PRODUKTKATALOG FIBRO Werkzeugschieber
precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard precision is our standard
1 Änderungen vorbehalten Serie FCC-DMC-HV 2016.15. Unterteilschieber High Volume Anwendungen Breiten 450-1700 S. 256 Serie FRC 2017.43. Rollenschieber S. 568 Serie FPC 2019.21. Pinolenschieber S. 520 Serie FCC-AEC-HV 2016.24. Oberteilschieber High Volume Anwendungen Breiten 700-1700 S. 184 Serie FCC-AEC-LV 2016.26. Oberteilschieber Low Volume Anwendungen S. 382 Serie FCC-AEC-LV-C 2016.27. Oberteilschieber kompakt Low Volume Anwendungen S. 450 Neu im Katalog Inhalt
2 Änderungen vorbehalten Neu im Katalog Inhalt Hinweise zu FIBRO Schieber CAD-Daten S. 12 Erweiterungen Kapitel Engineering Hinweise zu Schiebertoleranzen S. 58 Ergänzungen Protrusion Box S. 52 Änderungen in den Produktbeschreibungen alle FCC-Serien Anpassung Bemaßung auf C1-Standard Sicherheitshinweise S. 623
2016.24. 2016.24. 2016.15. 2016.26. 2016.27. 2019.21. 2017.43. Einleitung und Produktübersicht Engineering Oberteilschieber FCC-HV Breiten bis 600mm BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-HV Breiten ab 700mm BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Unterteilschieber FCC-HV BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-LV BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-LV-C BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Pinolenschieber FPC Mercedes-Benz, Jaguar-Landrover, Tesla Rollenschieber FRC Mercedes-Benz, Stellantis, Jaguar-Landrover, Tesla Kundenspezifische Dienstleistungen Anhang Sicherheitshinweise Notfall / Kontakte
4 2016.24. 60 - 1700 62 2016.26. 65 - 400 384 2016.27. 65 - 400 452 2016.15. 65 - 1700 258 2019.21. Ø50 - Ø160 522 2017.43. 78 - 170 570 2016.15. 65 – 1700 UT 258 2016.24. 60 – 1700 OT 62 2016.26. 65 – 400 OT 384 2016.27. 65 – 400 OT 452 2017.43. 78 – 170 RS 570 2019.21. Ø50 - Ø160 PS 522 Änderungen vorbehalten Bestell-Nummer Breite [mm] Schieberart Seite Inhalt nach Typ und Bestell-Nummer Bestell-Nummer Breite [mm] Seite Oberteilschieber Unterteilschieber Pinolenschieber Rollenschieber Inhalt nach Typ Inhalt nach Bestell-Nummer
5 2016.15 65 - 400 UT 2016.24 60 - 600 OT 2016.25 700 - 1050 OT 2016.26 65 - 400 OT 2016.27 65 - 400 OT 2016.15. 65 - 1700 UT 2016.24. 60 - 1700 OT 2016.25. 70 - 1050 OT 2016.26. 65 - 400 OT 2016.27. 65 - 400 OT 2017.43. 78 - 170 RS 2019.21. Ø50 - Ø160 PS 2016.14. 52 - 300 UT 2016.11. 52 - 300 UT 2016.14. 52 - 300 UT 2016.24. 60 - 600 OT 2016.25. 700 - 1050 OT 2016.15. 65 - 1700 UT 2016.24. 60 - 1700 OT 2016.25. 700 - 1050 OT 2016.26. 65 - 400 OT 2016.27. 65 - 400 OT 2016.15 65 - 1700 UT 2016.24 60 - 1700 OT 2016.25 70 - 1050 OT 2016.26 65 - 400 OT 2016.27 65 - 400 OT 2017.43 78 - 170 RS 2019.21 Ø50 - Ø160 PS Änderungen vorbehalten Inhalt nach OEM-Bauvorschrift OEM Serie Breite [mm] Ober-/ Unterteil BMW Mercedes-Benz Renault Volvo Volkswagen-Konzern (alle Marken) Jaguar Landrover Bearbeitungsstand: 01.04.2026
6 2016.15 65 - 1700 UT 2016.24 60 - 1700 OT 2016.25 70 - 1050 OT 2016.26 65 - 400 OT 2016.27 65 - 400 OT 2017.43 78 - 170 RS Änderungen vorbehalten Inhalt nach OEM-Bauvorschrift Tesla Bestell-Nummer Breite [mm] Ober-/ Unterteil Bearbeitungsstand: 01.04.2026 Vermissen Sie einen OEM in dieser Auflistung? Fragen Sie uns nach der aktuellsten Freigabeliste oder schauen Sie auf unsere Webseite www.fibro.com
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8 Änderungen vorbehalten Übersicht Spezifikationen Gleitpaarung Merkmale Hubzahl Garantie* (Durchschnitt*) Arbeitswinkel Stufung (Schrittweite) Breite [mm] 2016.24. Oberteilschieber FCC High Volume Gleitebenen: Stahl gehärtet / Bronze mit Festschmierstoff vollbestückt, geschulterte Führungsleisten; Ausführung Gleitführung als Doppelprisma; Gasdruckfeder; erfüllt das BAK Lastenheft 1.000.000 (>2.000.000) 0° – 75° 5° 60 - 1700 2016.15. Unterteilschieber FCC High Volume Gleitebenen: Stahl gehärtet / Bronze mit Festschmierstoff vollbestückt, geschulterte Führungsleisten; Ausführung Gleitführung als Doppelprisma; Gasdruckfeder; erfüllt das BAK-Lastenheft 1.000.000 (>2.000.000) 0° - 25° 5° 65 - 1700 2016.26. Oberteilschieber FCC Low Volume Gleitebenen: Guss /Bronze mit Festschmierstoff bzw. Sinter teilbestückt, geschulterte Führungsleisten; Gasdruckfeder; erfüllt das BAK-Lastenheft 750.000 (>1.000.000) 0° - 75° 5° 65 - 400 2016.27. Oberteilschieber FCC Low Volume kompakt Gleitebenen: Guss /Bronze mit Festschmierstoff bzw. Sinter teilbestückt, geschulterte Führungsleisten; Gasdruckfeder; erfüllt das BAK-Lastenheft 750.000 (>1.000.000) 0° - 75° 5° 65 - 400 * bei ordnungsgemäßer Auslegung und Betrieb sowie fachgerechter Wartung. Schäden durch äußere Einflüsse ausgeschlossen. Sortimenterweiterung Sortimenterweiterung Sortimenterweiterung
9 Änderungen vorbehalten Übersicht Spezifikationen Gleitpaarung Merkmale Hubzahl Garantie* (Durchschnitt*) Arbeitswinkel Stufung (Schrittweite) Breite [mm] 2019.21. Pinolenschieber FPC Gleitebenen: Stahl gehärtet / Sinter bzw. Bronze mit Festschmierstoff vollbestückt, geschulterte Führungsleisten 1.000.000 50° – 85° 5° Ø50-Ø160 2017.43. Rollenschieber FRC Gleitebenen: Stahl gehärtet / Bronze mit Festschmierstoff vollbestückt, Führungsleisten; Gasdruckfeder 1.000.000 -20° – 50° variabel 78 - 170 * bei ordnungsgemäßer Auslegung und Betrieb sowie fachgerechter Wartung. Schäden durch äußere Einflüsse ausgeschlossen. Neue Serie
10 Änderungen vorbehalten Werkzeugkonstruktion Schieber-Auswahlassistent Unser Schieber-Auswahlassistent unterstützt Sie zuverlässig bei der Auswahl des für Ihre Aufgabe passenden Schiebers. Über 14 klassifizierende Kategorien können Sie die Suche nach Ihrem Schieber schrittweise verfeinern. Die Auswahlreihenfolge spielt dabei keine Rolle, Sie können die Parametereinschränkung mit jeder beliebigen Kategorie beginnen. Dynamische Auswahllisten hinter den einzelnen Kategorien unterstützen Sie bei der Eingabe. Unklarheiten bei den Klassifizierungen können rasch über ein erklärendes Menüfenster beseitigt werden. Bild 1: Schieber-Auswahlassistent Artikelnummer Schieber filtern Schieberart Garantierte Hübe / Lebenszeit Schieberwinkel [°] Schieberhub [mm] Länge [mm] Einbauhöhe [mm] Breite der Arbeitsfläche [mm] Erforderliche Arbeitskraft [kN] Diagonalmaß [mm] Art der Zentrierung Höhe der Arbeitsfläche [mm] Erforderliche Rückzugskraft [kN] Breite [mm] Schieber suchen Alles löschen Artikelnummer eingeben... Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Von Bis Alle Typen Alle Optionen Alle Hübe - - - - - - - - - - v v v v v v v v v v
11 Änderungen vorbehalten Werkzeugkonstruktion Schieber-Auswahlassistent Entsprechend Ihrer ausgewählten Parameter werden Ihnen die passenden Produkte aus unserem umfangreichen Schiebersortiment angezeigt. Die Einschränkung von mehr Parametern durch Sie reduziert dabei die möglichen Produktvarianten. Weiterführende Produktdaten wie Datenblätter oder CAD-Daten können über die Auswahlliste der möglichen Produkte direkt angefordert werden. Unseren Schieber-Auswahlassistenten finden Sie auf unserer Internetseite https://www.de.fibro.com/de/produkte/werkzeugschieber Selbstverständlich ist keine Anmeldung oder Registrierung erforderlich. Bild 2: Passende Produkte aus unserem umfangreichen Schiebersortiment Artikelnummer Schieberart Garantierte Hübe / Lebenszeit Schieberwinkel [°] Schieberhub [mm] Breite [mm] Arbeitsfläche (mm) Zentrierung Einbauhöhe [mm] Länge [mm] Erforderliche Arbeitskraft [kN] 2016.15.006.00.1001.00 Unterteilschieber 1.000.000 0 58 65 65 × 100 Stift 220 271 138
12 Änderungen vorbehalten Werkzeugkonstruktion CAD-Daten Die CAD-Daten unserer Schieber finden Sie auf unserer Homepage www.fibro.com. Für jede Schieberserie können die gewünschten Typen über eine Auswahlmatrix vorausgewählt, und anschließend als Sammeldownload angefordert werden. Die Auswahl ist auf zehn Datensätze je Vorgang beschränkt. Ein Login ist nicht erforderlich. Die Daten stehen in den 3D-Formaten CATIA V5 + step zur Verfügung. Unsere CAD-Daten sind nach den Anforderungen der modernen Werkzeugkonstruktion aufgebaut. Die Schiebergeometrie ist in Treiber („cam driver“), Schieberkörper („cam slider“) und Bett („cam base“) aufgesplittet, und erlaubt damit die Konstruktions- und simulationsgerechte Verteilung der Schieberunterbaugruppen in der Werkzeugstruktur. ▬ Geometrie „mounting clearance“ zeigt die notwendigen, im Werkzeug vorzuhaltenden Freiräume für Montage- und Wartungsarbeiten ▬ Geometrie „restricted milling area“ Darstellung der maximal zulässigen Bearbeitung auf der Arbeitsfläche ▬ Geometrie „control space machining not allowed“ zeigt Bereiche, in denen unzulässigerweise eine Bearbeitung erfolgte. Diese Geometrie wird nur korrekt dargestellt, wenn die Bearbeitung des Schiebers im Körper „cam slider / machining operations“ eingebracht wurde. ▬ Geometrie „relative positions“ Darstellung Schieberkörper im geöffneten Zustand ▬ Geometrie „max. recommended tooling space“. Darstellung des max. empfohlenen Bauraums, innerhalb der sich die Anbauten auf dem Schieber befinden sollten. ein längerer Überbau ist möglich, muss jedoch geprüft werden. Innerhalb dieses Körpers ist auch ein Parameter mit Angabe des max. zulässigen Anbaugewichtes vorhanden. ▬ Skizzen mit den Bohrstichmaßen für die Anschlussgeometrie ▬ Ablaufdiagramm Funktion und Wege der Schieberkomponenten, dargestellt als Ablaufidagramm mit 3D-Bemaßung ▬ Kraftdiagramm auf der Arbeitsfläche ▬ Metainformationen zum Schieber und der gewählten Konfiguration (3D-Textfeld) Auswahlmatrix Schieber Serie 2016.27.
13 Änderungen vorbehalten Werkzeugkonstruktion CAD-Daten Struktur Standard-CAD-Daten CATIA V5 Ablaufdiagramm Info-Flag
14 Änderungen vorbehalten Werkzeugkonstruktion CAD-Daten Flächen zur Positionierung eines rückseitigen Anschlags an Treiber und Bett sind schraffiert. Außerhalb der schraffierten Flächen ist eine Kraftabfangung nicht möglich! Der CAD-Nullpunkt in all unseren Keilschieberdaten liegt an der hinteren Kante der Schieber UT-Komponente. Für unterschiedliche Integrationsmethoden sind weitere Achsensysteme in den CAD-Modellen vorhanden: ▬ Achsensystem auf Arbeitsfläche, Ausrichtung in Schieberrichtung ▬ Achsensystem auf Kante Schnittstelle OT-Komponente, Ausrichtung in Werkzeug-Hauptrichtung Alle Datensätze sind in der Datengröße optimiert, und unterstützen damit kürzere Ladezeiten sowie eine performante Konstruktion. Datenformat CATIA V5 native Unsere Schiebermodelle im Format CATIA V5 sind vollparametrisch aufgebaut. Verschiedene Artikeloptionen und Konfigurationen können innerhalb eines CAD-Modells über Parameter ausgewählt werden, die Geometrie und sämtliche Metainformationen passen sich entsprechend an. Im Strukturbaum ist zusätzlich der Körper „control space machining not allowed“ eingebunden. Dieser stellt unzulässige zusätzliche Bearbeitungen des Schiebers dar, wenn die kundenseitige Bearbeitung im Körper „machining operations“ konstruiert wurde. Datenformat step Modelle im neutralen 3D-Tauschformat „step“ stellen wir in einem gepackten Datencontainer zur Verfügung. In diesem Container sind die möglichen Konfigurationen des Modells zu finden (Bestelloptionen, Einbauoptionen). Auch in den step-Modellen werden Metainformationen wie das Ablaufdiagramm, das Kraftdiagramm und weitere Informationen dargestellt. Schraffierte Fläche an Treiber und Schieberbett
15 Änderungen vorbehalten Schieberadapter CATIA V5 Die 3D- Keilschieberdaten sind für den Einsatz gängiger Konstruktionsmethoden mit verschiedenen CAD-Systemen konzipiert. Für eine erweiterte Integrationsmethodik in CATIA V5, nach Standard des Arbeitskreises der deutschen Automobilindustrie, bieten wir einen speziellen Schieberintegrationsadapter an. Er ist für den Einsatz all unserer FCC-Keilschieberserien geeignet, und bietet folgende Möglichkeiten und Vorteile: ▬ Standardisierte CAD-Integration von Kaufteilschiebern in die Werkzeugkonstruktion ▬ Räumliche Positionierung des Schiebers nach verschiedenen OEM-Standards ▬ Guss- und Bearbeitungsumfeld für den gewählten Schieber im CAD-Modell enthalten ▬ Stücklisteninformationen nach OEM-Standard enthalten ▬ Einfachster Austausch des eingesetzten Schiebers, egal ob Veränderung des Schieberwinkels, der Breite oder des Schiebertyps ▬ Einfache Verwendung ausschließlich mit CATIA V5-Standard-Bordfunktionen, ohne Einsatz von Makros Werkzeugkonstruktion CAD-Daten CAD-Modell Schieberadapter
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2016.24. 2016.24. 2016.15. 2016.26. 2016.27. 2019.21. 2017.43. Einleitung und Produktübersicht Engineering Oberteilschieber FCC-HV Breiten bis 600mm BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-HV Breiten ab 700mm BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Unterteilschieber FCC-HV BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-LV BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Oberteilschieber FCC-LV-C BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen-Konzern, Jaguar-Landrover, Tesla Pinolenschieber FPC Mercedes-Benz, Jaguar-Landrover, Tesla Rollenschieber FRC Mercedes-Benz, Stellantis, Jaguar-Landrover, Tesla Kundenspezifische Dienstleistungen Anhang Sicherheitshinweise Notfall / Kontakte
18 Auslegung, Konstruktion
19 Änderungen vorbehalten Engineering Unser Schieberprogramm bietet für unterschiedlichste Anwendungen passende Systemlösungen. Vom Gebrauch in Folgeverbundwerkzeugen mit geringsten Abmessungen bis hin zum anspruchsvollen Einsatz in Großwerkzeugen, vom Einsatz in Werkzeugen mit geringen Stückzahlen bis hin zu Premiumanwendungen bei der Herstellung von Karosserieteilen mit höchsten Anforderungen in Punkto Präzision, Standzeit sowie Prozesskraftübertragung finden Sie in unserem Schieberprogramm eine passende Lösung. Der störungsfreie Betrieb wird von uns über die garantierte, nominale Standzeit gewährleistet. Eine korrekte konstruktive Auslegung der Schieber im Zuge der Werkzeugkonstruktion ist hierfür unabdingbar. Betriebsbedingungen des Werkzeuges sowie zu erwartende Umgebungseinflüsse müssen hierfür bestmöglich berücksichtigt werden. Durch eine gewissenhafte Auslegung können Standzeiten erreicht werden, die weit über die garantierte Hubzahl hinaus reichen. Die gewünschte Standzeit ist ausschließlich durch den bestimmungsgemäßen Einsatz der Schieber zu erreichen. Durch eine Überlastung des Schiebers wird die Hubzahl des Schiebers reduziert und kann im Extremfall zum sofortigen Versagen des Schiebers bei den ersten Hüben führen. Die Betriebsfestigkeit unserer Schieber wird durch Auslegung auf die garantierte Hubzahl nachgewiesen. Die Größe der eingeleiteten Arbeitskraft, die Lage des Kraftschwerpunktes durch die Gestaltung des Werkzeugaufbaus auf der Schieberarbeitsfläche und der zeitliche Verlauf der Krafteinleitung haben Einfluss auf das System. Sämtliche Leistungsangaben wurden mit Faktoren berechnet, die uns zum Zeitpunkt der Drucklegung bekannt waren. Veränderte Betriebseinflüsse können auf die Lebensdauer der Schieber Einfluss nehmen und müssen bei der Auslegung in Absprache mit dem Betreiber separat berücksichtgt werden. Wir unterstützen Sie hierbei kompetent über die gesamte Breite der Prozesskette: Beginnend bei der Auswahl eines passenden Schiebers für Ihren Anwendungsfall, der korrekten Auslegung bis hin zur Lieferung des Schiebers in die Montage begleiten wir Sie mit Ihren Fragen. Unser After-Sales-Support bietet Ihnen auch nach dem Abschluss der Engineering- und Montagephase eine fachgerechte Unterstützung rund um Ihre Belange. Nutzen Sie unsere Erfahrungen als Normalien-Systemlieferant für den Werkzeugbau und stimmen Sie Ihre Werkzeuge mit unseren Produkten optimal auf Ihre Anwendungsfälle ab. Inhaltsübersicht Kapitel „Engineering“ Begriffsdefinitionen 22 Legende / Parameterverzeichnis 24 Gestaltung Werkzeug-Anschluss 25 Schieberauslegung 30 Standzeitnachweis 37 Rückzugs- und Rückstellkraft 38 Rechenbeispiele 39 Belastungsoptimierende Maßnahmen 48 Protrusion-Box 54 Schieberreferenzpunkt 56 Übersicht Toleranzen 60
20 1 2 4 3 3 4 2 1 5 6 b 5 6 b α β/ε γ SW/SS SP A SPA SP SS SWA SW S β α/ε δ γ Änderungen vorbehalten Engineering Begriffsdefinitionen Schieberdiagramm (A) eingebauter Zustand, Darstellung 100 mm vor UT Schieber im Oberteil befestigt: hebt im Zuge des Presszyklus mit Oberteil ab Schieber im Unterteil befestigt: bleibt im Zuge des Presszyklus auf Unterteil sitzen Oberteilschieber (I) Unterteilschieber (II)
21 Änderungen vorbehalten Engineering Begriffsdefinitionen (I) Oberteilschieber Zusammenbau Schieberbett / Schieberkörper ist im Werkzeugoberteil montiert, der Treiber im Werkzeugunterteil. Oberteilschieber werden bevorzugt zur Steigerung der Pressen-Taktzeiten eingesetzt. (II) Unterteilschieber Zusammenbau Schieberbett / Schieberkörper ist im Werkzeugunterteil montiert, der Treiber im Werkzeugoberteil. Unterteilschieber verbessern die Werkzeugdynamik, da die bewegte Masse im Werkzeugoberteil verringert wird. o. Abb. Pinolenschieber Schieberbett ist im Werkzeugoberteil montiert, Schieberkörper (Pinole) wird im Niederhalter geführt. Pinolenschieber werden bei Arbeitsoperationen eingesetzt, bei denen der Antrieb des Keilschiebers über einen Keil nicht möglich ist, da die Arbeitsstelle weit innerhalb eines Blechteils liegt. (1) Schieberbett Baugruppe zur Aufnahme des beweglichen Schieberkörpers. (2) Schieberkörper Baugruppe mit der Arbeitsfläche zur Aufnahme der werkzeugspezifischen Komponenten. Die Baugruppe Schieberkörper ist linear verschiebbar im Schieberbett montiert. (3) Treiber Bauteil oder Baugruppe, die den Schieberkörper im Verlauf der Pressenbewegung antreibt. (4) Rückzugsklammer Bauliche Einrichtung am Schieber, die den Schieberkörper mechanisch zwangsgeführt bei der Pressenaufwärtsbewegung in Ausgangslage zurückstellt. o. Abb. Schiebervorbeschleunigung Bauliche Einrichtung am Schieber, die das Beschleunigungs- und Bremsverhalten des Schieberkörpers im Pressprozess beeinflusst. Ausführung als Platten- oder Rollenvorbeschleunigung möglich. (5) Arbeitsfläche Fläche am Schieberkörper zur Aufnahme der werkzeugspezifischen Komponenten. (6) Arbeitsbreite Breite der Arbeitsfläche o. Abb. Maximal zulässige Arbeitskraft Maximal zulässige, senkrecht auf die Arbeitsfläche wirkende Kraft, mit der der Schieber die nominal gewährleistete Standzeit erreicht. (b) Kraftdiagramm Gibt die max. zulässige Arbeitskraft bei Lage des Kraftschwerpunktes in unterschiedlichen Sektoren auf der Arbeitsfläche an. o. Abb. Abstreifkraft Durch die Parameter des Arbeitsprozesses erforderliche Kraft die notwendig ist, um die Werkzeuge nach Erreichen der Pressen UT- Position in Ausgangs-position zurückzustellen (Werkzeug- / Prozessbedingt). o. Abb. Rückzugskraft Bauartbedingte Kraft des Schiebers, die Ihn nach dem Erreichen der Pressen UTPosition in Ausgangsposition zurückstellt. o. Abb. Rückstellkraft Kraft die notwendig ist, um den Schieberkörper im Schieberbett ohne Einwirken einer prozessbedingten Abstreifkraft in Ausgangsposition zurückzustellen. o. Abb. Federkraft Baulich bedingte Nennkraft der im Schieber eingesetzten Federkomponente (A) Schieberdiagramm Stellt die Winkel- und Wegverhältnisse des Schiebers dar. («) Schieberwinkel Arbeitsrichtung des Schiebers - Neigung der Schieberarbeitsrichtung gemessen zur Horizontalen. (a) Treiberwinkel Neigung der Treiber-Gleitfläche gemessen zur Horizontalen. (b) Schieberbettwinkel Neigung der Schieberbett-Gleitfläche gemessen zur Horizontalen. (g) eingeschlossener Winkel Neigung der Gleitflächen am Schieberkörper zwischen Treiber und Schieberbett. (d) Vorbeschleunigungswinkel Neigung der Vorbeschleunigungs-Gleitfläche gemessen zur Horizontalen. (SW) Schieberhub Nutzbarer Hub in Arbeitsrichtung des Schiebers (in Darstellung OT-Schieber mit und ohne Vorbeschleunigung). (SS) Federhub Hub der Feder im Schieber. (SP) Pressenhub Weg in Pressenrichtung, um den Schieber komplett zu schließen. (SA) Vorbeschleunigungshub Hub den der Schieber beim Einsatz einer Vorbeschleunigungsmechanik in die Richtung derselben fährt.
22 Änderungen vorbehalten Engineering Legende / Parameterverzeichnis WT Schneidarbeit [Nm] B Breite [mm] CA Kraftschwerpunkt Abstreifer CB Schwerpunkt Betriebskraft CF Kraftschwerpunkt Cn Schwerpunkt n D Diagonalmaß [mm] Dd1 Abstand Startpunkt Pinole / Auflage Buchse 1 [mm] F Kraft [kN] FA Abstreifkraft [kN] FB Betriebskraft [kN] Fhn Horizontalkraft n [kN] FP Kraft für Lochen [kN] Fpp Rückstellkraft [kN] FR Rückzugskraft [kN] FS Federkraft [kN] FT Schneidkraft [kN] Fvn Vertikalkraft n [kN] FW Arbeitskraft [kN] H Einbauhöhe [mm] H1 Abstand in Schieberrichtung Bezugspunkt / Aufnahmebohrung [mm] Hn Höhe Schulter n [mm] HW Höhe der Arbeitsfläche [mm] K Schneidkontur l Schneidlänge [mm] ln Länge Konturelement n [mm] L Länge [mm] L1 Abstand Bezugspunkt / Pasststift oben [mm] L2 Abstand Passstift oben / Anschlag oben [mm] L3 Abstand Bezugspunkt / Anschlag unten [mm] L4 Aufspannfläche unten [mm] L6 Abstand Startpunkt Pinole / Auflage Schieberbett [mm] L7 Abstand Schnittpunkt Pinolenachse + Auflage Schieberbett / Anschlag [mm] Lp Pinolenlänge [mm] n Zähler Pn Lochstempel Zähler n Rm Zugfestigkeit [N/mm²] s Blechdicke [mm] S Hub [mm] SA Vorbeschleunigungshub [mm] SP Pressenhub [mm] Spp Niederhalterhub (Pinolenschieber) [mm] SPA Pressenhub mit Vorbeschleunigung [mm] SS Federhub [mm] SW Schieberhub [mm] SWA Schieberhub mit Vorbeschleunigung [mm] t Zeit [s] u Überhang [mm] us Überhang zur Seite [mm] uf Überhang nach vorn [mm] BW Arbeitsbreite [mm] W Pinolendurchmesser [mm] xn Abstand n x-Richtung [mm] yn Abstand n y-Richtung [mm] a Treiberwinkel [°] b Schieberbettwinkel [°] g eingeschlossener Winkel [°] d Vorbeschleunigungswinkel [°] « Schieberwinkel [°] tT Scherfestigkeit [N/mm²] xCA Schwerpunkt vom Abstreifer n x-Richtung [mm] yCA Schwerpunkt vom Abstreifer in y-Richtung [mm] xCges Schwerpunkt in x-Richtung, gesamt [mm] yCges Schwerpunkt n y-Richtung, gesamt [mm]
23 Änderungen vorbehalten Engineering Gestaltung Werkzeuganschluss Die Größe der maximal vom Schieber übertragbaren Kraft wird durch die Art des gewählten Einbaus wesentlich beeinflusst. Eine fachlich korrekte Wahl der Einbauart muss analog zur Schieberauslegung beachtet werden. Die Arbeitskraft kann bei unseren Schiebern über die Schulter des Schieberbettes, alternativ über verdeckt eingebaute Passkeile an der Schieberbettauflage übertragen werden. Durch den geschulterten Einbau lassen sich die höchsten Lastwerte übertragen, während durch den Einbau über die verdeckten Passkeile ein kompakter Montagebauraum realisiert werden kann. Beim Einbau über die Passfeder sind die reduzierten Lastwerte zu beachten. Die Herstellung des Schiebersitzes im Werkzeug kann durch einfache konstruktive Lösungen fertigungstechnisch optimiert und kostengünstig ausgeführt werden, ohne dass Einbußen in den Leistungswerten zu erwarten sind. Kraftübertragung über Schulter Die maximalen Leistungswerte des Schiebers werden durch das Abschultern des Schieberbettes in der nominalen Schulterhöhe (vgl. Katalogangaben) erreicht. Eine Ausführung der werkzeugseitigen Schulter über die gesamte Höhe ist dabei nicht notwendig. Nachfolgend werden drei mögliche Ausführungen des Abschulterns des Schieberbettes im Werkzeug dargestellt, die Ausführungen 2+3 davon sind zu bevorzugen, da fertigungsoptimiert. Bild 7: Schieberbett kpl. geschultert 1. Abschultern über komplette Schieberbett-Höhe Nachteil: Lange Werkzeuglängen zur Bearbeitung der Gussschulter notwendig, wodurch eine Abweichung von der idealen Form wahrscheinlich ist.
24 Änderungen vorbehalten Engineering Gestaltung Werkzeuganschluss 2. Abschultern über Gussschulter im oberen Bereich des Schieberbettes, unterer Bereich freigegossen Vorteil: Nur kurze Werkzeuglängen zur Bearbeitung der Schulter notwendig. Nachteil: Stifte und Schulter können nicht in einem Arbeitsgang hergestellt werden, nachträgliches Verstiften oder Abstimmen notwendig. Bild 8: Schieberbett oben geschultert 3. Abschultern über eingesetzte Passfeder zwischen Schieberbett und Werkzeugguss im oberen Bereich des Schieberbettes, unterer Bereich frei gegossen Vorteil: Nur kurze Werkzeuglängen zur Bearbeitung der Schulter notwendig. Stitftbohrungen für Schieberbett können in gleichem Arbeitsgang gesetzt werden. Abstimmung der Schulterfläche einfach über Keil möglich. Bild 9: Schieberbett oben geschultert mit Keil
25 Änderungen vorbehalten Engineering Gestaltung Werkzeuganschluss Kraftübertragung über Passfeder Das Abfangen von Kräften über die Passfeder ist besonders bei folgenden Anwendungen geeignet: ▬ Transferwerkzeuge mit kleinen Stufenweiten, wenn der Schieber seitlich im Bereich der Mechanisierungseinrichtung steht ▬ Werkzeuge mit Mehrfachteilefertigung und hoher Anzahl von Aktivkomponenten innerhalb eines Werkzeuges Durch den Entfall der werkzeugseitigen Gussschulter fällt der Bauraum für den Schieber und dessen Umfeld wesentlich kompakter aus. Im Fall der Kraftübertragung über den verdeckten Keil ist auf jeden Fall die kleinere Kraftübertragung zu beachten. Nachfolgende Abbildungen zeigen zwei Beispiele der genannten Fälle. Bild 10: Schieber in Werkzeug mit Greifertransfermechanisierung Bild 11: Schieber Rücken an Rücken in Werkzeug mit Doppelteilfertigung
26 min.140 Änderungen vorbehalten Kraftübertragung über Passfeder Bei geringeren Anforderungen an die Kraftübertragung kann mittels Abfangen über die Passfeder ein bauraumoptimierter Schiebereinbau im Werkzeug erfolgen. Für die mechanische Bearbeitung der Passfedernut ist in diesem Fall ein Abstand von der Nutgeometrie zur möglichen Störgeometrien im Werkzeugguss von mindestens 140 mm zu beachten, um eine Kollision der Frässpindel zu vermeiden. Engineering Gestaltung Werkzeuganschluss Bild 12 : Freiraum Frässpindel FIBRO-Keilschieber müssen mit Zylinderschrauben der Festigkeitsklasse 8.8 oder höher eingebaut werden.
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28 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung Die Betriebsfestigkeit wird unabhängig von der Betriebsart wie folgt nachgewiesen: 1. Ermitteln der rechnerischen Betriebskraft 2. Ermitteln des rechnerischen Kraftschwerpunktes und Bilden der Ersatzkraft 3. Vergleichen der Ersatzkraft mit zulässiger Kraft Die Betriebskraft wird durch die auf dem Schieber montierten Werkzeuge beim Eingriff in das Blech erzeugt. Bei der Ermittlung der Betriebskräfte werden in folgende Betriebsarten unterschieden: a) Schneiden b) Lochen c) Formen d) Operationen mit zusätzlichem Abstreifer a) Schneiden Beim Schneiden entsteht die Betriebskraft durch die Überwindung der Scherfestigkeit des bearbeiteten Blechteils. Die Kraft berechnet sich über die Formel: FT = l 3 s 3 tT [1] Schneidlänge [l] und Blechstärke [s] werden aus dem Methodenplan, die Scherfestigkeit [Tau] aus Werkstofftabellen entnommen. Liegen keine Werte für die Scherfestigkeit vor, so lässt sich diese überschlägig aus der Zugfestigkeit ermitteln. Sie beträgt bei duktilen Werkstoffen zwischen 60 und 90% der Zugfestigkeit. Generell muss für die Schneidkraftermittlung der höchste Wert der möglichen Kennwert-Streubreite des Blechwerkstoffes als Grundlage der Berechnung herangezogen werden, da die Stahlqualitäten innerhalb der angegebenen Streubreite hergestellt und geliefert werden. Damit können die Kennwerte der verarbeiteten Bleche die höchstzulässigen Kennwerte annehmen und dadurch auch die höchstmöglichen Belastungen an den Werkzeugbauteilen anstehen. Zur Beurteilung der Schieber-Standfestigkeit wird der Kraftschwerpunkt der durch den Beschnitt anstehenden Kraft ermittelt und mit dem Kraftdiagramm des gewünschten Schiebers verglichen. Die Ermittlung des Kraftschwerpunktes eines Beschnittes erfolgt über den Linienschwerpunkt der Schneidlinie. Komplexe, freiförmige Schnitte können hierzu in eine hinreichend genau segmentierte Ersatzkontur mit bekannten Segmentschwerpunkten zerlegt werden (siehe Abb. 13). Die Projektion eines dreidimensionalen, räumlichen Schnittverlaufs auf die Schieberarbeitsfläche ist möglich. Es muss jedoch beachtet werden, dass der Kurvenschwerpunkt des zweidimensionalen Schnittverlaufs nicht zwingend deckungsgleich mit dem Schwerpunkt des dreidimensionalen Schnittverlaufs liegt. In diesem Fall ist es ratsam eine Sicherheitsreserve bei der Schieberauslegung zu berücksichtigen.
29 l4=8.2 l2=27.8 l1=44.6 l3=27.7 l5=6.9 Yc Y2 X1 Xc c1 c2 c3 c4 c5 cF K X Y Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung Bild 13: Schneidkontur original und approximiert Der Gesamt-Kraftschwerpunkt wird aus den Einzelsegmenten des Linienzuges ermittelt: x-Wert: xC = (x1 3 l1 + x2 3 l2 + xn 3 ln) / (l1 + l2 + ln) [2] y-Wert: yC = (y1 3 l1 + y2 3 l2 + yn 3 ln) / (l1 + l2 + ln) [3] Für das Rechenmodell gelten folgende Randbedingungen: Bei dieser Ermittlung des Kraftschwerpunktes wird von einem gleichmäßigen Messerangriff ausgegangen. Ein ungleichmäßiger Messerangriff bedingt sowohl die Änderung der Schneidkraft FT wie auch des Kraftschwerpunktes CF über den Schnittverlauf tT. Kraftreduzierende Maßnahmen wie beispielsweise die gezielte Manipulation des Schnittverlaufs sind in dieser Betrachtung nicht berücksichtigt. Die Veränderung der Festigkeitswerte durch eine Kaltverfestigung des Werkstoffes in vorgelagerten Umformoperationen ist in dieser Betrachtung ebenfalls nicht berücksichtigt. Sie tritt insbesondere bei modernen, hochfesten Werkstoffen für FahrzeugStrukturbauteile (z. B. bei Dualphasen-Stählen) ein und ist vom Werkstoff sowie vom Umformgrad abhängig. Kaltverfestigungseffekte sind im Einzelfall bei der Schieberauslegung entsprechend zu berücksichtigen. Wird ein Schieberabstreifer auf dem Schieber benutzt, so ist die Belastung durch den Schieberabstreifer entsprechend zu berücksichtigen (siehe Abschnitt d).
30 X Xc X1 Yc Y2 Y c1 c2 c c3 c4 l 1= 20.8 P1 l 2= 23.7 P2 l 3= 36.1 P3 l 4= 39.3 P4 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung b) Lochen Lochen stellt eine Sonderform des Schneidens dar. Die Ermittlung der Betriebskraft folgt daher einem ähnlichen Schema, wenngleich einige bedeutende Besonderheiten zu beachten sind. Die Kraft-Ermittlung erfolgt analog zur Berechnung der Kraft beim Schneiden. Bei Lochoperationen sind häufig mehrere Lochstempel auf einem Schieber angeordnet. Hierbei muss die durch jeden Stempel eingeleitete Kraft sowie auch die Summe aller Einzelkräfte ermittelt werden. FPn = ln 3 s 3 tT [4] FPges = FP1 + FP2 + FPn [5] Als zweiter Schritt erfolgt analog zur Auslegung beim Beschneiden die Ermittlung der Kraftschwerpunkte. Im Unterschied zum einfachen Beschneiden muss beim Lochen die Lage jedes einzelnen Stempels und zusätzlich die Schwerpunktlage der Summe der Einzellasten untersucht und mit dem Kraftdiagramm verglichen werden. Dies ist ist erforderlich, da beim Lochen auf eine Formfläche jeder Stempel mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit zu einem anderen Zeitpunkt angreift, und dabei die Last im Schieber ebenso gestaffelt eingeleitet wird. Die Kraftschwerpunkte werden wie folgt berechnet: Bild 14: Lochmuster
31 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung P1 (Rundloch) > Kraftschwerpunkt im Zentrum P2 (Langloch) > Kraftschwerpunkt im Zentrum P3 (Rechteckloch) > Kraftschwerpunkt im Zentrum P4 (Formloch) > Ermittlung des Schwerpunktes durch Berechnung des Linienschwerpunktes Bei der Ermittlung des Gesamt-Kraftschwerpunktes eines Stempelfeldes werden die einzelnen Schneidlängen jedes Lochstempels durch die Stempelkräfte ersetzt. Aus den Einzel-Schwerpunktlagen lässt sich so der Gesamt-Kraftschwerpunkt des Stempelfeldes ermitteln: x-Wert: xC = (x1 3 FP1 + x2 3 FP2 + xn 3 FPn) / (FP1 + FP2 + FPn) [6] y-Wert: yC = (y1 3 FP1 + y2 3 FP2 + yn 3 FPn) / (FP1 + FP2 + FPn) [7] Randbedingungen dieses Berechnungsmodells: Bei der Betrachtung wird von einem gleichmäßigen Stempelangriff jedes einzelnen Stempels ausgegangen, was aufgrund der Bauteilform die Ausnahme darstellt. Verkippungen und Biegungen der Formflächen bewirken ein zeitlich versetztes Eintauchen der Lochstempel. Die Schneidkraftreduzierung durch diese geometrischen Effekte wird bei diesem Berechnungsmodell nicht berücksichtigt. Durch Einsatz eines Schieberabstreifers ändert sich die Belastung. Dieser ist bei der Schieberauslegung zu berücksichtigen (vgl. Abschnitt d). c) Formen Unter den Begriff "Formen" fallen alle Operationen, die eine plastische, dauerhafte Formänderung des Bauteils bewirken. Folgende Arbeitsoperationen gehören zur Betriebsart Formen: ▬ Abkanten ▬ Durchstellen ▬ Nachformen ▬ Ziehen Die zum Formen benötigte Kraft hängt von der Form und von den Werkstoffkennwerten ab. Umformoperationen an Fahrzeugbauteilen sind durch die Freiform der Bauteile meist komplex und erzeugen einen mehrachsigen Spannungszustand. Die Ermittlung der dafür notwendigen Kräfte ist manuell nur schwer oder nur mit einem unverhältnismäßigen Aufwand möglich. Die auftretenden Formkräfte können heutzutage meist durch eine Tiefziehsimulation ermittelt werden. Hartes Tuschieren ("auf Enddruck fahren" / "Blockfahren") mit dem Schieber ist nach Möglichkeit zu vermeiden. Durch eine unzureichende Abstimmung dieser Operation können Kräfte in den Schieber eingeleitet werden, die das zulässige Maximum der erlaubten Betriebslast um ein Vielfaches übersteigen. Dadurch ist ein sofortiges Versagen des Schiebers möglich.
32 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung d) Operationen mit zusätzlichem Schieberabstreifer Durch den Einsatz eines Schieberabstreifers bzw. Schieber-Niederhalters wird eine zusätzliche Kraft in den Schieber eingeleitet. Sie ist bei der Auslegung entsprechend zu berücksichtigen. Schieberabstreifer werden als Abstreiferplatte oder als Elastomer-/Popon-Abstreifer eingesetzt. Die Berechnung des Schwerpunktes beider Varianten unterscheidet sich. Bild 16: Schieber mit Abstreiferplatte Bild 15: Schieber mit Elastomerabstreifer
33 1 YC ges. C ges. X Y X1 XCB X XCA Y1 YCA YCB c1 c2 c3 c4 P 2P 3P 4P cB cA cges cF1 FS1 cF2 FS2 0 0 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung d.1) Elastomer-/Popon-Abstreifer Elastomer-/ Popon-Abstreifer sind äußerst kompakte Abstreifereinheiten, die direkt an der Halteplatte eines Lochstempels befestigt werden. Durch diese Anordnung ist der Kraftschwerpunkt eines Elastomer-/Popon-Abstreifelements zentrisch zur Mittenachse des Lochstempels. Die Gesamt-Betriebskraft entspricht der Summe aus Schneid- und Abstreifkraft. Die Berechnung des Schwerpunktes erfolgt danach analog zum Lochen. d.2) Abstreiferplatte Der durch Abstreiferplatten erzeugte Kraftschwerpunkt liegt im Gegensatz zu Elastomer-/Popon-Abstreifern nicht deckungsgleich mit dem Kraftschwerpunkt der Arbeitsoperation. Wird mit einer Abstreiferplatte gearbeitet, müssen sowohl der Gesamt-Kraftschwerpunkt der Arbeitsoperation + Abstreiferplatte als auch der Kraftschwerpunkt der Abstreiferplatte allein mit der zulässigen Betriebskraft des Schiebers verglichen werden. Dies ist dem Sachverhalt geschuldet, dass die Last der Abtreiferplatte nach dem Abfall der Betriebskraft, z. B. nach dem Durchschneiden des Blechs, weiterhin bis zur Entlastung der Abstreiferfedern beim Öffnen des Werkzeuges ansteht. Bild 17: Lochmuster mit Gasdruckfeder
34 Änderungen vorbehalten Engineering Schieberauslegung Kraftschwerpunkt des Elastomer-/Popon-Abstreifers: x-Wert: xCA = (x1 3 FS1 + x2 3 FS2 + xn 3 FSn) / (FS1 + FS2 + FSn) [8] y-Wert: yCA = (y1 3 FS1 + y2 3 FS2 + yn 3 FSn) / (FS1 + FS2 + FSn) [9] Gesamtschwerpunkt Betriebs- und Abstreiferkraft: x-Wert: xCges = (xCA 3 Summe FS + xCB 3 FB) / (Summe FS + FB) [10] y-Wert: yCges = (yCA 3 Summe FS + yCB 3 FB) / (Summe FS + FB) [11]
35 Änderungen vorbehalten Engineering Standzeitnachweis Der Standzeitnachweis wird durch den Vergleich der vorhandenen Betriebskraft mit der auf die gewährleistete Standzeit erlaubten maximalen Betriebskraft durchgeführt. Dadurch erhält man die Aussage, ob der Schieber mit der eingeleiteten Kraft die gewährleistete Standzeit hält oder nicht. Schneiden Die berechnete Betriebskraft im ermittelten Kraftschwerpunkt wird mit der zulässigen Betriebskraft aus dem Kraftdiagramm des gewünschten Schiebers verglichen. Der Schieber hält die gewährleistete Standzeit, wenn: FB % Fzul [12] Lochen Beim Lochen muss jeder einzelne Stempel Pn mit seinem Schwerpunkt Cn separat, sowie die Summe aller Stempel mit dem GesamtKraftschwerpunkt mit dem Kraftdiagramm des gewünschten Schiebers verglichen werden. Der Schieber hält die gewährleistete Standzeit, wenn: FBn % Fzul [13] und FBges % Fzul [14] Formen Die aus der Ziehsimulation ermittelte, im Kraftschwerpunkt anliegende Betriebskraft wird mit der zulässigen Betriebskraft aus dem entsprechenden Kraftdiagramm verglichen. Der Schieber hält die gewährleistete Standzeit, wenn: FB % Fzul [15] Abstreifen mit Schieberabstreiferplatte Beim Einsatz einer Schieber-Abstreiferplatte muss die Summe aus Betriebskraft + Abstreiferkraft mit deren zugehörigen Kraftschwerpunkt, sowie auch die Abstreiferlast allein mit deren Kraftschwerpunkt mit dem Kraftdiagramm verglichen werden. Der Schieber hält die gewährleistete Standzeit, wenn: FA + FB % Fzul [16] und FA % Fzul [17] Allgemeine Hinweise ▬ Die Kraftangaben der einzelnen Kraftdiagrammfelder dürfen auf keinen Fall addiert werden. ▬ Es muss immer die Ersatzkraft mit zugehörigem Kraftschwerpunkt entsprechend der vorhergehenden Beschreibungen gebildet und diese mit dem Kraftdiagramm verglichen werden. ▬ Die Angaben im Kraftdiagramm entsprechen punktuell eingeleiteten Ersatzlasten und sind keine Flächenpressungsangaben! Allgemeine Hinweise zur zulässigen Betriebskraft Auf den Schieber wirkende Querlasten sind prinzipiell durch konstruktive Maßnahmen im Werkzeug abzufangen. Nicht kompensierte Querlasten können eine massiv negative Auswirkung auf die Schieberstandzeit haben.
36 Änderungen vorbehalten Engineering Rückzugs- und Rückstellkraft Bedingt durch die Spannungsverhältnisse und daraus resultierende elastische Verformungen im bearbeiteten Blechwerkstoff klemmen Schneide- und Umformkomponenten nach dem Arbeitsvorgang beim Erreichen der UT-Position. Dementsprechend bedarf es einer Abstreifkraft, um die Werkzeuge aus dem Blech in Ausgangsstellung herauszuziehen. Für die Auslegung von Werkzeugen ist eine überschlägige Berechnung der Abstreifkräfte, basierend auf Erfahrungswerten, hinreichend genau. Die Abstreifkraft wird als prozentualer Anteil der Arbeitskraft berechnet. Sie beträgt bei Schneidoperationen: FA = 0,07 3 FT [gültig für offene Schneidkonturen] [18] FA = 0,10 3 FT [gültig für geschlossene Schneidkonturen] [19] Bei Umformoperationen variieren die Abstreifkräfte in höherem Maße. Bei der Ermittlung der Abstreifkräfte bei Umformoperationen sind die Vorschriften der Werkzeughersteller oder -betreiber zu beachten. Schieber verfügen über ein systembedingtes Rückzugsvermögen. Dieses kann zur Überwindung der notwendigen Abstreifkraft genutzt werden. Ist das Rückzugsvermögen des Schiebers höher als die notwendige Abstreifkraft, müssen keine werkzeugbaulichen Maßnahmen ergriffen werden, um die Werkzeugkomponenten in Ausgangsstellung zurückzustellen. Der Schieber kann in diesem Fall direkt durch den Werkzeug-Hauptniederhalter arbeiten. FR > FA [20] Ist das Rückzugsvermögen des Schiebers hingegen kleiner als die werkzeug- bzw. prozessbedingte Abstreifkraft, so müssen bauliche Maßnahmen wie beispielsweise der Einsatz eines Schieberabstreifers vorgesehen werden. FR < FA [21] Die Rückzugskraftangaben aller FIBRO-Schieber beziehen sich auf die Schieberarbeitsrichtung, eine Umrechung ist somit nicht erforderlich. Verharrt ein Oberteilschieber nach der Arbeitsoperation in seiner UT-Stellung, so sind beim Öffnen des Werkzeuges beträchtliche Schäden an Schieber und Werkzeug durch Kollisionen von Werkzeugkomponenten zu erwarten. Verharrt dagegen ein Unterteilschieber nach der Arbeitsoperation in seiner UT-Stellung, so sind für den Fall, dass der Schieber nicht durch den Hauptniederhalter operiert, keine tiefgreifenden Schäden zu erwarten. In der Regel ist es der Werkzeugmechanisierung in diesem Fall nicht möglich, das Bauteil aus dem Werkzeug zu entnehmen, was den Bewegungsablauf der Maschine durch die Mechanisierungssensorik zum Stoppen bringt. Wirken die Werkzeugkomponenten eines Unterteilschiebers ebenfalls durch den Hauptniederhalter, so sind ähnliche Schäden an Schieber und Werkzeug wie bei einem Oberteilschieber zu erwarten. Bitte beachten Sie, dass die mechanischen Rückzugsklammern aus diesem Grund nicht ohne Rücksprache mit FIBRO entfernt werden dürfen.
37 278 260 K X Y Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Die Auslegung im Zuge der Werkzeugkonstruktion wird nachfolged mit drei Beispielen verdeutlicht. 1. Schneiden a) durch Hauptniederhalter Prozessparameter: Schieberwinkel 40° größte Breite des Schieberbeschnittes 278 mm Schneidkontur siehe Abbildung Länge l = 305,9 mm Blechdicke s = 0,7 mm Werkstoff DX51D+Z; max. Zugfestigkeit Rm = 270...500 N/mm² offener Beschnitt: Abstreifkraft 7% der Schneidkraft Bild 18: Schneidkontur Ermittlung Schneidkraft FT (= Betriebslast FB) FT = l 3 s 3 tT = l 3 s 3 Rm 3 0,8 FT = 305,9 mm 3 0,7 mm 3 500 N/mm² 3 0,8 FT = 85,7 kN Ermittlung Abstreifkraft FA FA = FT 3 0,07 FA = 85,7 kN 3 0,07 FA = 6 kN
38 29.38 62.83 146.71 12.5 0 0 260 X Y 57.4 155.6 207.1 233.7 250.9 23.5 44.7 45.7 61.1 69.1 57 131.5 53.2 48.03 21.77 c1 c5 cges c2 c3 c4 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Ermittlung Kraftschwerpunkt CF Die Schneidkontur wird in die Ersatz-Schneidkontur vgl. Abbildung zerlegt. Die Schwerpunkte der Einzelsegmente der Ersatz-Schneidkontur sind bekannt. Zur Berechnung des Gesamt-Kraftschwerpunktes wird angenommen, dass der Nullpunkt des Koordinatensystems auf x + 12,5 / y - 23,5 gemessen von der linken, äußersten Ecke der Schneidkontur liegt. Die Längen sowie Einzelschwerpunktwerte der einzelnen Konturelemente ergeben sich wie folgt (grafisch ermittelte Werte): Nr. Art Länge Konturelement (mm) xC (mm) yC (mm) 1 Linie 146,7 57,4 45,7 2 Kreisbogen 62,8 155,6 61,1 3 Linie 48 207,1 69,1 4 Linie 21,8 233,7 57 5 Linie 29,4 250,9 44,7 Aus den Werten der Einzelsegemente wird die Lage des Gesamt-Kraftschwerpunktes berechnet: xC = (x1 3 l1 + x2 3 l2 + x3 3 l3 + x4 3 l4 + x5 3 l5) / (l1 + l2 + l3 + l4 + l5) xC = (57,4 mm 3 146,7 mm + 155,6 mm 3 62,8 mm + 207,1 mm 3 48 mm + 233,7 mm 3 21,8 mm + 250,9 mm 3 29,4 mm) / (146,7 mm + 62,8 mm + 48 mm + 21,8 mm + 29,4 mm) xC = 131,5 mm yC = (y1 3 l1 + y2 3 l2 + y3 3 l3 + y4 3 l4 + y5 3 l5) / (l1 + l2 + l3 + l4 + l5) yC = (45,7 mm 3 146,7 mm + 61,1 mm 3 62,8 mm + 69,1 mm 3 48 mm + 57 mm 3 21,8 mm + 44,7 mm 3 29,4 mm) / (146,7 mm + 62,8 mm + 48 mm + 21,8 mm + 29,4 mm) yC = 53,2 mm Der Kraftschwerpunkt kann alternativ mittels CAD-System ermittelt werden. Der Einsatz des dreidimensionalen Schnittverlaufs ergibt dabei die besseren Ergebnisse. Bild 19: Schneidkontur approximiert
39 737 289 224 160 289 224 160 379 Y X 260 cF 148 115 82 148 115 82 131.5 53.2 256 100 78 55 100 78 55 502 197 153 110 197 153 110 585 254 197 140 254 197 140 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Die ermittelten Kraftwerte werden mit den Leistungsdaten des gewählten Schiebers verglichen. Für diese Arbeitsoperation soll ein Oberteilschieber der Serie 2016.24. mit 260 mm Arbeitsbreite eingesetzt werden. Der Schieber verfügt über folgende Leistungsdaten: max. Arbeitskraft (Einbau geschultert): 737 kN max. Arbeitskraft (Einbau mit Passfeder): 359 kN Rückzugskraft: 36,4 kN Der Gesamt-Kraftschwerpunkt des Schieberbeschnittes liegt auf dem Quadranten des Kraftdiagrammes mit 737 kN zul. Belastung (geschultert) bzw. 320 kN zul. Belastung (Einbau mit Passfeder). Der Schieber kann daher mit der gegebenen Schneidkontur und den anliegenden Prozessparametern sowohl mit der Kraftabfangung über eine Schulter an der Rückseite des Schieberbettes als auch über die an der Schieberbett-Auflagefläche eingelassene Passfeder im Werkzeug eingebaut werden: FT < Fzul Passfeder < Fzul Schulter 85,7 kN < 320 kN < 737 kN Bild 20: Schneidkontur mit Kraftdiagramm Es müssen keine weiteren Maßnamen ergriffen werden, um den Schieber beim Öffnen der Presse in Ausgangsstellung zurückzubewegen – die Rückzugskraft des Schiebers ist größer als die prozessbedingte Abstreifkraft: FR > FA 33,6 kN > 6 kN
40 X Y 72.6 l 1= 20.8 P1 l 2= 23.7 P2 l 3= 36.1 P3 l 4= 39.3 P4 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele 2. Lochen a) durch Hauptniederhalter Prozessparameter: Schieberwinkel 15° größter Abstand der Stempelmittelpunkte 72,6 mm Stempelkonturen siehe Abbildung Konturlängen und Einzel-Kraftschwerpunkte siehe Tabelle Blechdicke s = 1,5 mm Werkstoff D750MS /+ZE; max. Zugfestigkeit Rm = 1.000...1.200 N/mm² geschlossener Beschnitt: Abstreifkraft 10% der Schneidkraft Bild 21: Lochmuster mit Größenabschätzung Ermittlung Schneidkräfte beim Lochen FPn (= Betriebskraft FB) FP = l 3 s 3 tT = l 3 s 3 Rm 3 0,8 Lochstempel P1: FP1 = 20,9 mm 3 1,5 mm 3 1.200 N/mm² 3 0,8 FP1 = 30,1 kN Lochstempel P2: FP2 = 23,8 mm 3 1,5 mm 3 1.200 N/mm² 3 0,8 FP2 = 34,3 kN Lochstempel P3: FP3 = 36,1 mm 3 1,5 mm 3 1.200 N/mm² 3 0,8 FP3 = 52 kN Lochstempel P4: FP4 = 39,3 mm 3 1,5 mm 3 1.200 N/mm² 3 0,8 FP4 = 56,6 kN
41 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Gesamtschneidkraft FPges beim Lochen: FPges = FP1 + FP2 + FP3 + FP4 FPges = 30,1 kN + 34,3 kN + 52 kN + 56,6 kN FPges = 173 kN Ermittlung Abstreifkraft FA FA = FPges 3 0,1 FA = 173 N 3 0,1 FA = 17,3 kN Ermittlung Gesamt-Kraftschwerpunkt Die Kraftschwerpunkte der Einzelstempel sind bekannt. Zur Berechnung des Gesamt-Kraftschwerpunktes wird angenommen, dass der Nullpunkt des Koordinatensystems auf x -26,6 / y -31,2 gemessen vom Mittelpunkt des Lochstempels P1 liegt. Die Lagen der Einzel-Kraftschwerpunktwerte ergeben sich aus dem Methodenplan wie folgt (grafisch ermittelte Werte): Nr. Art Länge (mm) xC (mm) yC (mm) P1 Rundloch 20,8 26,6 31,2 P2 Langloch 23,7 51,8 45,9 P3 Rechteckloch 36,1 83,2 42,5 P4 Schlüsselloch 39,3 99,3 36,1 Aus den Werten der Einzelstempel wird die Lage des Gesamt-Kraftschwerpunktes berechnet: xC = (x1 3 FP1 + x2 3 FP2 + x3 3 FP3 + x4 3 FP4) / (FP1 + FP2 + FP3 + FP4) xC = (26,6 mm 3 30,1 kN + 51,8 mm 3 34,3 kN + 83,2 mm 3 52 kN + 99,3 mm 3 56,6 kN) / (30,1 kN + 34,3 kN + 52 kN + 56,6 kN) xC = 72,4 mm yC = (y1 3 FP1 + y2 3 FP2 + y3 3 FP3 + y4 3 FP4) / (FP1 + FP2 + FP3 + FP4) yC = (31,2 mm 3 30,1 kN + 45,9 mm 3 34,3 kN + 42,5 mm 3 52 kN + 36,1 mm 3 56,6 kN) / (30,1 kN + 34,3 kN + 52 kN + 56,6 kN) yC = 39,1 mm
42 X Y c1 c2 c3 c4 cges 72.4 26.6 51.8 83.2 99.3 45.9 42.5 36.9 31.2 39.1 l 1= 20.8 P1 l 2= 23.7 P2 l 3= 36.1 P3 l 4= 39.3 P4 0 0 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Bild 22: Lochmuster mit Einzelschwerpunkten Die ermittelten Kraftwerte werden mit den Leistungsdaten des gewählten Schiebers verglichen. Für diese Arbeitsoperation soll ein möglichst kompakter Oberteilschieber der Serie 2016.24. eingesetzt werden. Aufgrund des maximalen Abstandes von ca. 72,6 mm der Lochmittelpunkte wird versucht, einen Schieber mit 110 mm Breite und einer Multi-Stempelhalteplatte einzusetzen. Der gewählte Schieber verfügt über folgende Leistungsdaten: max. Arbeitskraft (Einbau geschultert): 372 kN max. Arbeitskraft (Einbau mit Passfeder): 93 kN Rückzugskraft: 5,8 kN Der Gesamt-Kraftschwerpunkt des Lochmusters liegt auf dem Quadranten des Kraftdiagrammes mit 372 kN zul. Belastung (geschultert) bzw. 80 kN zul. Belastung (Einbau mit Passfeder). Die Prozesskräfte am Schieber sollten daher mit dem gegebenen Lochmuster und den anliegenden Prozessparametern zwingend über eine Schulter an der Rückseite des Schieberbettes abgefangen werden: Fzul Passfeder < FP < Fzul Schulter 80 kN < 173 kN < 372 kN Die Einzel-Kraftschwerpunkte jedes Lochstempels liegen auf Quadranten des Kraftdiagrammes mit jeweils einer höheren zul. Belastung als der anstehenden Betriebskraft. Ein durch die Teilform bedingter abgestufter Schnitt verursacht somit keine unzulässigen Überlasten am Schieber. Nachfolgend werden nur die Kräfte mit den Kraftdiagrammen Einbauart "geschultert" verglichen: Lochstempel P1: 30,1 kN < 91 kN Lochstempel P2: 34,3 kN < 164 kN Lochstempel P3: 52 kN < 164 kN Lochstempel P4: 56,6kN < 164kN
43 15 26.6 X Y 69 125 322 125 69 48 85 223 85 48 91 164 372 91 77 138 340 138 77 63 112 293 112 63 31.2 40 c1 c2 cges c4 c3 164 0 0 Änderungen vorbehalten Engineering Rechenbeispiele Bild 23: Lochmuster mit Kraftdiagramm Die bauliche Rückzugskraft des Schiebers reicht nicht aus, um den Schieber beim Öffnen der Presse in Ausgangsstellung zurückzubewegen; die Rückstellkraft des Schiebers ist kleiner als die prozessbedingte Abstreifkraft: FR < FA 5 kN < 17,3 kN Um ein Rückstellen des Schiebers sicherzustellen, müssen werkzeugtechnische Maßnahmen ergriffen werden. In diesem Fall kommt ein Schieberabstreifer zum Einsatz. b) mit gasdruckgefedertem Schieberabstreifer Der Schieber aus Punkt a) wird zur Erhöhung der Rückzugskraft mit einem gasdruckfederbetätigten Schieberabstreifer ausgestattet. Er soll über zwei bis drei kompakte Gasdruckfedern der Serie POWERLINE betätigt werden. Entsprechend der Auslegung fehlen für einen reibungslosen Prozess ca. 12 kN Rückzugskraft. Federn der Serie POWERLINE mit einem Zylinder-Ø von 38 mm verfügen über eine Anfangskraft von 5 kN. Für den vorliegenden Fall werden somit drei Federn für die Betätigung des Schieberniederhalter benötigt. Die Montage der Federn erfolgt über einen Bundflansch. Der hierfür zusätzlich notwendige Bauraum ist bei der Schieberauswahl zu berücksichtigten. Bedingt durch die Bundflanschdimensionen muss die Breite der Schieberarbeitsfläche mindestens 147 mm betragen. Dementsprechend wird die nächstgrößere Schieberbreite mit 150 mm gewählt. Dieser Schieber verfügt mit ca. 8 kN über ein größeres Rückzugsvermögen als der ursprünglich ausgewählte Schieber mit 110 mm Breite. Mit diesem Schieber und den gewählten Gasdruckfedern reichen zwei Stück zur Betätigung des Schieberabstreifers aus. Um die Führungs-, Halte- und Sicherheitselemente auf der Schieberarbeitsfläche unterbringen zu können, eine gute Verteilung der Krafteinleitung zu erhalten sowie einen möglichst kompakten Gesamtbauraum realisieren zu können, werden die Federn diagonal auf der Arbeitsfläche angeordnet (Abb. 24).
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