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Dokumentenidentifikation DE3787839T2 10.02.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0252635
Titel Mehrzweck-Pressform.
Anmelder Hoshi, Hideo, Nagoya, Aichi, JP
Erfinder Hoshi, Hideo, Naka-ku, Nagoya-shi Aichi-ken, JP
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 3787839
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 19.06.1987
EP-Aktenzeichen 873054704
EP-Offenlegungsdatum 13.01.1988
EP date of grant 20.10.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.02.1994
IPC-Hauptklasse B21D 37/08
IPC-Nebenklasse B21D 35/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Preßform für Metallblech, genauer auf eine Preßform zum Ausführen verschiedener Preßvorgänge mit einer einzigen Preßform.

Metallerzeugnisse, wie etwa Automobilteile und elektrische Haushaltsgeräte, werden gewöhnlich durch Pressen eines Blechausschnittes geformt, wobei unterschiedliche Preß- und Stanzwerkzeuge in verschiedenen Preßstufen gemäß der gewünschten Produktform verwendet werden. Es ist notwendig, verschiedene Preßwerkzeuge (und Stanzwerkzeuge) an der Presse zu montieren und von der Presse abzumontieren, um die gewünschte endgültige Form des Erzeugnisses zu erhalten.

Eine solche Einrichtetätigkeit zum An- und Abmontieren verschiedener Preßwerkzeuge (und Stanzwerkzeuge) stellt jedoch eine unproduktive Arbeit dar. Um die Produktivität zu steigern, ist es notwendig, die benötigte Zeit zur Werkzeugeinrichtung zu minimieren.

Zu diesem Zweck sind verschiedene Vorrichtungen, wie etwa bewegliche Gestelle, Preßwerkzeug-Hebevorrichtungen oder preßwerkzeug-Fahrschienen, vorgeschlagen worden, um ein schnelles Werkzeugeinrichten zu erreichen. Jedoch steigern diese Vorrichtungen die Größe der Preßmaschine und deren Kosten. Es sollte darüber hinaus beachtet werden, daß diese Vorrichtungen an sich nicht direkt zum Pressen der Erzeugnisse beitragen. Des weiteren steigert die Werkzeugeinrichtetätigkeit die Möglichkeit von Arbeitsunfällen, da das Werkzeugeinrichten die Versetzung von großen Bauteilen in einer großen Preßmaschine bedingt.

Allerdings sind einige dieser Probleme mit der Preßmaschine aus der EP-A-0 059 432, welche eine Kombination von Merkmalen gemäß dem ersten Teil des Anspruches 1 enthält, gelöst, wobei ein einziger Preßvorgang verschiedene Arbeitsschritte am Blech in der Maschine hervorruft, welche der Reihe nach durch die Betätigung einer einzigen Preßrichtung erfolgen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Preßformvorrichtung vorzuschlagen, welche Arbeitsunfälle in hohem Maße verhindern kann und welche ermöglicht, unterschiedliche Preßvorgänge durchzuführen, ohne eine herkömmliche große Preßmaschine zu verwenden.

Erfindungsgemäß wird eine mehrstufige Preßform für Metallblech zum Ausführen einer Vielzahl von Arbeitsschritten auf einem Blechausschnitt, während dieser Blechausschnitt in einer Position gehalten, vorgeschlagen, die aus einem oberen Gestell, in dem ein oberer Werkzeugsatz von Preßelementen, ausgewählt aus Preß- und Stanzwerkzeugen gehaltert ist und einem unteren Gestell, axial fluchtend mit dem oberen Gestell, in dem ein unterer Werkzeugsatz von Preßelementen gehaltert ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Gestell und das untere Gestell stationär sind, wobei die Preßelemente des oberen Werkzeugsatzes innerhalb des oberen Gestells für die Arbeitsbewegung gehaltert sind und die Preßelemente des unteren Werkzeugsatzes innerhalb des unteren Gestelles für die Arbeitsbewegung gehaltert sind und die Preßelemente der entsprechenden Werkzeugsätze Fläche an Fläche axial fluchtend angeordnet sind, jedes Preßelement des oberen Werkezugsatzes und jedes Preßelement des unteren Werkezugsatzes mit einem wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder verbunden ist, der einen Kolben zum Vorschieben und Zurückziehen des entsprechenden Preßelementes in einem Werkzeugsatz hinzu bzw. hinweg von den Preßelementen des anderen Werkzeugsatzes unabhängig von den anderen Preßelementen in dem einen oder anderen Werkzeugsatz umgibt, wobei die Kolben der wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder des oberen Werkzeugsatzes und die Kolben der wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder des unteren Werkzeugsatzes axial fluchtend mit der Achse des oberen Werkzeugsatzes bzw. des unteren Werkzeugsatzes ausgerichtet sind und jeder Kolben eine Einheit mit einem Preßelement bildet, der bei Einlaß eines Fluidums durch die hydraulischen Zylinder, um auf eine Antriebsseite des Kolbens einzuwirken, antreibbar ist.

Mit dieser Anordnung werden individuelle Hydraulikzylindereinheiten als Antriebe für die Preßelemente der oberen und unteren Preßwerkzeuge verwendet, anstatt, wie beim Stand der Technik, als Antrieb der Preßmaschine.

Die koaxiale Anordnung der Mehrfachzylinder trägt zur Verwirklichung einer kompakten und kleinen Preßform bei. Verschiedene Preßvorgänge können auf einfache Weise durch gleichzeitiges oder aufeinanderfolgendes Betätigen der betreffenden Zylinder gemäß einer vorgegebenen Abfolge bewirkt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese angewendet werden kann, wird nachfolgend beispielhaft auf die zugehörige Zeichnung Bezug genommen. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht eines Längsschnittes durch eine zusammengesetzte Preßform, welche die Erfindung verkörpert, dargestellt in unterschiedlichen Stellungen in der rechten und linken Hälfte der Figur;

Fig. 2 eine Ansicht eines Längsschnittes durch die zusammengesetzte Preßform, dargestellt in drei verschiedenen Stellungen;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines bei Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Preßform erreichbaren Produktes; und

Fig. 4 eine Schnittansicht, welche die aufeinanderfolgenden Preßstufen bei der Herstellung des Produktes gemäß Fig. 3 unter Verwendung einer Preßform gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In der dargestellten Ausführungsform stellt das in Fig. 3 gezeigte Produkt eine Hälfte eines Behälters für einen Bremskraftverstärker dar und wird mit dem Bezugsbuchstaben P bezeichnet.

In den Fig. 1 und 2, welche eine Preßform gemäß der Erfindung zeigen, werden die Preßschritte aufeinanderfolgend in der alphabetischen Reihenfolge von A, B, C, D, E ausgeführt. Demgemäß zeigen die Fig. 1 und 2 in dieser Reihenfolge anfängliche Preßstellungen A und B und nachfolgenden Preßstellungen C, D und E. Die Stellungen A, B, C, D und E entsprechen dem Zustand eines Rohblechstückes in den Schritten A, B, C, D, E in Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 wird die dargestellte Preßform zum Ziehen und Stanzen verwendet. Die Vorrichtung weist einen unteren Rahmen 11, in dem ein unterer Werkzeugsatz, bestehend aus einem äußeren Stempel 20 und einem inneren Stempel 30, der koaxial zum äußeren Stempel 20 angeordnet ist und einen oberen Rahmen 12, in dem ein oberer Werkzeugsatz, bestehend aus einem Stempel 40, einem inneren Stempel 50 im Stempel 40, einem Auswerfer 60 im Stempel 50 und einem Lochstempel 70, welcher sich zuinnerst befindet, angeordnet ist, auf. Der Stempel 40, der innere Stempel 50, der Auswerfer 60 und der Lochstempel 70 sind koaxial zueinander im oberen Rahmen 12 angeordnet. Die oben angeführten Bauteile 20, 30, 40, 50, 60 und 70 können über zugehörige Hydraulikzylindereinheiten unabhängig voneinander betätigt werden.

Demgemäß wird der äußere Stempel 20 über einen integral angeformten Kolben 25 betätigt, welcher beweglich im unteren Rahmen 11, der als Zylinder für den Kolben 25 wirkt, angeordnet ist. Eine von dem unteren Rahmen 11 gebildete Zylinderkammer 81 ist mit einer Druckflüssigkeitsquelle (nicht dargestellt) über einen ersten Anschluß 26 und einen zweiten Anschluß 27 an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 25 verbunden. Wenn sich der Kolben 25 vorwärts, zum Beispiel aufwärts in Fig. 1, bewegt, wird die Arbeitsflüssigkeit durch den ersten Anschluß 26 in die Zylinderkammer geleitet und durch den zweiten Anschluß 27 aus dieser verdrängt. Umgekehrt wird, um den Kolben 25 in Fig. 1 abwärts zu bewegen, die Arbeitsflüssigkeit über den zweiten Anschluß 27 in die Zylinderkammer 81 geleitet und aus dieser durch den ersten Anschluß 26 hinausgedrängt. Demzufolge stellt der Kolben 25 einen zweifach wirkenden Kolben dar.

Gleichermaßen weist der innere Stempel 30 einen Kolben 35 auf, welcher in einem Zylinder 11a, der durch den unteren Rahmen 11 gebildet ist, zur Erreichung eines Schubweges im Zylinder 11a eingesetzt ist. Eine Zylinderkammer 83, welche im Zylinder 11a gebildet ist, ist mit der Druckflüssigkeitsquelle (nicht dargestellt) über einen dritten Anschluß 36 und einen vierten Anschluß 37 an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 35 verbunden. Der dritte und vierte Anschluß 36 und 37 entsprechen dem ersten und zweiten Anschluß 26 und 27 bzw. arbeiten in entsprechender Weise.

Der Stempel 40 weist einen integral angeformten Kolben 45 auf, der im oberen Rahmen 12 eingesetzt ist, welcher als Zylinder für den Schubweg des darin befindlichen Kolbens 45 wirkt. Eine Zylinderkammer 85, welche vom Zylinder 12 gebildet wird, ist mit der Druckflüssigkeitsquelle über einen fünften und sechsten Anschluß 46 bzw. 47 an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 45 verbunden. Wenn sich der Kolben 45 auf den unteren Rahmen 11 zubewegt, wird die Arbeitsflüssigkeit durch den fünften Anschluß 46 in die Zylinderkammer 85 hineingeleitet und aus der Zylinderkammer 85 über den sechsten Anschluß 47 hinausgedrückt und umgekehrt.

Entsprechend weist der innere Stempel 50 einen Kolben 55 auf, welcher in einem Zylinder 12a, der integral durch den oberen Rahmen 12 gebildet wird, verschiebbar ist. Eine Zylinderkammer 87, gebildet durch den Zylinder 12a, ist mit der Flüssigkeitsquelle über einen siebten und achten Anschluß 56 und 57 auf den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 55 verbunden. Die siebten und achten Anschlüsse 56 und 57 entsprechen in ihrer Funktionsweise den fünften und sechsten Anschlüssen 46 bzw. 47.

Der Auswerfer 60 weist einen Kolben 65 auf, welcher in einem Zylinder 12b, der durch den oberen Rahmen 12 integral gebildet ist, verschiebbar ist. Eine Zylinderkammer 89, gebildet durch den Zylinder 12b, ist über neunte und zehnte Anschlüsse 66 und 67 mit der Flüssigkeitsquelle verbunden. Der Lochstempel 70 weist einen Kolben 75 auf, welcher im Kolben 65 des Auswerfers 60 gleitet. Eine Zylinderkammer 91, gebildet durch den Kolben 65, ist mit der Flüssigkeitsquelle über einen elften Anschluß 76 verbunden. Die Rückbewegung des Kolbens 75 wird durch eine Rückholfeder 77 bewirkt. Stanzabfälle werden durch einen Abfallschacht 39 innerhalb des inneren Stempels 30 entfernt.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet die Ziffer 13 einen Stempel zum Festhalten eines Blechrohlings gegenüber dem sich bewegenden Stempel 40, 14 bezeichnet eine Blechführung, 15 einen zylindrischen Stempelpufferkolben als Andruckfläche und 16 einen Flüssigkeitsanschluß, durch den Öl unter Druck auf den Zylinderkolben 15 einwirken kann, um einen geeigneten Rückdruck aufzubauen.

Die Preßform, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, arbeitet wie folgt. Zuerst wird, gemäß den Fig. 1(A) und 4(A) das zu pressende Blech B in die Blechführung 14 eingelegt. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich alle Unter- und Oberstempel der unteren und oberen Rahmen 11 und 12 in ihren Ausgangspositionen (zurückgezogenen Positionen).

Als nächstes wird, wie aus der Fig. 1(B) und Fig. 4(B) ersichtlich, das Blech B mittels Stempel 40 ausgestanzt. In der dargestellten Ausführungsform bewegen sich gleichzeitig mit oder kurz nach der Vorwärtsbewegung des Stempels 40, zum Beispiel der Abwärtsbewegung in den Figuren, der innere Stempel 50, der Auswerfer 60 und der Lochstempel 70 gemeinsam vorwärts, um die Stanztätigkeit des Stempels 40 zu unterstützen. Danach erfolgt die Ausführung der nächsten Stufe des Arbeitsablaufs, wie er in Fig. 2(C) dargestellt ist. Hier kann, wie aus Fig. 4(C) ersichtlich, ein erstes Ziehen erfolgen. In dieser ersten Ziehstufe bewegen sich der äußere Stempel 20 und der innere Stempel 30 im unteren Rahmen 11 zusammen vorwärts (aufwärts), wobei der innere Stempel 50 und der Auswerfer 60 im oberen Rahmen 12 sich zusammen rückwärts (aufwärts) bewegen, um als Auswerfer zu dienen.

Wie in Fig. 2(D) und Fig. 4(D) dargestellt, erfolgt eine Tiefziehstufe (zweites Ziehen) unmittelbar nach dem ersten Ziehen, wobei der Druck der Arbeitsflüssigkeit, welcher auf den äußeren Stempel 20 im unteren Rahmen 11 ausgeübt wird, einer Verringerung unterzogen wird und der innere Stempel 50 sich vorwärts (abwärts) bewegt, um das Tiefziehen auszuführen.

Nachdem das Tiefziehen abgeschlossen ist, bewegt sich der Lochstempel 70 vorwärts (abwärts), um ein zentral gelegenes Stück des Blechs auszustechen, wie aus Fig. 2(E) entnehmbar ist. Das Blech weist dann eine Öffnung, wie in Fig. 4(E) gezeigt, auf. Die Abfälle, welche während des Ausstechens anfallen, werden durch den Abfallschacht 39 aus der Vorrichtung entfernt.

Die Arbeitsgänge der Zylindereinheiten der Oberstempel (und Unterstempel) im oberen und unteren Rahmen 11 und 12 können automatisch und nacheinander oder gleichzeitig in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Abfolge von einer Hydrauliksteuereinheit bewirkt werden.

Es sollte erkannt werden, daß die dargestellten Stempel durch andere Stempel ersetzt werden können, deren Gestaltung der Form der zu pressenden Produkte angepaßt ist.

Wie aus dem Vorangegangen ersichtlich ist, können mit einer erfindungsgemäßen Preßform, da von dem oberen Werkzeugsatz und dem unteren Werkzeugsatz einer oder beide durch die zugehörigen Hydraulikzylindereinheiten angetrieben werden, welche koaxial angeordnet sind, und gleichzeitig oder nacheinander arbeiten, die unterschiedlichsten Preßvorgänge ohne mühsames Werkzeugeinrichten (oder Montieren) ausgeführt werden. Dies bewirkt eine Verringerung der Einrichtezeit und ebenso eine Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Arbeitsunfällen.

Weiterhin ist eine große Presse nun nicht länger vonnöten und die Anzahl der Stempel kann verringert werden, da komplexe Preßvorgänge durch Kombinationen von Stempeln erreicht werden können. Dies bedeutet eine Minimierung des Raumes, der für die Preßform benötigt wird und ebenso der Kosten der beteiligten Geräte, während Erzeugnisse mit einer breiten Vielfalt an Formen herstellbar sind. Durch geeignete geometrische Anordnung der Hydraulikzylindereinheiten und durch geeignete Berücksichtigung der Leistungsbeschaffenheit derselben können vielfältige Preßvorgänge automatisiert erfolgen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die Hydraulikzylindereinheiten mit einer computergestützten Kontrolleinheit zu verbinden.


Anspruch[de]

1. Mehrstufige Preßform für Metallblech zum Ausführen einer Mehrzahl von Operationen an einem Metallblech, während das Metallblech an einer Position festgelegt ist, mit einem oberen Gestell (12), in dem ein oberer Werkzeugsatz von Preßelementen ausgewählt aus Matrizen und Patrizen (40, 50, 60, 70) gehaltert ist und mit einem unteren Gestell (11) axial fluchtend mit dem oberen Gestell (12), in dem ein unterer Werkzeugsatz von Preßelementen (20, 30) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Gestell (12) und das untere Gestell (11) stationär sind, wobei die Preßelemente des oberen Werkzeugsatzes (40, 50, 60, 70) innerhalb des oberen Gestells (12) für die Arbeitsbewegung gehaltert sind und die Preßelemente des unteren Werkzeugsatzes (20, 30) innerhalb des unteren Gestelles (11) für die Arbeitsbewegung gehaltert sind und die Preßelemente der entsprechenden Werkzeugsätze Fläche an Fläche axial fluchtend angeordnet sind, jedes Preßelement des oberen Werkzeugsatzes (12) und jedes Preßelement des unteren Werkzeugsatzes (11) mit einem wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder (12, 12a, 12b; 11, 11a) verbunden ist, der einen Kolben (45, 55, 65, 75; 25, 35) zum Vorschieben und Zurückziehen des entsprechenden Preßelementes in einem Werkzeugsatz hinzu bzw. hinweg von den Preßelementen des anderen Werkzeugsatzes unabhängig von den anderen Preßelementen in dem einen oder anderen Werkzeugsatz umgibt, wobei die Kolben (45, 55, 65, 75) der wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder (12, 12a, 12b) des oberen Werkzeugsatzes und die Kolben (25, 35) der wechselseitig beaufschlagbaren hydraulischen Zylinder (11a, 11b) des unteren Werkzeugsatzes axial fluchtend mit der Achse des oberen Werkzeugsatzes bzw. des unteren Werkzeugsatzes ausgerichtet sind und jeder Kolben (25, 35, 45, 55, 65, 75) eine Einheit mit einem Preßelement (20, 30, 40, 50, 60, 70) bildet, der bei Einlaß eines Fluidums durch die hydraulischen Zylinder, um auf eine Antriebsseite des Kolbens einzuwirken, antreibbar ist.

2. Preßform nach Anspruch 1, bei der der obere Werkzeugsatz ein Lochwerkzeug (70) und der untere Werkzeugsatz einen Austragsschacht (39), axial fluchtend mit dem Lochwerkzeug zum Auswerfen von mit dem Lochwerkzeug erzeugten Abfallstanzstücken aus der Preßform, enthalten.







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