[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für eine Stanzmaschine mit mehreren drehbaren
Werkzeugeinsätzen, die wahlweise ansteuerbar sind.
[0002] Bei der wirtschaftlichen Bearbeitung von plattenförmigen Bauteilen, hier von Blechen,
wird eine vollständige Bearbeitung der Bauteile auf einer einzigen Maschine angestrebt,
um zusätzliche Handlings- und Rüstzeiten zu vermeiden. Aus diesem Grund werden auch
auf Stanzmaschinen, mit denen die äußere Kontur von Bauteilen und Öffnungen innerhalb
der Fläche des Bauteils gestanzt werden, weitere Bearbeitungsschritte, wie ein Umformen
des Blechs oder ein Gewindeformen durchgeführt.
[0003] Die Gewinde können mit Hilfe einer drehbaren oberen Werkzeugaufnahme der Stanzmaschine
und einem Gewindeformwerkzeug in das Blech eingebracht werden, wobei die obere Werkzeugaufnahme
in Drehung versetzt wird und eine Bewegung nach unten ausführt. Diese Vorschubbewegung
nach unten ist mit der erforderlichen Gewindesteigung abgestimmt, so dass durch das
Drehen und die Vorschubbewegung, mit Hilfe des Gewindeformwerkzeugs das gewünschte
Gewinde in ein vorgestanztes Kernloch geformt wird.
[0004] Weiterhin gibt es Werkzeuge, die in eine untere, drehbare Werkzeugaufnahme aufgenommen
werden, wobei ein Teil des Werkzeugs durch die Stanzmaschine festgehalten wird, so
dass zwischen zwei Teilen des Werkzeugs eine Relativbewegung entsteht. Diese Relativbewegung
wird auf einen Werkzeugeinsatz zum Gewindeformen übertragen, der sich dann innerhalb
des Werkzeugs um seine Achse dreht und, da er in einem Leitgewinde gelagert ist, sich
mit dem erforderlichen Vorschub aus dem Werkzeug herausdreht, wobei ein Gewinde in
das vorgestanzte Kernloch in dem Blech geformt wird. Das Blech wird dabei von einem
in die obere Werkzeugaufnahme der Stanzmaschine aufgenommenen Gegenhalter daran gehindert,
nach oben weggedrückt zu werden.
[0005] Durch die angestrebte Komplettbearbeitung der Blechbauteile ist eine große Anzahl
verschiedener Stanz- und Bearbeitungswerkzeuge in der Stanzmaschine erforderlich.
Diese werden in Werkzeugmagazinen, die zum Teil mit den Vorrichtungen zur Positionierung
des Blechs mitbewegt werden, für die Bearbeitung bereitgestellt. Auf Grund der nicht
problemlos erweiterbaren Kapazität der Werkzeugmagazine und der zusätzlichen Masse,
die teilweise mitbewegt werden muss, wird angestrebt, die Werkzeuge möglichst so zu
gestalten, dass mehrere verschiedene Bearbeitungsschritte in einem Werkzeug vereint
werden. Hierzu gibt es bereits Werkzeuge, die mehrere Stanzstempel, die bedarfsweise
aktiviert werden können, aufnehmen, und so verschiedene Ausstanzungen mit einem Werkzeug
bei einem einzigen Stanzhub durchgeführt werden können.
[0006] Die Offenlegungsschrift
DE 44 45 363 A1 offenbart eine Blechbearbeitungsmaschine, die in einem Werkzeugmagazin, das als Revolver
ausgebildet ist, eine Werkzeugbaugruppe mit mehreren drehbaren Werkzeugeinsätzen aufweist.
Die drehbaren Werkzeuge der Werkzeugbaugruppe werden durch einen Antrieb von außen
gleichzeitig angetrieben. Durch einem Stempel, der ein unteres Ende aufweist, das
so ausgeführt ist, dass nur einer der Werkzeugeinsätze nach unten gedrückt wird, und
einen weiteren Drehantrieb, der den Stempel verdreht, wird jeweils ein Werkzeugeinsatz
nach unten bewegt und damit in ein zu bearbeitendes Blech beispielsweise ein Gewinde
geformt. Durch diese Ausführung ist aber ein zweiter Drehantrieb erforderlich, und
somit sind diese Werkzeugbaugruppen nur schwierig in beliebigen Stanzmaschinen verwendbar.
[0007] Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Werkzeug für eine Stanzmaschine zur Verfügung
zu stellen, das mehrere drehbare Werkzeugeinsätze aufweist, wobei nur ein bestimmter
Werkzeugeinsatz aktiviert wird.
[0008] Die Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit dem Merkmalen gemäß Anspruch 1, und eine
Stanzmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst.
[0009] Die beanspruchten Gegenstände bieten die Möglichkeit, durch das Ausbilden als Werkzeug
mit aktivierbaren Werkzeugeinsätzen, und die Verwendung in einer Werkzeugmaschine,
die die Aktivierung ansteuert, nur den erforderlichen drehbaren Werkzeugeinsatz anzusteuern.
[0010] Der Erfindung wird mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen erklärt. Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Fig. 1
- ist eine perspektivische Darstellung des erfindungsge- mäßen Werkzeugs;
- Fig. 2
- ist die Darstellung des Schnitts A-A in einer perspek- tivischen Ansicht;
- Fig. 3
- ist die perspektivische Ansicht des unteren Mittel- teils;
- Fig. 4
- ist die perspektivische Ansicht aus Fig. 1, bei der zur besseren Darstellbarkeit das
Oberteil, das obere Mittelteil, sowie ein Werkzeugeinsatz weggelassen sind;
- Fig. 5
- ist eine Schnittdarstellung des Werkzeugs von oben entlang der Schnittlinie B-B in
Fig. 2;
- Fig. 6
- ist die perspektivische Darstellung einer Stanzmaschi- ne mit dem erfindungsgemäßen
Werkzeug.
[0011] Fig. 1 stellt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1 für eine Stanzmaschine in Einbaulage
dar. Im Zentrum des Werkzeugs 1 ist eine Mittellinie 2 dargestellt. Das Werkzeug 1
weist auf der Oberseite ein Oberteil 3 auf. Im Bereich der Mittellinie 2 sind mehrere,
hier vier, Werkzeugeinsätze 4, mit einer nicht rotationssymmetrischen oberen Kontur,
mit drehbaren Bearbeitungseinsätzen 5 angeordnet, die durch das Oberteil 3 ragen.
Die Werkzeugeinsätze 4 weisen hier jeweils einen Bearbeitungseinsatz 5 in Form eines
Gewindeformeinsatzes auf, der bei einem Werkzeugeinsatz 4 in herausgedrehter Position
dargestellt ist. Am äußeren umlaufenden Rand des Oberteils 3 sind Einrichtungen zum
Feststellen, hier vier Indexaussparungen 6 in einem Winkel von 90°, von denen in dieser
Darstellung zwei Indexaussparungen 6 sichtbar sind eingebracht. Diese Indexaussparungen
6 dienen zum definierten Feststellen des Oberteils 3 mit den Werkzeugeinsätzen 4,
um ein Verdrehen um die Achse 2 zu verhindern.
[0012] In alternativen Ausführungsformen kann auch eine andere Anzahl an Werkzeugeinsätzen
4, sowie eine andere Anzahl von Indexaussparungen 6 in dem Oberteil 3 vorgesehen sein.
Die Bearbeitungseinsätze können auch als nicht rotationssymmetrische Stempeleinsätze
ausgeführt sein.
[0013] Im Anschluss an das Oberteil ist in Richtung der Achse 2 nach unten ein oberes Mittelteil
7 mit einer umlaufenden Fläche angeordnet. In der umlaufenden Fläche des oberen Mittelteils
7 ist eine Aussparung 8 vorgesehen. Die lange Seite der Aussparung 8 erstreckt sich
längs des Umfangs des oberen Mittelteils 7 über einen Winkelbereich von ca. 45° und
weist eine Breite auf, die mit Ausnahme eines oberen und unteren Rands fast die gesamte
Höhe des oberen Mittelteils einnimmt.
[0014] In der Aussparung 8 ist eine Betätigungseinrichtung in Form eines Hebels 9 mit einer
äußeren Fläche, die der äußeren Umfangsfläche des oberen Mittelteils angepasst ist,
angeordnet. Nahe bei einem Ende seiner äußeren Fläche weist der Hebel 9 ein formschlüssiges
Element, hier eine Senkung 10 auf. Der Hebel 9 ist ein einer Stellung dargestellt,
in der das Ende des Hebels 9, in dessen Nähe die Senkung 10 vorgesehen ist, bezüglich
der äußeren Umfangsfläche des oberen Mittelteils in einer inneren Position angeordnet
ist. Durch eine drehbare Lagerung des Hebels 9 um eine Achse, die parallel zu der
Achse 2 ist, tritt das gegenüberliegende Ende des Hebels 9 aus der Umfangsfläche des
oberen Mittelteils 7 heraus.
[0015] Weiter in Richtung der Achse 2 nach unten angeordnet ist das Unterteil 11 angeordnet.
Das Unterteil 11 ist mit einer Bewegungsübertragungseinrichtung, hier einem Matrizenteller
12 zu einer Bewegungsübertragungseinheit verbunden. Der Matrizenteller 12 weist eine
spezielle Kontur auf, womit das Werkzeug 1 in eine untere Werkzeugaufnahme der Stanzmaschine
aufgenommen werden kann. Damit wird das Werkzeug formschlüssig und spielfrei aufgenommen
und eine Drehbewegung der unteren Werkzeugaufnahme kann auf das Werkzeug 1 übertragen
werden.
[0016] Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung des Werkzeugs 1 entlang der Schnittlinie A-A in
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht. Das Oberteil 3 ist scheibenförmig mit einem
äußeren, sich nach unten erstreckenden umlaufenden Rand. Im Zentrum des scheibenförmigen
Bereichs erstreckt sich ein zylindrischer kreisrunder Vorsprung nach unten. Im Zentrum
sind von der Oberfläche des Oberteils 3 ausgehend Senkungen für die Werkzeugeinsätze
4 vorhanden, die sich in den Vorsprung erstrecken. Die Kontur der Senkungen entspricht
der oberen Kontur der Werkzeugeinsätze 4. Die Größe der Senkungen und der sich daran
anschließenden Durchgangsbohrungen ist so bemessen, dass die Werkzeugeinsätze 4 von
oben entnommen und eingesetzt werden können, und somit leicht auswechselbar sind.
In der Achse 2 weist das Oberteil 3 eine Durchgangsbohrung mit einer von der unteren
Fläche des Vorsprungs ausgehenden zylindrischen Senkung auf.
[0017] Die Werkzeugeinsätze 4 weisen jeweils einen stationären Abschnitt 13, der durch seine
Kontur drehfest in dem Oberteil 3 aufgenommen ist, und einen drehbaren Abschnitt 14
mit einem ersten Zahnrad 15 auf.
[0018] An dem Oberteil 3 ist mit Hilfe eines Befestigungsmittels, hier einer Schraube 17
oder einem anderen Befestigungsmittel, ein unteres Oberteil 16 befestigt. Das untere
Oberteil 16 hat entlang der Achse 2 eine rotationssymmetrische Kontur. Am unteren
Ende weist das untere Oberteil 16 eine Scheibe auf, an die sich nach oben ein zylindrischer
stabförmiger Abschnitt anschließt. Am oberen Ende des stabförmigen Abschnitts ist
in der Achse 2 ein Gewinde vorgesehen. In der Scheibe sind Bohrungen, jeweils mit
einer Achse, die parallel zu der Achse 2 ist, in einem regelmäßigen Winkelabstand
vorgesehen. In diesen Bohrungen sind die drehbaren Abschnitte 14 der Werkzeugeinsätze
4 gelagert. Die Anzahl der Bohrungen entspricht der Anzahl der Werkzeugeinsätze 4.
[0019] Mit Befestigungsmittel 19 sind Befestigungsplatten 18 befestigt, mit deren Hilfe
nicht gezeigte Lagerungen der drehbaren Abschnitte 14 der Werkzeugeinsätze 4 an einem
Heraustreten aus den Bohrungen nach oben gehindert werden. Die drehbaren Abschnitte
14 der Werkzeugeinsätze 4 werden durch nicht gezeigte Klemmbleche an einem Verdrehen
gehindert, wenn sie nicht mit einem anderen Zahnrad im Eingriff sind und damit angetrieben
werden. Am unteren Ende weist das untere Oberteil 16 in der Achse 2 ein weiteres Gewinde
in der Scheibe auf.
[0020] Das obere Mittelteil 7 ist scheibenförmig um die Achse 2 ausgebildet und weist an
seinem äußeren umlaufenden Rand eine Verdickung auf, die unterhalb des scheibenförmigen
Bereichs einstückig angeordnet ist, wobei sich die Kontur der Verdickung radial teilweise
mit dem scheibenförmigen Abschnitt überdeckt. Das obere Mittelteil 7 weist im Zentrum
eine kreisrunde Aussparung auf, um die Bohrungen 20 mit konischen Senkungen angeordnet
sind, von denen hier eine zu sehen ist.
[0021] Mit Hilfe von Befestigungsmittel 22, die in den Bohrungen 20 angeordnet sind, wird
das obere Mittelteil 7 mit einem unteren Mittelteil 21 verbunden. Die Anzahl der Befestigungsmittel
22 entspricht der Anzahl der Bohrungen 20.
[0022] Das untere Mittelteil 21 ist im Wesentlichen rohrförmig um die Achse 2, wobei in
dem Bereich seines in der gezeigten Einbaulage oberen stirnseitigen Endes Gewinde
zum Befestigen der Befestigungsmittel 22 vorgesehen sind, mit denen das obere Mittelteil
7 und das untere Mittelteil 21 miteinander verbunden werden. Am unteren Ende des rohrförmigen
unteren Mittelteils 21 sind radial nach innen und nach außen, umlaufende Vorsprünge
mit einem rechteckigen Querschnitt auf gleicher Höhe vorgesehen.
[0023] Ein Unterteil 11, das topfförmig ausgebildet ist, ist so angeordnet, dass es das
untere Oberteil 16 und das untere Mittelteil 21 aufnimmt. Am unteren Ende weist das
Unterteil 11 in seinem Boden eine zylindrische Senkung auf, so dass eine gegenüber
dem verbleibenden Boden eine verringerte Wandstärke verbleibt. Diese Senkung nimmt
die Scheibe des unteren Oberteils 16 auf. In der Achse 2 ist in dem Boden eine Bohrung
mit einer zylindrischen Senkung von unten eingebracht. Radial außerhalb der zylindrischen
Senkung auf der Innenseite des Bodens schließt sich im Bereich seiner großen Wandstärke
ein radialer Absatz 24 mit einer rechteckigen Kontur an. Außerhalb dieses Absatzes
24 ist im Übergangsbereich vom Boden des Topfes zu seiner umlaufenden Seitenwand eine
zylindrische Rille 23 in den Boden eingebracht. Im Bereich des oberen Rands der Seitenwand
ist eine Verdickung der Wandstärke der Seitenwand vorgesehen, die sich nach außen
erstreckt.
[0024] Oberhalb des Unterteils 11 ist ein Innenzahnrad 25 angeordnet, das mit dem Unterteil
11 fest verbunden ist.
[0025] Eine drehbare Lagerung des unteren Mittelteils 21 in dem Unterteil 11 wird zum einen
durch ein erstes Lagerungselement 26, das zwischen der Rille 23 in dem Unterteil 11
und unterhalb des äußeren rechteckigen Vorsprungs an dem unteren Mittelteil 21 angeordnet
ist, ermöglicht. Zum anderen ist zwischen dem Absatz 24 und der unteren Stirnfläche
des unteren Mittelteils 21 ein zweites Lagerungselement 27 angeordnet.
[0026] Das untere Oberteil 16, und damit das damit verbundene Oberteil 3, mit den Werkzeugeinsätzen
4 ist axial in dem Unterteil 11 durch ein drittes Lagerungselement 28 drehbar gelagert.
Eine Kraft auf das untere Oberteil 16 in Richtung der Achse 2, die durch die Werkzeugeinsätze
4 von oben aufgebracht wird, stützt sich über eine Aufnahmeeinrichtung aus dem Oberteil
3 und dem unteren Oberteil 16, die mit der Schraube 17 verbunden sind, über das obere
Mittelteil 7 und das untere Mittelteil 21, mit dem zweiten Lagerungselement 27, an
dem Unterteil 11 ab. Ein Herausziehen dieser Aufnahmeeinrichtung wird durch eine Passschraube
29, die durch die zentrale Bohrung im Boden des Unterteils 11 in das zentrale untere
Gewinde 16 des unteren Oberteils geschraubt ist, verhindert.
[0027] Eine Verdrehung zwischen dem Verbund aus Oberteil 3 und unterem Oberteil 16 mit den
Werkzeugeinsätzen 4, und einer Verstelleinrichtung aus dem oberen Mittelteil 7 und
dem unteren Mittelteil 21, wird durch ein geringes axiales Spiel zwischen der Aufnahmeeinrichtung
und der Verstelleinrichtung, das durch die Passschraube 29 ermöglicht wird, und durch
eine Gleitbewegung der Unterseiteseite des Oberteils 2 auf der Oberseite des oberen
Mittelteils 7 ermöglicht.
[0028] Das in Fig. 3 gezeigte untere Mittelteil 21 weist von seiner Oberseite aus eine zylindrische
Aussparung 32 auf, die nach unten bis zu den nach innen und außen umlaufenden Vorsprüngen
reicht, die im Bereich der zylindrischen Aussparung 32 zusammen eine Fläche bilden.
Die zylindrische Aussparung 32 weist eine Achse 31 auf, die die parallel zur Achse
2 ist. Im Schnittpunkt der Achse 31 mit der Fläche die mit den unteren Vorsprüngen
gebildet wird, ist eine Bohrung 58 eingebracht, die als Lagerstelle dient.
[0029] Fig. 4 ist die perspektivische Ansicht des Werkzeugs 1 aus Fig. 1, bei der zur besseren
Darstellbarkeit das Oberteil 3, das obere Mittelteil 7, sowie ein Werkzeugeinsatz
4 weggelassen sind.
[0030] Das Innenzahnrad 25 ist mit dem Unterteil 11 fest mit Hilfe von Befestigungsmittel
30 verbunden.
[0031] Innerhalb des Unterteils 11 ist das untere Mittelteil 21 angeordnet. Auf der Oberseite
des unteren Mittelteils 21 sind die Befestigungsmittel 20 zur Befestigung des nicht
gezeigten oberen Mittelteils 7 gezeigt. In der Bohrung 58 (Fig. 3) ist eine Drehachse
33 angeordnet. Zwischen der Bohrung 58 und der Drehachse 33 ist ein nicht gezeigtes
Lagerungselement, die einem Lagerungselement 34 am oberen Ende der Drehachse 33 entspricht,
angeordnet. Auf der Achse sind ein zweites Zahnrad 35 und ein drittes Zahnrad 36 angeordnet
und jeweils mit der Drehachse 33 drehfest verbunden. Das zweite Zahnrad 35 ist mit
dem ersten Zahnrad 15 eines der Werkzeugeinsätze 4 im Eingriff. Das dritte Zahnrad
36 ist mit dem Innenzahnrad 25 im Eingriff.
[0032] Fig. 5 zeigt die Schnittdarstellung des Werkzeugs 1 entlang der Schnittlinie B-B
in Fig. 2 in einer Ansicht von oben. Der in der Aussparung 8 angeordnete Hebel 9 ist
wie in Fig. 1 in der Stellung dargestellt, in der sich das Ende des Hebels, in dessen
Nähe der Hebel 9 die Senkung 10 aufweist, in der inneren Position befindet. Dadurch
ist das der Senkung 10 gegenüberliegenden Ende mit einer Verdickung des Hebels in
einer äußeren Position. Der Hebel 9 weist eine Drehachse 55, die parallel zur Achse
2 des Werkzeugs 1 angeordnet ist, auf, mit der er in dem oberen Mittelteil 7 gelagert
ist. Dadurch kann der Hebel 9 um die Drehachse 55 geschwenkt werden und die Enden
jeweils eine unterschiedliche innere und äußere Position einnehmen. Gegenüber der
Senkung 10 weist der Hebel 9 auf der Innenseite einen Absatz auf, in dem ein elastisches
Element, hier ein Tellerfedernpaket 56 angeordnet ist. Damit wird das Ende des Hebels
im Bereich der Senkung 10 nach außen gedrängt, so dass das Ende mit der Verdickung
in seine innere Position strebt.
[0033] Das Unterteil 11 weist auf seiner äußeren Umfangsfläche ein formschlüssiges Element
in Form einer zweiten Aussparung 57 auf. Die zweite Aussparung 57 ist bezüglich seiner
Abmessungen in der Höhe, der Breite und der Tiefe, und in der Lage so gestaltet, dass
die Verdickung des Hebels 9 mit einer ausreichenden umlaufenden Differenz der Abmessungen
in die zweite Aussparung 57 eindringen kann.
[0034] Fig. 6 ist die perspektivische Darstellung einer Stanzmaschine 37 mit dem erfindungsgemäßen
Werkzeug 1. Ein wesentlicher Bestandteil der Stanzmaschine 37 ist ein C-Rahmen 38.
Der C-Rahmen 38 besteht aus einer torsionssteifen Schweißkonstruktion aus Stahl. Am
hinteren Ende des C-Rahmens 38 ist ein Hydraulikaggregat 39 vorgesehen.
[0035] Weiterhin weist die Stanzmaschine 37 eine nicht gezeigte Maschinensteuerungsvorrichtung
in einem separaten Gehäuse auf. Die Maschinensteuerungsvorrichtung ist mit sämtlichen
Aktuatoren der Stanzmaschine 37 verbunden und steuert deren Bewegungen. Die Maschinensteuerungsvorrichtung
weist als Ein- und Ausgabemittel eine Tastatur und einen Monitor auf. Die Steuerungsfunktionen
werden von Mikrocontrollern ausgeführt, wobei die Bearbeitungsprogramme und Betriebsparameter
in einem Speicherbereich der Maschinensteuerungsvorrichtung abgespeichert sind.
[0036] Auf der unteren Innenseite des C-Rahmens 38 ist eine Querschiene 40 mit einer Führung
41 für die Querschiene 40 vorgesehen. Die Querschiene 40 weist auf ihrer vorderen
Seitenfläche ein Werkzeugmagazin 42, in dem ein Stanzwerkzeug 43 dargestellt ist,
und Spannpratzen 44 zum Festhalten eines plattenförmigen Bauteils 51 auf. Mit der
Führung 41 für die Querschiene 40 ist ein Maschinentisch 45 verbunden.
[0037] Im vorderen Bereich der oberen Innenseite des C-Rahmens 38 weist die Stanzmaschine
37 einen Stößel 46 auf. Der Stößel 46 ist mit einer Stößelsteuerungsvorrichtung 47
verbunden, die wiederum mit der Maschinensteuerungsvorrichtung verbunden ist.
[0038] An der unteren Innenseite des C-Rahmens 38 ist im Bereich des Maschinentischs 45
eine untere Werkzeugaufnahme 48 angeordnet. Die untere Werkzeugaufnahme 48 weist eine
Mittelachse 49 auf. Weiterhin weist die untere Werkzeugaufnahme 48 einen Drehantrieb
50 auf. Der Drehantrieb 50 rotiert die untere Werkzeugaufnahme 48 um die Achse 49
und ermöglich eine Arretierung in jeder beliebigen Winkellage.
[0039] In einer alternativen Ausführungsform weist die untere Werkzeugaufnahme einen Antrieb
für eine Bewegung in Richtung der Achse 49 auf.
[0040] Im Bereich der unteren Werkzeugaufnahme 48 weist die Stanzmaschine 37 zwei Einrichtungen
zum Feststellen von jeweils einem Abschnitt des Werkzeugs, in Form von einem ersten
Indexstift 53 und einem zweiten Indexstift 54 auf. Die Indexstifte 53, 54 sind radial
zu der Achse 49 ausgerichtet, wobei der erste Indexstift 53 in Richtung der Achse
49 höher angeordnet ist, als der zweite Indexstift 54. Der Antrieb, d.h. eine Bewegung
in Richtung der Achse 49 und entgegengesetzt dazu, weg von der Achse 49, werden durch
Aktuatoren durchgeführt. Die Aktuatoren werden von der Maschinensteuerungsvorrichtung
entsprechend einem programmierten Ablauf angesteuert. Die Indexstifte 53, 54 sind
entsprechend ausgeführt, dass sie im ausgefahrenen Zustand, d.h. in dem Zustand, in
dem die Spitze eines der Indexstifte 53, 54 näher bei der Achse 49 ist, Seitenkräfte
aufnehmen können.
[0041] Im Betrieb wird ein plattenförmiges Bauteil 51, hier ein Blech, für einen Bearbeitungsvorgang
positioniert, wobei der Maschinetisch 45 gemeinsam mit der Führung 41 und der Querschiene
40 mit den Spannpratzen 44 in eine Y-Richtung verfährt, und die Querschiene mit den
Spannpratzen 44 in eine X-Richtung verfährt. Die Positionierung des Blechs 51 über
die Querschiene 40 erfolgt durch nicht gezeigte Linearantriebe, die durch die Maschinensteuerungsvorrichtung
angesteuert werden.
[0042] Der Bearbeitungsvorgang wird nach der Positionierung des Blechs 51, so dass sich
die zu bearbeitende Stelle des Blechs 51 im Bereich des Stanzwerkzeugs 43 befindet,
ausgelöst. Nach dem Bearbeitungsvorgang wird das Blech 51 für den nächsten Bearbeitungsvorgang
neu positioniert.
[0043] Im Betrieb gibt es zwei Funktionszustände des Werkzeugs 1, die durch ein Verdrehen
nur eines Drehantriebs, nämlich den für die untere Werkzeugaufnahme 48 aktiviert werden.
Das Werkzeug 1 wird für den Betrieb in die untere Werkzeugaufnahme 48 der Stanzmaschine
37 aufgenommen. Durch die Kontur des Matrizentellers 12 ergibt sich dabei eine formschlüssige,
drehsteife Verbindung. Die Indexstifte 53, 54 sind in der Stanzmaschine 37 so angeordnet,
dass der Indexstift 53 in seiner ausgefahrenen Position in die Indexaussparung 6 des
Oberteils 3, und der Indexstift 54 in die Senkung 10 des Hebels 9 treffen kann. Ein
Werkzeugoberteil 52, das in den Stößel 46 aufgenommen ist, weist eine untere ebene
Fläche mit einer für den jeweiligen Anwendungsfall geeigneten Öffnung auf. Der Betrieb
wird anhand der Ausführungsform, in der die Bearbeitungseinsätze 5 als Gewindeformwerkzeuge
ausgeführt sind, erklärt. Andere Bearbeitungen werden analog ausgeführt.
[0044] Der erste Funktionszustand ist das Formen von Gewinden in das Blech 51. Nach dem
Einwechseln des Werkzeugs 1 in die untere Werkzeugaufnahme befindet sich das Werkzeug
1 in einer definierten Orientierung des Werkzeugs 1 zu der Stanzmaschine 37 und die
einzelnen Bauteile des Werkzeugs 1 in definierten Orientierungen zueinander. Durch
das Ausfahren des Indexstifts 53, der dabei in Indexaussparung 6 des Oberteils 3 eintritt,
wird das Oberteil 3 relativ zur Stanzmaschine 37 arretiert. Da das untere Oberteil
16 fest mit dem Oberteil 3 verbunden ist, sind die beiden Bauteile, das Oberteil 3
und das untere Oberteil 16, in denen die Werkzeugeinsätze 4 gelagert sind, relativ
zueinander und zu der Stanzmaschine 1 in einer definierten Orientierung. Somit haben
die Werkzeugeinsätze 4 eine definierte Position und behalten diese bei. Durch das
Ausfahren des Indexstifts 54, der dabei in die Senkung 10 des Hebels 9 eintritt, wird
das Ende des Hebels 9 im Bereich der Senkung 10 nach innen gedrückt und das Ende mit
der Verdickung bewegt sich nach außen, so dass es nicht im Eingriff mit der Aussparung
57 ist. Der Hebel 9 und somit das obere Mittelteil 7, das damit verbundene untere
Mittelteil 21 und die wiederum darin gelagerte Drehachse 33 mit den Zahnrädern 35,
36, sind dadurch bezüglich der Orientierung zu der Achse 2 durch den Indexstift 54
im Eingriff festgelegt. Die Drehung der unteren Werkzeugaufnahme 48 wird über den
Matrizenteller 12 auf das Unterteil 11 übertragen. Somit wird das mit dem Unterteil
11 fest verbundene Innenzahnrad 25 mit der unteren Werkzeugaufnahme 48 in Drehung
versetzt. Da sich die Drehachse 33 bezüglich der Achse 2 nicht bewegt, wird die Drehbewegung
des Innenzahnrads 25, das mit dem dritten Zahnrad 36 im Eingriff ist in eine definierte
Drehbewegung des dritten Zahnrads 36 übertragen. Durch die drehsteife Verbindung des
dritten Zahnrads 36 mit dem zweiten Zahnrad 35 wird diese Drehbewegung auf das zweite
Zahnrad 35 übertragen. Das zweite Zahnrad 35 ist mit dem ersten Zahnrad 15 im Eingriff,
und da auch das zweite Zahnrad bezüglich seiner Orientierung zu der Achse 2 festgelegt
ist, wird das erste Zahnrad 15 und damit der drehbare Abschnitt 14 des Werkzeugeinsatzes
4 in Drehung versetzt. Bei einem Erreichen der programmierten Anzahl der Umdrehungen
wird die Drehung der unteren Werkzeugaufnahme 48 umgekehrt, bis der Ursprungszustand
wieder erreicht ist.
[0045] Die Werkzeugeinsätze 4 sind so ausgeführt, dass durch das Verdrehen des drehbaren
Abschnitts 14, die Bearbeitungseinsätze 5 in die gleiche Drehbewegung versetzt werden.
Durch ein Leitgewinde das in dem Werkzeugeinsatz 4 zwischen dem stationären Abschnitt
13 und dem verdrehbaren Abschnitt 14 vorgesehen ist, werden die Bearbeitungseinsätze
5 mit der Drehung gleichzeitig in Abhängigkeit von der Drehrichtung nach oben oder
unten bewegt. Im Fall von Gewindeformwerkzeugen entspricht die Steigung des Leitgewindes
der Steigung des zu formenden Gewindes entsprechend seiner Größe und Art.
[0046] Der zweite Funktionszustand ist das Aktivieren eines anderen Werkzeugeinsatzes 4.
Dabei wird zunächst der erste Indexstift 53 in der ausgefahrenen Position belassen,
so dass die Orientierung der Werkzeugeinsätze 4 bezüglich der Achse 2 unverändert
bleibt. Der zweite Indexstift 54 wird zurückgezogen, so dass er nicht mehr im Eingriff
mit der Senkung 10 des Hebels 9 ist. Der Hebel 9 wird dabei durch das Tellerfedernpaket
56 in die Stellung gedrängt, in der die Verdickung am gegenüberliegenden Ende der
Senkung 10 mit der zweiten Aussparung 57 in dem unteren Mittelteil in Eingriff kommt.
Durch das Verdrehen der unteren Werkzeugaufnahme 48 dreht sich über den Matrizenteller
12 das Unterteil 11 um die Achse 2. Da der Hebel 9 mit der zweiten Aussparung 57 im
Eingriff ist, wird über den Hebel 9 auch das obere Mittelteil 7 mitgedreht. Damit
werden auch das mit dem oberen Mittelteil 7 verbundene untere Mittelteil 21 und die
darin gelagerte Drehachse 33 um die Achse 2 gedreht. Bei einer Drehung von 90° oder
einem Vielfachen von 90° kommt das mit der Drehachse 33 verbundene zweite Zahnrad
35 jeweils in Eingriff mit einem der ersten Zahnräder 15, wobei damit die Möglichkeit
besteht, den zugehörigen Werkzeugeinsatz 4 zu aktivieren. Im Anschluss daran wird
der erste Indexstift 53 aus der Indexaussparung 6 gezogen, und das Werkzeug 1 soweit
gedreht, bis die Senkung 10 des Hebels 9 wieder mit dem zweiten Indexstift 54 fluchtet.
Dann wird der zweite Indexstift 54 wieder ausgefahren, so dass er mit der Senkung
10 in dem Hebel 9 in Eingriff kommt, und der Hebel wird gegen die Kraft des Tellerfedernpakets
56 wieder in die Position gedrückt, dass die Verdickung des Hebels aus der zweiten
Aussparung heraustritt und nicht mehr im Eingriff ist. Durch den Eingriff des zweiten
Indexstiftes 54 in die Senkung 10 ist über das obere Mittelteil 7 und das untere Mittelteil
21 die Drehachse 33 und somit das zweite Zahnrad 35 bezüglich der Achse 2 festgelegt.
Der erste Indexstift 53 wird ebenfalls wieder ausgefahren und kommt mit der Indexaussparung
6 in Eingriff, womit das Oberteil 3 und damit die Orientierung der Werkzeugeinsätze
4 bezüglich der Achse 2 festgelegt sind. Durch die Arretierung des Oberteils 3 mit
den Werkzeugeinsätzen 4 und des oberen Mittelteils 7, das mit der Drehachse 33 des
zweiten Zahnrads 35 in Verbindung steht ist diese Zuordnung fest, so dass der Werkzeugeinsatz,
mit dem das zweite Zahnrad 35 nun im Eingriff ist, bei einer Drehung des Unterteils
11 angetrieben wird.
1. Werkzeug für eine Stanzmaschine (37) mit
einer Mittelachse (2),
mindestens zwei Werkzeugeinsätzen (4) mit um ihre jeweilige Achse drehbaren Bearbeitungseinsätzen
5,
einer Aufnahmeeinrichtung (3, 16), die die Werkzeugeinsätze (4) aufnimmt, und die
von außen derart feststellbar ist, dass die Aufnahmeeinrichtung (3, 16) relativ zu
der Stanzmaschine (37) keine Drehbewegung ausführt,
einer Bewegungsübertragungseinrichtung (12) zur Übertragung einer von außen auf das
Werkzeug aufgebrachten Drehbewegung, und
einer Antriebseinrichtung (24, 35, 36) zur Übertragung der aufgebrachten Drehbewegung
auf die Werkzeugeinsätze (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (7, 21) vorgesehen ist, die die Antriebseinrichtung (24,
35, 36) so einstellt, dass sie die eingebrachte Drehbewegung nur auf einen bestimmten
der Werkzeugeinsätze (4) überträgt.
2. Werkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Werkzeug (1) eine Lagerung (26, 27) zwischen einer Bewegungsübertragungseinheit
(11, 12) zur Übertragung der von außen aufgebrachten Drehbewegung und der Verstelleinrichtung
(7, 21) vorgesehen ist, so dass die Bewegungsübertragungseinheit (11, 12) zur Übertragung
der von außen aufgebrachten Drehbewegung relativ zur der Verstelleinrichtung (7, 21)
um die Mittelachse (2) verdrehbar ist.
3. Werkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Werkzeug (1) eine Lagerung (28) zwischen der Bewegungsübertragungseinheit
(11, 12) zur Übertragung der von außen aufgebrachten Drehbewegung und der Aufnahmeeinrichtung
(3, 16) vorgesehen ist, so dass die Einrichtung (11, 12) zur Übertragung der von außen
aufgebrachten Drehbewegung relativ zur der Aufnahmeeinrichtung (3, 16) um die Mittelachse
(2) verdrehbar ist.
4. Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (7, 21) eine Betätigungseinrichtung (9) aufweist, die von
außen ansteuerbar ist, und die so angepasst ist, dass sie eine Drehung der Bewegungsübertragungseinheit
(11, 12) auf die Verstelleinrichtung (7, 21) überträgt.
5. Werkzeug gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (9) ein formschlüssiges Element aufweist, so dass die
Betätigungseinrichtung (9) in eine Aussparung (57) der Bewegungsübertragungseinheit
(11, 12) eingreift.
6. Werkzeug gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein elastisches Element (56) aufweist, das die Betätigungseinrichtung
(9) in den Eingriff mit der Bewegungsübertragungseinheit (11, 12) drängt.
7. Werkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (7, 21) so angepasst ist, dass sie von außen feststellbar
ist, so dass die Verstelleinrichtung (7, 21) relativ zur Stanzmaschine (37) keine
Drehbewegung ausführt.
8. Werkzeug gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (9) ein formschlüssiges Element (10) aufweist, mit der
die Verstelleinrichtung (7, 21) von außen feststellbar ist.
9. Werkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (3, 16) eine Einrichtung (6) zum Feststellen von außen aufweist,
so dass die Aufnahmeinrichtung (3, 16) relativ zur Stanzmaschine (37) keine Drehbewegung
ausführt.
10. Werkzeug gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) als eine Aussparung ausgeführt ist.
11. Werkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Werkzeugeinsätze (4) als Gewindeformeinsatz ausgeführt ist.
12. Werkzeug gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeinsatz (4) ein Leitgewinde aufweisen, und dadurch bei einer Verdrehung eines drehbaren Abschnitts (14), der Bearbeitungseinsatz (5)
eine Drehung um seine Achse und eine Bewegung in axialer Richtung ausführt.
13. Stanzmaschine mit einer Steuerungsvorrichtung,
einer unteren Werkzeugaufnahme (48), die einen Drehantrieb (50) aufweist, und
mindestens zwei Einrichtungen zum Feststellen (53, 54) von Abschnitten eines Werkzeugs
(1), und
dem Werkzeug (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Stanzmaschine gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Werkzeugaufnahme (48) eine Achse (49) und einen Antrieb in Richtung der
Achse (49) aufweist.