DE10132875A1 - Werkzeugfutter für eine handhaltbare stromgetriebene Stanzmaschine oder ähnliches - Google Patents

Abstract

Ein Futter zum abnehmbaren Montieren einer Stanze (8) an eine Standmaschine beinhaltet einen stromgetriebenen Plunger (6), welcher linear reziprokabel relativ zu einem Körper (1) ist. Der Plunger weist eine Stanzfassung (10) auf, welche zentral in einem Ende davon zum Aufnehmen des Schafts (11) der Stanze ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Kugelführungsbahnen (6a), welche sich radial nach außen von der Stanzfassung erstrecken. Arretierkugeln (13) sind je eine in je einer Kugelführungsbahn in dem Plunger zur Bewegung in und aus einem Arretierungseingriff in einer ringförmigen Nut (12) in dem Schaft der Stanze aufgenommen, welche in der Stanzfassung aufgenommen ist. Ein Nockenring (14), welcher konzentrisch an dem Plunger montiert ist, ist dazu bzw. davon zum Zwingen der Arretierkugeln in einen Arretiereingriff in der ringförmigen Nut im Stanzschaft axial bewegbar. DOLLAR A Um die Reduktion der Dimension der Stanzmaschine in der Axialrichtung des Plungers für gegebene Plunger und Stanzdurchmesser zu realisieren, sind die Arretierkugeln (13) je radial zum Plunger (6) verlängert, oder längs darin zu den Kugelführungsbahnen (6), anstatt wie im Stand der Technik wirklich sphärisch zu sein.

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Stanzmaschinen zum Gebrauch mit austauschbaren Werkzeugen, und im Speziellen auf handhaltbare stromgetriebene Stanzmaschinen, geeignet zur Perforierarbeit von Blech auf Baustellen unter anderen Anwendungen. Weiter im Speziellen bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen in oder bezüglich eines Futters zum abnehmbaren Montieren einer Stanze oder anderem Werkzeug an der Stanzmaschine.

Üblicherweise ist es zum Einspannen eines Werkzeugs an den Plunger oder eine Ramme von Stanzmaschinen oder Stanzpressen bekannt, einen Satz von Arretierkugeln zu verwenden, von welchen eine in je einer der verschiedenen Kugelführungsbahnen gleit- bzw. rutschbar aufgenommen ist, welche sich radial nach außen von der Werkzeugfassung bzw. -sockel erstrecken, welche in einem Ende des Plungers oder der Ramme mittig bzw. zentral geschnitten ist. Die Werkzeugfassung besteht, um den Schaft des Werkzeugs darin eingefügt zu bekommen. Ein Nockenring, welcher konzentrisch über den Plunger paßt, ist axial davon/dazu bewegbar in gleitendem Eingriff mit den Arretierkugeln, welche teilweise von den Kugelführungsbahnen hervorragen, zum Zwingen der Kugeln in eine ringförmige Nut im Werkzeugschaft. Das Werkzeug ist fest an den Plunger in einer coaxialen Beziehung dazu angekuppelt, so daß bzw. wenn alle Arretierkugeln in Arretiereingriff in der Nut im Werkzeugschaft im Eingriff gebracht sind.

Ein Einwand zu diesem bekannten Werkzeugfutter ist, daß die Arretierkugeln, wie hierfür gemacht, alle in wirklich sphärischer Form sind. Die sphärischen Arretierkugeln haben die axiale Dimension des Plungers unnötig lang für gegebene Durchmesser des Plungers und des Werkzeugschafts gemacht. In handgehaltenen, stromangetriebenen Stanzmaschinen der zu betrachtenden Art ist die Distanz zwischen der Stanze in seiner normalen zurückgezogenen Position und dem Gesenk bzw. Schneidwerkzeug eng begrenzt. Der unnötig lange Plunger hat somit in einer unnötig langen Dimension der Maschine selbst in der axialen Richtung des Plungers resultiert.

Eine bekannte Lösung zu dieser Ungünstigkeit war der Gebrauch von Futtern vom Schraubentyp. Dieser alternative Typ von Futtern hat jedoch einen ernsten Nachteil des relativ leichten Lockerns im Gebrauch, wenn der Einschlag des Stanzens wiederholt darauf ausgeübt wird. Die Schraubengewinde der losen Futter wurden leicht unbehebbar zerstört.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung versucht, in einem Werkzeugfutter für eine Stanzmaschine der definierten Art, die axiale Dimension des Futters geringer zu machen als hier zuvor für gegebene Durchmesser des Plungers bzw. Stempel bzw. Kolbens bzw. Stange und des Werkzeugschafts durch Gebrauch von nur vorexistierenden Teilen und ohne in irgendeiner Art entgegengesetzt die Leistung oder die Handhabung der Maschine zu beeinflussen.

Kurz, die vorliegende Erfindung kann zusammengefaßt werden als ein Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Stanzmaschine. Beinhaltet ist ein Plunger, welcher axial davon reziprokabel ist, wobei der Plunger eine Werkzeugfassung in einem Ende davon zum Aufnehmen des Schafts eines Werkzeugs ausgebildet hat und eine Vielzahl von Kugelführungsbahnen, welche sich axial nach außen von der Werkzeugfassung erstrecken. Von den Arretierkugeln ist je eine in jeder Führungsbahn gleit- bzw. rutschbar zum Bewegen in und aus dem Arretiereingriff in einer ringförmigen Nut in dem Werkzeugschaft aufgenommen, welcher in der Werkzeugfassung enthalten ist. Jede Arretierkugel ist radial zum Plunger verlängert, oder längs von einer Kugelführungsbahn, in welcher sie aufgenommen ist. Ein Nockenring ist konzentrisch an dem Plunger montiert und axial dazu zum Zwingen bzw. Überspreizen der Arretierkugeln im arretierten Eingriff in der ringförmigen Nut in dem Werkzeugschaft bewegbar.

Die Erfindung zeigt insbesondere die Tatsache, daß die Arretierkugeln jeweils radial zum Plunger verlängert bzw. länglich sind, was gleich bedeutend mit der Äußerung ist, daß die Arretierkugeln axial zum Plunger gepreßt bzw. komprimiert werden. Somit kann für gegebene Durchmesser des Plungers und des Werkzeugschafts die Dimension der Maschine in axialer Richtung des Plungers entsprechend geringer gemacht werden als wenn die Kugeln wirklich sphärisch wären wie im Stand der Technik. Abgesehen von der verbesserten Form der Arretierkugeln ist vielmehr die praktisch-bewiesene Leistung der Werkzeugfassung intakt, zulassend, daß das Werkzeug leicht an der Stanzmaschine montiert wird und davon demontiert wird, und das Werkzeug in der vorderen Fläche des Einschlags von Stanzoperationen positiv gehalten wird.

Die vorliegende Erfindung zeigt weiterhin die Tatsache, daß der Plunger zum leichten Abziehen des Werkzeugschafts von der Werkzeugfassung bei Auftreten von zufälliger Deformation des Werkzeugschafts in der Werkzeugfassung angepaßt ist. Für solch eine Werkzeugschaftabziehung ist der Plunger ausgebildet, eine ringförmige Vergrößerung der Werkzeugfassung zwischen den Kugelführungsbahnen und einem Ende des Plungers zum Zwecke des Abziehens des Werkzeugschafts von der Werkzeugfassung in einer Ausführungsform der Erfindung zu beinhalten. In einer anderen Ausführungsform weist der Plunger eine Vielzahl von Entweichungsdurchgängen auf, welche zur Werkzeugfassung offen sind und welche sich jeweils zwischen jeder Kugelführungsbahn und einem Ende des Plungers zum Zwecke des Abziehens bzw. Entfernen des Werkzeugschafts von der Werkzeugfassung erstrecken.

Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden deutlicher, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden aus dem Studium der folgenden Beschreibung, zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen, welche einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Seitenriß, teilweise herausgebrochen gezeigt, um die inneren Details der handgehaltenen, stromangetriebenen Stanzmaschine zu zeigen, welche die neuen Konzepte dieser Erfindung inkorporiert;

Fig. 2 ist ein vergrößerter, fragmentarer Schnitt durch die Stanzmaschine von Fig. 1, wobei die Ansicht insbesondere das Futter zum abnehmbaren Kuppeln der Stanze an den Plunger zeigt;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 und zeigt auch das Futter;

Fig. 4 ist eine Ansicht ungefähr ähnlich zu Fig. 2, zeigt aber eine alternative Form der Stanzmaschine gemäß der Erfindung; und

Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 3, zeigt aber eine weitere alternative Form der Stanzmaschine gemäß der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird geglaubt, daß die vorliegende Erfindung am besten in handgehaltenen, leistungs- bzw. stromangetriebenen Stanzmaschinen verwendet wird, wie in Fig. 1 gezeigt. Die exemplarische Stanzmaschine weist einen Körper 1 auf, welcher darin einen elektrischen Antriebsmotor 2 montiert hat, welcher antreibend an eine Hydraulikpumpe 3 gekoppelt ist. Weiterhin ist in dem Maschinenkörper 1 ein Hydraulikzylinder 4 montiert, welcher darin reziprokabel einen Kolben 5 montiert hat, welcher ein Paar von gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Fluidkammern definiert. Der Kolben 5 wird sich nach hinten und vorne innerhalb des Zylinders 4 bewegen, wenn ein Fluid, üblicherweise ein Hydrauliköl, unter Druck von der Pumpe 3 alternierend zu den entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Fluidkammern des Zylinders 4 zugeführt wird.

Eine Kolbenstange 6, eine weitere Komponente des Hydraulikzylinders 4, erstreckt sich nach vorne, oder nach links, wie in Fig. 1 gezeigt, vom Kolben 5 und ragt nach außen vom Maschinenkörper 1 hervor. Die Kolbenstange 6 hat ein Werkzeugfutter bzw. -einspanneinrichtung 7, durch welches ein Werkzeug, sowie z. B. eine Gesenk- bzw. Präge- bzw. Perforationsstanze 8, koaxial und abnehmbar an der Kolbenstange gekoppelt ist. Die Stanze 8, welche an der Kolbenstange 6 eingespannt ist, wird normalerweise eingezogen von einem Gesenk 9 gehalten, welches schnell an den Maschinenkörper 1 montiert ist, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 1 gezeigt. Bei Extension bzw. Ausfahren der Kolbenstange 6 wird die Stanze 8 in das Gesenk 9 zur Perforationsarbeit von Blech gestoßen bzw. geschoben, wie durch die gestrichelten Linien in der gleichen Figur gezeigt. Somit dient die Kolbenstange 6 als Plunger und wird in dieser Spezifikation von nun an so bezeichnet.

Wie in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 2 und 3 gezeigt, wird die Stanze 8 in den Plunger 6 durch Einfügen seines Schafts 11 in eine Stanze oder einen Werkzeugsockel 10 eingespannt, welcher zentral in dem freien Ende des Plungers 6 gebohrt bzw. abgesenkt ist. Radial sich nach außen erstreckend von der Stanzfassung 10 sind eine Vielzahl von, in dieser speziellen Ausführungsform sechs, Kugelführungsbahnen 6a, welche in konstanten winkligen Abständen angeordnet sind.

Die Fassung 7 weist einen Satz von Rast- bzw. Arretierkugeln 13 auf, welche gleitbar jeweils in je einer Kugelführungsbahn 6a zum Bewegen in und aus Rast- bzw. Arretiereingriff in einer ringförmigen Nut 12 enthalten sind, welche in die Fläche bzw. Oberfläche des Stanzschafts 11 geschnitten ist. Die ringförmige Nut 12 ist wie eine flache bzw. hohle Schüssel im Querschnitt geformt, so daß die Arretierkugeln 13 in und aus der Nut leicht bzw. sanft gleiten, wenn der Stanzschaft 11 in die Stanzfassung eingefügt ist oder davon abgezogen wird.

Jede Arretierkugel 13 ist nicht sphärisch, aber gemäß einem Merkmal der vorliegenden bzw. gegenwärtigen Erfindung radial zum Plunger 6 verlängert, oder längs zu der Kugelführungsbahn 6a, in welcher sie enthalten ist.

In Fig. 1, wie auch in Fig. 3, wird der Stanzschaft 11 voll eingefügt in der Stanzfassung 10 gezeigt, mit den Arretierkugeln 13 gestützt gegen die ringförmige Nut 12 in dem Stanzschaft. Die Stanze 8 wird dann arretiert, fest eingespannt an den Plunger 6 und ist bereit zum Stanzen. Fig. 2 zeigt andererseits den Stanzschaft 11 nicht voll eingefügt in die Stanzfassung 10, so daß sich die ringförmige Nut 12 im Stanzschaft nicht in einer Position befindet, um durch die Arretierkugeln 13 eingegriffen zu werden. Die Stanze 8 ist nicht arretiert. Es wird aus den Fig. 1 bis 3 beobachtet, daß die Längsdimension der Arretierkugeln 13 etwas größer als die Länge der Kugelführungsbahnen 6a ist.

Konzentrisch über dem Plunger 6 ist ein Nockenring 14 gepaßt, welcher axial zu dem Plunger bewegbar ist. Der Nockenring 14 ist ausgebildet, eine Leiste bzw. Anschlag bzw. Absatz 15 auf seiner inneren Fläche bzw. Oberfläche zu beinhalten, um eine Nockenkontur 15a in rutsch- bzw. gleitbaren Eingriff mit all den Arretierkugeln 13 vorzusehen, welche von den Kugelführungsbahnen 6a hervorragen. Die Nockenkontur 15a ist so, daß die Arretierkugeln 13 radial nach innen zu dem Plunger 6 und in Arretiereingriff in der Ringnut 12 in dem Stanzschaft 11 gezwungen werden, wenn der Nockenring 14 nach vorne zum Plunger gezwungen wird.

Eine schraubenförmige Kompressionsfeder 16 wirkt zwischen dem Plunger 6 und dem Nockenring 14, um letzteren nach vorne zum Former vorzuspannen, d. h. in der Richtung zum Zwingen der Arretierkugeln 13 in Arretiereingriff in der ringförmigen Nut 12. Ein Bund 17 ist auf dem Plunger 6 ausgebildet, um den Weg des Nockenrings 14 unter der Vorspannung der Kompressionsfeder 16, in solch einer axialen Position an dem Plunger zu begrenzen, daß die Arretierkugeln 13 arretiert in der ringförmigen Nut 12 gehalten werden. In der Praxis kann der Bund 17 an dem Plunger 6 aus sogenannten Klavierkabeln bzw. -drähten bzw. -seiten ausgebildet sein, nachdem der Nockenring 14 an dem Plunger montiert wurde.

Im Gebrauch der Stanzmaschine, welche, wie hierin zuvor mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben, konstruiert wurde, kann der Maschinenbediener manuell den Nockenring 14 gegen den Maschinenkörper in Einspruch bzw. entgegengesetzt zu der Vorspannung der Kompressionsfeder 16 zurückziehen, als Vorbereitung dienend zum Einfügen des Stanzschafts 11 in die Stanzfassung 10 in dem Plunger 6. Die Arretierkugeln 13 werden dann frei sein, sich in jeder Richtung entlang der Kugelführungsbahnen 6a zu bewegen.

Dann, während der Nockenring 14 wie oben zurück- bzw. eingezogen gehalten wird, kann der Operator den Stanzschaft 11 voll in die Stanzfassung 10 einfügen, bis die ringförmige Nut 12 in dem Stanzschaft in Register mit den radialen Kugelführungsbahnen 6a in dem Plunger 6 kommt. Dann kann er den Nockenring 14 freilassen, um dadurch diesem zu ermöglichen, daß er sich nach vorne zum Plunger 6 unter der Vorspannung der Kompressionsfeder 16 bewegt. Während er so nach vorne in Anschlag gegen den Bund 17 gefedert wird, drückt der Nockenring 14 die Arretierkugeln 13 in Arretiereingriff in der ringförmigen Nut 12 im Stanzschaft 11, welcher in der Stanzfassung 10 aufgenommen ist.

Nun wurde die Einspannung der Stanze 8 in den Plunger 6 komplettiert. Der Nockenring 14 wir im Anschlag gegen den Bund 17 unter der Kraft der Kompressionsfeder 16 bleiben, wobei er die Arretierkugeln 13 in der ringförmigen Nut 12 im Stanzschaft 11 im Eingriff hält und so bewirkt, daß die Stanze 8 im Plunger 6 gegen axiale Displazierung bzw. Bewegung arretiert gehalten wird. Es wird verstanden, daß die Kompressionsfeder 16 ausreichend stark ist, um den Nockenring 14 im Anschlag gegen den Bund 17 in Anbetracht des Einschlages zu halten, welcher auf die Maschine während des Stanzens ausgeübt wird.

Da die Arretierkugeln 13 radial zum Plunger 6, wie schon gesagt, verlängert sind, und die Kugelführungsbahnen 6a im Durchmesser geringer ausgeführt sind, als wenn die Kugeln sphärisch wären, kann der Plunger entsprechend in der Länge reduziert werden. Ein ausreichender Raum zwischen dem Plunger 6 und dem Gesenk 9 zum Montieren und Demontieren der Stanze 8 oder anderer zwischen- bzw. auswechselbarer Werkzeuge, wird somit vorgesehen.

Fig. 4 ist eine teilweise Darstellung einer modifizierten Stanzmaschine, in welcher die Stanzfassung 10 im Plunger 6 ausgebildet ist, radiale Entweichungsvergrößerungen 6b zwischen den Kugelführungsbahnen 6a und dem vorderen Ende 6c des Plungers zu beinhalten. Alternativ, wie in Fig. 5 gezeigt, kann der Plunger 6 darin mit einer Vielzahl von Entweichungsdurchgängen 6d ausgebildet sein, welche radial nach außen zur Stanzfassung 10 angeordnet sind, und sich jeweils einer zwischen je einer Kugelführungsbahn 6a und dem vorderen Ende 6c des Plungers erstreckt. Die Entweichungsvergrößerung 6b oder Entweichungsdurchgänge 6d sind für die folgenden Zwecke vorgesehen:
Im Gebrauchsgebiet der Stanzmaschine könnte die Notwendigkeit aufkommen, ein Erzeugnis zu stanzen, welches dicker als der Dichtigkeitsbereich für welchen das Gesenk 9 ausgelegt ist, welches derzeit an der Maschine montiert ist. Zum Beispiel könnte ein 6 mm dickes Werkstück mit Verwendung eines Gesenks gestanzt werden, welches für Werkstücke nur bis 3 mm Dicke ausgelegt ist. Dann könnte die Stanze 8 im Werkstück W steckenbleiben und jeden greifbaren Anstrengungen zum Abziehen widerstehen.

Wie häufig der Fall, wird der Maschinenoperator dann auf das Werkstück W mit einem Hammer H schlagen, um die Stanze herauszulösen bzw. zu lockern. Der Einschlag des Hammers wird auf die Stanze 8 übertragen, woraus möglicherweise durch plastische Deformation ein Ausbeulen bzw. Aufweiten des Vorsprungs bzw. Schulter 11a, Fig. 4, des Stanzschafts 11 resultiert, welcher gegen die Arretierkugeln 13 gehalten wird. Die Stanze wird dann nicht herausziehbar aus der Stanzfassung 10 werden, da seine ausgebeulten Teile durch die inneren Kanten der Kugelführungsbahnen 6a gefaßt sind.

Die Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 sind vorgesehen, um diese Ungeeignetkeit aufzuheben. Die Stanze 8 wird relativ leicht vom Plunger 6 ausgelöst, da seine ausgebeulten Teile durch die Entweichungsvergrößerung 6b oder Entweichungsdurchgänge 6d von den Kugelführungsbahnen 6a zu dem Ende 6c des Plungers 6 durchgehen.

Nicht widerstehend der vorangegangen detaillierten Offenbarung, ist es nicht erwünscht, daß die Erfindung durch die exakte Darstellung der Zeichnungen oder ihrer Beschreibung begrenzt wird. Eine Reihe von Modifikationen oder Änderungen der dargestellten Ausführungsformen werden sich selbst den Spezialisten vorschlagen, ohne vom Schutzbereich der Ansprüche, welche folgen, abzuweichen.

Claims (5)

1. Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Stanzmaschi­ ne, aufweisend einen Plunger (6), welcher linear reziprokabel bzw. hin- und herbewegend relativ zu einem Körper (1) ist, wobei der Plunger einen Werk­ zeugsockel bzw. -fassung (10) aufweist, welche zentral in einem Ende davon zum Aufnehmen des Schafts (11) eines Werkzeugs (8) ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Kugelführungsbahnen (6a), welche sich radial nach außen von der Werkzeugfassung erstrecken, eine Vielzahl von Arretierungskugeln (13), von welchem eine in je einer Kugelführungsbahn in dem Plunger zur Bewegung in und aus einem Arretierungseingriff in einer ringförmigen Nut (12) in dem Schaft des Werkzeugs enthalten ist, welches in der Werkzeug­ fassung in dem Plunger aufgenommen ist, und einen Nockenring (14), wel­ cher konzentrisch an dem Plunger montiert ist und dazu bzw. davon zum Zwingen der Arretierungskugeln in einem arretierten Eingriff in der ringförmi­ gen Nut im Schaft des Werkzeugs axial bewegbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Arretierkugeln (13) jeweils radial zum Plunger (6) oder längs zu den Kugelführungsbahnen (6a) darin verlängert sind.

2. Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Stanzmaschi­ ne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rückstellfähiges Mittel (16) zwischen dem Plunger (6) und dem Nockenring (14) wirkt, um das hin­ terste bzw. fetzte in einer Richtung zu zwingen, um die Arretierkugeln (13) in einen arretierten Eingriff in der ringförmigen Nut (12) in der Fassung (11) des Werkzeugs (8) zu zwingen.

3. Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Stanzmaschi­ ne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzungsan­ schlag bzw. -stopp (17) an dem Plunger (6) zum Begrenzen des Weges des Nockenrings (14) unter der Kraft des rückstellfähigen Mittels (16) ausgebildet ist.

4. Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Standmaschi­ ne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugfassung (10) in dem Plunger (6) ausgebildet ist, eine ra­ diale Vergrößerung (6b) zwischen den Kugelführungsbahnen (6a) und dem einen Ende (6c) des Plungers zum Zwecke des Abziehens des Werkzeug­ schafts (11) aus der Werkzeugfassung zu beinhalten.

5. Futter zum abnehmbaren Montieren eines Werkzeugs an eine Stanzmaschi­ ne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (6) eine Vielzahl von Entweichungsdurchgängen (6d) darin ausgebildet hat, welche zu der Werkzeugfassung (19) offen sind bzw. sich öffnen und sich einer zwischen jeder Kugelführungsbahn (6a) und ein Ende (6c) des Plungers zum Zwecke des Abziehens des Werkzeugschafts (11) aus der Werkzeugfassung (10) erstreckt.