CH680577A5

CH680577A5 -

Info

Publication number: CH680577A5
Application number: CH3753/89A
Authority: CH
Inventors: Katsuyoshi Sakamoto; Takeshi Takahashi
Original assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1992-09-30
Also published as: GB2187125A; CH680578A5; CH676944A5; US4901427A; GB2187125B; FR2593728B1; GB8702591D0; FR2593728A1; CH676945A5

Description

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CH 680 577 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzpresse mit einer Stempelhalteeinrichtung zum Stanzen von Stanzteilen aus einem Blech. Eine bekannte Presse dieser Art hat einen C-förmigen Rahmen mit einer Basis, einer an dessen einem Ende angeordneten Säule und einem an der Säule befestigten oberen Rahmenanteil. Eine Matrize ist auf einem Matrizenhalter befestigt, der auf der Basis ruht. Ein Stanzstempel ist am unteren Ende einer Ramme befestigt, die vertikal beweglich am Stimende des oberen Rahmenteils geführt ist. Die Ramme ist mit einem im oberen Rahmenteil angeordneten Rammenantrieb verbunden. Dieser besteht aus einer Kupplung und einer Bremse, die nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist die von der Kupplung entwickelte Abwärme verschieden von der Abwärme der Bremse. Infolgedessen werden die beiden Seitenwände des oberen Rahmenteils unterschiedlich erwärmt. Dies führt zu thermischem Verzug des oberen Rahmenteils und hat zur Folge, dass der Stanzstempel nicht mehr koaxial zur Matrize steht. Dies führt zu unbefriedigenden Arbeitsergebnissen. Ausserdem ist das Auswechseln des Rammenantriebs bei der bekannten Presse umständlich.

Wenn bei der bekannten Presse zwischen den einzelnen Pressvorgängen der Werkzeugsatz bestehend aus Stanzstempel und Matrize um eine vertikale Achse geschwenkt werden muss, zum Beispiel um das Rohmaterial optimal auszunützen oder um in mehreren Schritten eine Form auszustanzen, wird üblicherweise ein zylindrischer Stempelhalter in einem Gleitlager drehbar und axialverschiebbar geführt. Dieses Gleitlager schlägt bei längerem Betrieb der Presse leicht aus, so dass die Führung des Stempels ungenau wird, was wiederum zu unbefriedigenden Arbeitsresultaten führt.

Eine bekannte Presse der beschriebenen Art ist mit einem automatischen Werkzeugwechsler ausgerüstet. Damit kann ein in der Presse eingesetzter Werkzeugsatz bestehend aus Stanzstempel und Matrize gegen einen anderen Werkzeugsatz ausgetauscht werden, so dass unterschiedliche Löcher gestanzt werden können. In einer solchen Presse ist ein Spannelement zum automatischen Einspannen der Matrize auf dem Matrizenhalter erforderlich. Bei einem bekannten Spanneiement wird die Matrize gegen den Matrizenhalter dadurch gespannt, dass ein schwenkbarer Stössel aus einer horizontalen in eine vertikale Stellung gebracht wird. Der Weg dieses Stössels ist relativ lang, so dass der Antrieb für den Stössel sperrig ist, was die Dimensionen der Presse in unerwünschter Weise vergrössert.

Ein bekannter Werkzeugwechsler hat zwei Arme, die um eine vertikale Schwenkachse in drei diskrete Stellungen schwenkbar sind. Zur Positionierung der Mittelstellung ist dabei ein ausrückbarer Anschlag vorgesehen. Dies hat den Nachteil, dass die Mittelstellung unterschiedlich ist, je nachdem von welcher Seite her der Anschlag angefahren wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem schwenkbaren Stanzstempel eine exakte Führung des Stempels zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Stanzpresse, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf die Presse nach Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV—IV in Fig. 3,

Fig. 5 und 6 einen vergrösserten Schnitt des Details V in Fig. 3 in zwei unterschiedlichen Funktionsstellungen,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII—VII in Fig. 2 im vergrösserten Masstab,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII—VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Wechselvorrichtung gemäss Fig. 7 und

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Werkzeugwechslers in drei verschiedenen Funktionsstellungen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stanzpresse 1 hat einen C-förmigen Rahmen 3, bestehend aus einer Basis 5, einer Säule 7 und einem oberen Rahmenteil 9. In dem vom oberen Rahmenteil 9 und von der Basis 5 eingeschlossenen Ausschnitt 11 ist ein C-förmiger Werkzeughalter 13 mit einem oberen Arm 13U und einem unteren Arm 13L angeordnet. Der untere Arm 13L ist an der Oberseite der Basis 5 mit Schrauben befestigt. Am freien Ende des unteren Arms 13L ist eine Matrizenhalteeinrichtung 17 zum Einspannen einer Matrize 15 befestigt. Der obere Arm 13U trägt an seinem freien Ende eine Stempelhalteeinrichtung 21, in der ein Stanzstempel 19 eingespannt ist.

Oberhalb der Stempelhalteeinrichtung 21 ist im oberen Rahmenteil 9 ein Rammenantrieb 23 zum Auf-und Abwärtsbewegen des Stempels 19 befestigt. Die Presse 1 ist ausserdem ausgerüstet mit einem plattenförmigen Werkzeugmagazin 27 zur Aufnahme mehrerer Werkzeugsätze 25, bestehend aus je einer Matrize 15 und einem Stempel 19. Ein automatischer Werkzeugwechsler 29 ist zum Auswechseln des in der Arbeitsposition eingesetzten Werkzeugsatzes gegen einen Werkzeugsatz 25 aus dem Magazin 27 vorgesehen.

Auf der Basis 5 ist ein Kreuzschlitten 31 zum Positionieren eines Bleches W in X- und Y-Richtung angeordnet. Dazu sind an den beiden Seiten der Basis 5 zwei zur Y-Richtung parallele Führungsschienen 33 aufgeschraubt. Ein Y-Schlitten 35 ist auf den Schienen 33 geführt. Der Schlitten 35 ist etwa symmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene der Presse 1. Zum Verschieben des Schlittens 35 ist unter seiner Mitte eine Kugelumlaufmutter 37 befestigt. Diese greift in eine parallel zur Y-Richtung angeordnete Spindel 39 ein. Das eine Ende der Spindel 39 ist in einem Lagerbock 41 in der Nähe der Matrizenhalteeinrichtung 17 gelagert. Das andere

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Ende der Spindel 39 ist in einem prismenförmigen Lagerbock 43 am Ende der Basis 5 gelagert. Zum Antrieb der Spindel 39 ist auf der Basis 5 ein Y-Achs-Servomotor 45 befestigt. Die Abtriebswelle des Motors 45 ist mit der Spindel 39 über ein Getriebe, beispielsweise einen Zahnriemen verbunden.

Der Schlitten 35 trägt eine in X-Richtung angeordnete Führungsschiene 47. Auf dieser ist ein X-Schlitten 51 mit zwei Werkstückspannern 49 verschiebbar geführt. Am einen Ende des Schlittens 51 ist eine Kugelumlaufmutter 53 befestigt, die in eine parallel zur Schiene 47 angeordnete Spindel 55 eingreift. Das eine Ende der Spindel 55 ist in einem Lagerbock 57 gelagert. Das andere Ende der Spindel 55 ist in einem Reduziergetriebe 59 gelagert, das etwa in der Mitte des Schlittens 35 befestigt ist. Mit dem Reduziergetriebe 59 ist ein X-Achs-Servomo-tor 61 verbunden, der in der Mitte am Schlitten 35 montiert ist.

Das in den beiden Werkstückspannern 49 eingespannte Blech W wird durch zwei am Schlitten 35 befestigte Tische 63 unterstützt. Zwischen den Tischen 63 ist ein Kettentisch 65 angeordnet. Eine Förderkette 67 fördert die gestanzten Teile und das Abfallmaterial von der Arbeitsposition weg.

Das Blech W kann mit dem Kreuzschlitten 35, 51 in X- und Y-Richtung positioniert werden.

Der Rammenantrieb 23 hat ein kastenförmiges Rammenführungsgehäuse 71, in welchem eine relativ kurze Exzenterwelle 69 parallel zur Y-Richtung drehbar gelagert ist. Das Rammenführungsgehäuse 71 ist lösbar an der Mitte der vertikalen Frontplatte 73 des oberen Rahmenteils 9 festgeschraubt. Ein durch eine Durchgangsbohrung 73H der Platte 73 ragendes Schwungrad 75 ist auf der Exzenterwelle 69 drehbar gelagert. Auf dem hinteren Ende der Exzenterwelle 69 ist eine Kupplungs-Brems-Einheit 77 angeordnet, mit der die Welle 69 entweder gebremst oder mit dem Schwungrad 75 verbunden werden kann. Ein Gehäuse 77C der Kupplungs-Brems-Einheit 77 ist mit Schrauben an einer Halteplatte 79 des oberen Rahmenteils 9 befestigt.

Der Rammenantrieb 23 besteht also aus dem Rammenführungsgehäuse 71, dem Schwungrad 75 und der Kupplung-Brems-Einheit 77. Durch diesen Aufbau kann der Rammenantrieb 23 leicht am oberen Rahmenteil 9 montiert und von ihm demontiert werden, was die Wartung und die Reparatur erleichtert.

Der Rammenantrieb 23 bestehend aus Rammenführungsgehäuse 71, Schwungrad 75 und Kupplungs-Brems-Einheit 77 ist längs der Exzenterwelle 69 in Y-Achs-Richtung symmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene und in der Mitte des oberen Rahmenteils 9 angeordnet. Die Abwärme des Rammenantriebs 23 verteilt sich deshalb gleichmässig im oberen Rahmenteil 9, so dass ein unsymmetrischer Verzug des oberen Rahmenteiis 9 durch Wärmedehnung vermieden wird. Dadurch bleibt der Stempel 19 koaxial zur Matrize 15.

Zum Antrieb des Schwungrades 75 ist ein Än-triebsritzel 83 in einem Lagerbock 81 benachbart dem freien Ende des Rahmenteils 9 gelagert. Ein Riemen umschlingt das Antriebsritzel 83 und das Schwungrad 75. Das Ritzel 83 ist über eine Kardanwelle 85 mit einem im oberen Rahmenteil 9 befestigten Antriebsmotor 87 verbunden. Wird bei drehendem Schwungrad 75 die Kupplungs-Brems-Einheit 77 eingeschaltet, so nimmt sie die Exzenterwelle 69 mit. Bei ausgeschalteter Einheit 77 wird die Exzenterwelle 69 gebremst und vom Schwungrad 75 entkuppelt. Der Aufbau der Kupplungs-Brems-Einheit 77 ist bekannt und braucht deshalb hier nicht erläutert zu werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist im Rahmenführungsgehäuse 71 eine Rammenführung 89 angeordnet. In der Rammenführung 89 ist eine Ramme 91 vertikal verschiebbar geführt. Das obere Ende der Ramme 91 ist mit einer Pleuelstange 93 mit der Exzenterwelle 69 verbunden, so dass die Ramme 91 auf-und abbewegt, wenn die Exzenterwelle 69 dreht.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das untere Ende der Ramme 91 über ein Verbindungsglied 97 und einen Kopf 99 mit einem Stempelhalter 95 verbunden. Der Stempelhalter 95 ist Teil der Stempelhalteeinrichtung 21. Das Verbindungsglied 97 hat eine T-förmige Nut 97T in welche ein T-förmiger Vorsprung 99T am oberen Ende des Kopfes 99 drehbar eingreift. Der Kopf 99 ist mit dem Stempelhalter 95 verbunden. Eine Unteriagsscheibe 101 und eine Scherplatte 103 sind zwischen dem Verbindungsglied 97 und der unteren Stirnfläche der Ramme 91 angeordnet. Ein Druckbolzen 105 ist zwischen der Scherplatte 103 und dem Vorsprung 99T eingespannt. Wenn auf den Stempel 19 eine zu grosse Kraft nach oben einwirkt, wird die Scherplatte 103 durch den Druckbolzen 105 durchgestanzt, so dass die Presse und die Stanzwerkzeuge vor Überlastung geschützt sind.

Die Stempelhalteeinrichtung 21 umfasst ein Lagergehäuse 109, das am freien Ende des oberen Arms 13U des Werkzeughalters 13 befestigt ist. Im Gehäuse 109 ist eine zylindrische Büchse 113 mit einem Schneckenrad 111 an seiner äusseren Peripherie durch mehrere Lager 115, zum Beispiel Nadellager, drehbar gelagert. Das Schneckenrad 111 kämmt mit einer Schnecke 119, die in einem Getriebegehäuse 117 am Gehäuse 109 drehbar gelagert ist. In der Büchse 113 ist der Stempelhalter 95 drehfest, aber axial verschiebbar mittels einer spielfreien Kugelbüchse 123 gelagert.

Durch diese spielfreie Lagerung des Stempelhalters 95 wird ein Ausschlagen des Längslagers im Betrieb vermieden, und es wird eine genaue winkel-mässige Orientierung des Stempelhalters 95 beim Drehen der Büchse 113 ermöglicht.

Am unteren Ende des Stempelhalters 95 ist ein Stempelhalteglied 125 angeschraubt. Das Stempelhalteglied 125 hat als Stempelpositionierungsglied eine V-förmige Nut 121, in welcher ein Zapfen 19S mit Anlageflächen des Stanzstempels 19 positioniert wird. Mit einem Stempelbefestigungsglied 131 wird der Zapfen 19S in die Nut 121 festgespannt. Die Positionier* und Spann-Einrichtung 121, 131 ist ähnlich aufgebaut wie die später beschriebene Positionier-und Spann-Einrichtung 163,133 der Matrize 15.

Im Stempelhalteglied 125 sind mehrere Haltestangen 135 längsverschiebbar geführt. Die Stangen 135 sind in einem halbkreisförmigen, gegen eine Seite offenen Abstreifringhalter 137 befestigt. Zwischen dem Stempelhalteglied 125 und dem Halter 137

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sind mehrere Federn 139 eingespannt. Ein den Stempel 19 umschliessender Abstreifring 141 ist im Halter 137 axial unverschiebbar gehaltert. Der Abstreifring 141 wird beim Auswechseln des Stempels 19 zusammen mit diesem durch die Öffnung des Halters 137 entfernt.

Um den Matrizenhalter 107 und den Stempelhalter 95 synchron miteinander zu drehen, ist die Schnecke 119 zusammen mit einer weiteren Schnecke 145 mit einem Servomotor 147 verbunden. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist der Servomotor 147 an einem Übertragungsgetriebe 149 auf einer Seite des Rahmens 3 montiert. Eine obere Übertragungswelle 151 ist mit der Schnecke 119 und eine untere Übertragungswelle 153 mit der Schnecke 145 verbunden. Die beiden Wellen 151 und 153 sind im Übertragungsgetriebe 149 zum Beispiel über einen Zahnriemen miteinander verbunden und drehen synchron. Mittels des Servomotors 147 können also der Matrizenhalter 107 und der Stempelhalter 95 synchron miteinander um beliebige gleiche Winkel gedreht werden, so dass Stanzen mit beliebiger Ausrichtung des Stanzwerkzeugsatzes möglich ist.

Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist der Matrizenhalter 107 als zylindrischer Körper mit einem mit der Schnecke 145 kämmenden Schneckenrad 143 an seiner Peripherie ausgebildet. Er ist mit mehreren Wälzlagern 161 in einem Lagerkörper 157 um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Der Lagerkörper 157 ist mit Schrauben mit einer Grundplatte 155 und einem Schneckengehäuse 159 verbunden. Die Schnecke 145 ist im Gehäuse 159 drehbar gelagert.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist das scheibenförmige Matrizenhalteglied 127 am oberen Ende des Matrizenhalters 107 befestigt. Die Matrize 15 ist auf die stirnseitige Auflagefläche 129 des Haltegliedes 127 aufgelegt und mit zwei ebenen Anlageflächen 15P gegen ein in der Draufsicht V-förmiges Matrizenpositionierelement 163 angepresst. Statt des Elementes 163 können auch mehrere Stifte zur Positionierung der Matrize 15 von der Auflagefläche 169 abstehen. Durch die dargestellte Ausbildung der Matrizenpositionierung wird eine exakte winkelmässige Ausrichtung der Matrize 15 gegenüber dem Stempel 19 erreicht.

Zum Anpressen der Matrize 15 in das Matrizenpositionierelement 163 ist im Halter 107 ein Matrizen-spannelement 133 angeordnet. Dieses umfasst einen Hydraulikzylinder 165 unterhalb der Auflagefläche 129. Im Zylinder 165 ist ein Kolben mit einer Kolbenstange 167 verschiebbar. Wie insbesondere in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, ist in der Kolbenstange 167 ein Andrückglied 169 schwenkbar und axial verschiebbar in einer axialen Ausnehmung 171 geführt. Ein Stift 173 ist in eine Querbohrung des Andrückgliedes 169 eingesetzt. Der Stift 173 durchdringt je ein vertikales Langloch 167H in der Kolbenstange 167 beidseits des Andrückgliedes 169 und ragt in je ein weiteres vertikales Langloch 165H im oberen Ende der Wand des Hydraulikzylinders 165. Das Andrückglied 169 hat eine Andrücknase 169P an seinem oberen Ende auf der der Matrize zugewandten Seite. Auf der gegenüberliegenden Seite hat das Andrückglied 169 eine Keilfläche 169C und an der unteren Seite eine geneigte Grundfläche 169B, wobei die Höhe des Andrückgliedes 169 an der Seite der Nase 169P grösser ist als an der gegenüberliegenden Seite. Ein elastisches Glied 175, zum Beispiel aus Polyurethangummi, ist zwischen der Grundfläche 169B und dem Grund der Ausnehmung 171 eingesetzt. Im ungespannten Zustand sind Grund- und Deckfläche des elastischen Gliedes 175 parallel. Im eingebauten Zustand gemäss Fig. 5 und 6 ist das Glied 175 komprimiert. Es drückt dabei das Andrückglied 169 in seiner Schwenkbewegung um den Stift 173 von der Matrize 15 weg.

In der in Fig. 6 dargestellten abgesenkten Stellung des Kolbens im Zylinder 165 ist das Andrückglied 169 bis unterhalb der Auflagefläche 129 zurückgezogen, so dass die Matrize 15 in horizontaler Richtung entfernt werden kann. Der Stift 173 liegt am unteren Rand des Langloches 165H in der Wand des Zylinders 165 und am oberen Rand des Langloches 167H in der Kolbenstange 167 an. Wenn nun der Zylinder 165 beaufschlagt wird, bewegt sich die Kolbenstange 167 nach oben, bis der Stift 173 am oberen Rand des Langloches 165H ansteht. Der Stift 173 bleibt in dieser Stellung stehen. Das Andrückglied 169 ist dabei über die Auflagefläche 129 hochgehoben. Beim weiteren Anheben der Kolbenstange 127 verschiebt sich diese relativ zum Andrückglied 169, wobei der obere Rand der Kolbenstange 167 auf der Keilfläche 169C aufläuft. Das Andrückglied 169 wird dadurch gegen die Matrize 15 geschwenkt und an diese angepresst. Diese gespannte Stellung ist in Fig. 5 dargestellt. Beim Absenken der Kolbenstange 167 wird in umgekehrter Reihenfolge zunächst das Andrückglied 169 von der Matrize 15 weggeschwenkt und anschliessend in die Stellung gemäss Fig. 6 abgesenkt.

Durch die beschriebene Ausbildung des Matri-zenspannelementes 133 wird eine sehr kompakte, einfache Bauweise erreicht, die ein einfaches automatisches Entfernen der Matrize 15 in horizontaler Richtung ermöglicht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das plattenförmi-ge Werkzeugmagazin 27 oberhalb der Auflagefläche 129 angeordnet. Das Magazin 27 hat mehrere Werkzeugsatzhalter 177 zur Aufnahme je eines Werkzeugsatzes 25 in gleichmässigen Winkelabständen längs der Peripherie des Magazins 27. Das Magazin 27 ist an einer vertikalen Schwenkwelle 179 befestigt, die etwa in der Mitte des oberen Arms 13U des Werkzeughalters 13 drehbar gelagert ist. Die Welle 179 trägt ein Kettenrad 181. Dieses ist über eine Kette 183 mit einem Antriebsrad 187 auf einem Untersetzungsgetriebe 185 verbunden.

Claims

Patentanspruch

Stanzpresse mit einer Stempelhalteeinrichtung (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelhalteeinrichtung (21) ein Lagergehäuse (109), eine im Lagergehäuse (109) drehbar gelagerte Büchse (113) sowie einen Stempelhalter (95) umfasst, der in der Büchse (113) mitteis eines spielfreien Längslagers (123) vertikal verschiebbar geführt ist, an seinem unteren Ende ein Stempelpositionierglied (121) zum Einspannen und Positionieren eines Stempels (19)

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