DE102020110719A1

DE102020110719A1 - Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE102020110719A1
Application number: DE102020110719.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Ockenfuß; Rainer Hank; Michael Fretschner; Leonhard Schindewolf
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-21
Also published as: WO2021213883A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (35), insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug (12), welches einen Einspannzapfen (18) und einen Grundkörper (19) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (27) liegen und ein Bearbeitungswerkzeug (42) mit einem Werkzeugkörper (41) umfasst, welche den Einspannzapfen (18) gegenüberliegend am Grundkörper (19) positioniert ist, und mit einem Abstreifer (15), der dem Einspannzapfen (18) gegenüberliegend zum Grundkörper (19) des Oberwerkzeuges (12) ausgerichtet ist, wobei der Abstreifer (15) und das Oberwerkzeug (12) miteinander gekoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug und einem Abstreifer.
Aus der DE 10 2018 113 493 A1 ist ein Werkzeug zum Bearbeiten eines plattenförmigen Materials bekannt. Dieses Werkzeug umfasst ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug sowie einen dazwischen angeordneten Abstreifer, der dem Oberwerkzeug zugeordnet ist. Zwischen dem Abstreifer und dem Unterwerkzeug wird ein zu bearbeitendes Werkstück, insbesondere ein plattenförmiges Material, wie beispielsweise ein Blech, positioniert. Darauffolgend werden das Oberwerkzeug und der Abstreifer auf das plattenförmige Material zubewegt, um dieses zu bearbeiten. Das Oberwerkzeug weist einen Einspannzapfen und einen Grundkörper auf, die in einer gemeinsamen Positionsachse liegen. Am Grundkörper ist dem Einspannschaft gegenüberliegend ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen. Das Bearbeitungswerkzeug erstreckt sich durch eine Auflagefläche des Abstreifers hindurch in Richtung auf das zu bearbeitende Werkzeug. Zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks wird in einer Bearbeitungsmaschine ein Antrieb zur Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges in Hubrichtung auf das Werkstück angesteuert. Des Weiteren wird ein weiterer Antrieb in der Bearbeitungsmaschine zur Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Abstreifers angesteuert. Diese sind über die Antriebe miteinander gekoppelt. Beispielsweise erfolgt zunächst die Verfahrbewegung in Hubrichtung des Abstreifers, so dass die Auflagefläche des Abstreifers auf dem Werkstück aufliegt und dieses zum Unterwerkzeug niederhält. Darauffolgend wird eine Verfahrbewegung in Hubrichtung des Oberwerkzeugs für beispielsweise eine Stanzbearbeitung angesteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, bei welchen die Funktionalität für die Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gelöst, bei welchem der Abstreifer und das Oberwerkzeug miteinander gekoppelt sind. Durch diese Koppelung sind verschiedene Funktionen und Werkzeugkonzepte möglich. Diese Koppelung ist zwischen dem Abstreifer und dem Oberwerkzeug vorgesehen. Unter der Koppelung wird bevorzugt eine direkte oder indirekte Verbindung, eine Verbindung mittels Relativbewegung, eine formschlüssige Verbindung und/oder eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Oberwerkzeug und dem Abstreifer verstanden.
Bevorzugt ist ein Werkzeug vorgesehen, bei welchem der Abstreifer und das Oberwerkzeug zur gemeinsamen Krafteinleitung einer Bearbeitungskraft in Hubrichtung auf das zu bearbeitende Werkstück miteinander gekoppelt sind. Eine solche Kopplung des Abstreifers mit dem Oberwerkzeug ermöglicht, dass die auf den Abstreifer wirkende Kraft eines Antriebes der Bearbeitungsmaschine in Hubrichtung und die auf das Oberwerkzeug wirkende Kraft eines Antriebes der Bearbeitungsmaschine in Hubrichtung gemeinsam auf das plattenförmige Werkzeug einwirken können, wodurch das Bearbeitungswerkzeug mit einer erhöhten Bearbeitungskraft beaufschlagbar ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstreifer eine Änderung der Funktion im Oberwerkzeug auslöst. Eine solche Änderung kann beispielsweise ein Indexieren, ein Ansteuern oder ein Umschalten umfassen, welche durch die Kopplung zwischen dem Oberwerkzeug, insbesondere dem Werkzeugkörper, und dem Abstreifer ermöglicht ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstreifer fest mit dem Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges gekoppelt ist. Dadurch ist eine Relativbewegung zwischen dem Abstreifer und dem Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges nicht möglich. Vielmehr wirken die Kräfte der Antriebe des Abstreifers und des Grundkörpers gleichzeitig miteinander und werden auf das plattenförmige Material übertragen.
Vorteilhafterweise ist bei dieser ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Abstreifer und der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges einteilig ausgebildet sind. Somit kann beispielsweise der Abstreifer und der Werkzeugkörper durch eine gemeinsame Einspannung in dem Grundkörper aufgenommen werden, indem beispielsweise der Werkzeugkörper in dem Grundkörper angeordnet ist. Auch kann der Grundkörper des Oberwerkzeugs sowie der Werkzeugkörper und der Abstreifer als einteiliges Bauteil ausgebildet sein.
Bevorzugt ist bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Werkzeugkörper gegenüber einer Auflagefläche des Abstreifers in Hubrichtung des Oberwerkzeugs zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks hervorsteht. Somit kann durch den fest mit dem Werkzeugkörper gekoppelten Abstreifer die Bearbeitungskraft, insbesondere eine Stanz-, Umform- und/oder Prägekraft des Bearbeitungswerkzeuges durch die Kraft des Abstreifers unterstützt bzw. erhöht sein.
Eine Alternative der ersten bevorzugten Ausführungsform des fest mit dem Werkzeugkörper gekoppelten Abstreifers sieht vor, dass der Werkzeugkörper in der Ebene der Auflagefläche des Abstreifers liegt. Dadurch ist der Werkzeugkörper beispielsweise als ein Umformwerkzeug ausgebildet und vollständig in dem Abstreifer integriert. Das Werkzeug und der Abstreifer bilden bevorzugt eine gemeinsame Arbeitsfläche bzw. Abstreiferfläche und sind ein Bauteil.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Abstreifer und der Grundkörper des Oberwerkzeugs oder der Abstreifer und der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges mechanisch miteinander gekoppelt sind. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Abstreifer und das Oberwerkzeug oder der Abstreifer und der Werkzeugkörper relativ zueinander bewegbar sind, so dass die Bewegung des Abstreifers einerseits und die des Grundkörpers oder des Bearbeitungswerkzeugs andererseits gezielt eingeleitet und angesteuert werden können.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Abstreifer relativ zum Grundkörper oder zum Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges verschiebbar ist. Diese Relativbewegung zueinander oder relative Verschiebebewegung zueinander kann für eine Vielfalt von Funktionen eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Abstreifer in eine bestimmte Position verfahren und geklemmt gehalten werden, um darauffolgend den Grundkörper oder Werkzeugkörper gezielt mit einer Verfahrbewegung anzusteuern.
Beispielsweise kann durch eine relative Verschiebebewegung zwischen dem Abstreifer und dem Werkzeuggrundkörper eine Indexierung ansteuerbar sein. Der Werkzeugkörper ist bevorzugt als zumindest ein Prägerad ausgebildet. Durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges in Hubrichtung kann ein Schalthub des Prägerads ansteuerbar sein, indem das Prägerad in eine weiter getaktete Position überführbar ist. Dadurch kann ein Prägewerkzeug ausgebildet werden, durch welches einzelne Bauteile mit einer fortlaufenden Nummerierung versehen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine relative Verschiebung des Abstreifers zum Werkzeugkörper zur Ansteuerung des Werkzeugkörpers in einer Arbeitsposition vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Werkzeugkörper als ein Saugelement ausgebildet sein. An dem Abstreifer ist bevorzugt ein Steuerelement vorgesehen, durch welches aufgrund der Relativbewegung das Anlegen eines Unterdrucks an dem Saugelement ansteuerbar ist.
Des Weiteren kann durch die relative Verschiebebewegung des Abstreifers zum Werkzeugkörper eine Löseposition ansteuerbar sein, durch welche der als Halte- oder Greifelement ausgebildete Werkzeugkörper mit einem an dem Abstreifer angeordneten Auswerfer zum Lösen des Werkstücks von dem Halte- oder Greifelement ansteuerbar ist.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeuges sieht vor, dass das Oberwerkzeug ein Betätigungselement aufweist, welches dem Einspannschaft gegenüberliegend zum Grundkörper positioniert und entlang der Positionsachse auf den Grundkörper verfahrbar ist und mit einer Veränderung des Abstandes zwischen dem Betätigungselement und dem Grundkörper der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeugs relativ zum Betätigungselement bewegbar ist und der Abstreifer mit dem Betätigungselement gekoppelt ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann bei einem Arbeitshub das Betätigungselement relativ zum Grundkörper verfahrbar angesteuert werden, wodurch der Werkzeugkörper für die Bearbeitung des plattenförmigen Werkstückes aus dem Betätigungselement herausführbar ist. Durch die Kopplung des Abstreifers mit dem Betätigungselement kann die Kraft des Antriebs von dem Abstreifer auf das Betätigungselement übertragen werden, um beispielsweise das plattenförmige Werkstück niederzuhalten, so dass die Kraft des Antriebs auf den Grundkörper vollständig in das Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstückes eingeleitet werden kann.
Eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeuges sieht vor, dass das Bearbeitungswerkzeug relativ zum Grundkörper des Oberwerkzeugs verschiebbar aufgenommen ist und gegenüber dem Grundkörper in eine Arbeitsposition herausfahrbar ist und der Abstreifer mit dem Bearbeitungselement gekoppelt ist. Dadurch kann beispielsweise eine aufeinanderfolgende Krafteinleitung auf das Bearbeitungswerkzeug erfolgen, indem beispielsweise in einem ersten Schritt eine Krafteinleitung über den Abstreifer auf das Bearbeitungswerkzeug erfolgt und darauffolgend eine Krafteinleitung auf das Bearbeitungswerkzeug über den Grundkörper vorgesehen ist. Auch können die Verfahrbewegungen in Hubrichtung des Grundkörpers und des Abstreifers gleichzeitig angesteuert werden und gleichzeitig auf das Bearbeitungswerkzeug einwirken.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstreifer relativ zum Betätigungselement oder zum Bearbeitungswerkzeug verschiebbar gekoppelt ist und formschlüssig in Hubrichtung des Oberwerkzeuges an dem Betätigungselement oder dem Bearbeitungswerkzeug angreift. Dies ermöglicht, dass zunächst eine relative Verschiebebewegung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug oder dem Betätigungselement ermöglicht wird, bis der Abstreifer formschlüssig daran angreift, um daraufhin das Betätigungselement oder das Bearbeitungswerkzeug mit einer Kraft zu beaufschlagen. Insbesondere kann diese Ausführungsform bei einem Schneidwerkzeug, insbesondere rotationsfähigen Schneidwerkzeug oder rotationsfähigen Schrägschneidwerkzeug vorgesehen sein.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken,
2 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu 1,
3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs gemäß 1 in einer Ruheposition,
4 eine schematische Schnittansicht des Werkzeugs gemäß 3 in einer Arbeitsposition,
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu 3,
6 eine schematische Seitenansicht des Werkzeugs gemäß 5,
7 eine schematische Schnittansicht des Werkzeugs entlang der Linie A-A in 6,
8 eine schematische Schnittansicht des Werkzeugs gemäß 7 in einer Arbeitsposition,
9 eine schematische Schnittansicht des Werkzeugs gemäß 7 nach einem Schalthub,
10 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu 3,
11 eine perspektivische Ansicht von unten auf das Oberwerkzeug gemäß 10,
12 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeugs gemäß 10,
13 eine weitere schematische Schnittansicht des Oberwerkzeugs gemäß 10,
14 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeugs gemäß 10 und eines Unterwerkzeugs nach einer ersten Phase eines Arbeitshubs, und
15 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeuges und des Unterwerkzeuges gemäß 14 am Ende eines Arbeitshubes.

In 1 ist eine schematische Schnittansicht auf ein Werkzeug 11 dargestellt. Dieses Werkzeug 11 umfasst ein Oberwerkzeug 12. Das Oberwerkzeug 12 umfasst einen Einspannzapfen 18 sowie einen damit verbundenen oder einstückig daran angeordneten Grundkörper 19. An dem Grundkörper 19 ist ein nicht näher dargestelltes Indexier- oder Justierelement 21 vorgesehen. Ein solches Indexier- oder Justierelement 21 ist beispielswese in 10 dargestellt. Dieses dient dazu, um das Oberwerkzeug 12 in einer Aufnahme eines Antriebes einer Bearbeitungsmaschine auszurichten. An dem Grundkörper 19 ist dem Einspannzapfen 18 gegenüberliegend ein Bearbeitungswerkzeug 42 mit einem Werkzeugkörper 41 angeordnet. Dieses Bearbeitungswerkzeug 42 ist bevorzugt in einer gemeinsamen Positionsachse 27 zum Einspannzapfen 18 und Grundkörper 19. Dieses Bearbeitungswerkzeug 42 kann in dem Grundkörper 19 durch eine Klemmung befestigt sein. Auch kann das Bearbeitungswerkzeug 42 einstückig mit dem Grundkörper 19 ausgebildet sein. Der Werkzeugkörper 41 ist beispielsweise als ein Schneidwerkzeug ausgebildet und kann zum Stanzen von plattenförmigen Werkstücken eingesetzt werden.
Das Oberwerkzeug 12 ist, vorzugsweise direkt, mit einem Abstreifer 15 gekoppelt. Der Abstreifer 15 umfasst eine Auflagefläche 16, die von einem äußeren umlaufenden Abstreiferrand 17 begrenzt ist. Bei dieser ersten Ausführungsform gemäß 1 ist vorgesehen, dass der Abstreifer 15 fest mit dem Oberwerkzeug 12, insbesondere fest mit dem Bearbeitungswerkzeug 42, verbunden ist. Bevorzugt ist der Abstreifer 15 und der Werkzeugkörper 41 des Bearbeitungswerkzeugs 42 einteilig ausgebildet. Der Werkzeugkörper 41 kann in Hubrichtung 20 eines Arbeitshubes gegenüber der Auflagefläche 16 des Abstreifers 15 hervorstehen.
Das Oberwerkzeug 12 wird mittels dem Einspannzapfen 18 in einer Aufnahme einer Bearbeitungsmaschine fixiert. Diese Aufnahme kann gemäß der Hubrichtung 20 mittels eines Antriebs mit einer Verfahrbewegung beaufschlagt werden. In Hubrichtung 20 wird die Kraft des Antriebes zur Ansteuerung der Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs 12 während eines Arbeitshubes. An dem Abstreifer 15, insbesondere dem Abstreiferrand 17 des Abstreifers 15, greift ein Abstreiferantrieb der Bearbeitungsmaschine an, um diesen Abstreifer 15 ebenfalls in Hubrichtung 20 mit einer Kraft zu beaufschlagen. Bei dem in 1 dargestellten Werkzeug 11 kann somit die auf das Oberwerkzeug 12 und den Abstreifer 15 wirkende Kraft des Antriebs gleichzeitig in Hubrichtung 20 wirken, wodurch eine erhöhte Bearbeitungskraft zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken ermöglicht ist.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 11 zu 1 dargestellt. Der Aufbau des Oberwerkzeuges 12 und des Abstreifers 15 entspricht dem gemäß 1. Abweichend ist vorgesehen, dass der Werkzeugkörper 41 in der Auflagefläche 16 des Abstreifers 15 liegt. Der Werkzeugkörper 41 und die Auflagefläche 16 des Abstreifers 15 bilden eine Bearbeitungseinheit. Eine solche Bearbeitungseinheit kann insbesondere zum Umformen von plattenförmigen Werkstücken 35 oder zum Ausrichten von gewölbten plattenförmigen Werkstücken 35 eingesetzt werden.
In 3 ist eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeuges 11 zu 1 in einer Ruheposition 52 dargestellt. Die 4 zeigt das Werkzeug 11 gemäß 3 in einer Arbeitsposition 54. Bei dieser Ausführungsform ist das Oberwerkzeug 12 mit dem Abstreifer 15 ebenfalls vorzugsweise direkt miteinander gekoppelt. Beispielhaft sind das Oberwerkzeug 12 und der Abstreifer 15 mechanisch gekoppelt. Diese mechanische Kopplung ermöglicht eine Verschiebebewegung des Abstreifers 15 relativ zum Oberwerkzeug 12, insbesondere zum Werkzeugkörper 41 des Bearbeitungswerkzeuges 42. Diese mechanische Kopplung kann alternativ anstelle einer Verschiebebewegung relativ zueinander auch eine Kraftübersetzung umfassen, um durch die Verschiebebewegung eine Krafterhöhung zu erzielen. Diese mechanische Koppelung ermöglicht zum einen, dass der Abstreifer 15 fest in eine Position übergeführt und/oder gehalten wird und relativ zu dieser festen Position das Oberwerkzeug 12 zumindest in Hubrichtung 20 verfahrbar ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Oberwerkzeug 12 in eine vordefinierte Position überführbar ist, um dann darauffolgend unter Beibehaltung dieser Position eine relative Verschiebebewegung des Abstreifers 15 anzusteuern.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform in den 3 und 4 kann vorgesehen sein, dass der Werkzeugkörper 41 als ein Saugelement, insbesondere Vakuumsauger, ausgebildet ist. Ein an dem Abstreifer 15 vorgesehenes Steuerelement 45 ist beispielsweise als ein Zapfen oder eine Klappe oder dergleichen ausgebildet, welche eine Durchgangsöffnung des als Vakuumsauger ausgebildeten Werkzeugkörpers 41 öffnet und schließt, um beispielsweise einen Unterdruck zum Greifen eines plattenförmigen Werkstücks anzulegen.
In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 11 zu den 3 und 4 dargestellt. Die 6 zeigt eine schematische Seitenansicht des Werkzeugs 11 gemäß 5. Dieses Werkzeug 11 umfasst das Oberwerkzeug 12 mit dem Grundkörper 19 und den daran angeordneten Einspannzapfen 18. Dem Einspannzapfen 18 gegenüberliegend sind am Grundkörper 19 mehrere Werkzeugkörper 41 vorgesehen. Diese Werkzeugkörper 41 sind im Konkreten als sogenannte Prägeräder ausgebildet. Diese Prägeräder weisen an dessen Außenumfang Zeichen wie beispielsweise Zahlen, Buchstaben oder dergleichen auf. Ein Abstreifer 15 ist in und entgegen der Hubrichtung 20 relativ zum Oberwerkzeug 12 durch eine mechanische Kopplung verschiebbar angeordnet. Durch diese verschiebbare Anordnung des Abstreifers 15 werden an dem Abstreifer 15 angeordnete Schaltklinken 65 angesteuert, um durch einen Schalthub die Prägeräder weiter zu takten. Somit kann durch die mechanische Kopplung des Abstreifers 15 zum Oberwerkzeug 12, welches in Form einer Verschiebebewegung in und entgegen der Hubrichtung 20 erfolgt, eine weitere Funktionalität angesteuert werden, wie beispielsweise eine Indexierung.
In den 7 bis 9 sind schematische Schnittansichten entlang der Linie A-A des Werkzeugs 11 gemäß 6 dargestellt, anhand denen die Funktionsweise des Prägewerkzeuges erörtert wird.
Das Werkzeug 11 ist in einer definierten Position oberhalb eines plattenförmigen Werkstücks 35 positioniert (7). Der Abstreifer 15 wird dabei in einer festen Position bezüglich des Abstandes zum plattenförmigen Werkstück 35 fixiert gehalten. An dem Abstreifer 15 sind jedem Prägerad zugeordnet die Schaltklinken 65 vorgesehen. Diesen gegenüberliegend sind Rastklinken 66 an dem Grundkörper 19 befestigt. In der Ausgangsposition 52 gemäß 7 weist beispielsweise ein Buchstabe, eine Zahl oder ein Symbol 67 in Richtung auf das plattenförmige Werkstück 35.
Zur Durchführung einer Prägung wird das Oberwerkzeug 12 gemäß Hubrichtung 20 auf das Werkstück 35 zubewegt, um das Symbol 67 in das plattenförmige Werkstück 35 einzubringen (8). Während der Bewegung des Oberwerkzeugs 12 in Hubrichtung 20 wird die Schaltklinke 65 in eine nachfolgende Vertiefung am Prägerad übergeführt. Die Rastklinke 66 währenddessen greift sperrend an dem Prägerad an.
Bei einer Rückhubbewegung des Werkzeuges 11 wird das Oberwerkzeug 12 relativ zum Abstreifer 15 entgegengesetzt zur Hubrichtung 20 verfahren, wobei die Schaltklinke 65 verrastend an dem Prägerad angreift und die Rastklinke 66 eine Drehbewegung des Prägerads freigibt. Dadurch wird ein Schalthub durchgeführt, bei welchem das Prägerad um eine Position weitergetaktet wird, wie dies durch den Vergleich der Position des Symbols 67 zwischen den 8 und 9 deutlich wird.
In 10 ist eine perspektivische Ansicht auf eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeugs 11 dargestellt. Dieses Werkzeug 11 umfasst ein Oberwerkzeug 12 sowie ein Unterwerkzeug 14. Dieses Werkzeug 11 ist beispielsweise als ein Stanzwerkzeug ausgebildet. Alternativ kann ein solches Werkzeug 11 auch als ein Prägewerkzeug, Signierwerkzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Das Oberwerkzeug 12 umfasst einen Einspannzapfen 18 sowie einen damit verbundenen oder einstückig daran angeordneten Grundkörper 19. Am Grundkörper 19 ist ein Justier- oder Indexierelement 21 vorgesehen, um das Oberwerkzeug 12 in einer Aufnahme einer Bearbeitungsmaschine auszurichten.
Das Unterwerkzeug 14 umfasst einen Grundkörper 31, an dessen Oberseite eine Auflagefläche 32 für ein plattenförmiges Material 35 (14) vorgesehen ist. Innerhalb der Auflagefläche 32 ist eine Öffnung 33 vorgesehen. Durch diese Öffnung 33 können vom plattenförmigen Werkstück 35 abgetrennte Werkstückteile, die Gut- oder Schlechtteile sein können, abgeführt werden. Der Grundkörper 31 des Unterwerkzeuges 14 weist ebenso ein nicht näher dargestelltes Justier- oder Indexierelement auf, um auch eine definierte Drehstellung in einer unteren Aufnahme der Bearbeitungsmaschine einzunehmen. Dieses Unterwerkzeug 11 ist um eine Positionsachse 38 drehbar. Diese Positionsachse 38 bildet eine Längsachse beziehungsweise Längsachse des Grundkörpers 31 des Unterwerkzeugs 14.
In 11 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das Oberwerkzeug 12 dargestellt. Am Grundkörper 19 ist ein Betätigungselement 23 befestigt. Das Betätigungselement 23 weist eine zum Unterwerkzeug 14 weisende Anlagefläche 24 auf. Das Betätigungselement 23 kann ein dieses umgebendes Führungselement 28 aufweisen. Alternativ kann dieses Führungselement 28 auch einteilig am Betätigungselement 23 vorgesehen sein.
In der Anlagefläche 24 ist eine Austrittsöffnung 26 vorgesehen, deren Funktion in 12 beschrieben wird.
An einem Außenumfang des Betätigungselementes 23 ist ein Abstreifer 15 vorgesehen. Der Einspannzapfen 18, der Grundkörper 19, das Betätigungselement 23 sowie der Abstreifer 15 sind entlang einer gemeinsamen Positionsachse 27 verfahrbar.
In 12 ist eine Schnittansicht entlang einer Mittelebene durch das Oberwerkzeug 12 dargestellt. Die 13 zeigt eine Schnittansicht in einer versetzten Ebene zu der in 12.
Ein Werkzeugkörper 41 eines Bearbeitungswerkzeuges 42 ist in seiner Position gegenüber dem Grundkörper 19 veränderbar durch das Betätigungselement 23 aufgenommen. Das Betätigungselement 23 umfasst eine Führung 44. Diese Führung 44 ist in einem Winkel von beispielsweise 1° bis 60° gegenüber zur Positionsachse 27 ausgerichtet. Diese Führung 44 ist als eine Gleitführung ausgebildet. Vorzugsweise können Gleitflächen die Führung 44 bilden, die auch als separate Teile in einer Bohrung des Betätigungselementes 23 angeordnet sein können. Die Führung 44 des Betätigungselementes 23 entspricht bevorzugt im Querschnitt dem Querschnitt des Werkzeugkörpers 41, sodass dieser formschlüssig geführt ist. Der Formschluss kann auch gleichzeitig die Verdrehsicherung darstellen. Der Werkzeugkörper 41 weist eine Längsachse 43 auf, die gegenüber der Positionsachse 27 geneigt ist. Der Werkzeugkörper 41 kann an einer Stirnseite als eine Schneide, ein Prägewerkzeug oder dergleichen einteilig daran angeordnet oder als Wechselelement austauschbar vorgesehen sein. Der Werkzeugkörper 41 ist durch die Führung 44 längs der Längsachse 43 verschiebbar geführt. Hierzu ist zwischen dem Werkzeugkörper 41 und dem Grundkörper 19 ein Keilmechanismus 46 vorgesehen. Dieser Keilmechanismus 46 kann durch eine Stirnfläche 47 des Werkzeugkörpers 41 gebildet sein, welche auf den Grundkörper 19 zuweist sowie durch eine am Grundkörper 19 vorgesehene Abstützfläche 48, die auf den Werkzeugkörper 41 ausgerichtet ist. Bevorzugt kann die Abstützfläche 48 als separates Bauteil an einem Abstützkörper 49 im Grundkörper 19 befestigt sein, welches bevorzugt verschleißfest ausgebildet ist. Dem Abstützkörper 49 des Keilmechanismus 46 gegenüberliegend ist bevorzugt ein Gleitkörper 50 vorgesehen. Die Gleitfläche 53 des Gegenkörpers 50 ist bevorzugt an die Abstützfläche 48 des Abstützkörpers 49 hinsichtlich der Oberflächenrauheit des Neigungswinkels angepasst, sodass eine verschleißfreie und hohe Kraftübertragung ermöglicht ist. Der Werkzeugkörper 41 kann an dem Gegenkörper 50 anliegen. In diesem Fall kann der Werkzeugkörper 41 an einem zum Keilmechanismus 46 weisenden Ende einen Sicherungsabschnitt aufweisen, der sich zumindest in einer Richtung seitlich auskragend zur Führung 44 des Betätigungselementes 23 erstreckt. Dadurch wird ein Herausfallen des Werkzeugkörpers 41 aus dem Betätigungselement 23 verhindert. Auch kann ohne Sicherungsabschnitt 56 durch den Gegenkörper 50 eine Positionierung in dem Betätigungselement 23 gegeben sein. An dem Betätigungselement 23 greifen die Rückstellelemente 51 für den Werkzeugkörper 41 an, um diesen in Richtung auf den Grundkörper 19 zu positionieren.
An dem Gegenkörper 50 kann bevorzugt zumindest ein Führungselement 58 als Verdrehsicherung und/oder ein Rückstellelement 51 vorgesehen sein. Dadurch wird ermöglicht, dass nach einem Bearbeitungshub das Betätigungselement 23 in eine Ausgangsposition 52 verfahren wird, wie dies in 12 und 13 dargestellt ist.
Das Betätigungselement 23 ist entlang der Positionsachse 27 in Richtung auf den Grundkörper 19 verschiebbar. Der Abstreifer 15 umgreift das Betätigungselement 23 bevorzugt formschlüssig und liegt bevorzugt an einer Schulter des Führungselementes 28 auf. Durch das Führungselement 28, welches beispielsweise den Grundkörper 12 außen umgreift, wird das Betätigungselement 23 relativ verfahrbar zum Grundkörper 19 geführt. Während der Verfahrbewegung des Betätigungselementes 23 in Richtung auf den Grundkörper 19 kann der Werkzeugkörper 41 gegenüber der Führung 44 verfahren werden und aus der Austrittsöffnung 26 herausgeführt werden. Während dieser Verfahrbewegung gleitet die Stirnfläche bzw. Gleitfläche 47 des Werkzeugkörpers 41 oder des Gegenkörpers 50 entlang der Abstützfläche 48 am Grundkörper 12 oder des Abstützkörpers 49.
Eine Stanzbearbeitung des plattenförmigen Werkstücks 35 wird beispielsweise anhand der 14 und 15 näher beschrieben.
Das plattenförmige Werkstück 35 wird in einer Bearbeitungsposition zum Unterwerkzeug 14 ausgerichtet und liegt auf der Auflagefläche 32 auf. Während einer ersten Phase eines Bearbeitungshubes wird das Oberwerkzeug 12, welches zunächst beabstandet zum plattenförmigen Werkstück 35 ausgerichtet ist, entlang der Positionsachse 27 auf das plattenförmige Werkstück 35 zubewegt. Darauffolgend kommt die Anlagefläche 24 des Betätigungselementes 23 zur Anlage auf dem plattenförmigen Werkstück 35. Der Werkzeugkörper 41 des Bearbeitungswerkzeuges 22 ist bis zu diesem Zeitpunkt noch eingefahren, das heißt in einer Position innerhalb des Betätigungselementes 23. Während dieser Hubbewegung kann der Abstreifer 15 zunächst noch in einer Ruheposition gehalten werden, da das Betätigungselement 23 relativ zum Abstreifer 15 gemäß einer ersten Ausführungsform relativ verschiebbar ist. Darauffolgend kann ein Antrieb des Abstreifers 15 angesteuert werden, so dass dieser in Hubrichtung verfahren wird, bis dieser auf einer Schulter des Führungselementes 28 aufliegt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Verfahrbewegung in Hubrichtung des Oberwerkzeugs 12 und des Abstreifers 15 gleichzeitig angesteuert werden. Diese erste Phase des Bearbeitungshubes ist in 14 dargestellt.
Bei einer weiteren Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 12 entlang der Positionsachse 27 wird der Grundkörper 19 auf das Betätigungselement 23 zubewegt. Über den Keilmechanismus 46 wird der Werkzeugkörper 41 des Bearbeitungswerkzeuges 42 in eine Verfahrbewegung entlang der Führung 44 übergeführt. Der Werkzeugkörper 41 wird entlang der Längsachse 43 des Werkzeugkörpers 41 in einer Richtung abweichend zur Positionsachse 27 ausgefahren. Dabei wird eine Stanzbearbeitung durchgeführt. Dies kann beispielsweise das Einbringen einer Fase an einer Kante des plattenförmigen Werkstücks 35 sein. Das abgetrennte Werkstückteil 46 kann über die Öffnung 33 im Unterwerkzeug 14 nach unten abgeführt werden. Das Oberwerkzeug 12 befindet sich in einer Arbeitsposition 54. Dies ist in 15 dargestellt.
Am Ende des Bearbeitungshubes - also nachdem der Bearbeitungsprozess, insbesondere der Stanzprozess abgeschlossen ist - wird das Oberwerkzeug 12 entlang der Positionsachse 27 nach oben abgehoben und das Betätigungselement 23 aufgrund des Rückstellelementes 51 oder einer Zwangsführung in die Ausgangsposition gemäß 12 übergeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018113493 A1 [0002]

Claims

Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (35), insbesondere von Blechen, - mit einem Oberwerkzeug (12), welches einen Einspannzapfen (18) und einen Grundkörper (19) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (27) liegen, und ein Bearbeitungswerkzeug (42) mit einem Werkzeugkörper (41) umfasst, welches dem Einspannzapfen (18) gegenüberliegend am Grundkörper (19) positioniert ist, und - mit einem Abstreifer (15), der dem Einspannzapfen (18) gegenüberliegend zum Grundkörper (19) des Oberwerkzeuges (12) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass der Abstreifer (15) und das Oberwerkzeug (12) miteinander gekoppelt sind.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) und das Oberwerkzeug (12) zur gemeinsamen Krafteinleitung einer Bearbeitungskraft in Hubrichtung (20) auf das zu bearbeitende Werkstück (35) miteinander gekoppelt sind.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) eine Änderung der Funktion in dem Oberwerkzeug (12) auslöst.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) fest mit dem Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeugs (42) gekoppelt ist.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) und der Werkzeugkörper (41) einteilig ausgebildet sind.
Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) gegenüber der Auflagefläche (16) des Abstreifers (15) in Hubrichtung (20) des Oberwerkzeugs (12) zur Bearbeitung des Werkstücks (35) hervorsteht.
Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) in einer Ebene der Auflagefläche (36) des Abstreifers (15) liegt.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) und der Grundkörper (19) des Oberwerkzeugs (12) oder dass der Abstreifer (15) und der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeugs (42) mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) relativ zum Grundkörper (19) oder zum Werkzeugkörper (21) verschiebbar ist, insbesondere entlang der Positionsachse (27) verschiebbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine relative Verschiebebewegung des Abstreifers (15) zum Werkzeugkörper (41) eine Indexierung ansteuerbar ist, durch welche zumindest ein als Prägerad ausgebildeter Werkzeugkörper (41) mit einem Schalthub um eine weitergetaktete Position ansteuerbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine relative Verschiebebewegung des Abstreifers (15) zum Werkzeugkörper (41) eine Arbeitsposition ansteuerbar ist, durch welche ein als Saugelement ausgebildeter Werkzeugkörper (41) mit einem am Abstreifer (15) angeordneten Steuerelement (45) mit Unterdruck beaufschlagbar ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die relative Verschiebebewegung des Abstreifers (15) zum Werkzeugkörper (41) eine Arbeitsposition ansteuerbar ist, durch welche der als Halte- oder Greifelement ausgebildete Werkzeugkörper (41) mit einem am Abstreifer (15) angeordneten Auswerfer zum Lösen des Werkstücks (35) ansteuerbar ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (12) ein Betätigungselement (23) aufweist, welches dem Einspannzapfen (18) gegenüberliegend zum Grundkörper (19) positioniert und entlang der Positionsachse (27) auf den Grundkörper (12) verfahrbar ist und mit einer Veränderung des Abstandes zwischen dem Betätigungselement (23) und dem Grundkörper (19) der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) relativ zum Betätigungselement (23) bewegbar ist und der Abstreifer (15) mit dem Betätigungselement (23) gekoppelt ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) relativ zum Grundkörper (19 verschiebbar aufgenommen ist und gegenüber dem Grundkörper (19) in eine Arbeitsposition (54) aus dem Grundkörper (19) herausführbar ist und der Abstreifer (15) mit dem Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) gekoppelt ist.
Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (15) relativ zum Betätigungselement (23) oder zum Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) verschiebbar ist und formschlüssig in Hubrichtung (20) des Oberwerkzeuges (12) an dem Betätigungselement (23) oder dem Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) angreift.