[0001] Die Erfindung betrifft einen Modul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 18,
eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie ein Verfahren gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 19.
[0002] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Materialbearbeitung. Bislang wurden insbesondere
zur Bearbeitung von Materialien oder Werkstücken geringerer Dicke, wie z.B. Platten,
Streifen, Profilen und insbesondere Bändern aus Metall, Kunststoff od.dgl., eine Reihe
von hintereinander auf gemeinsamen Grundplatten festmontierten Werkzeugen verwendet.
[0003] Diese Festwerkzeuge sind für die Fertigung differierender Werkstücke nicht gut geeignet
bzw. nur durch aufwendiges Umrüsten zur Fertigung von voneinander unterschiedlichen
Werkstücken verwendbar.
[0004] Flexible Bearbeitungssysteme, wie z.B. Stanzzentren u.dgl., setzen die einzelnen
Werkzeuge entweder zeitlich nacheinander an einer Stanzposition ein oder ordnen die
Einzelwerkzeug in Ablauffolge hintereinander an, wobei immer nur ein Werkzeug oder
die in einer Station befindlichen Werkzeuge unabhängig voneinander unter Steuerung
eines Rechners agieren. Eine Folge von Bearbeitungsvorgängen ist nicht immer in gewünschten
Zeitspannen durchführbar, insbesondere aufgrund der nicht raschen Auswechselbarkeit
von Werkzeugen bzw. zu langsamer Positionierbarkeit während der Bearbeitung.
[0005] Die Fertigung von Stanz- und Biegeteilen aus Feinblech ist in vielen Bereichen des
Gewerbes und der Industrie ein wesentlicher Bestandteil des Herstellungsprozesses
von Halb- oder Fertigprodukten. die Anforderungen an die Werkzeuge und Arbeitsmaschinen
reichen von kostengünstigster Herstellung von Einzelstücken bis zu CIM-integrierbaren
Fertigungssystemen mit höchstmöglicher Produktivität. Gelöst wurden diese Anforderungen
bis jetzt einerseits mit CNC-gesteuerten Blechbearbeitungszentren, welche mit einer
gewissen Anzahl automatisch wechselbarer Stanzwerkzeuge oder mit Laser- bzw. Wasserstrahlschneidtechnik
die Werkstücke in einer vorher zugeschnittenen Blechtafel bearbeiten und austrennen.
[0006] Will man diese Systeme für die Fertigung mittlerer bis höherer Stückzahlen einsetzen,
werden zusätzliche, sehr hohe Maschineninvestitionen wie Ladeportalsysteme und Palettierungseinheiten
erforderlich. Die Fertigungszeiten pro Werkstück können jedoch nicht reduziert werden.
Die Folge ist, daß die Gesamtkosten pro Werkstück um die notwendigen Automatisierungskosten
zusätzlich steigen.
[0007] Andererseits werden für Werkstücke mit höheren Stückzahlen kostenintensive Festwerkzeuge
(Folgeverbundwerkzeuge) auf Pressen mit Bandzuführanlagen eingesetzt. Bei dieser Fertigungsmethode
wird zwar hohe Produktivität, jedoch auf Kosten der Flexibilität, erreicht. Änderungen
des Werkstückes sind nicht oder nur mit hohen Kosten möglich, bei Nichterreichen der
kalkulatorisch zugrunde gelegten Stückzahlen kann die Kostendeckung der Werkzeuginvestition
nicht erreicht werden.
[0008] Eine spezielle Zielsetzung der Erfindung ist es somit, die Vorteile der CNC-Blechbearbeitungszentrem
mit Rationalität des kontinuierlichen Arbeitens zu verbinden.
[0009] Erfindungsgemäß werden diese Ziele bei einer Anordnung der eingangs genannten Art
durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale erreicht. Ein
Modul der eingangs genannten Art ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches
18 angeführten Merkmale gekennzeichnet. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist
erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 19 angeführten Merkmale
charakterisiert.
[0010] Mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorgangsweise
ist es möglich, eine Vielzahl von verschiedenen Materialien aus Metall, Kunststoff,
Holz, Karton od.dgl., die in Platten-, Streifen-, Profil- und insbesondere in Bandform
vorliegen, zu bearbeiten.
[0011] Es können verschiedenste Teile z.B. für die Autoindustrie, die Hausgeräteindustrie,
Kommunikations- und Elektronikindustrie, den Sanitärinstallationsbereich usw. rasch
und einfach sowohl in größerer als auch sehr kleiner Serie, bei gleichzeitiger Variation
des Werkstückes in verschiedenen Anforderungsformen, gefertigt werden. Erfindungsgemäß
ist es möglich, aufgrund der vorgesehenen Verstellbarkeit der Module mit einem oder
mehreren Werkzeugen pro Modul oder mit mehreren Modulen und den darin befindlichen
Werkzeugen bzw. Bearbeitungseinheiten gleichzeitig gewünschte Bearbeitungsvorgänge
am Material vorzunehmen. Da die vorgesehenen Antriebe, insbesondere Pressen mit bis
zu mehreren 100 Hüben/min. arbeiten und pro Hub ein Bearbeitungszyklus mit jeweils
wechselnden Werkzeugen und/oder Bearbeitungseinheiten oder auch mehreren Werkzeugen
bzw. Bearbeitungseinheiten zugleich erfolgt, ist eine rasche, flexible, genaue und
jederzeit reproduzierbare Bearbeitung möglich.
[0012] Ausgehend von einer bevorzugten Ausführungsform ist eine mechanische Exzenterpresse
und eine damit verbundene Bandzuführanlage vorgesehen. Mit der neuentwickelten Anlage
kann sowohl reiner CNC-Stanzbetrieb mit einer nur durch die Größe des Pressentisches
begrenzten Anzahl von Werkzeugen gefahren werden (ein Pressenhub pro Arbeitsgang im
Werkstück), als auch durch entsprechende Anordnung das Prinzip des Folgewerkzeuges
(ein Pressenhub pro Werkstück) verwirklicht werden. Erreicht wird dieser umfassende
Produktionsvorteil durch die Anordnung der Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinheiten
tragende Module mit integrierter CNC-Positionierachse.
Das Band-, oder Profilmaterial (= Werkstück) wird durch einen CNC-gesteuerten Walzen-
oder Zangenvorschub in Längsrichtung positioniert, während das (die) nächste(n) benötigte(n)
Modul(e) und/oder Bearbeitungseinheiten quer und/oder längs dazu durch die CNC-Werkzeugachsen
bewegt wird (werden). Gleichzeitig werden in diesen Modulen ein oder mehrere der Werkzeugeinsätze
durch eine gesteuerte Aktivierungseinheit, z.B. ein Schiebersystem aktiviert, d.h.
für die Bearbeitungsoperation vorbereitet.
[0013] Der Positioniervorgang erfolgt direkt von einer Bearbeitungsposition zur nächsten,
der gleichzeitig erfolgende Werkzeug- bzw. Bearbeitungseinheitwechselvorgang verursacht
keine zusätzlichen Verfahrwege oder Unterbrechungen der Bearbeitungsfolge.
[0014] Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Hub des im Dauerlauf befindlichen Antriebes
(Presse).
[0015] Die verarbeitbaren Bandbreiten werden nun durch die Breite des Werkzeugsatzes bestimmt,
wobei in einem Modulträger zwei Module gegenüber zum Einsatz gebracht werden können.
Dies beinhaltet den Vorteil, breitere Werkstücke an beiden Längsseiten zugleich bearbeiten
zu können, was zur deutlichen Senkung der Durchlaufzeiten führt. Durch Zuführen von
zwei Bändern, Streifen oder Profilen nebeneinander können bei jedem Hub zwei Werkstücke
parallel, bzw. Spiegelbildteile gefertigt werden.
[0016] Durch den modularen Aufbau mit Bearbeitungseinheiten können auch andere Bearbeitungstechniken
wie Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Punktschweißen, Fügeoperationen mit Teilzuführung
usw. in den Fertigungsablauf integriert werden.
[0017] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen
und den Zeichnungen zu entnehmen.
[0018] Es zeigen Fig.1 eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsanordnung. Fig.2, 2a,
2b, 2c, 3 und 4 eine erfindungsgemäße Anordnung in Draufsicht bzw. in Seitenansicht
in offener und in geschlossener Stellung. Fig.5,6 zeigen schematische Schnittansichten
eines erfindungsgemäßen Moduls, Fig. 7 zeigt schematisch ein Antriebsschema, Fig.
8 bis 11 und 11a zeigen Detailansichten eines Moduls bzw. dessen Kopfplatte. Fig.
12 und 13 zeigen schematische Schnitte einer bevorzugten Ausführungsform eines Moduls.
Fig. 14 bis 17 zeigen eine spezielle Ausführungsform von Modulen mit verdrehbaren
Werkzeugen. Fig. 18 und 26 zeigen Detailansichten einer Führungsbahn für einen Modul.
Fig. 19 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Antriebseinrichtung für einen
erfindungsgemäßen Modul, Fig.20 zeigt einen Schneidmodul und Fig.21 bis 25 zeigen
im Detail verschiedene Ausführungsformen von Aktivierungseinheiten, Fig. 26 eine obere
Führungsbahn, Fig. 27 bis 29 eine spezielle Führungsplatte und Fig. 30 und 31 verschiedene
von einem Modul getragene Bearbeitungseinheiten.
[0019] Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung
mit der insbesondere spanlose Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden können.
[0020] Von einer Haspel 1 wird band- bzw. streifenförmiges Material 3 abgewickelt und durch
eine Bandrichtmaschine 2 geführt, in der mit entsprechend angeordneten Walzen 66 eine
Ausrichtung des zu bearbeitenden Materials 3 erfolgen kann. Über Rollenkörbe 65 wird
eine Schleife 4 aus Material 3 gebildet. Das Material 3 wird von einer Vorschubeinheit
6 mit entsprechenden Vorschubwalzen 67 durch eine Zentriereinheit 9 geführt, welche
das Material 3 für den nachfolgenden Bearbeitungsvorgang in Bezug auf eine bestimmte
Längsrichtung der Anordnung festlegt, sodaß das Material 3 seitlich und bezüglich
seiner Fortbewegung definiert ist. Das Material 3 wird sodann der Presse 5 zuführt,
die einen Pressentisch 7 und einen Pressenstössel 8 besitzt, welch letzterer von dem
Pressenantrieb 10 angetrieben entsprechende Hubzyklen vollführt. Anstelle des Antriebes
mit einer oszillierenden Presse kann auch eine hydraulische Einheit den Pressenstössel
oder entsprechende Antriebsplatten 8 für einen oder mehrere Module bzw. Bearbeitungseinheit(en)
betätigen. Auch andere mechanisch entsprechende Hub- bzw. Taktzahlen erreichende Antriebe
für die Antriebsplatte(n), z.B. Nockenwellen, sind einsetzbar. Anstelle der dargestellten
Zufuhreinrichtung kann jede andere Zufuhreinrichtung eingesetzt werden, insbesondere
dann, wenn anstelle von bandförmigem Material, Materialplatten zugeführt werden. Wesentlich
ist, daß zu gegebenen Zeiten das Material 3 von der Vorschubeinrichtung 6 in das Innere
der Presse 5 mit definiertem Vorschub gefördert wird. Diesbezügliche Möglichkeiten
sind dem Fachmann bekannt.
[0021] Eine Steuereinheit 64, insbesondere ein Rechner, ist mit der Bandrichtmaschine 2,
der Vorschubeinheit 6, allenfalls der Zentriereinheit 9 und dem vorgesehenen Antrieb
bzw. dem Pressenantrieb 10 zur Steuerung und Überwachung verbunden, sodaß diese Bewegungen
programmgesteuert und aufeinander abgestimmt verlaufen können.
[0022] Im Einbauraum zwischen dem Pressenstössel 8 und dem Pressentisch 7 ist eine Anzahl
von erfindungsgemäßen Modulen 13,14 eingesetzt, wozu insbesondere auf Fig. 2 bis 4
verwiesen wird. Wenn im folgenden auf eine Presse als besonders vorteilhafter Antrieb
bezug genommen wird, so ist dies nicht einschränkend, da alle anderen, eine Betätigung
der Module erlaubenden Antriebe auch prinzipiell einsetzbar sind.
[0023] Fig. 3 zeigt eine auf dem Pressentisch 7 angeordnete gegebenenfalls daran befestigte
Besisplatte 15, auf der mit Führungsteilen 29, z.B. T-Steinen, ein unterer Modulträger
16 in Weiterbewegungrichtung 12 des Materiales 3 verschiebbar bzw. positionierbar
gelagert ist. Prinzipiell könnte der untere Modulträger 16 auch direkt auf dem Pressentisch
7 montiert werden, wodurch jedoch der Präzisionsaufbau der erfindungsgemäßen Anlage
leiden könnte. Das Einjustieren des Modulträgers 16 in Weiterbewegungsrichtung 12
ist von Vorteil, um verschiedene Bearbeitungsstellungen rasch auswählen zu können.
Jeder Modulträger 16 trägt einen oder eine Anzahl von Modulen 13,14.
[0024] Die Basisplatte 15 trägt vorzugsweise auswechselbare Steckleisten 25, die zur Festlegung
und Lagedefinition der unteren Modulträger 16 in Weiterbewegungsrichtung 12 des Materiales
3 durch die Anordnung dienen, soferne die Modulträger 16 nicht mittels Antriebseinheiten
96 (Fig. 2b) in Weiterbewegungsrichtung 12 von der Steuereinrichtung 64 gesteuert
verfahrbar bzw. verstellbar sind. Dazu können in Ausnehmungen 68 der Steckleisten
25 Stifte 34 eingesetzt werden, die in entsprechende Träger 26 eingesteckt werden,
welche um eine Schwenkachse 56 (Fig.19) am unteren Modulträger 16 verschwenkbar gelagert
sind. Es könnte aber auch eine anders aufgebaute, lösbare kraft- oder formschlüssige
Verbindungseinrichtung der Basisplatte 15 und/oder der Steckleiste 25 mit dem Träger
26 und/oder dem unteren Modulträger 16 vorgesehen sein.
[0025] Der untere Modulträger 16 trägt eine Führungsbahn 28, auf der eine oder zwei Grundplatte(n)
17 quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 hin und herbewegbar gelagert ist (sind). Die
Führungsbahn 28 kann z.B. ein auf dem unteren Modulträger 16 ausgebildetes bzw. von
diesem getragenes, die Grundplatte 17 bzw. eine Führung derselben C-förmig umgreifendes
Profil sein, um der Grundplatte 17 entsprechende Führung zu bieten. Mit entsprechenden
Kupplungseinheiten 57, 57' (Fig.19) kann an die Grundplatte(n) 17 (jeweils) eine Antriebseinrichtung
27 angekoppelt werden, die von dem Träger 26 und/oder dem unteren Modulträger 16 getragen
ist. Diese Antriebseinrichtung 27 bewirkt unter Steuerung der Steuereinrichtung 64
ein gesteuertes Positionieren bzw. eine gesteuerte Hin- und Herbewegung der Grundplatte(n)
17 auf dem unteren Modulträger 16, um wie später beschrieben, Werkzeuge 30 und/oder
Bearbeitungseinheiten 113 in entsprechende Posititonen quer oder gegebenenfalls schräg
zur Weiterbewegungsrichtung 12 des zu bearbeitenden Materials 3 zu verstellen. Die
Grundplatte 17 bzw. die Module 13,14 können quer oder schräg zur Weiterbewegungsrichtung
12 des Materials 3 bewegt werden.
[0026] Fig. 3 stellt ein Modul 13 in geöffneter Stellung dar. Auf der Grundplatte 17 und
der Kopfplatte 22 sind Säulenführungen 18 angeordnet bzw. auf der Grundplatte 17 befestigt,
auf denen eine Führungsplatte 20 verschiebbar gelagert ist, die mit der Kopfplatte
22 durch Federeinheiten und mit in der Kopfplatte 22 verschiebbar gelagerten Distanzbolzen
40 verbunden ist. Mit der Kopfplatte 22 ist eine Halteplatte 19 fest verbunden. Die
Kopfplatte 22 oder die Halteplatte 19 oder die Führungsplatte 20 tragen bzw. nehmen
die Werkzeuge 30 auf.
[0027] Die Säulenführung 18 umfaßt Führungssäulen, die entweder in der Grundplatte 17, in
der Führungsplatte 20 oder bevorzugt in der Kopfplatte 22 fest eingebaut sind. Die
relativ zur Säule sich bewegenden Bauteile sind mit Führungsbuchsen ausgestattet.
Die Führungsplatte 20 kann unter Einhaltung eines Spaltes zum Durchlaß des Materiales
3 auch fest und lagegesichert mit der Grundplatte 17 oder der Matrize 21 verbunden
sein.
[0028] Die Kopfplatte 22 ist in einer Führungsbahn 28' auf dem oberen Modulträger 23 quer
zur Weiterbewegungsrichtung 12 des zu bearbeitenden Materiales 3 formschlüssig verschiebbar
geführt. Diese Verschiebebewegung erfolgt aufgrund der bereits beschriebenen, gesteuerten
Hin- und Herbewegung der Grundplatte 17, welche über die Säulenführung 18 die Kopfplatte
22 mitnimmt. Der obere Modulträger 23 ist auf Führungsteilen 29' in Weiterbewegungsrichtung
12 auf einer Gestellplatte 24 oder direkt am Pressenstößel 8 verschiebbar gelagert,
um Verstellbewegungen oder Ausgleichsbewegungen des Modules 13,14 in Längsrichtung
der Anordnung zuzulassen.
[0029] Durch die formschlüssige Verbindung der Kopfplatte 22 über die Führungsbahn 28' am
oberen Modulträger 23 und die ebenfalls formschlüssige Verbindung des oberen Modulträgers
23 über die Führungsteile 29' mit der Gestellplatte 24, welche mit dem Pressenstößel
8 wiederum formschlüssig verbunden ist, werden die Kopfplatte 22 und alle damit zusammenhängenden
Teile wie Säulenführung 18, Halteplatte 19, Führungsplatte 20, Führungsaufsatz 70
und Werkzeuge 30 synchron mit dem Pressenstößel 8 oder einem anderen Antrieb bewegt.
[0030] Die Basisplatte 15 und die Gestellkopfplatte 24 können mit dem Pressentisch 7 bzw.
mit dem Pressenstössel 8 bewegungsmäßig fest verbunden sein und auch nur in die Presse
eingesetzt und verschiebungsgesichert sein. Wesentlich ist es, daß die unteren Modulträger
16 der einzelnen Module 13, 14 in Bezug auf die Vorschubeinheit 6 lage- bzw. abstandsmäßig
festgelegt sind und während der Bearbeitungsvorgänge eine Änderung dieses Abstandes
unterbleibt. Dies kann z.B. dann leicht verwirklicht werden, wenn die Vorschubeinheit
6 auf der Basisplatte 15 angeordnet oder mit dieser fest verbunden ist.
[0031] Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 in Offenstellung dargestellte Anordnung in geschlossener
Stellung, in der in die Matrize 21 mit ihren Matrizenöffnungen 42 (Fig.6) die im Führungsaufsatz
70 der Führungsplatte 20 geführten Werkzeuge 30 eintreten oder aufsetzen.
[0032] Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung. Das
durch die Zentriereinheit 9 zugeführte Material 3 wird durch fünf nebeneinander angeordnete
Module 13, 14, gefolgt von einem Trennmodul 13' (Fig. 20) geführt. Ein weiterer Modul
13'' von beliebiger Art ist angedeutet. Zusätzlich, oder Module 13,14,13',13'' ersetzend,
könnten auch ein Längs- Biegemodul 80 (Fig. 2a) oder andere Bearbeitungsvorgänge ermöglichende
Module vorgesehen sein. Der Unterschied zwischen den prinzipiell gleichartig wirkenden
Modulen 13 und 14 wird anhand der Fig. 5 und 12 später erläutert. Alle Module 13,13',14,13'',80
sind in (Fig.2,2a und 3) soferne sie nicht in Weiterbewegungsrichtung 12 verfahrbar
und, sowie dies aus Fig. 2b ersichtlich ist, mit Stiften 34 und Führungsteilen 29
in Bezug auf die Basisplatte 15 festgelegt und zwar über Träger 26, welche jeweils
die dem Modul zugeordnete Antriebseinrichtung 27 tragen, mit denen der jeweilige Modul
gegenüber dem unteren Modulträger 16 quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des Materials
3 verschoben wird.
[0033] Die Anzahl der jeweils eingesetzten Module 13,13',13'',14,80 hängt von der Länge
der Anordnung, den gewünschten Bearbeitungsschritten sowie deren Größe usw. ab.
[0034] Die Abstände der Löcher bzw. Ausnehmungen 68 in der Steck- bzw. Positionierleiste
25 können in gleichmäßigen bzw. unregelmäßigen Abständen vorliegen; da die Positionierleiste
25 austauschbar ist, können Leisten mit gewünschten Abständen für die Module gewählt
und ausgetauscht werden; es ist lediglich erforderlich, der Steuereinheit den Ort,
an dem die Module eingesetzt sind bzw. den Abstand der Module von der Vorschubeinrichtung
6 bzw. von einem vorgegebenen Anfangspunkt der Steuereinrichtung 64 einzugeben.
[0035] Anstelle der Abstandslehre bzw. der Steckleiste 25 ist es möglich, mechanische, elektrische
oder hydraulische Antriebseinrichtungen 96, z.B. Spindeln 97, vorzusehen (Fig. 2b),
mit denen die auf den Spindeln 97 sitzenden und mit diesen gegebenenfalls über Kupplungseinrichtungen
98 verbindbaren Module 13,14,80 gesteuert durch die Steuereinrichtung 64 in bzw. gegen
die Weiterbewegungsrichtung 12 zur Positionierung für die Bearbeitungsvorgänge längsverschoben
werden; für die Bearbeitungsvorgänge ist es sodann zweckmäßig, die Module in der eingestellten
Position auf einer Führungs- bzw. Klemmleiste 100 festzuklemmen, um ein Verstellen
während des Bearbeitungsvorganges zu vermeiden.
[0036] Die Breite und die Länge der Module wird an die Breite des zur Verarbeitung gelangenden
Materials 3 und an die Anzahl bzw. Größe der Werkzeuge angepaßt, die von einem Modul
getragen werden sollen.
[0037] In Fig. 2c ist die Zuführung von zwei Bändern 31 (Streifen, Profilen) dargestellt,
die mit zwei auf einer Führungsbahn 16 mit einer Führung 28 verschiebbar gelagerten
Halb-Modulen 14 bearbeitbar sind, welche Ausführungsform speziell bei Bandverarbeitung
den Vorteil besitzt, entweder zwei gleiche Werkstücke oder, wie in vielen Bereichen
der Fertigungstechnik wichtig und erforderlich, spiegelbildliche Werkstücke sowohl
stanzen als auch biegen zu können (z.B. Schubladenführungen). Durch die parallel fallenden
linken und rechten Teile wird die Fertigungslogistik stark vereinfacht. Gleichzeitig
können die für breitere Bänder vorteilhaften Halbmodule auch für zwei schmale Bänder
eingesetzt werden.
[0038] Die Postitionierung der einzelnen Module in Schräg- oder Querrichtung erfolgt z.B.
wie in Fig. 19 dargestellt, durch Antriebseinreichtungen 27, welche als elektrische
Servomotoren, Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder mechanische Stellspindeln ausgebildet
sein können. Die Antriebseinrichtungen müssen die Module, d.h. die Grundplatte 17
ausreichend rasch während der Zeitspanne, in denen der Pressenstößel 8 in seiner oberen
Hubphase ist, verstellen können.
[0039] Fig. 19 zeigt einen über Versorgungs- und Steuerleitungen 58 angespeisten elektrischen
Servomotor 59 als Antriebseinrichtung für den Modul mit einem Kugelgewindetrieb 60,
der eine Kupplungseinrichtung 57' trägt, die mit einer entsprechenden Kupplungseinrichtung
57 an der Grundplatte 17 eines Modules verbindbar ist. Derartige elektromechanische,
hyraulische, pneumatische oder mechanische Antriebseinrichtungen ermöglichen eine
rasche und genaue Positionierung der Module quer zur Weiterbewegungsrichtung 12 des
Materiales 3.
[0040] Die als Antrieb vorgesehene Presse 5 wird im Dauerhubbetrieb oder im gesteuerten
Einzelhubbetrieb gefahren. Die Hubfrequenz ist von der Steuereinheit 64 einstellbar
und an die einzelnen Bearbeitungsfälle anpaßbar.
[0041] Fig. 5,6 und- 8 bis 11 zeigen Detailansichten von Modulen 13, insbesondere die Anordnung
und Betätigung der zur Bearbeitung des Materials 3 vorgesehenen Werkzeuge 30. In Fig.
5 ist ein Modul 13 in geschlossener Stellung dargestellt. In der Halteplatte 19 sind,
wie insbesondere aus den Fig. 8 und 10 deutlicher erkennbar ist, eine Anzahl von Stanzwerkzeugen
30 verschiebbar gelagert bzw. abgehängt. Die Werkzeuge besitzen mehr oder weniger
stark ausgebildete Werkzeugköpfe 47, die in angepaßte Vertiefungen bzw. Ausnehmungen
71 absenkbar bzw. eindrückbar sind. In der Kopfplatte 22 ist zur Verstellung der Werkzeuge
30 aus einer angehobenen Stellung, in der die Werkzeuge mit den Köpfen aus der Vertiefung
71 nach oben ragen, in eine Arbeitsstellung, in der die Werkzeuge 30 in einer abgesenkten
Stellung in den Vertiefungen 71 fixiert sind, ein oder mehrere Schieber 36 vorgesehen,
der die einen oder mehrere Nocken 37 trägt bzw. tragen. Der Schieber 36 ist über eine
Betätigungsstange 35 mit einer Antriebseinrichtung 31 gekoppelt, die auf einem auskragenden
Bauteil 32 der Kopfplatte 22 oder der verlängerten Halteplatte 19 gelagert ist. Die
Antriebseinrichtung 31 wird von der Steuereinrichtung 64 gesteuert und kann z.B. eine
Anzahl von seriell geschaltenten Pneumatik- oder Hydraulikzylindern 72 umfassen, mit
denen eine genaue und rasche Verstellung des Schiebers 36 bzw. des Betätigungsnockens
37 erreicht wird.
[0042] Der Nocken 37 weist vorteilhafterweise eine abgeschrägte Auflauffläche bzw. Schrägfläche
61 auf, bei deren Anlage an einen Kopf 47 des Werkzeuges 30 dieses Werkzeug 30 ohne
Verklemmen in die albgesenkte Stellung gedrückt werden kann. Vom Nocken 37 wird das
Werkzeug 30 in dieser abgesenkten Stellung während des Bearbeitungshubes gehalten,
in welcher Stellung die freien Enden der Werkzeuge 30 über die Unterkante des Führungsaufsatzes
70 in Arbeitsstellung vorstehen und durch das Material 3 in die Matrize 21 bzw. Matrizenöffnungen
42 eindringen oder aufsetzen.
[0043] Um ein Aufschieben des Nocken 37 bzw. der Schrägfläche 61 auf die Werkzeugköpfe 47,
die in nichtaktiviertem Zustand durch das Aufsetzen am Material 3 sowie durch auftretende
Reibung nach oben verstellt werden und somit eine Verschiebung des Nocken 37 verhindern
würden, zu ermögliche, ist jeder Werkzeugkopf 47 teilweise von einer Deckfläche 43
bzw. 43', die über die Schrägfläche 61 in den Nocken 37 übergeht, überdeckt. Diese
Deckflächen 43 bzw. 43' sind insbesondere in den Fig. 9 und 11 ersichtlich.
[0044] Gemäß Fig. 8 bis 11 sind für einen Modul 13 als Aktivierungseinheit vier Schieber
36 vorgesehen, die jeweils einen Nocken 37 tragen (die Anzahl der Schieber 36 und
Nocken 37 und ihre Zuordnung zu den Werkzeugen 30 ist wählbar bzw. variierbar). Jeder
der Nocken 37 kann im vorliegenden Fall eines von drei Werkzeugen 30 von insgesamt
zwölf Werkzeugen in seine Arbeitsstellung verstellen und dort festlegen. Für jeden
Bearbeitungshub können somit im vorliegenden Fall 0 bis 4 Werkzeuge gleichzeitig in
Arbeitsstellung verstellt werden.
[0045] Um ein ungehindertes Bewegen der Schieber 36 zuzulassen, sind die Deckflächen 43
bzw. 43' zueinander versetzt angeordnet und überdecken jeweils nur die Hälfte der
Werkzeugköpfe 47 bzw. sind aneinander vorbeibewegbar, sodaß, wie in Fig. 11 dargestellt
ist, auch innenliegende Werkzeuge 30 mit einem Nocken 37 erreicht werden können, ohne
daß die Deckfläche 43 des Schiebers 36 mit der Deckfläche 43'''des Schiebers 36'''
bzw. die Deckfläche 43' des Schiebers 36' mit der Deckfläche 43'' des Schiebers 36''
kollidiert.
[0046] Fig. 11a zeigt eine Ausführungsvariante für eine Aktivierungseinrichtung, mit der
die Werkzeuge in Arbeitsstellung verstellt und dort während des Arbeitsvorganges festgelegt
werden können. Zwischen der nach unten weisenden Führungsfläche 76 der Kopfplatte
22 und dem Kopf 47 eines oder mehrerer Werkzeuge 30 ist eine horizontal verdrehbare
Nockenscheibe 37' gelagert, die von einer Welle 77 getragen ist und von einer nicht
dargestellten, von der Steuereinheit 64 gesteuerten Antriebseinrichtung derart verdrehbar
ist, daß entweder die eine Endfläche 79 (Freigabe) oder die andere Endfläche 78 (Arbeitsstellung)
oberhalb des Kopfes 47 zu liegen kommt. Auch auf diese Weise ist eine rasche Auswahl
und Festlegung der Werkzeuge möglich.
[0047] Fig. 5 zeigt eine unterhalb der Kopfplatte 22 auf den Säulenführungen 18 geführte
Führungsplatte 20, die von der Kopfplatte 22 mittels zumindest einer Druckfedereinheit
40 weggedrückt wird. Fig. 5 zeigt den Modul mit unbelasteten Werkzeugen 30; die Werkzeuge
30 ragen bis knapp vor die Stirnfläche des Führungsaufsatzes 70 und werden bei einer
Belastung durch den Nocken 37 in eine vorstehende Stellung verstellt und können in
dieser Stellung in die Matrizenöffnungen 42 der Matrize 21 nach Durchtritt durch das
zu bearbeitende Material 3 eindringen. Abfuhrkanäle 69 dienen zur Entfernung der ausgestanzten
Teile.
[0048] Soferne es sich bei den Modulen um Biegeeinheiten bzw. um Abschneid- bzw. Schereinheiten
handelt, ist eine Anordnung von Abfuhrkanälen nicht erforderlich; es müssen jedoch
die erforderlichen Einrichtungen vorgesehen sein, um das bearbeitete Material in Längsrichtung
der Anordnung weiterzubewegen oder um es zu entnehmen.
[0049] Gemäß Fig. 6 wird die Matrize 21 einlaufseitig von einer Auflaufleiste 38 überragt,
die von einer oder mehreren Federn geführt von einem Träger 41, in die Höhe ragt bzw.
nach oben gedrückt wird und durch den Führungsaufsatz 70 absenkbar bzw. hinunterdrückbar
ist. Diese im Modul querverlaufende Auflaufleiste 38 dient zum Abheben des Materials
3 von der Oberfläche der Matrize 21 bzw. von Gegenwerkzeugen oder Auflageflächen von
Bearbeitungseinheiten, um einen ungehinderten Materialtransport zu ermöglichen, der
allenfalls durch nach unten abstehende Verformungen bzw. Grate behindert werden könnte.
Aufgrund der Federvorspannung der Auflaufleiste 38 kann diese während eines Bearbeitungsvorganges
abgesenkt werden und wird im Aufwärtshub wieder nach oben verstellt.
[0050] Die Werkzeuge 30 sind vorteilhafterweise in ihren Führungsplatten 20 und/oder Aufsätzen
70 bzw. in der Halteplatte 19 gegen Verdrehung gesichert gelagert, um die Exaktheit
der Bearbeitung zu gewährleisten, insbesondere dann, wenn es sich nicht um kreisförmige
Werkzeuge handelt.
[0051] Die Schnelligkeit der Bearbeitung bzw. die Anzahl und der Ablauf der Bearbeitungshübe
hängen von der Umdrehungszahl der Presse bzw. Art und Schnelligkeit der Auf- und Abbewegungen
des Pressenstössels 8 ab. Vorteilhafterweise wird der Drehwinkel der Pressenkurbelwelle
bzw. des Pressenstößels von der Steuereinheit 64 abgefühlt, um die entsprechenden
Verstell- und Weiterbewegungen einzuleiten; so ist es von Vorteil, wenn alle Bewegungen
drehwinkel- oder stösselstellungsabhängig eingeleitet bzw. vorgenommen werden.
[0052] Betrachtet man die schematische Darstellung des Winkeldiagrammes 11 in Fig. 1 neben
dem Pressenantrieb 10, so erkennt man, daß ausgehend vom oberen Totpunkt 0° bei einer
Winkelstellung von etwa 130° Abfragen durch die Steuereinheit 64 vorgenommen werden,
ob die entsprechende Vorschubposition des Materials 3 erreicht worden ist, ob die
entsprechende Position der Module erreicht worden ist, ob die entsprechenden Positionen
der Aktivierungseinheiten, z.B. Schieber 36 bzw. der Nocken 37 erreicht worden sind,
bzw. ob die richtigen Werkzeuge bzw. Bearbeitungseinheiten aktiviert bzw. desaktiviert
wurden. Für die Abtastung zur Überwachung dieser Bewegungen und Positionen sind dem
Fachmann bekannte Sensoren vorgesehen, deren Signale von der Steuereinheit 64 mittels
entsprechender Programme verarbeitet werden. Soferne sämtliche vorgegebene Positionen
erreicht wurden, so erfolgt etwa zwischen einer Winkelstellung von 130° bis 230° der
Bearbeitungshub d.h. ein weiteres Absenken der Kopfplatte 22 durch Belastung mit dem
Pressenstössel 8, die Verformung bzw. Bearbeitung des Materials 3 und ein Anheben
der Kopfplatte 22 und der Werkzeuge 30. Bei einem Winkel von etwa 230°, d.h. zu einem
Zeitpunkt, bei dem die Werkzeuge 30 sich vom Material 3 entfernt haben, beginnen der
Materialvorschub, die Modulpositionierung, das Setzen der Schieber 36 in ihre neue
Position und die Rückversetzung von nicht benötigten Werkzeugen 30 durch entsprechende
Verstellung der Schieber 36. Diese Verstellbewegungen sollten bis zum Erreichen der
Winkelstellung von etwa 130° in einem neuen Umlaufzyklus des Pressenantriebs abgeschlossen
sein. Soferne die geforderten Positionen nicht erreicht werden, was durch die Überwachungssensoren
festgestellt wird, erfolgt ein Anhalten der Presse. Ein vollständiger Hub kann z.B.
eine Hublänge von bis zu mehreren 100 mm besitzen.
[0053] Die Steuerung aller Bewegungsfunktionen wird in der Praxis durch eine mehrachsige
Positioniersteuerung mit zusätzlichen Eingangs- und Ausgangsbaugruppen übernommen.
Die Positionierachsen sind dabei als geschlossene Positions- und gegebenenfalls Geschwindigkeitsregelkreise
ausgebildet. Die Gesamtzahl der möglichen Positionierachsen wird nur durch den verwendeten
Steuerungstyp begrenzt. Alle Funktionen, wie das Setzen der Ausgänge für die Hydraulikzylinder,
der Antriebseinrichtungen bzw. das Setzen der Ausgänge für Pneumatikzylinder, die
Verarbeitung aller Rückmeldungen usw. werden über die Eingangs- und Ausgangsbaugruppen
der Steuereinrichtung 64 vorgenommen.
[0054] Das zum Betrieb der Anordnung notwendige Programm kann z.B. in Form einer Anweisungsliste,
eines Funktionsplans, eines Kontaktschaltplanes usw. auf einem angeschlossenen Rechner
erstellt und über entsprechende Datenleitungen in die Steuereinrichtung 64 transferiert
werden; die Speicherung und Verwaltung von Anwenderprogrammen kann ebenfalls im Rechner
erfolgen.
[0055] Erfindungswesentlich ist es vor allem, daß während der Öffnungszeit bzw. vor und
nach dem oberen Totpunkt des Pressenstössels 8 ein oder mehrere Module durch entsprechende
Positionierachsen, z.B. Hydrauliken, Spindelantriebe od.dgl., in die jeweils geforderte
Position geschoben werden und im Arbeitstakt bzw.-hub sodann gleichzeitig mit einer
Mehrzahl von Werkzeugen und/oder Bearbeitungseinheiten die Materialbearbeitung erfolgt.
Es werden gleichzeitig die durch die Schieber 36 beim Schließen des Pressenstössels
8 betätigten Stempelelemente bzw. Werkzeuge 30 aktiviert und senken sich bis zum unteren
Umkehrpunkt durch das Material 3 bzw. bearbeiten dieses durch Trennen, Stanzen, Biegen,
Ziehen, Prägen, Verformen oder Abscheren; das Material wird gesteuert, z.B. durch
einen CNC-Walzenvorschub der Vorschubeinheit 6, in die erforderliche Position geschoben,
wobei das Material 3 durch die gegebenenfalls mehrfach vorgesehene Zentriereinheit
9 genau in Bezug auf eine vorgegebene Längsmittellinie positioniert wird.
[0056] Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt, können anstelle der bzw. zusätzlich
zu den quer verfahrbaren Module 13 und 14 auch ortsfeste Module, z.B. ein Modul 13'
für ein Ablängen bzw. Abscheren angeordnet werden, so wie anhand Fig. 20 näher erläutert
wird. Anstelle von oder zusätzlich zu derartigen Modulen können auch Längs- und/oder
Querbiegeeinrichtungen angeschlossen werden, welche untere, auf der Grundplatte 17
gelagerte und obere, von der Kopfplatte 22 getragene Biegewerkzeuge umfassen.
[0057] Es sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung verschiedene Fertigungsverfahren möglich.
So ist z.B. das sequentielle Abarbeiten eines Programmes möglich, bei dem bei jedem
Pressenhub ein Werkzeug 30 in einem Werkzeugmodul aktiviert und damit eine Bearbeitung
durchgeführt wird. Die Anzahl von Operationen in einem zu bearbeitenden Werkstück
bzw. Material entspricht sodann der Anzahl der durchgeführten Pressenhübe.
[0058] Als Alternative besteht dazu die Abarbeitung eines Programmes im Folgebetrieb, wobei
die Module durch die Position auf der Steckleiste 25 bzw. mit entsprechenden Abstandslehren
oder Verstelleinheiten in Bezug auf eine Nullinie bzw. die Vorschubeinheit 6 positioniert
sind, die den Abständen der Bearbeitungsorte oder einem Mehrfachen davon am Werkstück
entsprechen.Dabei können alle Operationen in einem Werkstück in einem Pressenhub durchgeführt
werden, d.h. bei jedem Pressenhub wird ein fertiges Werkstück erhalten.
[0059] Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es jedoch, daß die beiden zuvor beschriebenen
Fertigungsvarianten in Form eines Mischbetriebes je nach Erfordernis des Werkstückes
und einer raschen Fertigung kombiniert werden können.
[0060] Fig. 12 und 13 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante von Modulen und zwar
einen Modul 14, der in der bereits beschriebenen Weise quer zur Weiterbewegungsrichtung
12 des Materiales 3 verstellbar ist. Bei diesem Modul 14 liegen jedoch die Werkzeuge
30 bzw. Bearbeitungseinheiten 113 nicht in seinem mittleren Bereich, bzw. oberhalb
einer zentralen Durchlaßöffnung, sondern im seitlichen Endbereich, wobei in dem anderen
Endbereich die Säulenführungen 18 angeordnet sind. Wie Fig. 2 zeigt, können derartige
Module 14 einander gegenüber auf einem gemeinsamen unteren Modulträger 16 angeordnet
und unabhängig voneinander mit Antriebseinrichtungen 27 verstellt werden. Im linken
Endbereich des Moduls 14 sind z.B. sechs Werkzeuge 30 gelagert, die jeweils in z.B.
Dreiergruppen von jeweils einem Schieber 36 mit einem Nocken 37 in Arbeitsstellung
verstellbar sind. Zur Betätigung der sechs nebeneinander angeordneten Werkzeuge 30
können z.B. zwei Schieber 36 vorgesehen sein, die unabhängig voneinander agieren.
Es ist jedoch auch möglich, einen einzigen Schieber 36 mit einem oder mehreren Nocken
37 vorzusehen, die jedoch derart angeordnet sind, daß von einem Nocken immer nur ein
einziges Werkzeug oder mit mehreren Nocken mehrere vorgegebene Werkzeuge betätigt
werden. Diese Nocken könnten auf den Schiebern 36 zueinander versetzt angeordnet sein.
Die Schieber können auswechselbar sein, um andere Nocken verwenden zu können.
[0061] Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf die Grundplatte 17 bzw. die Matrize 21 mit den
Matrizenöffnungen 42 eines Moduls 14.
[0062] Fig. 14 bis 17 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante. Bei derartigen
Modulen 13 und 14 kann vorgesehen sein, daß die Werkzeuge 30 in der Halteplatte 19
in verdrehbaren Lagern 44 angeordnet sind. Jedes obere Drehlager 44 ist außen verzahnt
und kämmt mit einer angetriebenen Zahnstange 48. Im Führungsaufsatz 70 sind die drehbaren
Lagerteile 73 für die Werkzeuge 30 vorgesehen. Die Werkzeuge 30 sind formschlüssig
und gegen Drehung gesichert, axial nach oben verschiebbar in den außenverzahnten oberen
Drehlagern 44 gelagert.
[0063] Jedes der oder eine Anzahl oder alle der außen verzahnten Drehlager 44 ist bzw. sind
andauernd mit der oder den Zahnstangen 48 im Eingriff, um ein ungewolltes Verdrehen
der Werkzeuge 30 während der Bearbeitung zu vermeiden.
[0064] In der Matrize 21 sind die Matrizeneinsätze 81 mit den Matrizenöffnungen 42 ebenfalls
verdrehbar in außenverzahnten unteren Drehlagern 45 aufgenommen, wobei jedes Drehlager
45 mit einer Zahnstange 46 kämmt. Die in der Matrize 21 gelagerten Matrizeneinsätze
81 sind formschlüssig und gegen Verdrehung gesichert von den unteren Drehlagern 45
aufgenommen, welche andauernd mit einer Zahnstange 46 in Eingriff stehen. Die beiden
Zahnstangen 46 und 48 stehen mit 2 Zahnrädern 51 dauernd in Eingriff. Beide Zahnräder
51 besitzen innere Ausnehmungen, durch welche eine Formwelle 50, welche in der Kopfplatte
22 oder in der Grundplatte 17 befestigt ist, spielfrei verläuft.
[0065] Dadurch wird bei vertikaler Relativbewegung der Kopfplatte 22 zur Grundplatte 17
über die Zahnräder 51 die Synchronbewegung der Zahnstangen 46 und 48 und damit der
oberen und unteren Drehlager 44 und 45 sichergestellt.
[0066] Die Bewegung der Antriebszahnstange 49 erfolgt von der Steuereinheit 64 z.B. mit
einer eigenen oder mit einem Stellmotor od.dg.; damit ist die synchrone Bewegung der
Zahnstangen 46,48 und eine synchrone Verdrehung der Werkzeuge 30 und der Matrizeneinsätze
81 mit den Matrizenöffnungen 42 gesichert. Die Zähne der Zahnstangen 46 und 48 bzw.
der Drehlager 44 und 45 sind mit 74 bezeichnet. Die Länge der Schiebebewegung der
Zahnstangen 46,48 ergibt über den Teilkreisdurchmesser der Verzahnung der Zähne 74
den Drehwinkel von den außenverzahnten Drehlagern 44 und 45.
[0067] Die Module 13,14 sind in ihren Führungsbahnen 28,28' formschlüssig geführt; da jedoch
rasche Bewegungen der Module 13,14 notwendig sind und dabei relativ große Massen bewegt
werden müssen, versucht man, die auftretenden Reibungskräfte zu minimieren. Fig. 18
stellt einen Schnitt senkrecht zur Weiterbewegungsrichtung 12 durch die Führungsbahn
28 dar. Im unteren Modulträger 16 ist eine Anzahl von Rollen 52 angeordnet, die jeweils
in einer Ausnehmung einer Achse 55 drehbar gelagert sind, welche Achse 55 jeweils
von einem Trägerkörper 54 getragen ist, der von einer Feder 53 abgestützt ist. Die
einzelnen Trägerkörper 54 werden durch die Steuereinheit 64 im Falle der Notwendigkeit
einer Bewegung des Moduls 13,14 mit einer nicht dargestellten Betätigungseinheit angehoben
und damit jede der Rollen 52 angehoben bzw. um ein geringes Maß aus der Oberfläche
76 der Führungsbahn 28 herausgestellt, sodaß der Modul 13,14 bzw. dessen Grundplatte
17 auf den Rollen 52 abrollen kann. Anstelle einer zwangsweisen Herausbewegung der
Rolle 52 aus der Ausnehmung 75 kann auch vorgesehen sein, daß die Feder 53 so stark
ausgebildet ist, daß sie das Gewicht des Moduls 13,14 tragen kann, sodaß der Modul
von der Oberfläche 76 um ein geringes Spiel abgehoben und leicht betätigbar ist. Im
Bearbeitungshub werden die Rollen 52 in die Ausnehmung 75 gedrückt und der Druck der
Grundplatte 17 wird von der Oberfläche 76 aufgenommen. Auf diese Weise ist die Grundplatte
17 seitlich und nach oben hin formschlüssig geführt und auf ihrer Unterfläche reibungsmäßig
entlastet. Fig. 26 zeigt einen Schnitt in die Weiterbewegungsrichtung 12 durch die
obere Führungsbahn 28'. Die Kopfplatte 22 trägt eine T-förmige Führung, die in der
Führungsbahn 28' im oberen Modulträger 23 verstellbar ist. Die Kopfplatte 22 bzw.
deren T-förmige Führung ist von Rollen 52 abgehängt getragen, die auf Achsen 55 am
oberen Modulträger 23 gelagert sind. Während des Ruhe- bzw. Positionierungshubes,
in dem der Modul 13,14 querverstellt wird, kann die Kopfplatte auf den Rollen reibungsarm
laufen und der Modul seine Verstellbewegung durchführen. Im Bearbeitungshub erfolgt
eine Kraftübertragung über einander gegenüberliegenden Flächen, d.h. die untere Fläche
des oberen Modulträgers 23 und die nach oben weisende Fläche der Kopfplatte 22 durch
entsprechend gewählte Spielräume zwischen oberen Modulträger 23 und Kopfplatte 22.
[0068] In Fig. 17 ist eine Draufsicht auf die teilweise von den Deckflächen 43,43',43'',43'''
überlagerten Werkzeugköpfen 47 dargestellt, wobei die Schieber 36,36',36'',36''' seitlich
neben bzw. oberhalb der die beiden Reihen von Werkzeugen 30 gleichzeitig betätigenden
bzw. verdrehenden Zahnstange 48 gelegen sind.
[0069] Fig. 20 zeigt einen Modul 13' zum Abscheren bzw. Abschneiden der Materialbahn. Dazu
ist als einziges Werkzeug 30 eine senkrecht auf- und ab bewegbare Schneidplatte 30'
als Werkzeug vorgesehen. Dieses Werkzeug 30' trägt eine Mehrzahl von Köpfen 47, die
in der Halteplatte 19 oder auch in der Kopfplatte 22 gelagert sind; jedem Kopf 47
ist ein Nocken 37 zugeordnet und ist mit diesem in die Arbeitsstellung verstellbar.
Jeder Nocken 37 geht über eine Schrägfläche 61 in die Deckfläche 43 über. Die Nocken
37 sind auf dem Schieber 36 ausgebildet, der mittels der Betätigungsstange 35 über
die Schieberkupplung 62 mit der Antriebseinheit 31 verbunden ist. Bei nichtaktiviertem
Schieber 36 wird die Schneidplatte 30' durch Federn 82 gegen die Deckfläche 42 gehoben
und damit das Aufsetzen der Schneidkante der Schneidplatte 30' am Material 3 verhindert.
Dies vermeidet Verschleiß an der Schneidkante und unzulässige Einkerbungen am Material
3. Somit ist auch ein derartiges Schneid- bzw. Trennwerkzeug 30' ohne weiteres in
einen erfindungsgemäß ausgebildeten Modul zu integrieren.
[0070] Die Matrize 21 bildet mit der Schneidplatte 30' eine zusammenwirkende Schneide.
[0071] Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen senkrecht oder geneigt zur Weiterbewegungsrichtung
12 verstellbaren Module 13,14 parallel zueinander angeordnet sind.
[0072] Die Mitnahme bzw. Bewegung des gesamten Oberteiles - Gestellplatte 24, oberer Modulträger
23, Kopfplatte 22 mit Halteplatte 19, sowie der über die Druckfedereinheit mit Distanzbolzen
40 verbundenen Führungsplatte 20 - durch den Pressenstössel 8 erfolgt zwangsläufig
und formschlüssig.
[0073] In Fig.21 ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer Aktivierungs- bzw. Peststelleinrichtung
für die Werkzeuge 30 bzw. für Bearbeitungseinheiten im Schnitt schematisch dargestellt.
Diese Art Aktivierungseinrichtung kann anstelle der beispielsweise in Fig.14 dargestellten
Aktivierungseinrichtung treten. Prinzipiell sind auch anders ausgebildete Feststelleinrichtungen
möglich. Bei der in Fig.21 dargestellten Aktivierungseinrichtung werden die Werkzeugstempel
bzw. Werkzeuge 30 von Nocken 89 mit Nockenflächen 84 in die Vertiefungen 71 in der
Halteplatte 22 oder in die Kopfplatte 19 gedrückt und dort während des Arbeitshubes
festgelegt bzw. festgehalten. Über jedem Werkzeugkopf 47 ist eine insbesondere in
ihrer Breite auf den Werkzeugkopf 47 abgestimmte Nockenscheibe 83 angeordnet, die
auf einer Austrittswelle 86 befestigt ist. Die Welle 86 wird von einer nicht näher
dargestellten Antriebseinrichtung verdreht, so daß der bzw. die Nocken 89 der jeweiligen
Nockenscheiben 83 entweder in eine Arbeitsposition oder in eine Freigabeposition verdrehbar
ist bzw. sind. Eine Nockenscheibe 83 kann auch mehrere Nocken 89 tragen, um entweder
eine Absenkung des Werkzeuges 30 um unterschiedliche Ausmaße zu ermöglichen oder um
die Zeiten zum Ineingriffbringen eines Nocken 89 mit einem Werkzeugkopf zu verkürzen.
[0074] Jede Nockenscheibe 83 besitzt am Umfang eine um den Betätigungsweg eines Werkzeuges
31 erhöhte Nockenfläche 84, welche im Aktivierungszustand auf den Werkzeugkopf bzw.
Stempelkopf 47 drückt und damit das Eindringen, Durchschneiden, Prägen, Ziehen oder
Biegen des zu bearbeitenden Materials 3 durchführt. Insbesondere beidseits der Nockenscheiben
83 befinden sich abgesetzte Bundflächen 85 in der Kopfplatte 22 oder der Halteplatte
19, welche einerseits die Lagerung der Welle 86 bzw. der Nockenscheiben 83 bewerkstelligen
und anderseits die entstehenden Bearbeitungskräfte, welche über die Werkzeugstempel
bzw. Werkzeuge 30 in die zugehörigen Werkzeugköpfe 47 über die Nockenscheiben 83 eingeleitet
werden, an die Kopfplatte 22 bzw. die Halteplatte 19 weitergeben und so eine starre
Verbindung zwischen dem Werkzeug 30 und dem Pressenstößel 8 ermöglichen.
[0075] Die freie Drehbewegung der einzelnen Nocken 89 von nicht im Einsatz befindlichen
Werkzeugen 30 wird durch Ausfräsungen 87 in der Kopfplatte 22 bzw. in der Halteplatte
19 ermöglicht.
[0076] Die Drehbewegung aller Nockenscheiben 83 sowie die zwischen den einzelnen Nockenscheiben
82 genau definierte radiale Position der Nockenfläche 84 bzw. die entsprechenden Drehwinkelabstände
zwischen einzelnen Nocken 89 werden von vornhinein festgelegt und sind vorzugsweise
für verschiedene Betriebszustände veränderbar. Zur Veränderung bzw. Festlegung dieser
Parameter können Stifte 88 vorgesehen sein, die die Nockenscheiben 83 durchsetzen
und mit der Antriebswelle 86 fest verbunden werden können.
[0077] Die Drehung der Antriebswelle 86 kann durch verschieden ausgeführte Antriebseinrichtungen
erfolgen, welche ein winkelabhängiges Positionieren ermöglichen; insbesondere können
dazu Schrittmotoren eingesetzt werden. Die Positionierung der Antriebswelle 86 erfolgt
von einem Rechner oder von der für die Anordnung vorgesehenen Steuereinheit.
[0078] Fig.22 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.21 und Fig.23 zeigt einen Schnitt
längs der Linie B-B in Fig.21.
[0079] Fig.22 zeigt ein Werkzeug 30, das vom Nocken 89 in die Arbeitsstellung verstellt
ist; in Fig.23 ist das Werkzeug 30 in seiner Ruhestellung und der Nocken 89 in seiner
Freigabestellung dargestellt. Strichliert sind weitere mögliche Stellungen für den
Nocken 89 dargestellt, die dieser einnehmen kann, wenn die Nocken 89 anderer Nockenscheiben
83 in ihre Arbeitsposition verstellt werden und der dargestellte Nocken in seiner
Freigabestellung verbleiben soll. Die Geometrie der Nockenscheibe 83 gemäß Fig.22
und 23 ist derart ausgelegt, daß der Nocken 89 mit seinen seitlich anschließenden
Auflaufflächen 90 sieben Freigabestellungen und eine Arbeitsstellung einnehmen kann.
[0080] Die in den Fig.21 bis 23 dargestellte erfindungsgemäße Aktivierungseinrichtung besitzt
gegenüber einer Betätigung der Werkzeuge 30 mittels Schieber 36 den Vorteil, daß die
Abstände zwischen den Hauptachsen der Werkzeuge 30 wesentlich enger festgelegt werden
können, da die zur Aktivierung notwendige Schrägfläche 61 der Nocken 73 der Schieber
36 (Fig.8) relativ lange ausgebildet sein muß; im vorliegenden Fall ist die Auflauffläche
90 jedoch quer zur Reihe der Werkzeuge 30 auf einer Nockenscheibe 83 angeordnet. Die
Breite der Nockenscheiben 83 kann auf die jeweilige Breite der Werkzeugköpfe 47 abgestimmt
werden, so daß der Achsabstand der einzelnen Werkzeuge 30 auch auf die konstruktiv
erforderlichen Mindestabstände reduziert werden kann.
[0081] Die Drehbewegung der aus einzelnen Nockenscheiben 83 zusammengesetzten Nockenwelle
86 erfolgt über einen Schrittmotor, welcher von einem Rechner bzw. der Steuereinheit
angesteuert wird. Unter Berücksichtigung der jeweils kürzesten Drehwinkelbewegung
von einer im Nocken 89 zum nächsten Nocken bzw. in eine Leerstellungsposition durch
den Rechner bzw. das Rechenprogramm bzw. einer Drehrichtungsfindereinheit kann eine
sehr kurze Verstellzeit erreicht werden, unabhängig davon, wie groß der zu betätigende
Werkzeugkopf 47 ist. Durch Einsatz mehrerer Nockenwellen 86 nebeneinander in einem
Modul 13 in der Kopfplatte 22 und/oder in der Halteplatte 19 kann die Anzahl der Werkzeuge
30 pro Modul 13 stark erhöht werden, was wirtschaftlich ist und zu geringeren anteiligen
Werkzeugkosten pro Werkzeug 30 führt.
[0082] Die in Fig. 21 dargestellte Anordnung beinhaltet sieben Plätze 89' für Werkzeuge
30 und eine Leerstellungsposition. Diese sieben Werkzeuge 30 sind einzeln für sich
ansteuerbar bzw. freigebbar.
[0083] Durch Auswechseln der entsprechenden Nockenscheiben 83, z.B. bei Einsatz von Nockenscheiben
83 mit mehreren Nocken 89, könnte auch vorgesehen werden, daß mehrere Werkzeuge 30
in verschiedenen Kombinationen gleichzeitig in die Arbeitsposition verstellt werden
können. Die Anzahl der möglichen wählbaren Positionen ist vom Durchmesser der Nockenwelle
und vom erforderlichen Freistellungsweg der nicht aktivierten Werkzeuge 30 abhängig.
[0084] Wichtig für die Einsatzmöglichkeit von großen Werkzeugen, d.h. mit größeren Durchmessern,
ist es, daß die Auflauffläche 90 der Nocken 89 bei nicht aktiven Nocken parallel zur
Oberfläche des Werkzeugkopfes 47 zu liegen kommt. Bei kleinerem Nockenwellendurchmesser
müßte andernfalls die Nockenflanke bzw. die Auflauffläche 90 steiler angelegt werden
und man müßte damit den Durchmesser des Werkzeugkopfes 47 bzw. des Werkzeuges 30 begrenzen
bzw. eine Ansteigung der Kopffläche 47 vornehmen und relativ reibungsarm die Verstellbewegungen
vornehmen.
[0085] Fig. 27 bis 29 zeigen eine Variante eines Moduls, insbesondere von Halbmodulen. Wesentlich
ist, daß der Antrieb für die Drehbewegung von der Halteplatte 19 auf bzw. in die Führungsplatte
20 verlegt wurde. Dadurch entfallen bei dieser Version die Lagerteile 73. Weiters
wird die Antriebszahnstange 49 ebenfalls in die Führungsplatte 20 verlegt. Diese kann
durch alle möglichen Antriebseinrichtungen (Zylinder oder Antriebsmotoren mit Spindeln)
betätigt werden; so erfolgt das programmierbare Drehen der Drehlager 44, welche formschlüssig
die Werkzeuge 30 führen. Über die Zahnstange 48, die Zahnräder 51 und die Formwelle
50 wird die in der Grundplatte 17 befindliche Zahnstange 46 mit den damit kämmenden
Matrizeneinsätzen 81 synchron angetrieben.
[0086] Durch diese Anordnung ist es möglich, sowohl die Antriebseinrichtung 27 für den Modul,
welche über die Kupplung 57 mit der Grundplatte 17 verbunden ist, die Antriebseinheit
31 zur Betätigung der Werkzeuge 30 und auch die nicht dargestellte Positioniereinheit
zur Betätigung der Antriebszahnstange 49 auf einer Modulseite anzuordnen. Daraus folgt,
daß zwei auf einem Modulträger 16 gegenüberliegend angeordnete Module 14 in einfacher
Weise als Drehmodule ausgebildet werden können.
[0087] Fig. 24 und 25 zeigen schematisch eine Ausführungsform einer Aktivierungseinheit,
bei der die Aktivierung von Werkzeugen oder Bearbeitungseinheiten hydraulisch erfolgt.
Über den Köpfen 47 der Werkzeuge 30 befinden sich in der Kopfplatte 22 oder in der
Halteplatte 19 eingebaute Kolben 91, welche im Durchmesser auf die Kontur des Werkzeugkopfes
47 abgestimmt sind.
[0088] Über eine von der Steuereinheit 64 gesteuerte Hydraulikeinheit 94 wird dauernd Drucköl
mit niedrigem Druck durch die Ventile 93, Schläuche und/oder Rohre und/oder Bohrungen
92 zu den Fluidräumen 95 über den Kolben 91 gefördert und diese sowie die darunter
befindlichen Werkzeugköpfe 47 um den durch die Vertiefung 71 möglichen Weg in die
Arbeitsstellung nach unten gedrückt, aber nicht druckbeaufschlagt, sodaß sie beim
Auftreten auf das Material anhebbar sind bzw. keine Werkstückverformung bewirken.
[0089] Um das oder die beim nächsten Stößelhub benötigte(n) Werkzeug(e) 30 in Arbeitsstellung
zu halten bzw. dort festzulegen, wird duch die Steuereinheit 64 das oder die zugehörige(n)
Ventil(e) 93 geschaltet und somit das Druckfluid am Ab -bzw. Rückfließen in die Hydraulikeinheit
94 gehindert. Dadurch kann das ausgesuchte Werkzeug 30 bzw. die Bearbeitungseinheit
im Gegensatz zu den nicht aktivierten Werkzeugen bzw. Bearbeitungseinheiten beim Aufsetzen
auf das Material 3 nicht hochgeschoben werden und führt die vorgesehene Bearbeitung
durch.
[0090] Fig. 74 zeigt eine Variante eines Antriebs für die erfindungsgemäße Anordnung. Bei
diesem Antrieb ist eine Hydraulikeinheit 114 vorgesehen, die über entsprechende Druckleitungen
115 Druckkolben 116 ansteuert, mit denen die Antriebsplatte 23 oder die oberen Modulträger
22 oder die Kopfplatten 19 auf- und abbewegbar sind. Bei Druckbeaufschlagung bzw.
Einleitung und Ableitung eines Hydraulikfluides in diese Hydraulikkolben 116 werden
Auf- und Abwärtsbewegungen der oberen Kopfplatte bzw. der oberen Modulträger erzielt
und damit die auf der Anlagenplatte 7 angeordneten Modulträger 13,14 betätigt werden.
Fig. 74 zeigt ferner, daß die Module 13,14 auch vereinzelt bzw. zu Gruppen zusammengefaßt
angeordnet werden können; die zu Gruppen zusammengefaßten Module 13,14 werden jedoch
immer gleichzeitig betätigt, was bedeutet, daß die in den einzelnen Modulen mit der
Aktivierungseinheit aktivierten Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinrichtungen gleichzeitig,
d.h. während ein und desselben Arbeitshubes, von der dieser Modulgruppe zugeordneten
Antriebsplatte 23 betätigt werden.
[0091] Fig. 30 und 31 zeigen verschiedene in Modulen, insbesondere in Halbmodulen 14, angeordneten
Bearbeitungseinrichtungen 113.
[0092] Der in Fig. 30 dargestellte Modul 14 trägt als Bearbeitungseinheit 113 eine von Schweißelektroden
101 gebildete Widerstandsschweißeinrichtung. Die Aktivierungseinheit 131 kann im vorliegenden
Fall von einer Verstelleinrichtung für die obere und/oder untere Schweißelektrode
101 gebildet sein. Diese Verstelleinrichtung 131 kann eine hydraulische Einrichtung
sein, oder eine auf Schieber und/oder Nockenwellenbasis funktionierende Einheit sein,
so wie dies bereits bei den Aktivierungseinheiten für die Werkzeuge 30 näher beschrieben
wurde. Der Arbeitsdruck wird sodann im Arbeitstakt vom Antrieb, z.B. dem Pressenstößel
aufgebracht.
[0093] Fig. 31 zeigt eine Bearbeitungseinheit 113 in einem Modul 14, die von einer Fügeeinheit
108 bzw. entsprechenden oberen und unteren Fügewerkzeugen gebildet ist. Mit 109 ist
eine Zuführungseinheit für Fügeteile beschrieben. Die Aktivierungseinrichtung wird
in diesem Fall wiederum von einer Verstelleinrichtung 131 für das obere und/oder untere
Fügewerkzeug gebildet. Der Fügedruck wird im Arbeitstakt aufgebracht.
[0094] Nachdem bei diesen Bearbeitungseinrichtungen mit der Aktivierungseinheit eine entsprechende
Positionierung bzw. Festlegung der Bearbeitungseinrichtungen in ihrer Arbeitsposition
erfolgt ist, wird der Bearbeitungsvorgang vorgenommen.
1. Anordnung zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen, Biegen, Ziehen, Prägen,
Trennen, von profil-,band-, platten- oder streifenförmigem Material oder Werkstücken,
vorzugsweise aus Metall, Kunststoff, Holz oder Karton, mit zumindest einem quer zur
Weiterbewegungsrichtung (12) des Materials oder Werkstückes (3) verstellbaren werkzeugtragenden
Modul (13,14), der mit einem Antrieb (5), z.B. einem auf- und abgehenden Pressenstössel
einer Presse, betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Module (13,14)
vorgesehen sind, die jeweils zumindest zwei unabhängig voneinander einsetzbare Werkzeuge
(30) und/oder zumindest eine Bearbeitungseinheit (113), z.B. eine Presse, eine Schneideinrichtung,
eine Elektrodeneinheit zum Widerstandsschweißen, eine Fügeeinheit od.dgl., tragen,
welche Module (13,14) von zumindest einer, vorzugsweise einer jedem Modul (13,14)
eigenen, Antriebseinrichtung (27,96) zwischen den einzelnen Arbeitshüben bzw. Bearbeitungszeitspannen
in Bezug auf die Weiterbewegungsrichtung (12) des zu bearbeitenden Materials (3) in
Längs- und/oder Querrichtung, vorzugsweise unabhängig voneinander, von einer Arbeitsposition
direkt in eine andere vorgegebene Arbeitsposition verstellbar, vorzugsweise stufenlos
verstellbar, sind und daß jeder der Module (13,14) zumindest eine mit dem jeweiligen
Modul (13,14) mitbewegbare und von diesem Modul getragene Aktivierungseinheit für
jedes einzelne oder für eine Gruppe oder für alle der von dem jeweiligen Modul (13,14)
getragene(n) Werkzeug(e) und/oder getragene(n) Bearbeitungseinheit(en) (113) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung bzw. die Festlegung
in Arbeitsstellung von Werkzeugen (30) bzw. von Bearbeitungseinheiten (113) oder ihre
Verstellung in Ruheposition während der Bewegung der Module (13,14) von einer Arbeitsposition
in die andere Arbeitsposition oder in der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Arbeitstakten erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Aktivierungseinheit
entweder bereits in Arbeitsstellung befindliche Werkzeuge (30) oder Bearbeitungseinheiten
(113) in dieser Stellung für die Zeitspanne der Materialbearbeitung verriegelbar bzw.
festlegbar oder in Ruhestellung befindliche Werkzeuge (30) oder Bearbeitungseinheiten
zumindest für die Zeitspanne der Materialbearbeitung in die Arbeitsstellung verstellbar
und dort verriegelbar bzw. festlegbar sind, wobei als Aktivierungseinheit für die
Werkzeuge (30) zumindest ein Schieber (36) oder zumindest eine Nockenscheibe (83)
oder zumindest eine einen oberhalb des Werkzeuges (30) gelegenen Druckraum (95) mit
Hydraulikflüssigkeit versorgende und den Kopf bzw. einen Kolben (91) zumindest eines
Werkzeuges (30) druckbeaufschlagende Hydraulikeinheit (94) oder für eine als Widerstandsschweißeinrichtung
ausgebildete Bearbeitungseinheit eine zumindest eine der, insbesondere die obere,
Schweißelektroden (101) in Arbeitsposition verstellende Verstelleinheit (131) oder
für eine als Fügeeinheit ausgebildeten Bearbeitungseinheit eine Verstelleinheit (131)
für zumindest eines der Fügewerkzeuge (108) und/oder die Zufuhreinrichtung (108) für
die Fügeteile vorgesehen ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebseinheit
(5) alle Module (13,14) oder alle einzelnen zu einer Gruppe von Modulen gehörenden
Module (13,14), d.h. alle aktivierten bzw. in Arbeitsstellung festgelegten bzw. verriegelten
Werkzeuge (30) und Bearbeitungseinheiten (113), gleichzeitig betätigbar sind, wobei
gegebenenfalls als Antriebseinheit eine mechanische Einheit, z.B. der Stößel einer
Presse, der die im Einbauraum der Presse befindlichen Module (13,14) bzw. Modulgruppen
bzw. Bearbeitungseinrichtungen betätigt, oder eine Nockenwelle, mit der die einzelnen
Module (13,14) und/oder Bearbeitungseinrichtungen betätigbar sind oder eine hydraulische
Einheit, mit der z.B. eine einer Anzahl von Modulen (13,14) gemeinsame Antriebsplatte
verstellbar ist, vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Modul
(13,14) oder jede Modulgruppe eine auf einer bzw. in einer quer (senkrecht oder schräg)
zur Weiterbewegungsrichtung (12) des Materials (3) verlaufenden Führungsbahn (28)
verschiebbar gelagerte und zumindest eine Matrize (21) tragende Grundplatte (17) und
eine von dieser beabstandete, relativ zu dieser verstellbare und vom Antrieb (5),
z.B. der Presse der Hydraulikeinheit, der Nockenwelle oder dem Pressenstössel (8),
beaufschlagte Kopfplatte (22) und gegebenenfalls eine mit ihr verbundene Halteplatte
(19) und gegebenenfalls eine zwischen Kopfplatte (22) und Grundplatte (17) verstellbar
angeordnete Führungsplatte (20) umfaßt, wobei die zumindest zwei Werkzeuge (30) bzw.
die zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) von der Kopfplatte (22) oder der Halteplatte
(19) oder der Führungsplatte (20) getragen sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein
oder einander gegenüber zwei Module (13,14) mit seiner (ihrer) Grundplatte (17) auf
dem Anlagentisch (7), insbesondere Pressentisch (7), oder auf einer auf einem Anlagentisch
(7) angeordneten Basisplatte (15) oder auf einer einzigen oder auf einer jeweils eigenen
quer zur Weiterbewegungsrichtung (12) verlaufenden Führungsbahn (28) gelagert ist
(sind).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Pressenstössel
(8) oder der Gestellplatte (24) oder einer Antriebsplatte, gegebenenfalls in Weiterbewegungsrichtung
(12) verlaufende, z.B. mit T-Steinen (29'), verstell- bzw. verschiebbare obere Modulträger
(23) getragen sind, die jeweils eine oder eine Anzahl quer zur Weiterbewegungsrichtung
(12) verlaufende Führungsbahn(en) (28') für die Kopfplatte (22) eines Moduls (13,14)
tragen.
8. Anordung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Modul
(13,14) bzw. jeder Grundplatte (17) oder jeder Modulgruppe zur Quer- und/oder Längsverstellung
eine eigene Antriebseinrichtung (27), z.B. ein Hydraulikzylinder oder eine Antriebsspindel,
zugeordnet ist, wobei gegebenenfalls die Antriebseinrichtung(en) (27) von einem schwenkbar
am unteren Modulträger (16) gelagerten Träger (26) getragen und an der Grundplatte
(17) an- bzw. von dieser abkoppelbar sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivierungseinheit
bzw. Verstelleinheit ein Schieber (36) auf bzw. in der Kopfplatte (22) und/oder der
Halteplatte (19) oder auf bzw. in der Führungsplatte (20) gelagert und mit einer Antriebseinheit
(31) verstellbar ist und zumindest einen Nocken (37) trägt, der über zumindest einen
Kopf (47) eines Werkzeuges (30) bzw. dem Verstellorgan (131) der Bearbeitungseinheit
(113) in Stellung bringbar ist und das Werkzeug (30) bzw. den verstellbaren Teil der
Bearbeitungseinheit (113) in die Arbeitsstellung verstellt bzw. drückt und/oder dort
festlegt, wobei gegebenenfalls eine sich im Raum zwischen den Köpfen (47) der Werkzeuge
(30) oder der Bearbeitungseinheit (113) und einer Führungsflläche (76) der Kopfplatte
(22) erstreckende Überdeckungsfläche (43,43') am Schieber (36) vorgesehen ist, die
die nicht von Nocken (37) überlagerten Köpfe (47) der Werkzeuge (30) bzw. der Bearbeitungseinheiten
(113) vorzugsweise nur teilweise überdeckt und vorteilhafterweise über eine Schrägfläche
(61) in den vom Schieber (36) nach unten vorstehenden bzw. abgehenden Nocken (37)
übergeht.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Module
(13,14) bzw. die einzelnen unteren Modulträger (16) in Weiterbewegungsrichtung (12)
mit Antriebseinheiten, z.B.Spindeltrieben, gegebenenfalls stufenlos verstellbar sind
oder auf allenfalls austauschbar an der Basisplatte (15) und/oder dem Pressentisch
(7) angebrachten Positionierleisten (25) in vorgegebenen Stellungen bzw. in vorgegebenen
Abständen in Bezug auf einen Ausgangsnullpunkt bzw. eine Ausgangslage des Werkstückes
bzw. Materials positionierbar bzw. festlegbar sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
ein, vorzugsweise alle, Werkzeuge (30) bzw. verstellbaren Teile der Bearbeitungseinrichtungen
(113) in der Kopfplatte (22) oder in der Halteplatte (19) oder in der Führungsplatte
(20) in einem verdrehbaren Werkzeughalter bzw. oberen Drehlager (45) gelagert sind,
daß die zugeordneten Matrizeneinsätze (81) bzw. Gegenwerkzeuge mit den Matrizenöffnungen
(42) in der Matrize (21) bzw. in der Grundplatte (17) in einem unteren Drehlager (45)
verdrehbar gelagert sind und daß die Bewegung jedes Werkzeuges (30) mit der Bewegung
des jeweils zugeordneten Matrizeneinsatzes (81) bzw. die Drehbewegungen der beiden
Drehlager (44,45) mit einer Synchronisationseinheit (50) synchronisiert erfolgen,
wobei gegebenenfalls die oberen Drehlager (44) und die unteren Drehlager (45) von
zumindest einer Zahnstange (46,48,49) angetrieben sind und gegebenenfalls die in der
Kopfplatte (22) oder Halteplatte (19) oder Führungsplatte (20) und die in der Grundplatte
(17) verlaufende(n) Zahnstange(n) (46,48,49) mit einer Formwelle (50) od.dgl. bewegungsmäßig
gekoppelt sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung
und Überwachung der Quer- und/oder Längsbewegung der Module (13,14) bzw. der unteren
Modulträger (16) und/oder der Tätigkeit der Aktivierungseinheit(en), insbesondere
der Bewegungen der Schieber (36), und/oder der Vorschubeinheit (6) für das Material
und/oder der Hubzahl des Antriebes (5), insbesondere der Presse, und/oder die Verdrehung
der Werkzeuge (30) und/oder Matrizeneinsätze (81) um ihre Achse eine Steuereinheit
(64), vorzugsweise ein Rechner, vorgesehen ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte
(17) mit einer Anzahl von Rollen (52) und/oder Kugeln abgestützt ist, die auf dem
unteren Modulträger (16) gelagert und mit Federn (53) in die Führungsbahn (28) für
die Grundplatte (17) auf dem unteren Modulträger (16) gedrückt sind und die Grundplatte
(17) während ihrer Verstellbewegung vom Grund der Führung (28) wegdrücken und/oder
das gegebenenfalls eine von der Steuereinheit (64) gesteuerte Hebeeinheit für die
Tragkörper (54) der jeweiligen Rolle (52) vorgesehen ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaufbereich
der Anordnung eine Zentriereinheit (9) für das Material (3) angeordnet ist und daß
in Abhängigkeit von einer von der Zentriereinheit (9) vorgegebenen Bezugslängsachse
die Querbewegung derModule (13,14) gesteuert ist.
15. Anordnung nach einem derAnsprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellplatte
(24) und/oder der obere Modulträger (23) mit dem Pressenstössel (8) bzw. mit der Antriebsplatte
bzw. die Basisplatte (15) und/oder der untere Modulträger (16) mit dem Anlagentisch,
insbesondere Pressentisch (7) formschlüssig verbunden sind und/oder daß die Gestellplatte
(24) und die Basisplatte (15) Führungsteile (29,29') für eine Mehrzahl von nebeneinander
anzuordnenden oberen Modulträgern (23) bzw. unteren Modulträgern (16) tragen.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopfplatte
(22) oder der Halteplatte (19) oder in der Führungsplatte (20) oder in den oberen
Drehlagern (44) Ausnehmungen (71) zur zumindest teilweisen Aufnahme der Köpfe (47)
der Werkzeuge (30) ausgebildet sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopfplatte
(22) und/oder der Halteplatte (19) und/oder der Führungsplatte (20) als Aktivierungseinheit
zumindest eine Nockenwelle (86) verdrehbar gelagert ist, die von einer Antriebseinheit,
insbesondere einem Schrittmotor, angetrieben ist, der seinerseits von einem Rechner
bzw. der Steuereinheit (64) gesteuert ist und die an ihrer Umfangsfläche zumindest
einen Nocken (89) trägt, der über den Kopf (47) bzw. den Köpfen eines Werkzeuges (30)
bzw. einer Bearbeitungseinheit (113) bzw. deren verstellbaren Teil (131) in Stellung
bringbar ist und das Werkzeug (30) bzw. den Verstellteil (131) in die Arbeitsstellung
drückt bzw. dort festlegt, wobei gegebenenfalls die Nockenwelle (86) eine Mehrzahl
von gegebenenfalls steckverbundenen Nockenscheiben (83) umfaßt, die jeweils zumindest
einen Nocken (89) tragen, wobei gegebenenfalls jeder Nocken (89) seitlich von Auflaufflächen
(90) begrenzt ist und/oder gegebenenfalls die Nocken (89) einzelner Nockenscheiben
(83) auf der Nockenwelle (86) gegeneinander versetzt angeordnet sind, sodaß verschiedene
Werkzeuge (30) bzw. Bearbeitungseinheiten (113) wahlweise in die Arbeitsposition verstellbar
und dort festlegbar sind.
18. Modul für eine Anordnung zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen und/oder
Biegen und/oder Trennen oder dgl., von profil-, band-, platten oder streifenförmigem
Material bzw. Werkstücken, welcher Modul zumindest ein Werkzeug (30) und/oder zumindest
eine Bearbeitungseinheit (113) trägt und mit einem Antrieb (5), z.B. einem auf- und
abgehenden Pressenstössel, einer Hydraulikeinrichtung, einer Nockenwelle od.dgl.,
betätigbar ist, insbesondere für eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Modul (13,14) für seine Bewegung quer zur Weiterbewegungsrichtung
(12) des zu bearbeitenden Materials (3) in einer Grundplatte (17) eine Führung für
eine Führungsbahn (28) aufweist, daß der Modul (13,14) eine die Werkzeuge (30) und/oder
zumindest eine Bearbeitungseinheit (113) tragende Kopfplatte (22) oder Halteplatte
(19) oder Führungsplatte (20) aufweist und daß der Modul (13,14) eine Aktiviereinrichtung,
z.B. zumindest einen Nockenschieber, zur Festlegung bzw. Aktivierung von dem(n) bzw.
von der für eine Bearbeitungstätigkeit in einem Arbeitshub ausgesuchte(n) Werkzeug(en)
(30) bzw. ausgesuchten Bearbeitungseinheit trägt, und daß zwischen der Grundplatte
(17) und der Kopfplatte (22) oder Halteplatte (19) des Moduls (13,14) zumindest eine
Säulenführung (18) angeordnet ist, auf welchen Säulenführungen gegebenenfalls die
Führungsplatte (20) geführt ist.
19. Verfahren zur spanlosen Bearbeitung, insbesondere zum Stanzen, Biegen, Ziehen, Prägen,
Trennen, von profil-, band-, platten- oder streifenförmigem Material (3) mit oder
Werkstücken, mit einer Mehrzahl von Werkzeugen (30), die mit einem Antrieb (5), vorzugsweise
einem auf- und abgehenden Pressenstössel (8), betätigbar sind, insbesondere für eine
Anordnung bzw. einen Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Freitaktzeitraumes des Antriebes (5), insbesondere während des Freihubes
des Pressenstössels (8), das oder die für den nächsten Bearbeitungshub zum Einsatz
vorgesehene(n) bzw. festgelegte(n) Werkzeug(e) (30) bzw. Bearbeitungseinheit(en) (113)
in Arbeitsstellung festgelegt bzw. aktiviert wird (werden), daß davon unabhängig aber
insbesondere gleichzeitig, die die Werkzeuge und/oder Bearbeitungseinheiten tragenden
Module (13,14), vorzugsweise jeweils voneinander unabhängig, quer (senkrecht oder
schräg) zur Weiterbewegungsrichtung (12) und/oder in bzw. gegen die Weiterbewegungsrichtung
(12) des Materiales (3) in der Anordnung von einer Arbeitsstellung in die nächste
vorgegebene Arbeitsstellung direkt hin positioniert werden und daß im Arbeitstakt,
insbesondere bei Abwärtsbewegung des Antriebs, z.B. des Pressenstössels, bzw. im Bearbeitungshub
mit allen in Arbeitsstellung befindlichen bzw. dort festgelegten Werkzeugen (30) bzw.
mit der (den) aktivierten in Arbeitsstellung befindlichen bzw. dort festgelegten Bearbeitungseinheit(en)
gleichzeitig (113) eine Bearbeitung des Materials (3) erfolgt.