DE8813774U1 - Presse oder Stanze - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse oder Stanze mit
einem eine obere Werkzeughälfte tragenden Stößel, dessen Tauchtiefe einstellbar ist, und einem unterhalb des Stößels
angeordneten, die zugehörige untere Werkzeughälfte tragenden Pressentisch und mit einer mindestens einen an dem Werkzeug
angeordneten Meßaufnehmer aufweisenden Regeleinrichtung zum Einregeln der Tauchtiefe des Stößels im Betrieb der Presse
oder Stanze.
Das Einregeln der Tauchtiefe des Stößels während des Betriebs ist wünschenswert, da sich die Stößeltauchtiefe mit Erwärmung
der Presse oder Stanze und des Werkzeuges ändert. Diese Stößeltauuhtifcfenänderung kann sich negativ auf die Qualtität
der bearbeitete &eegr; Werkstücke auswirken.
Aus der DE-PS 27 31 084 ist eine Stößelverstellung bekannt,
die es bei Schnellaufenden Schnittpressen ermöglicht, daß die
Eintauchtiefe eines Oberwerkzeuges in ein zugehöriges Unterwerkzeug auch bei zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit,
d.h. höherer Hubzahl, konstant gehalten werden kann. Bei einer gebauten Version dieser Stößelverstellung ist zwischen den
Werkzeugen ein induktiver Wegaufnehmer angeordnet, mit dem die Eintauchtiefe direkt erfaßt und an die Regeleinrichtung
weitergegeben wird. Durch einen Soll-/Istwertvergleich wird
die Stößelhöhe nachreguliert.
Nachteilig bei der bekannten Presse ist, daß die Stößelverstellung schwankende Materialdicken zumindest bein
Einsatz von Prägewerkzeugen nicht berücksichtigt. Aber auch
dann, wenn die Werkzeutfhälften nach einem gewiesen Verschleiß
neu überschliffen werden, stimmt der vorgegebene Sollwert der
Eintauchtiefe nicht mehr, so daß aufwendige Neueinstellungen erforderlich ä;ind. Iss übrigen ist der induktive W^gsufnshssr
empfindlich gegen Verschmutzung, Erwärmung und äußere
&igr; Einflüsse, wodurch Störungen auftreten können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Presse oder Stanze der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß
, bei größtmöglicher Störungsarmut stets ein gleichbleibendes
■ Arbeitsergebnis erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßaufnehmer als Druckaufnehmer ausgebildet und der
Unterseite der oberen fferkzeughälfte gegenüberliegend, an der
Oberseite oder, der Oberseite d<ss Pressentischs gegenüberliegend, an der Unterseite der unteren Werkzeughälfte
angeordnet ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Tauchtiefe des Stößels nun nicht mehr direkt geregelt, sondern indirekt über
den Werkzeugdruck. Hierdurch wird es möglich, sowohl bei dem Einsatz von Stanzwerkzeugen als auch von Prägewerkzeugen
gleichbleibende Arbeitsergebnisse zu erreichen und zwar unabhängig von irgendwelchen Maschinenbedingungen. Bei
Stanzwerkzeugen wird der Meß?ufnehmer zwec' näßigerwei*e auf
der Oberseite der unteren Werkzeughälfte angeordnet, so daß er ■it der Unterseite der oberen Werkzeughälfte zusammenwirkt.
Der beim Zusammenfahren beider Werkzeughälften auf den Druckaufnehmer wirkende Druck ist ein Maß für die
Eintauchtiefe des Schneidsteapels der oberen Werkzeughälfte in
die Matrize der unteren Werkzeughälfte. Durch diese Druckmessung, die nur indirekt die Eintauchtiefe
wiederspiegelt, läßt sich unmittelbar die Werkzeugbelastung ablesen und bei stumpfen Werkzeugen die StÖßeltauchtiofe
erhöhen. Der Druckaufnehmer ist wesentlich weniger varachleißanfällig al· die bekannten berührungslosen
induktiven Wegaufnehmer und weniger empfindlich gegenüber Verschmutzungen, da keine Relativbewegung zweier Teile
gegeneinander auftreten, bei denen Reibungskräfte wirken
könnten.
Wird in die Presse ein Prägewerkzeug eingelegt, kommt es nicht so sehr auf die Eintauchtiefe des Prägestempels der oberen
Werkzeughälfte in die Matrize der unteren Werkzeughälfte an;
es ist vielmehr das Ziel, stets eine gleichaussehende Oberfläche des Werkstückes zu erhalten. Wenn nun der
Druckaufnehmer auf der Unterseite der unteren Werkzeughälfte angeordnet ist und mit der Oberseite des Pressentischs
zusammenwirkt, wird der Druck gemessen, den der Prägestempel auf das Material ausübt. Dieser Druck ist ein Maß für die
Bindringtiefe des Prägestempels in das Material, die zu unterscheiden ist von der Eintauchtiefe des Schneidstempels in
die Matrize. Für ein gleichbleibendes Prägeergebnis ist es wichtig, daß die Eindringtiefe des Prägestempels in das
Material über den gesamten Arbeitsprozeß konstant bleibt, und zwar unabhängig von irgendwelchen Maschinenparametern oder
Materialdickenschwankungen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich erst durch die Abkehr von der Wegmessung
und durch Einsatz der Druckmessung sowohl bei gestanzten als auch geprägten Werkstücken ein gleichbleibendes
Arbeitsergebnis erreicht werden kann.
Bei größeren Werkzeugen kann es vorteilhaft sein mehrere Druckaufnehmer an der unteren Werkzeughälfte anzuordnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckaufnehmer aus einem druckelastisch nachgiebigen Grundkörper gebildet, in
welchen ein mit der Regeleinrichtung verbundenes Piezoelement eingebettet ist und der an seinem der Oberseite oder der
Unterseite der unteren Werkzeughälfte zugewandten Ende mit einer steifen Druckplatte abgedeckt ist. Da das Piezoelement
in den elastisch nachgiebigen Grundkörper eingebettet ist, wird der von der Druckplatte beim Zusammenfahren der beiden
Werkzeughälften aufgenommene Druck gleichmäßig an das
Piezoelement weitergegeben, so daß dieser Druckaufnehmer besonders störunanfällig ist.
Bs ist günstig, den Druckkörper aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Polyformaldehyd, herzustellen.
Die Druckplatte kann aus Metall, vorzugsweise demselben Material wie das Werkzeug, bestehen.
Wenn die Werkzeuge auch auf anderen Maschinen eingesetzt werden sollen, ist es günstig, wenn der Druckaufnehmer in die
lassen sich besonders gute Ergebnisse erzielen, wenn die Druckplatte des Druckaufnehmers an der Oberseite der unteren
Werkzeughälfte liegt und bündig zu der Oberseite der unteren Werkzeughälfte ist. Dadurch wird beim Nachschleifen der
Schnittstempel auch die Druckplatte des Druckaufnehmers in gleichem Maße abgeschliffen, so daß das Nachschleifen der
Werkzeuge keinen Einfluß auf die Messungen hat. Bei dieser vorzugsweise für Stanzwerkzeuge vorgesehenen Ausbildung des
Druckaufnehmers werden beim Stanzen die beiden Werkzeughälften zusammengefahren, wobei der Druck zwischen den beiden
Werkzeughälften direkt, und nicht über den Schnittstempel, das Material und die Matrize gemessen wird. Das bedeutet, daiß bei
einem dickeren Material, bei dein der Schneiddrück höher ist,
zwischen den beiden Werkzeughälften zunächst ein geringerer Druck gemessen wird, so daß die Materialdicke beim Stanzen
keine Auswirkung auf die Tauchtiefe des Stößels und damit das Arbeitsergebnis hat.
Beim Einsatz von Prägewerkzeu-jen kann der Grundkörper des
Druckaufnehmers in günstiger Weise auch in den Pressentisch eingelassen werden. Die Druckplatte des Druckaufnehmers liegt
dann an der Unterseite der unteren Werkzeughälfte an. Erfaßt wird auf diese Weise der von dem Prägestempel auf das Material
und somit auf die untere Werkzeughälft? wirkende Druck. Auch
bei unterschiedlichen Materialdicken wird bei diese Anordnung des Druckaufnehmer3 stets gewährleistet, daß die Eindringtiefe
des Prägestempels in das Material stets gleich ist, so daß
auch hier die Materialdicke ohne Einfluß auf das Arbeitsergebnis ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Vorderansicht eine Stanze mit geschnittener unterer Werkzeughälfte, gemäß eines ersten
Fig. 2 eine Seitenansicht der Presse aus Fig. I1
Fig. 3 in einer gleichen Ansicht wie Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Presse, und
Fig. 4 in gleicher Ansicht wie Fig. 1 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Presse.
Die in den Zeichnungen dargestellten Pressen oder Stanzen weisen denselben Grundaufbau auf, der im folgenden näher
beschrieben wird.
Alle Haschinen weisen einen höhenverstellbaren Stößel 1 und
einen darunter angeordneten Pressentisch 2 auf. Der Stößel 1 ist mit zwei Pleueln 3 verbunden, die in einer im oberen Teil
der haschine angeordneten Kurbelwelle 4 gelagert sind. Der Stößel 1 ist bezüglich den Pleueln 3 in der Höhe verstellbar,
was an sich bekannt ist. Hierzu ist ein ebenfalls bekanntes Verstellgetriebe 5 vorgesehen, das über eine Keilwelle 6 mit
einem Servomotor 7 verbunden ist. Die Keilwelle 6 ermöglicht es, daß der Servomotor 7 ortsfest angebracht sein kann,
während sich die Keilwelle mit dem Hub des Stößels bewegen kann. Durch Betätigen des Servomotors 7 kann über das
Verstellgetriebe 5 der Stößel gegenüber den Pleueln 3 angehoben bzw. abgesenkt werden. Hierbei wird nicht der Hub
verstellt, vielmehr die wirksaae Pleuellliige.
An der Unterseite des Stößels 1 ist eine obere Werkreughälfte
8 angeordnet, während auf der Oberseite des Pressentisch«a 2
eine untere Werkzeughälfte 9 angeordnet ist. Seitlich neber
den Werkzeugen ist eine Vorschubseinrichtung 10 angeordnet,
mit der Blechbänder taktweise zwischen den Werkzeughälften
hindurchgeführt werden.
Im Bereich der Werkzeughälften 8 und 9 ist je nach beschriebenem Ausf uhrvüissbeispiel ein Druckaufnshsser 11
vorgesehen. Der Druckaufnehmer 11 besteht aus einem Grundkörper 12 aus Polyformaldehyd, in welchen ein
Piezoelement 13 eingebettet ist. Der Grundkörper 12 ist durch eine metallene Druckplatte 14 abgedeckt. Das Piezoelement 13
ist mit einem Auswertegerät la verbunden, das an einen
Stromrichter, das von dem Piezoelement empfangene Drucksignal weitergibt, und üwar abhängig davon, ob der gemessene Druck
höher oder niedriger als ein vorgegebener Sollwert ist. Abhängig hiervon wird von dem Stromrichter 16 ein Signal an
einen Winkelcodierer 17 des Servomotors 7 gegeben, so daß über den Servomotor und das Winkelgetriebe die Stößelhöhe verstellt
und dessen Tauchtiefe damit eingeregelt wi,:d.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Grundkörper 12 des Druckaufnehmers 11 in die untere Werkzeughälfte 9 eingelassen und zwar so, daß die Druckplatte
14 des Druckaufnehmers bündig mit der Oberseite 18 der unteren Werkzeughälfte 5 angeordnet ist. Um dies zu erreichen wird de
Druckaufnehmer 11 in die untere Werkzeughälfte 9 eingebaut, bevor die untere Werkzeughälfte auf ihrer Oberseite
plangeschliffen wird. Aus Fig. 1 ist deutlich zu erkennen, daß auf der Unterseite des oberen Werkzeuges 9 einzelne
Schnittstempel 19 angeordnet sind. Neben den SchnS tts^^iRp.ln
ist ein Druckstück 20 vorgesehen, daß genau oberhalb aer Druckplatte 14 des Druckaufnehmers 11 liegt. Diese Anordnung
des Druckaufnehmers 11 eignet sich insbesondere dann, wenn die
Herkzeughälften 8 und 9 zum Ausstanzen von Werkstücken
vorgesehen sind, wenn sie also mit Schnittstampeln 19 versehen
sind. Dann kommt es nämlich darauf an, daß unabhängig von irgendwelchen Maschinen- oder Materialbedingungen die
Eintauchtiefe der Schnittstempel 19 in die zugehörigen Matrizen der unteren Werkzeughälfte 9 stets gleich ist, damit
die Werkstücke sauber ausgeschnitten werden. Bei Erwärmung der Stanze dehnen sich allerdings Bauteile, wie die Pleuel 3 und
der Stößel 1 aus, so daß sich die Eintauchtiefe der Schnittstempel 19 ändern würde, wenn man die Stößel tauchtief e ;.j
nicht nachregulieren würde. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird daher der Druck zwischen den beiden
Werkzeughälften gemesser, der während des Schneidens außerhalb der Schnittstempel 19 an den Werkzeughälften 8 und 9 gemessen
wird. Ist dieser gemessene Druck zu hoch, muß die Stößeltauchtiefe verringert werden. Das Auswertegerät 15, das
einen entsprechenden Soll-/Istwertvergleich vornimmt, bewirkt über dec Stromrichter 16 und den Winkelcodierer 17 eine
entsprechende Betätigung des Servomotors 7, der über das Verstellgetriebe 5 dann die Tauchtiefe des Stößels 1
verringert. Die Erhöhung der Stößeltauchtiefe erfolgt in
analoger Weise.
Das in Fig. 3 dargestellt· zweit· Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Press« unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß
zwei Druckaufnehmer 11 vorgesehen sind, die so in die untere
Werkzeughilfte P eingelassen sind, daß ihr· Druckplatte 14
bündig mit dar Unterseite 21 dar unteren Werkzeughälfte 9 abschließt und die Oberseite 22 des Pressentischs 2 berührt.
Bei den Werkzeughllften 8 und 9 handelt es sich hier um ein
Prigewerkzeug; in dar oberen Werkzeughilfte 8 sind demzufolge
Prägestempel 23 vorgesehen.
Beim Arbeiten der in Fig. 3 dargestellten Presse bewegt sich der Stößel 1 im Rhythmus der Kurbelwelle 4 auf und ab, wobei
die Prägestempel 23 auf das hier nicht dargestellte, von der Vorschubeinrichtung 10 zwischen die Werkzeughälften 8 und 9
geführte Material drücken. Der dabei ausgeübte ftruck wird von
den beiden Druckaufnehmern 11 geaessen und an das Auswertegerät 15 signalisiert. Wenn nun bei Erwärmung der
Presse der von den Druckaufnehmern 11 gemessene Druck während des Betriebs der Presse zunimmt, gibt das Auswertegerät 15
über den Stromrichter 16 und den Winkelcodierer 17 dem Servomotor 7 ein Signal, woraufhin dieser über das
Verstellgetriebe 5 die Tauchtiefe des Stößels 1 verringert, und zwar soweit, daß der fortwährend durch die Druckaufn-shmer
11 gemessene Istdruck des vorbestimmten Solldruck entspricht.
Bei einer Druckverminderung erfolgt eine Erhöhung der Tauchtiefe des Stößels 1 in analoger Weise. Hierdurch wird
sichergestellt, daß die Prägestempel 23 stets mit dom gleichen
Druck in das Material eindringen, so daß sämtliche, mit der Presse hergestellten Prägestücke das gleiche Aussehen haben,
und zwar unabhängig von etwaigen Materialschwankungen, da auch diese Materialschwankungen eine Erhöhung bzw. eine
Erniedrigung des durch die Druckaufnehmer gemessenen Drucks zur Folge haben und damit eine Verstellung der
Stößeltauchtiefe bewirken.
In Fig. 4 ist ein drittes Ausführungebeispiel dargestellt, bei dem der Grundkörper 12 des Druckaufnehmers 11 in den
Pressentisch 2 eingelassen ist, so daß die Druckplatte 14 an der Oberseite 22 des Pressentischs 2 liegt und die Unterseite
21 der unteren Werkzeughälifte 9 berührt. Auch bei dem in Fig.
4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Werkzeughälften 8 und 9 als Prägewerkzeug ausgebildet. Die Funktionsweise dieser
Press« entspricht der in Fig. 3 gezeigten Presse, wobei jedoch beide Werkzeughälften 8 und 9 gegen ein anderes Werkzeug
ausgetauscht werden können, ohne daß der Druckaufnehmer 11 ausgewechselt werden muß. Soll die Presse umgerüstet werden,
so ist es daher lediglich notwendig, dem Auswertegerät 15 einen neuen Druckeollwert vorzugeben.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen mehrere Druckaufnehmer angeordnet sein.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies sogar zu empfehlen, wenn bei einer Presse unterschiedlich
große Werkzeuge eingesetzt werden, da dann immer mindestens ein Druckaufnehmer unterhalb der Unterseite der unteren
Werkzeughälfte angeordnet ist.
Obwohl die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 unter Verwendung von Prägewerkzeugen und das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 und 2 anhand eines Schneidwerkzeuges beschrieben ist, ist es auch denkbar, bei den Pressen gemäß Fig. 3 und 4
Schneidwerkzeuge und bei der Presse gemäß Fig. 1 und 2 ein Prägewerkzeug oder eine Kombination von Schneid- und
Prägewerkzeug zu verwenden.
Es ist auch deckbar, den Druckkörper aus einem anderen
Material als Kunststoff, z. B. Gummi, zu fertigen, wobei ein
Werkstoff hoher Elastizität bevorzugt wird, dessen Zugfestigkeit 50-70 N/cm2 beträgt.
Claims (8)
1. Presse oder Stanze mit einem eine obere Werkzeughälfte
tragenden Stößel, dessen Tauchtiefe einstellbar ist, und einem
k unterhalb des Stößels angeordneten, die zugehörige untere
Werkzeughälfte tragenden Pressentisch und mit einer mindestens
*· einen an dem Werkzeug angeordneten Meßaufnehmer aufweisenden
Regeleinrichtung zum Einregeln der Tauchtiefe de« Stößels im Betrieb der Presse oder Stanze,
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßaufnehmer als Druckaufnehmer (11) ausgebildet und der Unterseite der oberen Werkzeughälfte (8) gegenüberliegend an der Oberseite (13) oder der Oberseite (22) des Pressentischs (2) gegenüberliegend an der Unterseite (21) der unteren Werkzeughälfte (9) angeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßaufnehmer als Druckaufnehmer (11) ausgebildet und der Unterseite der oberen Werkzeughälfte (8) gegenüberliegend an der Oberseite (13) oder der Oberseite (22) des Pressentischs (2) gegenüberliegend an der Unterseite (21) der unteren Werkzeughälfte (9) angeordnet ist.
2. Presse oder Stanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckaufnehmer (11) an der unteren
Werkzeughilfte (9) angeordnet sind.
3. Presse oder Stanze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer (11) aus eines
druckelastisch nachgiebigen Grundkörper (12) gebildet ist, in welches ein mit der Regeleinrichtung (5, 6, 7, IS, 16, 17)
verbundenes Piezoelesent (13) eingebettet ist und der an •eines der Oberseite (18) oder der Unterseite (21) der unteren
Werkzeughilfte (9) gewandten Ende sit einer steifen Druckplatte (14) abgedeckt ist.
4. Presse oder Stanze nach eines der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (11) au·
Kunststoff besteht.
• f · &igr; · ·
5. Presse oder Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (14) aus Metall
besteht.
6. Presse oder Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) des
Druckaufnehmers (11) in die untere Werkzeughälfte (9) eingelassen ist.
7. Presse oder Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (14) des Druckaufnehmers (11) an der Oberseite (18) der unteren
Werkzeughälfte (9) liegt und bündig zu der Oberseite (18) der
unteren Werkzeughält te, ist.
8. Presse oder Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) des Druckaufnehmers (11) in den Pressentisch (2) eingelassen ist.
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1989
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Cited By (2)
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EP3109017B1 (de) | 2015-06-23 | 2017-11-29 | MULTIVAC Sepp Haggenmüller SE & Co. KG | Tiefziehverpackungsmaschine mit folienstanze |
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EP0367035A1 (de) | 1990-05-09 |
ATE79801T1 (de) | 1992-09-15 |
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