Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FORMING AND PUNCHING DEVICE EQUIPPED WITH A MOTORIZED POWER DRIVE IN A STRUCTURALLY INTEGRAL MANNER, AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/145718
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a forming and punching device that is equipped with a motorized power drive in a structurally integral manner and is movable together therewith, and to a method for components (17), consisting of metal sheets, for use in body construction in the automotive industry. The forming and punching device is an extremely compact structure in which the punching die (8), forming die (15) and holding-down means (16) are arranged coaxially and so as to be movable in a reciprocating manner in one another, such that, first of all, at a drive (1, 2, 3, 4) of the device, the holding-down means (16) runs ahead and clamps the component peripherally to the die plate (18), then the forming die (15) is activated and, after forming, punching out takes place by way of the punching die (8). The device can be arranged on a robot and can also be moved past close interfering edges.

Inventors:
BIELING, Peter (Lintorfer Strasse 51, Ratingen, 40878, DE)
DALL, Ralf (Dechant-Veiders-Strasse 64, Ratingen, 40885, DE)
Application Number:
EP2017/000169
Publication Date:
August 16, 2018
Filing Date:
February 07, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OLAF UND ANDRÉ TÜNKERS GBR (Am rosenkothen 4-12, Ratingen, 40880, DE)
International Classes:
B21D35/00
Foreign References:
US20100018277A12010-01-28
JP2007319912A2007-12-13
US20160008864A12016-01-14
JPS63299822A1988-12-07
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BEYER, Rudi (Beyer Patent -und Rechtsanwälte, Am Dickelsbach 8, Ratingen, 40883, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

Baueinheitlich mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüstete gemeinsam bewegliche Umform- und Stanzvorrichtung für aus Blechen bestehende Bauteile (1 7), zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-industrie, mit einem von dem motorischen Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4), zum Beispiel gegen die Rückstellkraft von Druckfederelementen (29, 30), hubanget ebenen Niederhalter (16), der in Abhängigkeit von einem zu bearbeitenden Bauteil (17) abgenommenen Messwerten in entgegengesetzten Hubrichtungen (X - Y), vorzugsweise mit einem Amboss (22), in der jeweiligen Einstellstellung arretierbaren, insbesondere um ein begrenztes Maß in Hubrichtung der Matrize (18) zusammenwirkt, wobei der Niederhalter (16) in Bezug auf mindestens einen Umformstempel (15) hubmäßig vorlaufend auf das zu bearbeitende Bauteil (1 7), vorzugsweise rand- seitig, aufsetzt und dieses auf der Matrize festklemmt (18) und anschließend ein von dem Niederhalter (16) koaxial .umschlossener von demselben motorischen Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4) z. B. über Federelemente (9, 1 0) hubbeweglich angetriebener Umformstempel (1 5) das Bauteil (17) in die Formkontur der Matrize (1 8) hineinverformt, und anschließend mindestens ein von dem Umformstempel (15) und dem Niederhalter (16) koaxial umschlossener Lochstempel (8) das Ausstanzen vornimmt und der ausgestanzte Butzen (31 ) durch ein koaxial in der Matrize (18) und in dem Amboss (22) angeordnetes zentrales Loch (32) herausfällt.

Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (18) in Bezug auf einen nachgeordneten Gegenhalter (21 ) über Druckfederelemente (19, 20) um ein begrenztes Hubmaß federlastig, schwimmend, gelagert ist.

Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Gegenhalter (21 ) zugeordneter Amboss (22) motorisch in Hubrichtung (X bzw. Y) in Bezug auf den Umformstempel (15) stufenlos hubverstellbar und in der jeweils eingenommenen Hubstellung auch arretierbar ist.

Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (22) umfangsseitig eine Getriebeeinrichtung, zum Beispiel eine Verzahnung, aufweist, mit der der Amboss (22) motorisch in entgegengesetzten Hubrichtungen (X - Y) verstellbar ist.

5. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung ein Ritzel (25) antreibt, das mit einer Verzahnung des Ambosses (22) oder der Matrize (18) kämmt.

6. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb, insbesondere über einen Stempel (33) und über eine Kalotte (6) auf die Druckplatte (7) hubverstellend einwirkt.

7. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb eine Servo-Hydraulische-Krafteinheit (1 , 2, 3, 4) ist, die neben der eigentlichen Umform- und Stanzvorrichtung und baueinheitlich mit dieser vereinigt, angeordnet ist.

8. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als E- Motor ausgebildete Antriebsmotor (26) für die Hubverstellung des Ambosses (22) und der Matrize (18) seitlich neben dem Niederhalter (16) und dem Amboss (22) angeordnet ist.

9. Verfahren zum Umformen und Stanzen von blechförmigen Bauteilen (1 7), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie unter Verwendung einer baueinheitlich und mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüsteten, gemeinsam beweglichen Umform- und Stanzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4) in Hubrichtung (X - Y) vorlaufend zunächst der Niederhalter (16) in Richtung auf das blechförmige Bauteil (1 7) angetrieben, das blechförmige Bauteil (1 7) randseitig auf der Matrize (18) festklemmt und daraufhin das Bauteil (1 7) in der Matrize durch den nacheilenden Umformstempel (15) verformt wird, woraufhin der oder die Lochstempel (8) nacheilend das Ausstanzen, z. B. unter Federkraft, vornimmt bzw. vornehmen und nach Messungen an dem verformten Bauteil (1 7) in der Matrize (18) die Messdaten an eine Steuereinrichtung oder dergleichen weitergeleitet werden und danach die Matrize (18) in eine neue axiale Position (X - Y) gesteuert und in der neuen Position arretiert wird und anschließend der Umformstempel (15) einmal oder mehrere Male die Umformung wiederholt, um durch Rückverfor- mung des Bauteils (1 7) erfolgte Maßungenauigkeiten außerhalb vorgegebener Toleranzwerte toleranzgenau auszugleichen.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 7 Dezember 2017 (07.12.2017)

1. Baueinheitlich mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüstete gemeinsam und durch einen Roboter in die entsprechende Lage gesteuerte Umform- und Stanzvorrichtung für aus Blechen bestehende Bauteile (17), zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem von dem motorischen Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4), gegen die Rückstellkraft von Druckfederelementen (29, 30), hubangetriebenen Niederhalter (16), der in Abhängigkeit von einem zu bearbeitenden Bauteil (17) abgenommenen Messwerten in entgegengesetzten Hubrichtungen (X - Y) mit einem Amboss (22) in der jeweiligen Einstellstellung arretierbaren, insbesondere um ein begrenztes Maß in Hubrichtung der Matrize (18) zusammenwirkt, wobei der Niederhalter (16) in Bezug auf mindestens einen Umformstempel (15) hubmäßig vorlaufend auf das zu bearbeitende Bauteil (17) rand- seitig aufsetzt und dieses auf der Matrize (18) festklemmt und anschließend ein von dem Niederhalter (16) koaxial umschlossener von demselben motorischen Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4) über Federelemente (9, 10) hubbeweglich angetriebener Umformstempel (15) das Bauteil (17) in die Formkontur der Matrize (18) hinein- verformt, und anschließend mindestens ein von dem Umformstempel (15) und

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) dem Niederhalter (16) koaxial umschlossener Lochstempel (8) das Ausstanzen vornimmt und der ausgestanzte Butzen (31) durch ein koaxial in der Matrize (18) und in dem Amboss (22) angeordnetes zentrales Loch (32) herausfällt, wobei die Matrize (18) in Bezug auf einen nachgeordneten Gegenhalter (21) über Druckfederelemente (19, 20) um ein begrenztes Hubmaß federelastisch, schwimmend, gelagert ist, wobei der dem Gegenhalter (21) zugeordnete Amboss (22) und die Matrize (18) motorisch nach vorgegebenen Steuerungsdaten in Hubrichtung (X bzw. Y) in Bezug auf den Umformstempel (15) stufenlos hubverstellbar und in der jeweils eingenommenen Hubstellung arretierbar ist, wobei der als E-Motor ausgebildete reversierbare Antriebsmotor (26) für die stufenlose Hubverstellung des Ambosses (22) und der Matrize (18) in entgegengesetzten Hubrichtungen (X - Y) seitlich neben dem Niederhalter (16) und dem Amboss (22) angeordnet ist.

2. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (22) umfangsseitig eine Getriebeeinrichtung, eine Verzahnung, aufweist, mit der der Amboss (22) und die Matrize (18) mit dem Gegenhalter (21) motorisch in entgegengesetzten Hubrichtungen (X - Y) verstellbar ist.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

3. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung ein Ritzel (25) antreibt, das mit einer Verzahnung des Ambosses (22) oder der Matrize (18) kämmt.

4. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb, insbesondere über einen Stempel (33) und über eine Kalotte (6), auf die Druckplatte (7) hubverstellend einwirkt.

5. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb (1 , 2, 3, 4) eine Servo-Hydraulische-Krafteinheit ist, die neben der eigentlichen Umform- und Stanzvorrichtung und baueinheitlich mit dieser vereinigt, angeordnet ist.

6. Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb (1 , 2, 3, 4) aus einer Pumpe (2), einem Hydraulikzylinder (4) und einem Elektromotor (26) besteht und dieser oberhalb der Umform- und Stanzvorrichtung baueinheitlich an dieser vereinigt angeordnet ist.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (18) über den verstellbaren Amboss (22) in Bezug auf ein Bauteil (17) in eine passgerechte Lage durch Verstellung (X - Y) gebracht ist.

Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf gegenüberliegenden Seiten als Stangen ausgebildete Führungssäulen (27, 28) angeordnet sind, die eine Platte (5), eine Druckplatte (7), den Niederhalter (16) und die Matrize (18) randseitig durchgreifen und diese Teile führen, wobei die Führungssäule (27, 28) auch Druckfederelemente (29, 30), die zwischen der Druckplatte (7) und den Niederhaltern (16) unter Vorspannung angeordnet sind, ebenfalls durchgreifen.

Baueinheitliche Umform- und Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung an entgegengesetzten Enden Traversen zugeordnet sind, die von den Führungssäulen (27, 28) durchgriffen und hier über Schraubmuttern arretiert sind.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

10. Verfahren zum Umformen und Stanzen von blechförmigen Bauteilen (17), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, unter Verwendung einer baueinheitlich und mit einem motorischen Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4) ausgerüsteten, gemeinsam beweglichen Umform- und Stanzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Kraftantrieb (1 , 2, 3, 4) in Hubrichtung (X - Y) vorlaufend zunächst der Niederhalter (16) in Richtung auf das blechförmige Bauteil (17) angetrieben, das blechförmige Bauteil (17) randseitig auf der Matrize (18) festklemmt und daraufhin das Bauteil (17) in der Matrize (18) durch den nacheilenden Umformstempel (15) verformt wird, woraufhin der oder die Lochstempel (8) nacheilend das Ausstanzen unter Federkraft vornimmt bzw. vornehmen und nach Messungen an dem verformten und gelochten Bauteil (17) in der Matrize (18) die Messdaten an eine Steuereinrichtung weitergeleitet werden und danach die Matrize (18) in eine neue axiale Position (X - Y) gesteuert und in der neuen Position arretiert wird und anschließend der Umformstempel (15) einmal oder mehrere Male nach empirischen Werten die Umformung wiederholt, um durch Rückverformung des Bauteils (17) erfolgte Maßungenauigkeiten außerhalb vorgegebener Toleranzwerte toleranzgenau auszugleichen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umform- und Stanzvorrichtung durch einen Roboter in die entsprechende Lage gesteuert und das blechförmige, Konturen aufweisende, umzuformende und zu stanzende

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) Bauteil (17) und dessen Störkanten umfährt, so dass das Bauteil (17) zwischen Niederhalter (16) und Matrize (18) zum Liegen kommt, wobei die Matrize (18) zuvor in Bezug auf das betreffende Bauteil ( 7) in eine passgerechte Lage durch Hubverstellung (X - Y) gebracht worden ist und anschließend die Servo- Hydraulische-Krafteinheit (1 , 2, 3, 4) durch Ansteuern des reversierbaren Motors (2) und Beaufschlagen eines Hydraulikzylinders (4) ein Stempel (33) in Stanz- und Verformungsrichtung (X) gefahren wird, so dass der Niederhalter

(16) in eine Lage gesteuert wird, in der das Bauteil (17) auf der Matrize (18) fest gespannt wird, wobei die Kraft vom Hydraulikzylinder (4) über den Stempel (33), eine Kalotte (6) und Druckfederelemente (29, 30) ausgeübt wird und den Niederhalter (16) so verschiebt, bis er auf das Bauteil (17) aufsetzt und während der weiteren Bewegung der Umformstempel (15) gegen die Rückstellkraft von Federelementen (9, 10) in Stanz- und Umformrichtung (X) verschoben wird und dann auf das Bauteil (17) auftrifft und dieses in die Kontur der Matrize (18) hineinverformt und daraufhin der Lochstempel (18) auf das verformte Bauteil

(17) auftrifft und dieses an den vorgegebenen Stellen ausstanzt, so dass ein Butzen (31) durch ein Loch (32) nach unten aus der Matrize (18) herausfällt und durch die schwimmende Lagerung der Matrize (18) durch die Druckfederelemente (19, 20) in Bezug auf den Gegenhalter (21) das Aufsetzen des Niederhaltes (16) und auch des Umformstempels (15) relativ weich, nachgiebig, vorgenommen wird und nach dem Rückfahren des Umformstempels (15) und einer beispielsweise durch einen Laser gemessenen Rückfederung des verformten

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) und gestanzten Bauteils (17) nach empirischen Werten der Druck auf den Umformstempel (15) zurückgenommen wird und danach ein einmaliges oder mehrmaliges Belasten des Umformstempels (15) in Hub- und Stanzrichtung (X) vorgenommen wird, um eine etwaige Rückfederung des Bauteils (17) innerhalb vorbestimmter Grenzwerte auszugleichen.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Baueinheitlich mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüstete

Umform- und Stanzvorrichtung und Verfahren

Beschreibung

Gattung

Die Erfindung betrifft eine baueinheitlich mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüstete gemeinsam bewegliche Umform- und Stanzvorrichtung für aus Blechen bestehende Bauteile, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umformen und Bearbeiten blechförmiger Bauteile, insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie.

Stand der Technik

Es sind Umform- und Stanzvorrichtungen für blechförmige Bauteile vorbekannt, die mit einem C-Bügel und einem Kraftantrieb arbeiten. Derartige Vorrichtungen sind wegen des C-Bügels außerordentlich sperrig und schwer und wiegen z. B. viele hundert Kilogramm, da die beim Umformen und Ausstanzen auftretenden Kräfte den

BESTÄTIGUNGSKOPIE C-Bügel außerordentlich belasten, so dass dieser entsprechend stabil ausgebildet sein muss.

Besonders im Karosseriebau der Kfz-Industrie kommen oft Umform- und Stanzarbeiten an vormontierten Karosserien, zum Beispiel an Blechen, vor, die bereits an der Karosserie angeordnet sind. Die großen und schweren C-Bügel können wegen ihres Gewichts nicht manuell bewegt werden. Da im Karosseriebau oft mehrachsige, zum Beispiel sechsachsige Roboter zum Einsatz kommen, mit denen Manipulationen an den Karosserien vorgenommen werden, müssten solche Umform- und Stanzvorrichtungen auch durch solche Roboter bewegt werden, wobei auch Störkanten zu umfahren sind, was mit den sperrigen C-Bügeln nur begrenzt - wenn überhaupt - möglich ist.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Umform- und Stanzvorrichtung zu schaffen, die z. B. von Robotern im Karosseriebau der Kfz-Industrie problemlos bewegt und an Störkanten vorbei manövriert werden kann, wobei auch an der Karosserie vormontierte blechförmige Bauteile umgeformt und/oder ausgestanzt werden können. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umformen und Bearbeiten blechförmiger Bauteile, insbesondere im Karosseriebau der Kfz- Industrie, zu schaffen.

Lösung der Aufgabe betreffend eine Umform- und Stanzvorrichtung

Die Aufgabe wird durch eine baueinheitlich mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüstete gemeinsam bewegliche Umform- und Stanzvorrichtung für aus Blechen bestehende Bauteile, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem von dem motorischen Kraftantrieb, zum Beispiel gegen die Rückstellkraft von Druckfederelementen, hubangetriebenen Niederhalter, der in Abhängigkeit von einem zu bearbeitenden Bauteil abgenommenen Messwerten in entgegengesetzten Hubrichtungen, vorzugsweise mit einem Amboss, in der jeweiligen Einstellstellung arretierbaren, insbesondere um ein begrenztes Maß in Hubrichtung der Matrize zusammenwirkt, wobei der Niederhalter in Bezug auf mindestens einen Umformstempel hubmäßig vorlaufend auf das zu bearbeitende Bauteil, vorzugsweise randseitig, aufsetzt und dieses auf der Matrize festklemmt und anschließend ein von dem Niederhalter koaxial umschlossener von demselben motorischen Kraftantrieb z. B. über Federelemente hubbeweglich angetriebener Umformstempel das Bauteil in die Formkontur der Matrize hineinverformt, und anschließend mindestens ein von dem Umformstempel und dem Niederhalter koaxial umschlossener Lochstempel das Ausstanzen vornimmt und der ausgestanzte Butzen durch ein koaxial in der Matrize und in dem Amboss angeordnetes zentrales Loch herausfällt, mit an den Enden der Umform- und Stanzvorrichtung an den gegenüberliegenden Enden derselben angeordneten Traversen, die von stangenförmigen Führungssäulen geführt und gehalten sind.

Einige Vorteile

Eine derart baueinheitlich ausgebildete Umform- und Stanzvorrichtung baut außerordentlich kompakt und weist ein erheblich geringeres Gewicht als die mit C-Bügeln ausgestatteten Umform- und Stanzvorrichtungen auf. Niederhalter, Umformwerkzeug und Stanzvorrichtung sind koaxial zueinander angeordnet und treten nacheinander in Aktion, das heißt der Niederhalter läuft dem Umformwerkzeug in Richtung auf das zu bearbeitende blechförmige Bauteil vor, anschließend führt der Umformstempel seinen Hub aus, bevor das Ausstanzen des bereits verformten blechförmigen Bauteils durch den nachlaufenden Lochstempel erfolgt. Da alle Teile koaxial zueinander angeordnet sind, kann auch der motorische, bevorzugt als Servo-Hydraulische-Kraft- einheit ausgebildete Antrieb mit der eigentlichen Umform- und Stanzvorrichtung baulich vereinheitlicht, zum Beispiel seitwärts an beliebiger Stelle angeordnet und gemeinsam mit der Umform- und Stanzvorrichtung als einheitliche Vorrichtung gehandhabt, zum Beispiel von einem Roboter in einer Fertigungslinie des Karosseriebaus einer Kfz-Fertigung bewegt werden. Durch das geringe Gewicht und die kompakte Bauform lässt sich die Umform- und Stanzvorrichtung durch einen Roboter auch an Störkanten, zum Beispiel an einer vormontierten Karosserie im Kfz-Bau, vorbei bewegen und an bereits vormontierten Blechteilen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Matrize, gegebenenfalls auch indirekt, in entgegengesetzten Richtungen hubverstellbar ist. Dadurch hat man es in der Hand, die Matrize zunächst entsprechend empirischer Werte auf das entsprechende umzuformende Bauteil genau einzustellen. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, dass nach einem Umformvorgang und erneuter Messung an dem umgeformten blechför- migen Bauteil, beispielsweise durch Laser, festgestellt werden kann, ob ein Rückfe- dern stattgefunden hat und ob dadurch die zulässigen Toleranzwerte überschritten werden. Sollte dies der Fall sein, kann die Matrize entsprechend verstellt werden, um durch einen erneuten Umformvorgang das Bauteil so zu verformen, dass die vorgegebenen Toleranzen eingehalten werden.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 beschrieben. Gemäß Patentanspruch 2 ist die Umform- und Stanzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize in Bezug auf einen nachgeordneten Gegenhalter über Druckfederelemente um ein begrenztes Hubmaß federelastisch, schwimmend, gelagert ist. Dadurch wird vermieden, dass es beim Aufsetzen des Niederhalters oder des Umform Werkzeuges zu einer schlagartigen Krafteinleitung kommt. Vielmehr kann die Matrize über den Gegenhalter in Hubrichtung um ein gewisses Maß sanft ausweichen, bis z. B. die Klemmkraft ihren Höchstwert erreicht hat.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Gegenhalter zugeordneter Amboss motorisch in Hubrichtung in Bezug auf den Umformstempel stufenlos hubverstellbar und in der jeweils eingenommenen Hubstellung auch arretierbar ist. Dadurch lässt sich - indirekt - die Matrize genau in Bezug auf den Niederhalter, aber auch auf das Umformwerkzeug, einstellen und nach einem Umformvorgang und erneuter Ausmessung des umgeformten blechförmigen Bauteils gegebenenfalls auch erneut verstellen, um durch Rückfederung überschrittene Toleranzwerte durch erneute Umformung auszugleichen und dadurch das Bauteil maßgenau bearbeiten.

Wie in Patentanspruch 4 beschrieben, weist der Amboss umfangsseitig eine Getriebeeinrichtung, zum Beispiel eine Verzahnung, auf, mit der der Amboss sich motorisch in entgegengesetzten Hubrichtungen feinfühlig verstellen lässt. Gemäß Patentanspruch 5 treibt die Getriebeeinrichtung ein Ritzel an, das mit der Verzahnung des Ambosses oder der Matrize kämmt.

Gemäß Patentanspruch 6 wirkt der motorische Antrieb über einen Stempel und eine Kalotte auf die Druckplatte hubverstellend ein. Dadurch lassen sich gewisse Unge- nauigkeiten bei der Belastung und auch Toleranzen ausgleichen und eine gute Krafteinleitung sowohl in den Niederhalter, als auch in den Umformstempel und in den Lochstempel herbeiführen.

Bevorzugt wird die Umform- und Stanzvorrichtung durch eine Servo-Hydraulische- Krafteinheit angetrieben, die gemäß Patentanspruch 7 neben der eigentlichen Umform- und Stanzvorrichtung und baueinheitlich mit dieser vereinigt angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Patentanspruch 8 ist der Antriebsmotor für die Hubverstellung des Ambosses und der Matrize seitlich, z. B. parallel zum Amboss und zum Niederhalter angeordnet.

Lösung der Aufgabe betreffend eines Verfahren

Diese Aufgabe zum Umformen und Stanzen von blechförmigen Bauteilen, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie bei einer baueinheitlich und mit einem motorischen Kraftantrieb ausgerüsteten, gemeinsam beweglichen Umform- und Stanzvorrichtung wird dadurch gelöst, dass über den Kraftantrieb in Hubrichtung vorlaufend zunächst der Niederhalter in Richtung auf das blechförmige Bauteil angetrieben, das blechförmige Bauteil randseitig auf der Matrize festklemmt und daraufhin das Bauteil in der Matrize durch den nacheilenden Umformstempel verformt wird, woraufhin der oder die Lochstempel nacheilend das Ausstanzen, z. B. unter Federkraft, vornimmt bzw. vornehmen und nach Messungen an dem verformten Bauteil in der Matrize die Messdaten an eine Steuereinrichtung oder dergleichen weitergeleitet werden und danach die Matrize in eine neue axiale Position gesteuert und in der neuen Position arretiert wird und anschließend der Umformstempel einmal oder mehrere Male die Umformung wiederholt, um durch Rückverformung des Bauteils erfolgte Maßungenauigkeiten außerhalb vorgegebener Toleranzwerte toleranzgenau auszugleichen.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Umform- und Stanzvorrichtung in Ausgangsstellung, teils im Schnitt;

Fig. 2 die aus Fig. 1 ersichtliche Umform- und Stanzvorrichtung in der Seitenansicht, ebenfalls teils im Schnitt;

Fig. 3 eine Einzelheit aus den Fig. 1 und 2, ebenfalls im Schnitt; Fig. 4 eine Einzelheit aus der Umform- und Stanzvorrichtung gemäß Fig. 1 , 2 während des Spannvorganges eines aus Blech bestehenden Bauteils;

Fig. 5 eine Einzelheit aus der Umform- und Stanzvorrichtung gemäß Fig. 1 , 2 während des Umformens des blechförmigen Bauteils nach dem Spannen gemäß Fig. 4, und

Fig. 6 eine Einzelheit aus der Umform- und Stanzvorrichtung nach dem Ausstanzen eines Butzens aus dem blechförmigen Bauteil und dem Umformen gemäß Fig. 5.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein z. B. als Elektromotor ausgebildeter Motor für eine Pumpe 2, einer Servo-Hydraulischen-Krafteinheit bezeichnet, die über ein Bauteil 3 einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 4 (Hydraulikzylinder) zugeordnet ist. Die Krafteinheit kann auch einen Elektroantrieb beinhalten oder als Elektroantrieb ausgebildet sein.

Der Hydraulikzylinder 4 ist einer Platte 5 zugeordnet und treibt über eine Kalotte 6 eine im Bereich der Kalotte 6 formmäßig angepasste Druckplatte 7 in entgegengesetzten Hubrichtungen X bzw. Y an. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Lochstempel bezeichnet, der der Druckplatte 7 getrieblich zugeordnet ist.

Mit den Bezugszeichen 9 und 10 sind als Druckfedern ausgebildete Federelemente bezeichnet, die als Federpakete ausgebildet sein können und über Schrauben 1 1 und 12 insbesondere vorgespannt sind. Die Schrauben 1 1 und 12 durchgreifen Bohrungen der Druckplatte 7 und sind im Schraubgewinde von Bohrungen 1 3 bzw. 14 eines Umformstempels 1 5 eingeschraubt.

Mit dem Bezugszeichen 16 ist ein Niederhalter bezeichnet.

Wie man erkennt, wird der Lochstempel 8 von dem Umformstempel 15 und dieser von dem Niederhalter 16 umgriffen. Lochstempel 8, Umformstempel 1 5 und Niederhalter 16 sind koaxial und äußerst raumsparend zueinander angeordnet.

Das Bezugszeichen 17 zeigt ein blechförmiges Bauteil, das auf einer hub-beweg- lichen Matrize 18 angeordnet ist.

Die Matrize 8 ist über mehrere Druckfederelemente 19, 20 (Fig. 1 ) um ein begrenztes Maß in Hubrichtung X bzw. Y nachgiebig, gewissermaßen begrenzt schwimmend auf einem Gegenhalter 21 angeordnet, der seinerseits einem in Richtung X bzw. Y hubverstellbaren Amboss 22 zugeordnet ist. Matrize 18, Gegenhalter 21 und Amboss 22 sowie ein Kiefer 23 sind ebenfalls koaxial zum Lochstempel 8, Umformstempel 15 und Niederhalter 16 angeordnet, wodurch die raumsparende Anordnung aller Teile und die Kompaktheit der gesamten Umform- und Stanzvorrichtung weiter erhöht wird.

Dem Amboss 22 ist an seiner Peripherie ein Zahnkranz 24 zugeordnet, mit dem ein Ritzel 25 kämmt, das durch einen reversierbaren Elektromotor 26 antreibbar ist, wodurch der Amboss 22 und dadurch auch die Matrize 18 in Hubrichtung X bzw. Y um ein gewisses Maß genau stufenlos nach vorgegebenen Steuerungsdaten verstellbar und in der jeweiligen Stellung auch arretierbar ist.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind auf gegenüberliegenden Seiten als Stangen ausgebildete Führungssäulen 27 bzw. 28 angeordnet, die die Platte 5, die Druckplatte 7, den Niederhalter 16 und die Matrize 18 randseitig durchgreifen und diese Teile auch führen. Außerdem durchgreifen die Führungssäulen 27, 28 Druckfederelemente 29 und 30, die zwischen der Druckplatte 7 und dem Niederhalter 16, vorzugsweise unter Vorspannung, angeordnet sind.

Entgegen der aus Fig. 2 ersichtlichen Anordnung des Motors 1 , der Pumpe 2 und des Hydraulikzylinders 4 kann dieser als Servo-Hydraulische-Krafteinheit ausgebildete Antrieb auch baueinheitlich vereinfacht sein und statt - wie aus Fig. 2 ersichtlich - neben dem Elektromotor 26 auch oberhalb der Umform- und Stanzvorrichtung baueinheitlich an dieser oder an anderer Stelle mit der Umform- und Stanzvorrichtung baueinheitlich vereinigt angeordnet sein, so dass die gesamte Umform- und Stanzvorrichtung mit der Krafteinheit insgesamt als eine Baueinheit handzuhaben ist. Eine derartige Vorrichtung kann zum Beispiel einem mehrachsigen, zum Beispiel sechsachsigen Roboter in einer Fertigungslinie im Karosseriebau der Kfz-Industrie zugeordnet sein und an vormontierten Karosserien, zum Beispiel an Stoßstangen oder dergleichen, geeignete Umform- und Stanzarbeiten durchführen. Die Umform- und Stanzvorrichtung ist wegen ihrer kompakten Baueinheit auch gewichtsgünstig ausgebildet und besitzt zum Beispiel gegenüber mit C-Bügeln ausgerüsteten Umform- und Stanzvorrichtungen nur einen Bruchteil deren Gewichts bei gleicher oder höherer Stanz- und Umformleistung und lässt sich von einem Roboter besser an Störkanten vorbei manövrieren.

Elektrische Zuleitungen für die Motoren 1 und 26 und sonstige Energiezuleitungen sind aus Gründen der Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt.

Dargestellt sind auch nicht Steuervorrichtungen für das Steuern der verschiedenen Motoren, die zum Beispiel nach empirischen Werten, die in einem Rechner abgelegt sind, betrieben werden können. Die Wirkungsweise der aus der Zeichnung ersichtlichen Umform- und Stanzvorrichtung ist folgende:

Angenommen, an einer bereits vormontierten Baueinheit einer Karosserie im Kfz- Bau sollen Umform- und Stanzarbeiten vorgenommen werden. Dann wird die Umform- und Stanzvorrichtung, beispielsweise durch einen Roboter in die entsprechende Lage gesteuert und das blechförmige, zum Beispiel Konturen aufweisende umzuformende und zu stanzende Bauteil und dessen Störkanten durch den Roboter umfahren, so dass das Bauteil 17 zwischen Niederhalter 16 und Matrize 1 8 zu liegen kommt. Die Matrize 18 ist z. B. zuvor über den verstellbaren Amboss 22 in Bezug auf das betreffende Bauteil 1 7 in eine passgerechte Lage durch Verstellung in Richtung X oder Y gebracht worden.

Anschließend wird durch die Servo-Hydraulische-Krafteinheit durch Ansteuern des Motors 1 und Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 4 ein Stempel 33 in Richtung X nach unten (in der Zeichnungsebene gesehen) gefahren, so dass der Niederhalter 16 aus seiner aus Fig. 1 , 2 und 3 ersichtlichen Stellung in die aus Fig. 4 ersichtliche Lage gesteuert wird und das Bauteil 1 7 auf der Matrize 18 festspannt, so dass es sich nicht mehr bewegen kann. Hierbei wird die Kraft von dem Hydraulikzylinder 4 über den Stempel 33 und die Kalotte 6 und die Druckfederelemente 29 und 30 ausgeübt und verschiebt dadurch den Niederhalter 16 bis er auf das Bauteil 17 aufsetzt. Während der weiteren Bewegung wird der Umformstempel 15 in Richtung X gegen die Rückstellkraft der Federelemente 9 und 10 in Richtung X verschoben, trifft auf das Bauteil 1 7 auf und verformt es in die Kontur der Matrize 18. Darauffolgend trifft der Lochstempel 8 auf das verformte Bauteil 1 7 und stanzt dieses an den vorgegebenen Stellen aus, so dass der Butzen 31 (Fig. 6) durch ein Loch 32 nach unten herausfällt.

Die Abfolge ist so, dass der Niederhalter 16 zunächst vorläuft, anschließend der Umformstempel 1 5 die Umformungen vornimmt und zum Schluss der Lochstempel 8 das Ausstanzen des Bauteils 17 bewirkt.

Da die Matrize 18 durch die Druckfederelemente 19 und 20 in Bezug auf den Gegenhalter 21 um ein gewisses Maß schwimmend und federnd gelagert ist, erfolgt das Aufsetzen des Niederhalters 16 und ggf. auch des Umformstempels 15 nicht schlagartig, weshalb man von einem anfänglich weichen, nachgiebigen Aufsetzen sprechen kann.

Da je nach Materialien und Kontur nach der Umformung und nach dem Zurückfahren des Umformstempels 5 eine gewisse Rückfederung des verformten und gestanzten Bauteils 1 7 erfolgen kann, wird bei der erfindungsgemäßen Umform- und Stanzvorrichtung durch die Steuerung nach empirischen Werten der Druck auf den Umformstempel 15 zurückgenommen, das heißt, es findet eine gewisse Entlastung in Richtung Y statt und danach erfolgt ein einmaliges oder mehrmaliges Belasten des Umformstempels 15 in Richtung X, das heißt der Umformstempel 15 wird ein oder mehrmals nach dem ersten Umformvorgang abermals gegen das blechförmige Bauteil 1 7 gepresst, so dass eine etwaige Rückfederung innerhalb vorbestimmter Grenzwerte kompensiert wird. Hierzu kann nach empirischen Werten der Elektromotor 26 eingeschaltet werden, nachdem zuvor das umgeformte und gestanzte Bauteil 1 7, zum Beispiel durch Laser, vermessen wurde und entsprechend der Rückfederung des Bauteils 1 7 der Amboss 22 durch entsprechenden Antrieb des Ritzels 25 verstellt wurde, woraufhin dann der Umformvorgang wiederholt wird, bis die Rückfederung innerhalb vorbestimmter Toleranzen ausgeglichen ist. Hierzu kann ein ein- oder mehrmaliges Messen, insbesondere mittels Laser oder dergleichen, an dem verformten und gestanzten Bauteil 17 in der Vorrichtung vorgenommen werden, um die entsprechende Hubverstellung des Ambosses 22 mit dem Gegenhalter 21 und der Matrize 18 zu bewirken.

Oben und unten - in der Zeichnungsebene gesehen - kann der Vorrichtung jeweils eine Traverse zugeordnet sein, die von den Führungssäulen durchgriffen (nicht dargestellt), und die über Schraubmuttern arretiert sind.

Des weiteren ist es möglich, die Servo-Hydraulische-Krafteinheit an beliebiger Stelle seitlich und/oder in axialer Verlängerung, je nach den Betriebsbedingungen, der Umform- und Stanzvorrichtung anzuordnen. Des weiteren liegen im Rahmen des Erfindungsgedankens auch Ausführungsformen, bei welchen durch eine Krafteinheit nicht nur ein Lochstempel, sondern mehrere Lochstempel 8, die parallel zueinander angeordnet sind, durch ein und dieselbe Krafteinheit über z. B. eine Druckplatte und eine Krafteinheit, anzutreiben, wie es auch möglich ist, den Amboss 22 mit dem Gegenhalter baulich zu vereinigen, und die Matrize 18 demgegenüber durch Druckfederelemente abzustützen, wobei Gegenhalter und Amboss 22 gemeinsam motorisch in Hubrichtung X bzw. Y feinfühlig entsprechend von Messdaten oder empirischer Daten, verstellbar und in der jeweiligen Hubstellung motorisch arretierbar sind.

Beispiel für eine Umform- und Stanzvorrichtung:

Gewicht: 190 kg

300 kN Lochkraft je nach Materialbeschaffenheit

Napftiefe beim Umformen: etwa 6 mm

Blechdicke des umzuformenden und zu lochenden Bauteils: zwischen etwa 0,5 bis 2,7 mm, je nach Festigkeit des Material

Die in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichen

Motor

Pumpe

Bauteil

Hydraulikzylinder, Kolben-Zylinder-Einheit Platte

Kalotte

Druckplatte

Lochstempel

Federelement Schraube Bohrung Umformstempel

Niederhalter

Bauteil, blechförmiges 18 Matrize

19 Druckfederelement 20

21 Gegenhalter

22 Amboss

23 Kiefer

24 Zahnkranz

25 Ritzel

26 Elektromotor

27 Führungssäule 28

29 Druckfederelement 30

31 Butzen

32 Loch

33 Stempel

X Hubrichtung

Y Literaturverzeichnis

Umformvorrichtung mit C-Bügel, sogenannte C-Gon 300 Kilo, 1200 Millimeter Länge