verzichtet werden.
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Mit dem frei programmierbaren elektrischen oder hydraulischen Antrieb ist es möglich, beliebige mechanische Kurven nachzufahren, die Synchronisation der CUP-Stufe zum Hauptstößel herzustellen oder diese in einem bestimmten Verfahrbereich auch wieder zu lösen. Dabei können über eine einfache Programmierung die Hublänge und der Hub des CUP-Stößels verändert werden. Weiterhin ist eine sehr schnelle Rückwärtsbewegung des Ziehstößels möglich.
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Durch die erfindungsgemäße Trennung der Antriebsbaugruppe für die CUP-Stufe vom Antrieb für den Hauptstößel und die Stufenwerkzeuge kann die Transferpresse mit einem geringen Zeit- und Handhabungsaufwand für unterschiedliche Geometrien von Ronden und/oder CUP-Teilen umgerüstet werden. Hierbei sind in vorteilhafter Weise die Optimierung von vorhandenen Werkzeugen und eine schnelle Umrüstung auf neue Teile möglich, ohne einen zusätzlichen Montageaufwand oder den sonst notwendigen Wechsel von Bauteilen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
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1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Transferpresse in Seitenansicht
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2 den grundsätzlichen Aufbau der Transferpresse in Draufsicht
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Die aus der Zeichnung ersichtliche Transferpresse besteht aus einem Pressengestell 1, einem Pressentisch 2, einem Hauptstößel 3 mit Stößelführungen 4 und mehreren Stufenwerkzeugen, von denen ein Werkzeugoberteil 5 und ein Werkzeugunterteil 6 dargestellt sind. Weiterhin umfasst die Transferpresse eine zusätzliche CUP-Stufe.
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Die an einer Konsole 7 der Presse abgestützte CUP-Stufe weist einen separaten und unabhängig vom Antrieb für den Hauptstößel 3 und die Stufenwerkzeuge ausgestalteten Antrieb 8 für eine Planetenrollengewindespindel 9 auf. Gemäß der Zeichnung ist dieser separate Antrieb als ein frei programmierbarer elektrischer Servomotor 8 ausgestaltet. Alternativ ist eine Ausführung als hydraulischer Antrieb möglich.
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Mit dem separaten Antrieb 8 kann die Planetenrollengewindespindel 9 direkt oder indirekt angetrieben werden. In der Zeichnung ist eine Variante mit indirektem Antrieb dargestellt, wobei die Verbindung zwischen Servomotor 8 und Planetenrollengewindespindel 9 über einen Zahnriemen 10 erfolgt.
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Der Planetenrollengewindespindel 9 ist eine Axiallagerung 11 zugeordnet. Über diese Axiallagerung 11 können die auftretenden Umformkräfte wirksam in das Pressengestell 1 abgeleitet werden.
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Die Planetenrollengewindespindel 9 treibt eine Spindelmutter 12 in einem CUP-Stößel 13 an, der in Führungen 14 linear geführt wird. An dem der Ronde zugeordneten Endabschnitt des CUP-Stößels 13 befindet sich eine Werkzeugaufnahme 15. In dieser Werkzeugaufnahme 15 wird ein Werkzeugteil befestigt, dessen Kontur auf das jeweils auszuformende CUP-Teil 16 abgestimmt ist.
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Die Transferpresse umfasst weiterhin eine Baugruppe 17 für den Teiletransfer. In der Schnittebene 18 befindet sich die Bandzuführung.
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Im Betrieb der Transferpresse wird eine aus dem zugeführten Bandmaterial in der Schnittebene 18 ausgeschnittene Ronde zunächst im unteren Totpunkt gehalten. Danach wird diese Ronde über den CUP-Stößel 13, der über Servomotor 8, Zahnriemen 10, Planetenrollengewindespindel 9 und Spindelmutter 12 angetrieben und in Führungen 14 geführt wird, mit dem an der Werkzeugaufnahme 15 befestigten Werkzeugteil in eine tiefer als die Schnittebene 18 liegende Ziehmatrize zur Ausformung eines CUP-Teils 16 gedrückt. Danach erfolgen der Transport und die Ausrichtung der aus dem CUP-Teil 16 in weiteren Umformstufen herzustellenden Bauteile durch die Baugruppe 17.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pressengestell
- 2
- Pressentisch
- 3
- Hauptstößel
- 4
- Stößelführungen
- 5
- Werkzeugoberteil
- 6
- Werkzeugunterteil
- 7
- Konsole
- 8
- Antrieb
- 9
- Planetenrollengewindespindel
- 10
- Zahnriemen
- 11
- Axiallagerung
- 12
- Spindelmutter
- 13
- CUP-Stößel
- 14
- Führungen
- 15
- Werkzeugaufnahme
- 16
- CUP-Teil
- 17
- Teiletransfer
- 18
- Schnittebene
