DE2827046C2 - - Google Patents
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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.
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