DE4222520C2 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Revolverstanzmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken in einer Bearbeitungsstation mittels eines aus zwei zusammenwirkenden Werkzeugteilen bestehenden Werkzeuges, insbesondere Revolerstanzmaschine, wobei die Werkzeugteile austauschbar sind und die auszutauschenden Werkzeugteile sich an oder in revolverartigen Werkzeugträgern befinden, die jeweils mittels Dreheinrichtungen um Drehachsen drehbar sind, wobei die Drehachsen der Werkzeugträger in einem Winkel zu den Achsen der Werkzeugteile verlaufen.

Auf dem vorliegenden Gebiet werden heute im wesentlichen sogenannte Revolverstanzmaschinen und Einzellochstanz­ maschinen unterschieden. Bei den Einzellochstanzmaschinen handelt es sich ebenfalls um Maschinen, welche über einen außerhalb der Maschine liegenden Werkzeugwechsler verfügen und damit ebenfalls mehrere Werkzeuge zur Verfügung haben. Hier können zwar die Bearbeitungsstationen und insbesondere die Werkzeuge sehr gut überblickt werden, da die Totzone durch das eine Werkzeug sehr klein ist. Die Tischoberfläche ist weitgehend geschlossen und die Werkstücke können einfach automatisch entnommen werden. Die zu bearbeitende Platte wird dabei weitgehend automatisch aufgeteilt; es verbleiben vernünftige Stege. Nachteilig ist dabei ist vor allem, daß zum automatischen Werkzeugwechsel außerhalb der Maschine liegende Greifer und Zangen vorhanden sein müssen, so daß der Werkzeugwechsel sehr langsam vor sich geht. Ferner muß jedes Werkzeug in der Bearbeitungsstation genauestens positioniert werden.

Bei den Revolverstanzmaschinen sind die Werkzeuge arbeitsbereit in einem Revolver montiert, wobei die beiden Revolverscheiben für das obere und untere Werkzeug parallel zueinander und übereinander angeordnet sind. Zum Werkzeugwechsel werden Klemmbolzen gelöst und der Revolver als Werkzeugträgerscheibe verdreht. Sobald sich ein neues Werkzeug in der Bearbeitungsstation befindet, wird die Werkzeugträgerscheibe wieder durch ein Klemmen mittels der Klemmbolzen festgelegt.

Nachteilig bei dieser Revolverstanzmaschine wirkt sich aus, daß die beiden Revolverscheiben relativ eng beiein­ anderliegen und so die Führung eines Stanzstreifens od. dgl. auf einer sehr großen Oberfläche behindern. Da zudem die Oberfläche der Werkzeuge und insbesondere einer verwendeten Matrizenscheibe stark zerklüftet und mit Öffnungen versehen ist, kommt es sehr häufig vor, daß die Stanzstreifen oder Werkstücke anecken und zerstört werden. Wesentlich ist vor allem auch, daß die Sicht und der Zugriff zur eigentlichen Bearbeitungsstation durch die relativ großen Werkzeug­ trägerscheiben verhindert ist.

Die automatische Abfuhr von fertigen Werkstücken wird zu­ dem erschwert, weshalb hier häufig mit sog. Microattach gear­ beitet wird, was nur bis zu einer Stärke von ca. 2 mm nach mehreren Probeläufen einigermaßen funktioniert. Beim Micro­ attach werden mehrere Werkstücke aus einer Tafel gefer­ tigt, indem die einzelnen Teile so weit ausgestanzt wer­ den, daß sie nur noch an kleinen Ecken zusammenhalten (Micorattach). Nach dem Herausnehmen der Tafel können dann die Werkstücke leicht von Hand herausgebrochen werden. Das Problem liegt darin, eine Lösung zu finden, bei welcher dem Werkstück ein sicherer Halt in der Tafel gewährleistet wird, andererseits aber ein leichtes manuelles Ausbrechen des Teiles aus der Tafel möglich bleibt.

diese Nachteile werden beispielsweise durch eine Werkzeugmaschine vermieden, wie sie in der DE 26 48 447 A1 aufgezeigt ist. Dort weisen die Drehachsen der beiden Revolvertrommeln eine schräge Neigung zu einer Vertikalen auf. Hierdurch wird ein Aufnahmeraum für das zu bearbeitende Werkstück wesentlich vergrößert. Damit die Werkzeuge jedoch ordnungsgemäß miteinander zusammenwirken können, müssen sie auf der Mantelfläche eines flachen Kegelstumpfes angeordnet sein. Hier sind erhebliche Schwierigkeiten für den Antrieb der Werkzeuge zu überwinden.

Die Rotation der Werkzeuge geschieht bei den meisten Vor­ richtungen über ein um das Werkzeug herum aufgebautes Schneckengetriebe. Die Verbindung zwischen Werkzeug und Schneckengetriebe ist mit kardanischen Gelenken realisiert. Der Antrieb für die Rotation erfolgt über ein Getriebe mit zwei synchron laufenden Wellen, welches seitlich an die Werkzeugträgerscheibe herangefahren wird. Dies ist umständlich und zeitraubend.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung, insbesondere eine Revolverstanzmaschine, derart auszubilden, daß der Werkzeug­ wechsel sehr genau, rasch und ohne großen Aufwand erfolgen kann und deren Antrieb sowohl für den Werkzeugträger als auch für das Werkzeug erheblich verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Dreheinrichtungen sowohl die Werkzeugteile um ihre Achsen als auch die Werkzeugträger drehen.

Es werden nun nicht mehr zwei getrennte Dreheinrichtungen für den Werkzeugträger und das Werkzeug benutzt, sondern nur noch eine Dreheinrichtung für beide. Hierzu wird der Aufwand wesentlich vermindert und Zeit zur Umstellung von der einen auf eine andere Dreheinrichtung eingespart.

Bevorzugt weist diese Dreheinrichtung ein Doppelkegelrad auf, wobei dieses Doppelkegelrad in seiner Position veränderbar ist. In einer Position steht das Doppelkegelrad über ein oberes Kegelrad mit einem Zahnkranz des Werkzeugträgers in Eingriff, in einer zweiten Position über ein unteres Kegelrad mit einem Kegelrad, welches wiederum dem Werkzeug zugeordnet ist. Je nachdem, ob der Werkzeugträger zum Werkzeugwechsel oder aber das Werkzeug beim Stanzvorgang in Drehung versetzt werden soll, wird das Kegelrad mittels einer entsprechenden Hubeinrichtung in die eine oder andere Position gebracht. Als Hubeinrichtung bietet sich hier der Einfachheit halber ein Pneumatikzylinder an, wobei das Doppelkegelrad mit einer Drehwelle verbunden ist, die wiederum eine Verbindung mit einem Kolben in dem Pneumatikzylinder aufweist. Dies ist eine einfache, kostengünstige und wenig verschleißanfällige Ausgestaltung einer kombinierten Dreheinrichtung.

Ferner sollen die entsprechenden Dreheinrichtungen für ein oberes und ein unteres Werkzeug so miteinander gekoppelt sein, daß eine synchrone Drehung sowohl des Werkzeuges als auch des Werkzeugträgers möglich ist. Hierzu bietet sich an, daß die eben genannte Drehwelle mit dem Doppelkegelrad jeweils über einen Antriebsriemen, beispielsweise einen Zahnriemen, mit einer gemeinsamen Verbindungswelle gekoppelt ist, wobei letztere von einem einzigen Antrieb angetrieben wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Werk­ stücken;

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der Vor­ richtung gemäß Fig. 1.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung R zum Bearbeiten von nicht näher gezeigten Werkstücken weist gem. Fig. 1 ein Maschinengehäuse 1 auf, welches eine Bearbeitungsstation 2 beinhaltet. In dieser Bearbeitungsstation 2 befindet sich eine Matrize 3, welche mit einem Stempel 4 zusammenwirkt. Zwischen Matrize 3 und Stempel 4 befindet sich ein Tisch 5, auf welchem das zu bearbeitende Werkstück herangeführt wird.

Sowohl Matrize 3 als auch Stempel 4 sitzen in Revolver­ tellern 6 bzw. 7, welche geneigt zueinander angeordnet sind. Jeder Revolverteller 6 bzw. 7 weist ein Drehlager 8 bzw. 9 auf, welches beispielsweise aus einer handelsübli­ chen Kugellagerung bestehen kann. Das Drehlager 8 bildet für den Revolverteller 6 eine Drehachse A und das Dreh­ lager 8 für den Revolverteller 7 eine Drehachse B aus. Beide Drehachsen A und B schließen miteinander einen Winkel w ein. Dementsprechend bilden auch eine Oberfläche 10 des Revolvertellers 6 und eine Oberfläche 11 des Revolvertel­ lers 7 ein sich zur eigentlichen Arbeitsstation zwischen Matrize 3 und Stempel 4 verengendes Maul und schließen dort ebenfalls einen Winkel v ein.

Jeder Revolverteller 6 bzw. 7 weist eine Mittelscheibe 12 und einen dazu abgekröpften Außenring 13 auf, in welchem eine Mehrzahl von Matrizen 3 bzw. Stempeln 4 sitzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeweils gegenüber der Matrize 3 und dem Stempel 4 noch eine weitere Matritze 3a und ein weiterer Stempel 4a angedeutet. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel stehen die Drehachsen A und B in einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander. Dementspre­ chend bilden auch verlängerte Achsen C und Ca der Matrizen 3 und 3a miteinander einen Winkel w1 von 90°. Dasselbe gilt auch für Achsen E und Ea der Stempel 4 und 4a. Dabei soll jedoch nicht übersehen werden, daß auch eine andere Winkelwahl möglich ist, wobei dann jeweils die Abkröpfung des Außenringes 13 so ausgebildet ist, daß die Achse C der Matrize 3 in der Achse E des Stempels 4 verläuft, sofern sich Matrize 3 und Stempel 4 in der Bearbeitungsstation 2, d. h. in Arbeitsposition, befinden.

In dieser Arbeitsposition können die aus Matrize 3 und Stempel 4 bestehenden Stanzwerkzeuge um ihre Achse C bzw. E gedreht werden. Diese Drehung erfolgt über eine eigene erfindungsgemäße Dreheinrichtung 14, über welche bevorzugt nicht nur die Drehung von Matrize 3 bzw. Stempel 4 sondern auch die Drehung des gesamten Revolvertellers 6 und 7 bei einem Werkzeugwechsel durchgeführt wird. Diese Drehein­ richtung ist insbesondere in Fig. 2 deutlicher gezeigt. Vom Revolverteller 6 ist hier insbesondere der abgekröpfte Außenring 13 erkennbar, in welchem eine Matrize 3 um ihre Achse C drehbar lagert. Die nähere Lagerung ist vorliegend nicht weiter beschrieben, aber handelsüblich.

Um die Matrize 3 in Drehbewegung um die Achse C zu ver­ setzen, wirkt mit einem Kegelrad 15 an der Matrize 3 ein Doppelkegelrad 16 der Dreheinrichtung 14 zusammen. Dieses Doppelkegelrad 16 sitzt auf einer Drehwelle 17 und besteht aus einem oberen Kegelrad 18, einem Mittelstück 19 und einem unteren Kegelrad 20. Dieses untere Kegelrad 20 steht in der in Fig. 2 gezeigten Arbeitsposition mit dem Kegelrad 15 in Eingriff, so daß über ein Drehen der Drehwelle 17 um deren Achse F auch das Kegelrad 15 und damit die Matrize 3 in Drehbewegung um ihre Achse C versetzt wird.

Oberes Kegelrad 18, Mittelstück 19 und unteres Kegelrad 20 sind im übrigen durch eine entsprechende Stirnschraube 21 auf der Drehwelle 17 festgelegt.

Der Antrieb der Drehwelle 17 erfolgt über einen Antriebs­ riemen 22, welcher einerseits ein mit der Drehwelle 17 drehfest verbundenes Antriebsrad 23 und andererseits ein weiteres, auf einer Verbindungswelle 24 aufsitzendes Dreh­ rad 25 umschlingt. Die Verbindungswelle 24 ist dabei mit einer eigentlichen Antriebswelle 26 eines Antriebes 27 verbunden. Andernends des Drehrades 25 befindet sich auf der Verbindungswelle 24 ein weiteres Drehrad 28, welches über einen weiteren Antriebsriemen 29 mit einer identisch ausgebildeten Dreheinrichtung 14a für den Stempel 4 gekop­ pelt ist. Bevorzugt sind die Antriebsriemen 22 und 29 als Zahnriemen ausgebildet und laufen durch die Umschlingung der Drehräder 25 und 28 auf der gleichen Verbindungswelle 24 synchron. Das heißt, daß auch Matrize 3 und Stempel 4 syn­ chron angetrieben werden.

Die Dreheinrichtung 14 bzw. 14a dient aber nicht nur zum Antrieb von Matrize 3 und Stempel 4, sondern auch zum An­ trieb des gesamten Revolvertellers 6 bzw. 7. Hierzu ist die Drehwelle 17 in Richtung x verschiebbar ausgebildet. Beispielsweise kann dies durch einen integrierten Pneuma­ tikzylinder 30 geschehen, der von der Drehwelle 17 durch­ setzt wird, wobei die Drehwelle 17 mit einem im Pneumatik­ zylinder 30 verschiebbar zwischen zwei Druckkammern gela­ gerten Kolben 31 verbunden ist.

Bei einer Hubbewegung der Drehwelle 17 in Richtung x ge­ langt das untere Kegelrad 20 außer Eingriff mit dem Kegel­ rad 15, dafür aber das obere als Antriebsritzel ausgebil­ dete Kegelrad 18 in Eingriff mit einem schrägen Zahnkranz 32 an dem Außenumfang des Revolvertellers 6 bzw. 7. Wird nun die Drehwelle 17 in Drehbewegung um ihre Achse F ver­ setzt, so rollt dieses obere Kegelrad 18 den Zahnkranz 32 ab und dreht den Revolver 6 bzw. 7 um seine Drehachse A bzw. B.

Zur Positionierung von Matrize 3 bzw. Stempel 4 innerhalb der Bearbeitungsstation 2 ist sowohl der Matrize 3 als auch dem Stempel 4 jeweils ein Sperriegel 33 bzw. 33a zugeordnet. Bevorzugt sind beide Sperriegel identisch ausgebildet.

Der Sperriegel 33 sitzt in einem Gehäuseteil 34 des Ma­ schinengehäuses 1, an dem auch die Außenkante 35 des Re­ volvertellers 6 entlangfährt. Zum Verriegeln ist aus dem Gehäuseteil 34 ein Rastbolzen 36 ausfahrbar, der in Rie­ gelstellung in eine konische Rastbohrung 37 des Außenrin­ ges 13 des Revolvertellers 6 einfahren kann.

Bevorzugt steht der Rastbolzen 36 innerhalb des Gehäuse­ teils 34 über eine Kolbenstange 38 mit einem Kolben 39 in Verbindung, welcher sich je nach Druckbeaufschlagung von zwei Druckkammern 40 bzw. 41 in Richtung des Doppelpfeiles y bewegt. Hierdurch wird der Rastbolzen 36 entweder aus der Rastbohrung 37 gezogen oder kann in diese einfahren.

Die Funktion der vorliegenden Erfindung ist folgende:

In einer Arbeitsposition befinden sich Matrize 3 und Stempel 4 übereinander. Beide werden um ihre jeweilige Achse C bzw. E mittels der Dreheinrichtung 14 bzw. 14a ge­ dreht, wobei die jeweiligen unteren Kegelräder 20 die Ke­ gelräder 15 an Matrize 3 bzw. Stempel 4 ablaufen. Auf dem Tisch 5 kann nun ein zu bearbeitendes Werkstück zwischen Matrize 3 und Stempel 4 gebracht und bearbeitet werden.

Soll eine andere Bearbeitung des Werkstückes mittels einer anderen Matrize bzw. eines anderen Stempels erfolgen, so werden mittels der Pneumatikzylinder 30 die jeweiligen Drehwellen 17 ausgefahren, so daß die jeweiligen unteren Kegelräder außer Eingriff mit den Kegelrädern 15 an Ma­ trize bzw. Stempel gelangen. Dagegen gelangen die jewei­ ligen oberen Kegelräder 18 in Eingriff mit dem Zahnkranz 32 an den Revolverteller 6 bzw. 7 und drehen nach Lösen der Sperriegel 33 und 33a diese um ihre Achsen A bzw. B, bis die Matrize 3a und der Stempel 4a sich in Arbeitsposition befinden. In dieser Arbeitsposition erfolgt eine Druckbeaufschlagung der Druckkammer 40, so daß der Rast­ bolzen 36 in die entsprechende Rastbohrung 37 einfahren kann und den entsprechenden Revolverteller 6 bzw. 7 verriegelt.

Nunmehr werden wieder die Doppelkegelräder 16 nach unten bzw. nach oben gefahren, bis das jeweilige untere Kegelrad in Eingriff mit dem Kegelrad 15 von Matrize 3a und Stempel 4a gelangt und diese Werkzeuge drehen kann.

Zu erwähnen bleibt noch, daß dem Stempel 4 in der Bearbei­ tungsstation 2 ein Druckzylinder 42 zugeordnet ist, über welchen ein Stößel 43 mit Druck beaufschlagt werden kann, so daß ein Stanzvorgang durchgeführt wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken in einer Bearbeitungsstation (2) mittels eines aus zwei zusammenwirkenden Werkzeugteilen (3, 4) bestehenden Werkzeuges, insbesondere Revolverstanzmaschine, wobei die Werkzeugteile (3, 4) austauschbar sind und die auszutauschenden Werkzeugteile (3, 4) sich an oder in revolverartigen Werkzeugträgern (6, 7) befinden, die jeweils mittels Dreheinrichtungen (14, 14a) um Drehachsen (A, B) drehbar sind, wobei die Drehachsen (A, B) der Werkzeugträger (6, 7) in einem Winkel zu den Achsen der Werkzeugteile (3, 4) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtungen (14, 14a) sowohl die Werkzeugteile (3, 4) um ihre Achsen (C, E) als auch die Werkzeugträger (6, 7) drehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtungen (14, 14a) jeweils ein Doppelkegelrad (16) aufweisen, wobei wahlweise dessen oberes Kegelrad (18) mit einem Zahnkranz (32) am jeweiligen Werkzeugträger (6, 7) oder dessen unteres Kegelrad (20) mit einem Kegelrad (15) am Werkzeugteil (3, 4) zusammenwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelkegelrad (16) an einer Drehwelle (17) angeordnet ist, welche mittels einer Hubeinrichtung, wie eines Kolbens (31) in einem Pneumatikzylinder (30), eine Bewegung vollführt, über die das obere Kegelrad (18) in Eingriff mit dem Zahnkranz (32) und das untere Kegelrad (20) in Eingriff mit dem Kegelrad (15) am jeweiligen Werkzeugteil (3, 4) bringbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dreheinrichtungen (14, 14a) über je einen Antriebsriemen (22, 29) und eine gemeinsame Verbindungswelle (24) mit einem gemeinsamen Antrieb (27) gekoppelt sind.