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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Gegenständen mit einem langgestreckten zu bearbeitenden Abschnitt in einem Hub.
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Bei langgestreckten Gegenständen, beispielsweise Schrauben, Nieten, Bolzen oder dergleichen, werden zur Formgebung Umformbewegungen durchgeführt, die in Längsrichtung der Gegenstände durchgeführt werden. Beispielsweise wird bei der Schraubenherstellung durch einen Schlag in Längsrichtung an einem Drahtstift ein Schraubenkopf angeformt.
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An solchen Gegenständen müssen aber auch Bearbeitungen durchgeführt werden, die sich nicht in Längsrichtung durchführen lassen, sondern für die eine quer zur Achse verlaufende Bewegung erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine in einem Hub arbeitete Vorrichtung zu schaffen, mit der solche Gegenstände in einfacher und schneller Weise bearbeitet werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das zu bearbeitende Werkstück wird also in der Werkstückhalterung so eingespannt bzw. gehaltert, dass der Abschnitt, der bearbeitet werden soll, zugänglich ist. Die Werkzeughalterung hat eine Aufnahme, die so beschaffen ist, dass sie den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks in einer Weise aufnehmen kann, dass der Abschnitt bezüglich der durchzuführenden Bearbeitung gehalten wird. Von der Bewegungseinrichtung wird die Werkzeughalterung in Längsrichtung verschoben, bis der Bearbeitungsabschnitt in der Aufnahme aufgenommen ist. Dabei handelt es sich noch um eine Bewegung in Längsrichtung. Am Ende der Bewegung in Längsrichtung erfolgt dann die Betätigung des Werkzeugs innerhalb der Werkzeughalterung in einer Richtung, die die Längsachse schneidet.
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Zur Bewegung des Werkzeugs innerhalb der Werkzeugaufnahme dient das Getriebe, das mit der Bewegungseinrichtung verbunden bzw. gekoppelt ist.
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Beispielsweise kann die Betätigung bzw. Bewegung des Werkzeugs am Ende der Hubbewegung der Bewegungseinrichtung erfolgen, es kann aber je nach durchzuführender Bearbeitung auch eine Überschneidung der beiden Bewegungen gegen Ende der Hubbewegung erfolgen.
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Nach der Durchführung der Bearbeitung wird dann die Bewegungseinrichtung die beiden Halterungen voneinander entfernen, um den gerade bearbeiteten Gegenstand zu entfernen und einen neuen zu bearbeitenden Gegenstand einzusetzen.
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Ein Beispiel für eine Bearbeitung, die mit einer solchen Vorrichtung erfindungsgemäß durchgeführt werden kann, ist eine Scherbearbeitung, bei der also das in der Vorrichtung enthaltene Werkzeug ein Scherwerkzeug ist. Dies kann beispielsweise ein Ende eines Drahtstifts sauber abscheren.
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Eine weitere Möglichkeit der Verwendung der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung ist das Stanzen eines Lochs, bei der also das Werkzeug ein Lochstanzwerkzeug ist.
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Es ist ebenfalls möglich, dass das Werkzeug sich nicht über die Aufnahme hinweg bewegt, sondern nur bis in die Aufnahme hinein. Das Werkzeug kann in weiterer Ausgestaltung ein Prägewerkzeug sein, das Vertiefungen in die Oberfläche des zu bearbeitenden Abschnitts des Gegenstands einbringt. Es kann sich dabei um funktionelle Vertiefungen, beispielsweise Sacklöcher handeln. Es ist aber ebenfalls möglich, dass es sich dabei um eine Beschriftung handelt.
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Eine nochmals weitere Bearbeitungsmöglichkeit besteht darin, das Ende eines Gegenstands seitlich zu verbiegen, beispielsweise abzuknicken.
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Je nach der durchzuführenden Bearbeitung bzw. der Art des Werkzeugs kann in weiterer Ausgestaltung der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung vorgesehen sein, dass das Werkzeug längs eines geradlinigen Bewegungswegs geführt ist.
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Es ist ebenfalls möglich, dass das Werkzeug längs eines bogenförmigen Bewegungswegs geführt ist, oder aber auch drehbar gelagert ist.
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Der Winkel zwischen der Bewegung des Werkzeugs und der Längsrichtung des zu bearbeitenden Gegenstands kann zwischen 10° und 170° liegen.
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Es wurde bereits erwähnt, dass die Aufnahme so beschaffen ist, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks bezüglich seiner Bearbeitung festgehalten wird. Wenn das Ende eines Bolzens abgeschert werden soll, ist es sinnvoll, den Bolzen beispielsweise auf allen vier Seiten durch die Aufnahme zu unterstützen und nur den Endbereich, wo die Abscherung erfolgt, nicht zu unterstützen.
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Bei einer Biegebearbeitung ist es natürlich vorgesehen, dass die Aufnahme den Gegenstand nur auf drei Seiten umfasst, so dass er auf der Seite, zu der er umgebogen werden soll, frei liegt. Natürlich muss auch die Stelle, an der das Werkzeug angreift, von der Aufnahme freigelassen werden.
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Bei einer Scherbearbeitung oder einem Lochstanzen ist erfindungsgemäß in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das die Werkzeughalterung einen Auswurfkanal für einen bei der Bearbeitung entstehenden Butzen aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Getriebe für die Bewegung des Werkzeugs ein Schubgetriebe ist. Die Bewegung der Werkzeughalterung gegenüber der Werkstückhalterung kann damit über das Schubgetriebe in eine Schubbewegung oder eine Schwenkbewegung des Werkzeugs umgesetzt werden.
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In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an der Werkzeughalterung ein Schlitten verschiebbar gehaltert ist, der in Längsrichtung der Aufnahme der Werkzeughalterung verschiebbar ist. Dieser Schlitten kann eine Angriffsstelle für die Bewegungseinrichtung aufweisen. Dies kann dazu benutzt werden, dass die Bewegungseinrichtung den Schlitten und die mit diesem verbundene Werkzeughalterung vorwärts bewegt und am Ende der Bewegung, wenn die Werkzeughalterung sich nicht mehr weiter bewegen kann, nur noch den Schlitten vorwärts bewegt, der dann über das Getriebe das Werkzeug zum Einsatz bringt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung an den beiden zu bewegenden Teilen unabhängig voneinander angreift. Es kann in Weiterbildung der Erfindung jedoch auch vorgesehen sein, dass der Schlitten federbeaufschlagt ist. Dann führt der Angriff der Bewegungseinrichtung zunächst zu einer gemeinsamen Bewegung von Schlitten und Werkzeughalterung, und erst gegen Ende der Bewegung wird dann mit der gleichen Einrichtung der Schlitten gegen die Wirkung der Feder weiter bewegt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schlitten auf eine Schubstange einwirkt, die mit einer Schrägfläche versehen ist und mit dieser Schrägfläche an einer Schrägfläche des Werkzeugs oder eines mit dem Werkzeug verbundenen Werkzeugträgers angreift, um dadurch das Werkzeug zu bewegen. Durch unterschiedliche Gestaltung der Winkel zwischen den beiden Schrägflächen gegenüber der Verschieberichtung lässt sich eine mehr oder weniger starke Untersetzung bewirken.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung in einem ersten Zustand;
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2 die Vorrichtung der 1 in einer zweiten Position;
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3 die Vorrichtung nach Durchführung der Bearbeitung;
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4 ein Beispiel für eine Bearbeitung;
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5 ein weiteres Beispiel für eine Bearbeitung;
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6 ein Beispiel für eine Doppelbearbeitung;
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7 ein Beispiel für eine Sacklochbildung;
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8 ein Beispiel für eine Biegung;
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9 ein weiteres Beispiel.
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Die Vorrichtung enthält eine Halterung 1 für ein Werkstück 2. Die Halterung ist im dargestellten nur schematischen Beispiel als Block ausgebildet mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal 3 mit beispielsweise einem kreisrunden Querschnitt. Das Werkstück ist im dargestellten Beispiel ein zylindrisches Drahtstück 4. Sein Außendurchmesser entspricht dem Innendurchmesser des Kanals 3. Damit das Drahtstück 4 in dieser Position bleibt, kann beispielsweise von unten ein Schieber in den Kanal 3 eingeführt werden, der die axiale Position des Drahtstücks 4 bestimmt. Eine Bearbeitung des Drahtstücks 4 kann natürlich nur in dem Bereich erfolgen, der über die Stirnfläche 5 der Halterung 1 vorsteht.
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Die Werkstückhalterung 1 wird von einer ebenen Stirnfläche 5 begrenzt. Aus dieser ebenen Stirnfläche 5 ragt der Drahtstift 4 heraus. Die Stirnfläche 5 wird von einer Schulter 6 umgeben, die als ebene Fläche um die Stirnfläche 5 herum läuft und einen Abstand von dieser aufweist.
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In Verlängerung des Kanals 3 ist mit Abstand von der Stirnfläche 5 der Werkstückhalterung 1 eine Werkzeughalterung 7 angeordnet. Diese ist in Richtung der gestrichelt angedeuteten Längsachse 8 verschiebbar. Sie wird auf ihrer der Werkstückhalterung 1 zugeordneten Seite von einer ebenfalls ebenen Stirnfläche 9 begrenzt. Die Stirnfläche 9 der Werkzeughalterung 7 hat die gleiche Quererstreckung und damit auch die gleiche Größe wie die Stirnfläche 5 der Werkstückhalterung 1.
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In dieser Werkzeughalterung 7 ist eine Aufnahme 10 ausgebildet, die im dargestellten Beispiel eine Verlängerung des Kanals 3 darstellt. Die Aufnahme 10 ist in Verlängerung des Kanals 3 angeordnet, so dass die beiden Kanäle fluchten.
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In der Werkzeughalterung ist ein Werkzeug 11 in einer Führung verschiebbar angeordnet, wobei die Führung im dargestellten Beispiel quer zur Längsachse 8 der Anordnung verläuft. Das Werkzeug wird von einer Zugfeder 12 in die dargestellte Position beaufschlagt, in der die Vorderseite 12 des Werkzeugs 11 mit der Wand der Aufnahme 10 in der Weise fluchtet, dass das Werkzeug 11 nicht in die Aufnahme 10 hinein ragt. Das Werkzeug 10 hat in seinem von seiner Vorderseite 12 abgewandten Endbereich eine Schrägfläche 13, die beispielsweise unter einem Winkel von 45° verläuft. Die Schrägfläche 13 verläuft fortschreitend von der Vorderseite 12 ausgehend nach unten abfallend.
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In Längsrichtung und parallel zu der Aufnahme 10 ist in der Werkzeughalterung ein zweiter Kanal ausgebildet, in dem eine Schubstange 14 eingesetzt und verschiebbar geführt ist. Diese Schubstange 14 weist an ihrem dem Werkzeug 11 zugewandten Ende eine Schrägfläche 15 auf, die parallel zu der Schrägfläche 13 des Werkzeugs 11 verläuft. In der in 1 dargestellten Position der Werkzeughalterung 7 weisen die beiden Schrägflächen 13, 15 einen Abstand voneinander auf.
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Auf der der Vorderseite 12 des Werkzeugs 11 gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 10 in der Werkzeugaufnahme beginnt ein sich trichterförmig erweiternder Auswurfkanal 16, der an der in 1 rechten Seite der Werkzeughalterung 7 ausmündet.
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An der Werkzeughalterung 7 ist ein Schlitten 17 verschiebbar gelagert, wobei die Verschieberichtung des Schlittens 17 gegenüber der Halterung 7 mit der Achse 8 und damit der Bewegungsrichtung der Werkzeughalterung 7 zusammenfällt. Der Schlitten 17 umgibt die Halterung 7 nach Art eines Käfigs, und die freien Kanten 19 seiner Seitenwände 18 verlaufen in der dargestellten Position bündig mit der Stirnfläche 9 der Werkzeughalterung 7.
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Die Seitenwände 18 gehen von einer Stirnplatte 20 aus, die von einer Stirnfläche 21 der Werkzeughalterung 7 einen Abstand aufweist. Zwischen der Innenseite der Stirnplatte 20 und der Stirnfläche 21 der Werkzeughalterung 7 erstreckt sich eine Druckfeder 22. An der Innenseite der Stirnplatte 20 liegt das Ende der Schubstange 14 an.
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Bei dem Werkzeug 11 handelt es sich um ein Stanzwerkzeug, bei dem die Vorderseite 12 von einer umlaufenden scharfen Kante begrenzt ist.
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Zu der Vorrichtung gehört eine Bewegungseinrichtung, die die Werkzeughalterung 7 in Richtung des Pfeils 23 nach unten in Richtung auf die Werkstückhalterung 1 bewegt, also einen Hub durchführt. Diese Bewegungseinrichtung, die beispielsweise von einem Hydraulikzylinder verwirklicht wird, wirkt auf die Außenseite der Stirnkante 20 des Schlittens 17 ein.
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Wenn die Bewegungseinrichtung ihren Hub ausführt, so schiebt sie die Werkzeughalterung 7 nach unten. Dadurch gelangt der Drahtstift 4 in die Aufnahme 10. Das Ende der Bewegung zwischen den beiden Halterungen 1 und 7 ist erreicht, wenn die Stirnfläche 5 der Werkstückhalterung 1 und die Stirnfläche 9 der Werkzeughalterung 7 aneinander anliegen. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt. In dieser Position weist die Stirnkante 20 des Schlittens 17 von der Stirnfläche 21 der Halterung 7 immer noch den schon in 1 zu sehenden Abstand auf. Damit ist aber noch nicht das Ende des Hubes erreicht. Bei weiterer Vorwärtsbewegung der Bewegungseinrichtung wird nun der Schlitten 17 weiter bewegt, während die Halterung 7 stehen bleibt. Diese Weiterbewegung ist solange möglich, bis die Stirnkanten 19 der Seitenwände 18 des Schlittens 17 auf der Schulter 6 aufliegen. Bei dieser Bewegung wird die Schubstange 14 ebenfalls verschoben, so dass ihre Schrägfläche 15 an der Schrägfläche 13 des Werkzeugs 11 anliegt und auf diese eine Kraft ausübt. Dies führt dazu, dass die beiden Schrägflächen aneinander abgleiten und das Werkzeug 11 nach rechts verschoben wird. Dabei führt das Werkzeug 11 eine Stanzung durch. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt.
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Die Druckfeder 22 ist komprimiert, die Zugfeder 12 ist expandiert, und das Werkzeug 11 hat durch das Drahtstück 4 ein Loch gestanzt. Der ausgestanzte Butzen 24 ist in den Auswurfkanal 16 gelangt.
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Wird nun die Hubbewegung umgekehrt, so wird zunächst der Schlitten 17 durch die Druckfeder 22 hoch geschoben und das Werkzeug 11 durch die Zugfeder 12 zurückgezogen. Anschließend kann die Werkzeughalterung 7 insgesamt abgehoben und das Werkstück 2 entnommen werden. Die Bearbeitung ist beendet.
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Als Beispiel für eine Bearbeitung wurde das Stanzen eines Lochs in einen zylindrischen Stift beschrieben.
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Die folgenden Figuren zeigen rein schematisch die Enden von zu bearbeitenden Gegenständen mit unterschiedlichen Bearbeitungsmöglichkeiten.
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In 4 sollen das Ende eines Drahtstifts oder einer Stange abgeschert werden, und zwar zur Bildung einer Schrägfläche. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Bewegungsweg des Werkzeugs 11 unter einem von 90° verschiedenen Winkel gegenüber der Achse 8 ausgebildet wird.
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Bei der Darstellung der 5 geht es darum, dass in einer seitlichen Fläche 25 eines Werkstücks einzelne Vertiefungen 26 eingebracht werden sollen. Hierzu dient dann ein Prägewerkzeug, das eine den Vertiefungen entsprechende Gegenform aufweist.
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Bei der Ausführungsform der 6 sind zwei Lochstanzungen dargestellt, von denen eine Lochstanzung unter einem rechten Winkel gegenüber der Längsachse erfolgt, während die andere Lochstanzung schräg gegenüber der Längsachse verläuft.
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Bei der Ausführungsform der 7 ist ein Sackloch 27 in einer Seitenfläche 25 eines Werkstücks gebildet worden.
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Bei der Ausführungsform der 8 ist das Ende 28 eines Werkstücks umgebogen, wobei der Endabschnitt dann wieder geradlinig verläuft. In diesem Fall muss ein Werkzeug in der Werkzeughalterung 7 verschwenkbar gelagert sein, und auf der dann rechten Seite muss die Aufnahme Platz bieten, damit der abgeknickte Teil 28 dort untergebracht sein kann.
