AT408729B

AT408729B - Werkzeugspannvorrichtung für ein formwerkzeug, insbesondere einer abkantpresse

Info

Publication number: AT408729B
Application number: AT0139900A
Authority: AT
Inventors: Gerhard Sperrer
Original assignee: Trumpf Maschinen Austria Gmbh
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2002-02-25
Also published as: AU2001276147A1; WO2002013985A8; JP4980545B2; EP1311355B1; ATA13992000A; DE50107629D1; WO2002013985A1; US6782729B2; CN1216701C; EP1311355A1; CN1447723A; JP2004504948A; US20030221476A1

Description

AT 408 729 B

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugspannvorrichtung, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.

Aus der US 4,534,203 A ist eine Werkzeugspannvorrichtung für Formwerkzeuge einer Biegepresse bekannt, gemäß der die Formwerkzeuge über Klemmbacken an einem sich in vertikaler Richtung erstreckenden Schenkel eines Z-förmigen Zwischenteils befestigt sind und der Zwischenteil über den weiteren vertikal erstreckenden Schenkel am Pressenbalken ebenfalls mittels Klemmbacken befestigt ist. Eine Distanzschiene zwischen Anlageflächen der Formwerkzeuge und dem Zwischenteil sorgt für den fluchtenden Ausgleich der vertikal verlaufenden Druckebene von Pressenbalken und Formwerkzeug um ein rasches Umrüsten für unterschiedlich geformte Formwerkzeuge zu erreichen.

Aus der US 5,245,854 A ist eine weitere Befestigung eines Formwerkzeuges an einem Pressenbalken einer Biegepresse mittels Klemmbacken unter Zwischenschaltung eines Zwischenteils bekannt.

Weiters ist aus der JP 9108739 A eine Klemmvorrichtung zur Befestigung des Formwerkzeuges an einen Pressenbalken einer Biegepresse unter Verwendung eines Zwischenadapters zur raschen Umrüstung der Biegepresse für unterschiedlich geformte Formwerkzeuge bekannt.

Bei all diesen bekannten Ausführungen wird ein Werkzeugadapter an einer Seitenfläche des Druckbalkens befestigt und weist zur Übertragung der Preßkraft ein mit der Stirnfläche des Druckbalkens zusammenwirkendes und an dieser zur Anlage kommendes Druckstück auf. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß die bei einem Preßvorgang auftretende Biegeverformung des Druckbalkens und den sich der Biegelinie anpassenden Werkzeugadaptern in Folge des unterschiedlichen Radius der neutralen Zone zum Krümmungsmittelpunkt eine undefinierbare Relativbewegung in Richtung der Längserstreckung des Druckbalkens zwischen diesen und den Werkzeugadaptern bewirkt. Dadurch tritt im Extremfall ein Wandern der Werkzeugadapter am Druckbalken aus einer vorgegebenen Position innerhalb eines durch Toleranzen vorgegebenen Spiels der Befestigungselemente ein. Diese Relativverschiebung, die auch zwischen dem Unter- und Oberwerkzeug eintritt, verursacht fehlerhaft bearbeitete Werkteile und damit einen erhöhten Kontrollaufwand und eine Kostenerhöhung.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, eine Werkzeugspannvorrichtung zu schaffen, bei der die Werkzeugadapter nach Beendigung des die Durchbiegung bewirkenden Preßvorganges und Auftreten einer Lageänderung der Werkzeugadapter gegenüber dem Druckbalken in die Ursprungslage zurückgeführt werden.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Der überraschende Vorteil dabei ist, daß damit ein Wandern der Formwerkzeuge bzw. der Werkzeugadapter in der Werkzeugspannvorrichtung in Längsrichtung des Druckbalkens, bedingt durch die Durchbiegung bei der Kraftaufbringung und den dabei auftretenden unterschiedlichen Längenänderungen wirkungsvoll vermieden wird.

Vorteilhaft sind dabei Ausbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 6, wodurch der Aufnahmebereich des Werkzeugadapters für das Formwerkzeug gegenüber dem Verbindungsbereich, in dem der Werkzeugadapter mit dem Druckbalken kraftschlüssig verbunden ist, Ausgleichsbewegungen in Längsrichtung des Druckbalkens vollführen kann und damit die kraftschlüssige Verbindung von Seitenkräften unbelastet bleibt und eine automatische Rückstellung des Aufnahmebereiches in die Ausgangslage nach Beendigung des Pressenhubes erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen beschreiben die Ansprüche 7 bis 10, wodurch die Reibung in der kraftschlüssigen Klemmverbindung gegenüber der Abstützfläche zwischen dem Adapter und dem Druckbalken reduziert wird und damit die auftretenden unterschiedlichen Längendehnungen bei der Durchbiegung ausgeglichen werden und eine Rückführung des Werkzeugadapters in die Ausgangslage ermöglicht wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung beschreibt der Anspruch 11, weil dadurch über die erforderlichen Befestigungsmittel Rückstellkräfte bei deren Verformung wirksam werden, die eine Rückführung des Werkzeugadapters in seine Ausgangslage ermöglichen und die erforderlichen Rückstellkräfte über konstruktiv einfache und den Montageaufwand bei der Herstellung der Anlagen nicht wesentlich erhöhende Maschinenelemente erreicht wird.

Schließlich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 12 vorteilhaft, weil dadurch die seitliche Auslenkung und das Rückfederverhalten im Werkzeugadapter zwischen dem Aufnahme- und dem 2

AT 408 729 B

Verbindungsbereich wahlweise festgelegt werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilbereich eines Druckbalkens einer Abkantpresse mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung in Seitenansicht, geschnitten;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung, geschnitten gemäß den Linien II -II in Fig. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung in Seitenansicht, geschnitten;

Fig. 4 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung in Seitenansicht, geschnitten.

Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Werkzeughaltevorrichtung 1 einer Werkzeugspannvorrichtung 2 für Formwerkzeuge 3, z.B. Biegestempel, Biegegesenke an einem Druckbalken 4, beispielsweise für eine Abkantpresse 5, gezeigt.

Ein an einer Seitenfläche 6 des Druckbalkens 4 mittels einer mit dem Druckbalken 4 verschraubbaren Klemmleiste 7 gehalterter Werkzeugadapter 8 besteht, wie beispielsweise ausgeführt, aus einem sich gegen eine Druckfläche 9 des Druckbalkens 4 abstützenden Druckstück 10, das einander gegenüberliegende und das Druckstück 10 überragende leistenförmige Spannklauen 11, 12 in einem Abstand 13, der einer Dicke 14 des Formwerkzeuges 3 entspricht, voneinander distanziert, wodurch ein nutförmiger Aufnahmebereich 15 für das Formwerkzeug 3 gebildet ist.

Eine der Spannklauen 11, 12, im gezeigten Ausführungsbeispiel die Spannklaue 11, überragt die Druckfläche 9 in Richtung des Druckbalkens 4 und überlappt diesen an der Seitenfläche 6, wodurch ein Verbindungsbereich 16 für eine reibschlüssige Anlage der Spannklaue 11 und damit des Werkzeugadapters 8 im Zusammenwirken mit der Klemmleiste 7 einer Anzahl von den Druckbalken 4 querenden, in Gewindeeingriff mit der Klemmleiste 7 stehenden Befestigungselementen 17, z.B. Schrauben, erreicht wird. Die in bezug auf das Druckstück 10 der Spannklaue 11 gegenüberliegende Spannklaue 12 ist hingegen nur im Bereich einer Seitenfläche 18 des Druckstückes 10 und dieses in Richtung des Formwerkzeuges 3 überragend angeordnet, wobei die die Spannklauen 11, 12 und das Druckstück 10 querenden Spannschrauben 19 in Gewindeeingriff mit dem Druckstück 10 stehen und damit eine lösbare Halterung des Formwerkzeuges 3 erreicht wird.

Die Ausbildung des Werkzeugadapters 8 sieht nunmehr eine elastisch rückstellbare, in Richtung der Längserstreckung des Druckbalkens 4 gemäß einem Doppelpfeil 20 mögliche Relativverstellung zwischen dem Aufnahmebereich 15 und dem Verbindungsbereich 16 vor. Dazu ist zwischen diesen Bereichen eine über eine gesamte Dicke 21 eines Klemmfortsatzes 22 und in etwa parallel zur Druckfläche 9 des Druckbalkens 4 verlaufende Materialdurchtrennung 23, z.B. Trennfuge 24, vorgesehen, die in Richtung einer Länge 25 des Werkzeugadapters 8 verläuft und in einem Seitenabstand 26 zu entgegengesetzten Stirnseitenflächen 27, 28 des Werkzeugadapters 8 in zu diesen Stirnseitenflächen 27, 28 parallel in Richtung der Werkzeugaufnahme 15 verlaufende Materialdurchtrennungen 29 übergeht. Damit werden längs den Stirnseitenflächen 27, 28 verlaufende Verbindungsstege 30, 31 geschaffen, die in Folge der Materialelastizität des Werkzeugadapters 8 eine federelastische Überbrückung zwischen dem Aufnahmebereich 15 und dem Verbindungsbereich 16 bilden. Ein in Richtung des Doppelpfeils 20 möglicher relativer Verstellweg zwischen dem Aufnahmebereich 15 und dem Verbindungsbereich 16 beträgt dabei maximal ein durch eine Fugenbreite 32 vorgegebenes Maß.

Dem Aufnahmebereich 15 zugewandte Endbereiche 33, 34 der längs der Stirnseitenflächen 3 AT 408 729 ß 27, 28 verlaufenden Materialdurchtrennungen 29 können verschiedentlich ausgeformt sein, um das Ausfeder- und Rückstellverhalten der Verbindungsstege 30, 31 zu erzielen. Die Verbindungsstege 30, 31 bilden durch die federelastischen Eigenschaften des Materials des Werkzeugadapters 8 Rückstellmittel 34, 35 aus, die einen Ausgleich der unterschiedlichen, bei Durchbiegung des Druckbalkens 3 bei einem Arbeitshub auftretenden Längendifferenzen und dabei verbundenen Verschiebewirkungen zwischen dem Druckbalken 3 und dem Werkzeugadapter 8 entgegenwirken und damit ein sogenanntes Wandern der Werkzeugadapter 8 längs der Druckfläche 9 wirkungsvoll verhindern.

In der Fig. 3 ist eine andere Ausführung eines mit einem Rückstellmittel 36 ausgestatteten Werkzeugadapters 8 gezeigt. Nach dieser Ausbildung wirkt das Rückstellmittel 36 zwischen dem Werkzeugadapter 8 und dem Druckbalken 4. Im wesentlichen entspricht dabei der Werkzeugadapter 8 der Ausführung der bereits zuvor beschriebenen Figuren, wobei allerdings nach dieser Ausführung das Augenmerk darauf gelegt wird, daß bei einer durch die unterschiedlichen Biegelinien eintretenden Verschiebung des Werkzeugadapters 8 am Druckbalken 4 nach Beendigung des Druckhubes und damit der Durchbiegung durch die Rückstellmittel 36 eine Rückführung des Werkzeugadapters 8 am Druckbalken 4 in die Ursprungslage erfolgt. Dazu weisen der Werkzeugadapter 8 und/oder der Druckbalken 4 im Verbindungsbereich den Reibbeiwert mindernde Gleit- oder Rollmittel 37 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwischen dem Werkzeugadapter 8 und dem Druckbalken 4 Wälzkörper vorgesehen, die eine Relativbewegung in Richtung der Längserstrek-kung des Druckbalkens 4 ermöglichen. Ebenso sind zwischen der Klemmleiste 7 und dem Druckbalken 4 eine derartige Relativbewegung zuiassende Wälzkörper angeordnet. Die Befestigungselemente 17, mit denen die Klemmleiste 7 mit dem Werkzeugadapter 8 unter Zwischenschaltung der Wälzkörper befestigt sind und den Druckbalken 4 durchragt, wirken als Rückstellfedern 38. Bei einer Relativbewegung tritt eine Biegeverformung der Befestigungselemente 17 ein. Nach Wegfall der die Relativbewegung verursachenden Kraft tritt in Folge der Federelastizität ein Rückfedern in die ursprüngliche und gestreckte Lage ein, wodurch der Werkzeugadapter 8 in bezug auf den Druckbalken 4 in seine Ursprungslage zurückgeführt wird und damit ein kontinuierliches, mit jedem einzelnen Arbeitstakt verbundenes Wandern des Werkzeugadapters 8 unterbunden wird.

Selbstverständlich sind auch weitere Mittel zur Verminderung des Reibbeiwertes zwischen dem Werkzeugadapter 8, der Klemmleiste 7 und dem Druckbalken 4 möglich. Beispielsweise ist eine Beschichtung der im Verbindungsbereich 16 miteinander in Reibschluß stehenden Oberflächen mit Kunststoffen, z.B. Teflon, möglich, das einen besonders geringen Reibbeiwert aufweist.

Selbstverständlich sind anstelle der Wälzkörper im Verbindungsbereich 16 auch Kugelkörper anwendbar.

In der Fig. 4 ist eine andere Ausführung eines Rückstellmittels 39 zwischen dem Werkzeugadapter 8 und dem Druckbalken 4 zur Rückführung einer erfolgten Wanderbewegung zwischen dem Werkzeugadapter 8 und dem Druckbalken 4 gezeigt. Bei dieser Ausführung, bei der der Werkzeugadapter 8, wie bereits in den vorhergehenden Figuren beschrieben, ausgebildet ist, sind die Rückstellmittel 39 als zur Druckfläche 9 des Druckbalkens 4 in senkrechter Richtung zwischen dem Druckbalken 4 und dem Druckstück 10 eingesetzte, als Biegefedern, Stabfedern ausgebildete Stifte 40 vorgesehen, die bei einer Relativbewegung zwischen dem Druckbalken 4 und dem Druckstück 10 beim Auftreten einer Verschiebekraft eine Biegeverformung erfahren, wobei nach Wegfall der Verschiebekraft durch die Rückfederung eine Rückführung in die Ursprungsposition erfolgt. Aufnahmebohrungen 41,42 im Druckbalken 4 und dem Druckstück 10 sind als abgesetzte Bohrungen ausgeführt, die eine Freistellung der Stifte 40 für eine Biegeverformung bewirken.

Es ist aber auch möglich, die bzw. das Rückstellmittel 39 unmittelbar im Druckbalken anzuordnen und dieses direkt am Formwerkzeug 3 anwirken zu lassen, damit eine Relativbewegung, die das Formwerkzeug 3 durch die Biegeverformung des Druckbalkens 4 vollzieht, auszugleichen bzw. das Formwerkzeug 3 in seine Ausgangslage rückzuführen.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis der Werkzeughaltevorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3; 4 gezeigten Ausführungen und Maßnahmen 4

AT 408 729 B den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenaufstellung 1 Werkzeughaltevorrichtung 41 Aufnahmebohrung 2 Werkzeugspannvorrichtung 42 Aufnahmebohrung 3 Formwerkzeug 4 Druckbalken 5 Abkantpresse 6 Seitenfläche 7 Klemmleiste 8 Werkzeugadapter 9 Druckfläche 10 Druckstück 11 Spannklaue 12 Spannklaue 13 Abstand 14 Dicke 15 Aufnahmebereich 16 Verbindungsbereich 17 Befestigungselement 18 Seitenfläche 19 Spannschraube 20 Doppelpfeil 21 Dicke 22 Klemmfortsatz 23 Materiaidurchtrennung 24 Trennfuge 25 Länge 26 Seitenabstand 27 Stirnseitenfläche 28 Stirnseitenfläche 29 Materiaidurchtrennung 30 Verbindungssteg 31 Verbindungssteg 32 Fugenbreite 33 Endbereich 34 Rückstellmittel 35 Rückstellmittel 36 Rückstellmittel 37 Gleit- und Rollmittel 38 Rückstellfeder 39 Rückstellmittel 40 Stift 5

Claims

AT 408 729 B PATENTANSPRÜCHE: 1. Werkzeugspannvorrichtung für ein Formwerkzeug wie Biegestempel oder Biegegesenk an einem Druckbalken, insbesondere einer Abkantpresse mit einem zur lösbaren Halterung des Formwerkzeuges ausgebildeten, am Druckbalken befestigbaren Werkzeugadapter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Aufnahmebereich (15) des Werkzeugadapters (8) für das Formwerkzeug (3) und einem Verbindungsbereich (16) des Werkzeugadapters (8) mit dem Druckbalken (4) oder zwischen diesem und dem Werkzeugadapter (8) bzw. dem Formwerkzeug (3) zumindest ein einer Relativbewegung zwischen dem Werkzeugadapter (8) bzw. dem Formwerkzeug (3) und dem Druckbalken (4) in Richtung einer Längserstreckung entgegenwirkendes, federelastisches Rückstellmittel (34, 35, 36, 39) angeordnet ist.
2. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellmittel (34, 35) durch zumindest einen zwischen dem Aufnahmebereich (15) und dem Verbindungsbereich (16) des Werkzeugadapters (8) angeordneten federelastischen Verbindungssteg (30, 31) gebildet ist.
3. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (30, 31) einstückig mit dem Aufnahmebereich (15) und dem Verbindungsbereich (16) des Werkzeugadapters (8) verbunden ist und durch eine im Werkzeugadapter (8) angeordneten Materialdurchtrennung (23, 29), insbesondere bereichsweise verlaufende Trennfuge (24), gebildet ist.
4. Werkzeugspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugadapter (8) zwei längs Stirnseitenflächen (27, 28) verlaufenden, den Aufnahmebereich (15) mit dem Verbindungsbereich (16) verbindenden Verbindungsstege (30, 31) aufweist.
5. Werkzeugspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdurchtrennung (23, 29) bzw. Trennfuge (24) im wesentlichen U-förmig verläuft, wobei eine eine Basis ausbildende Materialdurchtrennung (23) benachbart und in etwa parallel zum Verbindungsbereich (16) verläuft und anschließende Schenkel ausbildende Materialdurchtrennungen dazu rechtwinkelig und in etwa parallel zu den Stirnseitenflächen (27, 28) des Werkzeugadapters (8) verlaufen.
6. Werkzeugspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Endbereiche (33) der die Schenkel ausbildenden Materialdurchtrennungen (29) zueinander winkelig verlaufende Trennfugen ausbilden.
7. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugadapter (8) an einer seitlichen Oberfläche (6) des Druckbalkens (4) mittels einer Klemmleiste (7) gehaltert ist und daß im Verbindungsbereich (16) des Werkzeugadapters (8) und des Druckbalkens (4) den Reibwert mindernde Gleit- oder Rollmittel (37) angeordnet sind.
8. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Spannfläche der Klemmleiste (7) und dem Druckbalken (4) den Reibwert mindernde Gleit- oder Rollmittel (37) angeordnet sind.
9. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit- oder Rollmittel (37) durch eine Kunststoffschichte am Verbindungsbereich des Werkzeugadapters (8) und der Spannfläche der Klemmleiste (7) oder der Oberfläche (6) des Druckbalkens (4) gebildet sind.
10. Werkzeugspannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit- oder Rollmittel (37) durch im Verbindungsbereich (16) und der Spannfläche angeordnete Wälzkörper (37) gebildet sind.
11. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Rückstellmittel (36) durch als Stabfedern wirkende Befestigungselemente (17), z.B. Spannschrauben (19) oder Stifte (40), gebildet sind.
12. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebereich (15) mit dem Verbindungsbereich (16) einen meanderförmig in Richtung der Längserstreckung verlaufenden, durch Materialdurchtrennungen ausgebildeten Stegever- 6 AT 408 729 B bund zwischen dem Aufnahmebereich (15) und dem Verbindungsbereich (16) aufweist. HIEZU 4 BLATT ZEICHNUNGEN 7