EP1212155B1 - Vorrichtung und verfahren zum einbringen einer vertiefung in ein werkstück - Google Patents
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- EP1212155B1 EP1212155B1 EP00954644A EP00954644A EP1212155B1 EP 1212155 B1 EP1212155 B1 EP 1212155B1 EP 00954644 A EP00954644 A EP 00954644A EP 00954644 A EP00954644 A EP 00954644A EP 1212155 B1 EP1212155 B1 EP 1212155B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
- B21D17/02—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by pressing
Definitions
- the invention relates to a device for introducing a depression into a Workpiece that is movable in a feed direction by a feed device Has tool, the at least one processing element for Production of the recess acts on the workpiece, as well as a corresponding Method.
- the tool has at least one machining element with a machining area has, which is wedge-shaped in the feed direction of the tool is and starting from a front end to the opposite End of the machining area widened to a width that essentially corresponds to the axial extent of the depression to be produced, and itself rising from the base of the tool to a height of at least the depth of the recess to be made, and that the device has a device through which the tool in one of the feed direction different machining direction with a varying machining force is acted upon.
- a device for insertion a recess in a workpiece in which an acting on the workpiece Tool moved by a feed device in a feed direction is, and in which at least one processing element of the tool for Production of a recess acting on the workpiece is according to the invention
- the tool used at least one machining element with a machining area that is in the feed direction of the tool is wedge-shaped and extends from a front end to one opposite end of the machining area widened to a width
- the essentially the axial extent of the recess to be produced extends and extends from the base of the tool to a Elevation that is at least the depth of the recess to be produced, and that the tool in a different direction from the feed direction with a varying machining force.
- FIG. 1 to 3 show a schematically shown, generally designated 1 Device for making depressions 2a-2d (see FIG. 4) in a workpiece 3a-3e.
- the device 1 has a tensioning device 10, in the workpieces 3a-3e can be clamped and thereby in the clamping device 10 are held in a fixed position.
- the clamping device 10 is from a feed device 11 movable in the directions of the double arrow X, so that to the Beund Unload the tensioning device 10 from its working position shown in FIG. 1 away and can be moved back to the working position after the loading process is.
- the feed device 11 of the clamping device 10 is preferably trained as hydraulic or pneumatic or motorized, a piston 12 of the feed device 11 on the clamping device 10 attacks. By feeding a working medium under pressure into a Piston chamber 13 is thus a back and forth movement of the tensioning device 10 feasible.
- the clamping device 10 is opposite a pressing device 20, which also from a feed device 21 - as described further below is - is movable in the direction of the double arrow X '.
- a piston 22 of the feed device 21 engages on the pressing device 20, wherein the piston 22 in turn by supplying a working medium is reciprocable in a piston chamber 23 of the feed device 21.
- a tool 30 can be inserted by a feed device 31, which in turn has a has pistons 32 guided in a piston chamber 33. That in a tour 25 the pressing device 20 guided tool 30 - as best shown in the figure 3 shows - a number of processing elements 35a-35d, the Number of processing elements 35a-35d on the number of depressions 2a-2d is coordinated, which is to be formed in each of the workpieces 3a-3e.
- each processing element 35a-35d is wedge-shaped, whereby a wedge-shaped front part 37 of the processing elements 35a-35d of one sharp tip 38 starting from the end 39 of the machining area 40 widened, the width b of the wedge-shaped processing region 40 at its End 39 substantially equal to the axial extent l of the corresponding one Well 2a-2d.
- the tensioning device 10 is first of all assigned to it Feed device 11 moved out of its working position shown in FIG. 1, so that the workpieces 3a-3e in corresponding receptacles 10a-10e Clamping device 10 can be used. Then the tensioning device 10 moved back into their working position. The one assigned to tool 30 Feed device 31 then moves tool 30 along the guide 25 of the pressing device 20 in the space between the clamping device 10 and the pressing device 20.
- a tip 38 of the first machining element 35a of the tool 30 touches down on the foremost workpiece 3a in the feed direction, that is Tool 30 with an oscillating one acting in a machining direction B.
- Machining force applied by the pressing device 20 by its associated Feed device 21 is moved back and forth accordingly.
- This Force is preferably applied such that the tool 30 acting essentially orthogonally, preferably periodically oscillating Machining force between a maximum value and a minimum value varies, with the minimum value being in the range of zero, or even one takes a negative value, d. that is, the pressing device 20 at this time in a reverse stroke the tool 30 from the workpieces 3a-3e moved away.
- the individual processing elements 35a-35e of the tool 30 are arranged offset in the feed direction are.
- This measure has the advantage that the manufacture of individual Indentations 2a-2d in a workpiece 3a-3e occur at different times, whereby in advantageous manner to be applied by the feed device 31 Feed force is reduced.
- Another feed movement of the tool 30 entails that thereafter the front region 37 following the tip 38 of the first machining element 35a, the wall 3a 'of the tubular workpiece 3a applied, which successively the production of the first recess takes place in workpiece 3a.
- the tip 38 of the second processing element acts 35b onto the wall of the first workpiece 3a, thereby successively the second depression 2b is carried out in the workpiece 3a.
- the processing elements 35c, 35d fashion the third and the fourth recess 2c, 2d is produced in the first workpiece 3a, whereby - as already mentioned above - in the feed movement of the tool 30 by their Feed device 31 a by the pressing device 20, Hammer-like force application of the tool 30 and thus its processing elements 35a-35d.
- the arrangement of the processing elements 35a-35d offset in the feed direction hereby requires that its rear, adjoining the actual processing area 40, itself from the end 39 of the machining area 40 to the end 35a'-35d 'of the machining element 35a-35d extending region 41 such is designed so that the feed movement of the tool 30 is not hinders when the machining area 40 of the machining elements 35a-35d has already passed through the recess 2a-2d in the workpiece 3a-3e, d. H., the rear area 41 of each processing area 40 is designed in such a way that it passes through the recess through the machining area 40 of the machining element 35a-35d was generated, can be pushed through.
- FIG. 4 shows an essentially rectangular depression 2b, the machining area 40 being shaped as shown in FIG. 4 is.
- FIG. 4 shows an essentially sawtooth shape Indentation 2a, such as that used as a locking element in headrests for motor vehicles is used.
- a locking slope extending to the axial direction of the workpiece 3 2a 'goes in a substantially orthogonal to the longitudinal direction of the workpiece 3 extending locking surface 2a ".
- the processing area 40 of the processing element 35 formed such that the Machining area 40 in plan view and side view the shape of a rectangular Triangle.
- the wedge-shaped processing area 40 has recesses 43 on its surface, which are preferably alternating are arranged. This measure has the effect that this results in the area the recesses 43 have no effect on the machined workpiece 3, which has the effect that the application of force and thus the action through the processing element 35 on the opposite of the recess 43 Side is increased.
- the machining elements 35a-35d on the workpiece 3a-3e essentially act orthogonally.
- the processing elements 35a-35d arranged on the base of the workpiece 3a-3e in such a way are that they are at a defined angle to the orthogonal to this workpiece 3a-3e. This then makes it possible for undercuts can be generated in the depressions 2a-2d.
- the device described is particularly suitable for producing a Gearing in a tubular workpiece, especially a thin-walled one Workpiece.
- arranging a corresponding number of processing elements 35a-35d in the tool 30 is by an appropriate spacing of these processing elements 35a-35d particularly easily possible Gearing or at least a portion of this gearing as above described.
- the device 1 is a feed device (not shown), through which the workpiece (s) 3a-3e in their axial direction after the machining operation by the tool 30 has ended, can be pushed forward.
Landscapes
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Description
- Figur 1
- eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels,
- Figur 2
- eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels entlang der Linie B-B der Figur 1,
- Figur 3
- eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels entlang der Linie A-A der Figur 1, und
- Figur 4
- drei Ausführungsformen des Werkzeugs.
Claims (28)
- Vorrichtung zum Einbringen einer Vertiefung in ein Werkstück, die ein von einer Vorschubeinrichtung (31) in einer Vorschubrichtung bewegbares Werkzeug (30) aufweist, dessen mindestens ein Bearbeitungselement (35; 35a-35d) zur Herstellung der Vertiefung (2a-2d) auf das Werkstück (3a-3e) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (30) mindestens ein Bearbeitungselement (35; 35a-35d) mit einem Bearbeitungsbereich (40) besitzt, der in Vorschubrichtung des Werkzeugs (30) keilförmig ausgestaltet ist und sich von einem vorderen Ende (38) ausgehend zum gegenüberliegenden Ende (39) des Bearbeitungsbereichs (40) auf eine Breite (b) verbreitert, die im wesentlichen der axialen Erstreckung (1) der herzustellenden Vertiefung (2a-2d) entspricht, und sich von der Grundfläche (36) des Werkzeugs (30) ausgehend auf eine Höhe (h) erhebt, die mindestens die Tiefe (t) der herzustellenden Vertiefung (2a-2d) beträgt, und daß die Vorrichtung (1) eine Einrichtung (10, 11; 20, 21) aufweist, durch die das Werkzeug (30) in einer von der Vorschubrichtung unterschiedlichen Bearbeitungsrichtung (B) mit einer variierenden Bearbeitungskraft beaufschlagbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungskraft eine oszillierende, vorzugsweise periodisch oszillierende Kraft ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bearbeitungsrichtung (B) wirkende, das Werkzeug (30) beaufschlagende Kraft zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert variiert.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert der auf das Werkzeug (30) hammerartig einwirkenden Bearbeitungskraft ≤ 0 ist, so daß nach einer in einem Vorwärtshub der die Bearbeitungskraft erzeugenden Einrichtung (10,11; 20, 21) derVorrichtung (1) erfolgenden Kraftbeaufschlagung des Werkzeugs (30) in einem darauffolgenden Rückwärtshub ein Wegbewegen des Werkzeugs (30) von dem mindestens einen Werkstück (3a-3e) erfolgt.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Spanneinrichtung (10) aufweist, in der das mindestens eine zu bearbeitende Werkstück (3a-3e) spannbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (10) eine Vorschubeinrichtung (11) aufweist, und daß durch die Vorschubeinrichtung (11) die Spanneinrichtung (10) zur Beaufschlagung des Werkzeugs (30) mit der Bearbeitungskraft bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine der Spanneinrichtung (10) gegenüberliegende Anpreßeinrichtung (20) aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrichtung (20) eine Vorschubeinrichtung (21) aufweist, durch die die Anpreßeinrichtung (20) zur Beaufschlagung des Werkzeugs (30) bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (30) stetig, intermittierend oder oszillierend an dem in der Spanneinrichtung (10) eingespannten, mindestens einem Werkstück (3a-3e) vorbeibewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorschubeinrichtung (31) eine in Stärke und Richtung variierende Vorschubkraft für das Werkzeug (30) erzeugbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorschubeinrichtung (31) für das Werkzeug (30) eine derartige Vorschubkraft erzeugbar ist, daß nach einem Vorwärtshub, in dem das Werkzeug (30) in seiner Vorschubrichtung bewegt wird, in einem darauffolgenden Rückwärtshub eine zur Vorschubrichtung entgegengesetzte Rückwärtsbewegung des Werkzeugs (30) durchführbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsbereich (40) mindestens eines Bearbeitungselements (35a-35d) des Werkzeugs (30) in mindestens einer orthogonal in seine Längsrichtung verlaufende Schnittebene eine rechteckige, dreieckige, ovale, polygonale oder halbkreisförmige Querschnittsform aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bearbeitungsbereich (40) mindestens eines Bearbeitungselements (35a-35d) des Werkzeugs (30) mindestens eine in Längsrichtung des Bearbeitungsbereichs (40) verlaufende Ausnehmung (43) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bearbeitungselement (35a-35d) des Werkzeugs (30) orthogonal zu einer Grundplatte (36) des Werkzeugs (30) ausgerichtet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bearbeitungselement (35a-35d) des Werkzeugs (30) geneigt zur Grundplatte (36) des Werkzeugs (30) ausgerichtet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Vorschubeinrichtung (11, 21, 31) einen pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Kolben (11', 21', 31') zur Erzeugung der Bearbeitungskraft aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Vorschubeinrichtung (12, 22, 32) motorisch angetrieben ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Bearbeitungselemente (35a-35d) des Werkzeugs (30) in Vorschubrichtung des Werkzeugs (30) zueinander versetzt angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (30) in einer Führung (25) der Anpreßeinrichtung (20) geführt ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Einrichtung zur Drehung des oder der Werkstücke (3a-3e) um ihre Längsachse aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Einrichtung zum Vorschub des oder der Werkstücke (3a-3e) in ihrer Axialrichtung aufweist.
- Verfahren zum Einbringen einer Vertiefung in ein Werkstück, bei dem ein auf das Werkstück einwirkendes Werkzeug (30) von einer Vorschubeinrichtung (31) in einer Vorschubrichtung bewegt wird, bei dem mindestens ein Bearbeitungselement (35; 35a-35d) des Werkzeugs (30) zur Herstellung einer Vertiefung (2a-2d) auf das Werkstück (3a-3e) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Werkzeug (30) mindestens ein Bearbeitungselement (35; 35a-35d) mit einem Bearbeitungsbereich (40), der in Vorschubrichtung des Werkzeugs (30) keilförmig ausgestaltet ist und sich von einem vorderen Ende (38) ausgehend zu einem gegenüberliegenden Ende (39) des Bearbeitungsbereichs (40) auf eine Breite (b) verbreitert, die im wesentlichen der axialen Erstreckung (l) der herzustellenden Vertiefung (2a-2d) entspricht und sich von der Grundfläche (36) des Werkzeugs (30) ausgehend auf eine Höhe (h) erhebt, die mindestens die Tiefe (t) der herzustellenden Vertiefung (2a-2d) beträgt, und daß das Werkzeug (30) in einer von der Vorschubrichtung unterschiedlichen Bearbeitungsrichtung (B) mit einer variierenden Bearbeitungskraft beaufschlagt wird.
- Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Bearbeitungskraft eine oszillierende, vorzugsweise eine periodisch oszillierende Kraft verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bearbeitungsrichtung (B) wirkende, das Werkzeug (30) beaufschlagende Kraft zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert, der auf das Werkzeug (30) hammerartig einwirkenden Bearbeitungskraft ≤ 0 ist, und daß eine Kraftbeaufschlagung des Werkzeugs (30) in einem Vorwärtshub der die Bearbeitungskraft erzeugenden Einrichtung (10, 11; 20, 21) der Vorrichtung (1) durchgeführt wird, und daß in einem darauffolgenden Rückwärtshub ein Wegbewegen des Werkzeugs (30) von dem mindestens einen Werkstück (3a-3e) durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (30) stetig, intermittierend oder oszillierend an dem in einer Spanneinrichtung (10) eingespannten, mindestens einen Werkstück (3a-3e) vorbeibewegt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 22-26, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorschubeinrichtung (31) eine in Stärke und Richtung variierende Vorschubkraft des Werkzeugs (30) erzeugt wird.
- Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorschubeinrichtung (31) des Werkzeugs (30) eine derartige Vorschubkraft erzeugt wird, daß nach einem Vorwärtshub, in dem das Werkzeug (30) in seiner Vorschubrichtung bewegt wird, in einem darauffolgenden Rückwärtshub eine zur Vorschubrichtung entgegengesetzte Rückwärtsbewegung des Werkzeugs (30) durchgeführt wird.
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