DE3511580C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug-Spannvorrichtung zur lösbaren Befestigung von Werkzeugeinsätzen, insbesondere Papier-Lochungswerkzeugen, an einem Werkzeugkörper, mit einer im Werkzeugkörper geführten, eine Spannfläche auf­ weisenden und den Werkzeugeinsatz über eine an ihm vorge­ sehene Gegenfläche gegen eine Widerlagerfläche des Werkzeug­ körpers spannenden Spannschraube, zwischen deren Spannfläche und der Gegenfläche des Werkzeugeinsatzes ein Spann­ kraft-Übertragungsglied mit wenigstens einem Wälzkörper vor­ gesehen ist.

Durch die DE-OS 23 55 290 ist ein Zylinder mit auswechsel­ barem Messer z.B. zum Perforieren von Papierbahnen bekannt­ geworden, bei welchem die Spannschraube auf einen Keilkörper wirkt, der seinerseits mit beiden Flanken gegen zwei von einer Vielzahl von Rollen spannt, die in einer einseitig von der Messerleiste begrenzten Nut in zick-zack-förmiger Reihenanordnung vorgesehen sind. Dadurch wird die von der Spannschraube ausgehende Spannkraft auf die Rollen übertra­ gen, von denen jede zweite die Messerleiste parallel zur Spannrichtung der Spannschraube gegen die zugehörige Seiten­ fläche der Nut spannt. Eine Spannung der Messerleiste gegen den Nutboden und damit deren Ausrichtung gegenüber der Werk­ zeugachse ist mit dieser Spannvorrichtung nicht möglich.

Insbesondere bei Werkzeugen, wie Papier-Lochstanzstempeln zur Herstellung von Abheftlochungen, bei welchen eine Viel­ zahl 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 bis­ herigen Rotationswerkzeugen zur Herstellung von gestanzten Papierlochungen greifen die Spannschrauben unmittelbar an den Werkzeugeinsätzen an, wobei die Spannschrauben entweder tangential zu einem Teilkreis des Werkzeuges oder achsparal­ lel zum Werkzeug liegen. Im ersten Fall ist der Werkzeug­ körper am Umfang benachbart zum jeweiligen Werkzeugeinsatz mit Stufenflächen versehen, welche einen verhältnismäßig großen Bogenwinkelabstand zwischen in Umfangsrichtung be­ nachbarten 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 Anord­ nung 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werk­ zeug-Spannvorrichtung zu schaffen, welche bei einfacher Be­ tätigung, sicherer Spannung und selbsttätiger Ausrichtung unterschiedliche und damit an die jeweiligen räumlichen Ver­ hältnisse angepasste Lagen der Spannschraube gegenüber dem zugehörigen Werkzeugeinsatz ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeug-Spannvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Wälzkörper zur Erzeugung unterschiedlicher, den Werkzeugeinsatz gegen im Winkel zueinander liegende Widerlagerflächen belastender Spannkraft-Vektoren ausge­ bildet ist. Dadurch können unabhängig von der Lage der Spannschraube lediglich durch geeignete Ausrichtung der mit der Wälzfläche des Wälzkörpers in Berührung stehenden Gegen­ fläche sowie ggf. der Spannfläche Spannkraft-Vektoren er­ zeugt werden, die eine sehr sichere Befestigung und Aus­ richtung des Werkzeugeinsatzes bei leichter Zugänglichkeit und raumsparender Unterbrindung der Spannschraube gewähr­ leisten.

Gemäß der Erfindung können die Spannkraft-Vektoren so ge­ wählt 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 wenig­ stens 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 durchgesetzte Bodenfläche und/oder die der Spannschraube gegenüberliegende Innenmantelfläche einer Sacklochbohrung im Werkzeugkörper gebildet, in die der Werkzeugeinsatz zweck­ mäßig zur genauen Ausrichtung in der dritten Ebene vorzugs­ weise zentriert eingreift. Durch den Durchbruch läßt sich der Werkzeugeinsatz nach Lösen der Spannvorrichtung leicht aus dem Werkzeugkörper ausstoßen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsge­ genstandes besteht darin, daß die Spannschraube und der Werkzeugeinsatz von derselben Seite, insbesondere bei einem Rotationswerkzeug vom Umfang in den Werkzeugkörper einge­ setzt bzw. betätigbar und/oder wenigstens annähernd achs­ parallel angeordnet sind. Dadurch ist einerseits bei räum­ lich beengten Verhältnissen eine leicht zugängliche Betäti­ gung jeder Spannvorrichtung gewährleistet und andererseits können insbesondere dann Werkzeugeinsätze unmittelbar be­ nachbart 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 Achsrich­ tungen nebeneinander oder beliebig versetzt liegenden Werkzeugeinsätzen können die Spannschrauben also vor­ teilhaft auch in Umfangsrichtung benachbart zum jeweils zugehörigen Werkzeugeinsatz liegen. Die Spannschrauben können jedoch auch in jeder anderen, die jeweils günstig­ sten Platzverhältnisse für die Unterbringung bietenden Lage gegenüber dem jeweils zugehörigen Werkzeugeinsatz angeordnet werden.

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 wer­ den.

Eine weitere wesentliche Verbesserung des Erfindungs­ gegenstandes besteht darin, daß die Gegenfläche wenig­ stens teilweise, insbesondere vollständig gegenüber Zentrierflächen des Werkzeugeinsatzes zurückversetzt, vorzugsweise durch eine Flankenfläche einer nutartigen Vertiefung gebildet ist, so daß selbst plastische Ver­ formungen am Werkzeugeinsatz, die durch die Spannkraft­ pressung im Bereich der Anlage des Wälzkörpers auf­ treten können, die Leichtgängigkeit des Werkzeugein­ satzes im Werkzeugkörper bei gelöster Spannvorrichtung nicht beeinträchtigen können. Des weiteren wird dadurch auch eine noch kompaktere Ausbildung der Spannvor­ richtung erzielt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Werk­ zeugeinsatz 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 Gegen­ fläche gebildet ist. Die vertiefte Gegenfläche kann da­ bei im Querschnitt durch die Mittelachse beispielsweise nach Art eines zweckmäßig stumpfwinklig V-förmigen Prismas ausgebildet sein, dessen beide Flanken somit zwei gleich­ zeitig wirksame, d.h. mit dem Wälzkörper in Eingriff stehende Gegenflächen bilden; ähnlich wirksam können auch davon abweichende Querschnitte der nutartigen Ver­ tiefung sein, derart, daß der Werkzeugeinsatz in min­ destens einer, auf diejenige Mittelachse bezogenen Lage formschlüssig gesichert bzw. ausgerichtet justiert ist, um welche der Werkzeugeinsatz bei gelöster Spannvor­ richtung 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 achs­ symmetrischen Ausbildung bzw. achsgleichen Anordnung ab­ weicht, 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. Gegen­ flächen nicht mit einer über seinen Umfang ununterbrochen durchgehenden nutartigen Vertiefung versehen sein, so daß in Umfangsrichtung zwischen den Gegenflächen Ab­ schnitte der Zentrierfläche liegen können.

Zur weiteren Vereinfachung der Betätigung der Spannvor­ richtung ist die Spannschraube in Axialansicht seitlich gegenüber dem Werkzeugeinsatz versetzt, wobei sie vor­ zugsweise wenigstens teilweise, insbesondere vollständig seitlich außerhalb des Werkzeugeinsatzes liegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Spann­ fläche und die Gegenfläche unter voneinander abweichenden Schrägwinkeln angeordnet, wobei vorzugsweise der Schräg­ winkel der Spannfläche größer als der Schrägwinkel der Gegenfläche ist, so daß sich eine besonders günstige Kräfte­ verteilung hinsichtlich derjenigen Spannkraft-Vektoren ergibt, mit welchen der Werkzeugeinsatz gegen die im Win­ kel zueinander liegenden Widerlagerflächen gespannt wird.

Eine baulich sehr einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn die Spannfläche durch eine dem Gewindeschaft der Spannschraube zugekehrte Stirnfläche eines über den Ge­ windeschaft vorstehenden Bundes, insbesondere durch den Kopf einer Senkschraube gebildet ist, die beispielsweise durch eine Normschraube mit einem Flankenwinkel von 45° des Schraubenkopfesgebildet sein kann.

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.

Um auf einfache Weise eine genaue Ausrichtung des Wälz­ körpers zu erzielen, ist dieser an mindestens einer Roll­ fläche des Werkzeugkörpers, vorzugsweise in einer Linear­ führung geführt. Damit der Wälzkörper auch bei herausge­ nommenem Werkzeugeinsatz nicht versehentlich aus dem Werk­ zeugkörper herausfallen kann, ist er in einem vom Werk­ zeugeinsatz 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 Wälz­ körper, beispielsweise zum Zwecke des Auswechselns, heraus­ genommen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wälzkörper an einer der Spannfläche gegenüberliegenden, insbesondere zur Mittelachse der Spannschraube etwa rechtwinkligen bzw. zur Spannfläche im spitzen Winkel liegenden Stützfläche und/oder zwischen zwei seitlichen, zu einer Axialebene der Spannschraube etwa parallelen Führungsflächen ge­ führt, so daß seine Lage gegenüber dem Werkzeugeinsatz und der Spannschraube in jeder Funktionsstellung genau festgelegt ist.

Das Herausfallen des Wälzkörpers bei herausgenommenem Werkzeugeinsatz kann in einfacher Weise dadurch verhin­ dert werden, daß die Bewegung des Wälzkörpers in Rich­ tung zum Werkzeugeinsatz anschlagbegrenzt ist, wobei vor­ zugsweise die Linearführung am zugehörigen Ende zur Bil­ dung eines Anschlages verengt ist, derart, daß die Linearführung bei eingesetzter Spannschraube nur nach außen führende Öffnungen aufweist, die kleiner als die Weite des Wälzkörpers sind.

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. Anschlagstellung überführt werden kann, in welcher sie durch Festziehen mit ausreichend hohem Drehmoment gegen selbsttätiges Lösen vom Werkzeugkörper während des Be­ triebes gesichert ist. Damit die Spannschraube hierbei den Wälzkörper nicht gegen den diesem zugehörigen An­ schlag presst und dadurch evtl. diesen Anschlag verformt und die anschließenden Zentrierflächen für den Werkzeug­ einsatz im Werkzeugkörper beschädigt werden, ist es vor­ teilhaft, wenn für die Spannschraube eine gesonderte, vom Anschlag des Wälzkörpers unabhängige Anschlagfläche am Werkzeugkörper vorgesehen ist, die durch eine der Spann­ fläche 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.

Der Wälzkörper, der insbesondere symmetrisch zur gemein­ samen Axialebene der Spannschraube und des Werkzeugein­ satzes liegt, kann durch eine Kugel, eine Zylinderrolle oder dergl. gebildet sein. Zweckmäßig liegt sein Durch­ messer 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 groß­ flächige Zentrierung des Werkzeugeinsatzes und anderer­ seits ein geringer Abstand der Spannschraube vom Werk­ zeugeinsatz erreicht werden kann. Die Gegenfläche kann aber auch, insbesondere bei Werkzeugeinsätzen bzw. Stempeln kleinen Durchmessers von beispielsweise 4 mm, im Durchmesser kleiner als der Gewindeschaft der Spann­ schraube sein.

Die erfindungsgemäße Werkzeug-Spannvorrichtung ist insbe­ sondere zum Befestigen von Lochstanzstempel bzw. Loch­ stanzmatrizen an gegenläufig zusammenwirkenden Rotations­ werkzeugen, also an Werkzeugen zur Papierbearbeitung ge­ eignet. Die Werkzeugeinsätze können aber auch andere Stanz­ werkzeuge, Schneidwerkzeuge, Formwerkzeuge oder dgl. sein, soweit sie in ähnlicher Anordnung am zugehörigen Werkzeug­ körper vorgesehen sind.

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 Unterkombi­ nationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können. Ausführungs­ beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert. Es sind dargestellt in

Fig. 1 zwei zusammenwirkende Rotationswerkzeuge zur Lochstanzung von Papier in Axialan­ sicht,

Fig. 2 ein Axialschnitt durch die Werkzeuge gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausschnitt eines der Werkzeuge gemäß Fig. 1 im Schnitt und in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 ein Schnitt etwa nach der Linie IV/IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 3,

Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI/VI in Fig. 5,

Fig. 7 ein Ausschnitt einer weiteren Ausführungs­ form.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeuganordnung weist zwei im wesentlichen gleich dimensionierte, achs­ parallele Rotations-Werkzeuge 1, 2 auf, die auf zwei gegen­ läufigen, ebenfalls achsparallelen, strichpunktiert ange­ deuteten Arbeits-Spindeln 3, 4 so vertikal übereinander an­ geordnet sind, daß ihre Umfangsflächen im Bereich eines Arbeitsspaltes mit geringem Abstand einander gegenüber­ liegen. Jedes Rotations-Werkzeug weist einen Werkzeug- Körper 5 bzw. 6 auf, der aus zwei entlang einer Axial­ ebene getrennten Halbschalen zusammengesetzt ist und je­ weils eine wenigstens annähernd über die ganze Werkzeug­ länge reichende Nabe 7 bzw. 8 zur drehschlüssigen, jedoch sowohl axial wie auch in Umfangsrichtung justierbaren Anordnung auf der zugehörigen Spindel 3 bzw. 4 bildet. 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 durch­ laufen. Die in die Werkzeug-Aufnahmen 9 einzusetzenden Werk­ zeugeinsätze sind im Falle des einen Werkzeuges 1 Loch­ stanzstempel und im Falle des anderen Werkzeuges 2 komple­ mentäre Lochstanzmatrizen. Ihre Befestigung bzw. Spannung im zugehörigen Werkzeugkörper 5 bzw. 6 kann in gleicher Weise bzw. mit gleichen Spannvorrichtungen 12 gemäß den Fig. 3 und 4 erfolgen.

Wie die Fig. 3 und 4 anhand des als Lochstanzstempel dargestellten Werkzeugeinsatzes 13 zeigen, weist die Spann­ vorrichtung 12 außer einer Spannschraube 14 noch einen Wälzkörper 16 in Form einer zweckmäßig gehärteten Kugel auf, die als Spannkraft-Übertragungsglied 15 einerseits an einer Spannfläche 17 der Spannschraube 14 und anderer­ seits an einer Gegenfläche 18 des Werkzeugkörpers 13 an­ liegt sowie darüber hinaus noch zusätzlich unmittelbar am Werkzeugkörper 5 abgestützt ist.

Für die Aufnahme des jeweiligen Werkzeugeinsatzes 13 ist im Umfang 19 des Werkzeugkörpers 5 eine Sacklochbohrung 20 vorgesehen, deren Mantelfläche im Bereich ihres dem Übertragungsglied 15 gegenüberliegenden Bereiches eine konkav gekrümmte Widerlagerfläche 21 und deren Boden­ fläche eine an die Mantelfläche anschließende ring­ förmige weitere Widerlagerfläche 22 für den Werkzeugein­ satz 13 bildet. Die Mittelachse 23 der Sacklochbohrung 20 schneidet zweckmäßig die zugehörige Werkzeug-Achse 10 rechtwinklig. Der als achssymmetrischer Rotations­ körper ausgebildete Werkzeugeinsatz 13 weist zwei im Axialabstand zueinander liegende, zylindrische Zentrier­ flächen 24, 25 gleichen Durchmessers auf, welche die am weitesten über den Umfang des Werkzeugeinsatzes 13 vor­ stehenden Flächen darstellen und von denen eine Zentrier­ fläche 24 unmittelbar benachbart zur inneren Stirnfläche 26 des Werkzeugeinsatzes 13 liegt, während die andere Zentrierfläche 25 benachbart zum Umfang 19 des Werkzeug­ körpers 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 Zen­ trierfläche ist. Zwischen den Zentrierflächen 24, 25 weist der Werkzeugeinsatz 13 eine zur Mittelachse 23 achsgleiche, nach Art einer Ringnut ausgebildete Ver­ tiefung 27 auf, deren Flanken im Querschnitt unter unter­ schiedlichen 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 Flanken­ fläche 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 Gegen­ fläche 18 gegenüber der Mittelachse 23 beträgt etwa 20°. 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.

Die achsparallel zum Werkzeugeinsatz 13 angeordnete und ebenso wie dieser vom Umfang 19 her in dem Werkzeugkör­ per 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 ge­ führt. Der unmittelbar an den Gewindeschaft 30 anschlie­ ßende und gegenüber diesem im Durchmesser annähernd auf das Doppelte erweiterte Kopf 32 der nach Art einer Senk­ kopfschraube 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. 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 Form­ schlußglied 34, im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Innensechskant, für den Eingriff eines Betätigungs­ schlüssels auf und liegt vollständig versenkt im Werkzeug­ körper 5.

Der Wälzkörper 16 ist in einer Linearführung 35 recht­ winklig zu den Mittelachsen 23, 29 beweglich geführt, welche symmetrisch zur gemeinsamen Axialebene 36 des Werk­ zeugeinsatzes 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 auf­ spannen, dessen Basis die Spannfläche 17 und die Gegen­ fläche 18 verbindet. Die die Linearführung 35 bildende Ausnehmung im Werkzeugkörper 5 durchdringt die Mantel­ fläche der Sacklochbohrung 20 im Bereich ihrer der Wider­ lagerfläche 21 gegenüberliegenden Umfangszone, derart, daß die Stützfläche 37 bis an die Mantelfläche der Sack­ lochbohrung 20 reicht, wobei der Abstand der gegenüber der Widerlagerfläche 22 nach außen versetzten Stütz­ fläche 37 von der Widerlagerfläche 22 nur geringfügig größer als die Axialerstreckung der zugehörigen Zen­ trierfläche 24 ist.

Im Bereich des von dem Werkzeugeinsatz 13 abgekehrten Endes wird die, die Stützfläche 37 bildende Bodenfläche der Linearführung 35 von der Gewindebohrung 31 durch­ setzt, wobei dieses in Axialansicht auf die Spann­ schraube 14 halbkreisförmig ausgerundete Ende der Linear­ führung 35 geringfügig weiter vom Werkzeugeinsatz 13 entfernt ist als die Gewindebohrung 31, so daß der Ge­ windeschaft 30 und dieses Ende der Linearführung 35 gemäß Fig. 4 geringfügig exzentrisch zueinander liegen. Die die Linearführung 35 bildende Ausnehmung ist im Be­ reich des Kopfes 32 der Spannschraube 30 nach Art einer Senkbohrung erweitert, weist jedoch im Bereich des Wälz­ körpers 16 eine Weite auf, die nur um das notwendige Bewegungsspiel größer als die zugehörige Erstreckung des Wälzkörpers 16 ist, derart, daß die zugehörigen Sei­ tenflächen der Linearführung 35 seitliche Führungsflächen 38 für den Wälzkörper 16 bilden. Zur Bildung von An­ schlägen 39 sind diese Führungsflächen 38 benachbart zum Übergang in die Sacklochbohrung 20 um eine gemein­ same, in der Axialebene 36 liegende Achse geringfügig einwärts gekrümmt, derart, daß ihr kleinster Abstand von­ einander kleiner als die zugehörige Erstreckung des Wälz­ körpers 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 Wälz­ körper 16 gebildet, aus dem dieser nur nach entsprechend weitem Herausdrehen bzw. vollständigem Entfernen der Spann­ schraube 14 herausgenommen werden kann, so daß der Wälz­ körper 16 auch beim Wechseln des Werkzeugeinsatzes 13 nicht versehentlich verloren gehen kann. Außerhalb des Bereiches der Anlage an dem Wälzkörper 16 liegt der Spann­ fläche 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 Spann­ schraube 14 so weit in die Gewindebohrung 31 eingeschraubt wird, bis die Spannfläche 17 gegen die Senkfläche 44 fest­ gezogen ist. Die Senkfläche 44 ist dabei so angeordnet, daß in dieser Stellung der Wälzkörper 16 noch ein ge­ ringes Bewegungsspiel zwischen der Spannfläche 17 und den Anschlägen 39 aufweist oder allenfalls nahezu spiel- und spannungsfrei zwischen der Spannfläche 17 und den An­ schlägen 39 liegt, so daß hierbei unabhängig von dem Drehmoment, mit welchem die Spannschraube gegen die Senk­ fläche 44 festgezogen wird, eine plastische Verformung der Anschläge 39 in Richtung zur Mittelachse 23 ausge­ schlossen ist.

Die durch die Bodenfläche der Sacklochbohrung 20 ge­ bildete Widerlagerfläche 22 ist mit einem zentralen Durchbruch 40 in Form einer zur Sacklochbohrung 20 achs­ gleichen, jedoch gegenüber dieser verengten Bohrung ver­ sehen, deren radial inneres Ende eine mit Abstand der Nabe 7 gegenüberliegende, frei zugängliche Innenmantel­ fläche 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 aus­ gebildet. Es ist denkbar, die Spannschraube 14 mit dem Werkzeugeinsatz 13 in einer gemeinsamen Axialebene anzu­ ordnen, die unter jedem beliebigen Winkel zur Werkzeug­ achse 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 Auf­ nahmen 9 in Arbeits-Drehrichtung Pfeil 43 gegeben sein können, die erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen unter­ gebracht werden können.

In den Fig. 5 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 3 und 4, jedoch in den Fig. 5 und 6 mit dem Index "a" und in Fig. 7 mit dem Index "b" verwendet.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 weist der Werkzeugeinsatz 13 a eine über die Eingriffzone der Spannvorrichtung 12 a abschnittsweise über den Umfang ver­ teilt ununterbrochen durchgehende Zentrierfläche 24 a auf, welche lediglich durch gleichmäßig bzw. in vorbe­ stimmten Winkelabständen um den Umfang bzw. um die Mittelachse 23 a verteilte Gegenflächen 18 a unterbrochen ist. Jeweils zwei im Querschnitt winklig aneinander schließende Gegenflächen 18 a sind durch die Flanken­ flächen einer sich parallel zur Mittelachse 23 a er­ streckenden Vertiefung 27 a gebildet, deren Flanken­ flächen im Querschnitt gemäß Fig. 6 von der Mittel­ achse 23 a wegweisend unter einem stumpfen Winkel diver­ gieren und symmetrisch zu der zwischen ihnen liegenden Axialebene des Werkzeugeinsatzes 13 a vorgesehen sind. Im Axialschnitt gemäß Fig. 5 nimmt die jeweilige Ver­ tiefung 27 a zu beiden Enden in der Tiefe ab, wobei ihre konkave, beispielsweise linienförmige Bodenfläche zweck­ mäßig auf einem Kreisbogen liegt, dessen Mittelachse die zugehörige Axialebene des Werkzeugeinsatzes 13 a bzw. in montiertem Zustand die Axialebene 36 a recht­ winklig schneidet und der zwischen den axialen Enden der Zentrierfläche 24 a an diese Zentrierfläche an­ schließt. Die jeweils punktförmige gleichzeitige An­ lage des Wälzkörpers 16 a an beiden Gegenflächen 18 a der jeweils im Einsatz befindlichen Vertiefung 27 a ist in demjenigen Bereich der beiden Gegenflächen 18 a ge­ wählt, in welchem sich der genannte Schrägwinkel 28 a ergibt. Durch den Eingriff des Wälzkörpers 16 a in die jeweilige Vertiefung 27 a ist der Werkzeugeinsatz 13 a in Bezug auf seine Mittelachse 23 a genau definiert gegenüber dem Werkzeugkörper 5 a ausgerichtet. Die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Stanznocke 42 a weicht von der zur Mittelachse 23 a achssymmetrischen Ausbildung ab, da sie als zu einer Axialebene der Mittelachse 23 a symmetrische Langloch-Stanznocke ausgebildet ist; jeweils zwei Vertiefungen 27 a liegen symmetrisch zu dieser Axial­ ebene, während die beiden anderen Vertiefungen symmetrisch zu der rechtwinklig dazu liegenden Axialebene des Werk­ zeugeinsatzes 13 a vorgesehen sind. Je nachdem, wieviel mögliche, genau definierte Arbeitslagen der Werkzeugein­ satz 13 a in Bezug auf die Mittelachse 23 a gegenüber dem Werkzeugkörper 5 a einnehmen kann, sind ein, zwei oder mehr Vertiefungen 27 a in korrespondierender Verteilung vorgesehen.

Wie Fig. 5 zeigt, kann die Sicherung zur Vermeidung einer Beschädigung der Anschläge 39 a bzw. der zur Zen­ trierung dienenden Innenfläche der Sacklochbohrung 20 a durch den Wälzkörper 16 a auch durch ein Begrenzungsglied 44 a erfolgen, welches vor dem Ende des Gewindeschaftes 30 a in der Gewindebohrung 31 a des Werkzeugkörpers 5 a feststehend angeordnet ist. Bei gespanntem Werkzeugein­ satz 13 a liegt das beispielsweise durch eine Hülse, einen Diametralstift oder dgl. gebildete Begrenzungs­ glied 44 a im Abstand zum Gewindeschaft 30 a, der nach Herausnehmen des Werkzeugeinsatzes 13 a gegen das Be­ grenzungsglied 44 a in einer Lage gespannt werden kann, in welcher das Wälzglied 16 a noch nicht oder zumindest unterhalb der plastischen Verformungsgrenze gegen die Anschläge 39 a gespannt ist; in diesem Fall liegt die Spannfläche 17 a zweckmäßig gegenüber der Senkfläche für den Schraubenkopf 32 a berührungsfrei.

Durch die beschriebene Ausbildung der jeweils paarweisen Gegenflächen 18 a liegt bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 der Wälzkörper 16 a im Spannzustand radial innerhalb des Außenumfanges, d.h. der Zentrierfläche 24 a an den Gegenflächen 18 a an, so daß selbst plastische Verformungen, die evtl. durch den Wälzkörper 16 a unter dem Spanndruck in die Gegenflächen 18 a gedrückt werden, nicht zu einer Verformung der Zentrierfläche 24 a führen können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die jeweilige Gegenfläche 18 b im Querschnitt durch die Mittelachse des Werkzeugkörpers 13 b teilkreisförmig konkav mit einem Radius gekrümmt, der im wesentlichen genau gleich dem Krümmungsradius der zugehörigen Außen­ fläche des Wälzkörpers 16 b ist, so daß der Wälzkörper 16 b über die ganze Breite der durch die vertiefte Gegenfläche 18 b gebildeten Nut an der Gegenfläche 18 b, beispielsweise linienförmig anliegt. In Fig. 7 ist eine rechtwinklig dreieckförmige Stanznocke 42 b strich­ punktiert angedeutet.

Claims (16)

1. Werkzeug-Spannvorrichtung zur lösbaren Befestigung von Werkzeugeinsätzen (13), insbesondere Papier-Lochungs­ werkzeugen, an einem Werkzeugkörper (5, 6) mit einer im Werkzeugkörper (5, 6) geführten, eine Spannfläche (17) aufweisenden und den Werkzeugeinsatz (13) über eine an ihm vorgesehene Gegenfläche (18) gegen eine Widerlager­ fläche (21, 22) des Werkzeugkörpers (5, 6) spannenden Spannschraube (14), zwischen deren Spannfläche (17) und der Gegenfläche (18) des Werkzeugeinsatzes (13) ein Spannkraft-Übertragungsglied (15) mit wenigstens einem Wälzkörper (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wälzkörper (16) zur Erzeugung unter­ schiedlicher, den Werkzeugeinsatz (13) gegen im Winkel zueinander liegende Widerlagerflächen (21, 22) belasten­ der Spannkraft-Vektoren ausgebildet ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Widerlagerfläche (22) wenigstens teilweise quer, vorzugsweise rechtwinklig und/oder eine Wider­ lagerfläche (21) wenigstens teilweise etwa parallel zur Mittelachse (29) der Spannschraube (14) liegt.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (22, 21) durch die vorzugsweise von einem Durchbruch (40) durchsetzte Bo­ denfläche und/oder die der Spannschraube (14) gegen­ überliegende Innenmantelfläche einer Sacklochbohrung (20) im Werkzeugkörper (5) gebildet ist, in die der Werkzeugeinsatz (13) in Form eines Lochstanzstempels oder dergleichen vorzugsweise zentriert eingreift.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (14) und der Werkzeugeinsatz (13) von derselben Seite, vorzugsweise vom Umfang (19) in den Werkzeugkörper (5) eingesetzt bzw. betätigbar und/oder wenigstens annähernd achsparal­ lel angeordent sind.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (17) und/oder die Gegenfläche (18) schräg zur Mittelachse (29) der Spannschraube (14) liegt und daß vorzugsweise mindestens eine dieser Flächen durch eine Konusfläche gebildet ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (18) wenig­ stens teilweise, vorzugsweise vollständig gegenüber Zen­ trierflächen (24, 25) des Werkzeugeinsatzes (13) zurück­ versetzt, vorzugsweise durch eine Flankenfläche einer nutartigen Vertiefung (27), wie einer Umfangsnut ge­ bildet ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugeinsatz (13 a) in mindestens einer Arbeitslage gegenüber dem Werk­ zeugkörper (5 a) gegen Relativbewegungen um seine Mittelachse (23 a) bzw. um die Mittelachse der Sack­ lochbohrung (20 a) durch ineinandergreifende Form­ schlußglieder gesichert ist, von denen vorzugsweise eines durch den Wälzkörper (16 a) und/oder das andere durch mindestens eine Gegenfläche (18 a) gebildet ist, welche im Bereich einer im Querschnitt rechtwinklig zur Mittelachse (23 a) nutartigen Vertiefung liegt.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (14) in Axialansicht seitlich gegenüber dem Werkzeugeinsatz (13) versetzt ist, vorzugsweise wenigstens teilweise, insbesondere vollständig seitlich außerhalb des Werk­ zeugeinsatzes (13) liegt.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (17) und die Gegenfläche (18) unter voneinander abweichenden Schrägwinkeln (33,28) angeordnet sind, wobei vorzugs­ weise der Schrägwinkel (33) der Spannfläche (17) größer als der Schrägwinkel (28) der Gegenfläche (18) ist.

10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (17) durch eine dem Gewindeschaft (30) der Spannschraube (14) zugekehrte Stirnfläche eines über den Gewindeschaft (30) vorstehenden Bundes, vorzugsweise durch den Kopf (32) einer Senkkopfschraube gebildet ist.

11. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (18) nahe zum inneren Ende des Werkzeugeinsatzes (13) und/oder zum äußeren Ende der Spannschraube (14) liegt.

12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (16) an mindestens einer Rollfläche des Werkzeugkörpers (5), vorzugsweise in einer Linearführung (35) geführt und/oder in einem vom Werkzeugeinsatz (13) unab­ hängigen Wälzkörper-Käfig angeordnet ist, der vorzugsweise wenigstens teilweise unmittelbar durch den Werkzeugkörper (5) und die Spannschraube (14) gebildet ist.

13. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (16) an einer der Spannfläche (17) gegenüberliegenden, ins­ besondere zur Mittelachse (29) der Spannschraube (14) etwa rechtwinkligen Stützfläche (37) und/oder zwischen zwei seitlichen, zu einer Axialebene (36) der Spannschraube (14) etwa parallelen Führungs­ flächen (38) geführt ist.

14. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Wälzkörpers (16) in Richtung zum Werkzeugeinsatz (13) anschlag­ begrenzt ist, wobei vorzugsweise die Linearführung (35) am zugehörigen Ende zur Bildung eines Anschla­ ges (39) verengt ist.

15. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannschraube (14 a) bei entferntem Werkzeugeinsatz (13 a) über die Spannstellung hinaus eine Sicherungs- bzw. Anschlagstellung erreicht, be­ vor der Wälzkörper (16 a) unter Spannung in Anschlag­ stellung liegt, wobei vorzugsweise eine der Spann­ fläche (17 a) gegenüberliegende Senkfläche (44) im Werkzeugkörper (5) und/oder ein dem Ende des Gewinde­ schaftes (30 a) gegenüberliegendes, am Werkzeugkörper (5 a) vorgesehenes Begrenzungsglied (44 a) als An­ schlag für die Spannschraube (14 a) vorgesehen ist.

16. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der, vorzugsweise symmetrisch zur gemeinsamen Axialebene (36) der Spannschraube (14) und des Werkzeugeinsatzes (13) liegende Wälzkörper (16) eine Kugel, eine Zylinderrolle oder dgl. ist und vor­ zugsweise etwa gleichen Durchmesser wie der Gewinde­ schaft (30) der Spannschraube (14) aufweist.