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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schließen von
einer köcherförmigen eine Schließfläche aufweisenden
Kohlebürstenaufnahme umfassend
einen eine vorgebogene Kohlebürstenaufnahme
aufnehmenden Passdorn mit einer Planierfläche, entlang der sich die Schließfläche bildende
Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme
erstrecken, auf Randbereiche der Planierfläche absenkbare Biegebacken,
einen zwischen den Biegebacken entlang deren Innenflächen verlaufenden
zum Schließen
der Schließfläche auf
die Abschnitte absenkbaren Kernbiegestempel sowie entlang jeweiliger
Außenfläche der
Biegebacken verlaufende und mit diesen wechselwirkende Anpressschieber,
wobei die Biegebacken zum Einwirken auf die Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme
verschwenkbar sind, und Biegebacken und der Kernbiegestempel über ein erstes
und ein zweites Element der Vorrichtung verstellbar sind. Ferner
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Schließen einer
einen Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme
mit auf zu schließende
bzw. zu verbindende Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme einwirkende Biegebacken, die
mittels auf deren Außenflächen einwirkende
Anpressschieber aufeinander zu verschwenkt werden, sowie zwischen
den Biegebacken verlaufendem Kernbiegestempel, über den die Abschnitte geschlossen
und planiert werden.
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Nach
dem Stand der Technik wird die an einem Streifen hängende Kohlebürstenaufnahme
oder Bürstenbrücke in die
Biegeposition transportiert. In die vorgebogene Kohlebürsteaufnahme
fährt ein Passdorn
ein, der Innenraum der Kohlebürstenaufnahme
ausfüllt
und als Gegenlager dient. Auf die zu der Schließfläche zusammenfügbaren Abschnitte
der Kohlebürstenaufnahme
wirkt der Kernbiegestempel mit vertikaler Kraft ein, der sich zwischen
den Biegebacken erstreckt, die auf die Längsränder der Kohlebürstenaufnahme
einwirken, die die Schließfläche begrenzen.
Außenseitig
entlang der Biegebacken sind die Anpressschieber verstellbar angeordnet,
die starr von einer Druckplatte ausgehen, die mit einer Führungsplatte
verstellt wird, die die Biegebacken verschwenkbar aufnimmt. Unterseitig
wird der Passdorn mit der diesen umgebenen Kohlebürstenaufnahme
auf einer ebenfalls Biegebacken umfassenden Biegeeinheit abgestützt, und
zwar entlang dessen Längskanten.
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In
Abhängigkeit
von den eingesetzten Materialien ergeben sich Materialdifferenzen,
die dazu führen,
dass das Innenmaß der
Kohlebürstenaufnahme
nicht immer innerhalb vorgegebener Toleranz liegt. Wird dies festgestellt,
müssen
Anpassungsmaßnahmen
an dem Werkzeug vorgenommen werden, wodurch eine Produktionsunterbrechung
erfolgt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Biegen und Schließen einer Kohlebürstenaufnahme
derart weiterzuentwickeln, dass auch bei Materialdifferenzen die
fertige dem Passdorn zu entnehmende Kohlebürstenaufnahme stets die gewünschten
Innenmaße
innerhalb eines Toleranzbereichs aufweist.
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Vorrichtungsgemäß wird das
Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Anpresschieber
unabhängig
von dem ersten und zweiten Element Druck- und Führungsplatte relativ zu den
Biegebacken verstellbar sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass
die Außenfläche der
Biegebacke und/oder an diese anlegbare Innenfläche der Anpressschieber zumindest
zum Beispiel durch einen Vorsprung rampenförmiger Geometrie zumindest
abschnittsweise eine Keilflächengeometrie
aufweist. Vorzugsweise weisen sowohl die Außenflächen der Biegebacken als auch
die Innenflächen
der entlang dieser verstellbaren Anpressschieber jeweils eine Keilfläche bildende
rampenförmige
Vorsprünge
auf, wodurch sichergestellt wird, dass auf die schließflächenseitig verlaufenden
Längskanten
der Kohlebürstenaufnahme
der erforderliche Anpressdruck einwirkt, so dass beim Schließen der Schließfläche mittels
des Kernbiegestempels die erforderliche Ausrichtung der Abschnitte
zur Erzielung der erforderlichen Maßhaltigkeit gegeben ist.
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Hierzu
werden zunächst
die Biegebacken auf die die Abschnitte begrenzenden Längskanten der
Kohlebürstenaufnahme
abgesenkt, um sodann die Anpressschieber entlang der Außenseiten
der Biegebacken zu verstellen, wobei aufgrund der Keilflächengeometrie
der erforderliche Anpressdruck erzielbar ist. Dabei wird in hervorzuhebender
Ausgestaltung ein federndes Bewegen der Anpressschieber durchgeführt, die
mittels Gasdruckfedern verstellt werden. Nachdem die Biegebacken
den erforderlichen Druck auf die Kohlebürstenaufnahme im Bereich der
zu verschließenden
Fläche
ausüben,
wird der Kernbiegestempel abgesenkt, um die Fläche zu verschließen. Gleichzeitig
erfolgt ein Ausplanieren. Nachdem der Biegevorgang abgeschlossen
ist, fahren die Anpressschieber zurück, der Passdorn wird aus der
Kohlebürstenaufnahme
herausgezogen und der Kernbiegestempel angehoben. Die Biegebacken werden
anpressdruckfrei aus der Arbeitsposition in den oberen Totpunkt
des Werkzeuges mitgenommen.
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Der
Kernbiegestempel geht vorzugsweise von einer Stempelhalterplatte
aus, die mit einer die Anpressschieber führend aufnehmenden Führungsplatte über Federelemente
in Wirkverbindung steht. Somit ist ein Vorauseilen der Führungsplatte
möglich, von
der verschwenkbar die Biegebacken ausgehen. Folglich ist die Stempelhalteplatte
relativ zu der Führungsplatte
verstellbar.
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Die
Neigung der Keilflächen
sollte zwischen 0,1° und
5° zur Außenfläche des
Biegebackens bzw. des Anpressschiebers bzw. zu dessen bzw. deren Mittelachse
verlaufen.
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Ein
Verfahren zum Schließen
einer einen Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme der eingangs
genannten Art zeichnet sich durch die Verfahrensschritte aus:
- – Absenken
der Biegebacken auf die den Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme,
- – Entlanggleiten
der Anpressschieber entlang der Biegestempel, wobei sich die Anpressschieber gegenüber den
Biegestempeln über
zumindest jeweils eine Keilfläche
abstützen,
- – Absenken
des Kernbiegestempels und Schließen bzw. Planieren der Abschnitte
der Kohlebürstenaufnahmen.
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Dabei
ist insbesondere vorgesehen, dass der Anpressschieber federnd entlang
des Biegestempels verfahren wird.
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Die
Biegebacken können
mittels einer die Anpressschieber führend aufnehmenden Führungsplatte
verstellt werden. Der Kernbiegestempel wird seinerseits mittels
einer zu der Führungsplatte
beweglich angeordneten Stempelhalteplatte verstellt, wobei die Führungsplatte
und die Stempelhalteplatte gegeneinander über zumindest ein Federelement
abgestützt
werden. Beim Schließen
der Kohlebürstenaufnahme
wird somit zumindest teilweise der Federweg des Federelementes überwunden,
so dass ein Vorauseilen der Führungsplatte
gegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird ein
mehrteiliges Biegewerkzeug zur Verfügung gestellt, bei dem Biegebacken
derart auf die Schließfläche der
Kohlebürstenaufnahme
begrenzende Längskanten
einwirken, dass die die Schließfläche bildenden
Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme
derart passgenau zueinander ausrichtbar sind, dass nach dem Schließen bzw. Planieren
der Schließfläche Innenmaß der Kohlebürstenaufnahme
innerhalb vorgegebener Toleranzen liegt, und zwar auch dann, wenn
Dickeschwankungen des die Kohlebürstenaufnahme
bildenden Materials gegeben sind. Dabei ist wesentlich, dass die
Anpresschieber unabhängig
von den Elementen verstellbar sind, mittels derer die Biegebacken
und der Kernbiegestempel verfahren werden.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht
nur aus den Ansprüchen,
den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination – sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung aus der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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Es
zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung
eines Werkzeugunter- und -oberteils zum Schließen einer Kohlebürstenaufnahme
und
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2 das Werkzeugoberteil gemäß 1 mit beabstandet zu diesem
dargestellter Biegeeinheit des Werkzeugunterteils.
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In 1 ist rein prinzipiell und
im Ausschnitt eine Vorrichtung 10 zum Biegen und Schließen einer Kohlebürstenaufnahme 12 köcherförmiger Geometrie
dargestellt. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Werkzeugoberteil 14 und
einem Werkzeugunterteil 16, die durch eine Stanzstreifenebene 18 getrennt sind,
entlang der die in Streifen verbundenen Kohlebürstenaufnahmen 12 transportierbar
sind. Das Werkzeugunterteil 16 ist feststehend, wohingegen das
Werkzeugoberteil anheb- und absenkbar ist (Doppelpfeil 20).
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In 2 ist das Werkzeugoberteil 14 in
angehobener Stellung zu dem Werkzeugunterteil 16 dargestellt,
von dem aus Gründen
der Vereinfachung allein ein Ausschnitt einer Biegeeinheit gezeichnet ist.
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Wesentliche
Bestandteile der Vorrichtung 10 sind erste und zweite Biegebacken 22, 24 bzw. 26, 28,
wobei die Kohlebürstenaufnahme 12 mittels
der vom Werkzeugoberteil 14 ausgehenden ersten Biegebacken 22, 24 maßgenau gebogen
wird, um sodann Abschnitte 13, 15 der Kohlebürstenaufnahme 12 zu
einer Schließfläche 11 zu
schließen
und zu planieren. Hierzu ist ein Kernbiegestempel 30 in
dem Werkzeugoberteil 14 vorgesehen, der von einer Stempelhalteplatte 32 ausgeht,
die mit einer Führungsplatte 27 in
Wirkverbindung steht, von der schwenkbar die ersten Biegebacken 22, 24 ausgehen.
Gegenlager ist ein die vorgebogene Kohlebürstenaufnahme 12 durchsetzender
Passdorn 52.
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Die
ersten und zweiten Biegebacken 22, 24, 26, 28 sind
verschwenkbar. um im erforderlichen Umfang auf Seitenflächen der
Kohlebürstenaufnahme 12 begrenzende
Längskanten
bzw. Längskantenrandbereiche 34, 36, 38, 40 einzuwirken.
Dabei sind die Längskantenbe reiche 38, 40 kritische
Biegebereiche, die die zu schließende Fläche 11 bzw. deren
Abschnitte 13, 15 begrenzen.
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Die
Stempelhalteplatte 32 ist mit einer Druckplatte 42 sowie
einer Kopfplatte 44 verbunden. Die diesbezügliche Einheit
ist über
Federelemente 46 mit der Führungsplatte 26 verbunden,
so dass letztere mit den ersten Biegebacken 22, 24 vorteilen
kann. Ferner gehen von der Druckplatte 42 Anpresselemente 48, 50 aus,
die auf die zweiten Biegebacken 26, 28 zum Anlegen
dieser an die Längskantenbereiche 34, 36 drücken. Als
Gegenlager hierfür
dient der Passdorn 52, der die Kohlebürstenaufnahme 12 durchsetzt.
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Um
die Kohlebürstenaufnahme 12 und
die entlang oberer Fläche
(Planierfläche) 54 des
Passdorns 52 verlaufende Abschnitte 13, 15 formgetreu zu
biegen und zu verschließen,
verlaufen außenseitig
entlang der Biegebacken 22, 24 Anpressschieber 56, 58,
die mit ihren Innenflächen 60, 62 entlang
Außenflächen 64, 66 der
Biegebacken verstellbar sind. Dabei durchsetzen die Anpressschieber 56, 58 geführt die
Führungsplatte 27.
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Die
Anpressschieber 56, 58 sind relativ zu den Biegebacken 22, 24 verstellbar
und gleiten an dessen Außenflächen 66, 68 über rampenförmige Vorsprünge 70, 72 ab,
die eine Keilfläche 74, 76 bilden,
die zur Außenfläche 60, 62 einen
Winkel zwischen 0,1° und
5° einschließen kann.
Entsprechend gehen von den Außenflächen 66, 68 der
Biegebacken 22, 24, die schwenkbar von der Führungsplatte 26 ausgehen,
rampenförmige
Vorsprünge 80, 82 zur Bildung
von Keilflächen 84, 86 aus,
deren Neigung in etwa der der Keilflächen 74, 76 der
Vorsprünge 70, 72 der
Anspresschieber 56, 58 entsprechen, jedoch entgegengerichtet
verlaufen.
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Anstelle
von rampenförmigen
Vorsprüngen können die
aufeinanderliegende Flächen
von Biegebacken 22, 24 und Anpressschieber 56, 58 auch
anders geometrisch ausgebildet sein, um Keilflächen zu bilden.
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Die
Anpressschieber 56, 58 sind über Gasdruckfedern 88, 90 verstellbar,
also quasi federvorgespannt, um im erforderlichen Umfang Biegekräfte über die
Biegebacken 22, 24 auf die Längskantenbereiche 38, 40 der
zu biegenden Kohlebürstenaufnahme 12 einwirken
zu lassen.
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Der
Biege- und Schließvorgang
wird wie folgt durchgeführt.
Nachdem in die vorgebogene Kohlebürstenaufnahme 12 der
Passdorn 52 eingeführt
ist und diese Einheit auf den zweiten Biegebacken 26, 28 aufliegt,
also die Längskantenbereiche 34, 36 in entsprechenden
Ausschnitten 90, 92 der Biegebacken 26, 28 zu
liegen kommen, wird das aus der Kopfplatte 44, der Druckplatte 42,
der Stempelhalteplatte 32 und Führungsplatte 27 bestehende
Werkzeugoberteil 14 abgesenkt, wodurch die Biegebacken 26, 28, 38, 40 sich
an den Längskantenbereichen 34, 36, 38, 40 abstützen. Dabei
eilen die ersten Biegebacken 22, 24 dem Kernbiegestempel 30 voraus.
Die ersten Biegebacken 22, 24 weisen ebenfalls die
Längskantenbereiche 38, 40 aufnehmende
Ausschnitte 94, 96 auf. Sodann werden die Anpressschieber 56, 58 über die
Gasdruckfedern 88, 90, die einen Druck von zum
Beispiel 1,8 t erzeugen können. entlang
der Biegebacken 22, 24 verschoben, wobei aufgrund
der rampenförmigen
Vorsprünge 70, 72, 80, 82 die
Biegebacken 22, 24 derart auf die Längskantenbereiche 38, 40 einwirken,
dass die die Schließfläche 11 bildenden
Abschnitte 13, 15 der Kohlebürstenaufnahme 12 im
erforderlichen Umfang zueinander ausgerichtet werden, um sodann
mittels des Kernbiegestempels 30 das Verschließen und
Plattieren durchzuführen.
Hierzu erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Führungsplatte 26 und
der eine Einheit bildenden Kopfplatte 44, Druckplatte 42 und Stempelhalteplatte 32.
Zur Bewegung wird die von den Federelementen 46 hervorgerufene
Kraft überwunden.
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Durch
die Mehrteiligkeit des Werkzeuges und das Verstellen der einen gefederten
Weg zurücklegenden
Anpressschieber 56, 58 entlang der Biegebacken 22, 24 wird
das Material der Kohlebürstenaufnahme 12 im
erforderlichen Umfang an den Passdorn 52 angepresst, um
Presskräfte
derart einzuleiten, dass die Abschnitte 13 und 15 der
Kohlebürstenaufnahme 12 passgenau
zueinander ausgerichtet werden, um die Schließfläche 11 der Kohlebürstenaufnahme 12 zu
bilden und planieren zu können.
Die Maßtoleranzen
verlieren sich im gefederten Weg der mit den Gasdruckfedern 88, 90 beaufschlagten
Anpressschieber 56, 58.