DE10149538A1

DE10149538A1 - Riegelvorrichtung für eine Umformpresse

Info

Publication number: DE10149538A1
Application number: DE2001149538
Authority: DE
Inventors: Konrad Schnupp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: DE10149538C2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Riegelvorrichtung für eine Umformpresse mit zumindest einem oberen verriegelbaren Werkzeug, sowie mit zumindest einem zwischen das Werkzeug und einem Pressenrahmen 3 einbringbaren Riegelelement 4-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement 4-9 verschwenkbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Riegelvorrichtung für eine Umformpresse, mit zumindest einem oberen, verriegelbaren Werkzeug, sowie mit zumindest einem zwischen das Werkzeug und einem Pressenrahmen einspannbaren Riegelelement.

Verriegelbare Umformpressen der beschriebenen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 198 19 950 A1. Die Riegel werden beispielsweise beim Pressen zum Innenhochdruckumformen oder zum Außenhochdruckumformen eingesetzt, um beispielsweise ein Oberwerkzeug, einen Stempel oder einen Niederhalter nach einem zum Schließen des Werkzeugs erforderlichen, relativ langen Verschiebeweg zu verriegeln. Nachfolgend ist es möglich, die für den Umformvorgang benötigten weiteren Bewegungen des Werkzeuges sowie die sich hierbei ergebenden Kräfte entsprechend aufzubringen.

Die Verriegelung von derartigen Umformpressen ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf diesen Bezug genommen werden kann.

Bei den bekannten Konstruktionen werden die Riegel seitlich verfahren. Dies bringt zum einen den Nachteil, dass für den Verschiebevorgang ausreichend Zeit bereitgestellt werden muss, sodass sich insgesamt längere Taktzeiten ergeben. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem benötigten Platzbedarf sowohl für den Riegel selbst, als auch für dessen Betätigungsvorrichtung. Zudem ist es aufwendig, die einzelnen Betätigungsvorrichtungen für die Riegel entsprechend zu steuern bzw. zu regeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Riegelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere bei geringem Platzbedarf kurze Taktzeiten ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, dass das jeweilige Riegelelement verschwenkbar gelagert ist.

Die erfindungsgemäße Riegelvorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Durch die verschwenkbare Lagerung des Riegelelements ist die Möglichkeit geschaffen, das Riegelelement in einem kleineren Einbauraum unterzubringen. Es sind nicht die, wie aus dem Stand der Technik bekannt, großen Freiräume erforderlich, um das Riegelelement von der Schließstellung in die Öffnungsstellung und zurück bewegen zu können. Vielmehr ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung lediglich erforderlich, das Riegelelement so weit zu verschwenken, dass das zu verriegelnde Werkzeug (beispielsweise ein Niederhalter, ein Stößel, ein Oberwerkzeug oder Ähnliches) entsprechend verfahren werden kann.

Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn das Riegelelement um eine horizontale Achse verschwenkbar ist. Es kann jedoch auch eine Verschwenkung um eine vertikale Achse erfolgen, abhängig von der Konstruktion der Umformpresse.

Bei einer Verschwenkung um eine horizontale Achse kann das Riegelelement hängend gelagert werden, sodass das Gewicht des Riegelelements durch die Lagerung an der horizontalen Achse aufgenommen wird. Diese wiederum wird bei dem Umformvorgang nicht mit Druck beaufschlagt bzw. belastet, sodass sich einfache und kostengünstige Konstruktionen ergeben.

Ein weiterer Vorteil der schwenkbaren Lagerung des Riegelelements besteht darin, dass eine Betätigungseinrichtung zum Verschwenken des Riegelelements nicht dessen gesamtes Gewicht aufnehmen muss, so wie dies beim Stand der Technik vielfach der Fall ist.

Besonders günstig ist es, wenn das Riegelelement im Bereich einer oberen Kante exzentrisch gelagert ist. Durch eine derartige exzentrische Lagerung ergeben sich besonders günstige Schwenkwinkel und Schwenkverhältnisse, sodass es zur Schaffung eines relativ großen Freiraumes zur Bewegung des Werkzeuges nur erforderlich ist, das Riegelelement um einen relativ kleinen Winkelbetrag zu verschwenken.

Bevorzugter Weise ist das Riegelelement in erfindungsgemäßer Ausgestaltung quaderförmig ausgebildet. Es versteht sich, dass auch andere Ausgestaltungsformen, beispielsweise zylindrische Formen möglich sind. Insgesamt ist festzuhalten, dass sämtliche der aus dem Stand der Technik bekannten Dimensionierungen der Riegelelemente bei der erfindungsgemäßen Riegelvorrichtung einsetzbar sind.

Um innerhalb kürzester Taktzeiten eine gezielte Verschwenkung des Riegelelements vornehmen zu können, ist es besonders günstig, wenn dies mittels eines Kurbeltriebs verschwenkbar ist. Hierdurch kann dem Riegelelement eine gezielte Bewegung auferlegt werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass bei Verwendung eines Kurbeltriebs das Riegelelement eine sinusförmige Bewegung ausführen kann, die hinsichtlich der auftretenden Beschleunigungen sowie der realisierbaren Wege besonders vorteilhaft ist.

Bei einer Umformpresse ist es erforderlich, mehrere Riegelelemente gleichzeitig zu betätigen. Um die Steuerung bzw. Regelung zu vereinfachen, um kürzere Taktzeiten zu ermöglichen und um die Herstellkosten einer derartigen Riegelvorrichtung zu senken, ist es besonders günstig, wenn alle Riegelelemente, die wirkungsmäßig einander zugeordnet sind, mittels eines gemeinsamen Antriebs verschwenkbar sind. Es ist somit beispielsweise zur Verriegelung eines Niederhalters lediglich erforderlich, einen einzigen Antrieb anzusteuern bzw. zu betätigen.

Die einzelnen Riegelelemente können beispielsweise in günstiger Ausgestaltung der Erfindung mittels eines flexiblen Zugelements mit dem gemeinsamen Antrieb verbunden sein. Das Zugelement kann in Form einer Kette ausgebildet sein und benötigt innerhalb der Umformpresse sehr wenig Platz, sodass sich eine ausgesprochen geringe Baugröße der gesamten Riegelvorrichtung ergibt.

Um bei einer üblichen Umformpresse, wie beispielsweise der eingangs als Stand der Technik genannten Umformpresse eine geringe Baugröße realisieren zu können, kann es günstig sein, wenn außenliegende Riegelelemente für einen Niederhalter vorgesehen sind, während zusätzlich innenliegende Riegelelemente für ein Oberwerkzeug eingebaut sind, die jeweils in erfindungsgemäßer Ausgestaltung verschwenkbar sind.

Während es beim Stand der Technik lediglich möglich ist, ein Riegelelement in seine Schließstellung oder in seine Öffnungsstellung zu bringen, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines verschwenkbaren Riegelelements, dieses abgestuft auszubilden, sodass sich unterschiedliche Schließzustände des Werkzeugs ergeben können. Hierdurch wird beispielsweise die Möglichkeit geschaffen, einen Werkzeugwechsel einfach und schnell durchzuführen, ohne dass zusammen mit dem Werkzeug auch die Riegelelemente ausgetauscht werden müssten, um unterschiedliche äußere Abmessungen des Werkzeuges berücksichtigen zu können.

Bei der beschriebenen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Riegelvorrichtung ist es somit möglich, die Riegel bei geringstem Platzbedarf unterzubringen. So ist es insbesondere möglich, innerhalb eines geschlossenen Blechhalters die Riegelelemente für das Oberwerkzeug unabhängig von dem Blechhalter zu betätigen.

Da die erfindungsgemäße Riegelvorrichtung nur einen sehr geringen Platzbedarf aufweist, ist es - im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen - auch möglich, die Riegelelemente selbst größer zu dimensionieren, um größere Flächen aufnehmen zu können. Hierdurch ergeben sich noch geringere Biegemomente, die vom Werkzeug auf die Riegelelemente übertragen werden.

Durch die kurzen zum Verschwenken der Riegelelemente benötigten Wege und Zeiten (beispielsweise 1 Sekunde für das Öffnen bzw. das Schließen des Riegels), ergibt sich eine ganz erhebliche Reduzierung der Taktzeit der gesamten Umformpresse, sodass diese beispielsweise auf 30 Sekunden minimiert werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Arbeitsraumes einer Umformpresse mit Oberwerkzeug und Unterwerkzeug sowie erfindungsgemäßen Riegelelementen in geöffnetem Zustand,
Fig. 2 eine Ansicht analog Fig. 1, mit Riegelelementen im geschlossenen Zustand,
Fig. 3 eine Draufsicht, teils im Schnitt, auf den Arbeitsraum einer erfindungsgemäßen Umformpresse zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung der Riegelelemente,
Fig. 4 eine Darstellung analog Fig. 3 mit zusätzlicher Darstellung des Antriebs der Riegelelemente,
Fig. 5 eine vereinfachte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Riegelelements,
Fig. 6 eine weitere Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Riegelelements, und
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht eines abgestuft ausgebildeten Riegelelements.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in der Seitenansicht eine schematische Darstellung des Arbeitsraums einer Umformpresse, beispielsweise einer hydraulischen Umformpresse, wie in DE 198 19 950 A1 beschrieben. Insofern kann auf diese Veröffentlichung voll inhaltlich Bezug genommen werden, so weit sie den Gesamtaufbau und die Wirkungsweise der Umformpresse ergibt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen folglich einen Pressentisch 15, auf welchem ein ebenfalls nur schematisch dargestelltes Unterwerkzeug 16 montiert ist. Weiterhin ist ein Pressenstößel 2 vorgesehen sowie ein Pressen-Niederhalter 1. Diese bilden zusammen ein oberes Werkzeug, welches in entsprechender Weise zu verriegeln ist. Mit der Bezugsziffer 3 ist schematisch ein Pressenrahmen oder ein Pressenhaupt dargestellt. Auf die Darstellung der Betätigungseinrichtungen des Pressen- Niederhalters 1 sowie des Pressenstößel 2 wurde verzichtet.
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Oberwerkzeug, mit dem Bezugszeichen 21 ist ein Werkzeugniederhalter beschrieben. Das Werkzeug 18 kann aus einem unteren Werkzeugteil und einem oberen Werkzeugteil bestehen, das obere Werkzeug kann einteilig (Innenhochdruckumformung) oder 2-teilig (Oberwerkzeug und Werkzeugniederhalter) sein. Im entriegelten Zustand der Presse ist somit das Werkzeug geöffnet, um ein Bauteil wechseln zu können.
Es versteht sich, dass die gesamte Anordnung in einem Pressenrahmen mit Säulen 17 (siehe Fig. 3 und 4) oder einer ähnlichen Konstruktion aufgenommen ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen weiterhin innenliegende, quaderförmige Riegelelemente 8, 9 sowie außenliegende, ebenfalls quaderförmig ausgestaltete Riegelelemente 5, 7.
Die einzelnen Riegelelemente 5, 7 bzw. 8, 9 sind jeweils mittels Lagerstreben 18 (siehe auch Fig. 6) aufgehängt. Die Lagerstreben 18 sind um horizontale Achsen 10 schwenkbar an der Presse gelagert.
Die Riegelelemente sind, wie in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt, jeweils mit einer Kurbelstange 11 und einer Kurbelscheibe 12 gekoppelt (siehe auch Fig. 4). Somit können die Riegelelemente von einem geöffneten Zustand (wie in Fig.1 gezeigt), in einen geschlossenen Zustand (siehe Fig. 2) verschwenkt werden.
Die Fig. 3 zeigt in der Draufsicht in vereinfachter Darstellung einen Horizontalschnitt durch den Arbeitsraum einer erfindungsgemäß mit der Riegelvorrichtung versehenen Umformpresse. Hierbei sind die bereits erwähnten Säulen mit dem Bezugszeichen 17 versehen. Aus der Darstellung der Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Pressen-Niederhalter 1 insgesamt vier außenliegende Riegelelemente 4, 5, 6 und 7 hat, während dem Pressenstößel 2 die Riegelelemente 8 und 9 zugeordnet sind. Es versteht sich, dass auch das Oberwerkzeug vier Riegelelemente haben könnte. Die Fig. 3 verdeutlicht insbesondere den sehr geringen Platzbedarf, den die erfindungsgemäße Riegelvorrichtung benötigt.
Die Fig. 4 ist eine Weiterbildung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, wobei in Fig. 4 zusätzlich der Antrieb der einzelnen Riegelelemente gezeigt ist. Aus Gründen einer vereinfachten, verständlichen Darstellung wurde darauf verzichtet, den Antrieb für die Riegelelemente 8, 9 zu zeigen. Dieser ist analog dem Antrieb der Riegelelemente 4-7 ausgebildet.
Die Riegelelemente 4-7 sind jeweils mit einer Kurbelstange 11 gelenkig verbunden, welche wiederum drehbar an einer Kurbelscheibe 12 gelagert ist. Die einzelnen Kurbelscheiben 12 sind über ein flexibles Zugelement, beispielsweise eine Kette, mit einem Antrieb 13 versehen. Dieser kann, wie dargestellt, zwei Kolben-Zylinder-Einheiten umfassen. Es ist somit möglich, mittels des einzigen Antriebs 13 synchron sämtliche der Riegelelemente 4-7 zu verschwenken. Durch den Kurbeltrieb ergibt sich ein sinusförmiger Bewegungsablauf, der die oben bereits genannten Vorteile aufweist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen in schematischer Darstellung die Ausgestaltung eines Riegelelements sowie der an diesem befestigten Lagerstreben 18. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass mittels sehr klein dimensionierbarer Lagerstreben 18 eine ausreichende Lagerung der verschwenkbaren Riegelelemente gewährleistet ist. Es ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, den zur Lagerung der Riegelelemente benötigten Platzbedarf weiter zu minimieren.
Die Seitenansicht der Fig. 5 zeigt verdeutlichend die exzentrische Lagerung des Riegelelements bzw. die exzentrische Anordnung der horizontalen Achse 10 zur Außenkante des Riegelelements. Die Exzentrizität ist mit dem Bezugszeichen X verdeutlicht.
In Fig. 7 ist in stark vereinfachter Seitenansicht ein gestuft ausgebildetes Riegelelement gezeigt. Dies kann beispielsweise bei unterschiedlichen Schließzuständen von Werkzeugen verwendet werden, eine weitere Einsatzmöglichkeit ergibt sich dann, wenn häufiger verschiedene Werkzeugsätze gewechselt werden, die unterschiedlich hohe Riegelelemente benötigen würden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims

1. Riegelvorrichtung für eine Umformpresse mit zumindest einem oberen, verriegelbaren Werkzeug, sowie mit zumindest einem zwischen das Werkzeug und einem Pressenrahmen (3) einbringbaren Riegelelement (4-9), dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) verschwenkbar gelagert ist.

2. Riegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) um eine horizontale Achse (10) verschwenkbar ist.

3. Riegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) um eine vertikale Achse schwenkbar ist.

4. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) im Bereich einer oberen Kante exzentrisch gelagert ist.

5. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) quaderförmig ausgebildet ist.

6. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) mittels eines Kurbeltriebs (11, 12) verschwenkbar ist.

7. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Riegelelemente (4-9) mittels eines gemeinsamen Antriebs (13) verschwenkbar sind.

8. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass außenliegende Riegelelemente (4-7) für einen Pressen-Niederhalter (1) vorgesehen sind.

9. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innenliegende Riegelelemente (8, 9) für einen Oberwerkzeug (2) vorgesehen sind.

10. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelelemente (4-9) mittels eines flexiblen Zugelements (14) mit dem gemeinsamen Antrieb (13) verbunden sind.

11. Riegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (4-9) gestuft ausgebildet ist.