DE2904468A1

DE2904468A1 - Werkzeughalterung

Info

Publication number: DE2904468A1
Application number: DE19792904468
Authority: DE
Inventors: Edwin John Skierski
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1979-09-06
Also published as: FR2418684B1; AU4468079A; FR2418684A1; ES478601A1; JPS54123551A; US4150451A; DE2904468C2; MX147508A; CA1095399A; GB2015400B; GB2015400A; AU527028B2; JPS6153136B2; IT7920618A0; ZA79951B; IT1111139B

Description

DIPL. ING. HEINZ BAKÜFHLE DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS

PATENTANWÄLTE Ct

Aktenzeichen:

Anmelder:

München, 6.Februar 7 979

S/so

Unser Zeichen: ρ 2832

USM Corporation

Framington, Connecticut 06032 Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, Mass. 01915

USA

Werkzeughalterung

909836/0543

Kanzlei: Herrnstraße 45, München S3

ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung betrifft eine Werkzeughalterung, um Werkzeuge genau in der Arbeitsstellung anzubringen und zu haltern. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Presse, z.B. einer Maschine zum Spitzprägen oder -pressen von Schrauben beschrieben; es ist aber zu betonen, daß sie auf solche Anwendungen nicht beschränkt ist.

In der US-PS 3 398 413 wird, insbesondere in Erläuterung der Fig. 4, ein Paar von gegeneinander beweglichen komplementären Werkzeugen zum Spitzprägen oder -pressen von Metallrohlingen beschrieben. Dabei wird jedes Werkzeug mittels einer Klemmoder Preßschraube mit einem konischen Ende, das von einer konischen Ausnehmung in dem Werkzeug aufgenommen wird, in einer Tasche des Werkzeughalters angeordnet und befestigt. Die Achsen der Schraube und der Ausnehmung sind versetzt, um die Arbeitsstellungen der Werkzeuge präzise einhalten zu können.

Diese bekannte Anordnung leistet in Hochgeschwindigkeitsmaschinen zum vorherigen Anspritzen von Schrauben gute Dienst, Jedoch wurde es durch das Aufkoittmen von Bohrschrauben und anderen Faktoren notwendig, höhere Form- und Preßdrucke auf die Werkzeuge auszuüben, was dazu führt, daß Spannungen an den Klemmschrauben auftreten und jedes Werkzeug arbeitet, was zu Reibungsabnutzung bzw. -korrosion an den Werkzeugtaschen führt. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, mittels einer bequemen Vorrichtung eine feste Halterung· des Werkzeugs zu erzielen. Wenn man auf stärkere Größen für die Klemmschraube ausweicht, wird das Problem, eine größere Haltekraft für das Werkzeug zur Verfügung zu stellen, leider nicht gelöst. Denn hierzu müßte man innerhalb des verfügbaren begrenzten Raumes, der auch aufgrund der anderen Maschinenelemente beschränkt ist, ein größeres Loch vorsehen, was zur Folge hätte, daß für die geschwächte Tasche Bruchgefahr eintritt.

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ORIGINAL INSPECTED

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Werkzeughalterung zum starren Verriegeln eines Werkzeugs in einer festen Arbeitsstellung zur Verfügung zu stellen, die nur wenige leicht zusammensetzbare und auseinander nehmbare Teile besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeughalterung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Werkzeughalter mit einer das Werkzeug aufnehmenden Tasche, die,vorzugsweise rechtwinklige, Seiten- unds odenwände besitzt, einen Werkzeugkeil mit einer ersten an dem Werkzeug anliegenden Fläche, die mit einem gleicheckigen Vorsprung ausgebildet ist, der in eine etwas größere Rinne entsprechender Form in dem zu befestigenden Werkzeug paßt, wobei der Werkzeugkeil eine zweite Fläche, die sich im Abstand zur βodenwand der Tasche befindet, wenn der Vorsprung voll an der Wand der Rinne anliegt, und eine dritte Fläche besitzt, die sich in einem spitzen Winkel zur ersten Fläche erstreckt, wobei der Winkel eine geringere Neigung aufweist als der Winkel der gleichen Seiten des Vorsprungs gegenüber der ersten Fläche, einen Verriegelungskeil, der komplementär zum Werkzeugkeil ist und an der dritten Fläche zur Anlage gelangt^und ein Befestigungselement aufweist, das an dem Halter befestigt ist, um zu bewirken, daß der Verriegelungskeil sich auf der dritten Fläche abstützt und so bewirkt, daß der Vorsprung einen Haltedruck auf das Werkzeug in derTasche ausübt.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, daß z.B. eine Preßwerkzeughalterung mit einer neuen Kombination von Keilvorrichtungen unter Steuerung eines einzigen Befestigungselements, das das Werkzeug zuverlässig greifen und halten kann, zur Verfügung gestellt wird.

Vorzugsweise beträgt der Winkel, der von der ersten und dritten Fläche des genannten Werkzeugkeils gebildet wird, größenordnungsmäßig 15 , während die Vorsprungsseiten in einem Winkel von etwa

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45 (oder dem Ergänzungswinkel 135 ) aus der ersten Fläche hervorragen. Vorzugsweise ist das Befestigungselement eine einzelne Schraube, bei deren Festdrehen aufgrund der unterschiedlichen Größe der genannten Winkel der Werkzeugkeil fest in der Werkzeugrinne verankert wird, um das Werkzeug gegen die Seiten- und Bodenwand der Werkzeugtasche zu verriegeln.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf eine Presse mit einem Paar von Werkzeughalterungen;

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung von in Fig. 1 gezeigten Teilen zum Befestigen und Lösen der Werkzeuge,in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs, das mittels der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Teile in seiner Tasche gehalten wird, und

Fig.- 4 ist eine noch stärker vergrößerte Vorderansicht des Werkzeughalters.

Wenn man Metallpräzisionsverformung mittels einer Prägepresse an härteren Rohlingen mit härteren Werkzeugen und schnelleren Fertigungsgeschwindigkeiten während längerer Zeiträume durchführen will, ist es nötig, daß die formenden Werkzeuge anfangs genau in dem Werkzeugbehälter oder der Werkzeugtasche angeordnet werden und dann gegen relative Verschiebung fest verriegelt sind.

In Fig. 1 wird ein Paar von komplementären Werkzeugen 10, 10 dargestellt, die zum Spitzprägen von Metal!schrauben angebracht sind. Es ist jedoch zu betonen, daß austauschbare Preß-Schneid- oder Ziehwerkzeuge anderer Form, ja sogar völlig andere

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Werkzeuge, in der neuen Werkzeughalterung/ die allgemein mit 12 bezeichnet wird, montiert werden können. Im folgenden wird eine Werkzeughalterung beschrieben, die in einer -Presse 14 verwendet wird.

Die Werkzeughalterung 12 weist einen L-förmigen Halter 16 auf, der eine Tasche oder einen Behälter zur Aufnahme des Werkzeugs 10 bildet, d_as dann während der Metallbearbeitungsvorgänge fest verriegelt, gehalten wird.Die Tasche wird teilweise von einer an dem Werkzeug anliegenden Seitenwand 20 und einer, vorzugsweise dazu rechtwinkligen, Bodenwand 22 begrenzt. Wie in der oben genannten ÜS-PS werden der Halter 16 und ein Distanzblock oder Werkzeugsetzrahmen 24 in einer vertikal gebildeten Ausnehmung 26 in einem U-förmigen Block 28, der ein Paar von seitlich angeordneten Führungsstiften trägt,(von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist) abgestützt. Der Halter 16 und der Block 24 sind mit dem Block 28 über einen Bolzen verbunden. Letzterer ist lösbar an einem Kopf 30 befestigt, der in Richtung auf das Gegenkopfstück 32 und von diesem weg, z.B. mittels eines Druckkolbens 34, bewegt werden kann.

Zum Verriegeln des Werkzeugs 10 in seiner in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung weist ein abgestumpfter Werkzeugkeil 36, der vorzugsweise trapezförmigen Ouerschnitt besitzt, wie in Fig. 2 dargestellt, eine erste, an dem Werkzeug zur Anlage gelangende Fläche 38 auf, die ungefähr auf der Mitte der Höhe der Werkzeugtasche einen gleicheckigen Vorsprung 40 aufweist. Dieser Vorsprung ist so angeordnet, daß er mit einer etwas größeren Rinne 42 von entsprechender Form in dem Werkzeug zusammenpaßt, wenn das Werkzeug gegen die Bodenwand 22 der Tasche stößt, wobei eine Bodenfläche oder zweite Fläche des Werkzeugkeils 36 dann etwas in Abstand zum Niveau der Bodenwand 22 der Tasche liegt (der Abstand kann z.B. größenordnungsmäßig o,8 mm betragen) .

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Wie die Figur 4 zeigt, weisen der Vorsprung 4o und die Rinne vorzugweise Scheitelwinkel von 9o auf und entsprechend erstrecken sich die obere und untere Reite 46, 48 des Vorsprungs sowie die entsprechenden oberen und unteren Seiten 5o der Rinne mit einer Neigung von etwa 135 zur ersten Fläche 38 des Werkzeugkeils. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen dann der Vorsprung und die Rinne einen Querschnitt in Form eines gleichschenkeligen rechtwinkeligen Dreiecks auf und ermöglichen so, daß der Werkzeugkeil das Werkzeug am wirksamsten festklemmt und starr festhält, wie im folgenden beschrieben wird. Eine dritte Fläche 52 des Werkzeugkeils 26 erstreckt sich in einem spitzen winkel X (Fig. 4) zur ersten Fläche; dieser Winkel weist eine geringere Neigung zur ersten Fläche auf als die Seite des Vorsprungs 4o zu dieser ersten Fläche. Der winkel X kann vorzugsweise im Bereich von etwa 15 liegen, wenn die Seiten des Vorsprungs und der Rinne um 45 gegenüber der ersten Fläche geneigt sind.

Die Halterung 12 weist ferner einen Sperrkeil 54 auf, der komplementär aum Werkzeugkeil 36 ist und an ihm mit der dritten Fläche 52 zur Anlage gelangt. Der Sperrkeil 54 besitzt ebenfalls vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt, wie in Fig. 2 gezeigt. Von dem Sperrkeil wird ein Druck in Abwärtsrichtung, d.h. nach der Bodenwand 22 der werkzeugtasche hin, gegen die dritte Fläche 52 dadurch ausgeübt, daß ein mit Gewinde versehenes Befestigungselement, vorzugsweise eine Zylinderkopfschraube 56, die in eine Ausnehmung im Keil 54 sitzt und in den Halter 16 eingeschraubt wird, festgezogen wird, wobei die Schraube frei durch einen Schlitz in dem Werkzeugkeil 36 hindurchgeht. Die Platte 58 ist eine Verschleißplatte aus gehärtetem Werkzeugstahl, die vorgesehen wird, um zu verhindern, daß der Sperrkeil 54 in den Distanzkopf 24, der aus weicherem Material ist, einschneidet. Beim Herausschrauben der Schraube 56 kann eine komprimierte Feder 59 an der Schraube, die durch Anlage an einer Schulter 6o,

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die in der Bohrung 62 des Keils 54 gebildet ist und die Schraube aufnimmt, festgehalten wird, den Sperrkeil 54 zu einem unten erläuterten Zweck anheben.

Im folgenden wird kurz die Funktionsweise der Werkzeughalterung beschrieben. Das Werkzeug 1o wird in den Halter 16 eingesetzt, wie in Fig. 3 dargestellt, wobei die völlig flache Seite des Werkzeugs in Anlage zur Seitenwand 2o der Tasche gelangt und das innere Ende des Werkzeugs gegen die Bodenwand 22 der Tasche anstößt. Anschließend wird der Werkzeugkeil 26 so in Stellung gebracht, daß der Vorsprung 4o wenigstens lose von der Rinne 42 aufgenommen wird. Dann wird der Sperrkeil 54 zusammen mit der Schraube 56 und der darauf befindlichen Feder 59, wie dargestellt, eingesetzt, wobei sich der Sperrkeil gleitend gegen die dritte Fläche 52 und die Innenseite der Verschleiß platte 58, die gewöhnlich an dem Halter 16 befestigt bleibt, abstützt.

Die Schraube 56 wird festgezogen und preßt so die Feder 59 zusammen. Von größerer Bedeutung ist, diß sie dabei bewirkt, daß der Sperrkeil unter Druck sich gegen die dritte Fläche 52 des Werkzeugkeils 36 abstützt. Aufgrund der unterschiedlichen Neigungen (Winkel X) der Fläche 52 (15° zur Vertikalen gemäß Fig. 4) und der größeren Neigung der Seiten des Vorsprungs 4o und der Rinne 42 (45°) zur Vertikalen wird beim Festziehen der Schraube der Vorsprung in die Rinne hineingepreßt. Das heißt, wie Fig. 4 darstellt, die untere Seite 48 des VorSprungs wird dadurch auf die entsprechende untere Seite 5o der Werkzeugrinne gepreßt und hält so das Werkzeug 1o nach unten fest verriegelt gegen die Bodenwand 22 der Tasche. Während dieser Kleinmdruck auf das Werkzeug ausgeübt wird, stößt der Werkzeugkeil 36 nicht gegen die Wand 22; vielmehr bleibt ein Zwischenraum von z.B. etwa o,8 mm. Durch die festgezogene Schraube 56 wird daher das Werkzeug sehr sicher nach unten in der Werkzeugtasche gehalten. Wenn die Schraube herausgeschraubt wird, hebt die Feder 59 den Sperrkeil 54 gegenüber dem Halter 16 an und ermöglichst so, daß der Vorsprung 4o des Werkzeugkeils as der Rinne 42 gleitet und die zweite Fläche 44 des Keils 36 in Anlage an die Bodenwand 22 der Tasche gelangt. Dann

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ist das Werkzeug 1o frei und kann aus der Werkzeughalterung entnommen werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, stellt die vorliegende Erfindung eine wirtschaftliche und kompakte Konstruktion dar, die ein starres Verriegeln oder Verklemmen des Werkzeugs sichert. Die verschiedenen Teile können auf geeignete Weise durch Veränderung der Größe und, in gewissem Rahmen, der Form und der Winkelbeziehung angepaßt werden, um sich an verschiedene Werkstücke anzupassen und diese sicher zu ergreifen.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine leicht montierbare und auseinandernehmbare Werkzeughalterung mit einem Verriegelungskeil, die z.B. einen Preßstempel in seiner Aufnahmetasche fest verriegelt. Ein Keil, der in Anlage an das Werkzeug gelangt, besitzt einen winkelförmigen Vorsprung, der sich auf eine Wand einer entsprechenden Rinne in einer Seite des Werkzeugs abstützt, um das Werkzeug nach dem Einschrauben eines mit Gewinde versehenen Befestigungselements nach unten in die Werkzeugtasche zu klemmen. Ein Sperrkeil, auf den das Befestigungselement einwirkt, stützt sich auf den Werkzeugkeil ab, wobei unterschiedliche Winkel des letzteren und des Vorsprungs bewirken, daß der Vorsprung das Werkzeug starr hält. Beim Herausschrauben des Befestigungselements kann eine elastisches Teil das Werkzeug aus dem Vorsprung in dem an dem Werkzeug anliegenden Keil

freisetzen.

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Leerseite

Claims

DIPL. ING. HEINZ DARDEHLE München, DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS PATENTANWÄLTE Aktenzeichen: Unser Zeichen: P 2 Anmelder: Patentansprüche

1. } Werkzeughalterung mit einem Werkzeughalter mit einer

as Werkzeug aufnehmenden Tasche, die Seiten- und Bodenwände besitzt, gekennzeichnet durch einen Werkzeugkeil (36) mit einem Winkelförmigen Vorsprung (40) an einer ersten Fläche (38) des Werkzeugkeils, der in eine im wesentlichen entsprechende Rinne (42) in dem Werkzeug, das in der Tasche (20, 22) fest verriegelt werden soll, paßt, wobei die Rinne einen größeren Querschnitt als der Vorsprung (4O) besitzt, und v/obei

besitzt der Werkzeugkeil (36) eine andere Fläche (52)^ die sich in einem spitzen Winkel zu der ersten Fläche (38) erstreckt, wobei der Winkel eine geringere Neigung aufweist als der Neigung der Wand (50) der Rinne (42) , die in Anlage an den Vorsprung (40) gelangt, gegenüber der ersten Fläche (38)entsprich£,einen Verriegelungskeil (54) der eine komplementäre Oberfläche zu der anderen Fläche (52) des Werkzeugkeils (36) besitzt, um sich darauf abzustützen, und ein Befestigungselement (56) , das an dem Halter (16) befestigt ist, um zu bewirken, daß der Verriegelungskeil (54) den Vorsprung (40) in die Rinne (42) und gegen die Wand (50) preßt, wodurch das Werkzeug (10) starr in der Tasche (22) gegen deren Bodenwand (22) festgeklemmt wird.

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Kanzlei: Hernistraße ib_y München 28

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2. Werkzeughalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (56) eine einzelne Schraube ist.

3. Werkzeughalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) des Werkzeugkeils (36) und die Rinne (42) des Werkzeugs eine Form mit einem Querschnitt eines im wesentlichen gleichschenkligen Dreiecks aufweisen.

4. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkeil (36) und der Sperrkeil (54) jeweils trapezförmig sind und innere Bodenflächen besitzen, die im wesentlichen parallel zur Bodenwand (22) der Tasche sind, wobei die innere Bodenfläche (44) des Werkzeugkeils (36) dicht an der Bodenwand (22) der Tasche, jedoch in einem geringen Abstand dazu liegt, wenn eine Wand (50) der Rinne (42) in Anlage an dem Vorsprung (40) liegt.

5. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) und die Rinne (42) einen Scheitelwinkel von 90° besitzen.

6. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der anderen Fläche (52) des Werkzeugkeils (36) gegenüber seiner ersten Fläche (38) etwa 15° beträgt und die Neigung der Wand (50) der Rinne (42), die sich in Anlage an dem Vorsprung (40) befindet, gegenüber der ersten Fläche (38) des Werkzeugkeils (36) zweibis dreimal größer ist.

7. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Vorsprungs

(40) und der Rinne (42) gleichschenklige rechtwinklige Dreiecke sind.

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8. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet/ daß eine Druckfeder (59), die wenigstens teilweise in dem Halter (16) durch Anlage an dem Befestigungselement (56) eingesperrt ist, zum Ergreifen des Sperrkeils (36) angeordnet ist,wobei die Anordnung so ist, daß nach dem Lösen des Befestigungselements (56) der Sperrkeil (54) relativ in der Werkzeugtasche (2ö, 22) angehoben wird, um eine Freigabe des Werkzeugs (10) zu ermöglichen.

9., ■ Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) im wesentlichen auf der Mittellinie der ersten Fläche (38) angeordnet ist.

10. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel der anderen Fläche (52) zur ersten Fläche (38) etwa 15° beträgt und die Scheitel· des Vorsprungs (40) und der Rinne (42) jeweils 9o° betragen, während ihre Neigungen gegenüber der ersten Fläche (38) etwa 45° betragen.

11. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkeil (54) abgestumpft oder abgeschnitten ist und eine gehärtete Verschleißplatte (58) an der Außenseite des Halters- (16) befestigt ist, um gleitend an einer Fläche des Sperrkeils (54) anzuliegen.

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