DE3707416A1 - Vorrichtung zum einspannen von werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen von Werkzeugen, vorzugsweise von Umformwerkzeugen an Pressen, mittels mindestens eines Zugankers, der mit einem an seinem freien Ende angeordneten Spannkopf eine Spannstelle am Werk­ zeug hintergreift und der durch einen vorzugsweise elektro-mechanischen Spannantrieb aus einer Ruhestellung in eine Spannstellung überführbar und mit Zugkräften belastbar ist, die nach Abschalten des Spannantriebes aufrechterhalten werden.

Derartige Vorrichtungen zum Einspannen auswechselbarer Werk­ zeuge, insbesondere von Werkzeugen für Umformmaschinen, wie beispielsweise Karosseriepressen, sind bekannt. Mit ihnen er­ folgt ein schnelles Spannen und Halten der auswechselbaren Werkzeuge, wobei die Spannkraft vorzugsweise elektro-mecha­ nisch erzeugt wird. Zusätzliche mechanische oder hydraulische Energien sind nicht erforderlich. Die Vorrichtung kann einzeln oder auch mehrfach installiert werden, um Werkzeuge einzuspannen und zu halten.

Bei den bekannten Konstruktionen wird durch zwei vorzugsweise berührungslos ausgebildete Endschalter überwacht, ob der den Spannkopf tragende Zuganker seine Spannstellung erreicht hat. Außerdem erfolgte eine Überwachung der vom Zuganker auf das Werkzeug ausgeübten Spannkraft, um sicherzustellen, daß das jeweilige Werkzeug nicht nur vorhanden ist, sondern auch mit der notwendigen Einspannkraft gehalten wird. Die jeweils er­ reichte Spannkraft wird bei den bekannten Konstruktionen je­ doch nur indirekt ermittelt, indem beispielsweise die Ein­ schaltzeit des elektro-mechanischen Spannantriebes über ein Zeitglied erfaßt wird, die Umfangsbewegung des über eine Spindel auf den Zuganker wirkenden Spannantriebes abgetastet wird oder Impulse gezählt werden, die bei einer Bewegung eines Teiles des Spannantriebes erzeugt werden.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß diese indirekte Ermittlung der Spannkraft nicht ausreicht, eine zuverlässige und sichere Einspannung des Werkzeuges zu überwachen.

Der Er­ findung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der voranstehend beschriebenen Art zum Einspannen von Werk­ zeugen derart weiterzubilden, daß mit ihr eine zuverlässige Erfassung der vom Zuganker erzeugten Spannkraft sowie eine Verwendung der ermittelten Spannkraft innerhalb des Steuer­ zyklus der Maschine ermöglicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an kraftübertragenden Teilen ein Kraftsensor angeordnet ist und daß der Spannantrieb bei Er­ reichen eines einstellbaren Meßwertes durch den Kraftsensor abschaltbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird beim Einspannen des Werkzeuges die vom Zuganker erzeugte Spannkraft unmittel­ bar gemessen, wobei nach Erreichen eines eingestellten Meß­ wertes der unmittelbar an den kraftübertragenden Teilen ange­ ordnete Kraftsensor den Spannantrieb abschaltet. Es werden demgemäß nicht Bewegungen des Antriebes oder nachgeschalteter Getriebebauteile zur indirekten Ermittlung der Spannkraft herangezogen, sondern die Spannkraft unmittelbar an kraft­ übertragenden Teilen der Vorrichtung gemessen. Das mit dem Kraftsensor ermittelte Meßsignal kann auf verschiedene Art und Weise innerhalb des Steuerzyklus der Maschine ausgewertet und innerhalb der Maschine weiter verwendet werden, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine permanente Überwachung der Spannkraft und damit des eingespannten Werk­ zeuges ermöglicht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftsensor im Spannkopf des Zugankers angeordnet, so daß nicht nur die im Zuganker auftretende Spannkraft, sondern auch deren zuverlässige Übertragung auf das einzuspannende Werkzeug festgestellt werden kann. Da es sich bei der er­ findungsgemäßen Vorrichtung um eine stationäre Vorrichtung handelt, bereitet eine Übertragung der Meßwerte von dem am Zuganker angeordneten Kraftsensor auf nachgeschaltete Schaltungsanordnungen keine Probleme.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt darge­ stellt.

Die Zeichnung zeigt ein Gehäuse 1, das in geeigneter Weise beispielsweise am Rahmen einer Presse befestigt ist und in dem ein Führungskolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. An diesem Führungskolben 2 ist mittels eines Bolzens 3 ein Zug­ anker 4 verschwenkbar gelagert, der an seinem freien Ende einen Spannkopf 5 trägt. Dieser vorzugsweise auswechselbar durch eine Mutter 6 am Zuganker 4 angeordnete Spannkopf 5 wirkt mit einer entsprechenden Spannstelle am einzuspannenden Werkzeug zusammen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der den Spannkopf 5 tragende Zuganker 4 mit strichpunktierten Linien in einer verschwenkten Ruhestellung und mit ausgezogenen Linien in der Spannstellung dargestellt. Der Zuganker 4 wird durch im Ge­ häuse 1 angeordnete Führungsbolzen 7 selbsttätig aus der Ruhestellung in die Spannstellung überführt, wenn der Führungskolben 2 aus seiner vorderen Endstellung in Richtung auf die hintere Spannstellung axial verschoben wird. Die Führungsbolzen 7 wirken hierbei mit entsprechend ausge­ bildeten Führungsflächen 8 am Zuganker 4 zusammen. Zur Über­ wachung der jeweiligen Stellung des Führungskolbens 2 inner­ halb des Gehäuses 1 ist ein berührungsloser Endschalter 9 vorgesehen.

Der Antrieb des Führungskolbens 2 erfolgt in dem darge­ stellten Beispiel durch einen elektro-mechanischen Spann­ antrieb, der auch als "Elektrospanner" bezeichnet wird. Er umfaßt einen Elektromotor 10, dessen Anschlußkabel 11 in der Zeichnung zu erkennen ist. Die Welle 12 des Elektromotors 10 trägt am vorderen Ende ein Zahnritzel 13, das mehrere Stufen­ zahnräder 14 antreibt, die wiederum mit der Innenverzahnung eines Zahnkranzes 15 kämmen. Der Zahnkranz 15 treibt seiner­ seits eine Spindelmutter 16 an, die drehbar, jedoch axial unverschiebbar im mehrteiligen Gehäuse 17 des Elektromotors 10 bzw. des zugehörigen Getriebes angeordnet ist.

Im vorderen Teil dieses Gehäuses 17 ist axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar eine Spindel 18 gelagert, deren vorderes Ende in den Führungskolben 2 eingeschraubt ist und deren hinteres Ende das mit der Spindelmutter 16 zusammenwirkende Gewinde trägt. Auf diese Weise hat die vom Elektromotor 10 erzeugte Drehbewegung des Zahnkranzes 15, der mit der Spindelmutter 16 verbunden ist, eine axiale Verlagerung der Spindel 18 und damit des Führungskolbens 2 zu Folge.

An einem kraftübertragenden Teil des Spannantriebes, beim Ausführungsbeispiel am Zuganker 4, ist ein Kraftsensor 19 angeordnet, durch den die vom Spannantrieb erzeugte Spann­ kraft gemessen wird. Dieser Kraftsensor 19 steht über eine Leitung 20 mit einer nicht dargestellten Auswerteschaltung in Verbindung, die bei Erreichen eines einstellbaren Meßwertes den Spannantrieb, beim Ausführungsbeispiel den Elektromotor 10, abschaltet.

• Bezugsziffernliste:  1 Gehäuse
   2 Führungskolben
   3 Bolzen
   4 Zuganker
   5 Spannkopf
   6 Mutter
   7 Führungsbolzen
   8 Führungsfläche
   9 Endschalter
  10 Elektromotor
  11 Anschlußkabel
  12 Welle
  13 Zahnritzel
  14 Stufenzahnrad
  15 Zahnkranz
  16 Spindelmutter
  17 Gehäuse
  18 Spindel
  19 Kraftsensor
  20 Leitung

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Einspannen von Werkzeugen, vorzugsweise von Umformwerkzeugen an Pressen, mittels mindestens eines Zugankers, der mit einem an seinem freien Ende ange­ ordneten Spannkopf eine Spannstelle am Werkzeug hinter­ greift und der durch einen vorzugsweise elektro-mecha­ nischen Spannantrieb aus einer Ruhestellung in eine Spann­ stellung überführbar und mit Zugkräften belastbar ist, die nach Abschalten des Spannantriebs aufrechterhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß an kraftübertragenden Teilen (4) ein Kraftsensor (19) angeordnet ist und daß der Spannantrieb (10) bei Erreichen eines einstellbaren Meßwertes durch den Kraftsensor (19) abschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) im Spannkopf (5) des Zugankers (4) angeordnet ist.