Frauchiger, Paul (8540 New England Court Cincinnati, OH, 45236, US)
| 1. | Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen aus einem Stanzstreifen (43), insbesondere durch Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5,6) zumindest einen Stempel (31,32,33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (31,32,33) Bestandteil einer selbständig ausbaubaren Stempeleinheit (25) in Werkzeugoberund/oder unterteil ist. |
| 2. | Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen aus einem Stanzstreifen (43), insbesondere durch Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5,6) zumindest einen bewegbaren Stempel (31,32,33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Werkzeugteil (5, 6) von zumindest einem Druckbolzen (35) zum Festlegen des Stanzgitters (43) nahe der Werkstückskontur durchsetzt ist. |
| 3. | Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Druckbolzen (35) eine eigene Hydraulik zugeordnet ist. |
| 4. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber der Stempeleinheit (25) im Werkzeugoberoderunterteil (5,6) ein entfern barer Matrizensatz (13) angeordnet ist. |
| 5. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) insge samt austauschbar ist. |
| 6. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einsatz (33, 47.1,47.2) zum Führen des zumindest einen Stempels (33, 32) in einer Stempelzentrierplatte (26) austauschbar ist. |
| 7. | Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest einer der Stempel (31,32,33) in der Stempeleinheit (25) austauschbar ist. |
| 8. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) eine Stempelzentrierplatte (26) und darüber eine Stempelhalte platte (27) aufweist. |
| 9. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) zusammen mit einer Grundplatte (29) ein Werkzeugteil (5) bildet. |
| 10. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugoberteil (5) und/oder Werkzeugunterteil (6) über je einen Einlagering (7,8) mit einer oberen bzw. einer unteren Wechselplatte (1,2) verbunden sind, die zusammen ein Werkzeuggestell (G) zum Einsetzen in einer Stanzeinrichtung bilden. |
| 11. | Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wechselplatte (1,2) direkt mit einem Maschinendruckstempel (44) verbunden ist. |
| 12. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) aber ein lösbares Befestigungselement (28) mit der Grundplatte (29) verbunden ist. |
| 13. | Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stempeleinheit (25) ein Verriegelungsbolzen (23) vorgesehen ist, der mit einem der Werkzeugteile (5) lösbar verbindbar ist. |
| 14. | Verfahren zum Wechseln von Arbeitselementen (31,32, 33,13) einer Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen, insbesondere Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5,6) zumindest ein bewegbares Arbeitselement (31,32,33) aufweist, dadurch gekenn zeichnet, dass nur eine Stempeleinheit (25) mit den Arbeitselementen (31,32,33) vom Werkzeugoberund/oder unterteil (5,6) gelöst wird und insgesamt oder die Arbeitselemente (31,32,33) und/oder Führungseinsätze (33, 47.1,47.2) ausgetauscht wird/werden. |
| 15. | Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Vorrichtung eine Befestigung (28) für die Stempeleinheit (25) gelöst wird, so dass die Stempeleinheit (25) nur aber einen Verriegelungsbolzen (23) mit dem Werkzeugteil (5) verbunden ist. |
| 16. | Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugoberteil (5) auf das Werkzeugunterteil (6) ggf. unter Zwischenlage einer Distanzplatte (46) abgesenkt und der Verriegelungsbolzen (23) von dem Werkzeugoberteil (5) gelöst wird. |
| 17. | Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) von den restlichen Elementen des Werkzeugteils (5) abgedrückt wird. |
| 18. | Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (25) zusammen mit dem Ver riegelungsbolzen (23) aus der Vorrichtung genommen und ausgewechsel wird. |
| 19. | Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auch Arbeitselemente (13) im Werkzeugunterteil (6) gewechselt werden. |
Stanzvorrichtungen sind in vielfältiger Form und Aus- führungen bekannt und auf dem Markt. Vor allem mit Feinschneidvorrichtungen, wie sie bspw. in der EP-A-0 183 648 aufgezeigt sind, können hervorragende Stanzteile mit verbesserten Schnittflächen hergestellt werden.
In der heutigen Zeit werden immer höhere Anforderungen an derartige Vorrichtungen gestellt. Sie sollen schneller konstruiert und gebaut werden und insbesondere wesentlich wartungsfreundlicher sein. Dies bezieht sich vor allem auf den Werkzeugwechsel. Bei den heutigen Feinschneidvor-
richtungen müssen die Maschinen über längere Zeit stillgesetzt, das Werkzeug gewaschen, repariert oder ge- wechselt werden, wobei dies erhebliche Zeit und damit Kosten in Anspruch nimmt.
In den heutigen Werkzeugen gibt es auch eine Vielzahl von Führungen für Stempel die wiederum erhebliche Probleme auf- werfen. Stempel und Führungen sind relativ zueinander bewegbar, so dass sie Verschleissteile darstellen.
Führungen neigen dazu, auszulaufen, können dann nicht mehr führen, weshalb sie heute, zum Beispiel beschichtet werden, was wiederum teuer ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o. g. Art zu schaffen, welche einfach in der Konstruktion und im Aufbau ist, bei der die Halterung eines Stanzstreifens während dem Stanzen oder Schneiden ver- bessert und bei der ein Auswechseln von Arbeitselementen, die verschleissanfällig sind wesentlich erleichtert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass der Stempel Bestand- teil einer selbständig ausbaubaren Stempeleinheit im Werk- zeugober-und/oder-unterteil ist.
Ziel ist es, möglichst viele der Arbeitselemente, die aus- getauscht werden sollen, in einer Stempeleinheit und diese leicht auswechselbar im Werkzeug anzuordnen. Dies geschieht dadurch, dass die Stempeleinheit nur aus einer Stempelzen- trierplatte und einer Stempelhalteplatte besteht und alle Stempel bzw. verschleissanfälligen Austauschelemente bein- haltet.
Die Stempeleinheit ist so angeordnet, dass sie nur durch Lösen weniger Befestigungselemente von dem entsprechenden Werkzeugteil gelöst und aus der Maschine genommen werden kann. Befindet sich bspw. die Stempeleinheit am Werkzeug- oberteil, so können die entsprechende Schraube gelöst
werden, sofern noch ein Verriegelungsbolzen vorgesehen ist, der die Stempeleinheit am Werkzeugoberteil hält. Danach wird das Werkzeugoberteil abgesenkt, bis die Stempeleinheit auf dem Werkzeugunterteil bzw. einer Distanzplatte auf- liegt. Nunmehr kann auch der Verriegelungsbolzen vom Werk- zeugoberteil gelöst werden, so dass damit die Stempelein- heit freigegeben ist. Es kann nun ein Austauschen einer ge- samten Stempeleinheit oder nur von Stempeln bzw. Arbeits- elementen oder nur von entsprechenden verschleiss-anfälli- gen Einsätzen erfolgen. Die Zeit, die hierfür in Anspruch genommen wird, ist gegenüber dem früheren Zeitauf-wand nur noch minimal.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Werkzeugober- teil und Werkzeugunterteil aber entsprechende Einlageringe mit einer oberen bzw. unteren Wechselplatte verbunden, die zusammen ein Werkzeuggestell zum Einsetzen in eine Stanz- einrichtung bilden. Die Festlegung eines derartigen Werk- zeuggestells erfolgt bevorzugt aber Schnellspannein- richtungen, wie sie in der EP-A-0 201 456 gezeigt sind. Auf diese Weise kann das Werkzeugoberteil über den oberen Einlagering und die obere Wechselplatte direkt mit einem Maschinendruckstempel verbunden werden, der die notwendige Hubbewegung für die Arbeitselemente des Werkzeugoberteils durchführt.
Hierbei kann auf Führungen der Arbeitselemente verzichtet werden, da bei den eigentlichen Arbeitselementen keine Re- lativbewegung zwischen bspw. Stempel und Stempelbohrung stattfindet.
Ein weiterer Erfindungsgedanke bezieht sich auf das Fest- halten des Stanzgitters während dem Feinschneidvorgang. Erfindungsgemäss wird dieses Festhalten jetzt von einem oder mehreren Druckbolzen übernommen, deren Anzahl und Ausgestaltung durch die Werkstückkontur bestimmt wird. Diese Druckbolzen besitzen eine eigene Hydraulik, da sie
beim Absenken des Maschinenstempels und nach dem Auftreffen auf dem Stanzgitter in dieser Lage bleiben müssen, obwohl erst dann i. d. R. der Stanz-bzw. Feinschneidvorgang für das Werkstück beginnt. Da diese Druckbolzen aber nur Haltekräfte aufbringen müssen, sind sie bzw. Ihre Führungen ebenfalls nicht verschleissanfällig. Ferner ist ihre Führungslänge vergrössert worden, so dass auch hier bspw. kein Kippen der Stempel oder Bolzen stattfinden kann, was einen Verschleiss bewirken könnte.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ; diese zeigt in Figur 1 einen Querschnitt durch ein Werkzeuggestell zum Einsetzen in bspw. eine Feinschneidvorrichtung ; Figur 2 eine Draufsicht auf einen Stanzstreifen mit einem auszustanzenden Werkstück sowie Elementen von Werkzeug- teilen ; Figur 3 einen Querschnitt durch ein Werkzeug insbesondere einer Feinschneidvorrichtung ; Figur 4 bis Figur 6 Querschnitte durch das Werkzeug gem.
Figur 3 in verschiedenen Gebrauchslagen ; Figur 7 einen Querschnitt durch ein Werkzeuggestell in bspw. einer nur teilweise dargestellten Feinschneidvor- richtung in Öffnungslage ; Figuren 8 bis Figuren 11 Querschnitte durch das Werkzeug- gestell gem. Figur 7 in verschiedenen Gebrauchslagen ; Figur 12 Schnitte durch eine Stempeleinheit in ver- schiedenen Auswechselungsstufen ; Figur 13 Draufsichten auf die Schnitte gem. Figur 12.
Gem. Figur 1 sind eine obere Wechselplatte 1 und eine untere Wechselplatte 2 aber Führungssäulen 3.1 und 3.2 miteinander verbunden. Auf die obere Wechselplatte 1 und an die untere Wechselplatte 2 sind T-förmige Schienen 4.1,4.2 und 4.3 angesetzt, welche einem schnellen Festlegen des Werkzeuggestells G in einer hier nicht näher gezeigten
Stanzvorrichtung dienen. Diese Schnellspannvorrichtung ist in der EP-A-0 201 456 gezeigt.
Zwischen die obere Wechselplatte 1 und die untere Wechselplatte 2 wird ein Werkzeug R eingesetzt, welches ein Werkzeugoberteil 5 und ein Werkzeugunterteil 6 aufweist. Das Werkzeugoberteil wird über einen oberen Einlagering 7 und das Werkzeugunterteil 6 über einen unteren Einlagering 8 mit der oberen Wechselplatte 1 bzw. der unteren Wechsel- platte 2 verbunden. Die Verbindung geschieht aber ent- sprechende Schraubenbolzen 9.1 bzw. 9.2 od. dgl.
Das Werkzeugunterteil 6 weist eine Schneidplatte 10 mit Schrumpfring 11 auf. Die Schneidplatte 10 ist dabei einer Lochstempelhalteplatte 12 aufgesetzt. Innerhalb der Schneidplatte 10 befindet sich ein Schneidplatteneinsatz 13 bzw. eine Matrize, die durch Schrauben 14 festgelegt ist.
Ferner befindet sich in der Schneidplatte 10 ein Auswerfer 15, der sich über eine Zwischenplatte 16 gegen eine Stange 17 abstützt, die wiederum in Zusammenbaulage auf eine Platte 18 in dem unteren Einlagering 8 auftrifft. In dem Auswerfer 15 befindet sich noch eine Bohrung 19 und ein Lochstempel 20, der mit entsprechenden Arbeitselementen des Werkzeugoberteils 5 zusammenwirkt. Ferner wird der Aus- werfer 15 über eine Schulterschraube 21 in dem unteren Ein- lagering 8 gehalten.
Neben dem Auswerfer 15 befindet sich in der Schneidplatte 10 noch ein Gegenlager 22 für einen Verriegelungsbolzen 23 in dem Werkzeugoberteil 5.
Insgesamt wird das Werkzeugunterteil 6 über Schrauben 24 mit dem unteren Einlagering 8 verbunden.
Das Werkzeugoberteil 5 weist eine Stempeleinheit 25 auf, die eine Stempelzentrierplatte 26 und eine Stempelhalte- platte 27 besitzt. Beide sind zusammen über Schrauben 28
mit einer Grundplatte 29 verbunden. Diese ist wiederum aber Schrauben 30 an den oberen Einlagering 7 angesetzt.
In der Stempeleinheit 25 befinden sich verschiedene Arbeitselemente, nämlich einmal ein Anschneidestempel 31, verschiedene weitere, nur teilweise gezeigte Stempel 32 und insbesondere ein Hauptstempel 33, in dem auch die Stempel 31 und 32 geführt sind. Dieser Hauptstempel 33 liegt dem Auswerfer 15 gegenüber. Er wird ferner noch von einem Gegenstempel 34 durchsetzt, der mit dem Lochstempel 20 zusammenwirkt.
Das Werkzeugoberteil 5 wird ferner von Druckbolzen 35 durchsetzt, die in Zusammenbaulage auch den oberen Einlagering 7 durchgreifen und dort auf eine Gegenplatte 36 auftrifft. Auf diese Gegenplatte 36 trifft im übrigen auch der Gegenstempel 34 auf.
Die Grundplatte 29 wird von einem Abdrückbolzen 37 durchsetzt, der in Zusammenbaulage unter dem Druck einer Schraubenfeder 38 in dem oberen Einlagering 7 steht.
Stirnwärtig trifft der Abdrückbolzen 37 auf die Oberfläche der Stempeleinheit 27 bzw. auf die Oberfläche der Stempel- halteplatte 27. Ferner wird das Werkzeugoberteil 5 von Verriegelungsbolzen 23 durchsetzt. Diese sind in der Stempelzentrierplatte 26 durch eine Madenschraube 40 od. dgl. festgelegt, während eine Festlegung in der Grundplatte 29 lösbar durch eine Rändelschraube 41 erfolgt.
Der obere Einlagering 7 weist entsprechende Bohrungen zur Aufnahme des Verriegelungsbolzen 23, der Schraubenfeder 38 und dem Abdrückbolzen 37, dem Gegenstempel 34 und des Druckbolzen 35 auf, die nicht näher gekennzeichnet sind.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung wird ins- besondere anhand der Figuren 2 bis 6 näher erläutert :
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Werkzeuges R soll ein Bremsbelagträger 42 aus einem Stanzstreifen 43 ausgestanzt werden. Dieser Bremsbelagträger weist verschiedene ange- schnittene bzw. durchgeschnittene Löcher auf, die nicht näher gekennzeichnet sind. Der Stanzstreifen wird mittels Druckbolzen 35 sowie weiteren nicht näher gezeigten Druck- bolzen zwischen dem Werkzeugoberteil 5 und dem Werkzeug- unterteil 6 eingeklemmt, wobei die Anzahl und die Form der Druckbolzen durch das auszustanzende Werkstück bestimmt werden. Im übrigen können die Druckbolzen 35 auch mit Ringzacken versehen und unterschiedlich abgestimmt werden.
Die Position des Hauptstempels 33 ist im übrigen durch die Stempelzentrierplatte 26 vorgegeben. Zwischen dem Stempel 33 und der Stempelzentrierplatte 26 findet keine Bewegung statt, so dass die Stempelzentrierplatte 26 auch keinem Verschleiss unterworfen ist.
Das Absenken des Werkzeugoberteils 5 zusammen mit dem oberen Einlagering 7 geschieht aber die obere Wechselplatte 1 und direkt aber einen in Figur 7 nur schematisch angedeuteten Maschinenstempel 44. Da der Anschneidestempel 31 fest in dem Werkzeugoberteil 5 gelagert ist und geringfügig über den Hauptstempel 33 hervorsteht, wird der Stanzstreifen 33 im Bereich des auszustanzenden Werkstückes leicht angeschnitten. Die entsprechende Schnittkraft ist mit Fs gekennzeichnet. Gleichzeitig bringt der Druckbolzen 35 eine Druckkraft bzw. Ringzackenkraft FR auf dem Stanz- streifen 43 auf, der so zwischen dem Werkzeugoberteil 5 und dem Werkzeugunterteil 6 gehalten wird. Vom Auswerfer 15 geht dagegen eine Gegenkraft FG aus.
Wird nun das Werkzeugoberteil 5 gem. Figur 5 weiter abgesenkt, so schneidet der Hauptstempel 33 aus dem Stanzstreifen 43 das gewünschte Werkstück aus, wobei aus diesem Werkstück 42 gleichzeitig auch die Löcher durch Lochstempel 20 ausgeschnitten werden. Hierbei weicht
gegenüber dem Hauptstempel 33 der Auswerfer 15 und gegenüber dem Lochstempel 20 der Gegenstempel 34 zurück. Ebenso weicht auch der Druckbolzen 35 zurück, wobei zu diesem Zweck die Gegenplatte 36 unter dem Einfluss einer hier nicht näher gezeigten Hydraulik nachgibt.
Wird nun das Werkzeug R gem. Figur 6 geöffnet, so wirft der Auswerfer 15 das Werkstück 42 und der Gegenstempel 34 eine Ronde 45 aus.
Hervorzuheben ist, dass dieses Werkzeug R ohne Führungs- elemente, insbesondere ohne Führungsplatte, Führungssäule und Führungen auskommt. Ferner kann auf bisher verwendete Block-Unterteile, Block-Oberteile und einen Untersatz verzichtet werden.
Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung bezieht sich aber auch auf das Wechseln wichtiger Bauelemente, sei es zum Zwecke des Austausches, zum Zwecke der Reparatur oder auch nur zum Zwecke der Reinigung. Dieser Vorgang wird anhand der Figuren 7 bis 13 beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die wesentlichen auszu- tauschenden Arbeitselemente, d. h., die aktiven Elemente in dem Werkzeugoberteil.
Zuerst wird die Maschine, wie in Figur 7 dargestellt, geöffnet. Danach werden die Schrauben 28 gelöst, welche die Stempeleinheit 25 mit der Grundplatte 29 verbinden.
Gleichzeitig wird auf das Werkzeugunterteil 6 eine Distanzplatte 46 aufgelegt.
Nunmehr wird das Werkzeugoberteil 5 gem. Figur 8-abgesenkt, so dass es auf der Distanzplatte 46 aufliegt. Die Rändelschraube 41 wird gelöst, so dass der Verriegelungs- bolzen 23 nicht mehr mit der Grundplatte 29 verbunden ist.
Das bedeutet, dass die Stempeleinheit 25, wie in Figur 9 gezeigt, auf der Distanzplatte 46 liegen bleibt und
nunmehr, wie in Figur 10 gezeigt, aus dem Werkzeug R entnommen werden kann.
Sollten sich auch im Werkzeugunterteil 6 aktive Arbeits- elemente befinden, so können diese jetzt entfernt werden.
Dies ist für den Schneidplatteneinsatz 13 in Figur 2, angedeutet, wobei lediglich die Schrauben 14 gelöst werden müssen.
In den Figuren 12 und 13 ist angedeutet, dass zum einen die Möglichkeit besteht, die gesamte Stempeleinheit 25 auszu- tauschen. Es ist aber auch daran gedacht, nur die Arbeits- elemente auszutauschen, wobei hier verschiedene Stempel 32.1 bis 32.3 und der Anschneidestempel 31 zu erwähnen sind. Ferner gehört dazu der Hauptstempel 33 oder auch seitliche, zusätzliche Einsätze 47.1 bzw. 47.2.
Das Einbauen der Stempeleinheit 25 in das Werkzeug R geschieht auf umgekehrten Wege.
DR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHT Patentanwälte European Patent Attorney Aktenzeichen : P 2039/PCT Datum : 12.11.1998 Positionszahlenliste 1 Obere Wechsel-34 Gegenstempel 67 platte 2 Untere Wechsel-35 Druckbolzen 68 platte 3 Führungssäulen 36 Gegenplatte 69 4 Schienen 37 Abdrückbolzen 70 5 Werkzeugoberteil 38 Schraubenfeder 71 6 Werkzeugunterteil 39 72 7 Oberer Einlagering 40 Madenschraube 73 8 Unterer Einlage-41 74 ring 9 Schraubenbolzen 42 Bremsbelagträger 75 10 Schneidplatte 43 Stanzstreifen 76 11 Schrumpfring 44 Maschinenstempel 77 12 Lochstempelhalte-45 Ronde 78 platte 13 Schneidplatteein-46 Distanzplatte 79 satz 14 Schraube 47 Einsatz = 15 Auswerfer 48 16 Zwischenplatte 49 17 Stange 50 18 Platte 51 19 Bohrung 52 20 Lochstempel 53 21 Schulterschraube 54 22 Gegenlager 55 23 Verriegelungs-56 bolzen 24 Schraube 57 25 Stempeleinheit 58 26 Stempelzentrier-59 platte 27 Stempelhalteplatte 60 28 Schraube 61 _ 29 Grundplatte 62 30 Schraube 63 31 Anschneidestempel 64 32 Stempel 65 33 Hauptstempel 66