DE102020007893B3 - Processing module for a processing tool of a machine tool, processing tool and machine tool - Google Patents
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Abstract
Bearbeitungsmodul (3) für ein Bearbeitungswerkzeug für eine Werkzeugmaschine (100), wobei das Bearbeitungswerkzeug (1) ein erstes Werkzeugteil (1a) mit einem Moduloberteil (3a) und ein zweites Werkzeugteil (1b) mit einem Modulunterteil (3b) aufweist, welche durch die Werkzeugmaschine (100) während eines Arbeitshubs zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt relativ zueinander beweglich sind, wobei das Moduloberteil (3a) eine erste Bearbeitungseinheit (11) sowie eine erste Auswerfeinheit (12) und das Modulunterteil (3b) eine zweite Bearbeitungseinheit (21) sowie eine zweite Auswerfeinheit (22) aufweist, wobei die zweite Bearbeitungseinheit (21) und die zweite Auswerfeinheit (22) zueinander relativ beweglich im zweiten Werkzeugteil (1b) angeordnet sind, wobei das Modulunterteil (3b) eine Umlenkeinrichtung (25) mit mindestens einer Umlenkeinheit (25a, 25b) aufweist, wobei ein erstes Ende (25a', 25b') der mindestens einen Umlenkeinheit (25a, 25b) an der zweiten Bearbeitungseinheit (21) und ein zweites Ende (25a", 25b") an der zweiten Auswerfeinheit (22) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (25) eine Bewegung der zweiten Auswerfeinheit (22) in einer ersten Richtung in eine Bewegung der zweiten Bearbeitungseinheit (21) in eine hierzu entgegengesetzte zweite Richtung umsetzt, indem bei der vorgenannten Bewegung der zweiten Auswerfeinheit (22) in der ersten Richtung das von ihr beaufschlagte zweite Ende (25a", 25b") der mindestens einen Umlenkeinheit (25a, 25b) und gleichzeitig das erste Ende (25a', 25b') der mindestens einen Umlenkeinheit (25a, 25b) entgegengesetzt hierzu in der zweiten Richtung ausgelenkt wird.Machining module (3) for a machining tool for a machine tool (100), the machining tool (1) having a first tool part (1a) with an upper module part (3a) and a second tool part (1b) with a lower module part (3b), which are Machine tools (100) can be moved relative to one another during a working stroke between a top dead center and a bottom dead center, the upper module part (3a) having a first machining unit (11) and a first ejection unit (12) and the lower module part (3b) having a second machining unit (21 ) and a second ejection unit (22), the second processing unit (21) and the second ejection unit (22) being arranged in the second tool part (1b) so that they can move relative to one another, the lower module part (3b) having a deflection device (25) with at least one Deflection unit (25a, 25b), wherein a first end (25a', 25b') of the at least one deflection unit (25a, 25b) on the second processing unit (21) and a second end (25a", 25b") acts on the second ejection unit (22), characterized in that the deflection device (25) causes a movement of the second ejection unit (22) in a first direction into a movement in the second processing unit (21) in a second direction opposite thereto, in that during the aforementioned movement of the second ejection unit (22) in the first direction, the second end (25a", 25b") of the at least one deflection unit (25a, 25b) and at the same time the first end (25a', 25b') of the at least one deflection unit (25a, 25b) is deflected in the opposite direction thereto in the second direction.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungsmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bearbeitungswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Gleichzeitig betrifft die Erfindung auch eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a machining module according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a machining tool according to the preamble of claim 6. At the same time, the invention also relates to a machine tool according to the preamble of claim 8.
Ein derartiges Bearbeitungsmodul ist aus der
Eine präzise Fertigung derartiger Stanzteile erfordert eine lagegenaue Ausrichtung beim Bearbeitungsvorgang, damit aus einem Werkstück die herzustellenden Stanzteile mit der erforderlichen Präzision herausgetrennt werden können. Für eine hohe Präzision dieser Stanzteile ist insbesondere eine hinreichend große Niederhaltekraft erforderlich, welche das Werkstück beim Bearbeitungsvorgang in seiner vorgegeben Position hält. Bei der bekannten Werkzeugmaschine ist vorgesehen, dass hierzu ein Werkzeugteil, in der Regel das untere Werkzeugteil, ein Federpaket aufweist, welches das auf ihm aufliegende Werkstück mit einer hinreichend großen Kraft gegen einen Schnitteinsatz des oberen Werkzeugteils, also gegen das Moduloberteil, presst. Mit einer derartigen Maßnahme lässt sich erreichen, dass der Haltedruck ungefähr 20-30 % des Stanzdrucks, also desjenigen Drucks, welcher bei der Bearbeitung des Werkstücks gegeben ist, beträgt. Die zur Erzeugung des Haltedrucks bei bekannten Werkzeugmaschinen erforderlichen Federpakete oder sonstigen Einrichtungen benötigen in nachteiliger Art und Weise nicht nur einen zusätzlichen Bauraum, welcher die Abmessungen des bekannten Werkzeugs vergrößert. Diese zusätzlichen Komponenten zur Erzeugung des Haltedrucks besitzen auch den Nachteil, dass sie die mechanisch-konstruktive Ausgestaltung des bekannten Bearbeitungswerkzeugs verkomplizieren. Dies ist insbesondere bei modernen Werkzeugmaschinen von Nachteil. Diese sind in der Lage, pro Minute einige tausend Arbeitshübe durchzuführen, so dass für das Heraustrennen einer Komponente aus dem Werkstück während eines Abwärtshubs einer Hubbewegung und dem Auswerfen und Abtransportieren der aus dem Werkstück herausgetrennten Komponente im darauffolgenden Arbeitshub nur Bruchteile einer Sekunde zur Verfügung stehen. Während dieser kurzen Zeitspanne muss der zum sicheren Festhalten des Werkstücks beim Bearbeitungsvorgang erforderliche Haltedruck aufgebaut und nach der Durchführung des Trennvorgangs wieder aufgehoben werden, damit die beim vorgenannten Trennvorgang aus dem Werkstück herausgetrennte Komponente ausgeworfen werden kann. Die für eine betriebssichere Funktion des bekannten Werkzeugs erforderliche Mechanik muss daher mit einer hohen Präzision ausgebildet sein, was die Herstellungskosten des bekannten Werkzeugs deutlich verteuert.Precise manufacture of such stamped parts requires precise alignment during the machining process so that the stamped parts to be produced can be separated from a workpiece with the required precision. For high precision of these stamped parts, a sufficiently large hold-down force is required in particular, which holds the workpiece in its predetermined position during the machining process. In the known machine tool, it is provided that for this purpose a tool part, usually the lower tool part, has a spring assembly which presses the workpiece resting on it with a sufficiently large force against a cutting insert of the upper tool part, i.e. against the upper module part. With such a measure it can be achieved that the holding pressure is approximately 20-30% of the punching pressure, ie the pressure that is given when processing the workpiece. The spring packs or other devices required to generate the holding pressure in known machine tools disadvantageously not only require additional installation space, which increases the dimensions of the known tool. These additional components for generating the holding pressure also have the disadvantage that they complicate the mechanical design of the known machining tool. This is particularly disadvantageous in modern machine tools. These are able to carry out several thousand working strokes per minute, so that only fractions of a second are available for separating a component from the workpiece during a downward stroke of a lifting movement and for ejecting and transporting away the component separated from the workpiece in the subsequent working stroke. During this short period of time, the holding pressure required to securely hold the workpiece during the machining process must be built up and released again after the separating process has been carried out so that the component separated from the workpiece during the aforementioned separating process can be ejected. The mechanism required for reliable functioning of the known tool must therefore be designed with great precision, which significantly increases the manufacturing costs of the known tool.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungsmodul für ein Bearbeitungswerkzeug einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass in einfacher Art und Weise ein hoher Haltedruck beim Bearbeitungsvorgang erzeugt werden kann. Außerdem soll ein insbesondere für das erfindungsgemäße Bearbeitungsmodul geeignetes Werkzeug und eine dieses erfindungsgemäße Werkzeug verwendende Werkzeugmaschine vorgeschlagen werden.It is therefore the object of the present invention to further develop a machining module for a machining tool of a machine tool of the type mentioned at the outset in such a way that a high holding pressure can be generated in a simple manner during the machining process. In addition, a tool that is particularly suitable for the machining module according to the invention and a machine tool using this tool according to the invention are to be proposed.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bearbeitungsmodul gemäß Anspruch 1. Des weiteren wird die Aufgabe auch gelöst durch ein Bearbeitungswerkzeug gemäß Anspruch 6. Schließlich wird die Aufgabe auch gelöst durch eine Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 8.This object is achieved by a processing module according to claim 1. Furthermore, the object is also achieved by a processing tool according to claim 6. Finally, the object is also achieved by a machine tool according to claim 8.
Das erfindungsgemäße Bearbeitungsmodul für ein Bearbeitungswerkzeug für eine Werkzeugmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der das Werkstück während des Bearbeitungsvorgangs haltende Haltedruck im Wesentlichen gleich dem zur Bearbeitung des Werkstücks zur Verfügung stehenden Bearbeitungsdrucks ist. Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug beträgt daher der Haltedruck nicht mehr - wie bei den bekannten Werkzeugen - lediglich 20-30 % des Bearbeitungsdrucks, sondern ist - von üblichen Verlusten wie Reibungsverlusten, etc. abgesehen - im Wesentlichen gleich dem Bearbeitungsdruck. Der hierdurch erzielbare hohe Haltedruck bewirkt eine sichere Fixierung des Werkstücks beim Bearbeitungsvorgang, so dass in vorteilhafter Art und Weise eine hohe Bearbeitungspräzision erzielbar ist. Indem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass zur Erzeugung des Haltedrucks der Bearbeitungsdruck durch passive Komponenten wie die erfindungsgemäß vorgesehene Umlenkeinrichtung lediglich umgelenkt werden, sind beim erfindungsgemäßen Bearbeitungsmodul keine aktiven Komponenten wie z. B. Federpakete, welche bis jetzt bei den bekannten Bearbeitungswerkzeugen zur Erzeugung des Haltedrucks eingesetzt wurden, erforderlich. Das erfindungsgemäße Bearbeitungsmodul und somit das dieses verwendende erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug zeichnet sich daher durch ihren vereinfachten und daher weniger störanfälligen mechanisch-konstruktiven Aufbau aus. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bearbeitungsmoduls und somit des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht darin, dass der für einen Bearbeitungsvorgang durchzuführende Hubweg verkürzt wird. Indem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass durch die erfindungsgemäße Umlenkeinrichtung eine Bewegung der zweiten Auswerfeinheit in eine hierzu entgegengesetzt gerichtete Bewegung der Bearbeitungseinheit des Modulunterteils umsetzt, wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass die hierdurch in Richtung des sich absenkenden Werkzeugoberteils bewegende zweite Bearbeitungseinheit diese dem zu bearbeitenden Werkstück „entgegeneilt“. Der Bearbeitungsvorgang, insbesondere ein Trennvorgang, beginnt somit an der dem Moduloberteil gegenüberliegenden Seite des Werkstücks zu einem früheren Zeitpunkt, er beginnt somit bevor sich das Moduloberteil weniger als die Dicke des zu durchtrennenden Werkstücks an seinem unteren Totpunkt angenähert hat. Regelmäßig wird hierdurch der zum Trennen eines Werkstücks und allgemein zum Bearbeiten desselben erforderliche Hub um die Hälfte reduziert. Dies resultiert in vorteilhafter Art und Weise in einer höheren Präzision des Bearbeitungsvorgangs.The machining module according to the invention for a machining tool for a machine tool is characterized in that the holding pressure holding the workpiece during the machining process is essentially equal to the machining pressure available for machining the workpiece. In the tool according to the invention, the holding pressure is therefore no longer - as in the known tools - only 20-30% of the processing pressure, but - apart from the usual losses such as friction losses, etc. - is essentially equal to the processing pressure. The high holding pressure that can be achieved in this way ensures that the workpiece is securely fixed during the machining process, so that high machining precision can be achieved in an advantageous manner. Because the invention provides that, in order to generate the holding pressure, the processing pressure is merely deflected by passive components such as the deflection device provided according to the invention, no active components are required in the processing module according to the invention names such as B. spring assemblies, which have been used until now in the known machining tools to generate the holding pressure, are required. The processing module according to the invention and thus the processing tool according to the invention using it is therefore distinguished by its simplified mechanical design, which is therefore less susceptible to faults. A further advantage of the processing module according to the invention and thus of the tool according to the invention is that the stroke to be carried out for a processing operation is shortened. By the fact that the invention provides that the deflection device according to the invention converts a movement of the second ejection unit into a movement of the processing unit of the lower module part in the opposite direction, it is advantageously achieved that the second processing unit, which is thereby moving in the direction of the lowering upper tool part, transfers this to the "running towards" the workpiece to be machined. The machining process, in particular a severing process, thus begins at an earlier point in time on the side of the workpiece opposite the upper part of the module; it thus begins before the upper part of the module has approached its bottom dead center to less than the thickness of the workpiece to be severed. As a result, the stroke required to separate a workpiece and generally to machine it is reduced by half. This advantageously results in a higher precision of the machining process.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
-
1 eine isometrische Ansicht eines ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil aufweisenden Ausführungsbeispiels eines Werkzeugs in einer schematischen Darstellung, -
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der1 , -
3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der1 , einen Schnitt entlang der Linie B-B und eine Detaildarstellung des Bereichs W, -
4 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der1 , einen Schnitt entlang der Linie C-C und eine Darstellung des Details X, -
5 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der1 , einen Schnitt entlang der Linie D-D und eine Darstellung des Details Y, -
6 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der1 , einen Schnitt entlang der Linie E-E und eine Darstellung des Details Z, -
7 eine isometrische Darstellung des zweiten Werkzeugteils im unteren Totpunkt und im oberen Totpunkt eines Arbeitshubs, und -
8 einen Schnitt entlang der Linie F-F und G-G der7 .
-
1 an isometric view of an embodiment of a tool having a first tool part and a second tool part in a schematic representation, -
2 a cut along line AA of1 , -
3 a plan view of the embodiment of FIG1 , a section along the line BB and a detailed representation of the area W, -
4 a plan view of the embodiment of FIG1 , a section along the line CC and a representation of the detail X, -
5 a plan view of the embodiment of FIG1 , a section along the line DD and a representation of the detail Y, -
6 a plan view of the embodiment of FIG1 , a section along the line EE and a representation of the detail Z, -
7 an isometric representation of the second tool part in the bottom dead center and in the top dead center of a working stroke, and -
8th a cut along the line FF and GG the7 .
In den
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Werkzeugmaschine eine Stanzpresse und das Werkzeug ein Stanzwerkzeug ist. Dies ist aber ebenfalls nicht zwingend, vielmehr ist es möglich, das Werkzeug als ein Schneidwerkzeug, ein Scherwerkzeug, ein Prägewerkzeug oder ein Biegewerkzeug, um nur einige Beispiele zu nennen, auszugestalten. Es ist folglich auch nicht erforderlich, dass die Werkzeugmaschine eine Stanzpresse ist. Dem Fachmann sind die Modifikationen, die er jeweils vorzunehmen hat, aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, so dass weitere Ausführungen hierzu nicht erforderlich sind.In the exemplary embodiment described here, it is assumed that the machine tool is a stamping press and the tool is a stamping tool. However, this is also not mandatory; rather, it is possible to design the tool as a cutting tool, a shearing tool, an embossing tool or a bending tool, to name just a few examples. Consequently, it is also not necessary for the machine tool to be a stamping press. The modifications that have to be made in each case are evident to the person skilled in the art from the following description, so that further explanations are not necessary.
Bevorzugt wird, dass das Werkzeugoberteil 1a und das Werkzeugunterteil 1b modular aufgebaut ist. Das Werkzeugoberteil 1a besitzt somit ein Gestelloberteil 2a und ein Moduloberteil 3a und das Werkzeugunterteil 1 b ein Gestellunterteil 2b und ein Modulunterteil 3b. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung ist in
Wie am besten aus den Detaildarstellungen der
Zwischen dem Werkzeugoberteil 1a und dem Werkzeugunterteil 1b des Werkzeugs 1 ist ein streifen-, band- oder plattenförmiges Werkstück W angeordnet, aus dem - wie nachstehend beschrieben - einzelne Komponenten K herausgestanzt werden sollen. Nachdem im oberen Totpunkt der Werkzeugmaschine und somit des Werkzeugs 1 (siehe
Moderne Werkzeugmaschinen sind in der Lage, mehrere tausend Arbeitshübe pro Minute durchzuführen, so dass für das Heraustrennen der Komponenten aus dem Werkstück W während des Abwärtshubes einer Hubbewegung und dem Auswerfen und Abtransportieren der aus dem Werkstück W herausgetrennten Komponenten im darauffolgenden Aufwärtshub nur Bruchteile einer Sekunde zur Verfügung stehen. Der Trennvorgang und der Auswerfvorgang müssen daher exakt aufeinander abgestimmt sein, um eine betriebssichere Funktion der Werkzeugmaschine und des Werkzeugs 1 zu gewährleisten. Für eine präzise Bearbeitung des Werkstücks W ist insbesondere ein hoher Haltedruck von Vorteil, d. h. der Druck, mit dem das Werkstück W während des Bearbeitungsvorgangs im Werkzeug 1 gehalten wird, soll vorteilhafterweise möglichst hoch sein. Dieser möglichst hohe Haltedruck muss aber während jedes nur Bruchteile von Sekunden dauernden Arbeitshubs der das beschriebene Werkzeug 1 verwendenden Werkzeugmaschine zunächst aufgebaut werden, um ein sicheres Halten des Werkstücks W beim Bearbeitungsvorgang zu gewährleisten, er muss aber dann wiederum rasch abgebaut werden, um ein zuverlässiges Auswerfen der beim Bearbeitungsvorgang aus dem Werkstück W herausgetrennten Komponenten K und deren Auswerfen zu erlauben.Modern machine tools are able to carry out several thousand work strokes per minute, so that only fractions of a second are available for separating the components from the workpiece W during the downward stroke of a stroke movement and for ejecting and transporting away the components separated from the workpiece W in the subsequent upward stroke To be available. The separation process and the ejection process must therefore be precisely matched to one another in order to ensure that the machine tool and the tool 1 function reliably. For precise machining of the workpiece W, a high holding pressure is particularly advantageous, i. H. the pressure with which the workpiece W is held in the tool 1 during the machining process should advantageously be as high as possible. However, this holding pressure, which is as high as possible, must first be built up during each working stroke of the machine tool using the tool 1 described, which lasts only a fraction of a second, in order to ensure that the workpiece W is held securely during the machining process, but it must then be quickly reduced in order to ensure reliable ejection to allow the components K cut out of the workpiece W during the machining process and their ejection.
Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 1 zeichnet sich nun nicht nur dadurch aus, dass in einer einfachen Art und Weise eine Korrelation zwischen dem Bearbeiten, insbesondere Heraustrennen einer oder mehrere Komponenten K aus dem Werkstück W, und dem darauffolgenden Auswerfen des- oder derselben aus dem Werkzeug 1 erzielt wird. Vielmehr wird auch ein vereinfachter Aufbau des Werkzeugs 1 vorgeschlagen, welcher sich unter anderem dadurch auszeichnet, dass der Druck, welcher beim Bearbeitungsvorgang, insbesondere beim Trennvorgang, von dem Bearbeitungselement 21a auf das Werkstück W ausgeübt wird, also der Bearbeitungsdruck, hier ein Schneiddruck, im Wesentlichen gleich dem Haltedruck ist, also demjenigen Druck, mit welchem das Werkstück W gegen die als Niederhalter fungierende obere Bearbeitungseinheit 11 durch die untere Auswerfeinheit 22 gepresst wird, ist. Eine derartig hohe Haltekraft besitzt insbesondere bei der Herstellung von filigranen Bauteilen wie z. B. elektrischen Kontakten, insbesondere Miniaturkontakten, einen signifikanten Vorteil, da hierdurch die Präzision des Bearbeitungsvorgangs, insbesondere eines Trennvorgangs wie eines Schneid- oder Stanzvorgangs, erhöht wird.The exemplary embodiment of the tool 1 described below is characterized not only by the fact that in a simple manner a correlation between the processing, in particular the removal of one or more components K from the workpiece W, and the subsequent ejection of the same or the same from the Tool 1 is achieved. Rather, a simplified design of the tool 1 is also proposed, which is characterized, among other things, by the fact that the pressure exerted by the
Außerdem wird bei den bekannten Werkzeugen der Haltedruck unabhängig vom Schneiddruck erzeugt, so dass bei diesen Werkzeugen entsprechende Einrichtungen, z. B. Federpakete, vorgesehen sein müssen, um den erforderlichen Haltedruck zu erzeugen. Diese zusätzlichen Einrichtungen wie z. B. Druckfedern benötigen nicht nur zusätzlichen Bauraum im Werkzeug, sondern verteuern auch seine Herstellung. Das beschriebene Werkzeug 1 sieht vorteilhafterweise vor, dass die zur Erzeugung des Bearbeitungsdrucks aufzubringende Kraft - wie nachstehend beschrieben - im Modulunterteil 3b umgelenkt wird, so dass das Werkstück W im Wesentlichen mit der gleichen Kraft beaufschlagt wird wie das Bearbeitungselement 21a der Bearbeitungseinheit 21.In addition, with the known tools, the holding pressure is generated independently of the cutting pressure, so that with these tools appropriate facilities, e.g. B. spring packs, vorgese hen must be in order to generate the required holding pressure. These additional facilities such. B. compression springs not only require additional space in the tool, but also make its production more expensive. The tool 1 described advantageously provides that the force to be applied to generate the machining pressure - as described below - is deflected in the
Hierzu weist das Modulunterteil 3b eine Umlenkeinrichtung 25 auf, welche beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Umlenkeinheiten 25a, 25b besitzt, deren Funktion nachstehend noch anhand der Erläuterung der Arbeitsweise des beschriebenen Werkzeugs 1 erläutert wird.For this purpose, the
Wie am besten aus den
Dem Fachmann ist aus nachfolgender Beschreibung ersichtlich, dass es nicht zwingend ist, die Kraftspeicherelemente 15a-15c als Druckfedern 18a-18c auszugestalten. Vielmehr ist jedwede Ausgestaltung möglich, die es erlaubt, dass die Kraftspeichereinrichtung 15 durch ein Komprimieren derselben Energie aufnehmen und diese Energie bei einem Entspannen wieder abgeben.The person skilled in the art can see from the following description that it is not mandatory to design the energy storage elements 15a-15c as compression springs 18a-18c. Rather, any configuration is possible that allows the
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Druckfedern 18-18c mit ihren ersten Enden 18' mit der Brücke 19 verbunden. Ihre zweiten Enden 18" greifen jeweils an einem nicht gezeigten Widerlager in der oberen Gestellplatte 4a an. An ihrer den Kraftspeicherelementen 15a, 15b, 15c hier also den Druckfedern 18a-18c, gegenüberliegenden Seite der Brücke 19 greifen Kraftübertragungselemente 16a, 16a', 16b, 16b' an, welche ihrerseits mit der Bearbeitungseinheit 21 des Werkzeugunterteils 1b verbunden ist. Bewegt sich dieses - wie nachstehend beschrieben - nach oben, so bewegt sich die starr mit den Kraftübertragungselementen 16a-16b' verbundene Brücke 19 ebenfalls nach oben und komprimiert - im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel - die Druckfedern 18a-18c. Allgemein erläutert bewirkt die Beaufschlagung der Kraftspeichereinrichtung 15 durch die sich nach oben bewegende Bearbeitungseinheit 21 des Werkzeugunterteils 1b einen Energieeintrag, wobei die in der Kraftspeichereinrichtung 15 dadurch gespeicherte Energie wieder abgegeben wird, wenn die Kraftbeaufschlagung der Kraftspeichereinrichtung 15 durch die Kraftübertragungselemente 16a-16b' endet. Da die Brücke 19 mit der Auswerfeinheit 12 des Werkzeugoberteils 1a verbunden ist, bewegt sich beim Expandieren der Druckfedern 18a-18c die verschiebbar in der Bearbeitungseinheit 11 des Werkzeugoberteils 1a geführte Auswerfeinheit 12 zusammen mit der Brücke 19 nach unten.In the embodiment described, the compression springs 18-18c are connected to the
Das Zusammenwirken der vorgenannten Bauteile des Werkzeugs wird nachstehend anhand eines Arbeitshubs der Werkzeugmaschine und somit des Werkzeugs 1 beschrieben. Die
Zu Beginn eines Arbeitshubs der Werkzeugmaschine und somit des Werkzeugs 1 sind - wie in
Die Druckfedern 18a-18c sind zu diesem Zeitpunkt in ihrer expandierten Stellung, wodurch die Brücke 19 und somit die Kraftübertragungselemente 16a-16b' nach unten gedrückt sind. Dies bewirkt, dass auch die von den Kraftübertragungselementen 16a-16b' beaufschlagte Bearbeitungseinheit 21 des Modulunterteils 3b nach unten gedrückt ist. Die Auswerfeinheit 22 befindet sich in ihrer oberen Stellung.At this point in time, the compression springs 18a-18c are in their expanded position, as a result of which the
Dabei beaufschlagt die Bearbeitungseinheit 21 jeweils ein erstes Ende 25a' bzw. 25b' der Umlenkeinheiten 25a bzw. 25b der Umlenkeinrichtung 25, so dass sich diese in der Richtung der Zustellbewegung des ersten Werkzeugteils, hier also nach unten, und gleichzeitig die zweiten Enden 25a" bzw. 25b" entgegengesetzt hierzu, also nach oben ausgelenkt sind. Diese zweiten Enden 25a", 25b" der Umlenkeinheiten 25a, 25b der Umlenkeinrichtung 25 beaufschlagen die Auswerfeinheit 22, so dass die Auswerfeinheit 22 entgegen der Bewegungsrichtung der Bearbeitungseinheit 21 verschoben ist, sich hier also in der Darstellung der Figuren nach oben. Die Brücke 19 und die Kraftübertragungselemente 16a-16b' und somit das Bearbeitungselement 21a eilen somit der Bewegung des Moduloberteils 3a voraus.The
Wird nun das Werkzeugoberteil 1a und somit das Moduloberteil 3a nach unten bewegt, so setzt die Bearbeitungseinheit 11 auf das Werkstück W auf. Durch diese Bewegung wird die Auswerfeinrichtung 22 nach unten bewegt und beaufschlagt derart die zweiten Enden 25a", 25b" der Umlenkeinheiten 25a, 25b und drückt diese nach unten. Dies bewirkt, dass sich die ersten Enden 25a', 25b' der Umlenkeinheiten 25a, 25b nach oben bewegen und dadurch die Bearbeitungseinheit 21 in diese Richtung verschieben.If the
Das Bearbeitungselement 21a der Bearbeitungseinheit 21 tritt durch die Öffnung 22a der Auswerfeinheit 22 hindurch und beaufschlagt dadurch das auf der Oberfläche 22' der Auswerfeinheit 22 aufliegende Werkstück W. Der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks W, hier also der Stanzvorgang, beginnt, wie in
Während sich das Werkzeugoberteil 1a und somit das Moduloberteil 3a während dieses Abwärtshubs weiter zu ihrem unteren Totpunkt hin bewegen, wird die Auswerfeinheit 22 weiter nach unten und gleichzeitig die Bearbeitungseinheit 21 weiter nach oben gedrückt. Im unteren Totpunkt des beschriebenen Arbeitshubs des Werkzeugs 1 befindet sich dann die Auswerfeinheit 22 in ihrer untersten Stellung, also im unteren Totpunkt der von ihr während eines Arbeitshubs des Werkzeugs 1 durchgeführten Bewegung, während sich die Bearbeitungseinheit 21 in ihrer obersten Position, also im oberen Totpunkt ihrer Bewegung im Werkzeugunterteil 1b, befindet (
Man erkennt insbesondere aus der Detaildarstellung der
Diese beiden Konstellationen sind auch in den
Gleichzeitig zu der vorstehend beschriebenen Bewegung der Auswerfeinheit 22, bei der die zweiten Enden 25a" und 25b" der Umlenkeinheiten 25a, 25b der Umlenkungseinrichtung 25 nach unten bewegt werden, bewegen sich die ersten Enden 25a', 25b' der Umlenkeinheiten 25a, 25b nach oben. Dies bewirkt, dass die an der Bearbeitungseinheit 21 auf- oder ansetzenden Kraftübertragungselemente 16a-16b' in der Bewegungsrichtung der Bearbeitungseinheit 21, hier also nach oben bewegt werden, so dass auch die mit den Kraftübertragungselementen 16a-16b' verbundene Brücke 19 sich nach oben bewegt. Die an der Brücke 19 ansetzenden Druckfedern 18a-18c, also die Kraftspeicherelemente 15a-15c werden somit komprimiert.At the same time as the movement of the
Im darauffolgenden Aufwärtshub wird - wie aus
Dies ist wiederum aus den
Im oberen Totpunkt des beschriebenen Arbeitshubs befindet sich dann wieder das Werkzeugoberteil 1a in seiner obersten Stellung, das Moduloberteil 3a ist im oberen Totpunkt seiner während eines Arbeitshubs durchgeführten Bewegung angelangt, die in der Bearbeitungseinheit 11 geführte obere Auswerfeinheit 12 befindet sich in ihrem unteren Totpunkt. Das Werkzeugunterteil 1b ist in seinem unteren Totpunkt, in dem sich der Auswerfeinheit 22 in ihrem oberen und die Bearbeitungseinheit 21 in ihrem unteren Totpunkt befinden. Der nächste Arbeitshub kann somit durchgeführt werden.At the top dead center of the working stroke described, the tool
Wie vorstehend erläutert, wird das Werkzeug 1 hier anhand einer speziellen Ausbildung, nämlich als Stanzwerkzeug, beschrieben. Bei derartigen Stanzvorgängen - so wie auch bei Trennvorgängen wie einem Schneiden - sollen Komponenten aus dem Werkstück W herausgetrennt werden, es ist also hier eine Durchtrennung des Werkstücks W durch das Bearbeitungselement 21a der Bearbeitungseinheit 21 vorgesehen. Wie aber bereits eingangs erläutert wurde, ist der Einsatzbereich des Werkzeugs 1 nicht auf derartige Trennvorgänge beschränkt, vielmehr können auch - bei einer entsprechenden Ausbildung der Bearbeitungseinheiten 11 und/oder 21 - nicht-trennende Bearbeitungsvorgänge wie z.B. Prägevorgänge vorgenommen durchgeführt werden. Dem Fachmann ist aus der Beschreibung des Werkzeugs 1 ersichtlich, wie er in diesem Fall dann die entsprechenden Bearbeitungseinheiten auszubilden hat, so dass eine weitere Beschreibung dieser Anwendungsfälle nicht erforderlich ist.As explained above, the tool 1 is described here on the basis of a special design, namely as a punching tool. In such punching operations—as well as in separating operations such as cutting—components are to be separated out of the workpiece W, so here a severing of the workpiece W by the
Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels geht von der „Standard-Konfiguration“ aus, in der ein derartiges Werkzeug 1 verwendet wird, nämlich dass das Werkzeugunterteil 1b stationär auf der unteren Aufnahmeplatte der Werkzeugmaschine, z. B. einer Presse, angeordnet ist, und dass das Werkzeugoberteil 1a eine Hubbewegung in Bezug auf das Werkzeugunterteil 1b und somit das Modulunterteil 3b durchführt. Wie bereits eingangs erwähnt, ist eine derartige Vorgehensweise nicht zwingend, es ist auch möglich, dass das Werkzeugoberteil 1a und somit das Moduloberteil 3a stationär ist und folglich das Werkzeugunterteil 1b eine Hubbewegung relativ zum Werkzeugoberteil 1a ausführt oder dass sich beide Werkzeugteile 1a und 1b relativ zueinander bewegen. In entsprechender Art und Weise ist es auch nicht zwingend, dass die Umlenkeinrichtung 25 zwingend im Modulunterteil 3b angeordnet ist. Vielmehr ist es auch möglich, diese Anordnung umzukehren, also das Moduloberteil 3a entsprechend dem Modulunterteil 3b und folglich das Modulunterteil 3b entsprechend dem beschriebenen Moduloberteil 3a auszubilden. Die in den nachfolgenden Ansprüchen verwendeten Begriffe „Werkzeugoberteil 1a“, „Werkzeugunterteil 1b“, „Moduloberteil 3a“ und „Modulunterteil 3b“ sowie „Gestelloberteil 2a“ und „Gestellunterteil 2b“ sind daher entsprechend zu verstehen, also dahingehend, dass das Moduloberteil 3a in vertikaler Richtung nicht zwingend über dem Modulunterteil 3b - und umgekehrt - angeordnet sein muss.The description of the exemplary embodiment is based on the “standard configuration”, in which such a tool 1 is used, namely that the
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen ein Werkzeug 1 für eine Werkzeugmaschine geschaffen wird, welches sich durch eine einfache Bauweise auszeichnet. Dies erlaubt eine kompaktere Bauweise des Werkzeugs 1. Dies resultiert in einem geringeren Gewicht und somit einer geringeren trägen Masse, welche vorteilhafterweise höhere Taktraten des sich periodisch auf- und abbewegenden Werkzeugs 1 erlaubt. Die im beschriebenen Werkzeug 1 vorgesehene Umleitung der Bearbeitungskraft, also der das Werkstück W beim Bearbeitungsvorgang beaufschlagenden Kraft, von der diese Bearbeitung durchführenden Bearbeitungseinheit 21 auf die das das Halten des Werkstücks W durchführende Bearbeitungseinheit 21 besitzt den Vorteil, dass der Bearbeitungsdruck und der Haltedruck im Wesentlichen gleich groß sind.In summary, it can be stated that the measures described create a tool 1 for a machine tool which is characterized by a simple design. This allows a more compact design of the tool 1. This results in a lower weight and thus a lower inertial mass, which advantageously allows higher cycle rates of the tool 1, which moves up and down periodically. The diversion of the machining force provided in the tool 1 described, i.e. the force acting on the workpiece W during the machining process, from the
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