PRESSENGETRIEBENES WERKZEUGMODUL, INSBESONDERE EINE PRESSENGETRIEBENE QUERSTANZ- ODER BIEGEEINHEIT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein pressengetriebenes Werkzeugmodul, insbesondere eine pressengetriebene Querstanz- oder Biegeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Vergleichbare Werkzeugmodule sind beispielsweise aus dem Prospektblatt "MILFAB" der Danly Deutschland GmbH bekannt. Sie besitzen einen Stößel, an dem ein Werkzeug, beispielsweise ein Stanz- oder Biegewerkzeug anbringbar ist. Der Stößel ist in einer Führungsbuchse eines Grundkörpers verschiebbar gelagert. Die Verschieberichtung ist durch die Anordnung der Führungsbuchse vorgegeben und verläuft horizontal. Parallel zum Stößel ist entweder innerhalb oder außerhalb des Grundkörpers eine Schraubenfeder angebracht und mit dem Stößel derart gekoppelt, daß sie der Verschiebung des Stößels entgegenwirkt und als Rückstellfeder dient. Der Stößel wird an seiner dem Werkzeug abgewandten Stirnseite von einem Kipphebel betätigt. Dieser ist schwenkbar im Grundkörper gelagert und wird von einem Pressenstößel vertikal beaufschlagt. Durch die Abwärtsbewegung des Pressenstößels beim Arbeitshub schwenkt der Kipphebel um seine Achse und drückt dabei den das Werkzeug tragenden Stößel in horizontaler Richtung nach vorne. Nach Beendigung des Stanz- oder Biegevorgangs erfolgen der Rückhub des Pressenstößels sowie die Rückstellbewegung des das Werkzeug tragenden Stößels infolge der Wirkung der Rückholfeder. Die Rückholfeder ist deshalb erforderlich, weil der Pressenstößel nicht mit dem Kipphebel fest verbunden ist. Vielmehr hat im allgemeinen der Pressenstößel im Bereich seiner oberen Totpunktlage keine Berührung mit dem Kipphebel.

[0003] Derartige Werkzeugmodule haben eine weite Verbreitung gefunden, da sie universell in allen gängigen Pressen einsetzbar sind. Sie werden dort an der gewünschten Stelle fixiert. Hierzu sind am Grundkörper verschiedene Befestigungsmöglichkeiten, wie z. B. Bohrungen, Paßfedernuten oder Absätze angeordnet.

[0004] Dennoch weisen sie eine Reihe von Nachteilen auf. So unterliegt der als kraftumlenkendes Organ wirkende Kipphebel einem sehr starken Verschleiß, weil die Schwenkachse die übertragenen hohen Kräfte aufnehmen muß. Dies betrifft weiterhin die mit dem Pressenstößel und dem das Werkzeug tragenden Stößel in Berührung stehenden Gleitflächen des Kipphebels. Auch bieten derartige Werkzeugmodule hinsichtlich ihrer Anordnungsmöglichkeit im Falle einer erforderlichen Mehrfachanordnung wenig Flexibilität, da in der Regel jeweils nur ein Kipphebel durch den Pressenstößel betätigbar ist. Deshalb sind häufig aufwendige Konstruktionen erforderlich, um gleichzeitig mehrere Werkzeuge durch einen zentralen Kipphebel zu betätigen. Eine einmal vorgewählte geometrische Konfiguration muß in der Regel beibehalten werden, selbst geringfügige Modifikationen in der Geometrie erfordern die Sonderanfertigung eines neuen Werkzeugmoduls.

[0005] Dem Grunde nach ist es auch schon bekannt geworden, beispielsweise aus der DE 26 00 948 B2, einen Hydraulikzylinder zur Formgebung zu benutzen, wobei ein im Zylinder verschiebbarer Arbeitskolben mit einer Kolbenstange ein Werkzeug trägt. Zum Antrieb wird eine Hydraulikflüssigkeit verwendet, die von einem separaten Hydraulikaggregat unter Druck gesetzt wird. Derartige Hydraulikaggregate sind jedoch nicht von einer Presse antreibbar, sondern besitzen in der Regel Elektromotoren. Um den für einen Stanz- oder Biegevorgang aufzubringenden Druck statisch aufzubringen, ist es erforderlich, eine sehr hohe Leistung zu installieren. Dies ist unökonomisch, da der für die Bearbeitung erforderliche Maximaldruck lediglich kurzfristig, d. h. impulsartig benötigt wird. In der genannten Druckschrift wird deshalb eine aufwendige Konstruktion vorgeschlagen, bei der über einen Hilfskolben gesteuert eine schlagartige, hohe Krafteinwirkung durch Freigabe einer gespeicherten Energie bewirkt wird. Abgesehen von dem hierzu erforderlichen technischen Aufwand läßt sich eine derartige Konstruktion nicht mit einer vorhandenen Presse betreiben, sondern erfordert eine komplette Umkonfiguration der Bearbeitungsstation mit Hydraulikaggregaten.

[0006] Schließlich ist es aus der EP 0 251 794 A2, von der die Erfindung ausgeht, bekannt, bei einem pressengetriebenen Werkzeugmodul die Kraftumlenkung hydraulisch zu realisieren. Hierzu ist ein Kraftzylinder vorgesehen, dessen Kolben über eine nach außen geführte Kolbenstange vom Pressenstößel beaufschlagt wird. Weiterhin ist ein Arbeitszylinder vorgesehen, in welchem ein Arbeitskolben verschiebbar gelagert ist. Zwischen dem Kraftzylinder und dem Arbeitszylinder ist eine hydraulische Verbindung vorgesehen, so daß zwischen dem im Kraftzylinder gebildeten Verdrängerraum und dem im Arbeitszylinder gebildeten Arbeitsraum eine kommunizierende Verbindung besteht. Das darin befindliche, weitgehend inkompressible Hydraulikmedium erlaubt deshalb eine Kraftübertragung vom Kraftzylinder auf den Arbeitszylinder. Nachteilig ist auch hierbei, daß der zeitliche Verlauf des Druckaufbaus nicht mit dem für den Bearbeitungsvorgang erforderlichen Kraftbedarf korrespondiert.

[0007] Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, ein pressengetriebenes Werkzeugmodul, insbesondere eine pressengetriebene Querstanz- oder Biegeeinheit der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die geschilderten Probleme nicht mehr auftreten. Insbesondere soll die durch die Presse eingeleitete Energie mit möglichst geringem technischen Aufwand optimal umgesetzt und auf den Verformungsvorgang abgestimmt werden.

[0008] Das Problem wird durch ein pressengetriebenes Werkzeugmodul gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

[0010] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die kinetische Energie des Pressenstößels dazu zu benutzten, das Hydraulikmedium jeweils nur kurzzeitig unter Hochdruck zu setzen, so daß der gewünschte Stanz- und Biegevorgang ausgeführt werden kann. Im übrigen ist das Hydraulikmedium im wesentlichen drucklos.

[0011] Konkret wird dies dadurch erreicht, daß im Kraftzylinder ein Vorratsraum für das Hydraulikmedium vorgesehen ist, der in der oberen Totpunktlage des Kolbens zum Verdrängerraum hin Verbindung hat, im übrigen aber, d. h. bei einer von der oberen Totpunktlage abweichenden Position des Kolbens, gegenüber dem Verdrängerraum hochdruckabgedichtet ist.

[0012] Insbesondere bietet das erfindungsgemäße Werkzeugmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, die das Werkzeug tragende Arbeitseinheit und die das Hydraulikmedium unter Druck setzende Krafteinheit in räumlicher Trennung voneinander anzubringen wobei beide Teileinheiten durch eine Hochdruckleitung verbunden werden. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig mehrere Arbeitseinheiten durch eine einzige gemeinsame Krafteinheit zu betätigen. Ohne nennenswerten Aufwand kann die Position jeder Arbeitseinheit verändert werden. Insbesondere läßt sich auch die Richtung der Bearbeitung nicht nur rein horizontal, sondern hiervon abweichend in jeder beliebigen Winkellage realisieren.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Arbeitseinheit ein Gasfederelement als Rückstellfeder integriert, welches ohne zusätzlichen Platzbedarf innerhalb des Zylinderraums sowie gegebenenfalls innerhalb des Kolbens und der Kolbenstange integriert ist. Bei Anwendungsfällen mit relativ geringen Rückstellkräften kann auch eine Schraubenfeder als preisgünstige Alternative vorgesehen werden.

[0014] Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nähert erläutert. Dort werden auch weitere Vorteile im Detail erläutert. Es zeigen

Figur 1 -

Schnittdarstellung des Werkzeugmoduls, Pressenstößel im oberen Totpunkt und

Figur 2 -

Schnittdarstellung des Werkzeugmoduls, Pressenstößel im unteren Totpunkt.

[0015] Das Werkzeugmodul besteht aus zwei Teileinheiten, nämlich einem Arbeitszylinder A und einem Kraftzylinder K.

[0016] Der Arbeitszylinder A weist einen Grundkörper 33 mit einer zylindrischen Bohrung auf. In der zylindrischen Bohrung ist ein Arbeitskolben 10 verschiebbar angeordnet. Am Arbeitskolben 10 ist eine Kolbenstange 9 angebracht, welche stirnseitig ein Werkzeug 18 in Form eines Stempels trägt. Die Kolbenstange 9 ist ebenfalls verschieblich in einer Lagerbuchse 11 geführt, die den Grundkörper 33 abschließt. Die Führungsbuchse 11 ist mit dem Grundkörper 33 verschraubt. Die Führungsbuchse 11 ragt mit einem Absatzsteg 34 in das Innere der Zylinderbohrung des Grundkörpers 33 hinein. Im Überlappungsbereich zwischen dem Grundkörper 33 und der Lagerbuchse 11 ist ein Dichtring 35 angebracht, dessen Funktion nachstehend näher erläutert wird. Der Verschiebeweg des Arbeitskolbens 10 wird einerseits begrenzt durch das stirnseitige Anliegen am Grundkörper 33 und andererseits durch das Anliegen am Absatzsteg 34 der Lagerbuchse 11. Der Abstand zwischen diesen beiden Endlagen ist der Hub H_A des Arbeitskolbens 10 und entspricht damit dem Betrag der maximalen Verschiebung des Werkzeugs 18. Gleichzeitig wird hierdurch der Arbeitsraum 22 als Axialabschnitt der Zylinderbohrung des Grundkörpers 33 definiert.

[0017] Der Arbeitskolben 10 ist mit einer Hochdruckdichtung 5 versehen, so daß der Arbeitsraum 22 an dieser Stelle zwischen dem Arbeitskolben 10 und der Zylinderbohrung des Grundkörpers 33 hochdruckabgedichtet ist.

[0018] Der Kraftzylinder K weist einen Basisblock 1 auf, auf dem ein Führungsblock 2 aufgesetzt und mit diesem dicht verschraubt ist. Der Führungsblock 2 besitzt eine Durchgangsbohrung, in die die Gleitbuchse 27 eingesetzt ist. Die Gleitbuchse 27 übernimmt die Führung einer Kolbenstange 3, die an einem Tauchkolben 23 befestigt ist. Die die Kolbenstange 3 aufnehmende Bohrung geht im Inneren des Führungsblocks 2 in eine zylindrische Bohrung größeren Durchmessers über, die mit einem Innengewinde 36 versehen ist. Das Innengewinde 36 ist im Eingriff mit einem Außengewinde 37, das an einem nach oben weisenden Absatzring 38 des Basisblocks 1 angebracht ist.

[0019] Im Basisblock ist eine Zylinderbohrung angebracht, die im wesentlichen den Verdrängerraum 24 darstellt und nach oben hin in die Zylinderbohrung des Führungsblocks 2 übergeht. Der Durchmesser der Zylinderbohrung des Führungsblocks 2 ist größer als der Außendurchmesser des Tauchkolbens 23, so daß zwischen dem Tauchkolben 23 und dem Führungsblock 2 ein Ringraum 26 verbleibt. Im Bereich des Absatzrings 38 ist der Durchmesser der Zylinderbohrung auf den Durchmesser des Tauchkolbens 23 abgestimmt.

[0020] Nach unten hin nimmt der Durchmesser der Zylinderbohrung im Basisblock 1 geringfügig nach Art eines Einstichs zu. Von hier aus geht eine Bohrung 25 ab, die den Verdrängerraum 24 mit dem Arbeitsraum 22 des Arbeitszylinders A verbindet. Der Verdrängerraum 24, die Bohrung 25, der Arbeitsraum 22 sowie Teile des Ringraums 23 sind mit Hydraulikmedium M gefüllt. Es handelt sich hierbei um ein Öl mittlerer Viskosität.

[0021] In der in Figur 1 skizzierten Stellung des Tauchkolbens 23 hat der Ringraum 26 Verbindung mit dem Verdrängerraum 24, so daß sich eine durchgehende Flüssigkeitssäule vom Verdrängerraum 24 zum Ringraum 26 einstellt. In dieser Position kann über das hier nicht näher dargestellte Einfüllventil 10 Hydraulikmedium M ergänzt werden. Zur Erleichterung des Einfüllvorgangs ist eine in den Arbeitsraum 22 mündende Entlüftungsbohrung 30 vorgesehen, die mit einer Entlüftungsschraube 12 dicht verschließbar ist. Durch das Befüllen steigt der Flüssigkeitspegel im Kraftzylinder nach oben, bis schließlich der gesamte Ringraum 26 gefüllt ist und damit die Funktion eines Vorratsraums für das Hydraulikmedium M hat. In einer hiervon abweichenden Position des Verdrängerkolbens 23, wie sie beispielsweise durch Figur 2 charakterisiert ist, ist der Vorratsraum 26 vom Verdrängerraum 24 getrennt. Hierfür sorgt eine Hochdruck-Ringdichtung 4, die im Absatzring 38 des Basisblocks 1 gelagert ist und den Tauchkolben 23 dicht umschließt.

[0022] Im Arbeitszylinder A ist ein Gasfederelement integriert. Hierzu wird der Ringraum benutzt, der in radialer Richtung zwischen der Kolbenstange 9 und der Zylinderbohrung des Arbeitszylinders A und in axialer Richtung zwischen dem Arbeitskolben 10 und der Lagerbuchse 11 liegt. Dieser Bereich wird gasdicht dadurch gestaltet, daß der Arbeitskolben 10 mit einer Gasdichtung 6 und die Lagerbuchse 11 mit der Gasdichtung 7 versehen ist, welche den Übergang von der Kolbenstange 9 zur Lagerbuchse 11 abdichtet. Weiterhin dichtet die oben erwähnte Dichtung 35 den Übergang vom Grundkörper 33 zur Lagerbuchse 11. Der Ringraum 31 ist mit Stickstoffgas unter hohem Druck gefüllt. Eine Verschiebung des Arbeitszylinders 10 aus der in Figur 1 dargestellten Ausgangsposition heraus nach rechts verkleinert das Volumen des Ringraums 31, das darin befindliche Gas wird komprimiert. Bei einer Entlastung des Arbeitskolbens 10 entspannt sich das Gas und drückt den Arbeitskolben 10 in seine Ausgangsposition zurück. Um den Druckanstieg infolge der Verschiebebewegung im Ringraum 31 zu begrenzen, werden das Innere des Kolbens 10 und der Kolbenstange 9 weitgehend aufgebohrt, so daß sich ein gemeinsamer Hohlraum 32 ergibt, der über eine Bohrung 16 zum Ringraum 31 Verbindung hat. Somit sind der Hohlraum 32 und die Bohrung 16 ebenfalls mit Gas gefüllt. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Hohlraums läßt sich die gewünschte Federcharakteristik erzielen. Dies ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise, da das Gasfederelement vollständig im Inneren des Arbeitszylinders A integriert ist.

[0023] Die Gasfüllung kann durch ein nicht näher dagestelltes Gasventil 8 eingebracht bzw. bei Bedarf ergänzt werden.

[0024] Die Funktionsweise des Werkzeugmoduls wird nachstehend im Detail erläutert:

[0025] Der Ausgangspunkt als Beginn eines Bearbeitungszykluses ist in Figur 1 dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen Stanzvorgang, bei dem ein Loch in ein Werkstück 20 gestanzt werden soll. Das Werkstück 20 ist von einer Matrize 21 gehalten, die ihrerseits an einer Stützplatte 19 befestigt ist.

[0026] Ein Pressenstößel 17 einer hier nicht dargestellten Presse befindet sich in seiner oberen Totpunktlage. Das Werkzeug 18 befindet sich in zurückgezogener Position, wobei der Arbeitskolben 10 infolge der Wirkung des Gasfederelements stirnseitig im Inneren der Zylinderbohrung des Grundkörpers 33 anliegt. Hierdurch wird über das Hydraulikmedium M der Verdrängerkolben 23 gegen die Schulter des Führungsblocks 2 gedrückt gehalten. Der Verdrängerkolben 23 hat keine Berührung mit der Hochdruck-Ringdichtung 4, so daß sich eine durchgehende Flüssigkeitssäule im Verdrängerraum 24 und im Vorratsraum 26 ausgebildet hat.

[0027] Nunmehr beginnt der Pressenstößel 17 seine Abwärtsbewegung und trifft auf die Kolbenstange 3 auf. Durch die weitere Abwärtsbewegung des Pressenstößels 17 wird über die Kolbenstange 3 der Verdrängerkolben 23 vertikal nach unten gezwungen. Er gerät dabei nach kurzer Wegstrecke in Kontakt mit der Hochdruck-Ringdichtung 4, so daß von da ab der Verdrängerraum 24 zum Vorratsraum 26 hin abgedichtet ist. Durch die weitere Abwärtsbewegung des Tauchkolbens 23 erhöht sich der Druck des Hydraulikmediums M, das sich im Verdrängerraum 24 und in der Bohrung 25 befindet. Beim weiteren Druckanstieg wird zunächst der Arbeitskolben 10 gegen die Wirkung des Gasfederungselements (in der Darstellung gemäß Figur 1 und 2) nach rechts verschoben. Der Druckaufbau in dem Hydraulikmedium M bewegt sich zunächst im Niederdruckbereich, da lediglich der Arbeitskolben 10 eine Verschiebebewegung vollführt und damit das Werkzeug 18 zustellt.

[0028] Beim Auftreffen des Werkzeugs 18 auf das Werkstück 20 steigt der Druck im Hydraulikmedium M schlagartig an, da der Tauchkolben 23 durch den Pressenstößel 17 weiter nach unten gezwungen wird, der Arbeitskolben 10 jedoch infolge des Anliegens des Werkzeugs 18 am Werkstück 20 in seiner Position verharrt. Der Druck steigt weiter so lange an, bis die zum Stanzen erforderliche Kraft aufgebaut ist und das Werkzeug schlagartig in die Matrize eindringt. Das Eindringen in die Matrize wird durch das Anliegen des Arbeitskolbens am Absatzsteg 34 der Lagerbuchse 11 begrenzt. Dies entspricht der in Figur 2 dargestellten Position.

[0029] Der Pressenstößel 17 hat seine unterste Position, den unteren Totpunkt (U.T.) erreicht und ist im Begriff, seine Bewegungsrichtung umzukehren und sich nach oben zu bewegen. Hierdurch wird dem Verdrängerkolben 23 ermöglicht, in seine Ausgangsposition zurückzukehren. Da die Kolbenstange 3 nicht mit dem Pressenstößel 17 verbunden ist, wird der Rückhub des Tauchkolbens 23 durch den Rückhub des Arbeitskolbens 10 bewirkt. Hierfür sorgt das integrierte Gasfederelement, welches infolge der Verschiebung des Arbeitszylinders 10 komprimiert wurde und nunmehr wieder expandieren kann. Infolge der Expansion wird der Arbeitskolben 10 stirnseitig zur Anlage an der Zylinderbohrung in dem Grundkörper 33 gebracht, so daß erneut die in Figur 1 angedeutete Position erreicht wird.

[0030] Stirnseitig am Führungsblock 2 ist ein höhenjustierbarer mechanischer Anschlag 15 angebracht, der als Hubbegrenzung für den Pressenstößel 17 und damit für den Verdrängerkolben 23 dient. Er soll verhindern, daß der Tauchkolben 23 versehentlich zu tief in den Verdrängerraum 24 eindringt und dadurch den Druck im Hydraulikmedium M auf einen unzulässig hohen Wert ansteigen läßt. Damit sind Bedienungsfehler praktisch ausgeschlossen. Zusätzlich kann in Hydraulikmedium (M) führenden Bereichen, beispielsweise im Bereich der Bohrung 25, eine hier nicht dargestellte Berstsicherung vorgesehen werden.

[0031] Von oben mündet in den Vorratsraum 26 eine Druckausgleichsbohrung 29, die mit einem Niederdruckventil 13 verschlossen ist. Das Niederdruckventil 13 sorgt für einen Druckausgleich, sofern der infolge der Verschiebebewegung des Tauchkolbens 23 erzeugte Über- oder Unterdruck vorbestimmte Grenzen übersteigt. Auch verhindert es ein Überfüllen mit Hydraulikmedium M.

[0032] Ohne Funktionseinbuße ist auch eine räumlich getrennte Anordnung von Kraftzylinder K und Arbeitszylinder A möglich, wobei die Bohrung 25 durch eine Hochdruckleitung zu ersetzen ist. Auch kann an dem Kraftzylinder K eine Vielzahl von Arbeitszylindern A angeschlossen werden, deren Hochdruckleitungen entweder einzeln oder über eine Mehrfachkupplung mit dem Kraftzylinder gekoppelt werden. Insbesondere bei Verwendung einer flexiblen Leitung als Hochdruckleitung läßt sich eine völlig variable und freizügig zu gestaltende Konfiguration verwirklichen.

[0033] In einem konkreten Fall wurden die folgenden Druck- und Größenverhältnisse bestimmt.

[0034] In der in Figur 1 dargestellten Position befindet sich Öl mittlerer Viskosität unter Umgebungsbedingungen im Verdrängerraum 24 und im Vorratsraum 26. Im Gasfederelement befindet sich Stickstoffgas unter einem Druck von 100 bar. Während des Bearbeitungsvorgangs steigt der Öldruck auf maximal 400 bar an, der Druck im Gasfederungselement erreicht etwa 140 bar.

FIGURENLEGENDE

[0035] 

1

Basisblock

2

Führungsblock

3

Kolbenstange

4

Hochdruck-Ringdichtung

5

Hochdruckdichtung

6

Gasdichtung

7

Gasdichtung

8

Gasventil

9

Kolbenstange

10

Arbeitskolben

11

Lagerbuchse

12

Entlüftungsschraube

13

Niederdruckventil

14

Einfüllventil

15

Anschlag

16

Bohrung

17

Pressenstößel

18

Werkzeug

19

Stützträger

20

Werkstück

21

Matrize

22

Arbeitsraum

23

Tauchkolben

24

Verdrängerraum

25

Bohrung, Hochdruckleitung

26

Vorratsraum

27

Gleitbuchse

28

Stirnfläche

29

Druckausgleichsbohrung

30

Entlüftungsbohrung

31

Ringraum

32

Hohlraum

33

Grundkörper

34

Absatzsteg

35

Dichtring

36

Innengewinde

37

Außengewinde

38

Absatzring

A

Arbeitszylinder

K

Kraftzylinder

M

Hydraulikmedium

H_A

Hub des Arbeitskolbens

H_K

Hub des Tauchkolbens

Ansprüche

1. Pressengetriebenes Werkzeugmodul, insbesondere pressengetriebene Querstanz- oder Biegeeinheit, mit einem an einem Stößel (9) anbringbaren Werkzeug (18), insbesondere einem Stanz- oder Biegewerkzeug, das in einer von der vertikalen abweichenden, insbesondere in horizontaler Richttung gegen die Wirkung eines rückstellenden Federelements verschiebbar in einem Grundkörper (33) gelagert ist,

- wobei der das Werkzeug (18) tragende Stößel als Kolbenstange (9) eines von einem Hydraulikmedium (M) beaufschlagbaren Arbeitskolbens (10) ausgeführt ist, welcher in einem Arbeitsraum (22) eines Arbeitszylinders (A) verschiebbar gelagert ist,

- wobei das in einem Verdrängerraum (24) eines Kraftzylinders (K) befindliche Hydraulikmedium (M) durch einen in dem Kraftzylinder (K) vertikal geführten Kolben (23) beaufschlagbar ist, der seinerseits über eine Kolbenstange (3) von dem Pressenstößel (17) betätigbar ist, und

- wobei zwischen dem Verdrängerraum (24) des Kraftzylinders (K) und dem Arbeitsraum (22) des Arbeitszylinders (A) eine Hydraulische Verbindung in Form einer Hochdruckleitung (25) für das Hydraulikmedium (M) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
im Kraftzylinder (K) ein Vorratsraum (26) für das Hydraulikmedium (M) vorgesehen, der in der oberen Totpunktlage (O.T.) des Kolbens (23) Verbindung hat zu dem Verdrängerraum (24) des Kraftzylinders (K), und im übrigen gegenüber dem Verdrängerraum (24) hochdruckabgedichtet ist.

2. Werkzeugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) als Tauchkolben ausgebildet ist und daß der Kraftzylinder (K) einen Basisblock (1) und einen mit dem Basisblock (1) verbundenen Führungsblock (2) aufweist, wobei im Basisblock (1) eine Zylinderbohrung angebracht ist, die im wesentlichen den Verdrängerraum (24) bildet und in ihrem oberen Bereich eine Hochdruck-Ringdichtung (4) trägt, die zur radialen Anlage an den Tauchkolben (23) gebracht ist, sofern sich dieser in einer von der oberen Totpunklage (O.T.) abweichenden Position befindet, und wobei weiterhin im Führungsblock (2) eine Zylinderbohrung vorhanden ist, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Zylinderbohrung im Basisblock (1), so daß oberhalb des Verdrängerraums (24) und in diesen übergehend der Vorratsraum (26) für das Hydraulikmedium (M) gebildet.

3. Werkzeugmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsblock (2) eine Gleitbuchse (27) zur Führung der Kolbenstange (3) aufweist.

4. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftzylinder (K) an seiner dem Pressenstößel (17) zugewandten Stirnfläche (28) einen höhenjustierbaren mechanischen Anschlag (15) zur Begrenzung des Hubs des Pressenstößels (17) aufweist.

5. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorratsraum (26) von oben eine mit einem Niederdruckventil (13) versehene Druckausgleichsbohrung (29) mündet.

6. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Arbeitsraum (22) von oben eine Entlüftungbohrung (30) mündet, die mit einer Entlüftungsschraube (12) dicht verschließbar ist.

7. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung des Arbeitszylinders (A) werkzeugseitig mit einer Lagerbuchse (11) verschlossen ist, in der die Kolbenstange (9) geführt ist.

8. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rückstellende Federelement eine Schraubenfeder ist.

9. Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das rückstellende Federelement ein Gasfederelement ist.

10. Werkzeugmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasfederelement zumindest ein mit Gas (G) gefüllter Ringraum (31) dient, der in radialer Richtung zwischen der Kolbenstange (9) und der Zylinderbohrung des Arbeitszylinders (A) und in axialer Richtung zwischen dem Arbeitskolben (10) und der Lagerbuchse (11) liegt.

11. Werkzeugmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (31) über eine im Arbeitskolben (10) oder in der Kolbenstange (9) vorhandene Bohrung (16) mit einem im Inneren des Arbeitskolbens (10) und der Kolbenstange (9) angebrachten gemeinsamen Hohlraum (33) Verbindung hat.

12. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftzylinder (K) und der Arbeitszylinder (A) eine untrennbare Einheit bilden.

13. Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftzylinder (K) und der Arbeitszylinder (A) jeweils selbständig handhabbare Teileinheiten sind, die über eine separate Hochdruckleitung miteinander verbindbar sind.

14. Werkzeugmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die separate Hochdruckleitung als flexibler Schlauch ausgeführt ist.

15. Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Kraftzylinder (K) eine Vielzahl von Arbeitszylindern (A) gleichzeitig angekoppelt ist.

16. Werkzeugmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (9) mit einer Schnellwechseleinrichtung zur Aufnahme des Werkzeugs (18) versehen ist.

Claims

1. Press-driven tool module, in particular press-driven cross-punching or bending unit, having a tool (18), in particular a punching or bending tool, mountable on a ram (9), which is mounted so as to be displaceable in a main body (33) in a direction deviating from the vertical, in particular in the horizontal direction, against the action of a restoring spring element,

- wherein the ram carrying the tool (18) is designed as piston rod (9) of a working piston (10) which can be acted on by a hydraulic medium (M) and which is mounted so as to be displaceable in a working space (22) of a working cylinder (A),

- wherein the hydraulic medium (M) contained in a displacement space (24) of a power cylinder (K) is displaceable by a piston (23) mounted vertically in the power cylinder (K), which can itself be actuated by means of a piston rod (3) of the press ram (17), and

- wherein a hydraulic connection in the form of a high-pressure line (25) for the hydraulic medium (M) is provided between the displacement space (24) of the power cylinder (K) and the working space (22) of the working cylinder (A),

characterized in that a reservoir space (26) for the hydraulic medium (M) is provided in the power cylinder (K), which is connected to the displacement space (24) of the power cylinder (K) in the top dead-centre position (T.D.C.) of the piston (23), and is otherwise high-pressure-sealed with respect to the displacement space (24).

2. Tool module according to Claim 1, characterized in that the piston (23) is designed as immersion piston and in that the power cylinder (K) has a base block (1) and a guide block (2) joined to the base block (1), wherein a cylinder bore is provided in the base block (1), which essentially forms the displacement space (24) and carries, in its upper region, a high-pressure ring seal (4), which is brought into radial contact with the immersion piston (23) when the latter is in a position deviating from the top dead-centre position (T.D.C.), and wherein further a cylinder bore is present in the guide block (2), whose diameter is greater than that of the cylinder bore in the base block (1) so that the reservoir space (26) for the hydraulic medium (M) is formed above the displacement space (24) and merges into the latter.

3. Tool module according to Claim 2, characterized in that the guide block (2) has a slide bush (27) for guiding the piston rod (3).

4. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that the power cylinder (K) has, at its guide face (28) adjacent to the press ram (17), a height-adjustable mechanical stop (15) for limiting the travel of the press ram (17).

5. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure equalization bore (29) provided with a low-pressure valve (13) opens into the reservoir space (26) from above.

6. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that a venting bore (30) which can be tightly sealed with a venting screw (12) opens into the working space (22) from above.

7. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder bore of the working cylinder (A) is sealed on the tool side by a bearing bush (11) in which the piston rod (9) is mounted.

8. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that the restoring spring element is a helical spring.

9. Tool module according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the restoring spring element is a gas spring element.

10. Tool module according to Claim 9, characterized in that at least one annular space (31) filled with gas (G) serves as gas spring element, which is disposed in the radial direction between the piston rod (9) and the cylinder bore of the working cylinder (A) and in the axial direction between the working piston (10) and the bearing bush (11).

11. Tool module according to Claim 10, characterized in that the annular space (31) is connected to a common cavity (32) provided in the interior of the working piston (10) and the piston rod (9) by means of a bore (16) present in the working piston (10) or in the piston rod (9).

12. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that the power cylinder (K) and the working cylinder (A) form an inseparable unit.

13. Tool module according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the power cylinder (K) and the working cylinder (A) are each independently manipulable subunits, which can be joined to one another by means of a separate high-pressure line.

14. Tool module according to Claim 13, characterized in that the separate high-pressure line is designed as flexible hose.

15. Tool module according to one of Claims 12 to 14, characterized in that the power cylinder (K) is simultaneously coupled to a plurality of working cylinders (A).

16. Tool module according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod (9) is provided with a rapid replacement device for receiving the tool (18).

Revendications

1. Module porte-outil entraîné par une presse, notamment élément d'estampage ou de cintrage, comportant un outil (18) susceptible d'être fixé à un poussoir (9), notamment à un outil d'estampage ou de cintrage, monté dans un corps de base (33), coulissant contre l'action d'un élément à ressort de rappel, dans une direction différente de la direction verticale, notamment dans une direction horizontale,

- le poussoir portant l'outil (18) est constitué par un poussoir (9) d'un piston de travail (10) sollicité par un liquide hydraulique (M), ce piston coulissant dans la chambre de travail (22) d'un vérin de travail (A),

- le liquide hydraulique (M) de la chambre de refoulement (24) d'un vérin de force (K) étant sollicité par un piston (23) guidé verticalement dans le vérin de force (K), ce piston étant actionné lui-même par le poussoir de presse (17) à partir d'une tige de piston (3), et

- entre la chambre de refoulement (24) du vérin de force (K) et la chambre de travail (22) du vérin de travail (A), il est prévu une liaison hydraulique sous la forme d'une conduite haute pression (25) pour le liquide hydraulique (M),

caractérisé en ce que
le vérin de force (K) comporte une chambre d'alimentation (26) pour le liquide hydraulique (M) qui, lorsque le piston (23) occupe son point mort haut (O.T.), communique avec la chambre de refoulement (24) du vérin de force (K) alors que pour toute autre position il est fermé de manière étanche à la haute pression par rapport à la chambre de refoulement (24).

2. Module porte-outil selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le piston (23) est un piston plongeur et le vérin de force (K) comporte un bloc de base (1) et un bloc de guidage (2) relié au bloc de base (1), un alésage cylindrique étant prévu dans le bloc de base (1) qui forme pour l'essentiel la chambre de refoulement (24) et porte dans sa zone supérieure un joint annulaire haute pression (4) mis en appui radial contre le piston plongeur (23) dans la mesure où celui-ci se trouve dans une position différente de sa position de point mort haut (O.T.) et en outre le bloc de guidage (2) comporte un alésage cylindrique dont le diamètre est supérieur à celui de l'alésage cylindrique du bloc de base (1) pour former la chambre d'alimentation (26) du liquide hydraulique (M) au-dessus de la chambre de refoulement (24) et rejoignant celle-ci.

3. Module porte-outil selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
le bloc de guidage (2) est une douille de glissement (27) pour guider la tige de piston (3).

4. Module porte-outil selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que
le vérin de force (K) comporte, à sa surface frontale (28) tournée vers le coulisseau de presse (17), une butée (15) mécanique, ajustable en hauteur, pour limiter la course du coulisseau de presse (17).

5. Module porte-outil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
un perçage d'équilibrage de pression (29), muni d'une soupape basse pression (13), débouche par le haut dans la chambre d'alimentation (26).

6. Module porte-outil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
un perçage de purge (30) débouche par le haut dans la chambre de travail (22), ce perçage pouvant être fermé de manière étanche par une vis de purge (12).

7. Module porte-outil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'alésage du vérin de travail (A) est fermé du côté de l'outil par une douille de palier (11) guidant la tige de piston (9).

8. Module porte-outil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'élément à ressort de rappel est un ressort hélicoïdal.

9. Module porte-outil selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
l'élément à ressort de rappel est un élément à ressort à gaz.

10. Module porte-outil selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
l'élément à ressort à gaz est constitué par au moins une chambre annulaire (31) remplie de gaz (G) qui se situe dans la direction radiale, entre la tige de piston (9) et l'alésage du vérin de travail (A) et dans la direction axiale, entre le piston de travail (10) et la douille de palier (11).

11. Module porte-outil selon la revendication 10,
caractérisé en ce que
la chambre annulaire (31) est reliée par un perçage (16) du piston de travail (10) ou de la tige de piston (9) avec une cavité (32), commune, à l'intérieur du piston de travail (10) et de la tige de piston (9).

12. Module porte-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le vérin de force (K) et le vérin de travail (A) forment un ensemble indissociable.

13. Module porte-outil selon l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que
le vérin de force (K) et le vérin de travail (A) constituent chacun une unité manipulée indépendamment et qui sont reliés par une conduite haute pression, distincte.

14. Module porte-outil selon la revendication 13,
caractérisé en ce que
la conduite haute pression distincte est un tuyau souple.

15. Module porte-outil selon l'une des revendications 12 à 14,
caractérisé par
un grand nombre de vérins de travail (A) couplés simultanément sur le vérin de force (K).

16. Module porte-outil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la tige de piston (9) est munie d'une installation de montage rapide pour recevoir l'outil (18).

Zeichnung