DE3733231C2 - Werkzeugwechseleinrichtung für drehbare Werkzeugbaugruppen in Stanzmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung für drehbare Werkzeugbaugruppen in Stanzmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Eine solche Werkzeugwechseleinrichtung ist in der DE 31 10 221 A1 offenbart. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Stanzmaschine handelt es sich um eine Revolver-Stanzpresse. Dabei sind eine Anzahl von Werkzeugen in zwei übereinander angeordneten Werkzeugrevolvern in einem C-förmigen Rahmen abge­ stützt. Die koaxial zusammenarbeitenden Werkzeuge sind drehbar und mit Hilfe einer verhältnismäßig komplizierten Einstellvor­ richtung in einer gewünschten relativen Drehwinkelstellung ein­ stellbar. Die Werkzeuge sind auch in der Arbeitsstellung in den Werkzeugrevolvern aufgenommen und zur Einstellung in die je­ weils gewünschten Drehstellungen drehbar gesteuert. Eine Werk­ zeugwechselvorrichtung zur Überführung von Werkzeugen zwischen der Arbeitsstellung in der Stanzmaschine und der Aufnahme­ stellung im Magazin ist jedoch nicht vorgesehen. Bei dieser bekannten Anordnung kann nur mit den im Magazin gelagerten Werkzeugen gearbeitet werden.

Drehbare Werkzeugbaugruppen für Stanzmaschinen gehören zum Stand der Technik. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, daß Werkzeuge, beispielsweise Schlitzwerkzeuge, die für eine be­ stimmte Zuführrichtung ausgelegt sind, in Bezug auf den Maschi­ nenrahmen in verschiedenen Zuführrichtungen einstellbar sind. Ähnliche Wünsche bestehen in dem Fall, daß das Rohmaterial mit Öffnungen von bestimmter Form und wechselnder Orientierung ver­ sehen werden soll, beispielsweise quadratische Öffnungen, läng­ liche Öffnungen und dergleichen. Das Rohmaterial ist grundsätz­ lich eben, wie zum Beispiel eine Metallplatte oder ein Metall­ blech, und mit Führungseinrichtungen wird es relativ zum Maschinenrahmen in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen parallel bewegt. Wenn eine Anzahl ähnlicher Werkstücke mit paralleler Koordinatenanordnung und Öffnungen aus einer Platte ausgestanzt werden soll, dann kann es vorteilhaft sein, den Um­ riß der Werkstücke in verschiedenen Hauptrichtungen der Platte zu orientieren, um diese optimal auszunutzen und den Verlust an Plattenmaterial zwischen den Werkstücken auf ein Mindestmaß zu verringern.

Drehbare Werkzeuge sind insbesondere bei abgesetzt ausge­ bildeten Stanzungen von Vorteil, wo die verwendeten Werkzeuge einen länglichen Umriß mit parallelen Seiten zur Herstellung von geraden oder gekrümmten Schlitzen in der Platte haben. Das abgestufte Stanzen solcher Schlitze wird schneller durchgeführt als das Schlitzen mit Hilfe herkömmlicher kreisförmiger Nibbel­ werkzeuge und führt zu einer größeren Produktionsgeschwindig­ keit und einer verbesserten Wirtschaftlichkeit der Werkzeuge.

Zum Auswechseln der Werkzeuge in Stanzmaschinen ist nach dem Stand der Technik unter anderem die Einrichtung nach der DE 21 38 415 B2 bekannt. In diesem Fall sind die oberen und unte­ ren Werkzeuge in einem Revolvermagazin gesammelt, und sie wer­ den in ein geteiltes Werkzeuggehäuse eingesetzt, das einen am Rahmen befestigten Führungsteil und einen von der Werkzeugwech­ seleinrichtung getragenen Führungsteil aufweist, wobei der letztgenannte Teil zugleich als Einrichtung zum Erfassen der Werkzeuge während des Wechselvorgangs dient. Wegen des orts­ festen Führungsteils erhält das Werkzeug eine stabile und ge­ naue Führung in der Arbeitsposition, und zugleich wird der zugehörige bewegliche Führungsteil als Greifeinrichtung beim Auswechseln des Werkzeugs benutzt. Diese Einrichtung ist selbstverständlich nur für undrehbare Werkzeuge geeignet, weil ein Führungsteil ortsfest ist und sein zugehöriger Führungsteil mit der Einrichtung zum Überführen des Werkzeugs in die Arbeitsposition ebenfalls starr verbunden und von dieser Ein­ richtung gegen den ortsfesten Teil belastet ist. Die zugehörige bewegliche Lager- und Greifeinrichtung weist eine besondere Verriegelungseinrichtung auf, um das Werkzeug während der Über­ führung vom Magazin in die Arbeitsposition festzulegen. Das obere Werkzeug muß von der Verriegelungseinrichtung freigegeben werden, damit es im Betrieb seine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann.

Die DE 32 41 046 A1 offenbart eine Stanzmaschine mit Mehr­ fachstempel. Mehrere Stanzstifte sind in einem Grundkörper axial geführt, der um die Achse des Stanzstempels drehbar ist. Der Stempel selbst ist jedoch nicht drehbar. Die oberen Enden der Stanzstifte sind in einer kreisförmigen Ausnehmung gegen­ über der Endfläche des Stempels zurückgezogen, mit Ausnahme des wirksamen Stanzstiftes. Die Matrize wird zusammen mit den Grundkörper in die entsprechende Arbeitsstellung gedreht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zum Wechseln der Werkzeuge von drehbaren Werkzeug­ baugruppen zu schaffen, die in Stanzmaschinen angeordnet sind, um dadurch einen sehr raschen Werkzeugwechsel zu ermöglichen, während die genaue Führung der in der Maschine angeordneten zu­ sammenwirkenden Matrizen und Stanzstempel gewährleistet ist.

Eine diesen Erfordernissen entsprechende Werkzeugwechsel­ einrichtung ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Der erste Führungsteil kann mit dem Rahmen der Stanz­ maschine über eine Lagerung drehbar ver­ bunden werden, die eine Verdrehung des Werkzeuggehäuses ermöglicht, aber eine solche Stabilität und Genauigkeit gewährleistet, daß das Führungsteil als unmittelbar verbunden angesehen werden kann. In der Arbeitsstellung sind die Führungsteile miteinander verriegelt durch eine am Werkzeuggehäuse selbst angeordnete Einrichtung, die dessen Verdrehung nicht behindert. Diese Einrichtung wird nur zur Freigabe des beweglichen Führungsteils in der Auswechselstellung des Werkzeuggehäuses betätigt und sodann von der Berührung mit dem Gehäuse zurückgezogen, so daß dieses ohne Behinderung ver­ dreht werden kann.

In der Auswechselstellung wird eine neue Werkzeugbaugruppe von dem Werkzeugmagazin in die Arbeitsstellung im Werkzeuggehäuse überführt mit Hilfe des beweglichen Führungsteils, der nur in Richtung gegen die Arbeitsstellung gegen die Werkzeugbaugruppe gepreßt wird, ohne diese zu erfassen. Während der Überfuhrung wird die Werkzeugbaugruppe durch geeignete Führungen geführt. Zum Rückführen der Werkzeugbaugruppe von der Arbeitsstellung in das Magazin verwendet die neuartige Werkzeugwechseleinrichtung besondere Auswerfeinrichtungen, die die Werkzeugbaugruppe zum zweiten Führungsteil hin belasten und seiner Rückzugbewegung in Richtung ihrer Aufnahmestellung im Magazin folgen.

Zur Ermöglichung einer Drehbewegung des Werkzeuggehäuses nach der Verbindung des zweiten Führungsteils mit dem ersten Führungsteil ist der zweite Führungsteil mit seiner Überführungs­ einrichtung über einen T-Schlitz verbunden, der sich längs beider Führungsteile konzentrisch um das Werkzeuggehäuse herum erstreckt. Die Überführungseinrichtung kann demzufolge in Bezug auf die Dreh­ achse des Werkzeuggehäuses in jeder Winkelstellung des Gehäuses in einer unveränderten Position verbleiben, um den zweiten Füh­ rungsteil von dem Gehäuse in die Auswechselstellung zurückzuzie­ hen.

Alternativ kann der zweite Führungsteil mit der Überfüh­ rungseinrichtung über eine Federverriegelung verbunden sein, die es ermöglicht, die Überfuhrungseinrichtung im verriegelten Zustand der beiden Führungsteile von dem zweiten Führungsteil freizugeben und zurückzuziehen, so daß sie die Drehbewegung des Werkzeuggehäuses nicht behindert.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung wird die Werkzeugwechseleinrichtung zum raschen Aus­ wechseln einer besonders ausgebildeten kassettenartigen Werk­ zeugbaugruppe verwendet. Eine solche Werkzeugbaugruppe umfaßt einen Stanzkörper mit auswählbaren Stanzstiften und eine mit den Stanzstiften zusammenwirkende Matrize. Die verschiedenen Stanzstifte können unter der Wirkung einer Positioniereinrichtung an dem Stanzkörper betätigt werden, wobei diese Positionierein­ richtung mit einer zugeordneten Öffnung der Matrize zusammen­ wirkt. Eine Voraussetzung dieser Werkzeugbaugruppe ist, daß die Positioniereinrichtung relativ zu dem Stanzkörper mit seinen axial angeordneten Stanzstiften verdreht wird. Die erfindungs­ gemäße Werkzeugwechseleinrichtung ist so ausgebildet, daß die Werkzeugbaugruppe von der Werkzeugüberführeinrichtung in das zugehorige obere und untere Werkzeuggehäuse überführt wird, wo bei die an dem Stanzteil angeordnete Positioniereinrichtung mit einem am Rahmen ortsfest angeordneten Führungsnocken in Eingriff gebracht wird. Der Stanzkörper und die Matrize werden mit den dreh­ baren Werkzeugen in bestimmten Stellungen in dem Werkzeugmagazin angeordnet, und die Positioniereinrichtung am Stanzteil wird so gerichtet, daß eine axiale Führungsnut an der Einrichtung mit dem ortsfesten Führungsnocken zu einer axialen Gleitbewegung in Ein­ griff gelangt. Während der Verdrehung der Werkzeuggehäuse mit dem zugeordneten Stanzkörper und den Matrizen behält die Positionier­ einrichtung ihre Winkelstellung bei und wählt dadurch denjenigen Stanzstift aus, der einem Ort der Positioniereinrichtung unmit­ telbar gegenüberliegt, wo der Stanzstift mit dem Stanzkörper verriegelt wird. Die anderen Stanzstifte sind axial elastisch verlagerbar in entsprechenden Ausnehmungen der Positionierein­ richtung, die den Stanzstiften unmittelbar gegenüberliegen. Auf dieseWeise erfolgt ein rascher und zufriedenstellender Austausch der kassettenartigen Werkzeuge, wobei die Stanzstifte und die Matrizenöffnungen in einer Ausgangsstellung angeordnet werden, die der Winkelstellung der Werkzeuggehäuse in der Auswechselstellung entspricht. Der ausgewählte Stanzstift und die zugehörige Matrizenöffnung verbleiben in ihrer Arbeitsstellung in bezug auf den Maschinenrahmen unabhängig von der Winkelstellung der Werkzeuggehäuse.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Drehachsen einer erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung und des zugeordneten Revolvermagazins,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das untere Werkzeuggehäuse mit dem zugehörigen unteren Revolvermagazin gemäß Fig. 1 teilweise im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht ähnlich wie Fig. 2, die aber eine alternative Ausführungsform des unteren Werkzeuggehäuses und seiner Überführungseinrichtung zeigt,

Fig. 4 eine Unteransicht des Stanzkörpers einer kassettenartigen Werkzeugbaugruppe, und

Fig. 5 einen Axialschnitt durch den Stanzstempel und die Matrize der Werkzeugbaugruppe nach der Linie V-V in Fig. 4.

Die Werkzeugwechseleinrichtung nach den Fig. 1 und 2 umfaßt ein oberes Werkzeuggehäuse 1 und ein unteres Werkzeuggehäuse 2. Diese Gehäuse sind in einem oberen Rahmenteil 3 und einem unteren Rahmenteil 4 einer Stanzmaschine um die Achse x-x koaxial drehbar gelagert. Der Rahmen kann ein C-förmiger Rahmen oder ein Portal­ rahmen sein. In Fig. 1 sind Gleitlager durch schmale dunkle Quer­ schnittsflächen zwischen dem Rahmen und den Werkzeuggehäusen dar­ gestellt, bei denen es sich um beliebige Bauarten von Lagern han­ deln kann, welche die erforderliche Stabilität der Werkzeugge­ häuse gewährleisten. Die Werkzeuggehäuse können durch geeignete Einrichtungen, wie z. B. (nicht gezeigte) Schneckengetriebe syn­ chron verdreht werden. Das obere Gehäuse 1 nimmt ein Stanzwerk­ zeug auf, das einen axialen Arbeitshub ausführt und über einen daran drehbar angeordneten Greifkopf 6 mit einem axial hin- und herbeweglichen Stößel 5 verbunden ist. Der Werkzeugschaft greift über einen T-Schlitz 37 in den Greifkopf 6 ein.

Die Maschine bearbeitet ein plattenartiges Material 7, bei­ spielsweise eine Metallplatte zwischen einem oberen Werkzeugteil oder Stanzstempel 9 und einer Matrize 10. In den Zeichnungen ist ein oberes Werkzeug in Form einer kassettenartigen Werkzeugbau­ gruppe gezeigt, die mit mehreren Stanzstiften versehen ist, die mit entsprechenden Öffnungen in der Matrize zusammenwirken. Diese Werkzeugbaugruppe wird nachfolgend näher erläutert. Das obere und das untere Werkzeuggehäuse kann ein geeignetes drehbares Werkzeug aufnehmen, das in Bezug auf den Rahmen in verschiedenen Winkel­ stellungen angeordnet werden kann. Das obere Werkzeug ist in dem Gehäuse durch einen Keil 45 undrehbar axial beweglich geführt, wogegen das untere Werkzeugteil oder die Matrize durch einen ahn­ lichen Führungskeil 46 zu einer unveränderbaren axialen Position undrehbar geführt ist. Diese Kelle sind an den zugeordneten Werk­ zeugkeilen befestigt und greifen in Führungen der Werkzeuggehäuse ein. Die Werkzeuggehäuse 1 und 2 haben vorzugsweise eine zylindri­ sche Form und bestehen jeweils aus zwei Teilen, nämlich einem ortsfesten ersten Führungsteil und einem beweglichen zweiten Füh­ rungsteil. Der Ausdruck "ortsfest" bedeutet in diesem Fall, daß der Führungsteil eine feste Stellung in einer axialen Richtung und in Bezug auf die Drehachse x-x hat. Der Ausdruck "beweglich" bedeutet, daß der Führungsteil gegenüber der x-x-Achse radial beweglich ist. Das obere Werkzeuggehäuse 1 besteht daher aus einem ortsfesten Führungsteil 11' und einem beweglichen Führungs­ teil 12', die längs einer die x-x-Achse enthaltenden Ebene mit­ einander verriegelbar sind und andererseits längs einer zu die­ ser Achse rechtwinkligen Ebene aneinander anliegen, wie dies in der Zeichnung mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Gemäß Fig. 2 können beide Führungsteile durch federbelastete Riegel 13 miteinander verriegelt werden, die in Schließbleche 14 an dem beweglichen Führungsteil eingreifen, in diesem Fall dem zweiten beweglichen Führungsteil des unteren Werkzeuggehauses. Die Riegel 13 werden durch Druckfedern 15 in der verriegelten Stellung gehalten, die über in dm ersten Führungsteil 11, 11' axial bewegliche Führungsstößel 16 auf die Riegel 13 einwirken. Die Riegel werden mit ortsfesten Betätigungseinrichtungen 17 in der Form von Druckmittelzylindern ausgerückt. Die Einrichtungen 17 sind in ihrer zurückgezogenen Ausgangsstellung vollständig außer­ halb des Umfangs des Werkzeuggehäuses angeordnet. Den Führungs­ teilen des oberen Werkzeuggehäuses ist ebenfalls eine Verriege­ lung ähnlich der in Fig. 2 gezeigten Verriegelung zugeordnet. Der durch die Linie II-II in Fig. 1 bezeichnete Querschnitt zeigt die anfängliche Anordnung der Verriegelungseinrichtungen sowohl für das obere als auch für das untere Werkzeuggehäuse.

Die Werkzeugbaugruppen der Stanzmaschine sind in einem obe­ ren und einem unteren Revolvermagazin 30 und 31 magaziniert, die um die Achse y-y verdrehbar sind. Zum Überführen der Werkzeug­ baugruppen zwischen den Werkzeuggehausen und den zugeordneten Magazinen hat die Werkzeugwechseleinrichtung eine obere und eine untere Überführungseinrichtung 20 und 21. Die obere Überführungs­ einrichtung 20 für das dem oberen Werkzeuggehäuse zugeordnete Werkzeug umfaßt einen oberen ortsfesten Betätigungszylinder 13, dessen Kolbenstange beispielsweise durch ein Gewinde 27 mit einem oberen Greifer 22 verbunden ist. Das dem unteren Werkzeuggehäuse 2 zugeordnete Werkzeug wird auf ähnlicher Weise zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem unterern Revolvermagazin mit Hilfe eines Betätigungszylinders 19 überführt, dessen Kolbenstange beispielsweise durch ein Gewinde mit einem unteren Greifer 23 verbunden ist. Der Greifer 22 erfaßt den oberen beweglichen Führungsteil 12' über einen zur Achse x-x konzentrischen T-Schlitz, der sich längs des Umfangs des oberen ortsfesten Führungsteils 11' fortsetzt. Da der Greifer 22 und der mit diesem in Eingriff stehende zweite Führungsteil 12' nur eine begrenzte Breite haben können (wie dies nachfolgend näher erläutert wird), erstreckt sich der T-Schlitz nicht vollständig um das Gehäuse herum, sondern er läßt eine Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Führungsteil. Die Umfangslänge dieser Lücke ist kleiner als die Länge des T-Schlitzes längs des zweiten Führungsteils und des Greifers 22. Der untere Greifer 23 steht in ähnlicher Weise über einen T-Schlitz 24 mit dem zweiten unteren Führungsteil 12 in Eingriff. In diesem Fall erstreckt sich der T-Schlitz ebenfalls längs des Umfangs des Werkzeuggehäuses und beläßt ähnliche Lücken zwischen dem ersten und dem zweiten Führungsteil, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Der untere Bereich der Führungsnut am ersten Führungsteil 11 ist abgeschnitten, um Platz zu schaffen für einen nachfolgend noch näher erläuterten Auswerfer 54. Der untere Bereich des Greifers 23 ist verringert und bildet einen Vorsprung 26, der es dem Greifer ermöglicht, beim Zurückziehen die Führungseinrichtung des Revolvermagazins zu passieren, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Das obere Revolvermagazin 30 besteht aus einem ringförmigen plattenartigen Teil, das um die Achse y-y auf dem oberen Rahmenteil 3 über einen Zahnkranz 32 und ein Lager 42 drehbar gelagert ist. Am Umfang dieses Teils sind Führungen 40 mit T-förmigen Schlitzen 39 gleichabständig angeordnet, die zur Aufnahme von komplementären T-förmigen Ausbildungen in den Schäften der oberen Werkzeuge dienen. Die Schäfte sind durch axial vorgespannte Federn 41 in den T-Schlitzen gehalten. Der obere ortsfeste Führungsteil 11' ist mit einem ähnlichen T-Schlitz 38 versehen, um Werkzeuge zwischen der Arbeitsstellung im Werkzeuggehäuse und der Aufnahmestellung im Magazin zu überführen, so daß eine praktisch durchgehende Führungsbahn für das Werkzeug zwischen diesen beiden Stellungen erhalten wird. Das untere Revolvermagazin 31 ist in ähnlicher Weise um die Achse y-y auf dem unteren Rahmenteil 4 über einen Zahnkranz 32 und ein Lager 42 drehbar gelagert. Wie dies besser aus Fig. 2 hervorgeht, sind am Umfang des unteren Revolvermagazins mehrere Führungsteile 33 in der Form radialer Arme zur Aufnahme der Matrizenhalter 10 gleichabständig angeordnet. Gegenüberliegende Führungsflächen benachbarter Führungsteile sind zueinander parallel zum Eingriff mit Planflächen 35 an den Matrizenhaltern. Die Führungsteile sind abwechselnd mit einem radialen Schlitz 34 versehen, um einen federnden Eingriff mit den Matrizenhaltern zu schaffen.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Werkzeugwechseleinrichtung gemäß Fig. 3, die das untere Werkzeuggehäuse und das zugehörige Revolvermagazin zeigt, steht die Kolbenstange des Bestätigungszylinders 19 über eine Federverriegelung 67 mit dem zweiten Führungsteil 62 in Eingriff. Zur Stabilisierung ist die Kolbenstange mit einem Joch 64 versehen, das zwei Positionierstifte 65 trägt, die in entsprechende Bohrungen des zweiten Führungsteils 62 eingreifen. Auch in diesem Fall hat der zweite Führungsteil einen unteren Vorsprung 66, der den Durchtritt zwischen den Führungsteilen des Magazins ermöglicht. Das Werkzeuggehäuse ist nicht mit dem vorstehend beschriebenen T-Schlitz zum Eingriff mit einem komplementären Greifer versehen, sondern es hat einen ähnlichen Mechanismus zum verriegeln des ersten und zweiten Führungsteils miteinander, d. h. federbelastete Riegel 13 zum Eingriff in Schließbleche 14 auf dem zweiten Führungsteil, die zum Ausrücken der Verriegelung durch die Betätigungseinrich­ tung 17 betätigbar sind. Die Federverriegelung 67 ist so ausge­ bildet, daß die Verrieglung gelöst werden kann, wenn die Kolben­ stange zurückgezogen wird, während der zweite Führungsteil durch die Riegel 13 am ersten Führungsteil verriegelt ist. Nachdem ein Werkzeug im Werkzeuggehäuse angeordnet wurde, kann die Kolben­ stange mit dem zugeordneten Führungsteil demzufolge vom Werk­ zeuggehäuse getrennt werden, ohne dessen Verdrehung weiter zu behindern. Wenn andererseits die Verriegelung zwischen dem er­ sten und dem zweiten Führungsteil ausgerückt ist, dann hat die Federverriegelung 67 eine ausreichende Klemmkraft, damit die Kolbenstange bei der Rückzugbewegung den zweiten Führungsteil 62 mitnimmt. Bei dieser Ausführungsform ist das obere Werkzeug­ gehäuse ähnlich ausgebildet und mit einer ähnlichen Überführungs­ einrichtung versehen.

Es sind besondere Auswerfeinrichtungen zum Zusammenwirken mit den Überführungseinrichtungen vorgesehen, wenn Werkzeuge von den Werkzeuggehäusen in das zugehörige Revolvermagazin über­ führt werden. Diese Einrichtungen bestehen aus Auswerfzylindern 50, 53, die an der Außenseite des betreffenden Werkzeuggehäuses 1, 2 befestigt sind und die der entsprechenden Überführungsein­ richtung 20, 21 diametral gegenüberliegen. Die Kolbenstangen 51, 54 dieser Zylinder dienen als Auswerfer zu einer Bewegung recht­ winklig zur Teilungsebene der Führungsteile, wenn sich diese in der Austauschposition befinden. Der Auswerfer 51 wird zum Aus­ werfen durch eine Öffnung 52 im oberen ortsfesten Führungsteil 11' zu dem T-förmigen Kopf des oberen Werkzeugschaftes hinbewegt und schiebt das Werkzeug demzufolge zu dem zweiten beweglichen Führungsteil 12' hin, während sich dieses zurückbewegt, bis sein Werkzeug von dem T-Schlitz 39 im oberen Revolvermagazin 30 aufge­ nommen ist. Der Auswerfer 54 wird in ähnlicher Weise durch eine Öffnung 55 in dem ortsfesten unteren Führungsteil 11 zu dem Ma­ gazinhalter 10 hinbewegt und schiebt diesen gegen den zweiten un­ teren beweglichen Führungsteil, während die Überführungseinrich­ tung 21 das Werkzeug in die Aufnahmestellung im unteren Revol­ vermagazin 31 zurückbewegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 arbeiten entsprechende Auswerfer 50, 53 in ähnlicher Weise beim Zurückziehen durch die zugeordneten Überführungseinrichtungen und zugeordnete zweite Führungsteile, wenn die Werkzeuge in die Magazine zurückbewegt werden.

Die vorstehend beschriebene Werkzeugwechselmaschine gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen:

1. Einsetzphase

Das obere und das untere Werkzeuggehäuse wird synchron in der Überführungsstellung angeordnet, in der sich die axiale Teilungsebene des ersten und zweiten Führungsteils rechtwinklig zu einer Ebene erstreckt, die die Drehachse x-x der Werkzeugge­ häuse und die Drehachse y-y der Revolvermagazine enthält. Die Mittellinien der Betätigungszylinder 18, 19 und der Auswerf­ zylinder 50, 53 sind ebenfalls in der letztgenannten Ebene ent­ halten. Die Betätigungszylinder 17 werden betätigt und halten die Riegel im ausgerückten Zustand. Die Betätigungszylinder 18, 19 mit den zugeordneten Greifern 22, 23 (der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2) und die mit den Greifern gekuppelten beweg­ lichen Führungsteile 12', 12 werden in die in den Fig. 1 und 2 mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellungen zurückgezo­ gen. In dieser Stellung A können sich die Revolvermagazine und die daran angeordneten Werkzeugbaugruppen frei verdrehen, so daß die Werkzeugbaugruppen zwischen den zugeordneten Werkzeuggehäusen und den zurückgezogenen Führungsteilen 12, 12' hindurchbewegt wer­ den können.

Die Revolvermagazine werden jetzt verdreht, so daß der ge­ wünschte Falter und ein Werkzeug in der Position B angeordnet sind.

Die Betätigungszylinder 18, 19 werden betätigt, wodurch die Greifer 22, 23 mit den gekuppelten zweiten beweglichen Führungs­ teilen 12', 12 zu den in der Stellung B angeordneten Werkzeugen hinbewegt werden, um die Werkzeuge in die Arbeitsstellung C in den zugeordneten Werkzeuggehäusen 1 und 2 zu schieben. Der Schaft des oberen Werkzeughalters ist während der Überführung in dem T-Schlitz 38 des Werkzeuggehäuses 1 geführt und gelangt mit einem entsprechenden T-Schlitz 37 des Greifkopfes 6 in Eingriff, der stets der Winkelstellung des oberen Werkzeuggehäuses 1 folgt. Das untere Werkzeug oder der Matrizenhalter 10 wird in ähnlicher Weise in die Arbeitsstellung im unteren Werkzeuggehäuse 2 ge­ schoben. Die Führungskeile 45, 46 tragen zu einer ordnungsge­ mäßen Führung der beweglichen Führungsteile 12 und 12' bei. Zur weiteren Stabilisierung der Führung während der Überführung der Werkzeuge zwischen der Aufnahmestellung in dem Revolvermagazin und der Arbeitsstellung in dem Werkzeuggehäuse können die Grei­ fer 22, 23 mit besonderen Rollen versehen sein, die an den Grei­ fern angeordnet und in ortsfesten Führungen auf der Seite der Betätigungszylinder 18, 19 geführt sind.

Die Betätigungseinrichtungen werden zurückgezogen, so daß die Riegel 13 in die Schließbleche 14 eingreifen, um den zweiten Führungsteil mit dem Werkzeuggehäuse zu verriegeln.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist die Ma­ schine jetzt bereit zur Verwendung mit drehbaren Werkzeugbau­ gruppen. Diese können in einer gewünschten Drehwinkelstellung festgelegt werden, wobei die Greifer 22, 23 während des Eingriffs mit dem Werkzeughalter über die T-Schlitzverbindung in einer un­ veränderten Stellung verbleiben, so daß das Werkzeuggehäuse ohne Behinderung durch die Greifer jede gewünschte Drehwinkelstellung einnehmen kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Überführungs­ einrichtung mit dem Joch 64 und den Positionierstiften 65 von der Federverriegelung 67 zurückgezogen, nachdem das zweite Führungsteil 62 am Werkzeuggehäuse verriegelt wurde, und sie kehrt in ihre Ausgangsstellung A zurück. Das Werkzeuggehäuse kann jetzt unbehindert verdreht werden.

Damit die Greifer von der zurückgezogenen Stellung A zwischen den beiden im Revolvermagazin angeordneten Werkzeugen (10, 10 in Fig. 2) hindurchbewegt werden können, sind die Greifer und der zweite bewegliche Führungsteil mit einer begrenzten Dicke ausge­ führt, die kleiner ist als der Abstand im Magazin zwischen den Werkzeughaltern auf jeder Seite des überführten Werkzeugs. Aus einem ähnlichen Grund hat der untere Teil des Greifers 23 einen Vorsprung 26, so daß er zwischen den Führungsteilen 33, 34 des unteren Revolvermagazins hindurchbewegt werden kann.

2. Arbeitsphase

Die gewünschte Bearbeitung des Werkstücks 7 kann jetzt durch­ geführt werden, und die Werkzeuggehäuse werden zum Einstellen der Werkzeuge in der gewünschten Relativstellung gegenüber dem Maschi­ nenrahmen synchron verdreht. Der mit dem oberen Werkzeughalter über den drehbaren Greifkopf 6 verbundene Stößel 5 überträgt seine Bewegung auf das obere Werkzeug unabhängig von dessen Drehwinkel­ stellung.

3. Entnahmephase

Die Werkzeuggehäuse werden synchron in die Werkzeugaus­ wechselstellung verdreht, d. h. in die gleiche Stellung wie in der vorstehend beschriebenen Auswechselstellung. Das betreffen­ de Werkzeugmagazin wird jetzt so eingestellt, daß ein Werkzeug in einer Aufnahmestellung B aufgenommen werden kann. Die Be­ tätigungseinrichtungen 17 werden betätigt, um die Riegel 15 aus­ zurücken.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 werden die Überführungseinrichtungen 20 und 21 mit den zugeordneten Grei­ fern 22, 23 und den mit diesen gekuppelten beweglichen Führungs­ teilen 12', 12 zurückgezogen. Die Auswerfzylinder 50 und 53 wer­ den gleichzeitig betätigt, so daß die Auswerfer 51, 54 zu den zugeordneten oberen und unteren Werkzeughaltern hin vorgescho­ ben werden, um diese gegen die zweiten Führungsteile 12', 12 in die Aufnahmestellung in dem zugeordneten Revolvermagazin zu belasten. Die Überführungseinrichtungen 22, 21 werden weiter in die Ausgangsposition A zurückgezogen. Nach dem Auswerfen der Werkzeughalter in die Aufnahmeposition B im Werkzeugmagazin keh­ ren die Auswerfer 51, 54 unverzüglich in ihre Ausgangsposition zurück.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Überführungs­ einrichtung 63 mit dem zweiten Führungsteil 62 in federnden Sperreingriff gebracht. Die Verriegelungen werden ausgerückt. Die Überführungseinrichtung 63 kann jetzt das zweite Führungs­ teil 62 im Zusammenwirken mit der gleichzeitig betätigten Aus­ werfeinrichtung 53 zurückbewegen, deren Auswerfer 54 den Werk­ zeughalter gegen den Führungsteil 62 belastet, so daß der Werk­ zeughalter in die Aufnahmestellung B im Werkzeugmagazin zurück­ bewegt wird. Die Überführungseinrichtung wird weiter in die Aus­ gangsstellung A zurückbewegt, und der Auswerfer 54 kehrt gleich­ zeitig in seine Ausgangsstellung zurück. Die Entnahmephase wird für das obere Werkzeuggehäuse in ähnlicher Weise durchgeführt. Das Werkzeugmagazin kann jetzt so verdreht werden, daß das als nächstes gewünschte Werkzeug in der Einsetzstellung angeordnet ist, und die Einsetzphase kann wiederholt werden.

Die vorstehend beschriebenen Werkzeugwechselbewegungen sind vorzugsweise programmgesteuert, wobei eine bekannte elektronische Steuerungstechnik angewendet wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung wird die Werkzeugwechseleinrichtung als Indexeinrichtung für eine Mehrfachwerkzeug-Stanzstempelbaugruppe oder ein kasset­ tenartiges Werkzeug in einer Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 benutzt. Dieses Werkzeug umfaßt einen Stanzkörper 70 mit mehreren Stanzstiften 75, die mit einer Matrize 71 zusammenwir­ ken, die mehrere den Stanzstiften entsprechende Öffnungen 84 aufweist. Der Stanzkörper hat einen Schaft 72, der in dem obe­ ren Werkzeuggehäuse 1 aufgenommen ist, wobei er durch den Keil 45 axial geführt ist. Eine Führungsplatte 73 ist mit dem Schaft verbundene beispielsweise durch ein Gewinde 82, und sie hat axiale Positionierbohrungen für die verschiedenen Stanzstifte. Eine ringförmige Positionierplatte 76 ist auf dem Schaft zwi­ schen einer Schulter 85 des Schaftes 72 und der Führungsplatte 73 auf einem als Gelenk mit verringertem Durchmesser dienenden Bereich 83 des Schaftes drehbar gelagert. Die Stanzstifte sind auf einem zur Schaftachse konzentrischen Kreis gleichabständig angeordnet. Die Positionierplatte 76 kann so eingestellt werden, daß eine zur Führungsplatte 73 hin offene Ausnehmung 77 einem jeden Stanzstift mit Ausnahme von einem unmittelbar gegenüberliegt. In jeder Ausnehmung ist eine Feder 79 angeordnet, die den Stanz­ stift belastet, so daß eine Schulter 78 des Stanzstiftes an einer entsprechenden Schulter der Positionierbohrung 74 zur Anlage gelangt. Der obere Bereich des Stanzstiftes befindet sich dann in der Trennfläche zwischen der Führungsplatte 73 und der Posi­ tionierplatte 76. Wenn die Stanzstifte und die Ausnehmungen einander gegenüberliegend angeordnet sind, dann gibt es immer einen Stanzstift an der Stelle der Positionierplatte 76, wo die Ausnehmung 77 fehlt. Dieser Stanzstift wird daher im Stanzkörper des Werkzeugs starr angeordnet, während sich die übrigen Stanz­ stifte in dem Werkzeug frei nach oben bewegen können. Durch gleichzeitiges Verdrehen des Stanzkörpers 70 und der Matrize 71 relativ zu der Positionierplatte 76 kann das Werkzeug so einge­ stellt werden, daß jeder gewünschte Stanzstift ausgewählt wird, um mit der zugeordneten Matrizenöffnung zusammenzuwirken. Wenn der Stanzkörper 70 zu der Matrize 71 hinbewegt wird, dann führt lediglich der ausgewählte Stanzstift einen Arbeitshub aus, wäh­ rend die übrigen Stanzstifte während der Bewegung des Stanzkörpers zum Werkstück hin in ihre zugeordneten Ausnehmungen 77 hineinge­ drückt werden.

Gemäß der Erfindung wird jetzt eine Kombination der Werk­ zeugwechseleinrichtung und der vorstehend beschriebenen kasset­ tenartigen Werkzeugbaugruppe zur weiteren Steigerung der Möglich­ keit eines raschen Werkzeugaustauschs über einen großen Bereich verwendet, d. h. eine rasche Auswahl zwischen einer großen Anzahl unterschiedlicher Werkzeuge oder Werkzeugelemente. Dieses kas­ settenartige Werkzeug vergrößert daher die Möglichkeit der Stanz­ werkzeugauswahl, indem jede Werkzeugbaugruppe oder eine geeignete Anzahl von Werkzeugbaugruppen, die in einem Revolvermagazin an­ geordnet sind, als kassettenartige Werkzeugbaugruppe ausgebildet sind.

Um dies zu ermöglichen, ist die Positionierplatte 76 mit einem von ihrem Umfang vorspringenden Bereich versehen, der eine axiale Führungsnut 80 aufweist. Diese Nut dient zum Eingriff mit einem V-förmigen axialen Führungsnocken 81, der an dem oberen Teil des Maschinenrahmens befestigt ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Der Stanzkörper und die Matrize der Werkzeugbaugruppe sind in dem entsprechenden Werkzeugmagazin in solchen Positionen angeordnet, daß beim Einführen des Stanzkörpers in das obere Werkzeuggehäuse die Führungsnut 80 stets dem Nocken 81 zugekehrt ist. Das Gesenk wird entsprechend geführt. Die Werkzeugbaugruppe kann jetzt zur Betätigung eines beliebigen Stanzstempels eingesetzt werden, indem das obere und das untere Werkzeuggehäuse 1 und 2 synchron verdreht werden. Da die Positionierplatte 76 ihre Winkelposition nicht ändert, bleibt die Arbeitsposition des zusammenwirkenden Stiftes und der Matrize stets die gleiche unabhängig von der Winkelstellung der Werkzeuggehäuse.

Die kassettenartige Werkzeugbaugruppe wird in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben für andere Werkzeugbaugruppen abgewandelt und erbringt ebenfalls die Möglichkeit einer beträchtlichen Vergrößerung und der Anzahl der unterschiedlichen Stanzwerkzeuge, die in den Revolvermagazinen angeordnet werden können. Die Werkzeugwechseleinrichtung wird zur automatischen Drehwinkeleinstellung der Kassettenwerkzeugbaugbaugruppe in die Betriebsstellung mit Hilfe der drehbaren Werkzeuggehäuse benutzt.

Claims (9)

1. Werkzeugwechseleinrichtung für drehbare Werkzeugbaugruppen in Stanzmaschinen mit einem oberen und einem unteren um eine gemeinsame verti­ kale Achse verdrehbaren achsensymmetrischen Werkzeugaufnahmegehäuse (1, 2), die in einer Axialebene geteilt sind und einen ersten Führungsteil (11, 11') und einen mit dem ersten Führungsteil verriegelbaren zweiten Führungsteil (12, 12') zum Führen eines axial bewegbaren oberen und eines stationären unteren Werkzeugs aufweisen, wobei der zweite Führungsteil (12, 12') rechtwinklig zu der Axialebene bewegbar ist, um in der Werkzeugwechselstellung der Aufnahmegehäuse (1, 2) ein in einem drehbaren Magazin enthaltenes Werkzeug in Arbeitsstellung in die zuge­ ordneten Gehäuse zu überführen, bzw. in das Magazin zurückzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Führungsteil (12, 12') in der Werkzeugwechsel­ stellung mit dem darin aufgenommenen Werkzeug durch Greifmittel (22, 23) zwi­ schen der Arbeitsstellung im Aufnahmegehäuse und der Aufnahmestellung im Magazin und zurück in unmittelbarer geradliniger Bewegung überführbar ist, welche Greifmittel während der Überführung von der Arbeitsstellung im Gehäuse in die Auf­ nahmestellung im Magazin mit separat bewegbaren Auswerfeinrichtungen (50, 53) zusammenwirken.

2. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerfeinrichtungen Druckmittelzylinder (50, 53) sind, die dem zweiten Führungsteil (12, 12') in der Werkzeugwechselstellung der Gehäuse gegenüberliegen und die Werkzeuge während der Überführung zur Aufnahme im Magazin gegen den zweiten Führungsteil belasten.

3. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifmittel (22, 23) über einen um das Gehäuse (1, 2) verlaufenden T-Schlitz (24) mit dem Führungsteil (12, 12') verbunden ist, ohne die Verdrehung des Gehäuses zu behindern, und daß das Greifmittel mit Hilfe einer Druckmittel­ zylinderkolbenstange radial zur Drehachse der Werkzeugaufnahme­ gehäuse (1, 2) bewegbar ist.

4. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifmittel eine Federverriegelung (67) zur Verbindung des zweiten Führungsteils (62) mit einer radial zur Drehachse beweglichen Druckmittelzylinderkolbenstange ist, welche Verriegelung die Überführung des zweiten Führungsteils in das Magazin nach Freigabe federbelasteter Riegel zwischen den Führungsteilen (61, 62) erlaubt, dagegen nach Verriegelung der Führungsteile miteinander gelöst wird.

5. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Magazin ein Revolvermagazin (30, 31) ist und daß sich die Trennebene der Werkzeugaufnahmegehäuse (1, 2) in der Werkzeugwechselstellung rechtwinklig zu einer durch die Drehachse der Gehäuse und mittig durch den Aufnahmeort einer Werkzeugbaugruppe in dem Magazin und durch die Drehachse des Magazins hindurchgehende Ebene erstreckt.

6. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin linear ist und daß sich die Teilungsebene der Gehäuse in der Auswechselstellung parallel zur Vorschubrichtung für die Werkzeugbaugruppen in dem Magazin erstreckt, wobei die Werkzeuge während des Auswechselns recht­ winklig zu dieser Richtung bewegt werden.

7. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch federbelastete Riegel (13), die an dem ersten Führungsteil (11, 11') zum Eingriff mit Ausnehmungen (14) an dem zweiten Führungsteil (12, 12') schwenkbar gelagert sind, um den zweiten Führungsteil in der Arbeitsstellung mit dem ersten Führungsteil zu verriegeln, wobei diese Riegel in der Werkzeug­ wechselstellung mit außerhalb der Gehäuse ortsfest angebrachten Betätigungseinrichtungen (17) ausrückbar sind, um den ersten und zweiten Führungsteil von einander zu trennen.

8. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die drehbare Werkzeugbaugruppe eine Kassettenwerkzeugbaugruppe ist, die einen Stanzkörper (70) umfaßt, der mehrere Stanzstifte auf­ weist, die mit Hilfe einer auf dem Stanzkörper koaxial drehbar abgestützten Positionierplatte (76) wahlweise in einer aktiven Arbeitsstellung positionierbar sind, und eine mit den Stanz­ stiften fluchtende Matrize (71) umfaßt, gekennzeichnet durch einen ortsfesten Führungsnocken (81), der in die Positionier­ platte (76) eingreift, wenn der Stanzkörper in dem oberen Gehäuse (1) in seiner Werkzeugwechselstellung angeordnet ist, wobei dieser Eingriff eine Axialbewegung des Stanzköpers und der Positionierplatte ermöglicht, die Positionierplatte jedoch in ihrer Winkelstellung hält, wobei die Positionierplatte (76) die wirksame Arbeitsstellung des ausgewählten Stanzstiftes und einer fluchtenden Matrizenöffnung bestimmt, die durch eine synchrone Verdrehung des oberen und des unteren Gehäuses (1 und 2) erhalten wird, wobei diese Arbeitsstellung in Bezug auf den Maschinenrahmen (3, 4) beibehalten wird.

9. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzkörper (70) einen in dem Werkzeug­ gehäuse (1) undrehbar geführten Schaft (72), eine mit dem Schaft starr verbundene Führungsplatte (73), die auf einem zu dem Schaft konzentrischen Kreis mehrere gleichabständig ange­ ordnete und zu diesem parallele Positionierbohrungen (74) zur Aufnahme axial verlagerbarer Stanzstifte (75) aufweist, eine ringförmige Positionierplatte (76), die an der von der Matrize (71) abliegenden Seite der Führungsplatte (73) anliegt und die verdrehbar ist, während sie ihre Axialstellung beibehält, wobei einer jeden Bohrung (74), mit Ausnahme von einer, Ausnehmungen (77) unmittelbar gegenüberliegen, Stanzstifte, die in jeder Positionierbohrung (74) angeordnet sind und von der Führungs­ platte zu der zugeordneten Gesenköffnung (84) vorstehen, wobei die den zugeordneten Ausnehmungen gegenüberliegenden Stanz­ stifte durch die Kraft einer in der Ausnehmung angeordneten Feder (79) in der vorspringenden Stellung federnd in Anlage ge­ halten sind, während ein übriger Stanzstift im Eingriff mit der Positionierplatte (76) in einer wirksamen Stellung festgelegt ist, und eine in der Positionierplatte angeordnete axiale Füh­ rungsnut (80) umfaßt, die mit einem ortsfesten Führungsnocken (81) axial verschiebbar in Eingriff steht, um die Drehwinkel­ stellung der Positionierplatte während der Verdrehung des Werk­ zeuggehäuses (1) beizubehalten.