BE1025441B1 - Gewindeformstation - Google Patents

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Gewindeformstation (1) mit einem Ge- windeformkopf (2) und mindestens zwei Tragelementen (3), die einander gegenüberliegen angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeform- kopf (2) befestigt ist, wobei in dem Gewindeformkopf (2) ein Gewindefor- mer (4) auswechselbar befestigt ist und der Gewindeformkopf (2) über ein Kupplungsstück (7) mit einer Gelenkwelle (8) eines Antriebs (9) verbindbar ist. Der Gewindeformkopf (2) ist dadurch besonders einfach ein- und ausbau- bar, dass in den Tragelementen (3) Führungsnuten (10) ausgebildet sind und der Gewindeformkopf (2) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten korrespondierende Haltestege (11) aufweist, und dass im montierten Zu- stand des Gewindeformkopfes (2) mindestens ein Fixierelement (12) an einem Tragelement (3) derart befestigt ist, dass der Gewindeformkopf (2) relativ zu den Tragelementen (3) in Längserstreckung der Führungsnuten (10) in einer Richtung in seiner Position festgelegt ist.

Description

BE2017/5529

Gewindeformstation

Die Erfindung betrifft eine Gewindeformstation mit einem Gewindeformkopf und mindestens zwei Tragelementen, die einander gegenüberliegen angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeformkopf befestigt ist, wobei in dem Gewindeformkopf ein Gewindeformer auswechselbar befestigt ist und der Gewindeformkopf über ein Kupplungsstück mit einer Gelenkwelle eines Antriebs verbindbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Stanzmaschine mit einem stationären Unterteil, mit einem gegenüber dem Unterteil linear bewegbaren Oberteil, mit einem auf dem Unterteil befestigten Werkzeugunterteil und mit einer Gewindeformstation.

In der automatischen Werkstück- bzw. Teilefertigung werden Stanzmaschinen dazu benutzt, einzelne Werkstücke aus einem Bandmaterial auszustanzen und in den Werkstücken Löcher einzubringen, in die dann in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt ein Gewinde eingebracht werden kann. Zur Erzeugung des Gewindes werden Gewindeformer oder Gewindeschneider verwendet, bei denen durch Eindrehen eines Werkzeugs in ein Bohrloch mit passendem Durchmesser das Gewinde hergestellt wird. Anders als beim Gewindeschneiden entsteht beim Gewindeformen das Gewinde nicht durch Ausschneiden von Material aus dem Bohrloch, sondern durch Verformen. Dies hat den Vorteil, dass beim Herstellen des Gewindes keine Späne anfallen. Darüber hinaus hat das Gewindeformen den Vorteil von glatteren Materialoberflächen nach der Bearbeitung sowie einer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit, so dass in der automatischen Werkstückfertigung Gewinde meist durch Gewindeformen hergestellt werden.

Unabhängig von den Unterschieden zwischen einem Gewindeformer und einem Gewindeschneider wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff Gewindeformer bzw. Gewindeformen für beide Werkzeuge bzw. beide Verfahren verwendet, so dass die Bezeichnung Gewindeformer stets auch einen Gewindeschneider einschließen soll. Die erfindungsgemäße Gewindeformstation ist nämlich unabhängig davon verwendbar, ob als Werkzeug ein Gewindeformer oder ein Gewindeschneider verwendet wird.

Bei der maschinellen Herstellung von entsprechenden Werkstücken wird zur Erzeugung des Gewindes ein Gewindeformkopf verwendet, in dem der Gewindeformer als eigentliches Werkzeug drehend antreibbar gelagert ist. Zur einfachen Befestigung des Gewindeformers in dem Gewindeformkopf ist zumeist eine Spannhülse vorgesehen, die auch einen einfachen Austausch eines Gewindeformers ermöglicht. Bei elektronischen Gewindefor2017/5529

BE2017/5529 mern erfolgt der Drehantrieb durch einen eigenen Antrieb, bei dem es sich beispielsweise um einen synchronen Servomotor handeln kann. Der Antrieb ist dann über eine Gelenkwelle mit dem Gewindeformkopf verbunden, durch den die horizontale Drehbewegung, die vom Antrieb über die Gelenkwelle übertragen wird, in eine vertikale Drehbewegung zum Einbringen eines Gewindes in das Bohrloch umgewandelt wird. Die Verwendung eines eigenen Antriebs für den Gewindeformer erhöht dabei die Flexibilität und reduziert die bei der Herstellung der Gewinde benötigte Prozesszeit.

Um die automatische Herstellung der Werkstücke zu vereinfachen und die Herstellungszeiten weiter zu verkürzen, ist es vorteilhaft, wenn die Gewindeformeinheit derart in die Stanzmaschine integriert wird, dass innerhalb eines Fertigungsablaufes möglichst viele Bearbeitungsschritte nacheinander erfolgen können, insbesondere das Stanzen der Löcher und das Gewindeformen, ohne dass das Bandmaterial oder das Werkstück neu aufgespannt werden muss. Die Integration der Gewindeformeinheit in die automatische Werkstückfertigung weist jedoch den Nachteil auf, dass der Gewindeformkopf dann nur noch relativ schwer zugänglich ist, um beispielsweise einen beschädigten Gewindeformer auszutauschen, oder einen Wechsel zwischen verschiedenen Gewindeformern mit unterschiedlichen Durchmessern durchführen zu können. Aus der Praxis ist eine Gewindeformeinheit bekannt, die mit einem Schwenk-Mechanismus versehen ist, so dass bei hochgeschwenkter Gewindeformeinheit die Zugänglichkeit beim Wechsel des Gewindeformers verbessert ist. Hierdurch ist der Wartungsaufwand zwar reduziert, der konstruktive Aufwand, der mit dem SchwenkMechanismus verbunden ist, ist jedoch relativ groß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Gewindeformstation mit einem Gewindeformkopf zur Verfügung zu stellen, bei der der Ein- und Ausbau des Gewindeformkopfes möglichst einfach und innerhalb kurzer Zeit erfolgen kann. Dadurch soll die Zugänglichkeit des Gewindeformkopfes und des Gewindeformers zu Zwecken der Wartung und Instandhaltung verbessert werden. Außerdem soll eine Stanzmaschine angegeben werden, bei der die Nutzung der Gewindeformstation möglichst effizient erfolgt.

Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Gewindeformstation mit einem Gewindeformkopf und mindestens zwei Tragelementen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeformkopf befestigt ist, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Gewindeformstation zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass in den Tragelementen Führungsnuten ausgebildet sind und der Gewindeformkopf an zwei einander gegenüberliegenden Seiten korrespon2017/5529

BE2017/5529 dierende Haltestege aufweist, so dass der Gewindeformkopf mit den Haltestegen in die Führungsnuten eingeschoben und so zwischen den Haltestegen gehalten werden kann. Alternativ zur Ausbildung von Führungsnuten in den Tragelementen und von Haltestegen an den Seiten des Gewindeformkopfes können an den Tragelementen auch Führungsstege angeordnet und in den Seiten des Gewindeformkopfes korrespondierende Haltenuten ausgebildet sein.

Damit der Gewindeformkopf in seiner vorgegebenen Position zwischen den Tragelementen verbleibt und nicht ungewollt wieder zwischen den Tragelementen herausgezogen werden kann, ist im montierten Zustand mindestens ein Fixierelement an einem Tragelement oder an dem Gewindeformkopf derart befestigt, dass der Gewindeformkopf relativ zu den Tragelementen in Längserstreckung der Führungsnuten bzw. der Führungsstege in einer Richtung in seiner Position festgelegt ist. Hierzu kann das mindestens eine Fixierelement beispielsweise so angeordnet sein, dass es eine Führungsnut oder eine Haltenut verschließt, so dass der Gewindeformkopf nicht wieder - entgegengesetzt zur Einführrichtung - zwischen den Tragelementen herausgezogen werden kann.

Zuvor ist ausgeführt worden, dass mindestens zwei Tragelemente vorgesehen sind und im montierten Zustand des Gewindeformkopfes mindestens ein Fixierelement an einem Tragelement befestigt ist. Vorzugsweise weist die Gewindeformstation vier Tragelemente auf, die einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Hierdurch ist eine besonders stabile Halterung des Gewindeformkopfes zwischen den Tragelementen gewährleistet. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei im montierten Zustand des Gewindeformkopfes an den beiden einander gegenüberliegenden, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes vorderen Tragelementen jeweils ein Fixierelement befestigt, durch das jeweils eine Führungsnut oder eine Haltenut verschlossen ist. Sind in den Tragelementen Führungsnuten ausgebildet und korrespondierend dazu an den einander gegenüberliegenden Seiten des Gewindeformkopfes zwei Haltestege angeordnet, so kann zur Montage der Gewindeformkopf mit den Haltestegen einfach in die Führungsnuten eingeschoben werden. Anschließend werden an die beiden, in Montagerichtung vorderen Haltestege zwei Fixierelemente befestigt, beispielsweise verschraubt, so dass durch die Fixierelemente die Führungsnuten verschlossen sind. Dadurch wird ein ungewolltes Herausziehen des Gewindeformkopfes - entgegengesetzt zur Montagerichtung zuverlässig verhindert.

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BE2017/5529 Eine Begrenzung der Einführposition des Gewindeformkopfes in Montagerichtung kann zunächst dadurch erfolgen, dass das am Gewindeformkopf angeordnete Kupplungsstück mit einem entsprechenden Gegenkopplungsstück an der Gelenkwelle des Antriebs verbunden wird. Bereits hierdurch kann somit der maximale Einschubweg des Gewindeformkopfes zwischen den Tragelementen begrenzt werden. Damit die Gelenkwelle des Antriebs bei einem zu weiten Einschieben des Gewindeformkopfes nicht durch eine zu große Kraft beauftragt wird, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Endposition des Gewindeformkopfes beim Einschieben zwischen die Tragelemente begrenzt und damit festgelegt ist.

Sind in den Tragelementen Führungsnuten ausgebildet, so kann dies dadurch erreicht werden, dass an den beiden einander gegenüberliegenden, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes hinteren Tragelementen die Führungsnuten jeweils durch ein Anschlagelement verschlossen sind. Der Gewindeformkopf wird dann mit seinen seitlichen Haltestegen so weit in die in den Tragelementen ausgebildeten Führungsnuten eingeschoben, bis die Stirnseiten der Haltestege an den Anschlagelementen anliegen. Hierdurch wird nicht nur ein zu weites Einschieben des Gewindeformkopfes verhindert, was ansonsten zu einer unzulässigen Belastung der Gelenkwelle des Antriebs führen könnte, sondern es wird für den Monteur auch leicht erkennbar die richtige Montageposition des Gewindeformkopfes vorgegeben.

Sind an den Tragelementen keine Führungsnuten ausgebildet, sondern Führungsstege angeordnet und korrespondierend dazu in den gegenüberliegenden Seiten des Gewindeformkopfes Haltenuten ausgebildet, so können ebenfalls an den beiden einander gegenüberliegenden, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes hinteren Tragelementen Anschlagelemente vorgesehen sein, die ein weiteres Aufschieben des Gewindeformkopfes mit den Haltenuten auf die Führungsstege verhindern.

Die Ausbildung der Gewindeformstation und die Montage des Gewindeformkopfes kann in beiden Fällen dadurch besonders einfach realisiert sein, dass die Fixierelemente und die Anschlagelemente jeweils als Platten ausgebildet sind, die mittels Schrauben an den Tragelementen befestigt sind. Hierzu ist in den Platten jeweils eine Bohrung und in den Tragelementen jeweils eine Gewindebohrung ausgebildet, so dass die einzelnen Platten jeweils mit einer Schraube an den Tragelemente einfach befestigt und auch wieder gelöst werden können. Dabei können die Platten für die Fixierelemente und die Platten für die Anschlagelemente baugleich ausgebildet sein,

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BE2017/5529 was sowohl die Herstellung als auch die Montage vereinfacht. Sind darüber hinaus die Gewindebohrungen durch die Tragelementen durchgehend ausgebildet, so können auch die Tragelemente alle baugleich ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Führungsnuten und die Haltestege bzw. die Führungsstege und die Haltenuten im Querschnitt jeweils schwalbenschwanzförmig ausgebildet, wodurch der Gewindeformkopf bereits beim Einschieben zwischen die Tragelemente in zwei Richtungen sicher positioniert wird. Um zu gewährleisten, dass der Gewindeformer nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der Gewindeformkopf richtig und sicher positioniert ist, ist an einem Fixierelement vorzugsweise ein Sicherheitsschalter befestigt. Der Sicherheitsschalter ist dabei derart ausgebildet und positioniert, dass er nur dann ein Freigabesignal ausgibt, wenn der Gewindeformkopf durch Befestigen des Fixierelements in der Gewindeformstation gesichert ist. Hierzu kann an dem Gewindeformkopf ein Auslöseelement angeordnet sein, durch das der Sicherheitsschalter betätigt wird, wenn das entsprechende Fixierelement an dem Tragelement befestigt und damit der Gewindeformkopf in seiner richtigen Position gesichert ist.

Die Gewindeformstation kann besonders effizient in eine Stanzmaschine integriert werden. Daher betrifft die Erfindung auch Stanzmaschine mit einem stationären Unterteil und einem gegenüber dem Unterteil linear bewegbaren Oberteil, wobei zwischen dem Unterteil und dem Oberteil Säulen angeordnet sind, durch die das Oberteil bei der Bewegung relativ zum Unterteil geführt wird. Auf dem Unterteil ist ein Werkzeugunterteil befestigt, das zur Positionierung einer Gewindeformstation dient. Die Gewindeformstation weist einen Gewindeformkopf und mindestens zwei Tragelemente auf, die einander gegenüberliegen angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeformkopf befestigt ist, in dem ein Gewindeformer auswechselbar befestigt ist. Der Gewindeformkopf weist ein Kupplungsstück auf, mit dem er mit einer Gelenkwelle eines Antriebs verbindbar ist.

Zur effizienteren Nutzung der Gewindeformstation in der Stanzmaschine ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem Werkzeugunterteil gegenüberliegend eine Federplatte angeordnet ist, die relativ zum Werkzeugunterteil senkrecht bewegbar ist, wobei zwischen dem Werkzeugunterteil und der Federplatte Führungselemente zum Führen der Federplatte angeordnet sind und die Tragelemente der Gewindeformstation auf der linear bewegbaren Federplatte angeordnet sind. Bei der Stanzmaschine ist die Gewindeformstation somit nicht direkt auf dem Werkzeugunterteil sondern auf der

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Federplatte befestigt, die gegenüber dem Werkzeugunterteil senkrecht bewegbar ist, also angehoben bzw. abgesenkt werden kann.

Bei automatisierten Fertigungsprozessen, mit einzelnen Fertigungsschritten wie zum Beispiel Gewindeformen und Stanzen, ist es üblich, dass die zu bearbeitenden Werkstücke nacheinander bzw. das Bandmaterial in einzelnen Schritten horizontal unter die Werkzeuge, also das Stanzwerkzeug und den Gewindeformer herangeführt werden. Nach dem Stanzvorgang bzw. dem Formen eines Gewindes wird zunächst das Werkzeug vom Werkstück nach oben wegbewegt. Danach werden die Werkstücke bzw. das Bandmaterial etwas angehoben, so dass sie in horizontaler Richtung weiter transportiert werden können, bis das nächste Werkstück bzw. der nächste Abschnitt des Bandmaterials unterhalb des entsprechenden Werkzeugs angeordnet ist. Anschließend wird das Werkstück bzw. das Bandmaterial wieder abgesenkt und dann kann der nächste Fertigungsschritt erfolgen. Der Hub des Werkzeugs muss dabei etwas größer als der Hub des Werkstücks sein, damit das Werkstück beim Weitertransport einen ausreichenden Abstand zum unteren Rand des Werkzeugs hat und es nicht zur einer Beschädigung von Werkstück und/oder Werkzeug kommt.

Wenn in einer Stanzmaschine zusätzlich auch Gewinde geformt werden sollen, führt dies dazu, dass die Taktrate durch die Bearbeitungszeit der Gewindeformeinheit bestimmt wird, da die Zeitdauer, die zum Formen eines Gewindes benötigt wird, länger ist als die Zeitdauer, die für das Ausstanzen eines Loches erforderlich ist.

Da erfindungsgemäß die Gewindeformstation auf der Federplatte befestigt ist, die gegenüber dem Werkzeugunterteil angehoben bzw. abgesenkt werden kann, erfolgt mit dem Anheben der Federplatte nicht nur ein Anheben eines auf der Federplatte befindlichen Werkstücks, sondern auch ein entsprechendes Anheben der Gewindeformstation relativ zum Werkzeugunterteil. Der Abstand zwischen der Gewindeformstation und dem Werkstück bleibt somit unverändert, auch wenn das Werkstück relativ zum Werkzeugunterteil bzw. zum Unterteil angehoben oder abgesenkt wird. Auf diese Weise verringert sich der Hub, den der Gewindeformer vor Beginn des eigentlichen Gewindeformprozess bis zur Oberseite des Werkstücks zurücklegen muss. Außerdem kann der Vorgang des Gewindeformens bereits beim Absenken der Federplatte begonnen werden und somit bevor das Werkstück vollständig abgesenkt worden ist und der Stanzvorgang startet. Da das Gewindeformen mehr Zeit beansprucht als das Stanzen, können so insgesamt höhere Taktraten in der Stanzmaschine erzielt werden.

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BE2017/5529 Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Stanzmaschine sind an den Führungselementen Anschläge und an der Federplatte korrespondierende Gegenanschläge vorgesehen. Dadurch kann die Federplatte in einer Position beabstandet von dem Werkzeugunterteil mittels der Anschläge und der korrespondierenden Gegenanschläge an den Führungselementen gehalten werden. Die Führungselemente können vorzugsweise durch Öffnungen in der Federplatte hindurchgeführt werden. Die Gegenanschläge der Federplatte sind dann in den Öffnungen derart ausgestaltet, dass die Öffnungen jeweils einen Durchmesser aufweisen, der an einer Stelle sprunghaft vergrößert bzw. verkleinert ist, so dass eine Stufe innerhalb der Öffnungen entsteht. Mit dieser Stufe liegt dann die Federplatte auf den korrespondierenden Anschlägen der Führungselemente auf.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Führungselemente durch das linear bewegbare Oberteil von einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar sind. Wenn die Führungselemente durch das linear bewegbare Oberteil nach unten gedrückt werden, wird über das Zusammenspiel der Anschläge und der Gegenanschläge auch die Federplatte nach unten bewegt. Die Federplatte liegt mit den Gegenanschlägen auf den korrespondierenden Anschlägen der Führungselemente auf. Werden die Führungselemente von einer ersten oberen Position in eine zweite untere Position verbracht, dann wird auch die Federplatte auf Grund ihres Eigengewichts in die zweite Position verbracht, wobei sie weiterhin mit den Gegenanschlägen auf den Anschlägen der Führungselemente aufliegt.

Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Führungselemente durch eine Federkraft in der ersten, oberen Position gehalten werden. Für das Verbringen von der ersten oberen Position in die zweite untere Position muss folglich die Federkraft durch das linear bewegbare Oberteil überwunden werden. Durch das Herunterdrücken der Führungselemente wird auch die Federplatte nach unten bewegt. Beim Hochfahren des Oberteils werden die Führungselemente durch die Federkraft wieder in die erste Position gedrückt. Da dabei die Federplatte mit ihren korrespondierenden Gegenanschlägen auf den Anschlägen aufliegt, wird auch die Federplatte zurück in ihre erste Position verbracht.

Auf diese Weise können Beschädigungen an der Federplatte und der Stanzmaschine allgemein verhindert werden, da lediglich die Führungselemente durch das linear bewegbare Oberteil mit einer Kraft beaufschlagt werden. Wird durch eine übermäßige Kraft der Hub des linear bewegbaren Oberteils größer als der Abstand zwischen dem Federelement und dem Werkzeugunterteil, so werden nur die Führungselemente weiter nach unten

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BE2017/5529 bewegt oder im ungünstigsten Fall gestaucht. Liegt die Federplatte bereits auf dem Werkzeugunterteil auf, so wird sie nicht weiter nach unten bewegt, sondern die Anschläge der Führungselemente und die Gegenanschläge der Federplatte lösen sich voneinander. Es wird somit keine Kraft auf die Federplatte ausgeübt, wodurch entsprechend das Risiko einer Beschädigung der Federplatte verringert wird.

Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Gewindeformstation bzw. die Stanzmaschine auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1	eine perspektivische Darstellung einer Gewindeformstation mit einem Gewindeformkopf im montierten Zustand,
Fig. 2	die Gewindeformstation mit Gewindeformkopf gemäß Fig. 1, von vorne,
Fig. 3	eine Explosionsdarstellung der Gewindeformstation gemäß den Fig. 1 und 2, in perspektivische Darstellung,
Fig. 4	einen Teil einer Stanzmaschine mit einer integrierten Gewindeformstation gemäß Fig. 1, von vorne und
Fig. 5	einen Teil der Stanzmaschine gemäß Fig. 4 mit integrierter Gewindeformstation, im Längsschnitt.

Die Figuren zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gewindeformstation 1 für einen Gewindeformkopf 2, wobei die Gewindeformstation 1 vier Tragelemente 3 aufweist, die einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die vier Tragelemente 3 bilden somit die Ecken eines Rechtecks innerhalb dem der Gewindeformkopf 2 im montierten Zustand angeordnet ist.

Der Gewindeformkopf 2 weist einen auswechselbaren Gewindeformer 4 auf, der über eine Spannhülse 5 im Gewindeformkopf 2 drehend antreibbar gelagert ist. Der Gewindeformer 4 dient zum Einbringen von Gewinden in Werkstücke 6, in die in einem vorherigen Fertigungsschritt eine Bohrung ausgestanzt worden ist. Hierzu werden die Werkstücke 6 mittels eines automatischen Vorschubs senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Gewindeformers 4 unter dem Gewindeformkopf 2 und zwischen den Tragelementen 3 hindurchgeführt.

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Zum Antrieb des Gewindeformers 4 ist der Gewindeformkopf 2 über ein Kupplungsstück 7 mit der Gelenkwelle 8 eines elektrischen Antriebs 9 verbunden, wobei es sich bei dem Antrieb 9 vorzugsweise um einen synchronen Servomotor handelt. Der Antrieb 9 verbleibt dabei zusammen mit der Gelenkwelle 8 stationär an seinem Einbauort, wenn der Gewindeformkopf 2 zu Wartungs- oder Reparaturzwecken oder zum Austausch eines Gewindeformers 4 aus der Gewindeformstation 1 ausgebaut wird.

Zum einfachen Ein- und Ausbau des Gewindeformkopfes 2 sind in den Tragelementen 3 Führungsnuten 10 ausgebildet und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Gewindeformkopfes 2 zwei korrespondierende Haltestege 11 angeordnet. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dabei die Führungsnuten 10 und die Haltestege 11 im Querschnitt jeweils schwalbenschwanzförmig ausgebildet, so dass mit dem Einschieben der Haltestege 11 in die Führungsnuten 10 der Gewindeformkopf 2 in zwei Richtungen in seiner Lage festgelegt ist. Damit der Gewindeformkopf 2 nach dem Einschieben zwischen die Tragelemente 3 nicht wieder entgegengesetzt zur Montagerichtung M herausgezogen werden kann, sind zwei Fixierelemente 12 vorgesehen, die an den in Montagerichtung des Gewindeformkopfes 2 vorderen Tragelementen 3 befestigt werden können. Im montierten Zustand gemäß den Figuren 1 und 2 sind dann die Führungsnuten 10 in den Tragelementen 3 verschlossen, so dass der Gewindeformkopf 2 nicht entgegengesetzt zur Montagerichtung M aus den Führungsnuten 10 herausgezogen werden kann.

Damit der Gewindeformkopf 2 auch in Montagerichtung M festgelegt ist und bei der Montage nicht zu weit mit seinen Haltestegen 11 durch die Führungsnuten 10 der Tragelemente 3 durchgeschoben werden kann, ist an den beiden einander gegenüberliegenden, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes 2 hinteren Tragelementen 3 jeweils ein Anschlagelement 13 befestigt, durch die ebenfalls jeweils eine Führungsnut 10 stirnseitig verschlossen wird. Die beiden Fixierelemente 12 und die beiden Anschlagelemente 13 sind alle als baugleiche Platten ausgebildet, in denen jeweils eine Bohrung 14 ausgebildet ist. Korrespondierend dazu weisen die vier Tragelemente 3 jeweils eine durchgehende Gewindebohrung 15 auf, so dass die plattenförmigen Fixierelemente 12 und die plattenförmigen Anschlagelemente 13 jeweils mittels einer Schraube 16 an den Tragelementen 3 befestigt werden können.

Wie aus der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Anschlagelemente 13 bereits an den Tragelementen 3 befestigt, bevor der Gewindeformkopf 2 in die Gewindeformstation 1 eingesetzt wird. Der Ge2017/5529

BE2017/5529 windeformkopf 2 kann somit so weit mit seinen Haltestegen 11 in die gegenüberliegenden Führungsnuten 10 eingeschoben werden, bis die Stirnseiten der Haltestege 11 an den die Führungsnuten 10 nach hinten verschließenden Anschlagelementen 13 anliegen. Anschließend werden die Fixierelemente 12 an den beiden vorderen Tragelementen 3 mittels der Schrauben 16 befestigt, so dass dann der Gewindeformkopf 2 in allen drei Richtungen in seiner Position fixiert ist.

Um sicherzustellen, dass der Gewindeformer 4 nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der Gewindeformkopf 2 richtig und sicher in der Gewindeformstation 1 fixiert ist, ist an einem Fixierelement 12 ein Sicherheitsschalter 17 befestigt. Der Sicherheitsschalter 17 erzeugt nur dann ein Freigabesignal, wenn er von dem am Gewindeformkopf 2 befestigten Auslöseelement 18 betätigt wird, wozu das Fixierelement 12 mit dem Sicherheitsschalter 17 an dem Tragelement 3 befestigt sein muss.

Zur leichteren Handhabung des Gewindeformkopfes 2 beim Ein- und Ausbau in die Gewindeformstation 1 ist an der vorderen Stirnseite des Gewindeformkopfes 2 ein Griff 19 in Form eines Bügels befestigt. Mit Hilfe des Griffes 19 kann der Gewindeformkopf 2 somit leicht mit seinen Haltestegen 11 in die Führungsnuten 10 der Tragelemente 3 eingeschoben bzw. aus den Führungsnuten 10 herausgezogen werden, wenn zuvor die Fixierelemente 12 von den Tragelementen 3 abmontiert worden sind. Ist der Gewindeformkopf 2 mit seinen Haltestegen 11 aus den Führungsnuten 10 der Tragelemente 3 heausgezogen, so ist anschließend der Gewindeformer 4 einfach zugänglich, so dass ein Austausch eines defekten Gewindeformers 4 oder ein Auswechseln eines ersten Gewindeformers 4 gegen einen zweiten Gewindeformer 4 leicht möglich ist.

Aus der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 3 ist darüber hinaus ersichtlich, dass das Kupplungsstück 7 ein Kugelgelenk 20 und einen Anschlusszapfen 21 aufweist. Der Anschlusszapfen 21 wird bei der Montage des Gewindeformkopfes 2 in den korrespondierenden Anschlussstutzen 22 der Gelenkwelle 8 eingesteckt, wobei auch der Anschlussstutzen 22 über ein Kugelgelenk 23 mit der Gelenkwelle 8 verbunden ist. Hierdurch kann ein begrenzter Winkelversatz zwischen dem Kupplungsstück 7 des Gewindeformkopfes 2 und der Gelenkwelle 8 ausgeglichen werden.

Fig. 4 zeigt die Gewindeformstation 1 gemäß den Fig. 1 und 2 integriert in eine ausschnittsweise dargestellte Stanzmaschine. Die Stanzmaschine weist ein stationäres Unterteil 24 und ein dem gegenüber linear bewegbares Oberteil 25 auf. Zwischen dem Unterteil 24 und dem Oberteil 25 sind Säulen 26 angeordnet, durch die das Oberteil 25 bei seiner Bewegung rela2017/5529

BE2017/5529 tiv zum Unterteil 24 geführt wird, d. h. die Säulen 26 dienen zur Führung des Oberteils 25 bei dessen Hubbewegung. Auf dem Unterteil 24 sind zusätzlich noch ein Werkzeugunterteil 27 und eine dem gegenüber linear bewegbare Federplatte 28 angeordnet, auf der die Tragelemente 3 der Gewindeformstation 1 montiert sind. Mit Hilfe von Führungselementen 29 erfolgt dabei eine Bewegung der Federplatte 28 relativ zum Werkzeugunterteil 27, worauf nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 5 genauer eingegangen wird.

Wie in Fig. 4 durch die geschwungenen Linien angedeutet ist, kann sich die Stanzmaschine sowohl rechts als auch links der Gewindeformstation 1 weiter erstrecken. Insbesondere wird dabei in einem dem Gewindeformprozess vorausgehenden Fertigungsschritt aus den jeweiligen Werkstücken 6 eine Bohrung ausgestanzt, bevor mit dem Gewindeformer 4 in diese Bohrung ein Gewinde eingebracht wird. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt können dann beispielsweise die einzelnen Werkstücke ausgestanzt oder anderweitig verformt, beispielsweise abgebogen werden. Trotz der Integration des Gewindeformkopfes 2 in die Stanzmaschine kann der Gewindeformkopf 2 einfach aus- und eingebaut werden, so dass beispielsweise ein Gewindeformer 4 aus dem Gewindeformkopf 2 herausgenommen und durch einen neuen oder einen anderen Gewindeformer 4 ersetzt werden kann.

Fig. 5 zeigt den Ausschnitt der Stanzmaschine mit integrierter Gewindeformstation 1 im Längsschnitt, wobei die linear bewegbare Federplatte 28 über die Führungselemente 29 einen Abstand 30 zum Werkzeugunterteil 27 aufweist, der dem Hub der Werkstücke 6 in der Stanzmaschine vor dem horizontalen Transport entspricht. Im laufenden Prozess hebt und senkt sich die Federplatte 28 relativ zum Werkzeugunterteil 27. Im Werkzeugunterteil 27 angeordnete Federn 31 beaufschlagen die Führungselemente 29 mit einer nach oben gerichteten Kraft, so dass die Federplatte 28 nach oben gedrückt wird und der Abstand 30 zwischen dem Werkzeugunterteil 27 und der Federplatte 28 entsteht, wenn sich das Oberteil 25 gemäß Fig. 5 in seiner oberen Position befindet.

Die Werkstücke 6 werden nach den jeweiligen Fertigungsschritten in eine erste, höhere Position angehoben, in der die Werkstücke 6 horizontal in der Stanzmaschine weitertransportiert werden. Anschließend werden die Werkstücke 6 wieder abgesenkt und in dieser zweiten, abgesenkten Position wird der Stanzprozess durchgeführt. Nach dem Stanzprozess werden die Werkstücke 6 wieder angehoben und in der Stanzmaschine weitertransportiert. Der Abstand 30 zwischen der Federplatte 28 und dem Werkzeugunter2017/5529

BE2017/5529 teil 27 entspricht dabei dem Hub, den die Werkstücke 6 bei einem Absenkvorgang von der ersten, höheren Position in die zweite, tiefere Position und umgekehrt beim Anheben aus der tieferen Position in die höhere Position durchführen.

Damit die Federplatte 28 mittels der Führungselemente 29 angehoben werden kann, ist an den einzelnen Führungselemente 29 jeweils ein Anschlag 32 und in Bohrungen in der Federplatte 28, durch die sich die Führungselemente 29 erstrecken, jeweils ein korrespondierender Gegenanschlag 33 ausgebildet. Werden die Führungselemente 29 durch die Federkraft der Federn 31 nach oben bewegt, so wird gleichzeitig auch die Federplatte 28 mit nach oben bewegt, da die Gegenanschläge 33 in der Federplatte 28 auf den Anschlägen 32 an den Führungselementen 29 aufliegen.

Auf diese Weise wird die linear bewegbare Federplatte 28 durch die Führungselemente 29 vom Werkzeugunterteil 27 abgehoben und somit auch der Gewindeformkopf 2, der über die Tragelemente 3 auf der Federplatte 28 befestigt ist. Durch die Anordnung auf der Federplatte 28 wird der Gewindeformkopf 2 und entsprechend der Gewindeformer 4 mit jeder Bewegung der Federplatte 28 um den gleichen Hub mitbewegt. Der Abstand zwischen dem Gewindeformkopf 2 und den Werkstücken 6 ändert sich dabei nicht. Auf diese Weise verringert sich der Hub, den der Gewindeformer 4 bis zur Oberseite des Werkstücks 6 zurücklegen muss. Der Hub der Werkstücke bzw. der maximale Abstand 30 zwischen der Federplatte 28 und dem Werkzeugunterteil 27 kann beispielsweise 4 mm und der Hub, den der Gewindeformer 4 bis zur Oberseite des Werkstücks 6 zurücklegen muss, kann beispielsweise 6 mm betragen. Der Gewindeformer 4 muss dann nicht mehr um insgesamt 10 mm abgesenkt werden, sondern der Vorgang des Gewindeformens kann bereits beim Absenken der Federplatte 28 beginnen. Der Vorgang des Gewindeformens kann somit bereits beginnen, bevor das Werkstück 6 vollständig abgesenkt worden ist und der Stanzvorgang startet. Da das Gewindeformen mehr Zeit beansprucht als das Stanzen, können so insgesamt höhere Taktraten in der Stanzmaschine erzielt werden.

Claims (14)

1. Gewindeformstation (1) mit einem Gewindeformkopf (2) und mindestens zwei Tragelementen (3), die einander gegenüberliegen angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeformkopf (2) befestigt ist, wobei in dem Gewindeformkopf (2) ein Gewindeformer (4) auswechselbar befestigt ist und der Gewindeformkopf (2) über ein Kupplungsstück (7) mit einer Gelenkwelle (8) eines Antriebs (9) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tragelementen (3) Führungsnuten (10) ausgebildet oder Führungsstege angeordnet sind und der Gewindeformkopf (2) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten korrespondierende Haltestege (11) aufweist oder in den einander gegenüberliegenden Seiten des Gewindeformkopfes (2) korrespondierende Haltenuten ausgebildet sind, und dass im montierten Zustand des Gewindeformkopfes (2) mindestens ein Fixierelement (12) an einem Tragelement (3) oder an dem Gewindeformkopf (2) derart befestigt ist, dass der Gewindeformkopf (2) relativ zu den Tragelementen (3) in Längserstreckung der Führungsnuten (10) oder der Führungsstege zumindest in einer Richtung in seiner Position festgelegt ist.

2. Gewindeformstation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Tragelemente (3) vorgesehen sind, die einander paarweise gegenüberliegen angeordnet sind.

3. Gewindeformstation (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Gewindeformkopfes (2) an den beiden einander gegenüberliegen, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes (2) vorderen Tragelementen (3) jeweils ein Fixierelement (12) befestigt ist, durch das jeweils eine Führungsnut (10) oder eine Haltenut verschlossen ist.

4. Gewindeformstation (1) nach Anspruch 2 oder 3, mit in den Tragelementen (3) ausgebildeten Führungsnuten (10), dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden einander gegenüberliegen, in Montagerichtung des Gewindeformkopfes (2) hinteren Tragelementen (3) die Führungsnuten (10) jeweils durch ein Anschlagelement (13) verschlossen sind.

5. Gewindeformstation (1) nach Anspruch 2 oder 3, mit an den Tragelementen (3) angeordneten Führungsstegen und in den einander gegenüberliegenden Seiten des Gewindeformkopfes (2) ausgebildeten Haltenuten, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden einander gegenüberliegen, in

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BE2017/5529 Montagerichtung des Gewindeformkopfes (2) hinteren Tragelementen (3) Anschlagelemente befestigt sind.

6. Gewindeformstation (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (12) und die Anschlagelemente (13) jeweils als vorzugsweise baugleiche Platten ausgebildet sind, in denen jeweils eine Bohrung (14) ausgebildet ist, dass in den Tragelementen (3) jeweils eine vorzugsweise durchgehende Gewindebohrung (15) ausgebildet ist, und dass die Fixierelemente (12) und die Anschlagelemente (13) jeweils über eine Schraube (16) an einem Tragelement (3) befestigt sind.

7. Gewindeformstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten (10) und die Haltestege (11) bzw. die Führungsstege und die Haltenuten im Querschnitt jeweils schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind.

8. Gewindeformstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Fixierelement (12) ein Sicherheitsschalter (17) befestigt ist, der derart positioniert ist, dass er nur dann ein Freigabesignal ausgibt, wenn der Gewindeformkopf (2) durch Befestigung des Fixierelements (12) in der Gewindeformstation (1) richtig positioniert ist.

9. Gewindeformstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (6) ein Kugelgelenk (20) und einen Anschlusszapfen (21) aufweist.

10. Stanzmaschine mit einem stationären Unterteil (24), mit einem gegenüber dem Unterteil (24) linear bewegbaren Oberteil (25), wobei zwischen dem Unterteil (24) und dem Oberteil (25) Säulen (26) zur Führung des Oberteils (25) bei dessen Hubbewegung angeordnet sind, mit einem auf dem Unterteil (24) befestigten Werkzeugunterteil (27) und mit einer Gewindeformstation (1), wobei die Gewindeformstation (1) einen Gewindeformkopf (2) und mindestens zwei Tragelemente (3) aufweist, die einander gegenüberliegen angeordnet sind und zwischen denen der Gewindeformkopf (2) befestigt ist, und wobei in dem Gewindeformkopf (2) ein Gewindeformer (4) auswechselbar befestigt ist und der Gewindeformkopf (2) über ein Kupplungsstück (7) mit einer Gelenkwelle (8) eines Antriebs (9) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeugunterteil (27) gegenüberliegend eine Federplatte (28) angeordnet ist, die relativ zum Werkzeugunterteil (27) senkrecht bewegbar ist, dass zwischen dem Werkzeugunterteil (25) und der Federplatte (28) Füh2017/5529

BE2017/5529 rungselemente (29) zum Führen der Federplatte (28) angeordnet sind, und dass die Tragelemente (3) auf der Federplatte (28) angeordnet sind.

11. Stanzmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Führungselementen (29) Anschläge (32) und in der Federplatte (28) korrespondierende Gegenanschläge (33) ausgebildet sind.

12. Stanzmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (29) durch das linear bewegbare Oberteil (25) von einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar sind.

13. Stanzmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (29) durch eine Federkraft in der ersten Position gehalten sind.

14. Stanzmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeformstation (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestaltet ist.