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Stand der Technik
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Werkzeuge zum Prägen und Stanzen müssen regelmäßig komplexen bzw. unterschiedlichen Aufgaben genügen. Für exakt zu durchlaufende, definierte Arbeitsprozesse beim Prägen und Stanzen, wobei kurze Taktzeiten, insbesondere mit hoher Prozesssicherheit erwünscht sind, sind moderne Werkzeuge zum Prägen und Stanzen entsprechend auszulegen.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Fügen eines Einpresselements an ein Werkstück bereitzustellen, welche eine vergleichsweise hohe Prozesssicherheit bei kurzen Taktzeiten aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung genannt.
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung, insbesondere einem Werkzeug, z.B. einer Werkzeugzange, für das Fügen eines Einpresselements an ein Werkstück aus, wobei die Vorrichtung eine Stempeleinheit und eine Matrizeneinheit umfasst, wobei die Stempeleinheit und die Matrizeneinheit sich gegenüberliegend vorhanden und relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Werkstück zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit positionierbar ist, wobei die Stempeleinheit einen Hauptstößel und einen Auswerfer umfasst, wobei der Auswerfer im Hauptstößel integriert vorhanden ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit umfasst, welche Bewegungen der Stempeleinheit steuert, wobei in einem Fügevorgang der Hauptstößel in einer Schließbewegung das Einpresselement an das Werkstück fügt.
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Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung als eine Prägezange, insbesondere als eine Stanz-Prägezange, ausgebildet. Das Einpresselement ist z.B. als Befestigungselement ausgebildet, welches an das Werkstück anbringbar ist. Vorstellbar ist, dass das Einpresselement als ein Hohlkörper ausgebildet ist, z.B. röhrenartig. Das Einpresselement besitzt beispielsweise eine Durchgangsöffnung. Das Einpresselement kann ein Montageorgan, z.B. ein Gewinde, umfassen, um ein Befestigungsmittel, z.B. eine Schraube, daran anzuordnen. Das Einpresselement umfasst z.B. an einem inneren Umfang der Durchgangsöffnung das Gewinde. Das Einpresselement ist z.B. als eine Stanzmutter, z.B. als ein (Voll-)Stanzniet ausgebildet. Beispielsweise ist das Einpresselement selbststanzend vorhanden, z.B. als ein Stanzbutzen.
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Denkbar ist auch, dass das Einpresselement dazu ausgebildet ist, zwei oder mehr Werkstückteile des Werkstücks, welche insbesondere flächig aneinander, insbesondere übereinander anliegen, miteinander zu verbinden.
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Die Matrizeneinheit ist vorzugsweise positionsfest an der Vorrichtung vorhanden, zum Beispiel an einem Bügel der Vorrichtung. Zum Bearbeiten des Werkstücks wird in der Regel das Werkstück auf eine der Stempeleinheit zugewandte Oberseite der Matrizeneinheit aufgelegt. Dabei befindet sich die Vorrichtung in einer Grundstellung bzw. in einer geöffneten Stellung, so dass die Matrizeneinheit gut zugänglich ist bzw. räumlich nicht eingeengt ist. Der Hauptstößel und der Auswerfer sind in der Grundstellung von der Matrizeneinheit vorteilhafterweise wegbewegt, womit ein Zwischenraum zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit vergrößert bereitgestellt ist, was das Positionieren des Werkstücks auf der Matrizeneinheit erleichtert. Dies ist vorteilhaft unabhängig davon, ob die Vorrichtung fest aufgestellt ist und das Werkstück vor der Bearbeitung an die Matrizeneinheit herangeführt wird oder die Vorrichtung zum Beispiel an einem im Raum vorgebbar angetrieben beweglichen Roboterarm aufgenommen ist, also die Vorrichtung z.B. robotergestützt zum Werkstück so hin bewegt wird, dass das Werkstück sich an der Oberseite der Matrizeneinheit abstützt.
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Eine Bewegung des Auswerfers ist vorteilhafterweise durch den Hauptstößel geführt. Beispielsweise ist der Hauptstößel röhrenartig ausgebildet und der Auswerfer in einem Röhreninneren des Hauptstößels angeordnet. Der Auswerfer ist beispielsweise stabartig und/oder stiftartig vorhanden.
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Der wesentliche Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Vorrichtung eine separat ansteuerbare Antriebseinheit umfasst, durch welche der Auswerfer unabhängig von einer Bewegung des Hauptstößels bewegbar ist. Hierdurch ist eine Prozesssicherheit der Vorrichtung vergleichsweise erhöht.
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Vorteilhafterweise ist die separat ansteuerbare Antriebseinheit als eine Pneumatikeinheit, z.B. als ein pneumatischer Antrieb ausgebildet. Die Pneumatikeinheit umfasst z.B. einen Pneumatikzylinder.
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Vorstellbar ist auch, dass die Matrizeneinheit vorzugsweise eine Abführleitung zur Abfuhr eines aus dem Werkstück ausgestanzten Werkstückabschnitts, wie einen Stanzbutzen, umfasst. Die an der Matrizeneinheit vorhandene Abführleitung, die von einer Stelle bzw. Öffnung gegenüber der Stempeleinheit im Bereich einer Fügeachse bis an eine abführseitige Öffnung der Vorrichtung führt, erstreckt sich insbesondere durch ein, gegenüber einer Stirnseite der Stempeleinheit vorhandenes, Matrizeninnenteil, wie z.B. einen insbesondere bewegbaren Matrizenboden, und beispielsweise durch an den Matrizenboden benachbart angrenzende Abschnitte der Matrize, beispielsweise durch einen Matrizengrundkörper.
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Auch ist es von Vorteil, dass die Antriebseinheit ausschließlich den Auswerfer antreibt. Hierdurch ist eine Bewegung des Auswerfers von einer Bewegung des Hauptstößels unabhängig antreibbar. Beispielsweise verbleibt der Auswerfer bei einer Bewegung des Hauptstößels, z.B. einer Fügebewegung bzw. der Schließbewegung, unbewegt in seiner Position relativ zur Matrizeneinheit. Bevorzugterweise ist eine Bewegung des Hauptstößels und eine Bewegung des Auswerfers durch die Steuereinheit der Vorrichtung aufeinander abgestimmt und/oder synchronisiert. Beispielsweise steuert die Steuereinheit die Antriebseinheit des Auswerfers derart, dass der Auswerfer bei einer Bewegung des Hauptstößels mitbewegt ist. Der Auswerfer folgt insbesondere einer Bewegung des Hauptstößels.
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Weiter erweist es sich als vorteilhaft, dass die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, einen Auswerfvorgang zu aktivieren, sodass eine Auswerfbewegung des Auswerfers nach dem Fügevorgang bzw. nach der Fügebewegung des Hauptstößels erfolgt. Hierdurch ist ein Auswerfen eines insbesondere ausgestanzten Werkstückabschnitts bzw. Stanzstücks sichergestellt.
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Vorteilhafterweise erfolgt die Auswerfbewegung des Auswerfers zeitlich nachgelagert nach dem Fügevorgang, insbesondere zeitlich nachgelagert nach der Schließbewegung des Hauptstößels. Beispielsweise fügt der Hauptstößel das Einpresselement in einer Fügebewegung in Richtung der Matrizeneinheit, an das Werkstück, welches zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit positioniert ist. Vorteilhafterweise steuert die Steuereinheit die Antriebseinheit des Auswerfers derart, dass eine Bewegung des Auswerfers relativ zur Matrizeneinheit, insbesondere in Richtung der Matrizeneinheit, nach einem Beginn der Fügebewegung des Hauptstößels erfolgt. Vorstellbar ist auch, dass der Auswerfer und der Hauptstößel, insbesondere gesteuert durch die Steuereinheit, sich insbesondere in einer Fügebewegung gemeinsam, beispielweise gleich schnell, in Richtung Matrizeneinheit bewegen. Weiterhin vorteilhaft ist, dass eine Bewegung des Auswerfers in Richtung Matrizeneinheit, z.B. als Auswerfbewegung, nach Beendigung einer Fügebewegung des Hauptstößels fortgesetzt ist.
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Überdies ist es von Vorteil, dass der Auswerfer derart ausgebildet ist, ein Stanzstück bzw. den Werkstückabschnitt aus einem Fügebereich des Einpresselements zu entfernen, indem der Auswerfer in der Auswerfbewegung durch eine Öffnung, insbesondere eine Durchgangsöffnung des Einpresselements bewegt ist, wobei das Stanzstück durch den Fügevorgang erzeugt ist. Ein Werkstückabschnitt des Werkstücks an einem Anbringbereich und/oder Fügebereich des Einpresselements am Werkstück wird vorteilhafterweise durch das Einpresselement während des Fügevorgangs ausgestanzt.
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Bevorzugterweise ist der Auswerfer vergleichsweise weiter in Richtung Matrizeneinheit bewegbar, beispielsweise in Richtung Oberseite der Matrizeneinheit, insbesondere in ein Inneres der Matrizeneinheit, als der Hauptstößel. Vorteilhafterweise ist die Antriebseinheit derart ansteuerbar, dass der Auswerfer durch die Antriebseinheit angetrieben, insbesondere nach Beendigung des Fügevorgangs des Hauptstößels, durch die Öffnung des Einpresselements, bewegt, insbesondere gestoßen wird. In der Auswerfbewegung des Auswerfers, wird der Auswerfer mit seiner Ausstoßseite, welche im geöffneten Zustand, der Grundstellung der Vorrichtung in Richtung Matrizeneinheit vorhanden ist, beispielsweise an einem dem Hauptstößel gegenüberliegend vorhandenen Ende des Einpresselements vorbeibewegt. Beispielsweise steht der Auswerfer am Ende des Auswerfvorgangs mit einem unteren Ende, z.B. der Ausstoßseite, über eine Unterseite des gefügten Werkstücks über, wobei das Werkstück mit der Unterseite an der Matrizeneinheit, insbesondere an der Oberseite der Matrizeneinheit, anliegend und/oder aufliegend vorhanden ist. Denkbar ist weiterhin, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit der Auswerfbewegung des Auswerfers im Auswerfvorgang vergleichsweise schneller ist, als eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Fügebewegung des Hauptstößels im Fügevorgang.
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In einer vorteilhaften Modifikation der Vorrichtung sind Kontrollmittel vorhanden, um den Fügevorgang und/oder den Auswerfvorgang zu überwachen.
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Vorteilhafterweise sind die Kontrollmittel derart ausgebildet, dass durch die Kontrollmittel detektierbar ist, ob der Stanz- und/oder Nietvorgang erfolgreich abgeschlossen wurde. Des Weiteren sind die Steuermittel beispielsweise dazu ausgebildet, abhängig von einem Messwert der Kontrollmittel den Auswerfer zu steuern. Weiter ist es vorteilhaft, dass die Kontrollmittel dazu ausgebildet sind, festzustellen, ob ein Auswerfvorgang erfolgreich abgeschlossen ist. Beispielsweise sind die Kontrollmittel dazu ausgestaltet, zu prüfen, ob der Auswerfer entlang eines Auswerfwegs der Auswerfbewegung vollständig bewegt ist. Die Kontrollmittel umfassen beispielsweise unter anderem einen Abstandssensor, einen Drucksensor, ein Weglängenmesselement und/oder eine Lichtschranke.
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Ebenfalls wird ein Verfahren, insbesondere ein Fügeverfahren zum Fügen eines Einpresselements an ein Werkstück mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen. Ausgehend von einer Ausgangsstellung, z.B. der Grundstellung, der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit, wird in einem ersten Verfahrensschritt zunächst zwischen die Stempeleinheit und die Matrizeneinheit der Vorrichtung das Werkstück und das Einpresselement positioniert, dass anschließend in einem Fügevorgang der Hauptstößel der Stempeleinheit das Einpresselement derart gegen das Werkstück drückt, dass das Einpresselement zunächst ein Stanzstück aus dem Werkstück ausstanzt, und dass das Einpresselement sich anschließend durch einen Fügevorgang mit dem Werkstück verbindet, wobei die Matrizeneinheit hierbei ein Widerlager darstellt, daraufhin der Auswerfer gesteuert angetrieben durch eine Durchgangsöffnung des Einpresselements gefahren wird, bis der Auswerfer mit einem unteren Ende über eine untere Kante des Einpresselements übersteht.
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Vorteilhafterweise wird das Einpresselement durch Einwirken der Stempeleinheit, insbesondere des Hauptstößels, auf das Einpresselement bei einer Relativbewegung zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit an das bearbeitbare Werkstück gefügt, beispielsweise geprägt. Beispielsweise wird das Einpresselement durch eine Kraft, welche auf das Einpresselement beim Fügevorgang wirkt, verformt, insbesondere umgebogen, dass das Einpresselement an das Werkstück gefügt ist. Beispielsweise umfasst die Matrizeneinheit ein Formgebungselement, welches vorteilhafterweise eine Verformung bzw. eine Verformungsrichtung des Einpresselements durch den Fügevorgang vorgibt.
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Auch ist es von Vorteil, dass das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt umfasst, dass die Kontrollmittel ein Ende des Fügevorgangs detektieren und diese erste Information an die Steuermittel weitergeleitet wird, sodass die Steuermittel den Auswerfvorgang aktivieren.
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Beispielsweise detektieren die Kontrollmittel einen Druck, welchen der Hauptstößel auf das Einpresselement insbesondere während des Fügevorgangs ausübt. Erreicht oder übersteigt der detektierte Druck einen oberen Vergleichswert, übermitteln die Kontrollmittel z.B. diese Information an die Steuermittel. Übt der Hauptstößel einen Druck auf das Einpresselement aus, welcher einem obere Vergleichswert oder größer entspricht, ist beispielsweise der Fügevorgang des Einpresselements an das Werkstück abgeschlossen.
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Ein weiterer vorteilhafter Verfahrensschritt ist, dass die Kontrollmittel ein Ende eines Auswerfvorgangs detektieren und diese zweite Information an die Steuermittel weitergeleitet wird, sodass die Steuermittel die Stempeleinheit ansteuern, um die Stempeleinheit in die Ausgangsstellung zurückzubewegen.
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Beispielsweise sind die Kontrollmittel dazu ausgestaltet eine Bewegungslänge des Auswerfers zu erfassen. Überschreitet der Auswerfer bei einer Auswerfbewegung, z.B. eine Auswerfbewegungslänge, beispielsweise einen oberer Bewegungsvergleichswert, so übermitteln die Kontrollmittel diese Information beispielsweise an die Steuereinheit. Denkbar ist auch, dass die Kontrollmittel dazu ausgebildet sind, einen Durchgang des Auswerfers durch das Einpressmittel und ein Eindringen des Auswerfers in das Matrizeninnere zu detektieren.
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Figurenliste
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Anhand eines schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht von seitlich links vorne oben eines Werkzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit einer Zuführeinrichtung,
- 2 eine perspektivische Ansicht von seitlich rechts vorne oben auf die Vorrichtung nach 1,
- 3 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung und
- 4 und 5 eine perspektivische und eine seitliche Ansicht auf ein Einpresselement.
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Ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1 umfasst eine Werkzeugzange 2, welche beispielsweise positionsfest auf einem Werkzeugständer 3 montiert ist (1). An der Werkzeugzange 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 4 für das Fügen eines Einpresselements 5 (4, 5) an ein Werkstück (nicht gezeigt) vorhanden. Die Vorrichtung 4 umfasst unter anderem eine Stempeleinheit 6 und eine Matrizeneinheit 7. Weiter kann das Werkzeug 1 eine Stanzstück-Auffangbox 8 und eine Einpresselement-Zuführeinrichtung 9 aufweisen.
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Die Stempeleinheit 6 und die Matrizeneinheit 7 sind an der Werkzeugzange 2 sich gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnet. Die Werkzeugzange 2 ist vorteilhafterweise U-förmig bzw. C-förmig vorhanden, wobei die Stempeleinheit 6 beispielsweise an einem ersten kurzen Ende des U's der Werkzeugzange 2 und die Matrizeneinheit 7 z.B. an einem zweiten kurzen Ende des U's der Werkzeugzange 2 angeordnet ist, hierdurch ist in einem Fügevorgang ein Kraftfluss vorteilhaft geschlossen.
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Die Stempeleinheit 6 ist z.B. angetrieben von einer ersten Antriebseinheit 10, einem sogenannten Kraftpaket, auf die Matrizeneinheit 7 insbesondere linear zubewegbar oder von der Matrizeneinheit 7 insbesondere linear wegbewegbar an der Werkzeugzange 2 vorhanden. Hierzu ist die Stempeleinheit 6 beispielsweise an einer Führungseinheit 11 an der Werkzeugzange 2 montiert. Die Führungseinheit 11 ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, angetrieben von der ersten Antriebseinheit 10, die an der Führungseinheit 11 angeordnete Stempeleinheit 6 zu bewegen und vorteilhafterweise eine Kraft der Antriebseinheit 10 auf die Stempeleinheit 6 zu übertragen. Durch die getrennt von der Stempeleinheit 6 ausgebildete erste Antriebseinheit 10 und die Führungseinheit 11 ist vorteilhafterweise durch ein Wegbewegen der Stempeleinheit 6 von der Matrizeneinheit 7 ein vergleichsweise großer Abstand zwischen einer Fügefläche 12 eines Fügestempels 13 der Stempeleinheit 6 und einer Matrizen-Oberseite, welche zur Auflage eines Werkstück ausgebildet ist realisierbar. Beispielsweise ist ein Abstand zwischen 0mm bis 300mm, zwischen 0 und 200mm, insbesondere zwischen 0mm und 180mm realisierbar.
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In 2 ist die Stempeleinheit 6 vor einer Montage an die Werkzeugzange 2 dargestellt. Gezeigt ist, dass an der Stempeleinheit 6 eine Zuführanordnung 14 der Zuführeinrichtung 9 an einer Halterung 15 anordenbar ist. Die Zuführanordnung 14 ist vorteilhafterweise im angeordneten Zustand mittels der Halterung 15 an der Werkzeugzange 2 insbesondere positionfest montiert. Über die Zuführanordnung 14 ist vorteilhafterweise ein Einpresselement 5 insbesondere automatisiert bspw. während eines Fügevorgangs an eine Fügestelle eines Werkstücks, welches zwischen der Stempeleinheit 6 und der Matrizeneinheit 7 vorteilhafterweise angeordnet ist, zuführbar.
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Der Fügestempel 13 ist vorteilhafterweise zweigeteilt vorhanden. Beispielsweise umfasst der Fügestempel 13 an einem ersten Ende 22 einen insbesondere wechselbaren Fügekopf 23. Am Fügekopf 23 ist voreilhafterweise die Fügefläche 12 vorhanden. Durch den wechselbaren Fügekopf 23 ist die Stempeleinheit 6 beispielsweise auf unterschiedliche Varianten eines Einpresselements 5 einstellbar. So ist beispielsweise entsprechend der verwendeten Variante des Einpresselements 5 ein dazu z.B. passender Fügekopf 23, eine insbesondere dazu passende Fügefläche 12, an die Stempeleinheit 6 anordenbar. Hierdurch ist eine Standzeit durch ein Werkzeugwechsel bzw. durch ein Einpresselementwechsel vergleichsweise verkürzt und die Vorrichtung 4 bzw. die Werkzeugzange 2 variable verwendbar.
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Die Stempeleinheit 6 umfasst ein Gehäuse 16, in welchem ein insbesondere pneumatischer Antrieb 17 vorhanden ist (3). Der Fügestempel 13 ist fest mit dem Gehäuse 16 verbunden, insbesondere mittels Schrauben 18, 19 an das Gehäuse 16 geschraubt. Der Antrieb 17 treibt einen Auswerfer 20 an, insbesondere bewegt der Antrieb 17 den Auswerfer 20. Der Auswerfer 20 ist z.B. als länglicher Stab ausgebildet und vorteilhafterweise bewegbar, insbesondere verschiebbar, vorhanden. Beispielsweise ist der Auswerfer 20 innerhalb des Fügestempels 13 bewegbar angeordnet. Der Fügestempel 13 umfasst hierzu bevorzugterweise eine z.B. zylinderförmige Durchgangsöffnung 21, welche sich entlang einer Längsachse des Fügestempels 13 erstreckt. Durch die Ausbildung der Durchgangsöffnung 21 kann der Auswerfer 20 z.B. insbesondere vollständig durch den Fügestempel 13 bewegt, insbesondere geschoben werden.
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In einer Grundposition, z.B. der Ausgangsstellung, ist eine Auswerffläche 24 des Auswerfers 20 in einem Inneren der Durchgangöffnung 21 positioniert. Die Auswerffläche 14 ist in der Grundposition beispielsweise in Richtung Antrieb 17 versetzt zur Fügefläche 12 an der Stempeleinheit 6 positioniert. Der Antrieb 17 ist beispielsweise derart ausgebildet und in einer Weise an den Auswerfer 20 angeordnet, dass der Auswerfer 20 bei einer Auswerfbewegung eine Bewegungslänge, einen sogenannten Hub, aus der Grundposition in eine Auswerfposition z.B. zwischen 0 und 50mm, zwischen 0 und 40mm, zwischen 0 und 30mm oder insbesondere zwischen 0 und 20mm aufweist.
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Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 4 vorteilhafterweise eine Steuereinrichtung 30, wobei die Steuereinrichtung 30 dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit 10 und den Antrieb 17 anzusteuern, sodass eine Bewegung der Stempeleinheit 6 und/oder des Auswerfers 20 durch die Steuereinrichtung 30 vorgebbar ist. Insbesondere, dass Bewegungen der Stempeleinheit 6 und des Auswerfers 20 aufeinander abgestimmt vorgebbar sind. Die Steuereinrichtung 30 kann extern als separate Einheit vorhanden sein. Denkbar ist auch, dass die Steuereinrichtung 30 am Werkzeug 1 angeordnet ist, insbesondere an der Werkzeugzange 2. Vorteilhafterweise ist die Steuereinrichtung 30 mittels eines Steuerkabels mit der ersten Antriebseinheit 10 und dem Antrieb 17 verbunden.
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Für einen Fügevorgang wird ein Werkstück zwischen der Matrizeneinheit 7 und der Stempeleinheit 6 positioniert. Denkbar ist auch, dass das Werkzeug, insbesondere die Werkzeugzange 2 derart positionierbar vorhanden ist, insbesondere bewegbar z.B. durch einen Roboter vorhanden ist, dass die Matrizeneinheit 7 zusammen mit der Stempeleinheit 6 in einer Weise positionierbar sind, dass ein Werkstück zwischen Matrizeneinheit 7 und der Stempeleinheit 6 vorhanden ist. Vorteilhafterweise ist das Werkstück mit einer ersten Werkstückseite anliegend an der Matrizeneinheit 7 vorhanden. An einer der ersten Werkstückseite gegenüberliegenden zweiten Werkstückseite ist anschließend beispielsweise das Einpresselement 5 angeordnet, sodass sich das Einpresselement 5 zwischen der Stempeleinheit 6 und der zweiten Werkstückseite befindet.
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Den 4 und 5 ist eine Variante eines Einpresselements 5 zu entnehmen. Das Einpresselement 5 ist vorteilhafterweise als eine Stanzmutter ausgebildet und besitzt an einem ersten Ende 25 ein insbesondere ringförmiges Schneidorgan 26, welches dazu ausgebildet ist, in einem Fügeprozess in ein Werkstück einzuschneiden und ein Stanzstück aus dem Werkstück auszuschneiden. Vorteilhafterweise ist das Werkstück vergleichsweise flach ausgebildet, sodass das Einpresselement 5 aufgrund des Fügevorgangs durch das Werkstück durchgestanzt wird. Bevorzugterweise ist das Einpresselement 5 mit seinem Schneidorgan 26 anliegend an der zweiten Werkstückseite angeordnet. Weiter besitzt das Einpresselement 5 vorteilhafterweise eine insbesondere zylinderförmige Durchgangsöffnung 27. An einem inneren Mantel der Durchgangsöffnung 27 des Einpresselements 5 ist vorteilhafterweise ein Innengewinde ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 27 ist bevorzugterweise derart ausgebildet, dass der Auswerfer 20 insbesondere nach Beendigung des Fügevorgangs vorteilhafterweise angetrieben vom Antrieb 17 durch die Durchgangsöffnung 27 bewegbar ist.
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Eine Variante eines Bewegungsablaufs eines Fügevorgangs des Einpresselements 5 an ein Werkstück wird im Folgenden beispielhaft beschrieben.
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Zunächst wird das Werkstück und das Einpresselement wie oben beschrieben zwischen die Matrizeneinheit 7 und die Stempeleinheit 6 positioniert. Die Stempeleinheit 6 befindet sich hierbei vorteilhafterweise in einem insbesondere vollständig zurückgefahrenen Grundzustand, d.h. die Stempeleinheit 6 mit dem Auswerfer 20 ist z.B. weitest möglich von der Matrizeneinheit 7 beabstandet vorhanden. Anschließend wird ein Fügevorgang aktiviert, wobei die Antriebseinheit 10 die Stempeleinheit 6 mit dem Fügekopf 23 gegen ein zweites Ende 28 des Einpresselements 5 bewegt und damit das Einpresselement 5 derart gegen das Werkstück drückt bzw. presst, dass das Schneidorgan 26 in das Werkstück einschneidet und vorteilhaft durch das Werkstück durchschneidet, es z.B. ausstanzt, bis das Einpresselement 5 mit einer Anlagefläche 29 an der zweiten Werkstückfläche ansteht. Vorteilhafterweise wird dieser Zustand bzw. diese Zustandsänderung durch einen Sensor der Vorrichtung 4 detektiert und die Steuereinrichtung 30 mittels eines Signals entsprechend angesteuert. Aufgrund einer Detektion eines Endes des Fügevorgangs stoppt die Steuereinrichtung 30 die Bewegung des Fügekopfs 23. Der Fügekopf verbleibt vorteilhafterweise zunächst insbesondere anliegend am Einpresselement 5. Bei der Fügebewegung des Fügekopfs 23 bzw. der Stempeleinheit 6 verbleibt der Auswerfer 20 bevorzugterweise positionsfest relativ zum Fügekopf 23 bzw. zum Fügestempel 13.
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Anschließend aktiviert die Steuereinrichtung 30 vorteilhafterweise den Antrieb 17, welcher den Auswerfer 20 daraufhin in einer Auswerfbewegung durch die Durchgangsöffnung 27 des Einpresselements 5 hindurchbewegt, insbesondere hindurchstößt und den Auswerfer 20 in einer weiteren Bewegung wieder in seine Grundstellung in den Fügestempel 13 zurückbewegt. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein Stanzstück, welches das Einpresselement 5 mit seinem Schneidorgan 26 während des Fügevorgangs vorteilhafterweis aus dem Werkstück ausgestanzt hat, aus einem Bereich der Durchgangsöffnung 27 entfernt ist.
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Nach Beendigung des Auswerfvorgangs bewegt die Antriebseinheit 10 die Stempeleinheit 6 gesteuert durch die Steuereinrichtung 30 vorteilhafterweise zurück in den Grundzustand, sodass das Werkstück beispielsweise entnommen und/oder neu positioniert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeug
- 2
- Werkzeugzange
- 3
- Werkzeugständer
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Einpresselement
- 6
- Stempeleinheit
- 7
- Matrizeneinheit
- 8
- Auffangbox
- 9
- Zuführeinrichtung
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Führungseinheit
- 12
- Fügefläche
- 13
- Fügestempel
- 14
- Zuführanordnung
- 15
- Halterung
- 16
- Gehäuse
- 17
- Antrieb
- 18, 19
- Schraube
- 20
- Auswerfer
- 21
- Durchgangsöffnung
- 22
- Ende
- 23
- Fügekopf
- 24
- Auswerffläche
- 25
- Ende
- 26
- Schneidorgan
- 27
- Durchgangsöffnung
- 28
- Ende
- 29
- Anlagefläche
- 30
- Steuereinrichtung
