[0001] Die vorstehende Erfindung betrifft ein Umform- und Stanzwerkzeug, das mit einer Zusatzvorrichtung
fuer das Durchfuehren von Stanzarbeiten in einer Presse ausgeruestet ist.
[0002] Es ist bekannt, zur Durchfuehrung von Umform- und Stanzvorgaengen, z.B. an Blechteilen,
Werkzeuge zu verwenden, die ueblicherweise aus zwei Bauteilen bestehen. Ein Bauteil
des Werkzeuges ist ortsfest am Tisch der Presse befestigt, waehrend das zweite Bauteil
des Werkzeuges mit dem auf und ab beweglichen Schlitten der Presse verbunden ist.
[0003] Es ist bekannt, dass diese Umformwerkzeuge einen sehr komplexen Aufbau haben, da
es meistens erwuenscht ist, mit einer einzigen Hubbewegung des beweglichen Schlittens
der Presse eine Vielzahl von Umformvorgaengen am Werkstueck vorzunehmen.
[0004] Es hat sich auch herausgestellt, dass in der Praxis bestimmte Zusatzarbeiten bei
Verwendung nur eines einzigen Umform- und Stanzwerkzeuges mit einem sehr grossen,
technischen Aufwand durchfuehrbar sind, Aufwand, der nicht immer gerechtfertigt ist.
[0005] Aus diesem Grunde werden Nebenarbeiten, wie z.B. Stanz- oder Biegevorgaenge am Werkstueck
haeufig in einem zweiten Umformwerkzeug durchgefuehrt, das einfacherer Bauart ist.
Fuer die Bereitstellung dieses zweiten Werkzeuges sind aber erneut erhebliche Aufwendungen
vorzusehen, die nicht zu unterschaetzen sind.
[0006] Auch bringt der Einsatz von mehreren separaten Werkzeugen mit sich, dass das fertig
bearbeitete Werkstueck von dem ersten Werkzeug zu entnehmen ist, um in ein zweites
Werkzeug eingesetzt zu werden, Vorgang, der zu einer erheblichen Zunahme der Fertigungskosten
fuehrt.
[0007] Um diese Nachteile zu vermeiden, sind aus dem Stand der Technik zusaetzliche, im
Aufbau schlittenartige Vorrichtungen bekannt geworden, die an geeigneter Stelle mit
dem feststehenden Bauteil oder mit dem beweglichen Bauteil des Umform- oder Stanzwerkzeuges
verbunden sind. Diese zusaetzlichen, schlittenartigen Vorrichtungen weisen eine Halterung
auf, die mit einem geeigneten Werkzeug ausgeruestet wird, um mit einem solchen Werkzeug
zusaetzliche Stanz- oder Biegevorgaenge am Werkzeug durchzufuehren.
[0008] Das Stanz- oder Biegewerkzeug wird ueblicherweise durch Antriebsmittel betaetigt,
die am beweglichen Bauteil angeordnet sind.
[0009] Diese Zusatzeinrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt geworden sind, haben
den Nachteil, dass sie nur in einer Hubrichtung betaetigbar sind, d.h. dann, wenn
das bewegliche Bauteil des Werkzeuges z.B. eine nach unten gerichtete Bewegung durchfuehrt.
[0010] Wird vom Werkzeug hingegen eine nach oben gerichtete Ruecklaufbewegung durchgefuehrt,
so fuehren auch die Antriebsmittel eine Ruecklaufbewegung durch.
[0011] Es sind auch hydraulisch betaetigbare Vorrichtungen bekannt geworden, die waehrend
einer Abwaertsbewegung des beweglichen Bauteiles betaetigbar sind und waehrend einer
nach oben gerichteten Ruecklaufbewegung des Bauteiles unbetaetigt bleiben.
[0012] Diese hydraulischen Einrichtungen sind in nachteiliger Weise mit Rohrleitungen fuer
den Zulauf und den Ruecklauf einer hydraulischen Fluessigkeit ausgeruestet. Diese
Rohrleitungen, die sich in der Naehe der beweglichen Bauteile des Werkzeuges befinden,
stellen ein stoerendes Hinderniss in unmittelbarer Naehe des Werkzeuges dar.
[0013] Aus der US-Patentschrift 3,858,427 (D1) (nächstkommender Stand der Technik) ist ein
Stanzwerkzeug bekannt geworden, das ueber ein bewegliches Bauteil der Umformpresse
antreibbar ist.
[0014] Mit dieser Vorrichtung koennen zusaetzliche Stanzvorgaenge an einem Werkstueck, das
sich in einem geschlossenen Umformwerkzeug befindet, durchgefuehrt werden.
[0015] Ein Nachteil, welcher der in D1 beschriebenen Vorrichtung anhaftet, besteht darin,
dass die Betaetigung des Stanzwerkzeuges nur waehrend einer Bewegungsrichtung der
Presse durchfuehrbar ist.
[0016] So erfolgt bei D1 bei einer nach unten gerichteten Bewegung der Presse keine Betaetigung
des Stanzwerkzeuges. Das Stanzwerkzeug wird lediglich bei einer nach oben gerichteteten
Bewegung des Pressenstempels betaetigt.
[0017] Sofern mit einer Vorrichtung nach D1 ein Stanzvorgang bei einer nach unten gerichteten
Bewegung der Presse durchzufuehren ist, muessten umfangreiche Umbauarbeiten durchgefuehrt
werden oder Vorrichtungen mit unterschiedlicher Bauart eingesetzt werden.
[0018] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neue Zusatzvorrichtung fuer ein Stanzwerkzeug
vorzuschlagen, wobei die Zusatzeinrichtung ohne die Vorsehung von Rohrleitungen fuer
ein unter Druck stehendes Fluid arbeitet und ferner die Moeglichkeit eroeffnet wird,
die Zusatzvorrrichtung wahlweise sowohl waehrend einer abwaerts gerichteten Bewegung
des Umform- und Stanzwerkzeuges als auch waehrend einer aufwaerts gerichteten Bewegung
des Umform- und Stanzwerkzeuges zu betaetigen.
[0019] Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Umform- und Stanzwerkzeug mit einer Zusatzvorrichtung
vorzuschlagen, die eine Werkzeughalterung oder einen Kolben beweglich und gegen die
Wirkung einer Rueckholfeder in einer Aufnahme aufweist, und die Aufnahme mit einem
Bauteil des Werkzeuges verbunden ist, wobei diese Aufnahme an dem der Werkzeughalterung
bzw dem Kolben gegenueberliegenden Ende eine die Aufnahme durchdringende Oeffnung
aufweist, in die ein Antriebsmittel einfahrbar und das mit dem beweglichen Bauteil
des Werkzeuges verbunden ist, wobei die Aufnahme fuer die Lagerung der Werkzeughalterung
in der durchgehenden Oeffnung einen Antriebshebel aufnimmt, der schwenkbar an einem
Zapfen gelagert ist und nach Art eines einseitig wirkenden Gelenkes ausgebildet ist,
und die Aufnahme in Uebereinstimmung mit dem Hebel, der das einseitig wirkende Gelenk
bildet, eine Oeffnung aufweist, in die der Hebel waehrend seiner Schwenkbewegung (f)
eintritt, dass die Aufnahme rohrfoermig ausgebildet und um ihre Laengsachse derart
drehbar angeordnet ist, daß das abgerundete Teilstueck des Hebels und die Oeffnung
der rohrfoermigen Aufnahme wahlweise auf das bewegliche Bauteil des Werkzeuges gerichtet
oder vom beweglichen Bauteil des Werkzeuges abgewandt werden kann, wobei der Antriebsmittel
in beiden seiner Bewegungsrichtungen den Hebel betätigt.
[0020] Mit einer Zusatzvorrichtung, die diese Merkmale aufweist, ist es moeglich, ein zusaetzliches
Umform- oder Stanzwerkzeug zu schaffen, dass wahlweise waehrend einer nach unten gerichteten
Bewegung oder waehrend einer nach oben gerichteten Bewegung des Antriebsmittels des
Werkzeuges betaetigt, bzw. nicht betaetigt werden kann.
[0021] Zur Umstellung genuegt es, den Stempel mit dem einseitig wirkenden Gelenk und der
Aufnahme in geeigneter Weise gegenueber dem Umform- und Stanzwerkzeug entsprechend
auszurichten.
[0022] Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer beschrieben und mit einem Ausfuehrungsbeispiel
in den beigefuegten Zeichnungen dargestellt.
Die Figuren 1 - 4 zeigen im Laengsschnitt und in verschiedenen Arbeitsstellungen die
waehrend einer nach unten gerichteten Bewegung des Werkzeuges betaetigbare Zusatzvorrrichtung;
die Figuren 5 - 8 zeigen im Laengschnitt die Zusatzvorrichtung in einer Arbeitsstellung,
in der der Stempel waehrend eines nach oben gerichteten Hubes des Werkzeuges betaetigbar
ist;
die Figuren 9 - 10 zeigen schematisch die erfindungsgemaesse Vorrichtung mit einer
als Hydraulikeinheit ausgebildeten Antriebseinrichtung.
[0023] Die einzelnen Bauteile der Vorrichtung werden nun genauer anhand der Figur 1 beschrieben.
[0024] Ueblicherweise wird das Umform- oder Stanzwerkzeug von einem oberen Bauteil 1 gebildet,
das mit dem beweglichen Schlitten (nicht dargestellt) einer Presse verbunden ist.
[0025] Der Schlitten der Presse fuehrt eine auf- und abgehende Bewegung in Form eines abwechselnd
nach unten bzw. nach oben gehenden Hubes durch.
[0026] Das Werkzeug besteht ferner aus einem ortsfest angeordneten Bauteil (nicht dargestellt),
das in bekannter Weise am feststehenden Tisch der Presse angeordnet ist.
[0027] Wird das obere Bauteil mit dem unteren Bauteil des Werkzeuges in Wirkverbindung gebracht,
so erfolgt in bekannter Weise ein Umformvorgang an dem eingelegten Werkstueck.
[0028] Es ist vom Stand der Technik bekannt, dem feststehenden Bauteil oder dem beweglichen
Bauteil des Werkzeuges Zusatzvorrichtungen zuzuordnen, mit welchen z.B. einfache,
zusaetzliche Stanz- oder Lochvorgaenge durchfuehrbar sind, dabei wird mit diesen Zusatzvorrichtungen
von der Aussenseite des mehrteiligen Werkzeuges auf das im Werkzeug befindliche und
breits verformte Werkstueck eingewirkt.
[0029] Die erfindungsgemaesse Einrichtung betrifft eine Zusatzvorrichtung 2. Die Zusatzvorrichtung
2 besteht aus einer rohrfoermigen Aufnahme 3, die an gewuenschter Stelle an der Aussenseite
des feststehenden Bauteiles oder des beweglichen Bauteiles des Werkzeuges oder in
bestimmten Faellen auf dem Tisch der Presse selbst angeordnet werden kann.
[0030] Im Inneren der Aufnahme 3 ist ein Stempel oder eine Werkzeughalterung 4 angordnet,
die in bekannter Weise mit Umform- oder Stanzwerkzeugen bestueckt werden kann.
[0031] Im Inneren der Werkzeughalterung 4 ist eine Rueckholfeder 5 angeordnet, welche die
Aufgabe hat, die Werkzeughalterung 4 in einer Ruhelage, wie in Figur 1 dargestellt,
zu halten.
[0032] Das rueckwaertige Teil der Werkzeughalterung 4 weist eine nach Art eines Schlitzes
ausgebildete, durchgehende Ausnehmung oder Oeffnung 6 auf. In dieser Ausnehmung 6
ist, unter Zuhilfenahme eines Querzapfens 7, ein Antriebshebel 8 schwenkbar gelagert.
Der Antriebshebel 8 weist an seinem freien Ende eine drehbare Kontaktrolle 9 auf.
[0033] In Uebereinstimmng mit dem Querzapfen 7 weist der Hebel 8 ein abgerundetes Teilstueck
10 auf, um ein einseitig wirkendes Gelenk zu schaffen; der Hebel 8 hat die Moeglichkeit,
lediglich in einer mit dem Pfeil (f) gekennzeichten Richtung zu schwenken, waehrend
eine Schwenkbewegung in der entgegengesetzten Richtung unterbleibt, da diese durch
die innere Wand der Werkzeughalterung 4 verhindert wird.
[0034] In Uebereinstimmung mit dem abgerundeten Teilstueck 10 des Hebels 8 weist die Aufnahme
3 eine Oeffnung 11 auf. Die Oeffnung 11 ist vorgesehen, um dem Hebel 8 sowie der Kontaktrolle
9 eine freie Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles (f) zu ermoeglichen.
[0035] Mit dem beweglichen Bauteil 1 des Werkzeuges ist ein abstehender Arm 12 verbunden,
und dieser Arm kann waehrend der Bewegung des verschiebbaren Bauteiles 1 in eine Kammer
oder Ausnehmung 13 eintreten, die in die Aufnahme gegenueber der Werkzeughalterung
4 vorgesehen ist.
[0036] In diese Kammer 13 ragt bei Ruhelage der Werkzeughalterung 4 eine Antriebsrolle 9.
[0037] Um die Werkzeughalterung 4 gegenueber der Aufnahme 3 unter Ausnuetzung der Bewegung
des angetriebenen Bauteiles 1 des Werkzeuges verwenden zu koennen, weist der Betaetigungsarm
12 eine Antriebsnocke 14 auf, die zur Rolle 9 ausgerichtet ist.
[0038] In vorteilhafter Weise hat die Nocke 14 die Form eines Dreiecks, doch sind auch andere
Nockenformen zur Steuerung der Verschiebebewegung der Aufnahme 4 denkbar.
[0039] Im wesentlichen kann die Zusatzvorrichtung 2 gegenueber dem feststehenden Teil des
Werkzeuges (nicht dargestellt), wie in Figur 1 gezeigt, montiert werden, d.h. mit
der kurvenartigen Abrundung 10 des Hebels 8 sowie der Oeffnung 11 der rohrfoermigen
Lagerung 3 auf das bewegliche Bauteil des Werkzeuges 1 gerichtet.
[0040] Es ist aber auch moeglich, das Werkzeug 2 um 180° zu drehen, wie dies z.B. in Figur
7 dargestellt ist. Hier sind das abgerundete Teil 10 des Hebels 8 und die Oeffnung
11 auf der Seite der Halterung angeordnet, die vom beweglichen Teil 1 des Werkzeuges
abgewandt ist, d.h. mit der kurvenartigen Abrundung 10 des Hebels 8 und der Oeffnung
11 der Halterung 3 auf das feststehende Bauteil des Werkzeuges gerichtet.
[0041] In den Figuren 9 und 10 ist im Schnitt die Zusatzvorrichtung 2 zur Durchfuehrung
zusaetzlicher Bearbeitungsvorgaenge unter Zuhilfenahme des beweglichen Bauteiles 1
des Werkzeuges dargestellt. Dabei sind alle Bauteile der Zusatzvorrichtung 2 identisch
mit den bisher beschriebenen Teilen mit dem einzigen Unterschied, dass das Kopfstueck
des Stempels 4 einen echten Kolben bildet, der im Inneren einer Kammer 20 eines Hydraulikzylinders
21 angeordnet ist. Der Hydraulikzylinder 21 weist eine Oeffnung 22 fuer den Eintritt,
bzw. den Austritt eines hydraulischen Fluids, z.B. Oel, auf.
[0042] Der Ausgang 22 des Zylinders 21 ist z.B. mit dem Schlitten einer Werkzeughalterung,
die hydraulisch angetrieben wird, verbindbar.
[0043] Die Funktionsweise des Werkzeuges 2, besonders nach Figur 1, 2, 3 und 4 ist folgende:
[0044] Wird ueber eine nach unten gerichteten Bewegung, wie mit den Pfeilen (g) dargestellt,
das bewegliche Teil 1 des Werkzeuges nach unten verschoben, so tritt das freie Ende
des Armes 12 in die Kammer 13 ein.
[0045] Durch weitere Bewegung des Armes 12 in Richtung (g) erfolgt ein Verschieben der Steuernocke
14 die, wie in Figur 2 dargestellt, auf die Steuerrolle 9 einwirkt.
[0046] Da in dieser Stellung und Beeinflussung durch den Hebel 8 keine Schwenkbewegung durchgefuehrt
werden kann, erfolgt ein Verschieben der Werkzeughalterung 4 in Richtung des Pfeiles
(i) und demzufolge wird ein Umform- oder Stanzvorgang unter Verwendung eines geeigneten
Werkzeuges (nicht dargestellt) durchgefuehrt.
[0047] Gleichzeitig wird die Rueckholfeder 5 gespannt.
[0048] Waehrend der weiteren Verschiebung des beweglichen Werkzeugteiles 1 in Richtung des
Pfeiles (g), wie in Figur 3 dargestellt, ueberfaehrt die Nocke 14 die Mittellinie
der Werkzeughalterung 4 und erlaubt somit der Werkzeughalterung 4, eine Ruecklaufbewegung
in Richtung der Pfeiles (k) durchzufuehren, dies aufgrund der Entlastung der Rueckholfeder
5 und der Moeglichkeit, dass der Hebel 8 eine freie, ungehinderte Schwenkbewegung
in der mit dem Pfeil (f) dargestellten Richtung durchfuehren kann.
[0049] Wird durch das bewegliche Teil 1 des Werkzeuges eine Ruecklaufbewegung durchgefuehrt,
die in Figur 4 mit (l) angedeutet ist, so wirkt die Nocke 14 auf die Rolle 9 ein und
laesst den Hebel 8 frei in Richtung des Pfeiles (f) verschwenken, ohne dabei die Werkzeughalterung
4 zu verschieben.
[0050] Somit wird die Werkzeughalterung 4 waehrend der nach unten verlaufenden Bewegung
(g) des beweglichen Teiles 1 des Werkzeuges verschoben, waehrend bei einer Ruecklaufbewegung
(l) der Steuerarm 12 eine freie Verschwenkung des Hebels 8 ohne ein Einwirken auf
die Werkzeughalterung 4 durchfuehrt. In den Figuren 5 - 8 ist die Zusatzvorrichtung
2 um 180° um die eigene Laengsachse gedreht worden, d.h. auch gegenueber dem beweglichen
Bauteil des Werkzeuges.
[0051] Waehrend der nach unten gerichteten Bewegung (Pfeil g) des beweglichen Bauteiles
1 des Werkzeuges wird dann durch die Nocke 14 der Arm 8 zusammen mit der Rolle 9 frei
verschwenkt und daher wird keine Verschiebung der Werkzeughalterung 4 eingeleitet.
[0052] Der Figur 6 kann entnommen werden, dass am Ende der Hubbewegung des beweglichen Werkzeuges
1 die Nocke 14 die Rolle 9 des Armes 8 vollstaendig ueberlaufen hat.
[0053] Wird durch das bewegliche Teil 1 des Werkzeuges eine Hubbewegung, wie mit dem Pfeil
(m) dargestellt, eingeleitet, so wird die Nocke 14 taetig (Fig. 7) und demzufolge
erfolgt ein Verschieben der Werkzeugaufnahme 4 in Richtung des Pfeiles (o) und somit
erfolgt waehrend der Hubbewegung Pfeil (m) ein Stanz- oder Umformvorgang durch Verschieben
der Werkzeugaufnahme 4.
[0054] Sobald die Nocke 14 die Tastrolle, wie in Figur 8 dargestellt, ueberlaufen hat, wird
die Rueckholfeder 5 aktiviert und es erfolgt ein allmaehliches Zurueckfahren der Werkzeugaufnahme
4 in deren Ruhelage.
[0055] Somit, bei Montage des Werkzeuges 2, wie in Figur 5, 6, 7 und 8 dargestellt, erfolgt
keine Betaetigung der Werkzeughalterung 4 bei einer nach unten gerichteten Bewegung
(g) des beweglichen Bauteiles 1 des Werkzeuges, sondern die Betaetigung der Werkzeughalterung
erfolgt nun waehrend der nach oben gerichteten Hubbewegung (m) des Werkzeuges 1.
[0056] Somit, unter Einsatz einer einzigen, einfachen, mechanischen Einrichtung, wird es
ermoeglicht, je nach Arbeitslage der Einrichtung 2 gegenueber dem Werkzeug 1, Stanz-
oder Umformvorgaenge waehrend der nach unten gerichteten Bewegung oder bei Drehung
der Vorrichtung 2 um 180° bei einer nach oben gerichteten Hubbewegung des beweglichen
Teiles 1 des Werkzeuges durchzufuehren.
[0057] Die in Figur 9 - 10 dargestellte Ausfuehrungsform unterscheidet sich nicht von dem
bisher beschriebene Werkzeug 2. Zusaetzlich ist bei dieser Ausfuehrungsform vorgesehen,
dass der Stempel oder die Werkzeugaufnahme 4 als Kolben ausgebildet ist, der in einem
Zylinder 21 angeordnet ist, der mit der Lagerung 3 verbunden ist.
[0058] Der Zylinder 21 nimmt in der Kammer 20 ein hydraulisches Fluid auf, das ueber eine
Oeffnung 22 einem hydraulisch betaetigbaren Werkzeug (nicht dargestellt) zugefuehrt
werden kann.