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Werkzeug-Spannvorri chtung
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Die Erfindung betrifft eine Werkzeug-Spannvorrichtung zur lösbaren
Befestigung von Werkzeugeinsätzen, insbesondere Papier-Lochstanzstempeln, an einem
Werkzeugkörper, mit einer im Werkzeugkörper geführten, eine Spannfläche aufweisenden
und den Werkzeugeinsatz über eine an ihm vorgesehene Gegenfläche gegen eine Widerlagerfläche
des Werkzeugkörpers spannenden Spannschraube.
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Insbesondere bei Werkzeugen, wie Papier-Lochstanzstempeln zur Herstellung
von Abheftlochungen, bei welchen eine Vielzahl von Werkzeugeinsätzen vorgesehen
sind bzw. benachbarte Werkzeugeinsätze geringe Abstände voneinander aufweisen müssen,
ist es schwierig, einerseits sicher spannende sowie leicht betätigbare Spannglieder
vorzusehen und andererseits diese Spannglieder raumsparend unterzubringen. Bei bisherigen
Rotationswerkzeugen zur Herstellung von Papierlochungen greifen die Spannschrauben
unmittelbar
an den Werkzeugeinsätzen an, wobei die Spannschrauben entweder tangential zu einem
Teilkreis des Werkzeuges oder achsparallel zum Werkzeug liegen. Im ersten Fall ist
der Werkzeugkörper am Umfang benachbart zum jeweiligen Werkzeugeinsatz mit Stufenflächen
versehen, welche einen verhältnismäßig großen Bogenwinkelabstand zwischen in Umfangsrichtung
benachbarten Werkzeugeinsätzen voraussetzen, Unwuchtprobleme beim schnellen Lauf
des Werkzeuges hervorrufen und einen verhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand mit
sich bringen. Im zweiten Fall kann von zwei oder mehr in Achsrichtung des Werkzeuges
nebeneinanderliegenden Werkzeugeinsätzen von einer Stirnseite des Werkzeugkörpers
her jeweils nur ein einziger Werkzeugeinsatz gespannt werden, weshalb bei Anordnung
mehrerer solcher Werkzeugeinsätze in Achsrichtung des Werkzeuges nebeneinander der
Werkzeugkörper in Achsrichtung in ringförmige Einzelkörper unterteilt werden muß;
dadurch ergeben sich für jeden Werkzeugeinzelkörper sehr kurze, für einen sauberen
Rundlauf ungünstige Nabenlängen, aufwendige Rüstzeiten sowie hohe Herstellungskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug-Spannvorrichtung
zu schaffen welche bei einfacher Betätigung und sicherer Spannung unterschiedliche
und damit an die jeweiligen räumlichen Verhältnisse angepasste Lagen der Spannschraube
gegenüber dem zugehörigen Werkzeugeinsatz ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeug-Spannvorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Spannfläche der Spannschraube
und der Gegenfläche des Werkzeugeinsatzes ein Spannkraft-Obertragungsglied mit wenigstens
einem Wälzkörper vorgesehen ist. Dadurch können unabhängig von der Lage der Spannschraube
lediglich
durch geeignete Ausrichtung der mit der Wälzfläche des Wälzkörpers in Berührung
stehenden Gegenfläche sowie ggf. der Spannfläche Spannkraft-Vektoren erzeugt werden,
die eine sehr sichere Befestigung des Werkzeugeinsatzes bei leichter Zugänglichkeit
und raumsparender Unterbringung der Spannschraube gewährleisten.
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Beispielsweise können die Spannkraft-Vektoren so gewählt werden, daß
der Werkzeugeinsatz gegen zwei im Winkel zueinander liegende Widerlagerflächen des
Werkzeugkörpers und damit in zwei Ebenen genau ausgerichtet gespannt wird. Die Widerlagerfläche
liegt in diesem Fall zweckmäßig wenigstens teilweise quer, insbesondere rechtwinklig
und/oder wenigstens teilweise etwa parallel zur Mittelachse der Spannschraube. Bei
einer einfachen Ausführungsform ist die Widerlagerfläche durch die, insbesondere
von einem Durchbruch durchsetzte Bodenfläche und/oder die der Spannschraube gegenüberliegende
Innenmantelfläche einer Sacklochbohrung im Werkzeugkörper gebildet, in die der Werkzeugeinsatz
zweckmäßig zur genauen Ausrichtung in der dritten Ebene vorzugsweise zentriert eingreift.
Durch den Durchbruch läßt sich der Werkzeugeinsatz nach Lösen der Spannvorrichtung
leicht aus dem Werkzeugkörper ausstoßen.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
besteht darin, daß die Spannschraube und der Werkzeugeinsatz von derselben Seite,
insbesondere bei einem Rotationswerkzeug vom Umfang in den Werkzeugkörper eingesetzt
bzw. betätigbar und/oder wenigstens annähernd achsparallel angeordnet sind. Dadurch
ist einerseits bei räumlich beengten Verhältnissen eine leicht zugängliche Betätigung
jeder Spannvorrichtung gewährleistet und andererseits können insbesondere dann Werkzeugeinsätze
unmittelbar benachbart zueinander liegend mit voneinander unabhängigen Spannvorrichtungen
gespannt werden, wenn die
Spannschrauben etwa rechtwinklig zur
Verbindungsgeraden zwischen benachbarten Werkzeugeinsätzen benachbart zum jeweils
zugehörigen Werkzeugeinsatz angeordnet sind. Im Falle eines Rotationswerkzeuges
mit in dessen Achsrichtungen nebeneinander oder beliebig versetzt liegenden Werkzeugeinsätzen
können die Spannschrauben also vorteilhaft auch in Umfangsrichtung benachbart zum
jeweils zugehörigen Werkzeugeinsatz liegen. Die Spannschrauben können jedoch auch
in jeder anderen, die jeweils günstigsten Platzverhältnisse für die Unterbringung
bietenden Lage gegenüber dem jeweils zugehörigen Werkzeugeinsatz angeordnet werden.
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Zur Erzielung besonders günstiger Spannkraft-Vektoren liegt die Spannfläche
und/oder die Gegenfläche schräg zur Mittelachse der Spannschraube, wobei vorzugsweise
mindestens eine dieser Flächen durch eine Konusfläche gebildet ist. Durch Wahl der
Schrägwinkel können die Spannkraft-Vektoren in einfacher Weise beeinflußt werden.
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Eine weitere wesentliche Verbesserung des Erfindungsgegenstandes besteht
darin, daß die Gegenfläche wenigstens teilweise, insbesondere vollständig gegenüber
Zentrierflächen des Werkzeugeinsatzes zurückversetzt, vorzugsweise durch eine Flankenfläche
einer nutartigen Vertiefung gebildet ist, so daß selbst plastische Verformungen
am Werkzeugeinsatz, die durch die Spannkraftpressung im Bereich der Anlage des Wälzkörpers
auftreten können, die Leichtgängigkeit des Werkzeugeinsatzes im Werkzeugkörper bei
gelöster Spannvorrichtung nicht beeinträchtigen können. Des weiteren wird dadurch
auch eine noch kompaktere Ausbildung der Spannvorrichtung erzielt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Werkzeugeinsatz
in mindestens einer Arbeitslage gegenüber dem Werkzeugkörper gegen Relativbewegungen
um seine Mittelachse bzw. um die Mittelachse der Sacklochbohrung durch ineinandergreifende
Formschlußglieder gesichert, von denen vorzugsweise eines durch den Wälzkörper und/
oder das andere durch die im Querschnitt rechtwinklig zur genannten Mittelachse
nutartig vertiefte Gegenfläche gebildet ist. Die vertiefte Gegenfläche kann dabei
im Querschnitt durch die Mittelachse beispielsweise nach Art eines zweckmäßig stumpfwinklig
V-förmigen Prismas ausgebildet sein, dessen beide Flanken somit zwei gleichzeitig
wirksame, d.h. mit dem Wälzkörper in Eingriff stehende Gegenflächen bilden; ähnlich
wirksam können auch davon abweichende Querschnitte der nutartigen Vertiefung sein,
derart, daß der Werkzeugeinsatz in mindestens einer, auf diejenige Mittelachse bezogenen
Lage formschlüssig gesichert bzw. ausgerichtet justiert ist, um welche der Werkzeugeinsatz
bei gelöster Spannvorrichtung gegenüber dem Werkzeugkörper verdreht werden kann.
Dadurch ist die Spannvorrichtung insbesondere auch für solche Werkzeugeinsätze bzw.
Lochstempel geeignet, deren Stanznocke von der zur genannten Mittelachse achssymmetrischen
Ausbildung bzw. achsgleichen Anordnung abweicht, wie das beispielsweise bei Dreieck-,
Halbkreis-oder Langlochstempeln bzw. -Matrizen der Fall ist. Bei dieser Ausbildung
braucht der Werkzeugeinsatz im Bereich der an seinem Umfang vorgesehenen Gegenfläche
bzw. Gegenflächen nicht mit einer über seinen Umfang ununterbrochen durchgehenden
nutartigen Vertiefung versehen sein, so daß in Umfangsrichtung zwischen den Gegenflächen
Abschnitte der Zentrierfläche liegen können.
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Zur weiteren Vereinfachung der Betätigung der Spannvorrichtung ist
die Spannschraube in Axialansicht seitlich gegenüber dem Werkzeugeinsatz versetzt,
wobei sie vorzugsweise
wenigstens teilweise, insbesondere vollständig
seitlich außerhalb des Werkzeugeinsatzes liegt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannfläche und die
Gegenfläche unter voneinander abweichenden Schrägwinkeln angeordnet, wobei vorzugsweise
der Schrägwinkel der Spannfläche größer als der Schrägwinkel der Gegenfläche ist,
so daß sich eine besonders günstige Kräfteverteilung hinsichtlich derjenigen Spannkraft-Vektoren
ergibt, mit welchen der Werkzeugeinsatz gegen die im Winkel zueinander liegenden
Widerlagerflächen gespannt wird.
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Eine baulich sehr einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn die Spannfläche
durch eine dem Gewindeschaft der Spannschraube zugekehrte Stirnfläche eines über
den Gewindeschaft vorstehenden Bundes, insbesondere durch den Kopf einer Senkschraube
gebildet ist, die beispielsweise durch eine Normschraube mit einem Flankenwinkel
von 45" des Schraubenkopfesgebildet sein kann.
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Zur weiteren Verbesserung des Kraftflusses der Spannkraft sowie zur
vereinfachten vollständigen Unterbringung der Spannvorrichtung innerhalb des Werkzeugkörpers
liegt die Gegenfläche nahe zum inneren Ende des Werkzeugeinsatzes und/oder zum äußeren
Ende der Spannschraube.
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Um auf einfache Weise eine genaue Ausrichtung des Wälzkörpers zu erzielen,
ist dieser an mindestens einer Rollfläche des Werkzeugkörpers, vorzugsweise in einer
Linearführung geführt. Damit der Wälzkörper auch bei herausgenommenem Werkzeugeinsatz
nicht versehentlich aus dem Werkzeugkörper herausfallen kann, ist er in einem vom
Werkzeugeinsatz unabhängigen Wälzkörper-Käfig angeordnet, der insbesondere wenigstens
teilweise unmittelbar durch den Werkzeugkörper und die Spannschraube gebildet ist;
nach
Entfernen der Spannschraube kann somit auch der Wälzkörper,
beispielsweise zum Zwecke des Auswechselns, herausgenommen werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wälzkörper an einer
der Spannfläche gegenüberliegenden, insbesondere zur Mittelachse der Spannschraube
etwa rechtwinkligen bzw.
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zur Spannfläche im spitzen Winkel liegenden Stützfläche und/oder zwischen
zwei seitlichen, zu einer Axialebene der Spannschraube etwa parallelen Führungsflächen
geführt, so daß seine Lage gegenüber dem Werkzeugeinsatz und der Spannschraube in
jeder Funktionsstellung genau festgelegt ist.
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Das Herausfallen des Wälzkörpers bei herausgenommenem Werkzeugeinsatz
kann in einfacher Weise dadurch verhindert werden, daß die Bewegung des Wälzkörpers
in Richtung zum Werkzeugeinsatz anschlagbegrenzt ist, wobei vorzugsweise die Linearführung
am zugehörigen Ende zur Bildung eines Anschlages verengt ist, derart, daß die Linearführung
bei eingesetzter Spannschraube nur nach außen führende Uffnungen aufweist, die kleiner
als die Weite des Wälzkörpers sind.
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Je nachdem mit dem Werkzeug zu erzeugenden Lochbild kann es zweckmäßig
sein, nicht alle Werkzeug-Aufnahmen im Werkzeugkörper mit Werkzeugeinsätzen zu bestücken.
Um für den sicheren Betrieb des so gerüsteten Werkzeuges die Spannschrauben und
Wälzkörper der nicht bestückten Werkzeug-Aufnahmen nicht entfernen zu müssen, ist
es zweckmäßig, wenn die jeweilige Spannschraube über die der Spannstellung für den
zugehörigen Werkzeugeinsatz zugehörige Stellung hinaus in eine Sicherungs- bzw.
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Anschlagstellung überführt werden kann, in welcher sie durch Festziehen
mit ausreichend hohem Drehmoment gegen
selbsttätiges Lösen vom
Werkzeugkörper während des Betriebes gesichert ist. Damit die Spannschraube hierbei
den Wälzkörper nicht gegen den diesem zugehörigen Anschlag presst und dadurch evtl.
diesen Anschlag verformt und die anschließenden Zentrierflächen für den Werkzeugeinsatz
im Werkzeugkörper beschädigt werden, ist es vorteilhaft, wenn für die Spannschraube
eine gesonderte, vom Anschlag des Wälzkörpers unabhängige Anschlagfläche am Werkzeugkörper
vorgesehen ist, die durch eine der Spannfläche der Spannschraube gegenüberliegende
Senkfläche im Werkzeugkörper, ein dem Ende des Gewindeschaftes der Spannschraube
gegenüberliegendes Begrenzungsglied, wie einen Querstift in der zugehörigen Gewindebohrung
oder dergl. gebildet sein kann, so daß diese Anschlagfläche bzw. das zugehörige
Anschlagglied vollständig versenkt innerhalb des Werkzeugkörpers liegt und nicht
stört.
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Der Wälzkörper, der insbesondere symmetrisch zur gemeinsamen Axialebene
der Spannschraube und des Werkzeugeinsatzes liegt, kann durch eine Kugel, eine Zylinderrolle
oder dergl. gebildet sein. Zweckmäßig liegt sein Durchmesser zur Erzielung günstiger
räumlicher Verhältnisse in der Größenordnung des Durchmessers des Gewindeschaftes
der Spannschraube. Sofern möglich, weist die Gegenfläche des Werkzeugeinsatzes demgegenüber
zweckmäßig einen größeren Durchmesser auf, so daß einerseits eine großflächige Zentrierung
des Werkzeugeinsatzes und andererseits ein geringer Abstand der Spannschraube vom
Werkzeugeinsatz erreicht werden kann. Die Gegenfläche kann aber auch, insbesondere
bei Werkzeugeinsätzen bzw.
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Stempeln kleinen Durchmessers von beispielsweise 4 mm, im Durchmesser
kleiner als der Gewindeschaft der Spannschraube sein.
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Die erfindungsgemäße Werkzeug-Spannvorrichtung ist insbesondere zum
Befestigen von Lochstanzstempel bzw. Lochstanzmatrizen
an gegenläufig
zusammenwirkenden Rotationswerkzeugen, also an Werkzeugen zur Papierbearbeitung
geeignet. Die Werkzeugeinsätze können aber auch andere Stanzwerkzeuge, Schneidwerkzeuge,
Formwerkzeuge oder dgl. sein, soweit sie in ähnlicher Anordnung am zugehörigen Werkzeugkörper
vorgesehen sind.
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Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung
gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen
bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein
können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden im folgenden näher erläutert. Es sind dargestellt in Fig. 1 zwei zusammenwirkende
Rotationswerkzeuge zur Lochstanzung von Papier in Axialansicht, Fig. 2 ein Axialschnitt
durch die Werkzeuge gemäß Figur 1, Fig. 3 ein Ausschnitt eines der Werkzeuge gemäß
Figur 1 im Schnitt und in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 ein Schnitt etwa nach
der Linie IV/IV in Figur 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in einer Darstellung
entsprechend Figur 3, Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI/VI in Figur 5, Fig. 7
ein Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Werkzeuganordnung weist zwei
im wesentlichen gleich dimensionierte, achsparallele Rotations-Werkzeuge 1,2 auf,
die auf zwei gegenläufigen, ebenfalls achsparallelen, strichpunktiert angedeuteten
Arbeits-Spindeln 3,4 so vertikal übereinander angeordnet sind, daß ihre Umfangsflächen
im Bereich eines Arbeitsspaltes mit geringem Abstand einander gegenüberliegen. Jedes
Rotations-Werkzeug weist einen Werkzeug-Körper 5 bzw. 6 auf, der aus zwei entlang
einer Axialebene getrennten Halbschalen zusammengesetzt ist und jeweils eine wenigstens
annähernd über die ganze Werkzeuglänge reichende Nabe 7 bzw. 8 zur drehschlüssigen,
jedoch sowohl axial wie auch in Umfangsrichtung justierbaren Anordnung auf der zugehörigen
Spindel 3 bzw. 4 bildet.
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Am Außenumfang weist jeder Werkzeugkörper 5 bzw. 6 in einem oder mehreren,
im dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei Kränzen Werkzeug-Aufnahmen 9 auf, die
an beiden Werkzeugkörpern 5,6 gleich ausgebildet sein können und an beiden Werkzeugen
1,2 sowohl hinsichtlich ihrer Bogenwinkel-Abstände in Bezug auf die zugehörige Werkzeug-Achse
10 bzw. 11 als auch je Kranz hinsichtlich der Ausrichtung in einer zu den Werkzeug-Achsen
10,11 rechtwinkligen Ebene derart übereinstimmen, daß jeweils zwei einander zugehörige
Werkzeug-Aufnahmen 9 beider Werkzeuge 1,2 beim Durchlauf durch den Arbeitsspalt
eine achsgleiche Position durchlaufen. Die in die Werkzeug-Aufnahmen 9 einzusetzenden
Werkzeugeinsätze sind im Falle des einen Werkzeuges 1 Lochstanzstempel und im Falle
des anderen Werkzeuges 2 komplementäre Lochstanzmatrizen. Ihre Befestigung bzw.
Spannung im zugehörigen Werkzeugkörper 5 bzw. 6 kann in gleicher Weise bzw. mit
gleichen Spannvorrichtungen 12 gemäß den Figuren 3 und 4 erfolgen.
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Wie die Figuren 3 und 4 anhand des als Lochstanzstempel dargestellten
Werkzeugeinsatzes 13 zeigen, weist die Spannvorrichtung 12 außer einer Spannschraube
14 noch einen
Wälzkörper 16 in Form einer zweckmäßig gehärteten
Kugel auf, die als Spannkraft-Obertragungsglied 15 einerseits an einer Spannfläche
17 der Spannschraube 14 und andererseits an einer Gegenfläche 18 des Werkzeugkörpers
13 anliegt sowie darüber hinaus noch zusätzlich unmittelbar am Werkzeugkörper 5
abgestützt ist.
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Für die Aufnahme des jeweiligen Werkzeugeinsatzes 13 ist im Umfang
19 des Werkzeugkörpers 5 eine Sacklochbohrung 20 vorgesehen, deren Mantelfläche
im Bereich ihres dem Obertragungsglied 15 gegenüberliegenden Bereiches eine konkav
gekrümmte Widerlagerfläche 21 und deren Bodenfläche eine an die Mantelfläche anschließende
ringförmige weitere Widerlagerfläche 22 für den Werkzeugeinsatz 13 bildet. Die Mittelachse
23 der Sacklochbohrung 20 schneidet zweckmäßig die zugehörige Werkzeug-Achse 10
rechtwinklig. Der als achssymmetrischer Rotationskörper ausgebildete Werkzeugeinsatz
13 weist zwei im Axialabstand zueinander liegende, zylindrische Zentrierflächen
24,25 gleichen Durchmessers auf, welche die am weitesten über den Umfang des Werkzeugeinsatzes
13 vorstehenden Flächen darstellen und von denen eine Zentrierfläche 24 unmittelbar
benachbart zur inneren Stirnfläche 26 des Werkzeugeinsatzes 13 liegt, während die
andere Zentrierfläche 25 benachbart zum Umfang 19 des Werkzeugkörpers 5, jedoch
gegenüber dem Umfang 19 geringfügig zurückstehend an der Sacklochbohrung 20 anliegt
und der lichte Abstand zwischen den beiden Zentrierflächen 24, 25 mehrfach größer
als die Axialerstreckung einer Zentrierfläche ist. Zwischen den Zentrierflächen
24,25 weist der Werkzeugeinsatz 13 eine zur Mittelachse 23 achsgleiche, nach Art
einer Ringnut ausgebildete Vertiefung 27 auf, deren Flanken im Querschnitt unter
unterschiedlichen Schrägwinkeln divergieren, derart, daß die
Axialerstreckung
der an die innere Zentrierfläche 24 anschließenden Flankenfläche, welche die Gegenfläche
18 bildet, wesentlich größer als die der anderen Flankenfläche ist. Zwischen den
beiden Flankenflächen befindet sich ein die Bodenfläche der Vertiefung 27 bildender
zylindrischer Abschnitt. Der Schrägwinkel 28 der durch eine spitzwinklige Kegelstumpffläche
gebildeten Gegenfläche 18 gegenüber der Mittelachse 23 beträgt etwa 200.
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Der Durchmesser der Zentrierflächen 24,25 ist so an den Durchmesser
der Sacklochbohrung 20 angepasst, daß der Werkzeugeinsatz 13 mit leichtem Schiebesitz
zentriert in der Sacklochbohrung 20 geführt ist.
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Die achsparallel zum Werkzeugeinsatz 13 angeordnete und ebenso wie
dieser vom Umfang 19 her in dem Werkzeugkörper 5 versenkt angeordnete Spannschraube
14, weist einen Achsabstand zum Werkzeugeinsatz 13 auf, der in der Größenordnung
des Durchmessers der Zentrierflächen 24,25 bzw. der Axialerstreckung des Werkzeugeinsatzes
13 liegen kann. Der Gewindeschaft 30 der Spannschraube 14, dessen Durchmesser etwa
gleich demjenigen der Kugel 16 ist, ist in einer Gewindebohrung 31 des Werkzeugkörpers
5 geführt. Der unmittelbar an den Gewindeschaft 30 anschließende und gegenüber diesem
im Durchmesser annähernd auf das Doppelte erweiterte Kopf 32 der nach Art einer
Senkkopfschraube ausgebildeten Spannschraube 14 weist eine vom Gewindeschaft 13
kegelstumpfförmig erweiterte innere Stirnfläche auf, deren Kegelwinkel etwa 90"
beträgt und die die Spannfläche 17 bildet, deren Schrägwinkel 33 gegenüber der Mittelachse
29 der Spannschraube 14 bzw.
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gegenüber der Mittelachse 23 somit 45" beträgt. Der Kopf 32 weist
ein von seiner äußeren Stirnseite und damit vom Umfang 19 des Werkzeugkörpers 5
her zugängliches Formschlußglied 34, im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
Innensechskant, für den Eingriff eines Betätigungsschlüssels
auf
und liegt vollständig versenkt im Werkzeugkörper 5.
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Der Wälzkörper 16 ist in einer Linearführung 35 rechtwinklig zu den
Mittelachsen 23,29 beweglich geführt, welche symmetrisch zur gemeinsamen Axialebene
36 des Werkzeugeinsatzes 13 und der Spannschraube 14 und damit des Wälzkörpers 16
in Form einer keilnutartigen Vertiefung im Umfang des Werkzeugkörpers 5 vorgesehen
ist. Die zu den Mittelachsen 23,29 rechtwinklige Bodenfläche der Linearführung 35
bildet eine ebene, im spitzen Winkel zur Spannfläche 17 liegende Stützfläche 37,
an welcher der Wälzkörper 16 derart in einem zu den Berührungspunkten an der Spannfläche
17 und der Gegenfläche 18 benachbarten Berührungspunkt anliegt, daß die Verbindungsgeraden
dieser Berührungspunkte ein nahezu rechtwinkliges Dreieck aufspannen, dessen Basis
die Spannfläche 17 und die Gegenfläche 18 verbindet. Die die Linearführung 35 bildende
Ausnehmung im Werkzeugkörper 5 durchdringt die Mantelfläche der Sacklochbohrung
20 im Bereich ihrer der Widerlagerfläche 21 gegenüberliegenden Umfangszone, derart,
daß die Stützfläche 37 bis an die Mantelfläche der Sacklochbohrung 20 reicht, wobei
der Abstand der gegenüber der Widerlagerfläche 22 nach außen versetzten Stützfläche
37 von der Widerlagerfläche 22 nur geringfügig größer als die Axialerstreckung der
zugehörigen Zentrierfläche 24 ist.
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Im Bereich des von dem Werkzeugeinsatz 13 abgekehrten Endes wird die,
die Stützfläche 37 bildende Bodenfläche der Linearführung 35 von der Gewindebohrung
31 durchsetzt, wobei dieses in Axialansicht auf die Spannschraube 14 halbkreisförmig
ausgerundete Ende der Linearführung 35 geringfügig weiter vom Werkzeugeinsatz 13
entfernt ist als die Gewindebohrung 31, so daß der Gewindeschaft
30
und dieses Ende der Linearführung 35 gemäß Figur 4 geringfügig exzentrisch zueinander
liegen.
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Die die Linearführung 35 bildende Ausnehmung ist im Bereich des Kopfes
32 der Spannschraube 30 nach Art einer Senkbohrung erweitert, weist jedoch im Bereich
des Wälzkörpers 16 eine Weite auf, die nur um das notwendige Bewegungsspiel größer
als die zugehörige Erstreckung des Wälzkörpers 16 ist, derart, daß die zugehörigen
Seitenflächen der Linearführung 35 seitliche Führungsflächen 38 für den Wälzkörper
16 bilden. Zur Bildung von Anschlägen 39 sind diese Führungsflächen 38 benachbart
zum Obergang in die Sacklochbohrung 20 um eine gemeinsame, in der Axialebene 36
liegende Achse geringfügig einwärts gekrümmt, derart, daß ihr kleinster Abstand
voneinander kleiner als die zugehörige Erstreckung des Wälzkörpers 16 ist und dieser
somit aus der Linearführung 35 auch bei herausgenommenem Werkzeugeinsatz 13 nicht
in die Sacklochbohrung 20 gelangen kann. Durch die beschriebene Ausbildung der Linearführung
35 und die Anordnung des Kopfes 32 der Spannschraube 14 ist ein Käfig für den Wälzkörper
16 gebildet, aus dem dieser nur nach entsprechend weitem Herausdrehen bzw. vollständigem
Entfernen der Spannschraube 14 herausgenommen werden kann, so daß der Wälzkörper
16 auch beim Wechseln des Werkzeugeinsatzes 13 nicht versehentlich verloren gehen
kann. Außerhalb des Bereiches der Anlage an dem Wälzkörper 16 liegt der Spannfläche
17 der Spannschraube 14 wenigstens auf einem Teil dieses Restumfanges eine Bohrungs-Senkfläche
44 gegenüber, die zweckmäßig gleichen Flankenwinkel wie die Spannfläche 17 hat.
Wird der Werkzeugeinsatz 13 bei der Herstellung bestimmter Stanzbilder nicht benötigt,
so wird er aus der Sacklochbohrung 20 herausgenommen, wonach die Spannschraube 14
so weit in die Gewindebohrung 31 eingeschraubt wird, bis die Spannfläche 17 gegen
die Senkfläche 44 festgezogen
ist. Die Senkfläche 44 ist dabei
so angeordnet, daß in dieser Stellung der Wälzkörper 16 noch ein geringes Bewegungsspiel
zwischen der Spannfläche 17 und den Anschlägen 39 aufweist oder allenfalls nahezu
spiel- und spannungsfrei zwischen der Spannfläche 17 und den Anschlägen 39 liegt,
so daß hierbei unabhängig von dem Drehmoment, mit welchem die Spannschraube gegen
die Senkfläche 44 festgezogen wird, eine plastische Verformung der Anschläge 39
in Richtung zur Mittelachse 23 ausgeschlossen ist.
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Die durch die Bodenfläche der Sacklochbohrung 20 gebildete Widerlagerfläche
22 ist mit einem zentralen Durchbruch 40 in Form einer zur Sacklochbohrung 20 achsgleichen,
jedoch gegenüber dieser verengten Bohrung versehen, deren radial inneres Ende eine
mit Abstand der Nabe 7 gegenüberliegende, frei zugängliche Innenmantelfläche 41
des Werkzeugkörpers 5 durchsetzt, so daß durch den Durchbruch 40 nach Lösen der
Spannvorrichtung 12 der Werkzeugeinsatz 13 ausgestoßen werden kann. Das äußere,
über den Umfang 19 des Werkzeugkörpers 5 vorstehende Ende des Werkzeugeinsatzes
13 ist als Stanznocke 42 ausgebildet. Es ist denkbar, die Spannschraube 14 mit dem
Werkzeugeinsatz 13 in einer gemeinsamen Axialebene anzuordnen, die unter jedem beliebigen
Winkel zur Werkzeugachse 10 oder parallel zu dieser liegt, so daß auch bei sehr
beengten Platzverhältnissen, die durch mehrere nebeneinander liegende Kränze von
Werkzeugkörper-Aufnahmen 9 und/oder durch kleine Teilungswinkel zwischen den Aufnahmen
9 in Arbeits-Drehrichtung Pfeil 43 gegeben sein können, die erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen
untergebracht werden können.
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In den Figuren 5 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen
Bezugszeichen wie in den Figuren 3 und 4, jedoch in den Figuren 5 und 6 mit dem
Index "a"
und in Figur 7 mit dem Index "b" verwendet.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 weist der Werkzeugeinsatz
13a eine über die Eingriffzone der Spannvorrichtung 12a abschnittsweise über den
Umfang verteilt ununterbrochen durchgehende Zentrierfläche 24a auf, welche lediglich
durch gleichmäßig bzw. in vorbestimmten Winkelabständen um den Umfang bzw. um die
Mittelachse 23a verteilte Gegenflächen 18a unterbrochen ist. Jeweils zwei im Querschnitt
winklig aneinander schließende Gegenflächen 18a sind durch die Flankenflächen einer
sich parallel zur Mittelachse 23a erstreckenden Vertiefung 27a gebildet, deren Flankenflächen
im Querschnitt gemäß Figur 6 von der Mittelachse 23a wegweisend unter einem stumpfen
Winkel divergieren und symmetrisch zu der zwischen ihnen liegenden Axialebene des
Werkzeugeinsatzes 13a vorgesehen sind.
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Im Axialschnitt gemäß Figur 5 nimmt die jeweilige Vertiefung 27a zu
beiden Enden in der Tiefe ab, wobei ihre konkave, beispielsweise linienförmige Bodenfläche
zweckmäßig auf einem Kreisbogen liegt, dessen Mittelachse die zugehörige Axialebene
des Werkzeugeinsatzes 13a bzw. in montiertem Zustand die Axialebene 36a rechtwinklig
schneidet und der zwischen den axialen Enden der Zentrierfläche 24a an diese Zentrierfläche
anschließt. Die jeweils punktförmige gleichzeitige Anlage des Wälzkörpers 16a an
beiden Gegenflächen 18a der jeweils im Einsatz befindlichen Vertiefung 27a ist in
demjenigen Bereich der beiden Gegenflächen 18a gewähit, in welchem sich der genannte
Schrägwinkel 28a ergibt. Durch den Eingriff des Wälzkörpers 16a in die jeweilige
Vertiefung 27a ist der Werkzeugeinsatz 13a in Bezug auf seine Mittelachse 23a genau
definiert gegenüber dem Werkzeugkörper 5a ausgerichtet. Die in Figur 6 strichpunktiert
angedeutete Stanznocke 42a weicht
von der zur Mittelachse 23a achssymmetrischen
Ausbildung ab, da sie als zu einer Axialebene der Mittelachse 23a symmetrische Langloch-Stanznocke
ausgebildet ist; jeweils zwei Vertiefungen 27a liegen symmetrisch zu dieser Axialebene,
während die beiden anderen Vertiefungen symmetrisch zu der rechtwinklig dazu liegenden
Axialebene des Werkzeugeinsatzes 13a vorgesehen sind. Je nachdem, wieviel mögliche,
genau definierte Arbeitslagen der Werkzeugeinsatz 13a in Bezug auf die Mittelachse
23a gegenüber dem Werkzeugkörper 5a einnehmen kann, sind ein, zwei oder mehr Vertiefungen
27a in korrespondierender Verteilung vorgesehen.
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Wie Figur 5 zeigt, kann die Sicherung zur Vermeidung einer Beschädigung
der Anschläge 39a bzw. der zur Zentrierung dienenden Innenfläche der Sacklochbohrung
20a durch den Wälzkörper 16a auch durch ein Begrenzungsglied 44a erfolgen, welches
vor dem Ende des Gewindeschaftes 30a in der Gewindebohrung 31a des Werkzeugkörpers
5a feststehend angeordnet ist. Bei gespanntem Werkzeugeinsatz 13a liegt das beispielsweise
durch eine Hülse, einen Diametralstift oder dgl. gebildete Begrenzungsglied 44a
im Abstand zum Gewindeschaft 30a, der nach Herausnehmen des Werkzeugeinsatzes 13a
gegen das Begrenzungsglied 44a in einer Lage gespannt werden kann, in welcher das
Wälzglied 16a noch nicht oder zumindest unterhalb der plastischen Verformungsgrenze
gegen die Anschläge 39a gespannt ist; in diesem Fall liegt die Spannfläche 17a zweckmäßig
gegenüber der Senkfläche für den Schraubenkopf 32a berührungsfrei.
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Durch die beschriebene Ausbildung der jeweils paarweisen Gegenflächen
18a liegt bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 der Wälzkörper 16a im
Spannzustand radial innerhalb des Außenumfanges, d.h. der Zentrierfläche 24a
an
den Gegenflächen 18a an, so daß selbst plastische Verformungen, die evtl. durch
den Wälzkörper 16a unter dem Spanndruck in die Gegenflächen 18a gedrückt werden
nicht zu einer Verformung der Zentrierfläche 24a führen können. Bei der Ausführungsform
nach Figur 7 ist die jeweilige Gegenfläche 18b im Querschnitt durch die Mittelachse
des Werkzeugkörpers 13b teilkreisförmig konkav mit einem Radius gekrümmt, der im
wesentlichen genau gleich dem Krümmungsradius der zugehörigen Außenfläche des Wälzkörpers
16b ist, so daß der Wälzkörper 16b über die ganze Breite der durch die vertiefte
Gegenfläche 18b gebildeten Nut an der Gegenfläche 18b, beispielsweise linienförmig
anliegt. In Figur 7 ist eine rechtwinklig dreieckförmige Stanznocke 42b strichpunktiert
angedeutet.