Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feinschneiden und Umformen eines Werkstücks aus einem Bandstreifen, mit mehreren, aus Wirkelementen wie Schneidstempel und/oder Umformelement, Führungsplatte für das Schneid- und/oder Umformelement, an der Führungsplatte angeordnete Ringzacken und Druckplatte eines Oberteils und Schneidplatte, Auswerfer, Prägeamboss und Druckplatte eines Unterteils bestehenden Bearbeitungsstufen für einen Bearbeitungszyklus aus Ausschneiden, Prägen, Vorformen und/oder Lochen o. dgl., wobei der Bandstreifen zwischen geschlossenen Ober- und Unterteil eingeklemmt und in offener Lage von Ober- und Unterteil in Vorschubrichtung bewegbar ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Feinschneiden und Umformen eines Werkstücks aus einem Bandstreifen, bei dem der Bandstreifen in mehreren, aus Wirkelementen wie Schneidstempel, und/oder Umformelement, Führungsplatte, an der Führungsplatte angeordnete Ringzacken und Druckplatte eines Oberteils und Schneidplatte, Auswerfer, Prägeamboss und Druckplatte eines Unterteils bestehenden Bearbeitungsstufen nacheinander einem Bearbeitungszyklus aus Ausschneiden, Prägen, Vorformen und/oder Lochen o. dgl. unterworfen wird, der Bandstreifen zwischen geschlossenem Ober- und Unterteil eingeklemmt und bearbeitet sowie in offener Lage von Ober- und Unterteil in Vorschubrichtung taktweise weiterbewegt wird.
Feinschneidteile mit umgeformten Funktionsbereichen werden meist in Folgeverbund-Feinschneidwerkzeugen hergestellt, die mehrere aufeinanderfolgende Stufen mit Folgewerkzeugen umfassen. Hierbei wird ein ausgeschnittenes Rohteil von einem Querschieber aufgenommen und der nächsten Bearbeitungsstufe bei geöffnetem Werkzeug zugeführt.
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Des Weiteren ist aus der
Trotz all dieser Maßnahmen des bekannten Standes der Technik müssen materialverschwendende Umschnitte beim Design des Streifenbildes, insbesondere bei kleineren Teilen im Mehrfachschnittkonzept, vorgesehen werden, damit die Umformoperationen nicht die Stanzgittergeometrie beeinflussen kann. Letztendlich entstehen bei kleinen Teilen pro Hub Abfallkosten, die die Teilekosten übersteigen, wodurch mit dem Feinschneiden für bestimmte Teilepartien zu hohe Materialmengen verbraucht werden.
Von Nachteil ist weiterhin, dass infolge des Transports der ausgeschnittenen Teile mittels Querschieber, das Werkzeug geöffnet werden muss, damit der Querschieber das ausgeschnittene Teil in die nächste Bearbeitungsstufe transportieren kann. Die spezifischen Fertigungszeiten pro Teil steigen dadurch. Darüber hinaus müssen die Stößel der Pressen weitgehend bis an ihren oberen bzw. Unteren Totpunkt fahren, was wiederum die Hubzahl einschränkt. Oftmals führen liegengelassene oder durch den Querschieber nicht erfasste Abfallbutzen im Werkzeugraum zusätzlich zu Störungen des Fertigungsablaufs und zu Beschädigungen an den Werkstücken.
Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feinschneiden kleiner bis mittlerer Teile bereitzustellen, mit dem es möglich wird, wertvollen Werkstoff massiv einzusparen, die Bearbeitungsfunktion der Aktivelemente mit der Transportfunktion von Bearbeitungsstufe zu Bearbeitungsstufe unter gleichzeitiger Erhöhung von Hubzahl und Wirtschaftlichkeit zu kombinieren und Störungen im Fertigungsablauf durch nicht ausgetragenen Abfall aus dem Werkzeug zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus; dass die Schneidplatte sowohl die Wirkfunktion, d.h Aktivelement für den Schneid- und/oder Umformvorgang ist, als auch die Transferfunktion zum Transport der Teile von Bearbeitungsstufe zu Bearbeitungsstufe übernimmt. Die Schneidplatte ist deshalb als ein scheibenförmiges Transferteil mit mehreren an die Wirkelemente angepassten Schneidöffnungen ausgebildet, in welchen ein Rohling aus dem Bandstreifen geschnitten werden kann und in denen das ausgeschnittene Werk- oder Abfallstück zum Transport von einer Bearbeitungsstufe zur anderen klemmend aufgenommen werden kann, wobei der Transferteil um eine zur Bearbeitungsrichtung parallele, im Zentrum des Transferteils gelegene virtuelle Achse gegenüber den Wirkelementen des Oberteils drehbar, senkrecht zur Bearbeitungsrichtung nach einem Hub über die Wirkelemente des Unterteils hinweg drehbar ist und die Arbeitsöffnungen im Transferteil auf einem gemeinsamen Grundkreis angeordnet sind, der dem Abstand der Bearbeitungsstufe von der Achse entspricht, und dass die Bearbeitungselemente des Oberteils auf dem Grundkreis voneinander fix beabstandet angeordnet sind, wobei den Bearbeitungsstufen mindestens zwei am Umfang diametral gegenüberliegende, in der Führungsplatte des Oberteils befestigte, senkrecht zur Achse angeordnete Riegelbolzen und mehrere diametral zum Umfang gegenüberliegend angeordnete Riegelöffnungen im Transferteil zum Justieren, Fixieren und Zustellen der Wirkelemente untereinander zugeordnet sind.
Der Transferteil weist zur Ausführung der Hub- und Drehbewegung einerseits ein von in einer auf der Druckplatte angeordneten Fassung gehaltenes Führungselement zum vertikalen Verschieben des Transferteils in Richtung Riegelbolzenachse gegen die Führungsplatte und andererseits einen im Druckstück drehbar gelagerten Zapfen zum Drehen des Transferteils auf.
Die Hubbewegung des Transferteils erfolgt über das Druckstück des Unterteils vorteilhafterweise hydraulisch, indem die Druckbolzen das Führungselement in Richtung Riegelbolzenachse drücken.
Die Drehbewegung des Transferteils setzt dann ein, wenn die Hubbewegung abgeschlossen ist und die Wirkelemente des Unterteils die Drehbewegung der Schneidplatte nicht mehr stören.
Damit die Riegelbolzen in die Riegelöffnungen beim Verriegeln von Oberteil und Unterteil, d.h. Arretieren und Zustellen des Transferteils, eingreifen können, liegen die Achsen von Riegelbolzen Riegelöffnung auf einer gemeinsamen Flucht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, neben einem einzigen Bearbeitungszyklus auch alternativ die Bearbeitungsstufen mehrerer Bearbeitungszyklen auf konzentrisch zur virtuellen Drehachse des Transferteils gelegenen Grundkreisen auszuführen. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Fertigungsstückzahlen.
Die Zu- und Abführrichtung des Bandstreifens läuft über die virtuelle Drehachse des Transferteils, d.h. über den Mittelpunkt des Grundkreises hinweg. Jedem Bearbeitungszyklus ist mindestens ein Abfuhrkanal zugeordnet, der in Abhängigkeit der Anzahl der Bearbeitungsstufen nach außen führend angeordnet ist.
Die Abfallbutzen werden in mindestens einem separaten, nach verlaufenden Abführkanal abgeführt. Die Abführung erfolgt vorzugsweise durch ein nach außen gerichtetes Ausblasen oder einen Bandtransport.
Die separate Abführung der Abfallbutzen hat den Vorteil, dass die Abführung der fertiggestellten Werkstücke vom Abfallaustrag vollkommen getrennt ist. Die Gefahr, dass durch nicht ausgetragene Abfallbutzen eine Störung im Fertigungsablauf eintritt, ist somit weitgehend ausgeschlossen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, das aus den Bandstreifen ausgeschnittene Werkstück und/oder den Rohling in einer auf einer Kreisbahn liegenden Arbeitsöffnung klemmend aufzunehmen und in der Arbeitsöffnung zu speichern. Durch eine Hubbewegung mit nachfolgender Drehbewegung um einen, dem Abstand der Wirkelemente voneinander entsprechenden Betrag gelangt das in der jeweiligen Arbeitsöffnung gespeicherte Werkstück schrittweise zur nächstfolgenden Bearbeitungsstufe, wobei bei jedem Drehschritt die Wirkelemente des Oberteils und die wirkelemente des Unterteils zur Deckung gebracht und sich nach dem Justieren und Schließen zu einem Wirkpaar der jeweiligen Bearbeitungsstufe ergänzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den großen Vorteil, dass mehrere Bearbeitungszyklen gleichzeitig durchgeführt werden können, wobei ein erster Bearbeitungszyklus auf einem ersten Grundkreis und ein weiterer Bearbeitungszyklus auf einem Grundkreis durchgeführt wird, der sich vom ersten Grundkreis unterscheidet.
Von besonderem Vorteil ist weiterhin, dass ein separater Transport der feingeschnittenen und umgeformten Werkstücke innerhalb des Werkstücks mittels Querschieber nicht mehr notwendig ist. Die Schneidplatte übernimmt neben ihrer Aktivfunktion auch die Transportfunktion. Die Werkstücke werden vollkommen ausgeschnitten und vom Stanzgitter getrennt, so dass materialverschwendende Umschnitte vor allem bei kleinen Teilen nicht mehr in Kauf genommen werden müssen. Dies führt zu erheblichen Materialeinsparungen bei kleinen und mittleren Feinschneidteilen, wodurch das Feinschneiden trotz signifikant steigender Stahlpreise lukrativ in der Anwendung bleibt.
Dadurch, dass die feingeschnittenen und umgeformten Werkstücke nach erfolgter Schneid- oder Umformoperation in den Arbeitsöffnungen geklemmt aufgenommen und zur nächsten Bearbeitungsstufe transportiert werden, entsteht der Vorteil, dass die Werkstücke durch eventuell im Werkzeugraum verbliebene Abfallbutzen beim Feinschneid- oder Umformvorgang nicht beschädigt werden können.
Infolge des Transfers der Werkstücke mittels der Schneidplatte und des Wegfalls eines separaten Schiebers zum Transport der Teile kann der Stößelweg der Presse insgesamt deutlich reduziert werden, wodurch es möglich wird, die Hubzahl, d.h. die Taktzahl, beträchtlich zu erhöhen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigt
Die
Das Unterteil 3 ist gebildet aus einer Fassung 12, einer scheibenförmigen Schneidplatte 13 mit Führungselement 14, einem Abfallkanal 15, einem Auswerfer 16, einem Prägeamboss 17 und einem zentralen Lagerzapfen 18, der auf der unteren Druckplatte 19 fixiert ist. Schneidplatte 13 und Führungselement 14 bilden ein gemeinsames Bauteil, das drehbar ist. In der Schneidplatte 13 sind entsprechende Schneidöffnungen 20 vorgesehen, die den Aktivelementen 5, 7 und 8 entsprechend zugeordnet sind. Auf dem Lagerzapfen 18 lagert die Schneidplatte 13 mit ihrem Führungselement 14 mittig auf.
Das Führungselement 14 stützt sich an seinem Außenumfang an der Fassung 12 ab, wobei in der Ebene E zwischen den Führungsflächen von Fassung 12 und Führungselement 14 ein nicht dargestelltes Antriebselement angreift, beispielsweise ein Schrittschaltmotor für die Erzeugung des erforderlichen Antriebsmoments zum Drehen der Schneidplatte 13 um ihre auf der Achse des Lagerzapfens 18 gelegene virtuelle Achse A.
Auf das Führungselement 14 wirkt ein unterer unter Hydraulikdruck stehender Druckbolzen 21 ein, mit dessen Hilfe die Schneidplatte 13 samt ihres Führungselements 14 eine definierte Hubbewegung in Richtung senkrecht zum Bandstreifen 6 ausführen kann. Der Auswerfer 16 als Gegenhalter für den Schneidstempel 7 wird von einem weiteren unter Hydraulikdruck stehenden Druckbolzen 22 abgestützt.
In der scheibenförmigen Schneidplatte 13 befinden sich nahe ihrem äußeren Umfang mehrere Riegelöffnungen 23, die sich diametral gegenüberliegen. In geschlossener Zustellung von Ober- und Unterteil 1 bzw. 2 greifen die beiden diametral gegenüberliegenden Riegelbolzen 10 jeweils in eine Riegelöffnung 23 ein. Die Mittenachse der entsprechenden Riegelöffnung 23 liegt auf der Achsflucht B des Riegelbolzens 1. Die Riegelöffnungen 23 sind dabei so entlang dem Umfang der Schneidplatte 13 verteilt, dass bei Eingriff der Riegelbolzen 10 die entsprechenden Wirkelemente von Ober- und Unterteil 1 bzw. 2 miteinander ein Wirkpaar, d.h. jeweils eine Bearbeitungsstufe, bilden können. Der Bandstreifen 6 ist im geschlossenen Stellungszustand von Ober- und Unterteil zwischen Führungsplatte 2 und Schneidplatte 13 eingeklemmt und die Ringzacke 4 bereits in den Bandstreifen 6 eingedrungen.
Der Lochstempel 5 und die entsprechende Schneidöffnung 20 der Schneidplatte 13, Schneidstempel 7 im Oberteil 1 und Auswerfer 16 im Unterteil 2 sowie Prägestempel 9 im Oberteil 1 und Prägeamboss 18 im Unterteil 2 bilden entsprechende Wirkpaare, die wie nachfolgend in
Die
Im ersten Arbeitsschritt I wird der Rohling 8, eventuell auch eine Innenform in die Schneidöffnung 20 der Schneidplatte 13 aus der Teilereihe T1 des Bandstreifens 6 geschnitten und nicht ausgeworfen. Der Rohling 8 verbleibt in der Schneidöffnung 20. Beim Öffnen von Oberteil 1 und Unterteil 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Schneidplatte 13 einschließlich Führungselement 14 durch die hydraulisch betätigten Druckbolzen 21 angehoben und mit dem in der Schneidöffnung 20 befindlichen Rohling 8 in die nächstfolgende Arbeitsposition gedreht. In dem hier gezeigten Beispiel erfolgt die Drehung im Uhrzeigersinn zur Rückseite der Vorrichtung. Natürlich gehört es auch zu der Erfindung, wenn die Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn liegt.
Im zweiten Arbeitsschritt II wird das Ober- und Unterteil 1 bzw. 2 geschlossen, wobei die Riegelbolzen 10 in die entsprechende Riegelöffnungen 23 der Schneidplatte 13 eingreifen. Die Schneideplatte 13 ist jetzt durch die Riegelbolzen 10 arretiert und es kann an dem Rohling 8 die nächstfolgende Arbeitsoperation, beispielsweise ein Prägen oder ein Ausstoßen der Butzen 26 in einen Kanal 15 (siehe auch
Im dritten Arbeitsschritt III wird die Schneideplatte 13 wiederum mit dem in der Schneidöffnung 20 verbleibenden Rohling 8 beim Öffnen von Ober- und Unterteil angehoben und soweit gedreht bis die nächstfolgende Arbeitsposition (Bearbeitungsstufe) erreicht ist. Die Schneidplatte 13 wird wie bereits im zweiten Arbeitsschritt beschrieben arretiert und Ober- und Unterteil geschlossen. Die entsprechende Arbeitsoperation wird ausgeführt, wobei sich die Arbeitsschritte solange wiederholen bis die Bearbeitung des Teils abgeschlossen ist.
Im vierten Arbeitsschritt IV wird das fertig bearbeitete Werkstück aus der Schneidöffnung 20 der Schneidplatte 13 in einen Kanal 25 ausgestoßen und beispielsweise durch Ausblasen aus dem Innenraum von Ober- und Unterteil entfernt. Nach dem Öffnen von Ober- und Unterteil 1 bzw. 2, Anheben und Drehen der Schneidplatte 13 erreicht die freigewordene Schneidöffnung 20 in der Schneidplatte 13 die Arbeitsposition in der Teilereihe T2 des Bandstreifens 6, so dass ein erneuter Bearbeitungszyklus im Uhrzeigersinn auf der Vorderseite der Vorrichtung durchgeführt werden kann.
Die Zuführrichtung Z des Bandstreifens 6 in die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgt über das Zentrum, d.h. der virtuellen Achse A, so dass es ohne weiteres möglich ist, unterschiedlich breite Bandstreifen 6 einzusetzen, wenn der Grundkreis GK für die Anordnung der einzelnen Bearbeitungsstufen entsprechend angepasst wird.
Je nach Anzahl der notwendigen Bearbeitungszyklen können die einzelnen Wirkpaare auf konzentrisch zueinander angeordneten Grundkreisen GK liegen, die jeweils von der virtuellen Drehachse A der Schneidplatte 13 unterschiedliche Radien R aufweisen, so dass gleichzeitig mehrere Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können.
Jedem Bearbeitungszyklus ist ein Kanal 25 für den Abtransport der fertiggestellten Werkstücke nach außen. Die Abführrichtung AR der fertiggestellten Teile kann entsprechend der Anzahl der Wirkpaare (Bearbeitungsstufen) variieren. Die Winkel α können demzufolge bezogen auf Zuführrichtung des Bandstreifens 6 variieren.
Der Kanal 24 zum Abtransport der Abfallbutzen verläuft senkrecht zur Zuführrichtung des Bandstreifens 6 und ist somit vollkommen von dem Abtransport der Fertigteile separiert, so dass entsprechende Störungen durch im Werkzeugraum verbleibende Butzenreste ausgeschlossen sind.
Die
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