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Die Erfindung betrifft eine Abstandshaltevorrichtung für ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Rüsten eines Werkzeugs mit mindestens einer derartigen Abstandshaltevorrichtung.
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Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2014 101 997 U1 ist ein Abstandshalter für ein Stanzwerkzeug oder eine Stanzmaschine bekannt, der geeignet ist, ein Mittel zum Beabstanden von zwei gegenüberliegenden Teilen des Stanzwerkzeugs zu bilden, wobei der Abstandshalter einen ersten zylindrischen Abschnitt umfasst, der versehen ist mit einem inneren Hohlraum, der an einer Grundseite nach außen hin offen ist, und dessen gegenüberliegende Grundseite massiv ist, wobei der Abstandshalter einen zweiten zylindrischen Abschnitt umfasst, der zumindest teilweise massiv ist und fest an der massiven Grundseite und außerhalb von dieser angebracht ist, mit einem Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Abschnitts ist, wobei der erste und der zweite zylindrische Abschnitt und der innere Hohlraum koaxial sind, wobei der Abstandshalter ein Halteelement umfasst, das mit einem ersten ringförmigen Teil versehen ist, das geeignet ist, stabil an der Außenseite des zweiten zylindrischen Abschnitts angebracht zu werden, wobei das Halteelement mit einem zweiten Teil versehen ist, das über Schwenkmittel an einem Außenrand des ersten ringförmigen Teils angebracht ist, wobei die Schwenkmittel ein Scharnier umfassen. Aus dem amerikanischen Patent
US 6,530,313 B1 sind ein Schlittenverriegelungsmechanismus zum Verriegeln eines Schlittens sowie ein Gleitverriegelungsmechanismus zum Anheben und Absenken eines Gewindeelements für eine Presse bekannt. Das amerikanische Patent
US 4 822 266 A offenbart eine Vorrichtung zum Verhindern des Herabfallens eines Schlittens in einen Reifenvulkanisierer, umfassend einen Vulkanisierrahmen, ein fest an dem Vulkanisierrahmen angeordnetes festes unteres Gesenk, einen entlang des Rahmens anheb- und senkbaren Schlitten, ein an dem Schlitten gehaltenes bewegliches oberes Gesenk und geeignet zum vertikalen Öffnen und Schließen relativ zu dem unteren Gesenk, ein vertikal bewegliches Element, das an einer Mittelposition des Schiebers zum Öffnen und Schließen des oberen Gesenks vorgesehen ist, ein hohles Druckelement, das an der Mittelposition des Schiebers vorgesehen ist, um Druck auf die Obergesenke auszuüben, wobei das hohle Druckelement diametral außerhalb des vertikal beweglichen Elements derart angeordnet ist, dass es mit dem vertikal beweglichen Element konzentrisch und von diesem getrennt ist, eine Druckvorrichtung, die an dem Vulkanisierrahmen so angebracht ist, dass sie das hohle Druckelement umgibt, einen Höheneinstellmechanismus für das obere Gesenk zum Verbinden des Schiebers mit dem hohlen Druckelement, und ein bewegliches Druckelement, das in der Druckvorrichtung vorgesehen ist, und ein Sperrelement, das an dem beweglichen Druckelement derart angebracht ist, dass es das hohle Druckelement umgibt, wobei das Sperrelement von dem hohlen Druckelement gelöst wird, wenn das hohle Druckelement angehoben, um das Obergesenk anzuheben, und mit dem hohlen Druckelement an einer Position dazwischen in Eingriff gebracht wird, wenn sich das hohle Druckelement in einer Formklemmposition befindet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Rüsten von Werkzeugen mit einer Abstandshaltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf einen automatischen Rüstprozess zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die Sollbruchstelle wird sichergestellt, dass in einem Notfall nur der Stapeldistanzkörper beschädigt wird oder kaputt geht. Alle weiteren Teile der Abstandshaltevorrichtung werden vorteilhaft nicht beschädigt. Der Stapeldistanzkörper ist darüber hinaus vorteilhaft so ausgeführt und gestaltet, dass er einfach und kostengünstig ersetzt werden kann, nachdem die Sollbruchstelle aktiviert worden ist. Über die Größe eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Ringkörper und dem Stapelbolzen kann die Aktivierungsschwelle der Sollbruchstelle eingestellt werden. Über die Länge des Stapelbolzens kann eine starre Entlastungshöhe des Werkzeugs mit der Abstandshaltevorrichtung eingestellt werden. Wenn die Sollbruchstelle aktiviert wird, dann löst sich der Stapelbolzen vom Ringkörper. Der vom Ringkörper getrennte Stapelbolzen wird dann in die dafür vorgesehene Aufnahme gedrückt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abstandshaltevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper translatorisch zwischen seiner Öffnungsstellung und seiner Schließstellung hin und her bewegbar geführt ist. Bei dem Verschlusskörper handelt es sich zum Beispiel um einen Verschlussschlitten oder einen Verschlussschieber. Der Verschlusskörper ist vorteilhaft an dem Grundkörper geführt, der als Multifunktionsteil ausgeführt ist. Der Verschlusskörper ist vorteilhaft zwischen einem unteren Werkzeugteil und dem Grundkörper der Abstandshaltevorrichtung hin und her bewegbar geführt. In seiner Öffnungsstellung gibt der Verschlusskörper das Durchgangsloch in dem Grundkörper vorteilhaft vollständig frei. In seiner Schließstellung verschließt der Verschlusskörper das Durchgangsloch vorteilhaft vollständig. In seiner Schließstellung stellt der Verschlusskörper eine Abstützung für mindestens ein oberes Werkzeugteil dar. Dabei stützt sich das obere Werkzeugteil vorteilhaft über den Stapeldistanzkörper unter Zwischenschaltung des Verschlusskörpers auf dem unteren Werkzeugteil stabil ab.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abstandshaltevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Verschlusskörper ein Fluidzylinder zugeordnet ist, um den Verschlusskörper zu betätigen. Bei dem Fluidzylinder handelt es sich zum Beispiel um einen Pneumatikzylinder. Über den Fluidzylinder kann ein zugehöriger Betätigungskolben gezielt mit Druck beaufschlagt werden, um eine gewünschte translatorische Bewegung des Verschlusskörpers darzustellen. Besonders vorteilhaft wird ein doppeltwirkender, elektrisch beidseitig abgefragter Fluidzylinder mit einem Klemmring zur Einfahrhemmung verwendet. Die Ansteuerung des Fluidzylinders erfolgt vorteilhaft über ein geeignetes Wegeventil, das zum Beispiel elektrisch angesteuert wird. Über den Fluidzylinder kann der Verschlusskörper in gewünschter Art und Weise definiert zwischen seiner Öffnungsstellung und seiner Schließstellung hin und her bewegt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abstandshaltevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshaltevorrichtung eine Sensorik umfasst, die mindestens eine der Stellungen, insbesondere die Öffnungsstellung und/oder die Schließstellung, oder alle Stellungen, des Verschlusskörpers erfasst. Dadurch wird die Sicherheit im Betrieb der Abstandshaltevorrichtung deutlich erhöht. Die Sensorik ist vorteilhaft dem Fluidzylinder zugeordnet. Über die Sensorik, die dem Fluidzylinder zugeordnet ist, kann mindestens eine Stellung des Verschlusskörpers indirekt erfasst werden, indem zum Beispiel mit der Sensorik eine Position ober Bewegung eines Betätigungskolbens in dem Fluidzylinder erfasst wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abstandshaltevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Verschlusskörper ein federnd vorgespanntes Druckstück zugeordnet ist, durch das der Verschlusskörper in seine Schließstellung vorgespannt ist. Die federnde Vorspannung erfolgt zum Beispiel über eine Gasdruckfeder. Durch das federnd vorgespannte Druckstück wird eine zusätzliche Sicherheitsfunktion dargestellt. Das federnd vorgespannte Druckstück bewegt den Verschlusskörper vorzugsweise auch dann in seine Schließstellung, wenn die Funktion des Fluidzylinders im Betrieb der Abstandshaltevorrichtung gestört sein sollte.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abstandshaltevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshaltevorrichtung mindestens einen Sensor umfasst, der eine Position des Stapeldistanzkörpers in dem Durchgangsloch erfasst. Bei dem Sensor handelt es sich zum Beispiel um einen induktiven Sensor. Mit dem Sensor wird insbesondere erfasst, ob sich der Stapelbolzen des Stapeldistanzkörpers innerhalb des Durchgangslochs befindet. Diese Information kann für eine sinnvolle Steuerungslogik genutzt werden.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch Einzelteile und/oder einzelne Komponenten für eine vorab beschriebene Abstandshaltevorrichtung. Diese sind separat handelbar.
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Bei einem Verfahren zum Rüsten eines Werkzeugs mit mindestens einer vorab beschriebenen Abstandshaltevorrichtung ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Abstandshaltevorrichtung automatisch eine Stapeldistanzierungsfunktion ausübt. Die Funktion der Abstandshaltevorrichtung wird mit den vorab beschriebenen Merkmalen der Abstandshaltevorrichtung ausgeübt. Die Deckplatte übt vorteilhaft zusätzlich eine Werkzeugdistanzierungsfunktion aus. Die Abstandshaltevorrichtung wird mit einem Steuergerät gesteuert, das eine entsprechende Software enthält.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computer-Programmprodukt mit einem Programmcode zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens. Das Computerprogramm wird vorteilhaft in einer Steuerung einer zu rüstenden Presse ausgeführt.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Steuergerät zum Steuern eines automatischen Rüstvorgangs mit einer vorab beschriebenen Abstandshaltevorrichtung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung einer Abstandshaltevorrichtung für ein Werkzeug, das zwei Werkzeugteile umfasst;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines ersten Werkzeugteils, an welchem ein Stapeldistanzkörper der Abstandshaltevorrichtung aus 1 befestigt ist; und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Werkzeugteils, an dem die übrigen Teile der Abstandshaltevorrichtung aus 1 angebracht sind.
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In 1 ist eine Abstandshaltevorrichtung 10 perspektivisch und teilweise transparent dargestellt. Die Abstandshaltevorrichtung 10 dient zur Darstellung einer Stapeldistanzeinheit für Press- und Stanzwerkzeuge. Die Abstandshaltevorrichtung 10 dient im laufenden Betrieb einer mit einem Werkzeug zu rüstenden Presse der starren Entlastung von Werkzeugen.
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Alternativ oder zusätzlich dient die Abstandshaltevorrichtung 10 zur Darstellung einer Mehrfachstapelung von zusammengesetzten Werkzeugen. Die Werkzeuge umfassen jeweils mindestens zwei Werkzeugteile. Die Werkzeuge können aber auch mehr als zwei, zum Beispiel drei oder vier Werkzeugteile umfassen. Mit der Abstandshaltevorrichtung 10 kann besonders vorteilhaft ein vollautomatischer Rüstprozess dargestellt werden.
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In 2 ist ein erstes Werkzeugteil 11 eines Werkzeugs perspektivisch dargestellt. In 3 ist ein zweites Werkzeugteil 12 dargestellt. Bei dem ersten Werkzeugteil 11 handelt es sich um ein Werkzeugunterteil. Bei dem zweiten Werkzeugteil 12 handelt es sich um ein Werkzeugoberteil.
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Mit der auch als Stapeldistanzeinheit bezeichneten Abstandshaltevorrichtung 10 kann das Werkzeug beim Zusammensetzen von Oberteil und Unterteil um einen Niederhaltehub entlastet werden. Beim Stapeln der zusammengesetzten Werkzeuge können Komponenten, wie Gasdruckfedern, Schiebereinheiten und ähnliche Baugruppen, die ansonsten einer permanenten statischen Beanspruchung ausgesetzt werden, durch die Abstandshaltevorrichtung 10 entlastet werden.
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Außerdem kann ein ansonsten erforderlicher ständiger Eingriff von Aktivelementen bei der Werkzeuglagerung mit der Abstandshaltevorrichtung 10 verhindert werden. Im laufenden Betrieb wird die Abstandshaltevorrichtung 10 vorteilhaft gleichzeitig zur Werkzeugdistanzierung im Pressenbetrieb genutzt. Alle die vorab beschriebenen Aufgaben und Funktionen lassen sich mit Hilfe der Abstandshaltevorrichtung 10 vollautomatisch ohne jeglichen manuellen Eingriff realisieren.
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Die Abstandshaltevorrichtung 10 umfasst Einzelteile, die mindestens eine Funktion im Betrieb der Abstandshaltevorrichtung 10 ausüben. Besonders vorteilhaft übt mindestens ein Einzelteil der Abstandshaltevorrichtung 10 mehr als eine Funktion im Betrieb der Abstandshaltevorrichtung 10 aus. In ihrem Zusammenwirken ermöglichen die Einzelteile der Abstandshaltevorrichtung 10 gleichzeitig alle Anforderungen im Hinblick auf Werkzeugdistanzierung, Werkzeugentlastung und Mehrfachstapelung von Werkzeugen.
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Die Abstandshaltevorrichtung 10 ist besonders vorteilhaft für die Ausrüstung von unterschiedlichen Werkzeugen, insbesondere Werkzeugstufen, geeignet. Entscheidende manuelle Eingriffe im Rüstprozess von Presswerkzeugen können durch eine mit der Abstandshaltevorrichtung 10 ermöglichte Vollautomatisierung entfallen. Je nach Werkzeugausführung können mehrere Abstandshaltevorrichtungen 10 zwischen mindestens zwei Werkzeugteilen verwendet werden.
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Die Abstandshaltevorrichtung 10 in 1 umfasst einen Grundkörper 1 mit einem Durchgangsloch 2. Das Durchgangsloch 2 ist in 1 unten durch einen Verschlusskörper 3 verschließbar. Der Verschlusskörper 3 ist zum Beispiel als Schieber oder Schlitten ausgeführt und translatorisch zwischen einer in 1 gezeigten Öffnungsstellung und einer Schließstellung hin und her bewegbar.
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In 1 sind die beiden Werkzeugteile des Werkzeugs nur durch die Bezugszeichen 11 und 12 angedeutet. Ein Stapeldistanzkörper 4 der Abstandshaltevorrichtung 10 ist, wie man in 2 sieht, an dem Werkzeugoberteil 12 befestigt. Die übrigen Einzelteile der Abstandshaltevorrichtung 10 sind, wie man in 3 sieht, an dem Werkzeugunterteil 11 angebracht.
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Der Stapeldistanzkörper 4 umfasst einen Stapelbolzen 5, der unter Ausbildung einer Sollbruchstelle 15 einstückig mit einem Ringkörper 6 verbunden ist. Der Ringkörper 6 ist als Ringflansch ausgeführt und mit drei Schraubendurchgangslöchern ausgestattet. Die Schraubendurchgangslöcher in dem Ringkörper 6 dienen zur Befestigung des Stapeldistanzkörpers 4 an dem oberen Werkzeugteil 12 mit Befestigungsmitteln, wie Schrauben.
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In 1 sieht man, wie der Stapelbolzen 5 das Durchgangsloch 2 im Grundkörper 1 durchgreift. Der Verschlusskörper 3 befindet sich in seiner Öffnungsstellung. Über einen Fluidzylinder 7, der vorzugsweise als Pneumatikzylinder ausgeführt ist, kann der Verschlusskörper 3 aus seiner in 1 dargestellten Öffnungsstellung in seine Schließstellung bewegt werden, in welcher er das Durchgangsloch 2 in 1 unten verschließt. Der Fluidzylinder umfasst einen Betätigungskolben 17, an dessen freiem Ende der Verschlusskörper 3 befestigt ist.
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Die Abstandshaltevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Sensoreinrichtung 8. Die Sensoreinrichtung 8 wiederum umfasst mindestens einen Sensor 9, mit welchem das Vorhandensein des Stapelbolzens 5 in dem Durchgangsloch 2 erfasst wird. Bei dem Sensor 9 handelt es sich zum Beispiel um einen induktiven Sensor.
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Das Durchgangsloch 2 in dem Grundkörper 1 wird mit dem Verschlusskörper 3 nur zum Zweck einer starren Entlastung des Werkzeugs verschlossen, und zwar vorteilhaft immer dann, wenn das Werkzeug aus der Presse ausgespannt wird.
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Bis zum nächsten Einspannen bleibt das Durchgangsloch 2 in dem Grundkörper 1 vorteilhaft durch den Verschlusskörper 3 verschlossen.
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Während der Produktion bleibt das Durchgangsloch 2, das vorteilhaft als Bohrung ausgeführt ist, solange an dem Fluidzylinder oder Pneumatikzylinder 7 Druckluft anliegt, planmäßig ständig offen. Eine Schiebebewegung des Verschlusskörpers 3 findet in der Presse und während des automatischen Rüstprozesses statt, wenn das Werkzeugoberteil 12 zum Beispiel auf Entlastungsgasdruckfedern steht und ab- beziehungsweise angespannt wird. Die verschlossene und geöffnete Position des Verschlusskörpers 3 wird vorteilhaft mit einer Sensorik 16 am Fluidzylinder 7 erfasst.
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Bei dem Pneumatikzylinder 7 handelt es sich um einen doppelt-wirkenden, elektrisch beidseitig abgefragten Zylinder mit einem Klemmring zur Einfahrhemmung. Das Erreichen der beiden Endlagen des Betätigungskolbens 17, die der Öffnungsstellung und der Schließstellung des Verschlusskörpers 3 entsprechen, wird über die Sensorik 16 elektrisch abgefragt.
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Zur Erhöhung der Sicherheit ist dem Verschlusskörper 3 redundant zu dem Fluidzylinder 7 ein durch eine Vorspanneinrichtung 14 vorgespanntes Druckstück 13 zugeordnet. Die Vorspanneinrichtung 14 ist zum Beispiel eine Gasdruckfeder, die den Verschlusskörper 3 zwangsweise auch dann in seine Schließstellung bewegt, wenn die Funktion des Fluidzylinders 7 gestört ist. Ein Offenhalten des Durchgangslochs 2 erfolgt also ständig gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung 14.
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Der Klemmring in dem Fluidzylinder 7 stellt eine mechanische Sicherheitseinrichtung dar, die ein selbständiges, unbeabsichtigtes Einfahren des Betätigungskolbens 17 verhindert. So wird sichergestellt, dass der Betätigungskolben 17 auch ohne Druckluft und außerhalb der Presse in seiner Ruhestellung bleibt, in der das Durchgangsloch 2 durch den Verschlusskörper 3 zwangsweise verschlossen bleibt.
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In 2 sieht man, dass das Werkzeugoberteil 12 benachbart zu dem Stapelbolzen 5 eine Führungsausnehmung 20 aufweist. Eine ähnliche Ausnehmung ist (in 2 nicht sichtbar) in dem Werkzeugoberteil 12 oberhalb des Stapelbolzens 5 vorgesehen. Diese Ausnehmung stellt eine Aufnahme für den Stapelbolzen 5 dar, wenn die Sollbruchstelle 15 an der Verbindung zwischen dem Stapelbolzen 5 und dem Ringkörper 6 versagt oder aktiviert wird.
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In 3 sieht man, dass an dem Werkzeugunterteil 11 benachbart zu der Abstandshaltevorrichtung 10 ein Führungskörper 30 angeordnet ist, der beim Zusammenführen der beiden Werkzeugteile 11 und 12 in die Führungsausnehmung 20 am Werkzeugoberteil 12 eingreift. Dann greift gleichzeitig der Stapelbolzen 5 in das Durchgangsloch 2 ein, wenn dieses von dem Verschlusskörper 3 freigegeben ist.
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Wenn das Durchgangsloch 2 von dem Verschlusskörper 3 verschlossen ist, dann stellt der Verschlusskörper 3 eine starre Anlagefläche für den Stapelbolzen 5 dar. So kann das Werkzeug starr entlastet werden.
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Bei einem fehlerhaften Zusammenfahren der beiden Werkzeugteile 11, 12 wird der Stapelbolzen 5 an der Sollbruchstelle 15 abgeschert, wenn der Stapel 5 an dem in seiner Schließstellung befindlichen Verschlusskörper 3 zur Anlage kommt. Dann wird der Stapelbolzen 5 definiert in seine dafür vorgesehene Aufnahme im Werkzeugoberteil 12 verdrängt. Der Stapelbolzen 5 wird dadurch unbrauchbar und muss ausgetauscht werden, bevor das Werkzeug ins Lager verbracht und gestapelt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Durchgangsloch
- 3
- Verschlusskörper
- 4
- Stapeldistanzkörper
- 5
- Stapelbolzen
- 6
- Ringkörper
- 7
- Fluidzylinder
- 8
- Sensoreinrichtung
- 9
- Sensor
- 10
- Abstandshaltevorrichtung
- 11
- erstes Werkzeugteil
- 12
- zweites Werkzeugteil
- 13
- Druckstück
- 14
- Vorspanneinrichtung
- 15
- Sollbruchstelle
- 16
- Sensorik
- 17
- Betätigungskolben
- 20
- Führungsausnehmung
- 30
- Führungskörper
