Mehrfachwerkzeug

Abstract

 Ein Mehrfachwerkzeug für Stanzvorrichtungen besitzt ein Treiberelement (14), das jeweils mit einem von mehreren Stanzstempeln (38) zusammenwirkt. Diese sind in Stanzrichtung geführt und werden von einer Rückholplatte (46) aus der Stanzstellung in die Ruhestellung mitgenommen. Bei den bisher bekannten Mehrfachwerkzeugen ist es problematisch, daß die Stanzstempel (38) an der Rückholplatte (46) hängen und während der Betätigung eines anderen Stanzstempels (38) nach unten fallen können. Dabei können die Kanten die empfindliche Oberflache eines Werkstückes beschädigen. Um ein unbeabsichtigtes Herausbewegen freier Stanzstempel zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß zwischen den Stanzstempeln (38) und ihren Führungen (36) Halteelemente (60) vorgesehen sind. Die durch diese übertragbare Axialkraft ist größer als die Gewichtskraft der Stanzstempel (38) durch die bei der Stanz- und Rückstellbewegung wirkenden Kräfte jedoch überwindbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung befaßt sich mit einem Mehrfachwerkzeug für Stanzvorrichtungen mit einem in einer Aufnahme drehfest sitzenden, in Stanzrichtung geführten Treiberelement, zwischen dessen Treiberkopf und der Aufnahme eine Rückstellfeder vorgesehen ist, einem exzentrisch am Treiberelement angeordneten Treiberbolzen, der mit jeweils einem von mehreren Stanzstempeln zusammenwirkt, die in einem relativ zur Aufnahme drehbaren Führungselement ringförmig in Stanzrichtung geführt angeordnet sind, und einer Rückholplatte, die in axialer Richtung mit dem Treiberelement und in Drehrichtung mit dem Führungselement starr verbunden ist, wobei durch die Rückholplatte eine Mitnahme der Stanzstempel aus der Stanzstellung in die Ruhestellung erfolgt.

[0002] Derartige Mehrfachwerkzeuge, die beispielsweise mit acht verschiedenen Stempelwerkzeugen versehen sind, werden z. B. in einer Rotationsstation von Stanzvorrichtungen eingesetzt, in denen der jeweils für den nächsten Bearbeitungsschritt benötigte Stanzstempel mit Hilfe eines von außen in eine Nut in dem Führungselement eingreifenden Keils in die Position unter dem Treiberbolzen gedreht wird. Bei entsprechender Werkzeugbestückung können mit derartigen Werkzeugen neben Stanzvorgängen auch Nippelvorgänge durchgeführt werden. Die Hubzahlen im Betrieb erreichen ohne weiteres 400 Hübe pro Minute, wobei in der Zeit zwischen zwei Hüben das Verdrehen des Führungselements bezüglich der Aufnahme stattfindet.

[0003] Bei den bisher bekannten Mehrfachwerkzeugen hat es sich als problematisch herausgestellt, daß die an der Rückholplatte hängenden Stanzstempel infolge ihres Eigengewichts nach unten fallen können, wenn der Treiberbolzen den ausgewählten Stanzstempel nach unten treibt und dabei die Rückholplatte mitgenommen wird. Da die Führungen der Stanzstempel im Führungselement nach unten offen sind, kann es vorkommen, daß die herausfallenden freien Stanzstempel mit ihren geschliffenen Kanten die Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstückes an einer später sichtbaren Stelle beschädigen. Dies fällt insbesondere bei polierten oder bereits mit einem Überzug oder einer Beschichtung versehenen Werkstücken optisch sehr störend auf.

[0004] Ein weiteres Problem bei bekannten Werkzeugen besteht darin, daß ein freier Stempel, der sich infolge seines Eigengewichts nach unten verlagert hat, beim Wiederanheben des Treiberelements von der Rückholplatte schlagartig nach oben gerissen wird. Dabei kann es vorkommen, daß aufgrund der hohen Hubgeschwindigkeit der betreffende Stanzstempel über seine Ruhestellung hinaus gestoßen wird. Um zu vermeiden, daß ein derartig verlagerter Stanzstempel bei dem einem Stanzhub unmittelbar folgenden Verdrehen des Führungselements seitlich gegen den Treiberbolzen gefahren wird, was zu einer erheblichen Beschädigung oder gar Zerstörung des Werkzeuges führen würde, ist es bei bekannten Werkzeugen unerläßlich, oberhalb der Stanzstempel eine Scheibe vorzusehen, die eine Verlagerung der Stanzstempel über die Ruhestellung hinaus verhindert. Im Bereich des Treiberbolzens verfügt die Scheibe über eine Aussparung, die das Zusammenwirken zwischen dem Treiberbolzen und dem jeweils ausgewählten Stanzstempel ermöglicht.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Mehrfachwerkzeug für Stanzvorrichtungen zu schaffen, bei welchem ein unbeabsichtigtes Herausbewegen freier Stanzstempel auf das Werkstück während eines Stanzhubes vermieden wird.

[0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Stanzstempeln und ihren Führungen im Führungselement Halteelemente vorgesehen sind, mit Hilfe derer eine Axialkraft zwischen den Stanzstempeln und den Führungen übertragbar ist, die größer als die Gewichtskraft der Stanzstempel ist, wobei die Haltekraft der Halteelemente durch die bei der Stanz- und Rückstellbewegung wirkenden Kräfte überwindbar ist.

[0007] Da die freien Stanzstempel bei der Betätigung des ausgewählten Stanzstempels im wesentlichen frei von Kräften sind, genügen vergleichsweise schwach dimensionierte Halteelemente, die lediglich mit ausreichender Sicherheit die statische Gewichtskraft der Stanzstempel auffangen müssen. Damit verhindern sie ein Herausgleiten der Stanzstempel nach unten und das eventuelle Beschädigen einer empfindlichen Werkstückoberfläche.

[0008] Weil die nicht im Einsatz befindlichen Stanzstempel ihre Ruhelage nicht mehr verlassen, besteht auch beim Wiederanheben der Rückholplatte durch das zwischen Aufnahme und Treiberkopf wirkende Federelement nicht die Gefahr, daß sie über ihre Ruhestellung hinaus bewegt werden. Eine Fangscheibe, wie sie bei bisherigen Werkzeugen unerläßlich ist, kann daher grundsätzlich entfallen oder ist nur noch für den Fall zweckdienlich, daß es infolge eines Versagens eines Halteelements doch zu einer ungewünschten Verlagerung eines Stanzstempels kommt.

[0009] Für die Halteelemente sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Eine erste Alternative sieht vor, daß als Halteelemente an den Stanzstempeln oder ihren Führungen Rastelemente vorgesehen sind, die in Ruhestellung einen Formschluß zwischen den Stanzstempeln und ihren Führungen herstellen und bei einer Stanzbewegung des Stempels ausweichen. Als Rastelemente kommen Kugeln oder Elemente mit einer Schrägfläche in Frage, die in Ruhestellung unter der Last einer Feder in Vertiefungen in den Stanzstempeln bzw. ihren Führungen ruhen. Als Rastelemente können auch Sprengringe vorgesehen sein, die mit einer Schrägfläche an den Stanzstempeln bzw. den Führungen zusammenwirken und unter dem Stanzhub eines Stanzstempels aufweitbar oder komprimierbar sind.

[0010] Rastelemente haben den Vorteil, daß sich ihre Haltekraft rechnerisch sehr exakt bestimmen und in der Praxis sehr genau einhalten läßt. Dem steht ein erhöhter konstruktiver Aufwand gegenüber, da einerseits die konstruktiv aufwendigen Rastelemente und andererseits die Vertiefungen an den Stanzstempeln bzw. ihren Führungen angebracht werden müssen.

[0011] Eine erste Alternative zu den Rastelementen bilden Reibelemente, die als Halteelemente an den Stanzstempeln oder deren Führungen vorgesehen sind. Reibelemente sind vom konstruktiven Aufwand her einfacher als Rastelemente und erlauben es beispielsweise, erfindungsgemäße Stanzstempel in konstruktiv unveränderten herkömmlichen Mehrfachwerkzeugen einzusetzen, die im Bereich ihres Schaftes über wenigstens ein Reibelement verfügen, das zur Anlage an der glatten Führung elastisch über den Passungsdurchmesser hinausragt.

[0012] Als Reibelemente kommen O-Ringe, Sprengringe oder radial federbelastete Reibkörper in Frage, die an den Stanzstempeln oder deren Führungen angeordnet sein können. Die radiale Anlagekraft der Reibelemente an dem gegenüberliegenden Körper sorgt für eine ausreichende Kraftaufnahme in axialer Richtung, um die Gewichtskraft des jeweiligen Stanztempels aufzufangen. Reibkörper aus weicheren Materialien als Metall sind zu bevorzugen, um eine Beschädigung der Gleitfläche im langfristigen Betrieb zu vermeiden.

[0013] Eine dritte Alternative für die Halteelemente sind Rückhaltefedern, die zwischen den Stanzstempelköpfen und der Rückholplatte oder zwischen den im Schneidenbereich in dem Führungselement vorgesehenen Niederhaltern und den Stanzstempeln vorgesehen sind.

[0014] Federelemente verlangen zwar nach einem höheren Aufwand bei der Montage, unterliegen jedoch auf der anderen Seite im Betrieb nur einem vergleichsweise geringen Verschleiß.

[0015] Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.

[0016] Die Abbildung zeigt ein Mehrfachwerkzeug 10 und einen zugehörigen Matrizenhalter 12, der jedoch für die zu beschreibende Neuerung ohne Bedeutung ist.

[0017] Das Mehrfachwerkzeug 10 besitzt ein Treiberelement 14 mit einem aufgeschraubten Treiberkopf 16, das drehfest in einer Aufnahme 18 sitzt und von dieser in Stanzrichtung geführt ist. Zwischen dem Treiberkopf 16 und der Aufnahme 18 ist ein Tellerfederpaket 20 angeordnet, das das Treiberelement 14 in die Ruhestellung mitnimmt, die durch die Anlage einer ringförmigen Erweiterung 22 des Treiberelements 14 an der Unterseite der Aufnahme 18 definiert ist. Die Verdrehsicherung zwischen dem Treiberelement 14 und der Aufnahme 18 besteht aus einem in dem Treiberelement 14 sitzenden Zylinderbolzen 24, der in eine Längsnut 26 in der Innenumfangsfläche der Aufnahme 18 eingreift.

[0018] In der ringförmigen Erweiterung 22 ist an einer Stelle eine Aufnahmeöffnung 28 vorgesehen, die einen Treiberbolzen 30 aufnimmt. Der Treiberbolzen 30 stellt das eigentliche Treiberelement dar, welches das zu betätigende Stempelwerkzeug nach unten treibt.

[0019] Die Einheit aus Treiberelement 14, Aufnahme 18 und Treiberbolzen 30 sitzt in einem relativ zu ihr drehbaren Führungselement 32, das über eine seitliche Längsnut 34 verfügt, in die zum Verdrehen des Führungselements ein nicht dargestellter Keil einführbar ist. Das Führungselement 32 verfügt über acht ringförmig angeordnete Führungsbohrungen 36, in welchen Stanzstempel 38 geführt sind. Die Stanzstempel sind im gleichen Radius zur Zentrumsachse des Mehrfachwerkzeuges 10 angeordnet, wie die Aufnahmeöffnung 28 für den Treiberbolzen 30, so daß dieser mit dem jeweils in die Position unter ihm gedrehten Stanzstempel 38 zusammenwirken kann.

[0020] Die Stanzstempel 38 verfügen jeweils über einen Stempelkopf 40, der einen etwas größeren Durchmesser als der Schaft der Stanzstempel 38 besitzt, wobei die Stanzstempel 38 mit dem entstehenden Absatz 42 auf den Lochrändern von Durchgangsbohrungen 44 in einer Rückholplatte 46 ruhen. Die Rückholplatte 46 ist zwischen dem Treiberelement 14 und einem mit diesem verschraubten Zentrierelement 48 angeordnet und bewegt sich dementsprechend in axialer Richtung gemeinsam mit Treiberelement 14. Die Aufgabe der Rückholplatte 46 besteht darin, den jeweils durch den Treiberbolzen 30 betätigten Stanzstempel 38 aus der Stanzstellung in die Ruhestellung mitzunehmen, wenn das Treiberelement 14 durch das Tellerfederpaket 20 in seine Ruhestellung bewegt wird. Ein Axialsicherungsring 50 an dem Zentrierelement 48 sorgt dafür, daß das Führungselement 32 gemeinsam mit den Stanzstempeln 38, dem Zentrierelement 48 und der Rückholplatte 46 nach dem Lösen einer Befestigungsschraube 52 von der Einheit aus Treiberelement 14 und Aufnahme 18 trennbar ist. Federelemente 54 dienen dazu, die Einheit aus Rückholplatte 46 und Zentrierelement 48 auch dann in der Ruhestellung zu halten, wenn das Treiberelement 14 und die Aufnahme 18 entfernt sind und folglich kann das Tellerfederpaket 12 das Zentrierelement 48 nicht gegen einen Absatz 56 an dem Führungselement 32 ziehen.

[0021] Die Stanzstempel 38 verfügen im Bereich ihrer geführten Schaftflächen über Umfangsnuten 58 mit gekrümmten oder schräg stehenden Flanken, die mit Sprengringen 60 zusammenwirken, die in Umfangsnuten 62 in den Führungsbohrungen 36 angeordnet sind. Die Umfangsnuten 62 in den Führungsbohrungen 36 besitzen dabei einen radial erweiterten Durchmesser. Alternativ könnten auch O-Ringe in den Umfangsnuten 58 sitzen und teilweise in die Umfangsnuten 62 eingreifen.

[0022] Unterhalb der Stanzstempel 38 sind Abstreifer 64 vorgesehen, die in üblicher Funktion bei der dargestellten Ausführungsform keine Besonderheiten aufweisen.

[0023] Die Sprengringe 60 sind so beschaffen, daß sie sich in der abgebildeten Ruhestellung in die Umfangsnut 58 in der Schaftoberfläche der Stanzstempel 38 legen und daher in der Lage sind, bis zu einem gewissen Umfang Axialkräfte zwischen den Stanzstempeln 38 und dem Führungselement 14 zu übertragen. Hierdurch wird das Eigengewicht der Stanzstempel aufgefangen, so daß freie Stanzstempel 38, die nicht unter dem Einfluß des Treiberbolzens 30 stehen, während eines Stanzhubes unverändert in ihrer Ruhestellung gehalten werden. Ein Herausfallen der betreffenden Stanzstempel aus ihren Führungen nach unten wird zuverlässig vermieden und eine Beschädigung des darunterliegenden Werkstückes ausgeschlossen.

[0024] Im Bereich des betätigten Stanzstempels 38, der unterhalb des Treiberbolzens 30 liegt, wird der Sprengring 60 durch die Schrägflächen der Umfangsnut 58 unter der Einwirkung des Stanzhubes aufgeweitet und nach außen in die radial erweiterte Umfangsnut 62 gedrängt. Anschließend kann der Stanzstempel 38 problemlos nach unten getrieben werden, ohne daß der Sprengring 60 dieser Bewegung noch einen nennenswerten Widerstand entgegensetzen würde.

[0025] Während der Rückholbewegung nimmt die Rückholplatte 46 den betätigten Stanzstempel 38 mit zurück in die Ruhestellung, in welcher der zuvor vorgespannte Sprengring 60 wieder in die Umfangsnut 58 einschnappt.

[0026] Statt des beschriebenen Sprengrings 60 als Rastelement sind auch andere Halteelemente zwischen den Führungsbohrungen 36 und den Stanzstempeln 38 denkbar. Neben Reibelementen, z. B. O-Ringe, die entweder an den Stanzstempeln 38 angeordnet sind und auf die Innenflächen der Führungsbohrungen 36 wirken oder umgekehrt, sind auch Federelemente denkbar, die zwischen der Rückholplatte 46 und den Stempelköpfen 40 oder zwischen den Abstreifern 64 und den Stanzstempelschäften angeordnet sein können.

[0027] Besonders vorteilhaft ist es, die Führungsbohrungen 46 entsprechend den bisher üblichen Mehrfachwerkzeugen unverändert glatt zu belassen und die Stanzstempel 38 mit radial elastisch nach außen ragenden Reibelementen zu versehen, die an den Innenflächen der Führungsbohrung 36 anliegen und daher die nicht verwendeten Stanzstempel 38 in ihrer Ruhestellung festhalten.

[0028] Oberhalb der Stanzstempelköpfe 40 ist eine Rückhaltescheibe 66 dargestellt, die drehfest mit dem Treiberelement 14 verbunden ist und im Bereich des Treiberbolzens 30 über eine entsprechende Durchgangsbohrung 68 verfügt. Die Aufgabe der Rückhaltescheibe 66 besteht bei Montagewerkzeugen ohne Halteelemente zwischen den Führungsbohrungen 36 und den Stanzstempeln 38 darin, diejenigen Stanzstempel daran zu hindern, unter der Schlageinwirkung der Rückholplatte 46 über ihre Ruhestellung hinaus zu springen, die sich infolge ihrer Schwerkraft während eines Stanzhubes abgesenkt haben. Durch die Sprengringe 60 oder sonstige Halteelemente können die Stanzstempel 38 auch unter hoher dynamischer Belastung nicht mehr über ihre Ruhestellung hinaus gelangen, da eine Rückstellbewegung der Stanzstempel nur im Bereich des jeweils aktivierten Stanzstempels 38 erfolgt und dort der Treiberbolzen 30 einer übermäßigen Rückverlagerung des Stanzstempels entgegenwirkt.

[0029] Sollte es infolge von Verschleiß zu einem Ausfall einzelner Halteelemente kommen, verhindert die Rückhaltescheibe 66 eine Rückverlagerung des entsprechenden Stanzstempels. Weitergehende Beschädigungen des Werkzeuges 10 sind ausgeschlossen.

Ansprüche

1. Mehrfachwerkzeug für Stanzvorrichtungen mit einem in einer Aufnahme (18) drehfest sitzenden, in Stanzrichtung geführten Treiberelement (14), zwischen dessen Treiberkopf (16) und der Aufnahme (18) eine Rückstellfeder vorgesehen ist, einem exzentrisch am Treiberelement (14) angeordneten Treiberbolzen (30), der mit jeweils einem von mehreren Stanzstempeln (38) zusammenwirkt, die in Stanzrichtung geführt in einem relativ zur Aufnahme (18) drehbaren Führungselement (32) ringförmig angeordnet sind, und einer Rückholplatte (46), die in axialer Richtung mit dem Treiberelement (14) und in Drehrichtung mit dem Führungselement (32) starr verbunden ist, wobei durch die Rückholplatte (46) eine Mitnahme der Stanzstempel (38) aus der Stanzstellung in die Ruhestellung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stanzstempeln (38) und ihren Führungen (36) im Führungselement (32) Halteelemente (60) vorgesehen sind, mit Hilfe derer eine Axialkraft zwischen den Stanzstempeln (38) und den Führungen (36) übertragbar ist, die größer als die Gewichtskraft der Stanzstempel (38) ist, wobei die Haltekraft der Halteelemente (60) durch die bei der Stanz- und Rückstellbewegung wirkenden Kräfte überwindbar ist.

2. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelemente an den Stanzstempeln (38) oder ihren Führungen (36) Rastelemente (60) vorgesehen sind, die in Ruhestellung einen Formschluß zwischen den Stanzstempeln (38) und ihren Führungen (36) herstellen und bei einer Stanzbewegung der Stanzstempel (38) radial ausweichen.

3. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente Kugeln oder Elemente mit einer Schrägfläche sind, die in Ruhestellung unter der Last einer Feder in Vertiefungen in den Stanzstempeln bzw. ihren Führungen ruhen.

4. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stanzstempeln (38) und/oder den Führungen (36) als Rastelemente O-Ringe oder Sprengringe (60) festgelegt sind, die mit gekrümmten oder schrägen Flächen (58) an den Stanzstempeln (38) bzw. den Führungen zusammenwirken und unter der Stanzbewegung eines Stanzstempels (38) aufweitbar oder komprimierbar sind.

5. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement zwischen den Stanzstempeln (38) und ihren Führungen (36) Reibelemente vorgesehen sind.

6. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (38) im Bereich ihrer Schafte über wenigstens ein Reibelement verfügen, das zur Anlage an der glatten Führung (36) elastisch über den Passungsdurchmesser hinausragt.

7. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente O-Ringe, Sprengringe oder radial federbelastete Reibkörper sind.

8. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelemente Rückhaltefedern zwischen den Stanzstempelköpfen (40) und der Rückholplatte (46) oder zwischen den im Schneidenbereich an dem Führungselement (32) vorgesehenen Niederhaltern bzw. Abstreifern (64) und den Stanzstempeln (38) vorgesehen sind.

9. Mehrfachwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstempel (38) im Kopfbereich über Absätze (42) verfügen, mit denen sie auf den Lochrändern ihrer Führungsbohrungen (44) in der Rückholplatte (46) aufliegen.

10. Mehrfachwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholplatte (46) zwischen dem Treiberelement (14) und einem mit diesem verschraubten Zentrierelement (48) angeordnet ist.

11. Mehrfachwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elastisches Element (54) zwischen dem Treiberelement (14) und der Rückholplatte (46) vorgesehen ist und diese gegen einen Sicherungsring (50) am Zentrierelement (48) vorbelastet.

Zeichnung