DE69510771T2

DE69510771T2 - Werkstück-verformendes werkzeug für eine stanzpresse

Info

Publication number: DE69510771T2
Application number: DE69510771T
Authority: DE
Inventors: John Morehead; Ronald Rosene; Richard Timp
Original assignee: Wilson Tool International Inc
Current assignee: Wilson Tool International Inc
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: EP0739254A1; AU699444B2; ES2136833T3; US5555759A; DE9418810U1; JP2739612B2; FI962818A0; CA2180632C; WO1995019233A1; DE69510771D1; ATE182093T1; FI114142B; US5682782A; CA2180632A1; DE739254T1; JPH09503444A; FI962818A; AU1602795A; EP0739254B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Mehrstationen-Revolverstanzmaschinen wie die Amada Lyla Series Model 50- 50-72 verfügen über eine Vielzahl verschiedener Stanzstationen zur Verwendung zusammen mit einer gleichen Zahl von gegenüberliegenden Unterwerkzeugmatrizen. Jede Station umfaßt eine Stanzeinheit und ein entsprechendes Unterwerkzeug. Typischerweise werden mehrere Stanz- und Unterwerkzeugkombinationen der Reihe nach eingesetzt, um ein Werkstück zweckmäßig zu formen.
Herkömmliche Stanzeinheiten verfügen über eine Stanzführung, einen Stanztreiber und einen Stanzkopf, der an dem Stanztreiber starr befestigt ist. Der Stanztreiber und der Stanzkopf befinden sich in der Stanzführung zur reziproken axialen Bewegung längs der Längsachse der Stanzführung, wobei sich die Führung selbst innerhalb einer Werkzeugaufnahmeöffnung in einem Revolver zur reziproken axialen Bewegung befindet, was insgesamt in der Technik bekannt ist. Stanzköpfe besitzen verschiedene Formen für das Stanzen von Löchern, für Schnitte und für das Erzeugen von Vertiefungen in einem Werkstück.
Herkömmliche Unterwerkzeuge passen zu herkömmlichen Stanzeinheiten. Ein Unterwerkzeug ist starr unter der passenden Stanze angeordnet und nimmt den Stanzkopf auf, wenn dieser ein Werkstück durchlocht. Der Stanzkopf kann eine Schnittfläche in jeder gewünschten Form besitzen, wobei das passende Unterwerkzeug eine entsprechend geformte Öffnung aufweisen kann, so daß Löcher in der gewünschten Form in dem Werkstück erzeugt werden können. Wenn eine Vertiefung in dem Werkstück erzeugt wird, kann die Stanze eine im allgemeinen sphärisch konvexe Werkstückkontaktfläche aufweisen, wobei das Unterwerkzeug eine entsprechend geformte konkave Oberfläche besitzt.
Im allgemeinen umfaßt eine Revolverstanzpresse eine waagerechte Werkstückträgeroberfläche und einen Mechanismus zum Bewegen eines Werkstücks in einer genauen und vorbestimmten Weise auf der Trägeroberfläche. Die Stanzpresse um faßt eine Stanzstation, bei der der Stanzvorgang im allgemeinen in der Ebene der Trägeroberfläche erfolgt. Die Presse umfaßt ebenfalls einen Revolver, der sich um eine senkrechte Achse dreht. Auf jeder Seite der Ebene der Werkstückträgeroberfläche trägt der Revolver ausgerichtete Werkzeugaufnahmerahmen. Der obere Rahmen hält üblicherweise eine Reihe von Oberwerkzeugen, die um den Rahmen umfangsmäßig verteilt sind, und der untere Rahmen hält eine Reihe von umfangsmäßig verteilten Unterwerkzeugen, die darunter angeordnet sind und zu dem jeweiligen Oberwerkzeugen passen. Die Oberwerkzeuge sind nach oben durch Federn vorgespannt und so montiert, daß sie sich aus ihren oberen Positionen nach unten in die unteren Stanzpositionen bewegen, wenn sie von dem Stempel der Stanzpresse getroffen werden.
Bei einem typischen Stanzvorgang wird ein Werkstück in einer gewünschten Position auf der Trägeroberfläche eingespannt und der Revolver dreht sich, um eine gewählte Oberwerkzeug- und Unterwerkzeugkombination zu der Stanzstation zu bewegen. Der Stanzstempel bewegt sich dann zyklisch nach oben und unten, wobei das Oberwerkzeug durch einen Schlag auf dieses nach unten geschlagen wird, um den Stanzkopf in eine werkstück-verformende Position zu treiben, in der der Stanzkopf das Werkstück berührt.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Kerben wird in JP-A-5-42333 (nächstliegender Stand der Technik) offenbart. Diese Vorrichtung, die einen Teil einer Stanzpressenanordnung bildet, wird bereitgestellt um V-förmige Kerben auf einem Blech zu erzeugen. Die Vorrichtung zur Herstellung von Kerben umfaßt eine obere kerben-bildende Station, in der eine Führungshalterung in eine befestigende Öffnung eingeführt ist. Auf besagter Führungshalterung ist ein zylindrisch geformter Blechhalter befestigt, an dem ein Meißelkörper befestigt ist. Eine Rückführungsfeder ist zwischen dem Meißelkopf des besagten Meißelkörpers und dem Blechhalter angebracht. Der Meißelkörper wird nach unten in seine Arbeitsposition durch einen Schlagbolzen bewegt, der in Kontakt mit dem Kopf des Meißelkörpers gelangt. Die Kerbe wird dann durch den V-förmigen Meißel gebildet, wenn das Werkstück relativ zu dem Meißel bewegt wird.
Eine längere Rippe kann ebenfalls in einem Werkstück gebildet werden, indem eine Reihe von Vertiefungen hergestellt wird, wobei das Werkstück zwischen jeder Vertiefung etwas bewegt wird. Die Bildung längerer Verformungen dieses Typs unter Verwendung herkömmlicher Stanzwerkzeuge ist zeitaufwendig und verschleißt die Ausrüstung übermäßig. Um eine Verformung zu schaffen, die länger als der Querschnitt des Stanzkopfes ist, muß das Werkstück zwischen den Stanzvorgängen zusätzlich bewegt werden. Bei Schnellstanzpressen kann der Stempel mehrere Male pro Sekunde auf- und abbewegt werden. Um jedoch eine glatte Verformung bei aushauenden oder rippen-bildenden Vorgängen zu erzeugen, kann ein Werkstück nur etwa 1/32 inch (etwa 0,8 mm) nach jedem Schlag des Stempels bewegt werden. Allgemein übliche Stanzwerkzeuge können folglich eine Rippe bei einer geschwindigkeit von nur etwa 1/8 inch (etwa 3,2 mm) pro Sekunde bilden. Diese Verformungsgeschwindigkeit verhinderte die kostengünstige Verwendung von Stanzpressen bei der maschinellen Herstellung von gekrümmten Verformungen wie von erhöhten Rippen an metallischen Zylinderdichtungen.
Wenn kerkömmliche Stanzeinheiten so verwendet werden, erzeugen sie außerdem gewöhnlich kleine, ungewollte, aber sichtbare Abdrücke bei längeren Rippen oder anderen Vertiefungen. Die ungewollten Abdrücke liegen ungefähr diagonal zur Längsrichtung der Rippen, so daß sie die Qualität des resultierenden Erzeugnisses verringern.
Deshalb existiert ein Bedarf an einem werkstück-verformenden Werkzeug, daß in einer Stanzpresse verwendet wird, die schnell eine hochqualitative längere Verformung in einem Werkstück erzeugen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung verwendet eine modifizierte oberwerkzeug- und unterwerkzeug-artige Werkzeugbestückung, die in den Werkzeughalterahmen einer Revolverstanzpresse aufgenommen wird und die Walzenoberflächen zur Verformung eines Werkstückes umfaßt. Bei der Verwendung eines Oberwerkzeuges gemäß der Erfindung kehrt das Oberwerkzeug nicht sofort in seine obere Position zu rück, nach dem es durch den Stempel nach unten geschlagen wurde. Vielmehr wird das Oberwerkzeug in seiner unteren Position in Kontakt mit dem Werkstück gehalten, während das Werkstück gleichzeitig auf einem vorbestimmten Weg auf der Trägeroberfläche bewegt wird. Indem das Werkstück bewegt wird, wird eine längere Verformung gebildet, da die walzenförmige Oberwerkzeug/Unterwerkzeug- Kombination auf dem Werkstück entlangrollt.
Auf diese Weise stellt die Erfindung in einer Ausführung ein werkstückverformendes Werkzeug zur Verfügung, das einen länglichen Körper aufweist, der so geformt ist, daß er in einer Werkzeugaufnahmeöffnung in einer Stanzpresse zur reziproken und axialen Bewegung entlang der Längsachse der Öffnung aufgenommen wird. Eine drehbare werkstück-verformende Walze wird von dem Körper so geführt, daß sie ein Werkstück berührt, wenn der Körper von einem Stempel gestoßen wird. Der Körper umfaßt ein oberes Ende, das so gestaltet ist, daß es durch einen Stempel gestoßen wird, und eine Federauflagefläche, die so positioniert ist, daß zusammendrückbare Federvorspannmittel ineinandergreifen, die von der Stanzpresse getragen werden. Die drehbare werkstück-verformende Walze erzeugt eine längere Verformung, da das Werkstück auf der Trägeroberfläche bewegt wird, während die Walze das Werkstück in einer werkstück-verformenden Position berührt.
Der Körper des werkstück-verformenden Werkzeuges kann eine Führung umfassen, die so geformt ist, daß sie in einer Werkzeugaufnahmeöffnung aufgenommen wird, um reziprok entlang der Längsachse der Öffnung bewegt zu werden; und einen Treiber, der so gestaltet ist, daß er durch den Stempel gestoßen wird. Der Treiber wird in der Führung aufgenommen, so daß der Treiber und die Führung in teleskopartiger Beziehung stehen. In dieser Ausführung führt die Führung die drehbare werkstück-verformende Walze. Eine Druckfeder, die sich zwischen der Führung und dem Treiber befindet, überträgt die nach unten gerichtete Kraft von dem Stempel auf den Treiber, um Führung und Walze gegen das Werkstück zu stoßen.
Eine mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze kann von einer Stanzplatte geführt und so positioniert werden, daß sie auf die von dem Körper getragene Walze ausgerichtet ist. Die mitwirkende Walze ist in bezug auf die durch den Körper geführte Walze so konfiguriert, daß die Walzen das Werkstück an gegenüberliegenden Seiten berühren, um das Werkstück in einer vorbestimmten Weise zu verformen. Eine längere Verformung wird hergestellt, indem die durch den Körper geführte Walze in eine werkstück-verformende Position bewegt wird und dann das Werkstück zwischen den Walzen verschoben wird.
Die Walzen drehen sich um Achsen, die wünschenswerterweise parallel zueinander sind. Die Achsen, um die sich die Walzen drehen, sind in jedem Winkel in bezug auf die axiale Bewegung des Körpers positionierbar, der zwischen 90ºC und einer parallelen Stellung liegt. Die Walzen können werkstück-berührende Oberflächen in praktisch jeder Form aufweisen. Beispielsweise kann eine durch den Körper geführte Walze eine Kontaktoberfläche mit einer konkaven U-Form besitzen, und eine mitwirkende Walze kann eine werkstück-berührende Oberfläche mit einer passenden, nach oben konvexen U-Form besitzen. Diese Kombination von Walzen erzeugt eine längere Verformung oder Rippe mit einem U-förmigen Querschnitt. Die vorliegende Erfindung kann längere Verformungen mit praktisch jeder Querschnittsform und auch längere Schnitte in einem Werkstück erzeugen.
Die Erfindung umfaßt eine Stanzpressenkonstruktion, die einen sich drehenden Revolverwerkzeughalterahmen aufweist. Der Revolver besitzt zumindest einen und vorzugsweise mehrere Werkzeugaufnahmeöffnungen zur Aufnahme der werkstückverformenden Werkzeuge. Die Stanzpresse umfaßt eine Werkstückträgeroberfläche, die eine Ebene bestimmt, in der das Werkstück verschoben wird, und Mittel zum Verschieben des Werkstückes in dieser Ebene. Die Stanzpresse umfaßt einen Stempel zum Treiben und Halten eines werkstück-verformenden Werkzeuges in einer werkstück-verformenden abgesenkten Position, und zusammendrückbare Federvorspannmittel, die in den Werkzeugrahmen eingebaut sind, zum aufwärts gerichteten Vorspannen der Werkzeuge, nachdem der Stempel ausgelöst wird.
Ein werkstück-verformendes Werkzeug, das eine drehbare werkstückverformende Walze führt, ist in einer ersten Werkzeugaufnahmeöffnung des Werkzeughalterahmens an einer Seite der Werkstückträgeroberfläche untergebracht. Eine Stanzplatte, die die mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze führt, ist in einer zweiten Werkzeugaufnahmeöffnung an der anderen Seite der Werkstückträgeroberfläche untergebracht. Die erste Werkzeugaufnahmeöffnung ist im allgemeinen über der Werkstückträgeroberfläche positioniert. Die mitwirkende Walze in der zweiten Werkzeugaufnahmeöffnung ist so positioniert, daß sie auf die durch das werkstück-verformende Werkzeug geführte Walze ausgerichtet ist, wobei die Walzen aufeinander ausgerichtet bleiben, während sich die Walze um eine vertikale Achse dreht.
Eine bevorzugte Revolverstanzpressenkonstruktion der vorliegenden Erfindung erzeugt schnell hochqualitative längere Verformungen durch Verschieben eines Werkstückes zwischen der Walze, die durch den Körper geführt wird, und der mitwirkenden Walze, die durch die Stanzplatte geführt wird. Ein Stempel drückt den Körper und seine Walze in die werkstück-verformende Position nach unten, damit die Walze, die durch den Körper an der einen Seite des Werkstückes geführt wird, und die mitwirkende Walze, die durch die Stanzplatte an der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes geführt wird, in Eingriff gelangen. Während die Walzen aufgrund der fortgesetzt nach unten gerichteten Kraft, die durch den Stempel ausgeübt wird, in der werkstück-verformenden Position gehalten werden, wird das Werkstück zwischen den Walzen verschoben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Querschnitt eines werkstück-verformenden Werkzeugs der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines anderen werkstück-verformenden Werkzeugs der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Stanzplatte und einer mitwirkenden Walze;
Fig. 4(a) ist ein Querschnitt einer Revolverstanzpressenkonstruktion gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei die Walzen in getrennter Position sind;
Fig. 4(b) ist ein Querschnitt einer Revolverstanzpressenkonstruktion gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei die Walzen in werkstück-verformender Position sind;
Fig. 5 ist ein schematischer Grundriß einer Revolverstanzpressenkonstruktion, die die Drehbewegung eines Revolvers und die Translationsbewegung eines Werkstückes zeigt;
Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Walzenpaares der Erfindung zum Schneiden eines Werkstückes, um einen längeren Schnitt zu erzeugen;
Fig. 7 ist ein Querschnitt eines Walzenpaares der Erfindung zum Scherschneiden eines Werkstückes und
Fig. 8 ist ein Querschnitt eines Walzenpaares der Erfindung zum Verformen einer Kante eines Werkstückes.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein werkstück-verformendes Werkzeug 20, das die Erfindung verkörpert, wird in Fig. 1 veranschaulicht. Das Werkzeug 20 besitzt einen länglichen und im allgemeinen vertikalen Körper 22, der in einer Werkzeugaufnahmeöffnung in einer Stanzpresse zur axialen Bewegung zwischen einer erhöhten Position und einer werkstück-verformenden abgesenkten Position aufnehmbar ist. Der Körper umfaßt eine Federauflagefläche 26, um mit einer Rückführungsfeder (nicht gezeigt) in Eingriff zu gelangen, die von der Werkzeugaufnahmeöffnung getragen wird, die gegen die Oberfläche 27 wirkt, um den Körper in seine erhöhte Position zu treiben. Der Körper 22 umfaßt einen Kopf 24 an seinem oberen Ende, der so angepaßt ist, daß er durch den Stempel der Stanzpresse gestoßen wird. Der Körper 22 führt ebenfalls eine drehbare werkstück-verformende Walze 60 an seinem unteren Ende.
Wie in Fig. 1 gezeigt, dreht sich die Walze um Welle 32, die in Rollen- oder Zapfenlagern am unteren Ende des Körpers befestigt ist. Die Welle 32 kann senkrecht zu der axialen Bewegung des Körpers 22, wie in Fig. 1 gezeigt, oder in jeden anderen Winkel in bezug auf die axiale Bewegung des Körpers bis zu einer parallelen Stellung, wie in Fig. 8 gezeigt, positioniert werden. Die Welle 32 dreht sich in den Lagern 38, die durch Halteringe 34 an ihrer Stelle gehalten werden. Die Walze 60 wird an dem Körper 22 durch eine Kappe 36 und eine Kopfschraube (nicht gezeigt) gesichert.
Fig. 2 ist ein modifiziertes werkstück-verformendes Werkzeug 40, das eine längliche und im allgemeine vertikale Führung 42 besitzt, die in einer Werkzeugaufnahmeöffnung in einer Stanzpresse aufnehmbar ist. Ein Stanzentreiber 44 wird teleskopartig in der Führung 42 aufgenommen. Die Führung 42 besitzt eine Federauflagefläche 45, um mit einem Rückführfedermittel in Eingriff zu gelangen, die durch die Werkzeugaufnahmeöffnung getragen wird. Eine Keilnut 43 verläuft entlang der Längsachse der Führung 42 zur Aufnahme eines Keils (nicht gezeigt), der durch die Werkzeugaufnahmeöffnung getragen wird. Die Führung 42 umfaßt auch einen Schlitz 49 zur Aufnahme eines Führungszapfens 48, der starr an dem Stanztreiber 44 befestigt ist.
Ein Kopf 24 ist starr an dem Treiber 44 durch eine radiale Stellschraube 25 befestigt. Eine Rückführfeder 46 ist zwischen dem Kopf 24 und einem Tragring 47 gefangen, der von der Federauflagefläche 45 getragen wird. Die Feder 46 überträgt die nach unten gerichtete Kraft des Stempels von dem Träger 44 auf die Führung 42, wodurch die Führung 42 nach unten bewegt wird. Eine drehbare werkstückverformende Walze 60 wird durch die Führung 42 in derselben, in Fig. 1 gezeigten Weise geführt.
Indem der Stempel der Stanzpresse den Kopf 24 nach unten drückt, treibt er den Treiber 44, die Führung 42 und die Walze 60 in die werkstück-verformende Position. Der Führungszapfen kann sich in dem Schlitz 49 bewegen, wenn die Feder 46 den Treiber 44 zusammenpresst. Nachdem der Stempel den Treiber 44 freigibt, treibt die Feder 46 den Treiber nach oben, und das zusammendrückbare Federvorspannmittel, das durch die Werkzeugaufnahmeöffnung getragen wird, treibt die Führung 42 nach oben, was die Walze 60 von dem Werkstück löst.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung der Erfindung unter Verwendung von mitwirkenden Walzen. Die Stanzplatte 50 führt eine mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze 61, die auf die Walze 60 ausgerichtet ist, die von der in Fig. 2 gezeigten Führung 42 geführt wird. Die mitwirkende Walze 61 wird durch die Stanzplatte 50 in derselben Weise wie die Walze 60 geführt, die von der in Fig. 2 gezeigten Führung 42 geführt wird. Die mitwirkende Walze 61 dreht sich um eine Welle 52, die durch wenigstens zwei Lager 58 getragen wird. Eine Kappe 56 ist an der Stanzplatte 50 durch Kopfschrauben (nicht gezeigt) befestigt.
Die mitwirkende Walze 61 ist in bezug auf die Walze 60 so konfiguriert, daß die Walzen ein Werkstück kontinuierlich und gleichzeitig verformen, wenn es zwischen diesen verschoben wird. Es ist klar, daß die Walzen verschiedene werkstückberührende Oberflächen 62 und 62' besitzen können, einschließlich Oberflächen mit S-Form, U-Form, V-Form, W-Form ebenso wie mit Klingen, Scheren und Perforierpunkten, wobei sie nicht darauf beschränkt sind. In einigen Fällen kann die werkstück-berührende Oberfläche 62 der Walze 60 eine Querschnittsform aufweisen, die im allgemeinen zu der Querschnittsform der werkstück-berührenden Oberfläche 62' der Walze 61 passt.
Die Fig. 4a und 4b stellen eine bevorzugte Ausführung der Erfindung unter Verwendung des werkstück-verformenden Werkzeuges 40 und einer Revolverstanzpressenkonstruktion dar. Die Revolverstanzpressenkonstruktion umfaßt eine Werkstückträgeroberfläche 95, die eine Ebene bestimmt, in der das Werkstück verschoben wird, einen oberen sich drehenden Werkzeughalterahmen 80, der sich über der Trägeroberfläche 95 befindet, und einen unteren sich drehenden Werkzeughalterahmen 90, der sich unter der Trägeroberfläche 95 befindet. Der obere Revolver 80 besitzt zumindest eine und vorzugsweise mehrere erste Werkzeugaufnahmeöffnungen 81. Der untere Revolver 90 umfaßt zumindest eine und vorzugsweise mehrere zweite Werkzeugaufnahmeöffnungen 91. Der obere Revolver 80 und der untere Revolver 90 sind jeweils um eine vertikale Achse drehbar, so daß jede erste Werkzeugaufnahmeöffnung 81 auf die entsprechende zweite Werkzeugaufnahmeöffnung 91 ausgerichtet bleibt.
Das verformende Werkzeug 40 befindet sich in dem Revolverrahmen 80 der ersten Werkzeugaufnahmeöffnung 81. Die Führung 42 des werkstück-verformenden Werkzeuges 40 bewegt sich axial in der ersten Werkzeugaufnahmeöffnung 81, nämlich hin und her zwischen einer oberen oder erhöhten Position und einer unteren oder werkzeug-verformenden Position. Die Führung 42 wird durch ein zusammendrückbares Federvorspannmittel, das durch den Revolverrahmen 80 getragen wird, nach oben getrieben und in den Fig. 4a und 4b veranschaulicht, da es eine Reihe von senkrechten Zapfen 84 einschließt, die um den Umfang der Öffnung 81 verteilt sind, wobei jeder Zapfen eine ihn umgebende Rückführfeder 82 besitzt, die eine ringförmige Schulter 83 trägt. Die Federauflagefläche 45 der Stanzführung wird von der ringförmigen Schulter 83 getragen, was es ermöglicht, die Führung nach unten gegen den Druck der Federn 82 zu bewegen. Die Führung 42 behält ihre Position in bezug auf den Revolver 80 mittels eines Keils 85 bei, der sich von dem Revolver in die in der Führung gebildete Keilnut 43 erstreckt. Zwei Rundschrauben 86 befestigen den Keil 85 starr an dem Revolver 80.
Eine drehbare werkstück-verformende Walze 64 zur Herstellung einer erhöhten längeren Verformung mit einem U-förmigen Querschnitt wird durch die Führung 42 in der in Fig. 2 beschriebenen Weise geführt. Eine entsprechende mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze 65 zur Herstellung einer erhöhten Verformung mit demselben U-förmigen Querschnitt wird durch die Stanzplatte 50 geführt, die sich in einer zweiten Werkzeugaufnahmeöffnung 91 befindet. Die mitwirkende Walze 65 ist etwas über der Werkzeugträgeroberfläche 95 positioniert. Ein Werkstück 10 kann zwischen die durch die Führung 42 geführte drehbare werkstückverformende Walze 64 und die durch die Stanzplatte 50 mitwirkende Walze eingebracht werden, wenn der Stempel 99 den Treiber 44 nicht nach unten drückt.
Fig. 4b zeigt dieselbe Ausführung der Erfindung, nachdem der Stempel 99 in Eingriff mit dem Treiber 44 gelangte und den Treiber an der Rückkehr nach oben hindert. Der nach unten gerichtete Druck des Stempels 99 wird von dem Treiber 44 durch die Feder 46 auf die Führung 42 übertragen, wodurch die Feder 46 etwas zusammengedrückt wird und es der Walze 64 erlaubt wird, sich vertikal gegen das Werkstück unter dem Druck der Feder zu positionieren. Die Feder 46 bewirkt so, daß ein im wesentlichen konstanter Druck durch die Walze 64 gegen das Werkstück 10 aufrechterhalten wird, wobei eine leichte Änderung der Werkstückdicke und der vertikalen Stempelpositionierung zulässig ist. Die vertikale Positionierung der Walze 64 kann durch Regeln der Hublänge des Stempels (ein bei Stanzpressen häufiges Merkmal) und der vertikalen Länge der Walzenwerkzeugkonstruktion eingestellt werden.
Während der Stempel 99 die Walze 64 in der werkstück-verformenden abgesenkten Position hält, wird das Werkstück 10 zwischen den Walzen 64 und 65 verschoben, um eine längere Verformung oder Rippe mit einem U-förmigen Querschnitt 12 zu erzeugen. Es ist klar, daß die Geschwindigkeit der Rippenbildung nicht durch das Erfordernis einer kontinuierlichen Hin- und Herbewegung des Werkzeuges 40, um eine Reihe von eng beabstandeten Vertiefungen herzustellen, begrenzt ist. Statt dessen kann die Verformung bei Geschwindigkeiten erfolgen, die so hoch wie die lineare Translationsgeschwindigkeit des Werkstückes auf der Trägeroberfläche 95 sind.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Revolverstanzpressenkonstruktion, die eine Anzahl verschiedener Stanzstationen zur Verfügung stellen und ein Werkstück in der Ebene, die durch eine Werkstückträgeroberfläche bestimmt wird, bewegen kann. Der Revolver 80 besitzt erste Werkzeugaufnahmeöffnungen 81 und 81', wobei letztere in der Stanzstation gezeigt wird. Der Revolver 80 dreht sich, um verschiedene Werkzeuge in die Stanzstation zu führen. Das Werkstück 10 wird in der Ebene, die durch die Werkstückträgeroberfläche bestimmt wird, durch Verschiebeeinrichtungen wie den Hebelmechanismus 100 verschoben.
Der Mechanismus 100 umfaßt einen, zwei oder mehr Hebel 101, die das Werkstück 10 einspannen oder anders an diesem befestigt sind, und eine computergesteuerte Positioniereinheit 102. Die Positioniereinheit, die ein gewöhnlich bei Stanzpressen verwendeter Typ sein kann, bewegt das Werkstück so, daß sich der zu verformende Teil des Werkstückes an der Stanzstation befindet. Die Positioniereinheit 102 teilt die Werkstückträgeroberfläche in ein Koordinatengitter, das durch zueinander senkrechte X- und Y-Achsen in der Ebene der Trägeroberfläche bestimmt wird. Die Positioniereinheit 102 bewegt das Werkstück durch Bewegen der Hebel 101 entlang der zueinander senkrechten X- und Y-Achsen durch eine Reihe von vorbestimmten Koordinaten. Beispielsweise erzeugt die Positioniereinheit 102 eine gekrümmte Verformung in einem Werkstück durch Bewegen der Arme 101 durch X- und Y-Koordinaten in kleinen Schritten, die einen Bogen bestimmen; auf diese Weise wird das Werkstück auf einem gekrümmten Weg verschoben, so daß eine längere gekrümmte Verformung in dem Werkstück erzeugt wird.
Mit Bezug auf die Fig. 4a, 4b und 5 wird eine Werkzeugschalteinheit mit bekanntem Aufbau eingesetzt, um ein werkstück-verformendes Werkzeug 40 und seine entsprechende Stanzplatte 50 zu drehen, wie durch die Richtungspfeile 89 in Fig. 5 gezeigt wird. Die Werkzeugschalteinheit kann durch denselben Computer gesteuert werden, der die Positioniereinheit 102 steuert, was es dem verformenden Werkzeug 40 und seiner entsprechenden Stanzplatte 50 erlaubt, sich schrittweise zu drehen, um die Längsachsen der Walzenträgerwellen 32 und 52 im wesentlichen senkrecht zu einer Tangente des Weges der Verformung in dem Werkstück 10 zu positionieren. Durch das im wesentlichen senkrechte Positionieren der Achsen der Wellen 32 und 52 zu einer Tangente des Weges der Verformung des Werkstückes 10 bleiben die Walzen frei, um in Richtung der Tangente zu rollen.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Anzahl von Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen drehbaren werkstück-verformenden Walzen. Fig. 6 zeigt ein Walzenpaar 67 zum Durchstechen eines Werkstückes, um einen länglichen Schnitt zu machen. In Fig. 6 drückt eine durchgehende Klinge 68 gegen eine flache mitwirkende Walze 69, wenn der Körper des werkstück-verformenden Werkzeugs in die werkstück-verformende Position getrieben wird. Ein länglicher Schnitt wird durch Verschieben des Werkstückes zwischen den Walzen gebildet. Dieses Walzenpaar ist besonders geeignet, um Leichtmetallblech oder andere weniger harte Materialien wie Kunststoffolie oder Karton zu schneiden. Wenn gewünscht, kann die Walze ein Stanzrad mit umfangsmäßig beabstandeten, sich radial erstreckenden Stanzspitzen sein, die so aufgebaut sind, daß eine Reihe von Perforationen in einem Werkstück gemacht werden kann.
Fig. 7 zeigt ein Walzenpaar 75 zum Schneiden eines Werkstückes mit zwei Walzen 76 und 77, die scharfkantigen Kegelstümpfen ähneln, die sich längs zwischen einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche erstrecken. Die erste Fläche jeder Walze hat einen größeren Durchmesser als die zweite Fläche. Die ersten Flächen der Wal zen 76 und 77 sind so positioniert, daß sie einander gegenüberliegen und senkrecht zu der Werkstückoberfläche (nicht gezeigt) sind, wobei ein Teil der ersten Fläche der Walze 76 beinahe einen Teil der ersten Fläche der Walze 77 berührt, wenn die Walzen in der werkstück-verformenden Position sind. Wenn die Walzen das Werkstück berühren, erzeugt die Walze 76 eine nach unten gerichtete Kraft und Walze 77 eine entgegengesetzte, nach oben gerichtete Kraft, um das Werkstück zwischen den Walzen zu schneiden. Es ist klar, daß das Walzenpaar 75 so ähnlich wie die Klingen einer Schere arbeitet. Folglich können zwei oder mehr längliche Schnitte verbunden werden, um ein Langloch in einem Werkstück durch Verwendung des werkstückverformenden Werkzeugs der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Fig. 8 zeigt ein Walzenpaar 71 zur Verformung einer Kante eines Werkstückes. Eine drehbare werkstück-verformende Walze 72 und eine mitwirkende Walze 73 drehen sich um Achsen, die parallel zu der axialen Bewegung der Führung 42 sind. Die Walzen 72 und 73 haben passende S-Formen, so daß sie eine Verformung entlang einer Kante des Werkstückes mit einem S-förmigen Querschnitt erzeugen können.
Folglich ist ein Vorteil bestimmter Ausführungen der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung der Geschwindigkeit bei den Stanzpressherstellungsvorgängen durch Erhöhung der Geschwindigkeit, bei der längliche Verformungen in einem Werkstück hergestellt werden können. Die vorliegende Erfindung erreicht in der bevorzugten Ausführung eine bedeutend höhere Verformungsgeschwindigkeit als herkömmliche Stanzen, weil die Walzen eine kontinuierliche Verschiebung eines Werkstückes zulassen, während die Walzen in der werkstück-verformenden Position sind; demzufolge kann ein Werkstück zwischen den Walzen bewegt werden, ohne das Werkzeug außer Eingriff zu bringen.
Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung einer glatten länglichen Verformung durch Beibehalten eines kontinuierlichen Kontaktes zwischen dem werkstück-verformenden Werkzeug und dem Werkstück, während gleichzeitig das Werkstück durch die Walzen gezogen wird.
Ein weiterer Vorteil der Ausführungen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verbesserung der Lebensdauer von Stanzpressen und werkstück-verformenden Werkzeugen. Die vorliegende Erfindung verringert in den bevorzugten Ausführungen die Zahl der Zyklen, die erforderlich sind, um eine längliche Verformung zu erzeugen, beträchtlich, weil eine Verformung mit nur einem Zyklus der Stanzpresse erzeugt werden kann.

Claims

1. Ein werkstück-verformendes Werkzeug (20, 40) zur Verwendung in einer Stanzpresse, das einen länglichen Körper (22) umfaßt, der in einer Werkzeugaufnahmeöffnung (81) in einer Stanzpresse zur reziproken axialen Bewegung darin aufnehmbar ist, wobei der Körper eine Federauflagefläche (26, 45) zum Ineinandergreifen zusammendrückbarer Federvorspannmittel der Werkzeugaufnahmeöffnung (81) und einen Kopf (24) an seinem oberen Ende hät, der geeignet ist, mittels eines Stempels (99) gestoßen zu werden, wobei der Körper (22) zwischen einer erhöhten Position und einer werkstück-verformenden abgesenkten Position bewegbar ist, wenn der Körper auf- und abbewegt wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) durch das untere Ende des Körpers (22) geführt wird.

2. Das werkstück-verformende Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (22) weiterhin eine längliche im allgemeinen vertikale Führung (42) zur Aufnahme und reziproken axialen Bewegung in der Öffnung und einen länglichen im allgemeinen vertikalen Treiber (44) umfaßt, der in der Führung (42) zur reziproken axialen Bewegung in der Führung (42) aufnehmbar ist, wobei die Führung (42) die drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) und eine Feder (46) trägt, die zwischen der Führung (42) und dem Treiber (44) zur abwärts gerichteten Übertragung des Druckes auf die Führung (42) und die Walze (60, 64, 72, 76) funktionsfähig positioniert ist.

3. Das werkstück-verformende Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (60) eine Werkstückkontaktfläche (62) hat, die konfiguriert ist, um eine längliche Verformung in einem Werkstück (10) zu erzeugen.

4. Das werkstück-verformende Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze ein ununterbrochenes Messer (68) ist, das konfiguriert ist, um ein Werkstück zu perforieren, um einen länglichen Schnitt zu erzeugen.

5. Das werkstück-verformende Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze ein Stanzrad ist, das konfiguriert ist, um Perforierungen in einem Werkstück zu erzeugen.

6. Das werkstück-verformende Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (76) eine scharfkantige Oberfläche hat, die konfiguriert ist, um einen länglichen Scherschnitt in einem Werkstück zu erzeugen.

7. Das werkstück-verformende Werkzeug nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Walze (60, 64, 76) um eine Achse dreht, die senkrecht zu der Richtung der axialen Bewegung des Körpers (22) ist.

8. Das werkstück-verformende Werkzeug nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Walze (72) um eine Achse dreht, die parallel zu der Richtung der axialen Bewegung des Körpers (22) ist.

9. Das werkstück-verformende Werkzeug nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Stanzplatte (50) und eine mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze (61, 65, 69, 73, 77) umfaßt, die durch die Stanzplatte (50) geführt wird und in bezug auf die Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, konfiguriert ist, um das Zusammenwirken mit der letzteren Walze (60, 64, 72, 76) zu ermöglichen, um gleichmäßig ein Werkstück (10), das sich dazwischen bewegt, zu verformen.

10. Eine Stanzpressenkonstruktion, die zum gleichzeitigen Verformen und Translationsbewegen eines Werkstückes (10) fähig ist, wobei die Konstruktion

einen Werkzeughalterahmen (80), der wenigstens eine Werkzeugaufnahmeöffnung (81) hat

einen Werkstückträger, der eine Ebene definiert, in der das Werkstück (10) verschoben wird;

und Mittel zum Verschieben des Werkstückes in der Ebene umfaßt; wobei zusammendrückbare Federvorspannmittel in dem Werkzeughalterahmen (80) zum aufwärts gerichteten Vorspannen der Werkzeuge (20, 40) eingebaut sind;

ein werkstück-verformendes Werkzeug (20, 40) einen länglichen im allgemeinen vertikalen Körper (22) umfaßt, der in besagter Öffnung (81) zur reziproken axialen Bewegung darin aufnehmbar ist, wobei der Körper (22) einen Kopf (24) an seinem oberen Ende, der geeignet ist, mittels eines Stempels (99) gestoßen zu werden, und eine drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) umfaßt, die durch den Körper (22) zur Bewegung zwischen einer erhöhten Position und einer werkstückverformenden abgesenkten Position geführt wird, wenn der Körper auf- und abbewegt wird;

der Körper (22) weiterhin eine Federauflagefläche (26, 45) zum Ineinandergreifen besagter Federvorspannmittel umfaßt;

besagter Stempel (99) zum Treiben und Halten des Körpers (22) und der Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) in die werkstück-verformende abgesenkte Position geführt wird; und

eine Stanzplatte (50) im allgemeinen unter dem Körper (22) angebracht ist und eine mitwirkende drehbare werkstück-verformende Walze (61, 65, 69, 73, 77) führt, die in bezug auf die Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, so positioniert und konfiguriert ist um mit dieser zusammenzuwirken, um ein Werkstück (10), das auf der Trägerfläche (95) zwischen den Walzen verschoben wird, gleichmäßig zu verformen.

11. Die Stanzpressenkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper weiterhin eine längliche im allgemeinen vertikale Führung (42), die in besagter Öffnung (81) zur reziproken axialen Bewegung darin aufnehmbar ist, und einen länglichen im allgemeinen vertikalen Treiber (44) umfaßt, der in der Führung (42) zur reziproken axialen Bewegung in der Führung aufnehmbar ist, wobei die drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) durch die Führung (42) geführt wird, wodurch der Treiber (44), die Führung (42) und die Walze (60, 64, 72, 76), die durch die Führung (42) geführt wird, in die werkstück-verformende abgesenkte Position getrieben werden kann, und eine Feder (46) zwischen der Führung (42) und dem Treiber (44) zur abwärts gerichteten Übertragung des Druckes auf die Führung (42) und die Walze (60, 64, 72, 76) funktionsfähig positioniert ist.

12. Die Stanzpressenkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Einstellen der Weglänge des Stempels (99) genau auf die Position der Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, und der mitwirkenden Walze (61, 65, 69, 73, 77), die durch die Stanzplatte (50) geführt wird, in werkstück-anpassendem Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten eines Werkstücks (10) umfaßt.

13. Die Stanzpressenkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzpresse wenigstens eine zusätzliche Werkzeugaufnahmeöffnung (81) und einen darin aufgenommen, üblichen Stanzstempel hat.

14. Die Stanzpressenkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Translationsbewegen eines Werkstückes (10) in der Ebene der Werkstückträgerfläche (95) Mittel zum Verschieben eines Werkstückes in einer Kurvenbahn umfassen, so daß eine längliche gekrümmte Verformung in einem Werkstück erzeugt wird.

15. Die Stanzpressenkonstruktion nach jedem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Walze (60, 64, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, und die Walze (61, 65, 69, 77), die durch die Stanzplatte (50) geführt wird, um drehbare Achsen parallel zu aneinander und zu der Ebene der Trägerfläche (95) drehen und daß der Körper (22) und die Stanzplatte (50) vertikal ausgerichtete Achsen haben, wobei die Konstruktion weiterhin Mittel zum gleichzeitigen Drehen des Körpers (22) und der Stanzplatte (50) um ihre vertikalen Achsen umfaßt, um besagte drehbare Achsen im wesentlichen senkrecht zu einer Tangente an besagter Kurvenbahn zu halten.

16. Eine Revolverstanzpressenkonstruktion, die zum gleichzeitigen Verformen und Translationsbewegen eines Werkstückes (10) fähig ist, wobei die Konstruktion

eine Werkstückträgerfläche (95), die eine Ebene definiert, in der das Werkstück (10) verschoben werden kann;

Mittel zum Verschieben eines Werkstückes (10) in besagter Ebene;

einen Drehrevolver (80, 90), der eine Vielzahl von ersten Werkzeugaufnahmeöffnungen (81), die über einer werkstück-verformenden Stelle in besagter Ebene positionierbar sind, wenn der Revolver (80) gedreht wird, eine Vielzahl von zweiten Werkzeugaufnahmeöffnungen (91) auf der gegenüberliegenden Seite der besagten Ebene und die auf die ersten Werkzeugaufnahmeöffnungen (81) ausgerichtet und unter der werkstück-verformenden Stelle positionierbar sind, wenn der Revolver (80) gedreht wird, und eine Vielzahl von zusammenwirkenden Werkzeugpaaren, die in die jeweiligen ausgerichteten ersten und zweiten Werkzeugaufnahmeöffnungen (81, 91) aufgenommen sind;

zusammendrückbare Federvorspannmittel zum aufwärts gerichteten Vorspannen der ersten Werkzeuge (20, 40);

wenigstens ein werkstück-verformendes Werkzeug (20, 40), das einen länglichen im allgemeinen vertikalen Körper (22) umfaßt, der in einer ersten Werkzeugaufnahmeöffnung (81) zur reziproken axialen Bewegung darin aufnehmbar ist, wobei der Körper eine Federauflagefläche (26, 45) zum Ineinandergreifen besagter Federvorspannmittel, einen Kopf (24) an seinem oberen Ende, der geeignet ist, mittels eines Stempels (99) gestoßen zu werden, und eine drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) umfaßt, die durch den Körper (22) zur Bewegung zwischen einer erhöhten Position und einer werkstück-verformenden abgesenkten Position geführt wird, wenn der Körper (22) auf- und abbewegt wird;

besagten Stempel (99) zum Treiben und Halten des Körpers (22) und der Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper in die werkstück-verformende abgesenkte Position geführt wird; und

eine Stanzplatte (50), die in besagter zweiter Öffnung (91) im allgemeinen unter dem Körper (22) aufnehmbar ist und eine mitwirkende drehbare werkstückverformende Walze (61, 65, 69, 73, 77) hat, die in der Stanzplatte (50) geführt wird, wobei die mitwirkende Walze (61, 65, 69, 73, 77) in bezug auf die Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, so positioniert und konfiguriert ist, um mit dieser zusammenzuwirken, um ein Werkstück (10), das auf der Trägerfläche (95) zwischen den Walzen (60, 61, 64, 65, 72, 73, 77) verschoben wird, gleichmäßig zu verformen, umfaßt.

17. Die Revolverstanzpressenkonstruktion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper weiterhin eine längliche im allgemeinen vertikale Führung (42), die in besagter erster Werkzeugaufnahmeöffnung (81) zur reziproken axialen Bewegung darin aufnehmbar ist, und einen länglichen im allgemeinen vertikalen Treiber (44) umfaßt, der in der Führung (42) zur reziproken axialen Bewegung in der Führung aufnehmbar ist, wobei die drehbare werkstück-verformende Walze (60, 64, 72, 76) durch die Führung (42) geführt wird, und eine Feder (46), die zwischen der Führung (42) und dem Treiber (44) zur abwärts gerichteten Übertragung des Druckes des Stempels (99) auf die Führung (42) und die Walze (60, 64, 72, 76) funktionsfähig positioniert ist.

18. Die Revolverstanzpressenkonstruktion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Einstellen der Weglänge des Stempels (99) genau auf die Position der Walze (60, 64, 72, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, und der mitwirkenden Walze (61, 65, 69, 77), die durch die Stanzplatte (50) geführt wird, gegen gegenüberliegende Seiten eines Werkstücks (10) umfaßt.

19. Die Revolverstanzpressenkonstruktion nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Translationsbewegen eines Werkstückes (10) in der Ebene Mittel zum Verschieben eines Werkstückes in einer Kurvenbahn umfassen, so daß eine längliche gekrümmte Verformung in einem Werkstück (10) erzeugt wird.

20. Die Revolverstanzpressenkonstruktion nach jedem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Walze (60, 64, 76), die durch den Körper (22) geführt wird, und die Walze (61, 65, 69, 77), die durch die Stanzplatte (50) geführt wird, um drehbare Achsen parallel zu aneinander und zu der Ebene der Trägerfläche (95) drehen und daß der Körper (22) und die Stanzplatte (50) vertikal ausgerichtete Achsen haben, wobei die Konstruktion weiterhin Mittel zum gleichzeitigen Drehen des Körpers (22) und der Stanzplatte (50) um ihre vertikalen Achsen umfaßt, um besagte drehbare Achsen im wesentlichen senkrecht zu einer Tangente an besagter Kurvenbahn zu halten.