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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug mit den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs, das insbesondere für
Stanzmaschinen vorgesehen bzw. geeignet ist, die über eine
Werkzeugwechselvorrichtung verfügen.
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Derartige
Stanzwerkzeuge werden insbesondere bei sog. automatischen Wechselsystemen eingesetzt,
bei denen eine Vielzahl von Stanzvorrichtungen sowie zugehörige Matrizen
in einem Einschubsystem oder in einer Wechselkassette, bspw. einem
Revolversystem o dgl. angeordnet sind, so dass sie von einer CNC-gesteuerten
Stanzmaschine je nach Bedarf aus dem Wechselsystem entnommen und
zum Stanzen der gewünschten
Werkstücke
eingesetzt werden können.
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Solche
Stanzmaschinen mit Werkzeugwechselvorrichtungen sind bspw. in der
DE 34 40 224 C2 und
in der
EP 0 343 552
A2 beschrieben. Hierbei ist jeweils eine Vielzahl von Stanzwerkzeugen
in entsprechende Rüstkassetten
einsetzbar, so dass sie automatisch gesteuert entnommen und zum
Stanzen der jeweils gewünschten
Kontur eingesetzt werden können.
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Bekannte
Stanzvorrichtungen weisen einen Stempel, einen Abstreifer und eine
jedem Stempel zugehörige
Matrize auf. Der Stempel ist üblicherweise
mit einem passenden Justiring versehen, welcher bei einer automatischen
Entnahme des jeweiligen Stanzwerkzeugs für eine exakte Zuordnung des Stanzstempels
zur Stanzmaschine und zur zugehörigen
Matrize sorgt, so dass die Teile winkelgenau zueinander passen.
Ist der Justierung falsch aufgesetzt bzw. wird der Justiring falsch
montiert, so stehen die beiden aufeinander treffenden Teile Stanzstempel und
Matrize in einem Winkelversatz zueinander, was zu Ausschüssen bei
den Werkstücken
sowie u. U. auch zu Beschädigungen
des Stanzstempels und/oder der Matrize führen kann.
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Diese
herkömmlichen
Stanzwerkzeuge bedürfen
der manuellen Justierung des zugehörigen Justiringes von einer
Bedienperson bei der Bestückung
der Wechselein richtungen. Dies kann zu Fehlbedienungen führen, da
nur wenige Hilfsmittel vorhanden sind, um die richtige Winkeleinstellung
vorzunehmen, bevor der Justiring am Stanzstempel festgeklemmt wird.
Diese Klemmung erfolgt üblicherweise
durch ein Festziehen des einfach geschlitzten Justierrings mit einer
Schraube, nachdem die richtige Winkellage zum Stanzstempel festgestellt
bzw. eingestellt wurde. Der Justierring verbleibt dann am Stanzstempel,
solange dieser mit der ihm zugeordneten Matrize im Wechselsystem
der Stanzmaschine verbleibt.
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Die
EP 1 213 065 A2 beschreibt
ein Stanzwerkzeug mit einem Stanzstempel, einem Justierring und
einem Keil, wobei der Stanzstempel nach einem Einrichtvorgang in
dem Justierring verklemmbar ist, der Justierring mit Hilfe des Keils
in einer bestimmten Winkelstellung in einer Werkzeughalterung festlegbar
ist und die Winkelstellung zwischen dem Stanzstempel und dem Justierring
durch eine formschlüssige
Verdrehsicherung definiert ist, die justierringseitig an dem Keil
in Drehrichtung formschlüssig
festgelegt ist.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Stanzwerkzeug
dahin gehend zu verbessern bzw. weiter zu bilden, dass eine winkelgenaue
Zuordnung von Stanzstempel und Matrize jederzeit gewährleistet
werden kann.
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Dieses
Ziel der Erfindung mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht.
Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Stanzwerkzeug
umfasst einen zumindest abschnittsweise zylindrischen Stanzstempel
und einen auf diesen aufsetzbaren Justierring, wobei die beiden
Teile in fest vorgebbarem Winkel zueinander abgeordnet sind. Diese
fest vorgegebene Winkellage wird vorzugsweise mittels korrespondierender
Aufnahmen im Stanzstempel sowie im Justierring erreicht, in die
ein Justierelement eingesetzt ist bzw. eingreift, so dass eine formschlüssige Verbindung
der beiden Bauteile in definierter Winkellage herstellbar ist. Weiterhin
sieht die Erfindung vor, dass der Stanzstempel und der Justierring mittels
eines Rastsitzes verbindbar bzw. verbunden sind. Vorzugsweise sind
die korrespondierenden Aufnahmen an radial zueinander weisenden
Flächen, insbesondere
an senkrecht zur Mittelachse der beiden Bauteile orientierten Flächen angeordnet,
so dass der Justierring in koaxialer Lage über den Stanzstempel geschoben
werden und solange gegen diesen verdreht werden kann, bis das in
einer der beiden Aufnahmen eingesetzte und ggf. verpresste Justierelement
formschlüssig
in die jeweils andere Aufnahme eingreift. In dieser Lage kann der
Justierring einen kurzen Weg weiter geschoben werden, bis die beiden
Flächen
aneinander liegen.
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs
liegt in einer bedeutenden Zeit- und Kostenersparnis, da der Justiervorgang
wesentlich schneller vonstatten geht als bei herkömmlichen Stanzwerkzeugen.
Zudem können
die relativ teuren Einstell- und
Justiervorrichtungen und -hilfsmittel entfallen. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass die Justierringe kaum noch einem nennenswerten
Verschleiß unterliegen,
da die bisher verwendeten Klemmeinrichtungen und Klemmschrauben
aufgrund der lösbaren
Rastverbindung entfallen können.
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Die
fest vorgegebene Winkellage zwischen Stanzstempel und Justierring
kann beispielsweise mittels einer durchgängigen Bohrung und einem darin
befindlichen Zentrierstift erreicht werden, so dass jederzeit die
richtige Winkellage des Stanzstempels in der Stanzmaschine gewährleistet
ist.
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Fehlbedienungen
und Fehlbestückungen des
Stanzwerkzeugs in einem Wechselmagazin einer Stanzmaschine werden
durch die vorgegebene Winkellage der beiden Teile zueinander weitestgehend
ausgeschlossen, so dass weder Ausschussteile beim Stanzen produziert
noch es zu Beschädigungen
der Stanzstempel bzw. Matrizen kommen kann. Befindet sich der Justierring
nicht in der richtigen Winkellage zum Stanzstempel, so kann das
Werkzeug maschinenbedingt nicht aufgenommen werden, wodurch Fehlbestückungen
des Stanzwerkzeugs zuverlässig
verhindert werden.
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Zur
exakten und möglichst
spielfreien Festlegung der beiden Teile kann insbesondere vorgesehen
sein, dass der Zentrierstift in einem Bauteil mittels eines Festsitzes
angeordnet und dort eingepresst ist, während im jeweils anderen Bauteil
eine Übergangspassung
vorgesehen sein kann, die eine gleitende Verschiebung des Zentrierstiftes
erlaubt, ggf. gegen leichten manuellen Druck. Auf diese Weise kann
der Justierring auch nach Einsetzen des Zentrierstiftes weiterhin
vom Stanzstempel getrennt werden.
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Vorzugsweise
ist die im Stanzstempel angeordnete Bohrung gering beabstandet von
dessen zylindrischem Schaft angeordnet und verläuft senkrecht durch einen ringförmigen Absatz,
auf dem der Justierring anliegt, sobald er aufgeschoben ist. Somit können identische
Justierringe auf unterschiedlich ausgestaltete und unterschiedliche
Stanzdimensionen aufweisende Stanzstempel aufgeschoben werden.
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Die
Bohrungen im Stanzstempel und im Justierring verlaufen zweckmäßigerweise
jeweils achsparallel zur Mittelachse der beiden Teile. Ein davon
abweichender Winkelverlauf der Bohrungen würde einen wesentlich größeren Fertigungsaufwand bedeuten,
ohne dass weitere Vorteile damit verbunden wären.
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Der
Stanzstempel weist vorzugsweise einen Absatz sowie ggf. mehrere
sich daran anschließende Stufen
auf, so dass eine axiale Festlegung des Zentrierrings bzw. Justirings
ermöglicht
ist.
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Weiterhin
ist eine Rastverbindung zwischen diesen Bauteilen vorgesehen, beispielsweise
mittels eines O-Rings zwischen den Passungen, der zum Auseinanderziehen
der beiden Bauteile komprimiert werden kann, so dass eine lösbare Rastverbindung gebildet
ist. Anstelle des O-Rings kann jedoch auch ein anderes Bauteil zum
Einsatz kommen, bspw. ein elastisch komprimierbarer Ring, der für die entsprechende
Rastverbindung sorgen kann. Weiterhin eignen sich auch andere Bauelemente
zur Herstellung der gewünschten
Rastverbindung, bspw. eine federbelastete Kugel bzw. mehrere solcher
federbelasteten Kugeln, die in einen entsprechenden Vorsprung am
jeweils anderen Bauteil eingreifen. Diese Kugel bzw. die Kugeln
können
wahlweise am Stanzstempel oder am Justierring vorgesehen sein. Gleiches
gilt auch für
den O-Ring oder alternative Bauelemente wie bspw. für einen
Seegering, geeignete Klemmfedern o. dgl. Sollte nach mehrmaligem
Lösen der Rastverbindung
ein Verschleiß des
O-Rings auftreten,
so kann dieses kostengünstige
Bauteil auf einfache Weise ausgewechselt werden, wodurch die ursprüngliche
Funktionalität
wieder hergestellt werden kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche
Teile in den Zeichnungen sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen
versehen und werden deshalb teilweise nicht mehrfach erläutert. Grundsätzlich soll
das anliegende Ausführungsbeispiel
die Erfindung illustrieren, ist jedoch keinesfalls einschränkend zu
verstehen.
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1 zeigt
einen Teillängsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug,
bestehend aus einem Stanzstempel und einem darauf aufgeschobenen
Justierring.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf das Stanzwerkzeug gemäß 1.
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3 zeigt
eine Darstellung des Stanzstempels entsprechend 1.
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4 zeigt
einen Teillängsschnitt
durch ein weiteres Stanzwerkzeug, bei dem der Stanzstempel andere
Dimensionen aufweist.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf das Stanzwerkzeug gemäß 4.
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Die
schematische Darstellung der 1 zeigt
einen Teillängsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug 10,
bestehend aus einem Stanzstempel 12 und einem darauf aufgeschobenen Justierring 14.
Die Darstellung der 2 zeigt eine Draufsicht auf
das Stanzwerkzeug 10. Der Justierring 14 und der
Stanzstempel 12 weisen jeweils miteinander fluchtende Bohrungen
auf, in die ein Zentrierstift 16 eingepasst ins, so dass
eine möglichst
spielfreie Zuordnung der beiden Teile hinsichtlich ihrer Winkellage
gewährleistet
ist. Da der Justierring 14 in axialer Richtung auf einen
zylindrischen Schaft 18 des Stempels 12 schiebbar
ist, fluchten die Bohrungen nur in genau einer Winkellage der beiden
Bauteile zueinander. Hierbei kann durch weiteres Aufschieben des Justierrings 14 der
Zentrierstift 16 in die entsprechende Bohrung eingefügt werden,
so dass die winkelgenaue Zuordnung gewährleistet ist und die Stanzvorrichtung 10 fertig
zur Bestückung
eines Wechselsystems ist.
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Mittels
eines in einer entsprechenden nutartigen Aufnahme an der Oberseite
des Justierringes 14 angeschraubten Zentrierstegs 20 kann
die winkelgenaue Anordnung der Stanzvorrichtung 10 in einem Wechsel-
bzw. Revolversystem einer Stanzmaschine (nicht dargestellt) gewährleistet
werden.
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Die
Darstellung der 1 verdeutlicht weiterhin die
Rastverbindung zwischen den beiden aufeinander schiebbaren Bauteilen,
die mittels eines elastisch verformbaren Rings 22, insbesondere
eines O-Rings o. dgl. gewährleistet
werden kann. Dieser Ring 22 ist in eine ringförmige Nut
am Schaft 18 des Stanzstempels 12 eingelegt und
ragt aus dieser ein Stück
weit heraus, so dass gegen gewissen Kraftaufwand der Justierring 14 auf
den Schaft 18 geschoben werden kann, bis der Ring 22 in
eine entspre chende Ringnut am Innenumfang der mittigen Bohrung 24 des
Justierrings 14 gleitet und dort für den gewünschten Rastsitz sorgt.
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Der
axiale Anschlag für
den Justierung 14 wird durch einen ringförmigen Absatz 26 gebildet,
der den Schaft 18 des Stanzstempels 12 von dessen Schneide 28 trennt
und der notwendiger Bestandteil der erfindungsgemäßen Zentrierung
ist, da er die Zentrierbohrung 30 im Stanzstempel 12 aufnimmt, die
in radialer Richtung weder mit der Schneide 28 noch mit
der ringförmigen
Aufnahme für
den Ring 22 kollidieren darf. Die miteinander fluchtenden
Bohrungen 30 im Stempel 12 und 34 im
Justierung 14 sind somit zwar eng beabstandet vom Schaft 18 des Stempels 12,
doch weisen einen ausreichenden radialen Abstand auf, so dass keine
Kollision mit weiteren Funktionselementen des Stanzwerkzeugs 10 droht.
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Die
schematische Draufsicht der 2 verdeutlicht
nochmals die Geometrie des Justierrings 14, der in seiner
mittigen Aufnahme 24 den Schaft 18 des Stanzstempels 12 aufnimmt.
Weiterhin ist die Anordnung des auf den Justierung 14 aufgeschraubten Zentrierstegs 20 verdeutlicht,
der als Passstück
in Form einer aufschraubbaren Feder ausgebildet ist, und der für die exakte
Justierung der Stanzwerkzeugs 10 im Wechselsystem der Stanzmaschine sorgt.
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Kerben 40 am äußeren Umfangsrand
des Justierrings 14 können
ebenfalls für
die Passung im jeweiligen Wechselsystem notwendig sein, bspw. zum
Eingriff von Zangenarmen oder dergleichen. Diese Kerben 40 dienen
als Aufnahmen für
Rüstkassetten,
in welchen das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug
aufgenommen werden kann. Diese Aufnahmen bzw. Kerben 40 sind
jedoch optional zu verstehen, da sie je nach Ausführungsform
der zugehörigen
Werkzeugmaschine auch entfallen oder anders ausgebildet sein können. Bei
einem manuell einsetzbaren Stempel können die Kerben 40 bspw.
entfallen.
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Die
schematische Darstellung der 3 zeigt
nochmals den Stanzstempel 12 entsprechend 1.
Hier ist insbesondere nochmals die sehr nah am Schaft 18 angeordnete
Bohrung 30 zur Aufnahme des Zentrierstifts erkennbar, die
fast bis zum äußeren Umfang
des ringförmigen
Absatzes 26 reicht und dort stellenweise nur einen sehr
schmalen Steg stehen lässt.
Ggf. kann dieser Steg sogar entfallen, solange noch genug Material
verbleibt, um den Zentrierstift sicher in der seitlich teilweise
offenen Bohrung 30 zu halten. Dies ist dann der Fall, wenn
die Bohrung einen Umfangswinkel von deutlich mehr als 180° beschreibt,
wobei bei einer solchen Variante vorzugsweise ein Gleitsitz im Stanzstempel 12 zu
wählen
ist, während
der Festsitz sich im Justierring befinden sollte, da dessen Bohrung
den Zentrierstift vollständig
umschließen
kann.
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Die
Darstellung der 4 zeigt einen Teillängsschnitt
durch ein weiteres Stanzwerkzeug 10, bei dem der Stanzstempel 12 andere
Dimensionen aufweist als bei der zuvor gezeigten Variante. Da seine
Schneide 28 wesentlich voluminöser ausgebildet ist, kann auch
der ringförmige
Absatz 26 entsprechend größer ausgebildet sein, was den
Bohrungen 30 und 34 zur Aufnahme des Zentrierstiftes 16 wesentlich
mehr Platz lässt.
Die Bohrungen 30 und 34 können somit weiter von der Mittelachse
des Stanzwerkzeugs 10 abgerückt werden, wodurch die Kollisionsgefahr
mit weiteren Funktionselementen, so bspw. dem elastischen Ring 22,
verringert wird.
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Der übrige Aufbau
sowie die prinzipielle Anordnung der Zentrierbohrungen 30, 34 sowie
des Passstiftes 16 sind die gleichen wie bei der zuvor
gezeigten Ausführungsvariante
gemäß der 1 bis 3.
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Die
schematische Draufsicht der 5 zeigt dass
Stanzwerkzeug 10 gemäß 4 und
verdeutlicht nochmals dessen Dimensionen.
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Auch
wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel
durchgängig
von fluchtenden Axialbohrungen die Rede ist, in die der Zentrierstift 16 eingreift
und für die
richtige Zentrierung der beiden zu verbindenden Bauteile sorgt,
so können
diese Zentrierelemente grundsätzlich
auch anders gestaltet sein. So kann die Zentrierung bspw. auch durch
einen im Stanztempel oder im Justierring eingesetzten Keil erfolgen,
der in eine entsprechende Nut im jeweils anderen Bauteil eingreift
und somit für
eine formschlüssige
Verbindung sorgt, sobald sich die beiden Bauteile in der richtigen
Winkellage zueinander befinden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr
ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von
dem erfindungsgemäßen Gedanken
Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
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- 10
- Stanzwerkzeug
- 12
- Stanzstempel
- 14
- Justierring
- 16
- Zentrierstift
- 18
- Schaft
- 20
- Zentriersteg
- 22
- Ring
- 24
- mittige
Bohrung
- 26
- Absatz
- 28
- Schneide
- 30
- Bohrung
- 34
- Bohrung
- 40
- Kerbe