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Die Erfindung betrifft ein Gestell zum Lagern von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Gestelle werden verwendet, um Werkstücke so zu lagern dass an ihnen in ergonomisch günstiger Weise Arbeitsvorgänge durchgeführt werden können. Bei den Werkstücken handelt es sich typischerweise um solche mit großem Gewicht und großer Ausdehnung. Beispiele hierfür sind Formen, wie sie zum Pressen und Tiefziehen von Blechteilen verwendet werden. Diese Formen können Randkonturen von fünf auf vier Metern haben, wenn sie zum Stanzen und Pressen von großen Karosserieteilen dienen.
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Typischerweise bestehen derartige Stanz- und Tiefziehwerkzeuge aus einer unteren Formwerkzeughälfte und einer oberen Formwerkzeughälfte, die im geschlossenen Zustand einen wie gewünscht konturierten konstanten Spalt zwischen ihren Formflächen vorgeben, dessen Dicke im Wesentlichen der Dicke des zu formenden Bleches entspricht.
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Derartige große Formwerkzeuge werden aus massivem Material durch spanendes Bearbeiten, insbesondere Fräsen, hergestellt. Eine letzte Feinbearbeitung der Formflächen muss von Hand unter Einsatz von persönlichem know-how so erfolgen, dass die gewünschte Gestalt des Produktes und eine gewünschte Oberflächenqualität desselben erreicht werden wird.
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Diese Arbeiten werden bei aus der Presse ausgebautem Formwerkzeug anhand von Touschierspuren durchgeführt, die bei einer Probebearbeitung eines Bleches erhalten wurden.
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Aus Kostengründen werden für diese Bearbeitungsvorgänge die Formwerkzeuge oft einfach auf den Boden einer Halle gelegt, und der Formenbauer muss sich u. U. weit über die Form zu deren Mitte beugen, um dort gelegene Oberflächenabschnitte nachzuarbeiten. Oft muss der Formenbauer auch in die Form hineinsteigen, was Verletzungsgefahren birgt, da die Formen auch sehr scharfe Kanten aufweisen.
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Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein Gestell zum Lagern von Werkstücken wie Presswerkzeugen angegeben werden, welches mechanisch einfach aufgebaut ist und das Bearbeiten von Werkstückoberflächen auf ergonomische Weise ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Lagergestell mit dem in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Traggestelles lassen sich auch Werkstücke bearbeiten, die Einbauten aufweisen. So haben Stanz- und Presswerkzeuge oft Schneid- und Stanzflächen, oder sie sind mit Einbaukomponenten bestückt, die fallweise auch fein nachgearbeitet werden müssen. Es sind dies z. B. wechselbare Schneidwerkzeuge und räumlich wirkende Falt- und Schneidschlitten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ermöglicht ein Einstellen der Neigung des Werkstückes.
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Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 ist vorteilhaft, dass das drehbar gelagerte Werkstück auch auf einfache Weise auf das Lagergestell aufgesetzt und von diesem wieder abgenommen werden kann.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 gestattet ein präzises und leichtes Einstellen der Neigung des Werkstückes.
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Dabei ist gemäß Anspruch 5 gewährleistet, dass die zum Drehen des Werkstückes erforderliche Drehmomente nicht groß zu sein brauchen.
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Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 6 wird eine weitere Verbesserung der Arbeitsbedingungen erhalten, da das Werkstück auch in Höhenrichtung so plaziert werden kann, dass ein besonders günstiger Zugang zur zu bearbeitenden Werkstückoberfläche gegeben ist.
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Dabei ermöglicht ein Lagergestell gemäß Anspruch 7 eine feine Einstellbarkeit der Höhe des Werkstückes bei insgesamt einfachem Aufbau des Lagergestelles.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 lässt sich die Neigung des Werkstückes kontinuierlich einfach einstellen.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist gewährleistet, dass das Werkstück sicher in einer einmal eingestellten geneigten Orientierung verbleibt.
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Gleiches wird auch durch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 erreicht.
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Da die hier betrachteten Werkstücke in der Regel sehr schwer sind, ist eine Umpositionierung in vertikaler Richtung nur unter Einsatz von leistungsfähigen Hebezeugen wie Kränen möglich. Ein Umsetzen ist daher mit einigen Arbeiten verbunden. Bei einem Lagergestell gemäß Anspruch 11 kann man auf einfach Weise ohne Umsetzen des Werkstückes einen besonders günstigen Zugang zur Arbeitsfläche bereitstellen.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 dient einem einfachen Aufsetzen des Werkstückes auf das Lagergestell und einem einfachen Abnehmen des Werkstückes vom Lagergestell.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick auf ein einfaches Abnehmen und Aufsetzen des Werkstückes auf das Lagergestell von Vorteil.
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In ein Lagergestell gemäß Anspruch 14 ist ein Werkstück auch großer Länge sicher gehaltert, wobei die zu bearbeitenden Flächen voll zugänglich bleiben.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 gestattet es, Werkstücke unterschiedlicher Länge unter Verwendung desselben Lagergestelles zu haltern, wobei ebenfalls dessen gesamte zu bearbeitende Oberfläche frei zugänglich bleibt.
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Ein Lagergestell gemäß Anspruch 16 haltert ein Werkstück derart, dass eine das Werkstück bearbeitende Person im Wesentlichen gleich gut zu unteren und oberen Bereichen der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes gelangt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine seitliche Ansicht einer Lagergestellanordnung, auf welcher zwei Formhälften einer Pressform so gelagert sind, dass ihre zu bearbeitenden Flächen einander zugewandt sind, gesehen in Richtung der Längskanten der Presswerkzeug-Hälften;
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2 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Anordnung schräg von oben links in verkleinertem Maßstabe;
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3 eine abgewandelte Lagergestell-Anordnung, welche zu bearbeitende Presswerkzeughälften so lagert, dass ihre zu bearbeitenden Oberflächen voneinander weg weisen;
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4 eine perspektivische Ansicht der in 3 gezeigten Traggestell-Anordnung in verkleinertem Maßstabe;
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5 eine seitliche Ansicht einer weiter abgewandelten Traggestell-Anordnung;
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6 eine perspektivische Ansicht der Traggestell-Anordnung nach 5 in verkleinertem Maßstabe;
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7 das Ende einer Presswerkzeugeinheit, wobei Einzelheiten einer Zapfenanordnung gezeigt sind, die zum Anbringen von Kranseilen und zum Lagern auf einem Traggestell dienen;
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8 eine seitliche Ansicht einer abgewandelten Traggestell-Anordnung, bei welcher ein Werkstück in Höhe und Neigung einstellbar angebracht werden kann;
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9 und 10 ähnliche Ansichten wie 8, in welchen abgewandelte Traggestell-Anordnungen gezeigt sind, die ein Werkstück in unterschiedlicher Höhe und Neigung haltern können;
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11 bis 13 Ansichten einer weiter abgewandelten Traggestell-Anordnung; und
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14 und 15 zwei bemaßte Zeichnungen eines Traggestelles, an der auch die Begriffe ”Randfläche” und ”Kernfläche” eines Werkzeuges veranschaulicht werden.
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In 1 sind zwei nebeneinander gestellte Traggestelle 10, 12 gezeigt, die jeweils eine Formeinheit 14 bzw. 16 tragen.
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Die Formeinheiten 14, 16 umfassen jeweils einen Trägerrahmen 18, 20, in welchem jeweils eine Presswerkzeughälfte 22 bzw. 24 fest eingesetzt ist.
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Die Trägerrahmen 18, 20 haben jeweils auf ihrer in der Zeichenebene liegenden vorderen Rahmenenden Tragzapfen 28, 30 und auf ihren gegenüberliegenden Rahmenenden Tragzapfen 32, 34.
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Die Traggestelle haben jeweils eine vordere, L-förmige Tragplatte 36 und eine hintere, gleiche Geometrie aufweisende Tragplatte 38. Die beiden Tragplatten 36, 38 sind im Verbindungsbereich ihrer Füße jeweils durch eine stabile Traverse 40 verbunden.
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Beim vorderen oberen Abschnitt des horizontalen Fußes der Tragplatten 36, 38 sind teilzylindrische Lagermulden 42 vorgesehen, die zusammen mit in ihnen einsitzenden Tragzapfen 28, 30 ein Drehlager bilden.
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Die oberen Tragpzapfen 32, 34 der Formeinheiten 14, 16 greifen in nach ofen offene Schlitze 44 ein, die im oberen Ende der vertikalen Arme der Tragplatten 36 vorgesehen sind. Die Schlitze 44 verlaufen unter einem Winkel von 30° zur Vertikalen geneigt, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
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Alternativ können die Schlitze 44 auch in der Zeichung nach rechts offene rechteckige Ausnehmungen sein, von denen die in der Zeichnung links gelegenen Kanten Anschlagflächen für die Tragzapfen 30, 34 bilden.
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Die Lage der Lagermulden 42 und der Schlitze 44 ist insgesamt so gewählt, dass die Neigung der Presswerkzeug-Hälften 22, 24 zur Vertikalen etwa 15 bis 30°, vorzugsweise etwa 20° beträgt.
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Die Höhe der Lagermulden 42 und der Anstellwinkel der Presswerkzeug-Hälften 22, 24 sind so gewählt, dass ein mittlerer Bereich der Presswerkzeughälften 22, 24 in guter Arbeitshöhe über der Aufstellfläche liegt, z. B. in einer Höhe von etwa 1,00 m bis 1,60 m über der Aufstellfläche.
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Unter Verwendung der oben beschriebenen Traggestelle 10, 12 können die Formflächen der Presswerkzeughälften 22, 24 wie folgt bearbeitet werden:
Die beiden Presswerkzeughälften 22, 24 werden zunächst eben auf einen Hallenboden gelegt, und ein Formenbauer bearbeitet nun einen äußeren rechteckigen Ring der Formoberfläche.
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Hat eine Presserkzeughälfte z. B. eine Länge von 5500 mm und eine Breite von etwa 2500 mm, wie für ein Pkw-Karosserieil typisch, kann die Breite dieses rechteckigen Ringes bis zu 800 mm betragen. Es verbleibt dann eine rechteckige Innenfläche von typischerweise 3900 mm × 900 mm.
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Für Werkzeuge, die bei der Nutzfahrzeugherstellung verwendet werden, sind auch Größen von 5500 mm auf 4000 mm durchaus gängig.
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Um die rechteckige Innenfläche der Werkzeuges auch ergonomisch günstig bearbeiten zu können, werden die Presswerkzeughälften auf die Traggestelle 10, 12 gelegt, wie in 1 gezeigt.
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In dieser dann für ihn ergonomisch günstigen Lage der rechteckigen Innenflächen bearbeitet der Formenbauer dann Unregelmäßigkeiten in diesem Bereich.
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Es versteht sich, dass der Formenbauer je nach seinen persönlichen Gegebenheiten auch zumindest einen Teil des Randbereiches auf den Presswerkzeughälften 22, 24 bearbeiten kann, wenn sich diese in den Traggestellen 10, 12 befinden.
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Die beiden Traggestelle 10, 12 können zusätzlich mit einem Blechhalter 46 versehen sein wie er in 2 angedeutet ist. Auf diesem kann dann ein Blechteil 48 angeordnet werden, wie es beim letzten Touchiervorgang in einer Presse erhalten wurde. Das Blechteil 48 ist dann für den Formenbauer gut sichtbar in der Nähe seines Arbeitsplatzes aufgestellt.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 entspricht von der Funktion her weitgehend denjenigen nach den 1 und 2, nur sind die beiden L-förmigen Tragplatten 36 der beiden Traggestelle 10, 12 zu einer zusammenhängenden Doppel-Tragplatte zusammengefügt, die zu einer Mittelebene symmetrisch ist.
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Für gleiche Komponenten sind wieder dieselben Bezugszeichen versehen. Die Ausführungen zu den Traggestellen nach den 1 und 2 gelten sinngemäß. Ein Unterschied besteht nur darin, dass die beiden zu bearbeitenden Oberflächen der Presswerkzeughälften 22, 24 in entgegengesetzte Richtung weisen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 ist auf einem einzigen Traggestell 10 ein Aufspanntisch 20 mittels Gelenkzapfen 52 gelagert. Die gesamte Anordnung ist so getroffen, dass der Schwerpunkt der Einheit, die durch den Aufspanntisch 20 und die Formeinheit 14 gegeben ist, auf der Achse der Lagerzapfen 52 liegt. Auf diese Weise kann die durch Aufspanntisch 50 und Formeinheit 14 gebildete Einheit leicht in ihrer Neigung verstellt werden.
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Zum Drehen des Aufspanntisches 50 dienen selbsthemmende Getriebemotoren 54, die in der Zeichnung nur schematisch angedeutet sind.
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In 7 erkennt man wieder einen Trägerrahmen 18 und eine in diesen eingesetzte Presswerkzeughälfte 22. Der Trägerrahmen trägt auf seiner Schmalseite Tragzapfen 28, 30, wobei sich letztere durch nach außen offene Ausnehmungen 56 des Trägerrahmens 18 hindurch erstrecken.
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Bei dem abgewandelten Traggestell 10 nach 8 ist die Oberseite des horizontalen Fußes der Tragplatten 36 abgetreppt, wie bei 58 gezeigt. In den horizontalen Stufen der Treppe 58 sind Lagermulden 60 vorgesehen. Auf diese Weise kann man dann die Tragzapfen 28, 30 einer Formeinheit 14, 16 in unterschiedlicher Höhe über der Aufstellfläche des Traggestelles 10 verschwenkbar lagern.
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Zur Einstellung der Neigung der Formeinheit 14, 16 in unterschiedlicher Neigung sind Anschlagbolzen 62 vorgesehen, die in unterschiedliche Abstecklöcher 64 einführbar sind, welche in vertikaler Richtung aufeinanderfolgend in den vertikalen Schenkeln der L-förmigen Tragplatten 36 vorgesehen sind, wie dies aus 8 ersichtlich.
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Die Anschlagbolzen 62 sind durch Unterlagscheibe 66 und Splint 68 gesichert.
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Beim Traggestell nach 8 kann man somit eine Formeinheit 14, 16 in unterschiedlicher Höhe und in unterschiedlicher Neigung anordnen.
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Ähnliches gilt für ein Traggestell 10, wie es in 9 gezeigt ist.
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Dort hat man eine einzige Lagermulde 42, die auf einem Lagerkörper 70 vorgesehen ist. Die schräge Kante des horizontalen Schenkels der Tragplatte 36 ist mit vielen Zähnen 72 ausgebildet, die in regelmäßigem Abstand aufeinander folgen und eine in 9 schräg nach links unten abfallende obere Endfläche haben und über exakt vertikale Stufenflächen aneinandergefügt sind.
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Die Unterseite des Lagerkörpers 70 ist mit komplementären Zähnen 74 versehen.
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Die nach außen weisende Fläche des Lagerkörpers 70 ist mit einer Lasche 76 versehen, die ein Durchgangsloch für eine Schraube 80 aufweist, die mit einer einer Vielzahl von Gewindebohrungen 82 zusammenarbeiten kann, die im oberen Bereich des horizontalen Schenkels der Tragplatte 36 vorgesehen sind.
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Auf diese Weise lässt sich der Lagerkörper 70 in unterschiedlicher Höhe an der Tragplatte 36 festlegen, wobei er auch horizontale Kraftkomponenten sicher auf die Tragplatte 36 übertragen kann.
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In der Lagermulde 60 ist ein Positionierzylinder 84 angeordnet, welcher in seinem oberen Quadranten mit einer Aufnahme 86 versehen ist, die zwei zueinander senkrechte Anschlagsflächen aufweist, die mit Gegenflächen des Trägerraumes 18 zusammenarbeiten.
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Mit dem Positionierzylinder 84 ist eine Lamellenbremse 88 gekoppelt, um den Positionierzylinder 84 nach einem Aufsetzen der Formeinheit 14 und einer Einstellung von deren Neigung sicher zu verriegeln.
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Zur Einstellung der Neigung der Formeinheit 14 ist von den Tragplatten 46 jeweils ein Positionierkopf 90 getragen, der eine Gleitschicht 92 trägt. Der Positionierkopf 90 ist von einer zylindrischen Führungsstange 94 getragen, die in einem Führungszylinder 96 läuft, welcher auf der Außenseite der Tragplatte 36 angeordnet ist.
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Ferner ist der Positionierkopf 90 mit einer Gewindmutter (nicht gezeigt) versehen, die mit Gewindespindel 98 zusammenarbeitet, die parallel zur Führungsspindel 96 läuft und durch einen selbsthemmenden Getriebemotor 100 bewegt wird.
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Durch Erregen des Getriebemotors 100 lässt sich somit bei gelöster Lamellenbremse 88 die Neigung der Formeinheit 14 einstellen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach 10 hat man ebenfalls einen parallel zur schrägen Oberkante des horizontalen Schenkels der Tragplatte 36 einstellbaren Lagerkörper 70. Die Höheneinstellung des Lagerkörpers 70 erfolgt nun aber ausschließlich durch Absteckschrauben 80, die mit Gewindebohrungen 82 zusammenarbeiten.
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Der Lagerkörper 70 umfasst drei Platten 104, 106, 108, von denen die mittlere Platte 106 auf der Oberseite des horizontalen Schenkels der Tragplatte 36 läuft, während die Platten 104 und 108 die Seitenflächen des horizontalen Schenkels der Tragplatte 36 übergreifen.
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Der Lagerkörper 70 umfasst eine Mehrzahl in vertikaler Richtung beabstandeter Bohrungen 110, in welchen Tragzapfen 112 einsetzbar sind, die von einem Standbrett 114 getragen sind.
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Auf diese Weise kann sich der Formenbauer eine Standfläche oder Fläche zum Knien lokal so verstellen, wie dies für das Arbeiten im Moment am günstigsten ist.
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Zum Verstellen der Neigung der Formeinheit 14 findet eine Lenkeranordnung 116 Verwendung, die einen treibenden Lenker 118 aufweist, der durch einen selbsthemmenden Getriebemotor 130 um eine feste Achse 132 verdrehbar ist.
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Das freie Ende des treibenden Lenkers 118 ist über ein Drehgelenk 124 mit dem treibenden Ende eines Koppellenkers 126 verbunden, dessen zweites Ende gelenkig einen Tragzapfen 30 übergreift (oder einen gesondert vorgesehenen Gelenkzapfen).
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Durch Erregen des Getriebemotors 130 in der einen oder anderen Richtung lässt sich die Neigung der Formeinheit 14 vergrößern oder verkleinern.
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Die 11 bis 13 veranschaulichen die Arbeitsbedingungen an einer großen Presswerkzeughälfte mit Abmessungen im Bereich von 5000 × 4000 mm.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind bei diesem Ausführungsbeispiel drei Trägerplatten 36, 36 und 38 vorgesehen, die nebeneinander angeordnet sind und mit den Enden bzw. der Mitte der Formeinheit zusammenarbeigen. Die Tragplatten 36, 36' und 38 sind durch eine gemeinsame Bodenplatte 40 verbunden.
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Die 14 und 15 zeigen die maßstäblichen Verhältnisse für ein Traggestell zur Bearbeitung großer Presswerkzeuge zur Verwendung in der Pkw-Fertigung. Mit R ist die Ringfläche bezeichnet, die ein Arbeiter vom Rand der Form aus bearbeiten kann, K bezeichnet die Kernfläche, zu deren Bearbeitung das Presswerkzeug auf das Traggestell gesetzt wird.
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Vorstehend wurde von den Traggestellen nur ein vorderer, bei der Zeichenebene liegender Teil genauer beschrieben. Es versteht sich, dass entprechende hinter der Zeichenebene liegende Gestellteile den im Wesentlichen gleichen, jedoch zu Mittelebene des Traggestelles symmetrischen Aufbau haben.
