DE102009017871B4

DE102009017871B4 - Auswerfereinrichtung für eine Umformeinrichtung

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Publication number: DE102009017871B4
Application number: DE200910017871
Authority: DE
Inventors: Klaus Blei
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2029-04-18
Also published as: WO2010118799A1; CN102596527B; ES2407104R1; CN102596527A; ES2407104B2; ES2407104A2; JP5659221B2; DE102009017871A1; JP2012523964A

Abstract

Auswerfeinrichtung (19) für eine Umformeinrichtung
mit einem Auswerferstift (20, 23), der in Stiftlängsrichtung über eine gewünschte Hubweite (H) zwischen einer Ruheposition und einer Aushubposition verstellbar gelagert ist,
mit einer ersten Antriebseinrichtung (24) zum Antrieb des Auswerferstifts (20, 23) mit einer ersten Kraft und einer ersten Geschwindigkeit,
wobei die ersten Antriebseinrichtung (24) einen Rotor (28) mit einer zentralen Gewindebohrung aufweist, in die ein Abtriebsglied (25) mit seinem Außengewinde (29) eingeschraubt ist, wobei das Abtriebsglied (25) unverdrehbar und in Längsrichtung des Auswerferstifts (20, 23) verstellbar gelagert ist, und der Rotor (28) axial fest gelagert ist, und wobei das Abtriebsglied (25) mit einer Anlagefläche (26) an einer Stirnfläche (27) des Auswerferstifts (20, 23) anliegt,
und mit einer zweiten Antriebseinrichtung (33) zum Antrieb des Auswerferstifts (20, 23) mit einer zweiten Kraft und einer zweiten Geschwindigkeit,
wobei die erste Kraft größer als die zweite Kraft ist und
wobei die erste Antriebseinrichtung (24) eine dem Antriebshubweite (H1) aufweist, die geringer ist als die Hubweite (H).

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerfereinrichtung, die insbesondere in einer Presse anwendbar ist.
Speziell beim Massivumformen, aber auch bei anderen Umformvorgängen, auch Urformvorgängen, muss das in einem Werkzeug umgeformte Werkstück nach dem Umformprozess aus dem offenen Werkzeug herausgeführt werden. Dazu dienen sogenannte Auswerfer. Bei horizontal geteilten Umformwerkzeugen sind diese Auswerfer meist in dem unteren Werkzeugteil angeordnet. Sie umfassen mindestens einen Auswerferstift, der während des Umformvorgangs in einer Ruheposition steht. Nach Durchführung des Umformvorgangs und Öffnen des Werkzeugs wird der Auswerferstift axial (zum Beispiel vertikal) bewegt, wodurch er das Werkstück aus der Form löst und auf Transporthöhe bringt.
Aus der DE 40 17 796 C1 ist eine Auswerfereinrichtung für eine Spritzgießmaschine bekannt. Die Auswerfereinrichtung umfasst einen Auswerferantrieb in Gestalt eines Hydraulikzylinders. Die Kolbenstange seines Kolbens treibt eine verstellbare Platte an, auf der Auswerferstifte ruhen. Diese drücken bei Aktivierung des Hydraulikzylinders das Werkstück aus der Form.
Beim Massivumformen tritt das Problem auf, dass das Werkstück nach Abschluss des Umformvorgangs in dem Werkzeug relativ fest sitzt. Es muss aus dem Presssitz losgebrochen werden. Dazu sind erhebliche Kräfte erforderlich. Außerdem ist zuweilen ein erheblicher Höhenunterschied zu überwinden, um die Werkstücke auf Transporthöhe zu bringen. Dies erfordert einerseits stark dimensionierte Auswerferantriebe.
Andererseits begrenzt die für das Losbrechen und Auswerfen des Werkstücks erforderliche Zeit die Pressenhubzahl. Deshalb sollen die Auswerfer möglichst schnell arbeiten. Diese Forderung steht in Konkurrenz zu dem oben erwähnten erheblichen Kraftbedarf der Auswerfer.
Aus der DE 199 53 921 C1 ist eine Reinigungsvorrichtung für Auswerferstifte eines Spritzgießwerkzeugs bekannt, die auf Druckstifte des Werkzeugs einwirkt. Die Druckstifte werden von einer Auswerferplatte betätigt, die in der auswerferseitigen Hälfte des Werkzeugs angeordnet ist. Über die Antriebseinrichtung für die Auswerferplatte ist keine Aussage getroffen.
Die DE 10 2004 027 849 A1 offenbart eine Antriebseinrichtung für einen Auswerfer, wobei die Antriebseinrichtung eine Hydraulikanordnung mit drei unterschiedliche groß ausgebildeten Arbeitskammern ist. Alle Arbeitskammern haben jedoch den gleichen Gesamthub, so dass die hydraulische Störung in jeder Arbeitskammer während des gesamten Arbeitshubs aufrechterhalten wird.
Aus JP 07214610 A ist eine Auswerfereinrichtung bekannt. Die Auswerfereinrichtung arbeitet hydraulisch und hat einen Hydraulikzylinder mit großem Durchmesser und Hydraulikzylinder mit einem kleinen Durchmesser. Der Hydraulikzylinder mit großem Durchmesser dient zur Ausführung eines kleinen Hubs, während die Hydraulikzylinder mit kleinem Durchmesser einen großen Hub ausführen. Über den Hydraulikzylinder mit großem Durchmesser kann die erforderliche Losbrechkraft erzeugt werden.
Eine weitere Auswerfereinrichtung ist aus DE 101 01 837 A1 bekannt. Ein Auswerferstift ist an einer Auswerferplatte befestigt. Die Auswerferplatte wird über eine Spindelmutter und eine Gewindespindel angetrieben. Zusätzlich sitzt auf der Gewindespindel in einem benachbarten Gewindeabschnitt eine weitere Spindelmutter, die axial unverschiebbar angeordnet ist. Über diese weitere Gewindemutter kann die Gewindespindel einschließlich der die Auswerferplatte mit dem Auswerferwerkzeug antreibenden Gewindemutter verschoben werden. Dadurch lässt sich eine zusätzliche Axialkraft bewirken.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Konzept für eine Auswerfereinrichtung anzugeben, mit der sich hohe Pressenhubzahlen erreichen lassen.
Diese Aufgabe wird mit der Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst:
Die erfindungsgemäße Auswerfereinrichtung eignet sich für Umformwerkzeuge, insbesondere für Stufenwerkzeuge, insbesondere zur Massivumformung sowie auch für Gieß- oder Presswerkzeuge.
Die erfindungsgemäße Auswerfereinrichtung weist einen Auswerferstift auf, zu dessen Antriebseinrichtung eine erste Antriebseinrichtung und eine zweite Antriebseinrichtung gehören. Die erste und die zweite Antriebseinrichtung erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Die erste Antriebseinrichtung weist einen Antriebshub auf, der geringer ist als der Arbeitshub des Auswerferstifts. Die erste Antriebseinrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie eine besonders hohe Antriebskraft erbringt. Sie kann damit zum Losbrechen des Werkstücks aus dem Werkzeug verwendet werden. Die zweite Antriebseinrichtung ist insbesondere auf eine hohe Antriebsgeschwindigkeit ausgelegt. Sie übernimmt den Antrieb des Auswerferstifts, wenn das Werkstück losgebrochen ist und führt dieses mit hoher Geschwindigkeit in eine Position, in der es von einer Greifer- oder Transfereinrichtung erfasst und weiter transportiert werden kann.
Die erste Antriebseinrichtung kann wegen der großen Antriebskraft, die sie aufbringt, auch als „Krafteinheit” angesehen werden. Es genügt, wenn der Arbeitshub der ersten Antriebseinrichtung einige Millimeter, zum Beispiel 20 mm beträgt. Dabei kann die von der ersten Antriebseinrichtung erzielte Geschwindigkeit relativ gering sein. Die erste Antriebseinrichtung kann aus einem Antrieb und einem Getriebe mit hoher Untersetzung bestehen. Das Getriebe kann ein mechanisches Getriebe, ein hydraulisches Getriebe oder dergleichen sein.
Die zweite Antriebseinrichtung dient dazu, den größeren Teil der Hubweite des Auswerferstifts zu überwinden. Sie kann dabei nicht nur auf eine maximale Geschwindigkeit von beispielsweise bis zu 8 m/s oder auch mehr ausgelegt sein, sondern vorzugsweise darüber hinaus wegkontrolliert arbeiten. Zum Beispiel kann die zweite Antriebseinrichtung einen Servomotor oder ein ähnliches positionskontrolliert arbeitendes Antriebsmittel umfassen. Dadurch kann dem Auswerferstift eine Bewegung mit einem gewünschten Weg-Zeit-Verlauf erteilt werden, um das Werkstück zu beschleunigen, dem sich öffnenden Werkzeug nachzuführen und um es in gewünschter Position kontrolliert zur Ruhe zu bringen. Das Werkstück kann auf diese Weise kontrolliert und dennoch mit hoher Geschwindigkeit aus dem Werkzeug herausgefahren werden. Die Gefahr, dass es auf dem Auswerferstift oder dem (den) Auswerferstift(en) verrutscht oder abgeworfen wird und vom Transfer nicht mehr korrekt übernommen werden kann, kann insbesondere durch das wegkontrollierte Arbeiten der zweiten Antriebseinrichtung minimiert werden.
Vorzugsweise ist im Auswerferstift eine Verstelleinrichtung zugeordnet, mit der sich die Ruheposition des Auswerferstifts einstellen lässt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Auswerfereinrichtung in einen Pressentisch integriert wird, auf dem der untere Werkzeugteil montiert wird. Außerdem ist die Verstelleinrichtung dann von Vorteil, wenn in einem Werkzeug oder einer Presse mehrere Auswerfereinrichtungen vorgesehen werden, die zum Beispiel unterschiedlichen Stufen eines Stufenwerkzeugs zugeordnet sind. Die Auswerferstiftpositionen können so an die von Stufe zu Stufe sich ändernden Werkstückformen angepasst werden.
Es ist von Vorteil, wenn die erste Antriebseinrichtung ein verstellbares Abtriebsglied aufweist, das mittels der Verstelleinrichtung gegen die Antriebseinrichtung verstellbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist das Abtriebsglied über ein Gewinde mit der ersten Antriebseinrichtung verbunden. Eine Verdrehung des Abtriebsglieds durch die Verstelleinrichtung bewirkt dann eine Verstellung der Ruheposition der ersten Antriebseinrichtung.
Der Auswerferstift steht mit der ersten Antriebseinrichtung über eine Anlagefläche in Verbindung. Diese wirkt als Druckfläche. Die erste Antriebseinrichtung kann den Auswerferstift somit gegen das Werkstück pressen. Jedoch kann der Auswerferstift ohne weiteres von der ersten Antriebseinrichtung weg bewegt werden. Dazu kann beispielsweise die zweite Antriebseinrichtung dienen.
Es kann vorgesehen werden, dass die zweite Antriebseinrichtung den Antrieb des Auswerferstifts an einer vorgegebenen Position übernimmt. Es ist jedoch auch möglich, sowohl die erste als auch die zweite Antriebseinrichtung derart zu aktivieren, dass die schwächere, dafür aber schnellere zweite Antriebseinrichtung den Antrieb des Auswerferstifts übernimmt, sobald die langsamere aber dafür stärkere erste Antriebseinrichtung das Werkstück aus der Form losgebrochen hat.
Die Erfindung kann in unterschiedlichen Ausführungsformen verwirklicht werden. Es ist möglich, dass die erste Antriebseinrichtung ein vorzugsweise untersetzendes Getriebe umfasst.
Die zweite Antriebseinrichtung kann beispielsweise ein Linearmotordirektantrieb des Auswerferstifts oder auch ein anderer Servomotorantrieb sein, der beispielsweise über eine Ritzel-Zahnstangenverbindung oder ein ähnliches Getriebe mit dem Auswerferstift in Verbindung steht. Die zweite Antriebseinrichtung kann einen oder mehrere Elektromotoren umfassen.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder der Ansprüche. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten, Es zeigen:
1 eine Presse mit einem Stufen-Folgewerkzeug in schematisierter Darstellung,
2 den Pressentisch und den unteren Werkzeugteil der Presse nach 1, in ausschnittsweiser, vertikal geschnittener und aufs äußerste schematisierte Darstellung,
3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Auswerfers nach 2 in schematisierter Darstellung,
4 eine alternative, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Auswerfereinrichtung in schematisierter Darstellung,
5 eine weitere alternative, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Auswerfereinrichtung in schematisierter Darstellung, und
6 eine weitere alternative, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auswerfereinrichtung in schematisierter Darstellung.
In 1 ist eine Presse 1 schematisch veranschaulicht, die ein Stufenwerkzeug 2 aufnimmt. Zu dem Stufenwerkzeug 2 gehören ein oberer Werkzeugteil 3 und ein unterer Werkzeugteil 4. Der obere Werkzeugteil 3 ist von einem vertikal auf und ab bewegten, in einem Pressengestell 5 entsprechend geführten Stößel getragen. Der untere Werkzeugteil 4 ist auf einem Pressentisch 7 gelagert. Der obere Werkzeugteil 3 und der untere Werkzeugteil 4 definieren zwischen einander mindestens einen, bei einem Stufenwerkzeug aber mehrere Formhohlräume 8, 9, 10, 11, 12 mit zugeordneten, an dem oberen Werkzeugteil 3 vorgesehenen Stempeln 13, 14, 15, 16, 17. Jeweils ein Formhohlraum 8 (9 bis 12) und ein zugeordneter Stempel 13 (14 bis 17) bilden eine Umformstufe des Stufenwerkzeugs 2. Das Werkstück wird durch eine nicht weiter veranschaulichte, bei geöffnetem Werkzeug zwischen die Werkzeugteile 3, 4 greifende Transfereinrichtung von Werkzeugstufe zu Werkzeugstufe weiter transportiert.
2 veranschaulicht die erste Stufe des unteren Werkzeugteils 3 in Prinzipdarstellung. In dem Formhohlraum 8 ist ein Werkstück 18 nach durchgeführtem Umformvorgang veranschaulicht. Es füllt den Formhohlraum 8 weitgehend aus.
2 veranschaulicht weiter ein zu der Presse 1 bzw. dem Werkzeug 2 gehörige Auswerfereinrichtung 19. Zu dieser gehören eine Auswerferstift 20 und ein Auswerferantrieb 21, der in dem Werkzeugteil 4 oder, wie dargestellt, dem Pressentisch 7 angeordnet sein kann. Der Auswerferstift 20 ist in einer an dem Boden des Formhohlraums 8 mündenden Öffnung angeordnet. Er ist in einer mit der Bewegungsrichtung des Stößels 6 übereinstimmenden hier vertikalen Richtung linear verschiebbar. Der Auswerferantrieb 21 dient dazu, den Auswerferstift 20 so zu betätigen, dass der Auswerferstift 20 das Werkstück 18 in dem Formhohlraum 8 löst und aus diesem vorzugsweise bis über die obere Stirnfläche 22 des unteren Werkzeugteils 4 hinaus anhebt.
Der Auswerferantrieb 21 umfasst einen Druckstift 23, der wie dargestellt, mit seiner Stirnfläche an dem unteren Ende des Auswerferstifts 20 anliegen kann. Alternativ können der Stift 23 und der Auswerferstift 20 auch einteilig als zusammenhängendes Maschinenteil ausgebildet sein. Der Auswerferantrieb 21 dient dazu, den Druckstift 23 und mit diesem den Auswerferstift 30 gezielt vertikal zu verstellen. Dazu umfasst der Auswerferantrieb 21 zwei Antriebseinrichtungen, wie es beispielhaft in 3 veranschaulicht ist. Eine erste Antriebseinrichtung 24 dient zur Erzeugung einer kurzhubigen Bewegung, im Rahmen derer der Auswerferstift 20 oder der Druckstift 23 mit großer Kraft bewegt werden kann. Die erste Antriebseinrichtung 24 weist vorzugsweise mindestens ein Abtriebsglied 25 mit einer Anlagefläche 26 auf, auf der eine Stirnfläche 27 des Druckstifts 23 ruht, der als Bestandteil des Auswerferstifts 20 begriffen werden kann.
Zu der ersten Antriebseinrichtung 24 gehört beispielsweise weiter ein Rotor 28, der eine zentrale Gewindebohrung aufweist, in die das Abtriebsglied 25 mit seinem Außengewinde 29 eingeschraubt ist. Während das Abtriebsglied 25 durch nicht weiter veranschaulichte Mittel unverdrehbar aber in Längsrichtung des Stifts 23 verstellbar gelagert sein kann, ist der Rotor 28 zum Beispiel über axiale Druckslager 30 axial fest dabei aber drehbar gelagert.
Der Rotor 28 kann an seinem Außenumfang Permanentmagnete 31 aufweisen. Ein den Rotor 28 konzentrisch umgebender ortsfest gelagerter Stator 32 bildet mit den Permanentmagneten 31 einen Elektromotor, insbesondere einen Synchronmotor. Durch geeignete Ansteuerung desselben lässt sich das Abtriebsglied mit großer Kraft über eine Hubweite H1 bewegen, die geringer ist als die geforderte Hubweite des Druckstifts 23.
Der Druckstift 23 steht außerdem mit einer zweiten Antriebseinrichtung 33 in Verbindung, die dazu eingerichtet ist, den Stift 23 über eine vorgegebene Hubweite H zu bewegen. Zur Veranschaulichung der Hubweite H ist in 3 der Stift 23 in Ruheposition in dicker Linie und in Aushubposition in gestrichelter Linie dargestellt.
Zu der zweiten Antriebseinrichtung 33 gehört beispielsweise ein Synchronmotor 34, der ein Ritzel 35 antreibt. Das Ritzel 35 kämmt mit einer Verzahnung 36 an einer Flanke des Stifts 23 der insoweit eine Zahnstange bilden kann.
Der insoweit beschriebene Auswerferantrieb 21 arbeitet wie folgt:
Nach Durchführung eines Pressenhubs läuft der Stößel 6 zunächst nach oben, wodurch der obere Werkzeugteil 3 von dem unteren Werkzeugteil 4 entfernt, d. h. das Werkzeug 2 geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Situation gemäß 2 vorgefunden. Das umgeformte Werkstück 18 sitzt fest in dem Formhohlraum 8 an dessen Boden. Es muss aus diesem Formhohlraum 8 herausgeführt und von der nicht weiter veranschaulichten Transfereinrichtung ergriffen und einer weiteren Bearbeitung beispielsweise in der nächstfolgenden Pressenstufe zugeführt werden.
Zum Herausführen des Werkstücks 18 auf dem Formhohlraum 8 wird die Auswerfereinrichtung aktiviert. Hierzu wird mindestens die erste Antriebseinrichtung 24, gegebenenfalls aber auch schon der Synchronmotor 34 der zweiten Antriebseinrichtung 33 aktiviert. Die erste Antriebseinrichtung 24 bewegt nun zum Beispiel durch Drehung des Rotors 28 das Abtriebsglied 25 mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit nach oben. Das Abtriebsglied 25 drückt dadurch den Druckstift 23 bzw. 20 mit einer derartigen Kraft gegen das Werkstück 18, dass dieses aus seiner fest sitzenden Position herausgeführt und somit gewissermaßen losgebrochen wird. Die dazu erforderliche Kraft kann einige 10 Tonnen, bis zu 100 Tonnen, betragen.
Sobald das Werkstück 18 aus der festsitzenden Position gelöst ist, übernimmt die zweite Antriebseinrichtung 33 das weitere Anheben des Werkstücks 18. Der Synchronmotor 34 beschleunigt dazu den Stift 23 und über diesen das Werkstück 18 auf eine Geschwindigkeit, die in der Spitze mehrere Meter pro Sekunde (beispielsweise 8 m/s) erreichen kann. Die lediglich kurzhubig arbeitende erste Antriebseinrichtung 24 kann dieser Bewegung nicht folgen. Die Stirnfläche 27 des Stifts 23 hebt von der Druckfläche 26 ab. Der Stift 23 durchläuft sehr schnell die Hubweite H, womit das Werkstück 18 oberhalb der Stirnfläche 22 steht.
Es kann in dieser Position von dem Transfer übernommen und in die nächste Pressenstufe oder an einen anderweitigen Bearbeitungsort geführt werden.
Während die erste Antriebseinrichtung 24 in erster Linie eine hohe Kraft aufbringt, ist die zweite Antriebseinrichtung 33 dazu eingerichtet, unter der Kontrolle einer nicht weiter veranschaulichten Steuereinrichtung den Stift 23 und mit diesem das Werkstück 18 positionskontrolliert mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen. Die Steuereinrichtung kann dem Synchronmotor 34 dabei eine gewünschte Bewegungskurve vorgeben, so dass das Werkstück beispielsweise dem öffnenden oberen Werkzeugteil 3 folgt oder mit diesem sogar in Anlage gehalten wird, bis die gewünschte Stopp-Position erreicht wird, in der der Transfer das Werkstück 18 übernehmen kann.
Die Auswerfereinrichtung 21 kann unter Beibehaltung des Grundprinzips auf vielfältigste Art abgewandelt werden. Beispielswiese kann die zweite Antriebseinrichtung 33 aus der unmittelbaren Nachbarschaft des Stifts 23 heraus verlagert werden. Die zweite Antriebseinrichtung 33a ist in 4 neben dem Stift 23 in einem gewissen Abstand zu diesem angeordnet. Dazu arbeitet der Synchronmotor 34a auf eine Zahnstange 37, die über einen Winkelhebel 38 auf die untere Stirnfläche 27 des Stifts 23 einwirkt. Die Anordnung nach 4 kann aber auch zum Ersatz der ersten Antriebseinrichtung 24 dienen, wenn sie entsprechend kräftig ausgelegt wird.
Eine andere Ausführungsform veranschaulicht 5. Wiederum ist der Stift 23, hier als Stift 23b, als doppelte Zahnstange ausgebildet und dazu mit zwei Verzahnungen 36a, 36b versehen. Diese sind an unterschiedlichen Seiten des Stifts 23b angeordnet und kämmen jeweils mit Ritzeln 35a, 35b, die von den Synchronmotoren 34a, 34b angetrieben sind. Die Synchronmotoren 34a, 34b bilden mit ihren Ritzeln 35a, 35b und der Zahnstange 23b die zweite Antriebseinrichtung 33b. Die erste Antriebseinrichtung 24
b umfasst als Antriebsquelle einen Synchronmotor 39, an dessen Abtriebswelle ein Exzenter 40 angeordnet ist. Dieser ist über ein Pleuel 41 mit einem Kniehebelgetriebe 42 verbunden. Eine erste Stelze 43 desselben ist gelenkig mit einem ortsfesten Lager 44 verbunden. Eine zweite Stelze 45 greift an einem Ende 46 eines Hebels 47 an, dessen anderes Ende 48 schwenkbar gelagert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ende 48 an einer Verstelleinrichtung 49 gelagert, die z. B. durch einen Verstellexzenter 50 gebildet wird. Dieser kann durch eine nicht weiter veranschaulichte Einstelleinrichtung gezielt in verschieden Drehpositionen verstellt werden, um das Ende 48 in seiner Höhe zu verstellen.
An einer Flanke des Hebels 47 ist die Anlagefläche 26 ausgebildet, auf der die Stirnfläche 27 der Zahnstange 23b ruht.
In 5 ist die Ruheposition des Auswerferantriebs 21b veranschaulicht. In dieser Ruheposition befindet sich das Kniehebelgetriebe 21 in Strecklage, d. h. die Stelzen 43, 45 bilden eine gerade Linie. An ihrem Gelenkpunkt 51 greift das Pleuel 41 an. Wird der Synchronmotor 39 aktiviert, wird das Pleuel 41 und mit diesem der Gelenkpunkt 51 zu einer Seite bewegt. Dadurch verkürzt sich die Stützlänge des Kniehebelgetriebes 42, wodurch der Hebel 47 in 5 nach oben (gegen den Uhrzeigersinn) geschwenkt wird. Dadurch wird die Zahnstange 23b aus Sicht des Synchronmotors 39 mit anfangs unendlicher und dann allmählich abnehmender Untersetzung aus der Ruheposition herausgeführt. Auf diese Weise können über das dargestellte Hebelgetriebe und die Zahnstange 23b äußerst große Losbrechkräfte auf das Werkstück übertragen werden. Sobald dieses losgebrochen ist, übernehmen die Synchronmotoren 34a, 34b die Beförderung und führen das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit aus dem Werkzeug heraus.
Eine abgewandelte Ausführungsform veranschaulicht 6. Bei dieser arbeitet die erste Antriebseinrichtung 24c nach hydraulischem Prinzip. Zu ihr gehört ein Ringkolben 52, der in einem Zylinder 53 sitzt. Dort teilt der Ringkolben 52 mindestens eine, vorzugsweise zwei Arbeitskammern 54, 55 ab. Sie stehen mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 56 in Verbindung. Der Ringkolben 52 weist z. B. eine mit Innengewinde versehene Durchgangsöffnung auf, in der das Abtriebsglied 25 sitzt. Es kann gegen den drehgesicherten Ringkolben 52 gezielt verdrehbar sein. Dazu kann ein Stellmotor 57 vorgesehen sein, der über eine Schiebewelle 58 axial lose, dabei aber drehfest mit dem Abtriebsglied 25 verbunden ist. Durch die Verdrehung des Abtriebsglieds 25 in Bezug auf den Ringkolben 52 kann die Ruheposition der Druckfläche 26 und somit des Stifts 23 verstellt werden. Das Außengewinde 29 des Abtriebsglieds 25 bildet somit zusammen mit der Schiebewelle 58 und dem Stellmotor 57 die Verstelleinrichtung 49. Alternativ kann ein Stellmotor zur Verdrehung des Ringkolbens 52 gegen das Abtriebsglied 25 vorgesehen sein.
Der Stift 23 kann wiederum als Zahnstange ausgebildet sein. Seine Verzahnung 36 kämmt, wie schon im Zusammenhang mit 3 beschrieben, mit dem Ritzel 35 eines geeigneten Antriebs, wie beispielsweise eines Synchronmotors.
Die Auswerfereinrichtung 21c nach 6 arbeitet wie folgt:
6 veranschaulicht den Ruhezustand. Der Ringkolben 52 ist in unterer Position. Der Stift 23 ruht mit seiner unteren Stirnfläche 27 auf der Anlagefläche 26. Durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotors 57 kann die Höhe des Stifts 23 bezüglich seiner Ruheposition verstellt werden.
Soll nun ein Werkstück aus seiner Form herausgeführt werden, muss es zunächst losgebrochen werden. Dazu schaltet das zu der Steuereinrichtung 56 gehörige Wegeventil 59 auf Durchgang (untere Kanäle 60), um die untere Arbeitskammer 55 mit dem von der Hydraulikpumpe 61 erzeugten Hydraulikdruck zu verbinden. Die obere Arbeitskammer 54 wird dagegen druckentlastet. Die volle durch den Ringkolben 52 erzeugte Kraft wird nun über den Stift 23 auf das Werkstück übertragen, so dass dieses losgebrochen werden kann. Wie ersichtlich, kann so aber nur ein kurzer Hub vollführt werden. Sobald das Werkstück losgebrochen ist, übernimmt der Servomotor, der das Ritzel 35 treibt, den Antrieb des Stifts 23, der somit von dem Abtriebsglied 25 abhebt und nach oben läuft.
Während der Stift 23 durch Reversieren des Servormotors nach Abnahme des Werkstücks wieder nach unten gefahren werden kann, kann auch das Wegeventil 59 in seine Reversierstellung (Kanäle 62) umgeschaltet werden, um den Ringkolben 52 wieder zurück in die Position nach 6 zu fahren.
Die Funktion der Verstelleinrichtung 49 kann bei der Ausführungsform nach 3 von der ersten Antriebseinrichtung 24 mit übernommen werden. Die Ruheposition des Abtriebglieds kann durch die Ruhedrehlage des von dem Stator 32 und dem Magneten 31 gebildeten Elektromotors festgelegt werden. Diese Ruhelage wird zum Beispiel softwaremäßig von einer in 3 lediglich schematisch angedeuteten Steuereinrichtung 63 bestimmt, die insoweit einerseits die erste Antriebseinrichtung 34 ansteuert und andererseits die Verstelleinrichtung 49 bildet.
Insbesondere für Pressen und Presswerkzeuge, aber auch für andere geeignete Anwendungsfälle, ist eine Auswerfereinrichtung vorgesehen, die zwei Antriebseinrichtungen 24, 33 umfasst. Die beiden Antriebseinrichtungen haben unterschiedliche Hübe, Stellkräfte und Stellgeschwindigkeiten. Die erste Antriebseinrichtung dient zum Losbrechen des Werkstücks während die zweite dazu dient, das Werkstück kontrolliert und mit höherer Geschwindigkeit aus seiner Form herauszuführen.
Bezugszeichenliste

1: Presse
2: Stufenwerkzeug
3: oberer Werkzeugteil
4: unterer Werkzeugteil
5: Pressengestell
6: Stößel
7: Pressentisch
8–12: Formhohlräume
13–17: Stempel
18: Werkstück
19: Auswerfereinrichtung
20: Auswerferstift
21: Auswerferantrieb
22: Stirnfläche
23, 23b: Druckstift
24: erste Antriebseinrichtung
25: Abtriebsglied
26: Anlagefläche
27: Stirnfläche
28: Rotor
29: Außengewinde
30: Drucklager
31: Permanentmagnete
32: Stator
33, 33a: zweite Antriebseinrichtung
H: Hubweite
34, 34a, 34b: Synchronmotor
35, 35a, 35b: Ritzel
36, 36a, 36b: Verzahnung
37: Zahnstange
38: Winkelhebel
39: Synchronmotor
40: Exzenter
41: Pleuel
42: Kniehebelgetriebe
43: Stelze
44: Lager
45: Stelze
46: Ende
47: Hebel
48: Ende
49: Verstelleinrichtung
50: Verstellexzenter
51: Gelenkpunkt
52: Ringkolben
53: Zylinder
54, 55: Arbeitskammern
56: hydraulische Steuereinrichtung
57: Stellmotor
58: Schiebewelle
59: Wegeventil
60: Kanäle
61: Hydraulikpumpe
62: Kanäle

Claims

Auswerfeinrichtung (19) für eine Umformeinrichtung mit einem Auswerferstift (20, 23), der in Stiftlängsrichtung über eine gewünschte Hubweite (H) zwischen einer Ruheposition und einer Aushubposition verstellbar gelagert ist, mit einer ersten Antriebseinrichtung (24) zum Antrieb des Auswerferstifts (20, 23) mit einer ersten Kraft und einer ersten Geschwindigkeit, wobei die ersten Antriebseinrichtung (24) einen Rotor (28) mit einer zentralen Gewindebohrung aufweist, in die ein Abtriebsglied (25) mit seinem Außengewinde (29) eingeschraubt ist, wobei das Abtriebsglied (25) unverdrehbar und in Längsrichtung des Auswerferstifts (20, 23) verstellbar gelagert ist, und der Rotor (28) axial fest gelagert ist, und wobei das Abtriebsglied (25) mit einer Anlagefläche (26) an einer Stirnfläche (27) des Auswerferstifts (20, 23) anliegt, und mit einer zweiten Antriebseinrichtung (33) zum Antrieb des Auswerferstifts (20, 23) mit einer zweiten Kraft und einer zweiten Geschwindigkeit, wobei die erste Kraft größer als die zweite Kraft ist und wobei die erste Antriebseinrichtung (24) eine dem Antriebshubweite (H1) aufweist, die geringer ist als die Hubweite (H).
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auswerferstift (20, 23) eine Verstelleinrichtung (49) zugeordnet ist, um die Ruheposition zu verstellen.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (49) mit der ersten Antriebseinrichtung (24) verbunden ist.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (63) vorhanden ist, die die erste Antriebseinrichtung (24) ansteuert und die Verstelleinrichtung (49) bildet.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (49) dazu eingerichtet ist, das Abtriebsglied (25) gegen die erste Antriebseinrichtung (24) gezielt zu verdrehen.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Geschwindigkeit (v1) kleiner als die zweite Geschwindigkeit (v2) ist.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerferstift (20, 23) mit der ersten Antriebseinrichtung (24) über eine Anlagefläche (26) in Verbindung steht.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (28) der ersten Antriebseinrichtung (24) Permanentmagnete aufweist.
Auswerfereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (28) der ersten Antriebseinrichtung (24) von einem ortsfest gelagerten Stator (32) konzentrisch umgeben ist.