DE2827046C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für den Werkzeugwechsel in einer Stanzmaschine, insbesondere einer Revolverstanzmaschine.

In Stanzmaschinen werden die Werkzeuge in rotierenden Magazinen gehalten. Es ist wünschenswert, daß der Werkzeugwechsel so schnell wie möglich durchgeführt wird. Bei einer einfachen Revolverstanze läßt sich durch Drehen des Revolvermagazins leicht erreichen, daß das Werkzeug direkt in seine Arbeits­ stellung gebracht wird. Das kann ohne Schwierigkeiten auch mit Hilfe numerischer Steuerung gemacht werden. Dadurch läßt sich ein sehr schneller automatischer Werkzeugwechsel erreichen, bei dem die Wechselzeiten in der Größenordnung von zwei oder drei Sekunden liegen.

Bei anderen Arten von Stanzmaschinen werden die Werkzeuge in gesonderten rotierenden Magazinen gehalten und aus diesen Magazinen mit Hilfe von Werkzeugwechslern zu speziellen Führungen in ihre Arbeitsstellung gebracht. Das Revolvermagazin kann in einiger Entfernung von der Arbeitsstelle des Werkzeuges angeordnet sein. Der Werkzeugwechsler erfaßt das Werkzeug im Magazin und transportiert es zu den Führungen an der Arbeits­ stelle. Derartige Werkzeugwechsler sind heutzutage ebenfalls automatisiert und können programmgesteuert sein (vgl. z. B. SE-PS 3 47 885). In diesem Fall ist das Magazin an einer Seite des Maschinenrahmens angeordnet und die Werkzeuge werden über eine vergleichsweise lange Strecke vom Magazin zu ihrer Arbeits­ stelle gebracht, an der jedes Werkzeug in speziellen festen Führungen sowie in Kombination dazu in komplementären Führungs­ abschnitten geführt ist, die von Greifereinrichtungen des Werkzeug­ wechslers gebildet sind.

Die bekannte Revolverstanze hat den Vorteil, daß sie einen kompakten Aufbau besitzt und daß das drehbare Revolvermagazin in unmittelbarer Nähe der Arbeitsstelle der Werkzeuge angeordnet ist. Das Revolvermagazin kann zweckmäßig in einer Ausnehmung des Maschinenrahmens untergebracht sein, wodurch man den ge­ wünschten einfachen und kompakten Aufbau erhält. Diese Revolverstanze hat jedoch auch einige Nachteile, die aus der Tatsache resultieren, daß die Werkzeuge direkt im Revolvermagazin ge­ führt sind. In modernen numerisch gesteuerten Revolverstanzen kann es wünschenswert sein, bis zu vierzig verschiedene Werk­ zeuge im Magazin zu halten. Das bedeutet jedoch nicht, daß man jedes Werkzeug an gewünschter Stelle im Magazin unter­ bringen kann. Ein üblicher Werkzeugdurchmesser beträgt 100 mm. Wenn Werkzeuge dieser Größe an jeder Stelle des Magazins untergebracht werden sollten, würde das Magazin unverhältnis­ mäßig groß und schwer. Die Werkzeugaufnahmen im oberen Magazin dienen auch als Führungen für die Werkzeughalter, die von der Oberseite her in das Magazin eingeführt werden. Der Durch­ messer der Führungen muß deshalb wenigstens so groß wie der Durchmesser des Werkzeuges sein und bei vierzig Werkzeugaufnahmen ist dann ein Teilkreisdurchmesser von ungefähr 1,5 m erforderlich.

Aus diesem Grunde ist man gezwungen, die Anzahl der Werkzeug­ aufnahmen mit großen Durchmesser zu beschränken und die Anzahl der Werkzeuge verschiedenen Durchmessers im Magazin so einzu­ richten, daß dessen Durchmesser nicht unverhältnismäßig groß wird. Eine solche Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß nur eine begrenzte Zahl von Werkzeugen mit größerem Durchmesser im Magazin untergebracht werden kann.

Weitere Nachteile bekannter Revolverstanzen mit in Revolver­ platten bzw. Revolvermagazinen gehaltenen Werkzeugen resultieren aus der Tatsache, daß die Werkzeuge mit großem Durchmesser oft ungenügende Führungsflächen besitzen und daß wegen des daraus resultierenden Verschleißes die gesamte Revolverplatte bzw. das gesamte Revolvermagazin ausgewechselt werden muß. Das ver­ ursacht erhebliche Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß ein kompakter Aufbau der Maschine bzw. Presse mit Revolvermagazin möglich ist und daß darüber hinaus eine große Anzahl von Werk­ zeugen mit verhältnismäßig großem Durchmesser im Revolver­ magazin untergebracht werden kann, ohne daß dessen Durchmesser unverhältnismäßig groß wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschrie­ benen Gattung dadurch gelöst, daß die festen Führungen auf einer Seite der Teilkreise des Revolvermagazins angeordnet sind und die beweglichen Führungen relativ zum Revolvermagazin radial einstellbar sind zwischen einer ersten Betriebsstellung, bei der sie an der festen Führung anliegen, einer zweiten Betriebs­ stellung, bei der ihre die Teilungsebene bildende Fläche die Teilkreise des Revolvermagazins tangiert oder schneidet, und einer dritten neutralen Betriebsstellung innerhalb der Teilkreise, bei der die Werkzeuge bei rotierendem Revolvermagazin zwischen festen und beweglichen Führungen passieren können.

Der feste Teil der beim Betrieb zusammenwirkenden Führungen sollte vorzugsweise radial außerhalb und der bewegliche Teil radial innerhalb der Teilungsebene der Führungen angeordnet sein.

Der bewegliche Teil der Führungen kann zweckmäßigerweise mit einer Greifeinrichtung für die Werkzeuge ausgerüstet sein. Diese Greifeinrichtung kann aus pneumatisch oder hydraulisch ange­ triebenen Greifklauen bestehen, die in axiale Nuten der Werk­ zeuge einfassen. Die festen und beweglichen Führungen können in Arbeitsstellung der Werkzeuge miteinander verriegelt sein, und zwar durch Klemmbacken, die mit von den Führungen abstehenden Flanschen zusammenwirken.

Vorteilhaft weisen die im Revolvermagazin gehaltenen Werkzeuge identische Führungsflächen auf, deren Abmessungen unabhängig von den Abmessungen der jeweiligen die Arbeit ausführenden Teile dieser Werkzeuge sind. Ein bevorzugtes Durchmesser/Längen­ Verhältnis der Führungsflächen der beweglichen Stanzwerkzeuge sollte wenigstens 2,5 betragen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die folgenden -Vorteile erreicht.

• 1. Jede Werkzeugaufnahme des Magazins kann Werkzeuge mit bis zu den größten infrage kommenden Abmessungen aufnehmen.
• 2. Der Führungsdurchmesser für den Halter des Stanzwerkzeuges kann unabhängig von der Werkzeuggröße gewählt werden und kann insbesondere für alle Werkzeuge gleich sein sowie in einem günstigen Verhältnis zur Länge der Führung gewählt werden, damit eine Stabilität erreichbar ist, die vergleich­ bar mit der Stabilität der sogenannten Einzelstempelmaschinen ist.
• 3. Die Werkzeuge werden in den festen Führungsabschnitten automatisch ausgerichtet. Die Genauigkeit wird durch Ver­ schleiß in den Hubzylindern und Büchsen nicht beeinträchtigt.
• 4. Beim Einsetzen der Werkzeuge in das Magazin ist es nicht notwendig, das Stanzwerkzeug im Hinblick auf das Gesenk aus­ zurichten und das Einsetzen kann deshalb sehr schnell er­ folgen. Man benötigt ungefähr zehn Sekunden für das Ein­ setzen eines Werkzeuges.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungs­ beispiel der Erfindung erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Abwicklung eines Teils eines zylindrischen Schnittes durch eine Revolverplatte in einer her­ kömmlichen Revolverstanze mit zwei in der Platte angeordneten Werkzeugen unterschiedlichen Durch­ messers,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine herkömmliche Revolverplatte mit Werkzeugen unterschiedlicher Abmessungen,

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Werkzeugwechsel nach der Erfindung.

Aus den Fig. 1 und 2 ergibt sich die Anordnung der Werkzeuge in einer herkömmlichen Revolverstanze. Die Revolverplatten 101, 102 sind in einer horizontalen Ausnehmung des nicht dar­ gestellten Maschinenrahmens angeordnet. Jedes Werkzeugpaar besteht aus einem in vertikaler Richtung in der oberen Revolver­ platte 101 geführten Stanzwerkzeug und einem an der unteren Revolver­ platte 102 gehaltenen Gesenk. In Arbeitsstellung fluchten das Stanzwerkzeug und das Gesenk miteinander bzw. sind koaxial zu­ einander angeordnet. Das obere Stanzwerkzeug ist angetrieben.

Üblicherweise wird das obere Stanzwerkzeug in einer speziellen nicht dargestellten Buchse geführt und mit einer vertikalen Führungsnut, die in der Figur angedeutet ist, in einer be­ stimmten Winkelposition gehalten. Im linken Teil der Fig. 1 ist ein Werkzeug mit einem sehr großen Durchmesser darge­ stellt, auf der rechten Seite der Fig. 1 ein Werkzeug mit einem kleineren Durchmesser. Wenn man in Rechnung stellt, daß die Höhe T der oberen Revolverplatte aus praktischen Gründen begrenzt ist, dann leuchtet ein, daß das Verhältnis des Durchmessers D zur Führungslänge T bei einem großen Werkzeug mit dem Durchmesser d verhältnismäßig ungünstig ist, weil der Durchmesser zu groß im Verhältnis zur Führungslänge ist. Es besteht Klemmgefahr. Das kleinere Werkzeug mit dem Durch­ messer d′ und dem Führungsdurchmesser D′ hat wesentlich günstigere Führungseigenschaften bei gegebener Höhe T der Revolverplatte.

Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung von Werkzeugen verschiedener Größe auf der Revolverplatte 101. Bei dargestellten Ausführungs­ beispiel nimmt die Revolverplatte dreißig Werkzeuge auf, von denen nur vier einen verhältnismäßig großen Durchmesser be­ sitzen.

Jedesmal, wenn ein neuer Werkzeugsatz in die Revolverplatten eingesetzt wird, müssen die Gesenkhalter mit den Gesenken im Hinblick auf die Stanzwerkzeuge neu eingestellt werden. Das erfordert eine nicht unwesentliche Arbeitszeit von 1-5 Minuten. In einer programmgesteuerten Maschine mit hohen Stundenkosten entstehen dadurch erhebliche Kosten für das Einsetzen von ungefähr zehn Werkzeugen.

Aus Fig. 2 entnimmt man ferner, daß nur eine begrenzte Anzahl von Werkzeugen mit großem Durchmesser auf einer Revolverplatte mit annehmbaren Abmessungen untergebracht werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für den Werkzeugwechsel nach der Erfindung. Die Vorrichtung ist in einer Revolverpresse angeordnet. Die Vorrichtung ist schematisch in Draufsicht dargestellt und z. B. in einer Ausnehmung eines nicht dar­ gestellten Maschinenrahmens angeordnet. In der Ausnehmung des Maschinenrahmens sind koaxial übereinander zwei drehbare Revolvermagazine 3 angeordnet. Diese Magazine tragen Werkzeug­ paare (Stanzwerkzeug und Gesenk), die allgemein mit dem Bezugs­ zeichen 20 bezeichnet sind. Die Werkzeuge sind paarweise koaxial zueinander und übereinander angeordnet. Die Werkzeugpaare sind vorzugsweise in gleichmäßiger Teilung auf Teilkreisen 21 angeordnet. In Arbeitsstellung werden die Werkzeuge in oberen und unteren Führungen geführt, die von einem festen Führungsabschnitt 1 und einem relativ dazu beweglichen Führungs­ abschnitt 2 gebildet sind. Der Führungsabschnitt 2 ist relativ und radial zum Revolvermagazin 3 beweglich. Die Führung der Werkzeuge funktioniert im Prinzip so, wie in der SE-PS 3 47 885 beschrieben. Erfindungsgemäß befinden sich die Werkzeuge in Arbeitsstellung auf einer Seite der Teilkreise des Revolver­ magazins 3. Der bewegliche Führungsabschnitt 2 wirkt dann mit dem festen Führungsabschnitt 1 zusammen und legt sich an diesen längs einer Teilungsebene an, die sich durch die Achsen der Werkzeugpaare und senkrecht zu einer senkrecht durch diese Achsen und die Rotationsachse der Revolvermagazine verlaufende Ebene erstreckt. Zentrier­ stifte 4 und Kanten 5 halten die beiden Führungsabschnitt in Arbeitsstellung relativ zueinander. In Arbeitsstellung wird das obere vertikal bewegliche Werkzeug an einen herkömmlichen Antrieb angekuppelt, so daß es zur Ausführung des Arbeits­ schrittes vertikal bewegt werden kann.

Außerdem sind in Arbeitsstellung die beiden Führungsabschnitte 1 und 2 miteinander über Klemmbacken 8 a, 8 b verriegelt, die mit von diesen Führungsabschnitten vorstehenden Flanschen zu­ sammenwirken. Die Flansche haben konvergierende Seitenflächen, die in komplementäre V-förmige Ausnehmungen der Klemmbacken ein­ fassen. Die Klemmbacken werden mit Hubzylindern 13 a, 13 b, die mit einem Druckmedium betrieben werden, gegen die Führungs­ abschnitte 1, 2 gepreßt.

Erfindungsgemäß kann der bewegliche Führungsabschnitt 2 in drei Betriebsstellungen eingestellt werden, nämlich einer Be­ triebsstellung I, die bereits erläutert wurde, einer Betriebs­ stellung II für den Werkzeugwechsel und einer neutralen Be­ triebsstellung III. Zur Einstellung des Führungsabschnittes 2 ist ein weiterer druckmittelbetätigter Hubzylinder 6 vorge­ sehen, der mit dem Führungsabschnitt 2 verbunden ist.

Der bewegliche Führungsabschnitt 2 weist eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut zur Aufnahme einer mit dem Werkzeug verbundenen Feder 15 auf, die dazu dient, das Werkzeug in der gewünschten Winkelstellung zu führen. Außerdem weist der Führungsabschnitt 2 ein Paar Greifklauen 12 auf, die mit druck­ mittelbetätigten Hubzylindern 22 angetrieben und so angeordnet sind, daß sie die Feder 15 erfassen können. Schließlich sind noch druckmittelbetriebene Hubzylinder 7 a, 7 b vorgesehen, die eine Einrichtung bilden, mit der der Führungsabschnitt 2 in der Betriebsstellung II zeitweise angehalten werden kann, wenn er sich vom Führungsabschnitt 1 wegbewegt.

Das Revolvermagazin wird mit einem programmgesteuerten Puls­ motor 9 über ein Schneckengetriebe 1 0 und einen mit dem Revolver­ magazin 3 verbundenen Kettentrieb 11 in bestimmte Positionen gedreht. Es versteht sich, daß die Drehung des Revolvermagazins und der Werkzeuge nur dann ungehindert durchgeführt werden kann, wenn der Führungsabschnitt 2 sich in der neutralen Betriebsstellung III befindet, so daß die Werkzeuge frei zwischen den Führungsabschnitten 1 und 2 passieren können. Die Werkzeuge werden am Umfang des Revolvermagazins 3 in geeigneter Weise und im wesentlichen so gehalten, wie es in der SE-PS 3 47 885 beschrieben ist.

Beim Wechsel eines Werkzeugpaares funktioniert die beschriebene Vorrichtung wie folgt:

• 1. In der Betriebsstellung I des Führungsabschnittes 2 erfassen die von ihren zugeordneten Hubzylindern 22 betätigten Greif­ klauen 12 die gegenüberliegenden Seiten der Feder 15 der miteinander zusammenwirkenden Werkzeuge.
• 2. Die Klemmbacken 8 a, 8 b werden von den konvergierenden Flanschen der Führungsabschnitte 1, 2 mit Hilfe der Hubzylinder 13 a, 13 b abgehoben.
• 3. Der Führungsabschnitt 2 kann nunmehr vom Führungsabschnitt 1 abgehoben werden und wird mit Hilfe des Hubzylinders 6 in die Betriebsstellung II gebracht, wobei er das obere und das untere Werkzeug, die im Führungsabschnitt von den Greif­ klauen 12 gehalten werden, mitnimmt. In der Betriebsstellung II wird der Führungsabschnitt 2 angehalten, und zwar mit Hilfe der Hubzylinder 7 a, 7 b, deren Kolbenstangen in Richtung auf den Führungsabschnitt 2 vorstehen und ein Widerlager für diesen in Betriebsstellung II bilden. Die Werkzeuge werden gleichzeitig in freien Werkzeugaufnahmen des Revolvermagazins untergebracht, das vorher in eine entsprechende Stellung gedreht worden ist.
• 4. Die Greifklauen 12 werden von der Feder 15 zurückgenommen.
• 5. Die Arbeitsräume der Hubzylinder 7 a, 7 b auf der den Kolben­ stangen gegenüberliegenden Seite werden entleert, so daß der Hubzylinder 6 in ununterbrochener Rückzugbewegung den Führungsabschnitt 2 in die neutrale Betriebsstellung III bringen kann. Dabei hat der Führungsabschnitt 2 das Werk­ zeug losgelassen, das nunmehr in einer zugeordneten Werk­ zeugaufnahme des Revolvermagazins 3 untergebracht ist.
• 6. Das Revolvermagazin 3 wird gedreht und bringt ein neues Werkzeug auf kürzestem Wege in die Wechselposition der Betriebsstellung II. Die Werkzeuge können dabei ungehindert zwischen den Führungsabschnitten 1 und 2 passieren.
• 7. Der bzw. die Führungsabschnitte 2 werden vom Hubzylinder 6 aus der Betriebsstellung 3 unmittelbar in die Betriebsstellung I gebracht. Die neuen Werkzeuge, die sich in der Betriebs­ stellung II befinden, werden dabei gleichzeitig in die Betriebsstellung I mitgenommen. Die Greifklauen brauchen die Feder 15 in diesem Fall nicht zu erfassen.
• 8. Die Klemmbacken 8 a, 8 b werden von ihren Hubzylindern 13 a, 13 b gegen die konvergierenden Flansche der Führungsabschnitte 1, 2 gedrückt und verriegeln diese gegeneinander, nachdem sie mit Hilfe der Führungskanten 5 und Zentrierstifte 4 in die richtige relative Zuordnung zueinander gebracht worden sind. Damit ist der Arbeitszyklus vollständig.

Stanzwerkzeuge und Gesenke besitzen Befestigungsabschnitte von im wesentlichen gleicher Gestalt und werden dementsprechend gleich behandelt.

Claims (5)

1. Vorrichtung für den Werkzeugwechsel in einer Stanzmaschine, insbesondere einer Revolverpresse, bei der miteinander zusammenwirkende obere und untere Stanzwerkzeuge von einem konzentrischen, drehbaren Revolvermagazin in eine Vor­ bereitungsstellung gebracht werden, in der sie übereinander angeordnet sind, wobei die Stanzwerkzeuge paarweise mit ihren Achsen fluchtend aufgereiht und längs konzentrischer Teilkreise verteilt am Revolvermagazin gehalten sind, wobei ferner obere und untere feste Führungen vorgesehen sind, die mit oberen und unteren beweglichen Führungen zusammen­ wirken, die relativ zum Revolvermagazin einstellbar sind, und diese Führungen zusammen zum Zustellen der Werkzeuge dienen und dazu eine Teilungsebene aufweisen, die sich durch die Achsen der Werkzeuge sowie im wesentlichen senk­ recht zu einer radial zu den vertikalen Achsen der Werkzeuge und des Revolvermagazins verlaufenden Ebene erstreckt, da­ durch gekennzeichnet, daß die festen Führungen (1) auf einer Seite der Teilkreise des Revolver­ magazins (3) angeordnet sind und die beweglichen Führungen (2) relativ zum Revolvermagazin (3) radial einstellbar sind zwischen einer ersten Betriebsstellung (I), bei der sie an den festen Führungen (1) anliegen, einer zweiten Betriebs­ stellung (II), bei der ihre die Teilungsebene bildende Fläche die Teilkreise des Revolvermagazins tangiert oder schneidet, und einer dritten neutralen Betriebsstellung (III) innerhalb der Teilkreise, bei der die Werkzeuge bei rotierendem Revolver­ magazin (3) zwischen festen und beweglichen Führungen (1, 2) passieren können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die feste Führung (1) radial außerhalb und die einstellbare Führung (2) radial innerhalb der Teilungsebene der Führungen angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einstellbare Führung (2) eine Greifeinrichtung (12) zum Erfassen und Halten des Werkzeuges während des Transportes zwischen der ersten Betriebsstellung (I) und der zweiten Betriebsstellung (II) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtung aus druckmittelbetätigten Greifklauen (12) besteht und so angeordnet ist, daß sie eine mit dem Werkzeug verbundene axiale Führungsfeder (15) erfaßt, die in eine zugeordnete Führungsnut der einstellbaren Führung (2) einfaßt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum gegenseitigen Verriegeln der festen Führung (1) und der einstellbaren Führung (2) in der Betriebsstellung (I), mit Flanschen, die im Bereich der Teilungsebene von den Führungen abstehen und die konvergierende Seitenflächen besitzen, welche mit zugeordneten V-förmigen Ausnehmungen an Klemmbacken (8 a, 8 b) zusammenwirken, wenn die Klemmbacken in Richtung auf die Führungen (1, 2) parallel zur Teilungs­ ebene in die Verriegelungsstellung geführt werden.