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Dokumentenidentifikation DE10153637C2 16.10.2003
Titel Blechbearbeitungsmaschine mit Werkzeugstation und Werkstück-Auflagetisch
Anmelder Rittal GmbH & Co. KG, 35745 Herborn, DE
Erfinder Rathmann, Joachim, 35614 Aßlar, DE
Vertreter Jeck · Fleck · Herrmann Patentanwälte, 71665 Vaihingen
DE-Anmeldedatum 31.10.2001
DE-Aktenzeichen 10153637
Offenlegungstag 11.07.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.10.2003
IPC-Hauptklasse B23Q 3/10
IPC-Nebenklasse B21D 43/26   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Blechbearbeitungsmaschine mit einer Werkzeugstation und einem Werkstück-Auflagetisch, der mit in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinaten-Richtungen verstellbaren Anschlägen versehen ist, die eine definierte Aufnahme für ein zu bearbeitendes Werkstück bilden.

Eine derartige Blechbearbeitungsmaschine ist aus der DE 32 08 989 A1 bekannt. Dabei legt sich das zu bearbeitende Werkstück mit zwei senkrecht zueinander stehenden Seiten an die Anschläge der beiden Koordinaten-Richtungen an. Da das Werkstück bei der Bearbeitung sowohl von der Anlageseite der Anschläge weg und in Richtung der Anschlagfläche verstellt werden kann, müssen die Anschläge als Spannanschläge ausgebildet sein, die das Werkstück gespannt aufnehmen und zwangsweise in beiden Verstellrichtungen der Koordinaten-Richtung mitnehmen. Bei dieser Aufnahme des Werkstückes ist der Bezugspunkt für die Verstellung stets die Ecke der beiden anliegenden und gespannten Seiten des Werkstückes. Handelt es sich um normale Anschläge, dann muss das Werkstück in beiden Koordinaten-Richtungen nachträglich wieder an die Anschläge herangeführt werden. Dazu ist dann eine eigene Mitnahmevorrichtung für das Werkstück erforderlich, die nicht der Verstellung der Anschläge dient.

Zudem wirken sich Toleranzen der Blechzuschnitte in den Seiten auf die Genauigkeit der Positionierung des Werkstückes aus, so dass bei einer Stanzmaschine die in mehrere Werkstücke eingebrachten Stanzbilder selbst mehr oder weniger voneinander abweichen können.

Wie die DE 41 21 981 A1 zeigt, ist es bei Stanzmaschinen auch bekannt, eine Anschlagschiene auf einem Werkstück-Auflagetisch sowohl in ihrer Längsrichtung als auch quer zu ihrer Längsrichtung zu verstellen, wobei jeder Koordinaten-Richtung eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist. Die Anschlagschiene kann Halterungen tragen, die in der zu ihrer Längsabmessung parallelen Koordinaten-Richtung als Anschläge dienen.

Aus der US 3,593,984 A ist eine Werkstück-Bearbeitungsmaschine bekannt, bei der in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinaten-Richtungen auf Spindeln Anschläge gegeneinander verstellbar sind. Dabei kreuzen sich die Spindelachsen in einem Mittelpunkt eines Werkstück-Auflagetisches. Die vier verstellbaren Anschläge zentrieren das zu bearbeitende Werkstück auf den Mittelpunkt des Werkstück-Auflagetisches. Bei dieser bekannten Werkstück-Bearbeitungsmaschine ist die Zentrierung nur mit großem Spiel realisierbar, da in jeder Koordinaten-Richtung die beiden Spindel-Teilantriebe gegenläufig arbeiten müssen und so miteinander gekoppelt werden müssen, dass sie mittels einer Antriebseinheit angetrieben werden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Blechbearbeitungsmaschine der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass toleranzbehaftete Blechzuschnitte stets gleich und eindeutig positioniert werden und nach der Bearbeitung ein einheitliches Bearbeitungsbild aufweisen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in jeder Koordinaten-Richtung mindestens ein Paar von Anschlägen vorgesehen ist, die bezogen auf einen Auflagemittelpunkt der Werkstückauflage des Werkstück-Auflagetisches jeweils synchron, jedoch gegenläufig in ihren Koordinaten-Richtungen verstellbar sind und das Werkstück mit dem Werkstückmittelpunkt im Auflagemittelpunkt positionieren und dass aus den Ausgangskoordinaten des Auflagemittelpunktes und den Ausgangskoordinaten der Ausgangsstellung der Werkzeugstation Bearbeitungskoordinaten für die Verstellung der Werkzeugstation und/oder des Werkstück-Auflagetisches ableitbar sind.

Mehrere Blechzuschnitte für das gleiche Produkt haben in der Regel unterschiedliche Abmessungen. Damit diese Blechzuschnitt-Toleranzen nicht einseitig in die den Anschlägen gegenüberliegenden Seiten einfließen, werden die Blechzuschnitte zentriert und zwar in den beiden Koordinaten-Achsen. Die Toleranzen werden dann auf alle Seiten - Länge und Breite - des Blechzuschnittes gleichmäßig verteilt. Der klassische Werkstücknullpunkt hat seine Bedeutung verloren, wenn er nicht genau in die Mitte des Werkstückes (Koordinatenursprung) geschoben wird. Die Justierung von Ausgangsstellung der Werkzeugstation und der Ausgangskoordinaten des Auflagemittelpunktes muss nur einmal vor der ersten Bearbeitung vorgenommen werden. Danach lassen sich die Bearbeitungskoordinaten aus den einjustierten Koordinatenwerten leicht ableiten. Die Referenzkoordinaten bleiben unabhängig von der Größe des zu bearbeitenden Werkstückes.

Die aufgelegten Blechzuschnitte werden durch die verstellbaren Anschläge genau auf ihre Symmetrieachsen positioniert, so dass unabhängig von den maßlichen Abweichungen der Blechzuschnitte die Mitte derselben immer mit dem Auflagemittelpunkt des Werkstück-Auflagetisches zusammenfällt. Das Bearbeitungsbild ist - von der Mitte des Blechzuschnittes aus gesehen - stets gleich.

Es bleibt noch zu erwähnen, dass die Blechbearbeitungsmaschine als Nibbel-, Laser-, Stanz-, Kant-, Klink-, Schweiß-, Punkt-, Gravier- oder Fräsmaschine ausgebildet sein kann. Dabei ändert sich nur die Art der Werkzeugstation. Dabei kann auch anderes Material bearbeitet werden.

Von Vorteil ist eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Koordinaten-Richtung eine Verstelleinrichtung für die zugeordneten Anschläge aufweist, die nacheinander das Werkstück in der zugeordneten Abmessung positionieren.

Ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Anschläge als Rollen ausgebildet sind, deren Drehachsen senkrecht zur Werkstückauflage des Werkstück-Auflagetisches stehen, dann kann bei der Positionierung der Blechzuschnitt besser geführt werden, ohne zu verkanten. Bei großen Abmessungen kann zur Vermeidung von Verkanten und Verklemmen zusätzlich vorgesehen sein, dass in einer oder beiden Koordinaten-Richtungen weitere Paare von Anschlägen über die zugeordnete Abmessung des Werkstück-Auflagetisches verteilt angeordnet sind und dass alle Paare von Anschläge einer Koordinaten- Richtung in gleicher Weise verstellbar sind.

Als Verstelleinrichtungen können vorzugsweise Ausgestaltungen verwendet werden, die dadurch gekennzeichnet sind, dass im Auflagemittelpunkt des Werkstück-Auflagetisches für jede Koordinaten-Richtung jeweils ein Antriebszahnrad drehbar gelagert ist, dass jedes Antriebszahnrad an diametral angeordneten Stellen mit zwei Zahnstangen im Eingriff steht, die parallel zu der zugeordneten Koordinaten-Richtung verlaufen und in Führungen des Werkstück- Auflagetisches gegenläufig verstellbar geführt sind, dass die beiden Zahnstangen an entgegen gesetzten Enden mit quer zur zugeordneten Koordinaten- Richtung Trägern verbunden sind und dass an den Trägern Anschläge drehbar gelagert sind, deren Achsen senkrecht zur Werkstückauflage des Werkstück- Auflagetisches stehen.

Für einen verstellbaren Werkstück-Auflagetisch ist vorgesehen, dass der Werkstück-Auflagetisch auf einer Quertraverse angeordnet und in einer Koordinaten-Richtung verstellbar ist und dass die Werkzeugstation in der anderen Koordinaten-Richtung verstellbar ist, wobei zur Vervollständigung der Blechbearbeitungsmaschine die horizontale Quertraverse an einem vertikalen Ständer befestigt ist, der sich mittels einer Fußplatte auf der Standfläche abstützt.

Die Verstelleinrichtungen können auch als durch die Koordinaten-Richtungen vorgegebene, durchgehende Gewindespindeln ausgebildet sind, die jeweils motorisch antreibbar sind und jeweils bis zur Mitte ein Links- und Rechtsgewinde tragen, und dass die Anschläge mit Gewindeaufnahmen für die unterschiedlichen Gewinde der Gewindespindel versehen sind.

Um eine exakte Ableitung der Bearbeitungskoordinaten zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, dass die Positioniermechanik aus Werkstück-Auflagetisch mit Auflagemittelpunkt und den Anschlägen vor der ersten Inbetriebnahme im Bezug auf die Ausgangsstellung der Werkzeugstation justierbar ist.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht und im horizontalen Schnitt einen Werkstück-Auflagetisch einer Blechbearbeitungsmaschine entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 den Werkstück-Auflagetisch gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und

Fig. 3 eine Blechbearbeitungsmaschine mit einem Werkstück-Auflagetisch nach Fig. 1 und 2 in Seitenansicht.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Werkstück-Auflagetisch 10 mit der Werkstückauflage 24 dargestellt. Der Werkstück-Auflagetisch 10 ist mit Führungen 11 und 12 versehen, die parallel zu der Koordinaten-Richtung X verlaufen. In der Koordinaten-Richtung Y sind ebenfalls zwei parallel dazu verlaufende Führungen eingebracht. Die Führungen liegen in zwei Ebenen übereinander, die parallel zu der Werkstückauflage 24 verlaufen. Beide Koordinaten-Achsen schneiden sich im Auflagemittelpunkt Mo, in dem drehbar gelagert zwei Antriebszahnräder 13 vorgesehen sind, die den beiden Ebenen mit den Führungen 11 und 12 zugeordnet sind. Die beiden Führungen 11 und 12 pro Koordinaten-Richtung X und Y sind in gleichem Abstand zur zugeordneten Koordinaten-Achse angeordnet und nehmen Zahnstangen 15 bzw. 18 als Stelleinrichtungen auf. Diese Zahnstangen 15 bzw. 18 stehen an diametral zueinander stehenden Stellen mit dem der Koordinaten-Richtung X bzw. Y zugeordneten Antriebszahnrad 13 im Eingriff. Die freien Enden der Zahnstangen 15 und 18 sind mittels Träger 16 in dem Bereich ihrer zugeordneten Koordinaten-Achse geführt und dort mit den zugeordneten Anschlägen 17x bzw. 17y versehen, die als drehbar gelagerte Rollen ausgebildet sein können, wobei die Drehachse senkrecht zur Werkstückauflage 24 steht.

Wie der Blechzuschnitt 20 in Fig. 1 zeigt, positionieren die Paare von Anschlägen 17x zunächst die Abmessung des Zuschnittes in Y-Richtung (Breite), so dass die Mitte der Längsseiten auf den Auflagemittelpunkt Mo zu liegen kommt. Danach zentrieren die Anschläge 17y den Blechzuschnitt 20 in Längsrichtung (x-Achse), so dass die Mitte der Schmalseiten ebenfalls auf den Auflagemittelpunkt Mo positioniert wird. Die Mitte des Blechzuschnittes 20 fällt unabhängig von den Toleranzen des Blechzuschnittes 20 stets mit dem Auflagemittelpunkt Mo des Werkstück-Auflagetisches 10 zusammen, der ja vorher einjustiert und auf die Ausgangsstellung No der Werkzeugstation 21 (Fig. 3) abgestimmt wurde. Daher bereitet die Ableitung von Bearbeitungskoordinaten beliebiger Bearbeitungsbilder keine Probleme.

Wie der Fig. 1 noch zu entnehmen ist, können in der einen oder beiden Koordinaten-Richtungen X und Y weitere Paare von Anschlägen 17x vorgesehen sein, die beabstandet zueinander sind und in gleicher Weise angetrieben werden. Damit lassen sich größere Abmessungen des Blechzuschnittes 20 ohne Verklemmen und Verkanten besser führen, insbesondere dann, wenn diese Anschläge 17x als drehbar gelagerte Rollen ausgebildet sind.

Der Werkstück-Auflagetisch 10 kann auf horizontal ausgerichteten Quertraversen 14 verstellbar sein, wie der Pfeil andeutet und zwar in beiden Richtungen der X-Achse.

Die Werkzeugstation 21 kann in Richtung zur Werkstückauflage 24 des Werkstück-Auflagetisches 10 verstellt werden und wieder abgehoben werden, wie der Pfeil in Fig. 3 zeigt. Die Ausgangsstellung No der Werkzeugstation 21 ist mit den Koordinaten bekannt und dient ebenfalls als Bezugsgröße für die Ableitung von Bearbeitungskoordinaten zur Verstellung der Werkzeugstation 21 in Y-Richtung, die in Fig. 3 senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.

Durch die Verstelleinrichtungen wird sichergestellt, dass die Anschläge 17x bzw. 17y stets synchron, jedoch gegenläufig zueinander verstellt werden. Dabei nähern sie sich dem Auflagemittelpunkt Mo oder entfernen sich von diesem, je nach Verstellrichtung der Zahnstangen 15 bzw. 18. Der Blechzuschnitt 20 wird in den beiden Koordinaten-Richtungen X und Y stets auf die Mitte der zugeordneten Abmessung ausgerichtet. Jeder auf die Werkstückauflage 24 aufgelegte Blechzuschnitt 20 wird daher stets auf die Mitte dieses Blechzuschnittes 20 positioniert und da diese Koordinatenwerte bei der Ableitung der Bearbeitungskoordinaten verwendet werden, ist stets ein einheitliches, auf diese Mitte bezogenes Bearbeitungsbild am Werkstück zu erreichen.

Die horizontalen Quertraversen 14 sind mit einem vertikalen Ständer 22 verbunden, wie Fig. 3 zeigt. Der Ständer 22 stützt sich mittels einer Fußplatte 23 auf der Standfläche der Blechbearbeitungsmaschine ab.


Anspruch[de]
  1. 1. Blechbearbeitungsmaschine mit einer Werkzeugstation und einem Werkstück-Auflagetisch, der mit in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinaten-Richtungen verstellbaren Anschlägen versehen ist, die eine definierte Aufnahme für ein zu bearbeitendes Werkstück bilden, dadurch gekennzeichnet,

    dass in jeder Koordinaten-Richtung (X, Y) mindestens ein Paar von Anschlägen (17x, 17y) vorgesehen ist, die bezogen auf einen Auflagemittelpunkt (Mo) der Werkstückauflage (24) des Werkstück-Auflagetisches (10) jeweils synchron, jedoch gegenläufig in ihren Koordinaten-Richtungen (X, Y) verstellbar sind und das Werkstück mit dem Werkstückmittelpunkt im Auflagemittelpunkt (Mo) positionieren und

    dass aus den Ausgangskoordinaten des Auflagemittelpunktes (Mo) und den Ausgangskoordinaten der Ausgangsstellung (No) der Werkzeugstation (21) Bearbeitungskoordinaten für die Verstellung der Werkzeugstation (21) und/oder des Werkstück-Auflagetisches (10) ableitbar sind.
  2. 2. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Koordinaten-Richtung (X, Y) eine Verstelleinrichtung für die zugeordneten Anschläge (17x, 17y) aufweist, die nacheinander das Werkstück in der zugeordneten Abmessung positionieren.
  3. 3. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (17x, 17y) als Rollen ausgebildet sind, deren Drehachsen senkrecht zur Werkstückauflage (24) des Werkstück-Auflagetisches (10) stehen.
  4. 4. Blechbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

    dass im Auflagemittelpunkt (Mo) des Werkstück-Auflagetisches (10) für jede Koordinaten-Richtung jeweils ein Antriebszahnrad (13) drehbar gelagert ist,

    dass jedes Antriebszahnrad (13) an diametral angeordneten Stellen mit zwei Zahnstangen (15 bzw. 18) im Eingriff steht, die parallel zu der zugeordneten Koordinaten-Richtung (X bzw. Y) verlaufen und in Führungen (11, 12) des Werkstück-Auflagetisches (10) gegenläufig verstellbar geführt sind,

    dass die beiden Zahnstangen (15 bzw. 18) an entgegen gesetzten Enden mit quer zur zugeordneten Koordinaten-Richtung (X bzw. Y) Trägern (16) verbunden sind und

    dass an den Trägern (16) Anschläge (17x bzw. 17y) drehbar gelagert sind, deren Achsen senkrecht zur Werkstückauflage (24) des Werkstück- Auflagetisches (10) stehen.
  5. 5. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstangen-Paare (15, 18) in zwei Ebenen übereinander in dem Werkstück-Auflagetisch (10) angeordnet und parallel zur Werkstückauflage (24) verstellbar sind.
  6. 6. Blechbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

    dass in einer oder beiden Koordinaten-Richtungen (X bzw. Y oder X und Y) weitere Paare von Anschlägen (17x, 17y) über die zugeordnete Abmessung des Werkstück-Auflagetisches (10) verteilt angeordnet sind und

    dass alle Paare von Anschläge (17x, 17y) einer Koordinaten-Richtung (X, Y) in gleicher Weise verstellbar sind.
  7. 7. Blechbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Werkstück-Auflagetisch (10) auf einer Quertraverse (14) angeordnet und in einer Koordinaten-Richtung (X) verstellbar ist und

    dass die Werkzeugstation (21) in der anderen Koordinaten-Richtung (Y) verstellbar ist.
  8. 8. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Quertraverse (14) an einem vertikalen Ständer (22) befestigt ist, der sich mittels einer Fußplatte (23) auf der Standfläche abstützt.
  9. 9. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Verstelleinrichtungen als durch die Koordinaten-Richtungen (X, Y) vorgegebene, durchgehende Gewindespindeln ausgebildet sind, die jeweils motorisch antreibbar sind und jeweils bis zur Mitte ein Links- und Rechtsgewinde tragen, und

    dass die Anschläge (17x, 17y) mit Gewindeaufnahmen für die unterschiedlichen Gewinde der Gewindespindel versehen sind.
  10. 10. Blechbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniermechanik aus Werkstück-Auflagetisch (10) mit Auflagemittelpunkt (Mo) und den Anschlägen (17x, 17y) vor der ersten Inbetriebnahme im Bezug auf die Ausgangsstellung (No) der Werkzeugstation (21) justierbar ist.






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