DE3735493A1 - Werkzeugaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Werkzeugaggregate werden beispielsweise als Stanz-Biege-Werkzeugaggregate verwendet, die der Bearbei­ tung und der automatischen Herstellung von Biegeteilen dienen. Jedes Werkzeugaggregat weist eine Antriebseinrich­ tung auf, mittels der die Bearbeitungswerkzeuge des Werk­ zeugaggregats angetrieben werden. Die Antriebseinrichtung ist an einem Gehäuse des Werkzeugaggregats fest angebracht und eine Übertragungseinrichtung, beispielsweise eine Antriebswelle oder ein Antriebsritzel durchdringt das Gehäuse und überträgt die Antriebskraft auf die Bearbei­ tungswerkzeuge.

Herstellungstechnisch ist es vorteilhaft, mehrere Werk­ zeugaggregate zu Bearbeitungsstraßen zusammenzukoppeln, indem diese in Reihe geschaltet werden. Allerdings benö­ tigt eine derartige Bearbeitungsstraße einen sehr großen Bauraum und es nicht möglich, den erforderlichen Bauraum an gegebene bauliche Bedingungen, beispielsweise einer vorgegebenen Produktionsanlage, anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug­ aggregat zu schaffen, das in seinen Abmessungen und bezüg­ lich seines erforderlichen Bauraums in einfacher Weise variierbar und an gegebene bauliche Bedingungen anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugaggregat ist es möglich, die Antriebseinrichtung in Form eines Antriebsmoduls an verschiedenen Stellen des Gehäuses des Werkzeugsaggregats anzubringen. Da die Antriebseinrichtung einen wesentlichen Anteil des erforderlichen Bauraums des Werkzeugaggregats ausmacht, ist es aufgrund dieser variablen Anbringung eines Antriebsmoduls möglich, die Abmessungen und den erforderlichen Bauraum des Werkzeugaggregats gemäß den jeweils vorliegenden baulichen Gegebenheiten anzupassen und somit eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Bau­ raums zu erzielen. Die Integration des Werkzeugaggregats in vorgegebene Produktionsanlagen wird auf diese Weise vereinfacht. Darüber hinaus kann bei einem fehlerhaften Betrieb des Antriebsmoduls dieser in einfacher Weise und schnell ausgewechselt werden, so daß längere Stillstand- bzw. Totzeiten für das Werkzeugaggregat vermieden werden können. Das Werkzeugaggregat kann somit flexibler und dadurch letztlich auch wirtschaftlicher eingesetzt werden.

Da eine Antriebseinrichtung üblicherweise einen Motor und ein Getriebe umfaßt, ist es vorteilhaft, außer dem Motor gemäß Anspruch 1 auch das Getriebe im Antriebsmodul anzu­ ordnen, um auch bezüglich der Anordnung des Getriebes am Gehäuse des Werkzeugaggregats eine Variationsmöglichkeit zu erhalten. Dadurch ist eine weitere Verbesserung der Anpassungsmöglichkeit des Werkzeugsaggregats an bauliche Gegebenheiten, insbesondere bezüglich der Ausnutzung eines vorhandenen Bauraums, gegeben.

Wenn mehrere Werkzeugaggregate zu einer Bearbeitungsstraße zusammengeschaltet werden, sind eine Vielzahl von An­ triebsmodulen vorgesehen, die in einer genau festgelegten zeitlichen Abfolge in oder außer Betrieb treten müssen. Die Verwendung eines impulsgesteuerten Elektro- bzw. Hy­ draulikmotors für die Antriebsmodule gemäß Unteranspruch 4 ermöglicht es, alle Motoren mittels einer zentralen Steuereinheit zu steuern, indem in einer gewünschten zeit­ lichen Abfolge die einzelnen Antriebsmodule mit Steuerim­ pulsen versorgt werden. Eine Besonderheit besteht dabei in der hierdurch ermöglichten impulsgesteuerten Betriebsweise des Werkzeugaggregats. Das Werkzeugaggregat führt auf ein Impulssignal einer Steuereinheit, beispieisweise einer Fertigungsstraße, hin einen vollen Arbeitszyklus aus, wodurch zu vorbestimmten Zeitpunkten ein bestimmtes Bau­ teil, das in der Fertigungsstraße benötigt wird, zur Ver­ fügung steht. Nach Durchführung dieses Arbeitszyklus be­ findet sich das Werkzeugaggregat im "Stand-by"-Betrieb bis ein neuer Impuls das Auslösesignal für einen weiteren Arbeitszyklus gibt.

Die Ausführungsform gemäß Unteranspruch 6 ermöglicht es, den Antriebsmodul zu lagern, ohne daß weitere Bauteile, etwa spezielle Trag- oder Lagerkonstruktionen, vorgesehen sein müssen. Um den Antriebsmodul in einfacher und schnel­ ler Weise von einer Kopplungsstelle zu lösen, und an einer anderen Kopplungsstelle anzubringen, ist es vorteilhaft, wenn der Antriebsmodul mittels einer leicht lösbaren Ver­ bindung am Gehäuse des Werkzeugaggregats angebracht ist. Vorteilhafterweise ist eine derartige Verbindung als Schraub- oder Spannverbindung ausgestaltet.

Eine Anbringung des Antriebsmoduls gemäß dem Unteranspruch 9 gewährleistet eine gute Zugänglichkeit zu dem Antriebs­ modul im eingebauten Zustand, wodurch ein schnelles Um­ rüsten sowie ein schneller Aus- und Einbau erreicht werden kann.

Die Abnehmbarkeit des das Gehäuse des Werkzeugsaggregats durchdringenden Bauteils, etwa des Antriebsritzels, ermög­ licht, daß die Abmessungen des Werkzeugaggregats gering und kompakt gehalten werden können, da die herausragenden bzw. vorstehenden Teile abgenommen werden können.

Um das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern zu vermei­ den und um eine Verletzungsmöglichkeit für einen Benutzer des Werkzeugaggregats zu verringern, ist eine Ausgestal­ tung gemäß Unteranspruch 11 vorteilhaft.

Durch die Anordnung einer Vielzahl von Kopplungsstellen, die wahlweise mit einem Antriebsmodul bewegt werden kön­ nen, ist es möglich, auch mehrere Antriebsmodule gleich­ zeitig an einem Werkzeugaggregat derart anzuordnen, daß diese parallel geschaltet sind. Auf diese Weise ist eine größere Antriebskraft erzielbar und da die Antriebskraft an mehreren Stellen in den Antriebskranz bzw. die An­ triebswelle eingeleitet wird, ist das Auftreten von Span­ nungsspitzen und eventuell dadurch entstehender Beschädi­ gungen vermieden.

Um eine optimale Anpassung des Werkzeugaggregats an einen gegebenen Bauraum erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn alle Flächen des Gehäuses des Werkzeugaggregats mit Kopplungsstellen versehen sind.

Zur genauen Positionierung des Antriebsmoduls am Gehäuse des Werkzeugaggregats und zur Führung während einer Ver­ schiebung bzw. Verstellung des Antriebsmoduls ist es vor­ teilhaft, das Gehäuse mit Führungsnuten zu versehen. Diese Führungsnuten können darüber hinaus auch gleichzeitig als Lager für Klemmbefestigungen dienen, mittels derer der Antriebsmodul am Gehäuse des Werkzeugaggregats gehalten wird.

Die Auswechselbarkeit der Frontplatte gemäß Unteranspruch 16 ermöglicht es, das Werkzeugaggregat in kurzer Zeit umzurüsten, ohne daß längere Stillstand- oder Totzeiten für das Werkzeugaggregat anfallen. Dazu werden Bearbei­ tungswerkzeuge in einer gewünschten Anordnung auf einer Wechsel-Frontplatte angeordnet und genau ausgerichtet. Wenn diese Ausrichtung abgeschlossen ist, wird die am Gehäuse montierte Frontplatte abgenommen und gegen die Wechsel-Frontplatte ausgetauscht. Die Totzeit des Werk­ zeugaggregats ist somit auf ein Minimum begrenzt, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Werkzeugaggregats wesentlich erhöht ist.

Weitere Ziele, Anwendung und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich.

Fig. 1a zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugaggregats,

Fig. 1b zeigt eine gemäß Fig. 1a linksseitige Seiten­ ansicht des Werkzeugaggregats,

Fig. 2 zeigt die Antriebseinrichtung in Form eines separaten Antriebsmoduls,

Fig. 3 zeigt die Möglichkeiten der Ankopplung eines oder mehrerer Antriebsmodule an einem Werkzeug­ aggregat,

Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit für einen Antriebsmodul und

Fig. 5 zeigt eine Bearbeitungsstraße, die durch Zusam­ menschaltung mehrerer Werkzeugaggregate gebil­ det ist.

In den Fig. 1a und 1b ist ein Stanz- und Biege-Werk­ zeugaggregat 20 dargestellt, das beispielsweise zur auto­ matischen Herstellung von Biegeteilen aus Draht, Band oder derartigen Halbzeugen dient. Das Stanz- und Biege-Werk­ zeugaggregat 20 weist ein kastenförmiges Gehäuse 21 auf, das sich im wesentlichen in einer Vertikalebene erstreckt. Dem Gehäuse 21 ist eine zentrale Antriebsstelle in Form eines zentralen Antriebskranzes 23 vorgesehen, der in den Figuren lediglich durch den strichpunktierten Wälzkreis angedeutet ist. Der Antriebskranz 23 dient dem gleichzei­ tigen Antrieb einer Vielzahl von Antriebsritzeln 25, denen jeweils ein Bearbeitungswerkzeug zugeordnet ist. Die Bear­ beitungswerkzeuge sind in einer vorbestimmten räumlichen Zuordnung zueinander an einer vorzugsweise abnehmbaren Frontplatte 24 des Gehäuses 21 angeordnet. Die Abnehmbar­ keit der Frontplatte 24 ermöglicht deren rasche und einfa­ che Auswechselung gegen eine andere Frontplatte, auf der die Bearbeitungswerkzeuge in einer anderen, gewünschten Konfiguration angeordnet sind, ohne daß längere Umrüstzei­ ten anfallen.

Die Bearbeitungswerkzeuge können Biegewerkzeuge 29, eine Schneidvorrichtung 22 und/oder ein Einzugsaggregat, etwa eine Halbzeugzuführung sein. Gemäß der Fig. 1a ist die Halbzeugzuführung 26 dem Werkzeugaggregat 20 vorgeschaltet und an diesem über Flansche angebracht.

Der Antriebskranz 23 wird mittels einer Antriebsvorrich­ tung angetrieben, die am Gehäuse 21 des Stanz- und Biege­ Werkzeugaggregats 20 angebracht ist. Die Antriebseinrich­ tung ist dabei in einem separaten Antriebsmodul 10 ange­ ordnet, der in Fig. 2 dargestellt ist. Der Antriebsmodul 10 umfaßt ein Gehäuse 14, in dem ein Getriebe 12 angeord­ net, sowie einen Motor 11. Als Motor 11 findet bevorzug­ terweise ein Schrittmotor Verwendung. In dem Fall, daß ein impulsgesteuerter Elektromotor verwendet wird, ist es in vorteilhafterweise möglich, die Steuerung des Motors 11 mittels einer zentralen Steuervorrichtung vorzunehmen, von der Impulssignale an den Motor 11 übermittelt werden. Eine Antriebsbewegung des Motors 11 wird über das Getriebe 12, das vorzugsweise als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist, auf ein Antriebsritzel 13 übertragen. Das Antriebs­ ritzel 13, das bevorzugterweise abnehmbar am Gehäuse 21 des Stanz-Biege-Werkzeugaggregats 20 gelagert ist, steht mit dem Antriebskrenz 23 in Eingriff und durchdringt das Gehäuse 21 des Stanz-Biege-Werkzeugaggregats 20.

Der Antriebsmodul 10 ist mittels einer lösbaren Verbin­ dung, beispielsweise mittels einer Schraub- oder einer Klemmverbindung, von außen am Gehäuse 21 des Stanz-Biege­ Werkzeugaggregats 20 befestigt. In vorteilhafter Ausbil­ dung weisen die Außenflächen des Gehäuses 21 des Stanz- Biege-Werkzeugaggregats 20 Führungsnuten 28 auf, über die die Verbindung zwischen dem Antriebsmodul 10 und dem Stanz- und Biege-Werkzeugaggregats 20 herstellbar ist und entlang dieser der Antriebsmodul in einfacher Weise ver­ schoben werden kann. Das Gehäuse 21 weist an seinen Ober­ flächen eine Vielzahl möglicher Kopplungsstellen auf, an jeder von denen das Antriebsritzel 13 das Gehäuse 21 durchdringen und mit dem Antriebskranz 23 in Eingriff treten kann. Der Antriebsmodul 10 wird in der Nähe einer gewünschten Kopplungsstelle am Stanz- und Biege-Werkzeug­ aggregat angebracht und mit dem Antriebskranz 23 in Ein­ griff gebracht. Die freien, nicht mittels eines Antriebs­ moduls 10 belegten Kopplungsstellen sind vorzugsweise mittels einer Abdeckung abgedeckt, um das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern in das Stanz- und Biege-Werkzeug­ aggregat 20 zu verhindern.

Gemäß Fig. 3 sind vier Kopplungsstellen gleichzeitig mit jeweils einem Antriebsmodul 10 belegt, wobei die Antriebs­ module 10 parallel geschaltet sind und jeweils eine An­ triebskraft auf den Antriebskranz 23 ausüben. Auf diese Weise ist sowohl eine größere Antriebskraft als auch eine gleichförmige Lastverteilung im Antriebskranz 23 erziel­ bar. Diese Figur verdeutlicht, welche Vielfalt an Möglich­ keiten der Antriebsankopplung an dem Werkzeugmodul be­ steht. Die Antriebsmodule können hinsichtlich Zahl und Lage variiert werden, um bei vorgegebenen Bauräumen eine gewünschte Antriebsleistung bereitzustellen.

Gemäß Fig. 3 sind die Antriebsmodule 10 auf denjenigen Außenflächen des Gehäuses 21 des Stanz- und Biege-Werk­ zeugaggregats 20 angeordnet, die an die Frontplatte 24 angrenzen. Allerdings sind auch auf der Frontplatte 24 Kopplungsstellen, beispielsweise in Form von Bohrungen 27, vorgesehen, in die eine nicht dargestellte Antriebswelle des Antriebsmoduls 10 eingesetzt werden kann. Ein Beispiel eines auf der Frontplatte 24 angeordneten Antriebsmoduls 10 ist in Fig. 4 dargestellt.

In Fig. 5 ist eine Bearbeitungsstraße dargestellt, die aus einer Vielzahl miteinander gekoppelter Werkzeugaggre­ gate 20 ₁, 20 ₂, 20 ₃ und 20 ₄ besteht. Diesen Werkzeugaggre­ gaten 20 ₁, 20 ₂, 20 ₃ und 20 ₄ können jeweils nicht nähere bezeichnete Werkzeugaggregate A bzw. B vorgeschaltet sein, so daß eine an gegebene Rahmenbedingungen angepaßte Bear­ beitungsstraße gebildet sein kann. Gemäß der Fig. 5 sind sechs Antriebsmodule 10 angeordnet. Die Kopplungsstellen der Antriebsmodule 10 mit den Werkzeugaggregaten sind dabei so gewählt, daß für die Bearbeitungsstraße ein mög­ lichst geringer Bauraum erforderlich ist.

Es sind natürlich Abwandlungen des vorstehend beschriebe­ nen Werkzeugaggregats möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise die Schnittstelle zwischen Werkzeugaggregat und Antrieb hin­ sichtlich Lage und Gestaltung modifiziert werden. Anstelle eines Elektromotors können auch hydraulische Servomotoren Verwendung finden.

Die Erfindung schafft somit ein Werkzeugaggregat, das zumindest ein zeitlich gesteuertes Werkzeug aufweist, das mittels einer Antriebseinrichtung angetrieben wird. Die Antriebseinrichtung ist in einem separaten Antriebsmodul angeordnet und am Werkzeugaggregat sind eine Vielzahl von Kopplungsstellen vorgesehen, die wahlweise mit einem An­ triebsmodul belegt werden können. Der Antriebsmodul ist von außen am Gehäuse des Werkzeugaggregats befestigbar und jeder Kopplungsstelle ist eine vorzugsweise abnehmbare Übertragungsvorrichtung zugeordnet, die das Gehäuse des Werkzeugaggregats durchdringt. Nicht belegte Kopplungs­ stellen sind vorzugsweise mit einer Abdeckung abgedeckt und zur genauen Positionierung sowie zur leichteren Ver­ stellbarkeit der Antriebsmodule können die Außenflächen des Gehäuses des Werkzeugaggregats mit Führungsnuten ver­ sehen sein, über die die Verbindung zum Antriebsmodul herstellbar ist.

Claims (16)

1. Werkzeugaggregat, mit zumindest einem zeitlich gesteuerten Werkzeug, das mittels einer Antriebseinrich­ tung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung in einem separaten Modul (10) angeordnet ist, für den am Werkzeugaggregat (20) eine oder mehrere Kopplungsstellen vorgesehen sind.

2. Werkzeugaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Modul (10) einen Motor (11) und ein Getriebe (12) umfaßt.

3. Werkzeugaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motor (11) ein Schrittmotor ist.

4. Werkzeugaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (11) ein impulsgesteuerter Elektromotor ist.

5. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (12) ein Unter­ setzungsgetriebe ist.

6. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul (10) am Werkzeug­ aggregat (20) befestigbar ist.

7. Werkzeugaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Modul (10) mittels einer lösbaren Ver­ bindung befestigt ist.

8. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugaggregat ein Stanz-Biegewerkzeugaggregat (20) mit zumindest einem bzw. einer in einem Gehäuse (21) angeordneten Antriebskranz bzw. -welle (23) sowie Biegeschlitten (29) und/oder einer Schneidvorrichtung (22) und/oder einer Halbzeug-Einzugs­ vorrichtung (26) ist.

9. Werkzeugaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Modul (10) von außen am Gehäuse (21) befestigbar ist.

10. Werkzeugaggregat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kopplungsstelle ein vorzugsweise abnehmbares Antriebsritzel (13) zugeordnet ist, das das Gehäuse (21) durchdringt und mit dem Antriebskranz (23) bzw. der Antriebswelle in Eingriff steht.

11. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsstellen mit­ tels einer Abdeckung abgedeckt sind.

12. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeugaggregat (20) mehrere parallel geschaltete Module (10) zugeordnet sind.

13. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) auf sei­ ner die Werkzeuge tragenden Frontplatte (24) die Kopp­ lungsstellen aufweist.

14. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) auf sei­ nen an eine die Werkzeuge tragende Frontplatte (24) an­ grenzenden Außenflächen die Kopplungsstellen aufweist.

15. Werkzeugaggregat nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Außenflächen Führungsnuten (25) aufweisen, über die die Verbindung zum Modul (10) her­ stellbar ist.

16. Werkzeugaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (24) aus­ wechselbar ist.