DE69310051T2 - Vorrichtung zur Auswahl und Orientierung eines Stanzwerkzeugs für eine Stanzpresse - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Stanzwerkzeughalter für Revolverkopfstanzpressen und insbesondere Mehrfachwerkzeughalter der in dein Dokument US-A-4 998 958 beschriebenen Art, das die Grundlage des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 6 bildet und einen Stanzwerkzeughalter beschreibt, der eine Anzahl von Stanzwerkzeugen trägt, von denen ein beliebiges gewählt werden kann, um von dem Pressenstößel individuell angetrieben zu werden.
• Bisher ist es auch bekannt, individuelle Stanzwerkzeuge zu montieren, um eine Drehung in eine beliebige von verschiedenen gewünschten Orientierungen des Stanzwerkzeugs zu ermöglichen.
• Als Beispiel für eine solche frühere Ausbildung wird auf das Dokument US-A-4 412 469 verwiesen.
• Das Dokument US-A-5 048 385 beschreibt einen Werkzeughalter, der eine Anzahl von Stanzwerkzeugen halten kann, von denen ein beliebiges durch den Pressenstößel angetrieben werden kann.
• Zudem kann der dort beschriebene Halter jedes Werkzeug, wenn dieses sich mit dem Pressenstößel in Eingriff befindet, in einer gewünschten Orientierung positionieren. Dies wird bewerkstelligt, indem man einen Abstreifer und einen Werkzeugträger, die separat drehbar sind, in den Halter integriert. Der Abstreifer und der Werkzeugträger werden zusammen gedreht, um eine spezielle Orientierung des Werkzeugs zu wählen, und der Abstreifer wird separat gedreht, um ein spezielles Werkzeug zu wählen.
• Dieser Weg erfordert von Natur aus eine sequentiell gestufte Drehung des Abstreifers alleine und des Abstreifers und Trägers zusammen, wodurch sich die Zykluszeit erhöht.
• Darüber hinaus wird der Werkzeughalter selbst komplizierter gestaltet, indem man dem Halter einen Abstreifer zuordnet, um die Möglichkeit der variablen Werkzeugorientierung zu schaffen. Da für die Ausstattung einer Revolverkopfpresse möglicherweise viele Werkzeughalter nötig sind, können die höheren Kosten der komplizierteren Halter bedeutend sein.
• Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Ermöglichung einer variablen Orientierung eines jeden Werkzeugs in einem Mehrfachwerkzeughalter bereitzustellen, die nicht notwendigerweise die Zykluszeit erhöht oder den Werkzeughalter kompliziert.
• Die Mehrfachwerkzeughalter der in den vorstehend genannten US-Patenten genannten Art sind in typischer Weise in Stanzpressen installiert, die bereits über Schaltgetriebe für die Drehung einzelner Stanzwerkzeughalter verfügen, um die Einstellung verschiedener Orientierungen von in dem Revolverkopf der Presse montierten Stanzwerkzeugen zu ermöglichen.
• Ein Nachteil von Mehrfachwerkzeughaltern, die eine Drehung des Werkzeughalters erfordern, ist die fehlende Ausstattung der meisten älteren und einiger neueren Maschinen mit Drehschaltgetrieben, deren Nachrüstung in vorhandenen Maschinen unpraktisch ist.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Mehrfachwerkzeughalters und einer Stößelanordnung, die zur Ausführung der Werkzeugwahl keine Drehung des Werkzeughalters erfordert.
• Die vorgenannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Anordnung eines weiterschaltbaren Stößels, der mit einem separat angetriebenen drehbaren Mehrfachwerkzeughalter kombiniert ist. Der Werkzeughalter wird gedreht, um die Werkzeuge in einer beliebigen gewünschten Winkelposition zu orientieren, während der Stößel weitergeschaltet wird, um das spezielle Werkzeug in dem Halter zu wählen. Die Pressentischsteuerungen kompensieren Lageabweichungen des Werkzeugs.
• Die separaten Antriebe des weiterschaltbaren Stößels und des drehbaren Werkzeughalters ermöglichen die Ausführung der Werkzeugwahl gleichzeitig mit der Einstellung der Werkzeugorientierung, wodurch die Zykluszeit minimiert wird.
• Zur Vermeidung von Mehrkosten für die Werkzeugbestückung wird ein Standard-Mehrfachwerkzeughalter verwendet, und die Anordnung ist ebenfalls kompatibel mit einzelnen Werkzeughaltern.
• Bei stationären Mehrfachwerkzeugträgern läßt sich ein drehbarer Stößel verwenden, wobei die Werkzeugträger derart konfiguriert sind, daß sie die Werkzeugwahl ohne die notwendige Zuordnung von Schaltgetrieben für die Werkzeugträger ausführen können.
• Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
• Figur 1 zeigt eine fragmentarische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zusammen mit der angrenzenden Pressenkonstruktion und eine schematische Darstellung der in der Anordnung enthaltenen Antriebssteuerungen.
• Figur 2 zeigt eine Draufsicht eines in die Anordnung von Figur 1 integrierten Werkzeughalters, wobei der zugeordnete Antrieb und die Steuerung schematisch dargestellt sind.
• Figur 3 zeigt eine schematische Teilschnittansicht eines drehbaren Stößels und eines stationären Mehrfach werkzeughalters, die in eine Presse eingebaut sind.
• Figur 4 ist eine fragmentarische Ansicht eines Bereichs der drehbaren Stößelanordnung von Figur 3, in der eine alternative Stößelantriebsverbindung abgebildet ist.
• Figur 5 zeigt eine fragmentarische Teilschnittansicht einer alternativen Ausführungsform des stationären Halters des drehbaren Stößels von Figur 3.
• Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf das Werkzeugmuster des Halters von Figur 5.
• Bezugnehmend auf Figur 1 enthält die Anordnung gemäß vorliegender Erfindung einen drehbaren Stößel 10, der mittels eines mit dem Ende des Pressenbetätigers 12 verstifteten Stößelverbinders 14 mit der Pressenstange 12 verbunden ist. Der Verbinder 14 ist mit einer Vertiefung 16 ausgebildet, die ein geflanschtes Ende 18 des drehbaren Stößels 10 darin drehbar hält.
• Der drehbare Stößel hat einen Hauptkörperbereich 20, der verschiebbar in einer in einer Stößelbuchse 22 ausgebildeten Bohrung aufgenommen ist. Ein Keil 24 und eine Keilnut 26 verhindern die Drehung des drehbaren Stößels 10 in der Stößelbuchsenbohrung, während sie sich an die vertikale Gleitbewegung in der Bohrung anpassen.
• Die Stößelschaltbuchse 22 selbst wird in einer Buchse 28 aufgenommen, die in einer Bohrung in einem Abschnitt des Pressenrahmens 30 sitzt.
• Ein Schneckenrad 32 ist an der Stößelschaltbuchse 22 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet und befindet sich mit einer Schnecke 34 in Eingriff, die von einem Antriebsmotor 36 gedreht wird, der eine Steuerung 38 mit einem Positionsrückmeldungssignal bereitstellt.
• Das untere Ende des drehbaren Stößels 10 hat eine Eingriffsausbildung 40, die aus einem radial abstehenden Element besteht, welches durch die Betätigung des Antriebsmotors 36 variabel in gerasteten Winkelpositionen positioniert wird. Ein Näherungsschalter 42 oder ein anderer geeigneter Fühler liefert ein Ziel- oder Nullstellungssignal an die Steuerung 38.
• Das untere Ende des drehbaren Stößels 10 ist mit einem T- Schlitz 44 ausgebildet, der einen T-Kopf 46 eines Antriebselements 48 eines jeden der Vielzahl von Mehrfachwerkzeughaltern 50 aufnimmt, die in Umfangsrichtung um den Umfang eines Werkzeughalterungsturms 52 der Presse gruppiert sind. Dadurch bewegt sich jeder T-Kopf 46 eines jeden Halters in der Gruppierung nacheinander in den T-Schlitz 44, um wiederum mit dem drehbaren Stößel 10 verbunden zu werden.
• Der Werkzeughalter 50 umfaßt einen Mehrfachwerkzeughalter wie in dem Dokument US-A-4 998 958 beschrieben. Das Dokument US- A-4 929 276 zeigt eine Abwandlung einer solchen Ausbildung, die ebenfalls geeignet ist.
• Der Werkzeughalter 50 hat einen zylindrischen Halterkörper 54, der eine kreisförmige Gruppierung länglicher Stanzwerkzeuge trägt, wobei die Schaftenden in Figur 1 und 2 zu erkennen sind. Der Halterkörper 54 ist vertikal in einer drehbaren Halterbuchse 58 verschiebbar, jedoch durch einen Keil 60 und eine Keilnut 62 gegen eine Drehung gesichert.
• Ein Schneckenrad 64 ist an einem Flanschbereich der Buchse 58 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet und durch eine Schnecke 66 und einen Antriebsmotor 68 angetrieben. Der Antriebsmotor 68 verfügt, wie angegeben, über eine Positionsrückmeldung.
• Die Buchse 58 wiederum ist drehbar in einer äußeren Buchse gelagert, die in einer Bohrung in dem oberen Werkzeughalterungsturm 52 der Presse aufgenommen ist.
• Weitere Merkmale des Werkzeughalters 50 sind in den vorgenannten Dokumenten angeführt.
• Dem Fachmann sollte bekannt sein, daß die entsprechenden übereinstimmenden Gesenke in einer drehbaren Bohrung des Trägerzylinders in einem unteren Werkzeughalterungsturm der Presse montiert sind, wobei der Trägerzylinder mit einem Stanzwerkzeughalter gedreht wird, um jedes Stanzwerkzeug in fluchtender Lage mit einem entsprechenden Gesenk und ähnlich orientiert zu halten. Dies kann mit einem gemeinsamen Antrieb erfolgen oder mit geeigneten Steuerungen über unabhängige Antriebsmittel.
• Bei Betrieb wird die Orientierung der Stanzwerkzeuge eingestellt, indem der Werkzeughalter 50 gedreht wird, bis die gewünschte Orientierung erreicht ist. In der Zwischenzeit wird der Stößel 10 zu einem Punkt gedreht, an dem das gewünschte Werkzeug anzuordnen ist, so daß beide Auswahlvorgänge gleichzeitig ausgeführt werden können.
• Die Steuerungen 38 betätigen die Tischsteuerungen, um das Lagenmaterial so zu positionieren, daß die tatsächliche variable X-Y-Position des zu verwendenden Stanzwerkzeugs und Gesenksatzes berücksichtigt wird.
• In den Figuren 3 bis 6 ist der drehbare Stößel in Kombination mit einem nicht drehbaren Werkzeughalter lediglich für eine Werkzeugwahlfunktion dargestellt.
• Figur 3 zeigt einen Schlagbetätiger 70, der durch den (nicht dargestellten) Pressenantrieb mit Schlagkraft beaufschlagt wird. Ein drehbarer Stößel 72 ist axial ausgerichtet unter dem Betätiger 70 montiert, wobei seine obere Endposition in Eingriff zu bringen und nach unten gegen die nach oben vorgespannte Hubfeder 74 zu bewegen ist, die zwischen einem mit einem Spannkegel 73 an dem drehbaren Stößel 72 festgespannten Zahnrad 76 und einer in den Maschinenrahmen 80 hinein vertieften geflanschten Buchse 78 angeordnet ist.
• Das untere Ende 82 des drehbaren Stößels 72 ist mit einem T- Schlitz 84 ausgebildet, der passend zu einem T-Kopf 86 eines Betätigungskolbens 88 eines nicht drehbaren Werkzeugträgers 90 ausgebildet ist.
• Der Werkzeugträger 90 wird verschiebbar in einer Bohrung 92 des oberen Werkzeughalterungsturms aufgenommen und ist durch einen federbelasteten Kolben 96, der eine geneigte Fläche hat, die mit einer geneigten Fläche an dem Ende eines an dem äußeren Durchmesser des Werkzeughalters 90 befestigten Keils 98 angreift, auslösbar in einer zurückgezogenen oder oberen Lage gehalten. Der Keil 98 gleitet in einer Keilnut 100 in der den Werkzeugträger 90 aufnehmenden Bohrung des oberen Werkzeughalterungsturms 94.
• Der Werkzeugträger 90 ist wie in dem Dokument US-A-4 998 958 beschrieben konfiguriert, wobei die drehbare Schaltbuchse und die Buchsenelemente, die in diesem Patent gezeigt sind, weggelassen sind. Eine kreisförmige Gruppierung von Stanzwerkzeugen ist in dem Halter 90 getragen, wobei deren Schäfte 102 nach oben hervorstehen. In dieser Position kann ein gewähltes der Stanzwerkzeuge mit einer an dem unteren Ende 82 des drehbaren Stößels 72 vorgesehenen radialen Ausbildung 104 in Kontakt gebracht werden.
• Wenn der Betätiger 70 nach unten getrieben wird, wird auch der Werkzeughalter 90 unter Überwindung der Rückhaltekraft des Kolbens 96 durch die von dem drehbaren Stößel 72 ausgeübte Kraft nach unten getrieben, bis die Unterseite das Werkstück berührt, und wird angehalten. Der Kolben 88 bewegt sich gegen den Widerstand einer Abstreiffeder weiter nach unten, um zu ermöglichen, daß die Ausbildung 104 mit dem Stanzwerkzeug in Kontakt gelangt und letzteres durch das Werkstück treibt, wie das in dem Dokument US-A-4 998 958 beschrieben ist.
• Die Wahl des Werkzeugs erfolgt durch einen Antriebsmotor 106, dessen Ausgangswelle an einem ein Ritzel 108 drehendes Zahnrad 76 befestigt ist, um die Ausbildung 104 zu einem gewählten Werkzeugschaft 102 zu drehen.
• Figur 4 zeigt einen alternativen Eingriff zwischen dem Betätiger 70A und dem oberen Ende des drehbaren Stößels 72A, bestehend aus einem T-Schlitz 110 in dem Betätiger 70A und einem T-Kopf 112 an dem drehbaren Stößel 72A, wobei die Notwendigkeit einer Hubfeder 74 entfällt.
• Figur 5 zeigt einen modifizierten drehbaren Stößel 72B und einen weiter modifizierten Werkzeugträger 90B, bei welchem die T-Verbindung zugunsten lediglich eines Schiebeeingriffs des unteren Endes 104B des Stößels 72B mit dem Werkzeugträger 90B entfällt.
• Der Werkzeugträger 90B ist für eine Abwärtsgleitbewegung in der Bohrung 92B gegen die Kraft von Kompressionsfedern 114, die in umliegenden Taschen in dem Werkzeughalterungsturm 94B unter jeweiligen Ösen 116 angeordnet sind, montiert.
• Ein Keil 117, der in einer passenden Keilnut (nicht dargestellt) gleitet, verhindert eine Drehung.
• Figur 6 zeigt die versetzte Anordnung von kleineren und größeren Stanzwerkzeugen 118, 120, die in konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei die radiale Ausbildung 104B so konfiguriert ist, daß sie bei Drehung des drehbaren Stößels in jeder Position nur mit einem der Stanzwerkzeuge in Eingriff gelangt.
• Der drehbare Stößel 72B ist relativ einfach an die vorhandenen Maschinen angepaßt und liefert somit für ältere Pressen den Mehrfachwerkzeughalter mit größerer Kapazität.
• Herkömmliche Werkzeughalter, Mehrfachwerkzeughalter und weiterschaltbare Mehrfachwerkzeughalter können gegeneinander ausgetauscht werden.
• Es werden ein einfacher, rascher Winkelpositionierungs- und Werkzeugauswahlvorgang und ein Werkzeughalter bereitgestellt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Auswahl und Orientierung eines Stanzwerkzeugs für eine Stanzpresse mit einem vertikal beweglichen Betätiger (12), einem Stanzpressenrahmen und einer Werkzeughalterung (52) umfassend:

einen Werkzeughalter (50), der in der Werkzeughalterung (52) befestigt ist und um eine Achse rotieren kann, eine Ansammlung von länglichen Stanzwerkzeugen hat, die um die Rotationsachse angeordnet sind, jeweils einen Schaft (56) haben, der über den Werkzeughalter (50) hervorsteht und gelagert ist, um eine abwärtsgerichtete Stanzbewegung zu ermöglichen, indem der Schaft (56) nach unten angetrieben wird;

einen Ausrichtantrieb (64, 66, 68) zur kontrollierten Rotation des Werkzeughalters (50) um die Achse, um jedes der Werkzeuge in jeder Winkelstellung um die Achse anzuordnen;

einen länglichen Stößel (10), der zum Ausrichten unter dem einen Ende des Betätigers (12) geeignet ist, um dadurch ein Vorantreiben des Stößels (10) zu ermöglichen; eine Halterungseinrichtung (22), die den Stößel (10) auf dem Stanzpressenrahmen hält, um eine gleitende Bewegung in Richtung seiner Längsachse zu ermöglichen;

wobei das andere Ende des Stößels (10) ein radial abstehendes Element (40) hat, das auf jeden Stanzwerkzeugsschaft (56) ausgerichtet werden kann, gekennzeichnet durch

einen Auswahlantrieb (34, 36), der unabhängig von dem Ausrichtantrieb (64, 66, 68) ist und den Stößel (10) kontrolliert um seine Längsachse zu Schrittpositionen dreht, wobei jede Schrittposition einer Ausrichtung des radial abstehenden Elements (40) auf einen Stanzwerkzeugsschaft (56) entspricht, so daß jedes Stanzwerkzeug wahlweise auf das radial abstehende Element (40) in Übereinstimmung mit einer Drehstellung des Stößels (10) ausgerichtet werden kann, wenn der Auswahlantrieb (34, 36) betätigt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Werkzeughalterung der Stanzpresse aus einem Drehturm (52) besteht, mit dem der Werkzeughalter (50) unter dem anderen Ende des Stößels (10) ausgerichtet werden kann.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Halterungseinrichtung für den Stößel eine Buchse (22) enthält, die auf dem Stanzpressenrahmen gehalten ist und eine Bohrung hat, in die der Stößel (10) hineingleiten kann, und Mittel (24, 26), die eine Drehung des Stößels in der Bohrung verhindern.

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der der Auswahlantrieb einen Auswahlantriebsmotor (36) und eine Getriebeeinrichtung (34) enthält, die bei Betrieb des Auswahlantriebs (34, 36) eine Rotation der Buchse (22) bewirken.

5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der der Ausrichtantrieb (64, 66, 68) einen Antriebsmotor (68) und eine Getriebeeinrichtung (64, 66) enthält, die bei Betrieb des Ausrichtantriebs (64, 66, 68) eine Rotation des Werkzeughalters (50) bewirken.

6. Vorrichtung zur Auswahl eines Stanzwerkzeugs für eine Stanzpresse, mit einem vertikal beweglichen Betätiger (12), einem Stanzpressenrahmen und einem Werkzeughalterungsturm (52) umfassend:

einen Werkzeughalter (50) der in dem Werkzeughalterungsturm (52) befestigt ist, um eine Achse rotieren kann und eine Ansammlung von länglichen Stanzwerkzeugen hat, die um die Rotationsachse angeordnet sind, jeweils einen Schaft (56) haben, der über den Werkzeughalter (50) hervorsteht und gelagert ist, um eine abwärts gerichtete Stanzbewegung zu ermöglichen, indem der Schaft (56) nach unten angetrieben wird;

einen länglichen Stößel, der zum Ausrichten unter dem einen Ende des Betatigers (12) geeignet ist, um dadurch sein Vorantreiben zu ermöglichen;

eine Halterungseinrichtung (22), die den Stößel (10) auf dem Stanzpressenrahmen hält, um eine gleitende Bewegung in Richtung seiner Längsachse zu ermöglichen;

wobei das andere Ende des Stößels (10) ein radial abstehendes Element (40) hat, das sich auf jeden Stanzwerkzeugsschaft (56) ausrichtet, gekennzeichnet durch

einen Auswahlantrieb (34, 36), der den Stößel (10) kontrolliert um seine Längsachse zu Schrittpositionen dreht, die einer Ausrichtung des radial abstehenden Elements (40) auf einen Stanzwerkzeugsschaft (56) entsprechen, so daß jedes Stanzwerkzeug bei Betätigung des Auswahlantriebs (34, 36) wahlweise auf das radial abstehende Element (40) in Übereinstimmung mit einer Drehstellung des Stößels (10) ausgerichtet werden kann.

7. Anordnung nach Anspruch 6, bei der der Werkzeughalter (90B) in dem Turm (94B) befestigt ist, und sich vertikal entgegen der Kraft von Hubfedern (114), die unter dem Werkzeughalter (90B) angebracht sind, bewegen kann.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Stößelhalterung eine Buchse (22) umfaßt, die in dem Stanzrahmen befestigt ist und in die der Stößel (10) ohne Drehbewegung hineingleiten kann, wobei der Auswahlantrieb einen Antriebsmotor (36) und eine Getriebeeinrichtung (34) hat, die zwischen der Buchse (22) und dem Antriebsmotor (36) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei der die Stanzwerkzeuge nebeneinander auf konzentrischen Reihen gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei das radial abstehende Element (40) so ausgebildet ist, daß es bei Drehung des Stößels (10) abwechselnd die Stanzwerkzeuge aller Kreise bedeckt.