EP1748853B1 - Stamping machine with a motorised rotating/lifting drive - Google Patents

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EP1748853B1
EP1748853B1 EP20050747599 EP05747599A EP1748853B1 EP 1748853 B1 EP1748853 B1 EP 1748853B1 EP 20050747599 EP20050747599 EP 20050747599 EP 05747599 A EP05747599 A EP 05747599A EP 1748853 B1 EP1748853 B1 EP 1748853B1
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EP
European Patent Office
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drive
tool
spindle transmission
motor
spindle
Prior art date
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EP20050747599
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EP1748853A1 (en
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Frank Schmauder
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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Publication date
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Priority to EP20050747599 priority patent/EP1748853B1/en
Priority to PL05747599T priority patent/PL1748853T3/en
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/002—Drive of the tools
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/141—With means to monitor and control operation [e.g., self-regulating means]
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8736—Sequential cutting motions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9372—Rotatable type
    • Y10T83/9387—Punching tool
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9411—Cutting couple type
    • Y10T83/9423—Punching tool

Definitions

  • the invention relates to a punching machine with a tool storage for a punching tool and with a rotary / lifting drive, by means of which the tool storage in the direction of a lifting axis to the working area of the punching machine back and forth and is rotatable about the lifting axis and the at least one motor-driven and with a spindle drive provided with a drive control comprises with spindle drive elements in the form of a drive spindle and a spindle nut mounted thereon, of which one as a motor-side spindle drive element and the other as a tool-side spindle drive element is provided, wherein the motor-side spindle drive element by means of a drive motor relative to the tool-side spindle drive element rotatable about a spindle drive axis and thereby the tool-side spindle drive element in the direction of the spindle drive axis and the tool storage in the direction of the lifting axis and wherein the tool-side spindle drive element by means of a drive motor
  • JP 04172133 A A punching machine of the above type is disclosed in JP 04172133 A .
  • a rotary / lifting drive with two electric drive motors is provided for the tool storage of a punching machine. Both drive motors are arranged laterally next to a drive spindle, which in turn runs in the direction of a lifting axis of the tool storage.
  • One of the drive motors is used for punching workpiece machining and is connected for this purpose via a belt drive with a seated on the drive spindle Hubspindelmutter.
  • the second drive motor of the known punching machine is for rotational adjustment of the tool storage or of the punching tool intended. Via another belt drive, this drive motor is drive-connected to a driver penetrated by the drive spindle. By means of the second drive motor, if necessary, the rotational position of tool storage and punching tool with respect to the lifting axis of the known rotary / lifting drive is changed.
  • the present invention has set itself from the described prior art as the goal.
  • a rotary / lifting drive with coaxial but opposite spindle drives is provided, which in turn are driven by separate drive motors.
  • the motor-side spindle drive elements of the opposite spindle drives can thereby be driven either in the same direction or in opposite directions of rotation. If the directions of rotation coincide with one another, then the motor-side spindle drive elements move jointly with the mutually coupled tool-side spindle drive elements about the spindle drive axis.
  • With appropriate drive control of the counter-rotating spindle drives is in this way the tool storage or the punching tool with the desired alignment about the lifting axis itch.
  • the motor outputs of the individual drive motors are available in total.
  • This large axial force can be used in particular as a punching force for workpiece machining.
  • the engine power to be installed is lower than it would be if using an equally powerful single drive motor.
  • With a corresponding rotational speed of the motor-side spindle drive elements rotating in opposite directions a rotation-free movement of the tool-side spindle drive elements in the direction of the spindle drive axis and thus a rotation-free movement of the punching tool in the direction the Hubachse be generated without requiring a separate rotation for the tool-side spindle drive elements would be required.
  • the rotational speeds of the motor-side spindle drive elements by means of the drive control of the counter-rotating spindle drives are independently controllable. In this way, the resulting from the rotational movement of the motor-side spindle drive elements movements of the tool storage and the punching tool can be adapted with great flexibility to the requirements of each application.
  • the rotational speed of the motor-side spindle drive elements reached after the start-up phase is to be kept at a constant value by means of the evaluation and control unit of the drive control.
  • an adjustment of the punching tool about the lifting axis can be reversed during the movement of the punching tool in the direction of the lifting axis. This circumstance is especially important when punching tools are used with a deviating from the circular cross-sectional shape. In these cases, the rotational position of the punching tool with respect to the lifting axis for the machining result or for the feasibility of punching workpiece machining is of crucial importance.
  • the target rotational position of the tool storage or of the punching tool is defined by that rotary adjustment, which is present at the beginning of the drive of the motor-side spindle drive elements in opposite directions of rotation.
  • a rotary braking device is provided for the tool storage in a further embodiment of the invention, which can be designed in particular as an electromotive rotary braking device.
  • the rotary brake device supports the counter-rotating spindle drives, which, with appropriate control also an undesirable Adjusting the tool bearing counteract in the direction of the stroke axis. Since the rotary braking device therefore has to apply only a relatively small force to prevent rotation of the tool storage, it can build small. Regardless of the rotary braking device thus results in a compact design of the rotary / lifting drive according to the invention.
  • opposing spindle drives are provided with a uniform translation in a further embodiment of the invention.
  • This unification of the drive components requires a structurally simple construction of the overall arrangement and also simplifies the drive control of the counter-rotating spindle drives.
  • the invention types according to claims 9 to 11 are characterized by a particularly compact design of the rotary / lifting drive and thus the entire machine. Due to the inventive features of claim 9 results for the rotary / lifting drive relatively small dimensions in the radial direction of the spindle drive axis. Accordingly, the rotary / lifting drive according to claim 10 is relatively small in the direction of the spindle drive axis. Torque motors, as mentioned in claim 11, allow it to transmit even high engine torques without installation space requiring intermediate gear.
  • the one-part design of the tool-side spindle drive elements according to claim 12 is provided in the interest of minimizing the number of items and thus in the interest of a structurally simple and compact construction of the overall arrangement.
  • a preferably pneumatic biasing device is provided in the direction of the spindle drive axis for the tool-side spindle drive elements according to the invention punching machines.
  • Such biasing devices increase the life and reliability of the rotary / lifting drive inventive punching machines.
  • the biasing device counteracts a sudden load change on the rotary / lifting drive. With an appropriate choice of bias results in a less wear causing swelling stress of the spindle drive instead of changing stress.
  • a punching machine 1 has a C-shaped machine frame 2 with an upper frame leg 3 and a lower frame leg. 4
  • an electrical rotary / lifting drive 5 is provided for a punch formed as a punch 6.
  • the punch 6 is mounted on a tool bearing 7.
  • the tool bearing 7 is in common with the punch 6 in the direction of a lifting axis 8 rectilinearly movable and adjustable in the direction of a double arrow 9 about the lifting axis 8. Movements in the direction of the lifting axis 8 are performed by the tool bearing 7 and the punch 6 at work strokes for machining workpieces and at subsequent work strokes return strokes.
  • a rotational adjustment of the tool bearing 7 is made to change the rotational position of the punch 6 with respect to the lifting axis 8.
  • the punch 6 interacts with a punching die, not shown, in the form of a punching die.
  • a punching die not shown, in the form of a punching die.
  • This is integrated in the usual way in a workpiece table 10, which in turn is mounted on the lower frame leg 4 of the punching machine 1.
  • the required relative to the punch 6 and the punching die in the workpiece machining relative movements of the sheet in question are carried out by means of a housed in a throat space 11 of the machine frame 2 coordinate guide 12 of conventional design.
  • the tool bearing 7 is provided with the punch 6 on a plunger 13.
  • the plunger 13 passes through a first drive spindle 14 and a second drive spindle 15.
  • the drive spindles 14, 15 are designed as hollow spindles.
  • the connecting screws 16 thereby enforce an outer collar 17 of the plunger 13.
  • the drive spindles 14, 15 with each other and on the plunger 13 effectively fixed on all sides.
  • first spindle nut 18 sits on the second drive spindle 15, a second spindle nut 19. Together with the first spindle nut 18, the first drive spindle 14 forms a first spindle drive 20. Accordingly a second spindle drive 21, the second drive spindle 15 and the second spindle nut 19.
  • the two spindle drives 20, 21 are designed as opposite, but otherwise identical ball screws.
  • a common spindle drive shaft 22 coincides with the lifting axis 8 of the rotary / lifting drive 5.
  • first electric drive motor 23 for driving the second spindle drive 21, a second electric drive motor 24.
  • both drive motors 23, 24 are torque motors.
  • a stator 25 of the first electric drive motor 23 and a stator 26 of the second electric drive motor 24 are each attached to a drive housing 27 of the rotary / lifting drive 5.
  • a rotor 28 of the first electric drive motor 23 is gearless connected to the first spindle nut 18, a rotor 29 of the second electric drive motor 24 in a corresponding manner with the second spindle nut 19.
  • the first spindle nut 18 and the second spindle nut 19 motor-side spindle drive elements, the first drive spindle 14 and the second drive spindle 15 tool-side spindle drive elements of the spindle drives 20, 21.
  • the spindle nut 18, the rotor 28 and the stator 25 and the spindle nut 19, the rotor 29th and the stator 26 are each arranged with mutual overlap in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive axis 22.
  • the electric drive motors 23, 24 and via these also the spindle drives 20, 21 are independent of each other and in each case controllable both in their speed or their angle of rotation and in their direction of rotation.
  • a drive control 32 which is shown very schematically in the figures, and which in turn is integrated into the overall numerical control of the punching machine 1.
  • Part of the drive control 32 is an evaluation and control unit 33. This is connected to the electric drive motors 23, 24 and with detection means 34, 35, 36.
  • the detection device 35 By means of the detection device 35, the angle of rotation or the rotational speed and the direction of rotation of the first spindle nut 18, by means of the detection device 36 detects the angle of rotation or the rotational speed and the direction of rotation of the second spindle nut 19.
  • All detection devices 34, 35, 36 are of conventional design and each have a stationary element connected to the drive housing 27 and a revolving element connected to the respective rotating component to be monitored.
  • the punch 6 When punching workpiece machining, the punch 6 is to be moved in the direction of the lifting axis 8 of the rotary / lifting drive 5 against the workpiece to be machined.
  • the spindle drives. 20, 21 driven by the electric drive motors 23, 24 at the same speed but in opposite directions of rotation. Due to the opposing rotational movements of the spindle nuts 18, 19 and due to the u.a. rotatable connection of the drive spindles 14, 15 change the latter in the described rotation of the spindle nuts 18, 19 their rotational position with respect to the lifting axis 8 not.
  • the drive spindles 14, 15 rather displace together with the plunger 13 and the punch 6 attached thereto exclusively in the direction of the lifting axis 8 and thereby due to the appropriately chosen directions of rotation of the spindle nuts 18, 19 to the workpiece to be machined.
  • the motor torques respectively provided by the electric drive motors 23, 24 complement each other; in the case of work strokes, a correspondingly high punching force is available on the punch 6.
  • the punch 6 has a deviating from the circular cross-sectional shape, the rotational position of the punch 6 is relative to the lifting axis. 8 for the feasibility of workpiece machining or for the machining result of crucial importance. If the punch 6 at initiation of a punching stroke, that is arranged at the beginning of the opposing drive of the spindle nuts 18, 19 with its desired orientation with respect to the lifting axis 8, so care must be taken that this target orientation also on impact of the punch 6 on the workpiece to be machined is given. For this purpose, during the punching strokes, the rotary adjustment or the angle of rotation of the punch 6 with respect to the lifting axis 8 is monitored by means of the detection device 34.
  • the rotational angle recorded by means of the detection device 34 assumes a value other than zero, then at least one of the drive motors 23, 24 is speed-controlled by means of the evaluation and control unit 33 so that the desired rotational adjustment of the punch 6 is restored as a result.
  • the rotational speeds or rotational speeds of the drive motors 23, 24 or of the spindle nuts 18, 19 are monitored by means of the detection devices 35, 36. Otherwise, the detection devices 35, 36 serve to control the rotational angles and directions of rotation of the spindle nuts 18, 19 and thus to control the Amount and the direction of the drive spindles 14, 15 and of the punch 6 executed strokes in the direction of the lifting axis. 8
  • a return stroke of the punch 6 is performed by friendshipsum Tavernung the electric drive motors 23, 24. Also for the execution of the return stroke of the punch 6, the electric drive motors 23, 24 and the spindle drives 20, 21 to operate with opposite directions of rotation.
  • Both in the punching or working strokes as well as in the subsequent to the working strokes return the opposite directions of rotation of the spindle nuts 18, 19, that the drive spindles 14, 15 and with these the plunger 13 and the attached punch 6 their orientation the lifting axis 8 at least substantially maintained. At best, slight alignment corrections are required, which are carried out in the manner described above.
  • Both spindle drives 20, 21 thus act as anti-rotation device for the drive spindles 14, 15. A separate device for preventing rotation is therefore unnecessary.
  • the direction of rotation of the punch 6 or the drive spindles 14, 15 is determined by the "faster" of the spindle nuts 18, 19.
  • the rotational position or the angle of rotation of the punch 6 is monitored by means of the detection device 34 - and if necessary - by changing the speed of at least one of the drive motors 23, 24 controlled.
  • a rotary / lifting drive 45 differs from the rotary / lifting drive 5 after Fig. 2 by the design of drive spindles 54, 55 and their connection with the tool storage 7 and the punch 6. Notwithstanding the drive spindles 14, 15 according to Fig. 2 form the drive spindles 54, 55 shown Fig. 3 a one-piece unit.
  • a plunger 53 is fixed inside the axial receptacle of the drive spindle 54.
  • the rotary / lifting drive 45 coincides with the rotary / lifting drive 5.
  • the drive spindles 54, 55 form as tool-side spindle drive elements together with motor-side spindle drive elements in the form of spindle nuts 58, 59 opposite spindle drives 60, 61. Due to the given constructive and functional correspondences are in the Fig. 2 and 3 otherwise the same reference numerals are used.
  • Fig. 4 shows a rotary / lifting drive 85 with spindle drives 100, 101, the kinematic reversal of the conditions according to the FIGS. 2 and 3 are executed.
  • a first drive spindle 94 with the rotor 28 of the first electric drive motor 23 and a second drive spindle 95 with the rotor 29 of the second electric drive motor 24 are directly connected.
  • a first spindle nut 98 and a second spindle nut 99 are coupled to each other and attached to a provided with the tool bearing 7 and the punch 6 ram 93.
  • the motor-side spindle drive elements of the drive spindles 94, 95 and the tool side Spindle drive elements formed by the spindle nuts 98, 99 are in principle correct in construction and operation with the rotary / lifting drives 5, 45 after the FIGS. 2 and 3 match.
  • Corresponding reference numerals are provided in the figures for corresponding components.
  • a rotary / lifting drive 125 is shown, which largely with the rotary / lifting drive 45 according to Fig. 3 matches. Notwithstanding the rotary / lifting drive 45, the rotary / lifting drive 125 on a rotary braking device 126 for the tool storage 7 and the punch 6 on.
  • the rotary brake device 126 is designed as an electric motor and has a mounted on the drive housing 27 and a stator 127 connected to a plunger 133 rotor 128.
  • the rotary brake device 126 is connected to the drive control of the punching machine 1 in connection.
  • the rotary braking device 126 is activated during the entire operating period of the rotary / lifting drive 125. Accordingly, the rotary brake device 126 continuously generates a braking force, which is opposite to a rotation of the plunger 133 and the tool bearing 7 and the punch 6 about the lifting axis 8. As a result, the rotary brake device 126 supports the counter-rotating spindle drives 60, 61 in securing the tool mounting 7 or the punching punch 6 against undesired rotation about the lifting axis 8. If the spindle drives 60, 61 operated in the same direction to change the rotational position of the tool bearing 7 and the punch 6, so the force exerted by the rotary braking device 126 braking force by the electric drive motors 23, 24 to overcome ,
  • the rotary braking device 126 is activated only in opposite operation of the spindle drives 60, 61.
  • a rotary braking device may be provided, which generates the force to be exerted on the tool bearing 7 and the punch 6 mechanically, for example by frictional clamping.
  • a rotary / lifting drive 165 like him Fig. 6 shows, largely corresponds to the rotary / lifting drive 45 after Fig. 3 ,
  • the rotary / lifting drive 165 is equipped with an axial pretensioning device 166.
  • the axial prestressing device 166 comprises a piston rod 167, which is connected on the one hand to the assembly formed by the drive spindles 54, 55 and which passes through a piston 168 with its opposite axial end and rests on the latter with a radial projection 169.
  • the piston 168 is movably guided in a cylinder ring 170 provided on the drive housing 27 in the direction of the spindle drive axis 22.
  • the piston rod 167 is rotatable relative to the piston 168 about its longitudinal axis.
  • a formed between the piston 168 and the drive housing 27 and the cylinder ring 170 pressure chamber 171 is filled with air and is sealed by sealing elements 172 against the environment.
  • the assembly of drive spindle 54 and drive spindle 55 moves in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive shaft 22 down.
  • the piston rod 167 connected to the drive spindles 54, 55 carries out a rectified movement, taking the piston 168 with it.
  • the pending in the pressure chamber 171 air is compressed.
  • the compressed air cushion in the pressure chamber 171 exerts on the drive spindles 54, 55 and on this on the tool bearing 7 and the punch 6 in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive axis 22 upward force.
  • a pressure chamber which is in communication with a pressure control device.
  • further pressure media preferably gaseous type, are possible.
  • the piston rod 167 as part of a rotary braking device to Fig. 5 serve described type.

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Abstract

A punching machine has a tool (6) holder (7) which rises, falls and rotates about the lift/lower axis (8) under a spindle (20, 21) power (5) control unit (32). Each spindle is driven by a discrete motor (23, 24), the action being coordinated by the control unit (32). The tool drive elements (14, 15) are linked when moving about the spindle axis of rotation (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzmaschine mit einer Werkzeuglagerung für ein Stanzwerkzeug sowie mit einem Dreh-/Hubantrieb, mittels dessen die Werkzeuglagerung in Richtung einer Hubachse zu dem Arbeitsbereich der Stanzmaschine hin und zurück bewegbar und um die Hubachse dreheinstellbar ist und der wenigstens einen motorisch angetriebenen und mit einer Antriebssteuerung versehenen Spindeltrieb umfasst mit Spindeltriebelementen in Form einer Antriebsspindel sowie einer darauf aufsitzenden Spindelmutter, von denen das eine als motorseitiges Spindeltriebelement und das andere als werkzeugseitiges Spindeltriebelement vorgesehen ist, wobei das motorseitige Spindeltriebelement mittels eines Antriebsmotors relativ zu dem werkzeugseitigen Spindeltriebelement um eine Spindeltriebachse drehbar und dadurch das werkzeugseitige Spindeltriebelement in Richtung der Spindeltriebachse und die Werkzeuglagerung in Richtung der Hubachse bewegbar ist und wobei das werkzeugseitige Spindeltriebelement mittels eines Antriebsmotors um die Spindeltriebachse drehbar und dadurch die Werkzeuglagerung um die Hubachse dreheinstellbar ist.The invention relates to a punching machine with a tool storage for a punching tool and with a rotary / lifting drive, by means of which the tool storage in the direction of a lifting axis to the working area of the punching machine back and forth and is rotatable about the lifting axis and the at least one motor-driven and with a spindle drive provided with a drive control comprises with spindle drive elements in the form of a drive spindle and a spindle nut mounted thereon, of which one as a motor-side spindle drive element and the other as a tool-side spindle drive element is provided, wherein the motor-side spindle drive element by means of a drive motor relative to the tool-side spindle drive element rotatable about a spindle drive axis and thereby the tool-side spindle drive element in the direction of the spindle drive axis and the tool storage in the direction of the lifting axis and wherein the tool-side spindle drive element by means of a drive motor to the spindle drive shaft and rotatable thereby the tool storage is rotatable about the lifting axis.

Eine Stanzmaschine der vorstehenden Art ist offenbart in JP 04172133 A . Im Falle des Standes der Technik ist für die Werkzeuglagerung einer Stanzmaschine ein Dreh-/Hubantrieb mit zwei elektrischen Antriebsmotoren vorgesehen. Beide Antriebsmotoren sind seitlich neben einer Antriebsspindel angeordnet, die ihrerseits in Richtung einer Hubachse der Werkzeuglagerung verläuft. Einer der Antriebsmotoren dient zur stanzenden Werkstückbearbeitung und ist zu diesem Zweck über einen Riementrieb mit einer auf der Antriebsspindel aufsitzenden Hubspindelmutter verbunden. Durch Antrieb des sich so ergebenden Spindeltriebes in einander entgegengesetzten Drehrichtungen wird das an der Werkzeuglagerung vorgesehene Stanzwerkzeug mit Arbeitshüben in Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück und im Anschluss an einen jeden Arbeitshub mit einem Rückhub in Gegenrichtung bewegt. Der zweite Antriebsmotor der vorbekannten Stanzmaschine ist zur Dreheinstellung der Werkzeuglagerung bzw. des Stanzwerkzeuges vorgesehen. Über einen weiteren Riementrieb ist dieser Antriebsmotor mit einem von der Antriebsspindel durchsetzten Mitnehmer antriebsverbunden. Mittels des zweiten Antriebsmotors wird bei Bedarf die Drehstellung von Werkzeuglagerung und Stanzwerkzeug bezüglich der Hubachse des vorbekannten Dreh-/Hubantriebes verändert.A punching machine of the above type is disclosed in JP 04172133 A , In the case of the prior art, a rotary / lifting drive with two electric drive motors is provided for the tool storage of a punching machine. Both drive motors are arranged laterally next to a drive spindle, which in turn runs in the direction of a lifting axis of the tool storage. One of the drive motors is used for punching workpiece machining and is connected for this purpose via a belt drive with a seated on the drive spindle Hubspindelmutter. By driving the thus resulting spindle drive in opposite directions of rotation provided on the tool storage punching tool is moved with work strokes in the direction of the workpiece to be machined and following each stroke with a return stroke in the opposite direction. The second drive motor of the known punching machine is for rotational adjustment of the tool storage or of the punching tool intended. Via another belt drive, this drive motor is drive-connected to a driver penetrated by the drive spindle. By means of the second drive motor, if necessary, the rotational position of tool storage and punching tool with respect to the lifting axis of the known rotary / lifting drive is changed.

Eine leistungsfähige und dessen ungeachtet kompakt bauende Stanzmaschine bereitzustellen, hat sich die vorliegende Erfindung ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik zum Ziel gesetzt.To provide a powerful and yet compact punching machine, the present invention has set itself from the described prior art as the goal.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Stanzmaschine nach Patentanspruch 1.This object is achieved according to the invention by the punching machine according to claim 1.

Im Falle der Erfindung ist demnach ein Dreh-/Hubantrieb mit koaxialen aber gegenläufigen Spindeltrieben vorgesehen, die ihrerseits von separaten Antriebsmotoren angetrieben werden. Die motorseitigen Spindeltriebelemente der gegenläufigen Spindeltriebe lassen sich dabei wahlweise in der gleichen Drehrichtung oder in einander entgegengesetzten Drehrichtungen antreiben. Stimmen die Drehrichtungen miteinander überein, so bewegen sich die motorseitigen Spindeltriebelemente gemeinschaftlich mit den untereinander gekoppelten werkzeugseitigen Spindeltriebelementen um die Spindeltriebachse. Bei entsprechender Antriebssteuerung der gegenläufigen Spindeltriebe ist auf diese Art und Weise die Werkzeuglagerung bzw. das Stanzwerkzeug mit der gewünschten Ausrichtung um die Hubachse dreheinstellbar. Zur Ausführung der Drehbewegung von Werkzeuglagerung und Stanzwerkzeug stehen die Motorleistungen der einzelnen Antriebsmotoren in Summe zur Verfügung. Laufen die motorseitigen Spindeltriebelemente in einander entgegengesetzten Richtungen um, so ergeben sich zwischen den motorseitigen Spindeltriebelementen und den zugeordneten werkzeugseitigen Spindeltriebelementen RelativDrehbewegungen, die ihrerseits eine Verlagerung der werkzeugseitigen Spindeltriebelemente sowie der Werkzeuglagerung und des Stanzwerkzeuges in Richtung der Spindeltriebachse bzw. der Hubachse bewirken. Infolge der Kopplung der werkzeugseitigen Spindeltriebelemente ergänzen sich auch in diesem Fall die von den Antriebsmotoren der einzelnen motorseitigen Spindeltriebelemente bereitgestellten Drehmomente. Eine entsprechend große Kraft kann an dem mit den werkzeugseitigen Spindeltriebelementen bewegungsverbundenen Stanzwerkzeug in Richtung der Hubachse ausgeübt werden. Diese große Axialkraft kann insbesondere als Stanzkraft zur Werkstückbearbeitung genutzt werden. Die zu installierende Motorleistung ist geringer als sie bei Einsatz eines gleich leistungsfähigen Einzel-Antriebsmotors wäre. Bei entsprechender Drehgeschwindigkeit der in einander entgegengesetzten Richtungen umlaufenden motorseitigen Spindeltriebelemente kann eine rotationsfreie Bewegung der werkzeugseitigen Spindeltriebelemente in Richtung der Spindeltriebachse und somit eine rotationsfreie Bewegung des Stanzwerkzeuges in Richtung der Hubachse erzeugt werden, ohne dass hierzu eine separate Verdrehsicherung für die werkzeugseitigen Spindeltriebelemente benötigt würde. Alternativ besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, die Geschwindigkeiten der sich in einander entgegengesetzten Richtungen drehenden motorseitigen Spindeltriebelemente derart aufeinander abzustimmen, dass sich eine Bewegung der werkzeugseitigen Spindeltriebelemente und des Stanzwerkzeuges in Richtung der Spindeltrieb- bzw. der Hubachse und eine Drehbewegung um die Spindeltrieb- bzw. die Hubachse überlagern. Mit einem kompakten Antrieb kann somit bei hoher Leistungsfähigkeit eine Mehrzahl von Antriebsfunktionen realisiert werden.In the case of the invention, therefore, a rotary / lifting drive with coaxial but opposite spindle drives is provided, which in turn are driven by separate drive motors. The motor-side spindle drive elements of the opposite spindle drives can thereby be driven either in the same direction or in opposite directions of rotation. If the directions of rotation coincide with one another, then the motor-side spindle drive elements move jointly with the mutually coupled tool-side spindle drive elements about the spindle drive axis. With appropriate drive control of the counter-rotating spindle drives is in this way the tool storage or the punching tool with the desired alignment about the lifting axis drehsetzen. To perform the rotational movement of the tool storage and punching tool, the motor outputs of the individual drive motors are available in total. If the motor-side spindle drive elements move in opposite directions, relative rotational movements result between the motor-side spindle drive elements and the associated tool-side spindle drive elements, which in turn cause a displacement of the tool-side spindle drive elements and of the tool mounting and the punching tool in the direction of the spindle drive axis or the lift axis. As a result of the coupling of the tool-side spindle drive elements complement each other in this case, the torques provided by the drive motors of the individual motor-side spindle drive elements. A correspondingly large force can be exerted in the direction of the lifting axis on the punching tool movably connected to the tool-side spindle drive elements. This large axial force can be used in particular as a punching force for workpiece machining. The engine power to be installed is lower than it would be if using an equally powerful single drive motor. With a corresponding rotational speed of the motor-side spindle drive elements rotating in opposite directions, a rotation-free movement of the tool-side spindle drive elements in the direction of the spindle drive axis and thus a rotation-free movement of the punching tool in the direction the Hubachse be generated without requiring a separate rotation for the tool-side spindle drive elements would be required. Alternatively, according to the invention, it is also possible to match the speeds of the motor-side spindle drive elements rotating in opposite directions to one another such that a movement of the tool-side spindle drive elements and the punching tool in the direction of the spindle drive or the lift axis and a rotational movement about the spindle drive or overlay the stroke axis. With a compact drive can thus be realized with high performance, a plurality of drive functions.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung nach Patentanspruch 1 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 14.Particular embodiments of the invention according to claim 1 emerge from the dependent claims 2 to 14.

Im Falle der Erfindungsbauart nach Patentanspruch 2 sind die Drehgeschwindigkeiten der motorseitigen Spindeltriebelemente mittels der Antriebssteuerung der gegenläufigen Spindeltriebe voneinander unabhängig steuerbar. Auf diese Art und Weise lassen sich die aus der Drehbewegung der motorseitigen Spindeltriebelemente resultierenden Bewegungen der Werkzeuglagerung und des Stanzwerkzeuges mit großer Flexibilität an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalles anpassen.In the case of Erfindungsbauart according to claim 2, the rotational speeds of the motor-side spindle drive elements by means of the drive control of the counter-rotating spindle drives are independently controllable. In this way, the resulting from the rotational movement of the motor-side spindle drive elements movements of the tool storage and the punching tool can be adapted with great flexibility to the requirements of each application.

Die ausweislich der Patentansprüche 3 bis 7 an patentgemäßen Stanzmaschinen getroffenen Maßnahmen betreffen den Fall, dass die motorseitigen Spindeltriebelemente der gegenläufigen Spindeltriebe in einander entgegengesetzten Drehrichtungen umlaufen. Diese Betriebsweise der gegenläufigen Spindeltriebe wird zur Erzeugung von Bewegungen der Werkzeuglagerung und des Stanzwerkzeuges in Richtung der Hubachse, insbesondere zur Ausführung von Arbeitshüben des Stanzwerkzeuges gewählt. Dabei kann die Dreheinstellung des Stanzwerkzeuges bezüglich der Hubachse von Bedeutung sein. Unter Umständen ist sicherzustellen, dass das Stanzwerkzeug mit einer bestimmten Drehstellung bezüglich der Hubachse auf das zu bearbeitende Werkstück aufläuft. Mittels der erfindungsgemäßen Antriebssteuerung der gegenläufigen Spindeltriebe kann dies gewährleistet werden. Ausweislich Patentanspruch 3 werden Ist-Dreheinstellungen der Werkzeuglagerung bezüglich der Hubachse erfasst. In Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis ist die Drehgeschwindigkeit wenigstens eines motorseitigen Spindeltriebelementes steuerbar und auf diese Art und Weise die Dreheinstellung der Werkzeuglagerung beeinflussbar. Denkbar ist beispielsweise, dass sich bei Anlaufen der gegensinnig angetriebenen motorseitigen Spindeltriebelemente eine geringfügige Veränderung der Dreheinstellung der Werkzeuglagerung bzw. des Stanzwerkzeuges ergibt, dass sich die Dreheinstellung der Werkzeuglagerung bzw. des Stanzwerkzeuges aber nach Beendigung der Anlaufphase nicht mehr verändert. Ist eine derartige Änderung der Dreheinstellung von Werkzeuglagerung und Stanzwerkzeug für die durchzuführende Werkstückbearbeitung ohne Bedeutung, so kann sie beibehalten werden. In diesem Fall ist die nach der Anlaufphase erreichte Drehgeschwindigkeit der motorseitigen Spindeltriebelemente mittels der Auswerte- und Steuereinheit der Antriebssteuerung auf einem konstanten Wert zu halten. Gemäß Patentanspruch 4 lässt sich während der Bewegung des Stanzwerkzeuges in Richtung der Hubachse eine Verstellung des Stanzwerkzeuges um die Hubachse rückgängig machen. Dieser Umstand ist vor allem dann bedeutsam, wenn Stanzwerkzeuge mit einer von der Kreisform abweichenden Querschnittsform verwendet werden. In diesen Fällen ist die Drehstellung des Stanzwerkzeuges bezüglich der Hubachse für das Bearbeitungsergebnis bzw. für die Durchführbarkeit der stanzenden Werkstückbearbeitung von ausschlaggebender Bedeutung. Im Falle der Erfindungsbauart nach Patentanspruch 5 ist die Soll-Dreheinstellung der Werkzeuglagerung bzw. des Stanzwerkzeuges durch diejenige Dreheinstellung definiert, die zu Beginn des Antriebes der motorseitigen Spindeltriebelemente in einander entgegengesetzten Drehrichtungen vorliegt. Ausweislich der Patentansprüche 6 und 7 ist für die Werkzeuglagerung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Dreh-Bremseinrichtung vorgesehen, die insbesondere als elektromotorische Dreh-Bremseinrichtung ausgeführt sein kann. Mittels dieser Dreh-Bremseinrichtung lässt sich die Soll-Dreheinstellung der Werkzeuglagerung sichern. Dabei unterstützt die Dreh-Bremseinrichtung die gegenläufigen Spindeltriebe, die bei entsprechender Steuerung ebenfalls einer unerwünschten Verstellung der Werkzeuglagerung in Richtung um die Hubachse entgegenwirken. Da die Dreh-Bremseinrichtung demnach nur eine verhältnismäßig kleine Kraft zur Drehsicherung der Werkzeuglagerung aufzubringen hat, kann sie klein bauen. Ungeachtet der Dreh-Bremseinrichtung ergibt sich folglich eine kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Dreh-/Hubantriebes.The evidence of the claims 3 to 7 taken in patent punching machines measures apply to the case that the motor-side spindle drive elements of the counter-rotating spindle drives rotate in opposite directions of rotation. This mode of operation of the counter-rotating spindle drives is selected for generating movements of the tool mounting and the punching tool in the direction of the lifting axis, in particular for the execution of working strokes of the punching tool. In this case, the rotational adjustment of the punching tool with respect to the stroke axis may be important. Under certain circumstances, it must be ensured that the punching tool runs with a specific rotational position relative to the lifting axis onto the workpiece to be machined. By means of the drive control of the counter-rotating spindle drives according to the invention, this can be ensured. As shown in claim 3 actual rotational settings of the tool storage with respect to the lifting axis are detected. Depending on the detection result, the rotational speed of at least one motor-side spindle drive element is controllable and in this way the rotational adjustment of the tool storage can be influenced. It is conceivable, for example, that when starting the oppositely driven motor-side spindle drive elements, a slight change in the rotational position of the tool storage or the punch results that the rotational adjustment of the tool storage or the punching tool but not changed after the startup phase. Is such a change in the rotational adjustment of tool storage and Punching tool for the workpiece machining to be performed without meaning, so it can be maintained. In this case, the rotational speed of the motor-side spindle drive elements reached after the start-up phase is to be kept at a constant value by means of the evaluation and control unit of the drive control. According to claim 4, an adjustment of the punching tool about the lifting axis can be reversed during the movement of the punching tool in the direction of the lifting axis. This circumstance is especially important when punching tools are used with a deviating from the circular cross-sectional shape. In these cases, the rotational position of the punching tool with respect to the lifting axis for the machining result or for the feasibility of punching workpiece machining is of crucial importance. In the case of Erfindungsbauart according to claim 5, the target rotational position of the tool storage or of the punching tool is defined by that rotary adjustment, which is present at the beginning of the drive of the motor-side spindle drive elements in opposite directions of rotation. Evidence of the claims 6 and 7, a rotary braking device is provided for the tool storage in a further embodiment of the invention, which can be designed in particular as an electromotive rotary braking device. By means of this rotary braking device, the desired rotational adjustment of the tool storage can be secured. The rotary brake device supports the counter-rotating spindle drives, which, with appropriate control also an undesirable Adjusting the tool bearing counteract in the direction of the stroke axis. Since the rotary braking device therefore has to apply only a relatively small force to prevent rotation of the tool storage, it can build small. Regardless of the rotary braking device thus results in a compact design of the rotary / lifting drive according to the invention.

Gemäß Patentanspruch 8 sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gegenläufige Spindeltriebe mit einheitlicher Übersetzung vorgesehen. Diese Vereinheitlichung der Antriebskomponenten bedingt einen konstruktiv einfachen Aufbau der Gesamtanordnung und vereinfacht außerdem die Antriebssteuerung der gegenläufigen Spindeltriebe.According to claim 8 opposing spindle drives are provided with a uniform translation in a further embodiment of the invention. This unification of the drive components requires a structurally simple construction of the overall arrangement and also simplifies the drive control of the counter-rotating spindle drives.

Die Erfindungsbauarten nach den Patentansprüchen 9 bis 11 zeichnen sich durch eine besonders kompakte Bauweise des Dreh-/Hubantriebes und somit der gesamten Maschine aus. Aufgrund der Erfindungsmerkmale von Patentanspruch 9 ergeben sich für den Dreh-/Hubantrieb verhältnismäßig kleine Abmessungen in radialer Richtung der Spindeltriebachse. Entsprechend baut der Dreh-/Hubantrieb nach Patentanspruch 10 in Richtung der Spindeltriebachse relativ klein. Torque-Motoren, wie sie in Patentanspruch 11 genannt sind, gestatten es, auch hohe Motor-Drehmomente ohne Einbauraum benötigende Zwischengetriebe zu übertragen.The invention types according to claims 9 to 11 are characterized by a particularly compact design of the rotary / lifting drive and thus the entire machine. Due to the inventive features of claim 9 results for the rotary / lifting drive relatively small dimensions in the radial direction of the spindle drive axis. Accordingly, the rotary / lifting drive according to claim 10 is relatively small in the direction of the spindle drive axis. Torque motors, as mentioned in claim 11, allow it to transmit even high engine torques without installation space requiring intermediate gear.

Die einteilige Ausbildung der werkzeugseitigen Spindeltriebelemente gemäß Patentanspruch 12 ist im Interesse einer Minimierung der Anzahl der Einzelteile und somit im Interesse eines konstruktiv einfachen und kompakten Aufbaus der Gesamtanordnung vorgesehen.The one-part design of the tool-side spindle drive elements according to claim 12 is provided in the interest of minimizing the number of items and thus in the interest of a structurally simple and compact construction of the overall arrangement.

Gemäß den Patentansprüchen 13 und 14 ist für die werkzeugseitigen Spindeltriebelemente erfindungsgemäßer Stanzmaschinen eine in Richtung der Spindeltriebachse wirksame, vorzugsweise pneumatische Vorspanneinrichtung vorgesehen. Derartige Vorspanneinrichtungen erhöhen die Lebensdauer und die Funktionssicherheit des Dreh-/Hubantriebes erfindungsgemäßer Stanzmaschinen.According to the claims 13 and 14, a preferably pneumatic biasing device is provided in the direction of the spindle drive axis for the tool-side spindle drive elements according to the invention punching machines. Such biasing devices increase the life and reliability of the rotary / lifting drive inventive punching machines.

An dem Dreh-/Hubantrieb treten insbesondere bei Auftreffen des Stanzwerkzeuges auf das Werkstück, beim Durchbrechen des Stanzwerkzeuges durch das Werkstück und generell bei Umkehrung der Hubbewegung Lastwechsel auf. Die erfindungsgemäße Vorspanneinrichtung wirkt einem schlagartigen Lastwechsel an dem Dreh-/Hubantrieb entgegen. Bei entsprechender Wahl der Vorspannung ergibt sich anstelle einer wechselnden Beanspruchung eine weniger Verschleiß verursachende schwellende Beanspruchung des Spindeltriebes.At the rotary / lifting drive occur in particular upon impact of the punching tool on the workpiece, when breaking the punching tool through the workpiece and generally upon reversal of the lifting movement on load change. The biasing device according to the invention counteracts a sudden load change on the rotary / lifting drive. With an appropriate choice of bias results in a less wear causing swelling stress of the spindle drive instead of changing stress.

Beim eigentlichen Stanzvorgang baut sich während der Beaufschlagung des zu bearbeitenden Werkstückes durch das Stanzwerkzeug innerhalb des Dreh-/Hubantriebes eine der Richtung des ausgeführten Arbeitshubes entgegengerichtete Kraft auf. Sobald das Werkstück von dem Stanzwerkzeug durchdrungen wird, sind das Stanzwerkzeug und die mit diesem verbundenen Komponenten des Dreh-/Hubantriebes bestrebt, schlagartig eine Bewegung in Richtung des Arbeitshubes auszuführen. Mit einem damit einhergehenden schlagartigen Lastwechsel wäre an dem Dreh-/Hubantrieb ein Betriebszustand verbunden, der sich nur mit verhältnismäßig großem Aufwand steuern bzw. regeln ließe.During the actual punching process, during the loading of the workpiece to be machined by the punching tool within the rotary / lifting drive one of the direction of the executed power stroke opposing force. As soon as the workpiece is penetrated by the punching tool, the punching tool and the components of the rotary / lifting drive connected to it are endeavored to abruptly move in the direction of the working stroke. With an accompanying sudden load change would be connected to the rotary / lifting drive operating condition, which could be controlled or regulated only with relatively great effort.

Nachstehend wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen zu Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine Stanzmaschine mit einer ersten Bauart eines elektrischen Dreh-/Hubantriebes für ein Stanzoberwerkzeug in der teilgeschnittenen Seitenansicht,
Fig. 2
den Dreh-/Hubantrieb gemäß Fig.1 im Längsschnitt,
Fig. 3
eine zweite Bauart eines elektrischen Dreh-/Hubantriebes für ein Stanzoberwerkzeug einer Stanzmaschine im Längsschnitt,
Fig. 4
eine dritte Bauart eines elektrischen Dreh-/Hubantriebes für ein Stanzoberwerkzeug einer Stanzmaschine im Längsschnitt,
Fig. 5
eine vierte Bauart eines elektrischen Dreh-/Hubantriebes für ein Stanzoberwerkzeug einer Stanzmaschine im Längsschnitt und
Fig. 6
eine fünfte Bauart eines elektrischen Dreh-/Hubantriebes für ein Stanzoberwerkzeug einer Stanzmaschine im Längsschnitt.
The invention will be explained in more detail with reference to schematic representations of exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1
a punching machine with a first type of electric rotary / lifting drive for a punching top tool in the partially sectioned side view,
Fig. 2
according to the rotary / lifting drive Fig.1 in longitudinal section,
Fig. 3
a second type of electric rotary / lifting drive for a punching top tool of a punching machine in longitudinal section,
Fig. 4
a third type of electrical rotary / lifting drive for a punching top tool of a punching machine in longitudinal section,
Fig. 5
a fourth type of electric rotary / lifting drive for a punching top tool a punching machine in longitudinal section and
Fig. 6
a fifth type of electrical rotary / lifting drive for a punching top tool of a punching machine in longitudinal section.

Ausweislich Fig. 1 besitzt eine Stanzmaschine 1 ein C-förmiges Maschinengestell 2 mit einem oberen Gestellschenkel 3 und einem unteren Gestellschenkel 4.evidenced Fig. 1 a punching machine 1 has a C-shaped machine frame 2 with an upper frame leg 3 and a lower frame leg. 4

An dem freien Ende des oberen Gestellschenkels 3 ist ein elektrischer Dreh-/Hubantrieb 5 für ein als Stanzstempel 6 ausgebildetes Stanzwerkzeug vorgesehen. Der Stanzstempel 6 ist an einer Werkzeuglagerung 7 montiert. Mittels des Dreh-/Hubantriebes 5 ist die Werkzeuglagerung 7 gemeinschaftlich mit dem Stanzstempel 6 in Richtung einer Hubachse 8 geradlinig bewegbar und in Richtung eines Doppelpfeils 9 um die Hubachse 8 dreheinstellbar. Bewegungen in Richtung der Hubachse 8 werden von der Werkzeuglagerung 7 bzw. dem Stanzstempel 6 bei Arbeitshüben zur Bearbeitung von Werkstücken sowie bei sich an die Arbeitshübe anschließenden Rückhüben ausgeführt. Eine Dreheinstellung der Werkzeuglagerung 7 wird zur Änderung der Drehstellung des Stanzstempels 6 bezüglich der Hubachse 8 vorgenommen.At the free end of the upper frame leg 3, an electrical rotary / lifting drive 5 is provided for a punch formed as a punch 6. The punch 6 is mounted on a tool bearing 7. By means of the rotary / lifting drive 5, the tool bearing 7 is in common with the punch 6 in the direction of a lifting axis 8 rectilinearly movable and adjustable in the direction of a double arrow 9 about the lifting axis 8. Movements in the direction of the lifting axis 8 are performed by the tool bearing 7 and the punch 6 at work strokes for machining workpieces and at subsequent work strokes return strokes. A rotational adjustment of the tool bearing 7 is made to change the rotational position of the punch 6 with respect to the lifting axis 8.

Bei der Werkstückbearbeitung, im gezeigten Beispielsfall bei der stanzenden Bearbeitung von nicht im Einzelnen dargestellten Blechen, wirkt der Stanzstempel 6 mit einem nicht gezeigten Stanzunterwerkzeug in Form einer Stanzmatrize zusammen. Diese ist in gewohnter Weise in einen Werkstücktisch 10 integriert, der seinerseits auf dem unteren Gestellschenkel 4 der Stanzmaschine 1 gelagert ist. Die bei der Werkstückbearbeitung erforderlichen Relativbewegungen des betreffenden Bleches gegenüber dem Stanzstempel 6 und der Stanzmatrize werden mittels einer in einem Rachenraum 11 des Maschinengestells 2 untergebrachten Koordinatenführung 12 üblicher Bauart ausgeführt.In the workpiece processing, in the example shown in the case of punching processing of sheets not shown in detail, the punch 6 interacts with a punching die, not shown, in the form of a punching die. This is integrated in the usual way in a workpiece table 10, which in turn is mounted on the lower frame leg 4 of the punching machine 1. The required relative to the punch 6 and the punching die in the workpiece machining relative movements of the sheet in question are carried out by means of a housed in a throat space 11 of the machine frame 2 coordinate guide 12 of conventional design.

Wie Fig. 2 im Detail entnommen werden kann, ist die Werkzeuglagerung 7 mit dem Stanzstempel 6 an einem Stößel 13 vorgesehen. Der Stößel 13 durchsetzt eine erste Antriebsspindel 14 sowie eine zweite Antriebsspindel 15. Die Antriebsspindeln 14, 15 sind als Hohlspindeln ausgeführt. Über Verbindungsschrauben 16 sind die Antriebsspindeln 14, 15 untereinander verbunden. Die Verbindungsschrauben 16 durchsetzen dabei einen Außenbund 17 des Stößels 13. Dadurch sind die Antriebsspindeln 14, 15 untereinander sowie an dem Stößel 13 allseitig wirksam fixiert.As Fig. 2 can be removed in detail, the tool bearing 7 is provided with the punch 6 on a plunger 13. The plunger 13 passes through a first drive spindle 14 and a second drive spindle 15. The drive spindles 14, 15 are designed as hollow spindles. About connecting screws 16, the drive spindles 14, 15 are interconnected. The connecting screws 16 thereby enforce an outer collar 17 of the plunger 13. As a result, the drive spindles 14, 15 with each other and on the plunger 13 effectively fixed on all sides.

Auf der ersten Antriebsspindel 14 sitzt eine erste Spindelmutter 18, auf der zweiten Antriebsspindel 15 eine zweite Spindelmutter 19 auf. Gemeinsam mit der ersten Spindelmutter 18 bildet die erste Antriebsspindel 14 einen ersten Spindeltrieb 20. Entsprechend umfasst ein zweiter Spindeltrieb 21 die zweite Antriebsspindel 15 sowie die zweite Spindelmutter 19. Die beiden Spindeltriebe 20, 21 sind als gegenläufige, ansonsten aber baugleiche Kugelgewindetriebe ausgebildet. Eine gemeinsame Spindeltriebachse 22 fällt mit der Hubachse 8 des Dreh-/Hubantriebes 5 zusammen.On the first drive spindle 14, a first spindle nut 18 sits on the second drive spindle 15, a second spindle nut 19. Together with the first spindle nut 18, the first drive spindle 14 forms a first spindle drive 20. Accordingly a second spindle drive 21, the second drive spindle 15 and the second spindle nut 19. The two spindle drives 20, 21 are designed as opposite, but otherwise identical ball screws. A common spindle drive shaft 22 coincides with the lifting axis 8 of the rotary / lifting drive 5.

Zum Antrieb des ersten Spindeltriebes 20 dient ein erster elektrischer Antriebsmotor 23, zum Antrieb des zweiten Spindeltriebes 21 ein zweiter elektrischer Antriebsmotor 24. Bei beiden Antriebsmotoren 23, 24 handelt es sich um Torque-Motoren. Ein Stator 25 des ersten elektrischen Antriebsmotors 23 sowie ein Stator 26 des zweiten elektrischen Antriebsmotors 24 sind jeweils an einem Antriebsgehäuse 27 des Dreh-/Hubantriebes 5 angebracht. Ein Rotor 28 des ersten elektrischen Antriebsmotors 23 ist getriebelos mit der ersten Spindelmutter 18, ein Rotor 29 des zweiten elektrischen Antriebsmotors 24 auf entsprechende Art und Weise mit der zweiten Spindelmutter 19 verbunden. Demnach bilden die erste Spindelmutter 18 sowie die zweite Spindelmutter 19 motorseitige Spindeltriebelemente, die erste Antriebsspindel 14 sowie die zweite Antriebsspindel 15 werkzeugseitige Spindeltriebelemente der Spindeltriebe 20, 21. Die Spindelmutter 18, der Rotor 28 und der Stator 25 sowie die Spindelmutter 19, der Rotor 29 und der Stator 26 sind jeweils mit gegenseitiger Überdeckung in Richtung der Hubachse 8 bzw. der Spindeltriebachse 22 angeordnet. Über herkömmliche Wälzlager 30, 31 sind die Spindeltriebe 20, 21 sowie der Stößel 13 mit der Werkzeuglagerung 7 und dem Stanzstempel 6 an dem Antriebsgehäuse 27 des Dreh-/Hubantriebes 5 drehgelagert.To drive the first spindle drive 20 is a first electric drive motor 23, for driving the second spindle drive 21, a second electric drive motor 24. In both drive motors 23, 24 are torque motors. A stator 25 of the first electric drive motor 23 and a stator 26 of the second electric drive motor 24 are each attached to a drive housing 27 of the rotary / lifting drive 5. A rotor 28 of the first electric drive motor 23 is gearless connected to the first spindle nut 18, a rotor 29 of the second electric drive motor 24 in a corresponding manner with the second spindle nut 19. Accordingly, the first spindle nut 18 and the second spindle nut 19 motor-side spindle drive elements, the first drive spindle 14 and the second drive spindle 15 tool-side spindle drive elements of the spindle drives 20, 21. The spindle nut 18, the rotor 28 and the stator 25 and the spindle nut 19, the rotor 29th and the stator 26 are each arranged with mutual overlap in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive axis 22. About conventional bearings 30, 31, the spindle drives 20, 21 and the plunger 13 with the tool bearing 7 and the punch 6 rotatably mounted on the drive housing 27 of the rotary / lifting drive 5.

Die elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 und über diese auch die Spindeltriebe 20, 21 sind voneinander unabhängig und dabei jeweils sowohl in ihrer Drehzahl bzw. ihrem Drehwinkel als auch in ihrer Drehrichtung steuerbar. Zu diesem Zweck vorgesehen ist eine in den Abbildungen stark schematisiert dargestellte Antriebssteuerung 32, die ihrerseits in die numerische Gesamtsteuerung der Stanzmaschine 1 integriert ist. Teil der Antriebssteuerung 32 ist eine Auswerte- und Steuereinheit 33. Diese ist mit den elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 sowie mit Erfassungseinrichtungen 34, 35, 36 verbunden. Die Erfassungseinrichtung 34 dient zur Erfassung des Drehwinkels bzw. der Dreheinstellung sowie der Drehrichtung der Werkzeuglagerung 7 bzw. des Stanzstempels 6 bezüglich der Hubachse 8. Mittels der Erfassungseinrichtung 35 werden der Drehwinkel bzw. die Drehgeschwindigkeit sowie die Drehrichtung der ersten Spindelmutter 18, mittels der Erfassungseinrichtung 36 der Drehwinkel bzw. die Drehgeschwindigkeit sowie die Drehrichtung der zweiten Spindelmutter 19 erfasst. Sämtliche Erfassungseinrichtungen 34, 35, 36 sind üblicher Bauart und weisen jeweils ein mit dem Antriebsgehäuse 27 verbundenes stationäres Element sowie ein mit dem jeweils zu überwachenden rotierenden Bauteil verbundenes umlaufendes Element auf.The electric drive motors 23, 24 and via these also the spindle drives 20, 21 are independent of each other and in each case controllable both in their speed or their angle of rotation and in their direction of rotation. Provided for this purpose is a drive control 32, which is shown very schematically in the figures, and which in turn is integrated into the overall numerical control of the punching machine 1. Part of the drive control 32 is an evaluation and control unit 33. This is connected to the electric drive motors 23, 24 and with detection means 34, 35, 36. By means of the detection device 35, the angle of rotation or the rotational speed and the direction of rotation of the first spindle nut 18, by means of the detection device 36 detects the angle of rotation or the rotational speed and the direction of rotation of the second spindle nut 19. All detection devices 34, 35, 36 are of conventional design and each have a stationary element connected to the drive housing 27 and a revolving element connected to the respective rotating component to be monitored.

Mit Hilfe der Antriebssteuerung 32 sind unterschiedliche Betriebsweisen des Dreh-/Hubantriebes 5 realisierbar.With the help of the drive control 32 different modes of operation of the rotary / lifting drive 5 can be realized.

Bei der stanzenden Werkstückbearbeitung ist der Stanzstempel 6 in Richtung der Hubachse 8 des Dreh-/Hubantriebes 5 gegen das zu bearbeitende Werkstück zu bewegen. Zu diesem Zweck werden die Spindeltriebe. 20, 21 mittels der elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 mit gleicher Drehzahl aber in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben. Infolge der einander entgegengerichteten Drehbewegungen der Spindelmuttern 18, 19 sowie aufgrund der u.a. drehfesten Verbindung der Antriebsspindeln 14, 15 ändern letztere bei der beschriebenen Drehung der Spindelmuttern 18, 19 ihre Drehstellung bezüglich der Hubachse 8 nicht. Die Antriebsspindeln 14, 15 verlagern sich vielmehr gemeinsam mit dem Stößel 13 und dem an diesem angebrachten Stanzstempel 6 ausschließlich in Richtung der Hubachse 8 und dabei aufgrund der zweckentsprechend gewählten Drehrichtungen der Spindelmuttern 18, 19 zu dem zu bearbeitenden Werkstück hin. Die von den elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 jeweils bereitgestellten Motordrehmomente ergänzen sich, bei Arbeitshüben steht an dem Stanzstempel 6 eine entsprechend hohe Stanzkraft zur Verfügung.When punching workpiece machining, the punch 6 is to be moved in the direction of the lifting axis 8 of the rotary / lifting drive 5 against the workpiece to be machined. For this purpose, the spindle drives. 20, 21 driven by the electric drive motors 23, 24 at the same speed but in opposite directions of rotation. Due to the opposing rotational movements of the spindle nuts 18, 19 and due to the u.a. rotatable connection of the drive spindles 14, 15 change the latter in the described rotation of the spindle nuts 18, 19 their rotational position with respect to the lifting axis 8 not. The drive spindles 14, 15 rather displace together with the plunger 13 and the punch 6 attached thereto exclusively in the direction of the lifting axis 8 and thereby due to the appropriately chosen directions of rotation of the spindle nuts 18, 19 to the workpiece to be machined. The motor torques respectively provided by the electric drive motors 23, 24 complement each other; in the case of work strokes, a correspondingly high punching force is available on the punch 6.

Nachdem in dem gezeigten Beispielsfall der Stanzstempel 6 eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweist, ist die Drehstellung des Stanzstempels 6 bezüglich der Hubachse 8 für die Durchführbarkeit der Werkstückbearbeitung bzw. für das Bearbeitungsergebnis von entscheidender Bedeutung. Ist der Stanzstempel 6 bei Einleitung eines Stanzhubes, d.h. zu Beginn des gegensinnigen Antriebes der Spindelmuttern 18, 19 mit seiner Soll-Ausrichtung bezüglich der Hubachse 8 angeordnet, so muss dafür Sorge getragen werden, dass diese Soll-Ausrichtung auch bei Auftreffen des Stanzstempels 6 auf das zu bearbeitende Werkstück gegeben ist. Zu diesem Zweck wird während der Stanzhübe die Dreheinstellung bzw. der Drehwinkel des Stanzstempels 6 bezüglich der Hubachse 8 mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 34 überwacht. Nimmt der mittels der Erfassungseinrichtung 34 aufgenommene Drehwinkel einen von Null verschiedenen Wert an, so wird mittels der Auswerte- und Steuereinheit 33 wenigstens einer der Antriebsmotoren 23, 24 derart drehzahlgesteuert, dass im Ergebnis die Soll-Dreheinstellung des Stanzstempels 6 wieder hergestellt wird. Überwacht werden die Drehzahlen bzw. Drehgeschwindigkeiten der Antriebsmotoren 23, 24 bzw. der Spindelmuttern 18, 19 mittels der Erfassungseinrichtungen 35, 36. Im Übrigen dienen die Erfassungseinrichtungen 35, 36 zur Steuerung der Drehwinkel und Drehrichtungen der Spindelmuttern 18, 19 und somit zur Steuerung des Betrages und der Richtung der von den Antriebsspindeln 14, 15 bzw. von dem Stanzstempel 6 ausgeführten Hübe in Richtung der Hubachse 8.After in the example shown, the punch 6 has a deviating from the circular cross-sectional shape, the rotational position of the punch 6 is relative to the lifting axis. 8 for the feasibility of workpiece machining or for the machining result of crucial importance. If the punch 6 at initiation of a punching stroke, that is arranged at the beginning of the opposing drive of the spindle nuts 18, 19 with its desired orientation with respect to the lifting axis 8, so care must be taken that this target orientation also on impact of the punch 6 on the workpiece to be machined is given. For this purpose, during the punching strokes, the rotary adjustment or the angle of rotation of the punch 6 with respect to the lifting axis 8 is monitored by means of the detection device 34. If the rotational angle recorded by means of the detection device 34 assumes a value other than zero, then at least one of the drive motors 23, 24 is speed-controlled by means of the evaluation and control unit 33 so that the desired rotational adjustment of the punch 6 is restored as a result. The rotational speeds or rotational speeds of the drive motors 23, 24 or of the spindle nuts 18, 19 are monitored by means of the detection devices 35, 36. Otherwise, the detection devices 35, 36 serve to control the rotational angles and directions of rotation of the spindle nuts 18, 19 and thus to control the Amount and the direction of the drive spindles 14, 15 and of the punch 6 executed strokes in the direction of the lifting axis. 8

Nach Beendigung eines Stanzhubes wird durch Richtungsumsteuerung der elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 ein Rückhub des Stanzstempels 6 ausgeführt. Auch zur Ausführung der Rückhubbewegung des Stanzstempels 6 sind die elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 bzw. die Spindeltriebe 20, 21 mit entgegengesetzten Drehrichtungen zu betreiben.After completion of a punching stroke, a return stroke of the punch 6 is performed by Richtungsumsteuerung the electric drive motors 23, 24. Also for the execution of the return stroke of the punch 6, the electric drive motors 23, 24 and the spindle drives 20, 21 to operate with opposite directions of rotation.

Sowohl bei den Stanz- bzw. Arbeitshüben als auch bei den sich an die Arbeitshübe anschließenden Rückhüben bewirken die einander entgegengesetzten Drehrichtungen der Spindelmuttern 18, 19, dass die Antriebsspindeln 14, 15 und mit diesen der Stößel 13 und der daran angebrachte Stanzstempel 6 ihre Ausrichtung um die Hubachse 8 zumindest im Wesentlichen beibehalten. Erforderlich sind allenfalls geringfügige Ausrichtungskorrekturen, die in der vorstehend beschriebenen Art und Weise vorgenommen werden. Beide Spindeltriebe 20, 21 wirken demnach als Verdrehsicherung für die Antriebsspindeln 14, 15. Eine separate Vorrichtung zur Verdrehsicherung ist daher verzichtbar.Both in the punching or working strokes as well as in the subsequent to the working strokes return the opposite directions of rotation of the spindle nuts 18, 19, that the drive spindles 14, 15 and with these the plunger 13 and the attached punch 6 their orientation the lifting axis 8 at least substantially maintained. At best, slight alignment corrections are required, which are carried out in the manner described above. Both spindle drives 20, 21 thus act as anti-rotation device for the drive spindles 14, 15. A separate device for preventing rotation is therefore unnecessary.

Soll die Ausrichtung des Stanzstempels 6 bezüglich der Hubachse 8 verändert werden, so sind die elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 und mit diesen die Spindeltriebe 20, 21 mit übereinstimmenden Drehrichtungen zu betreiben. Die gleichsinnig um die Hubachse 8 umlaufenden Spindelmuttern 18, 19 nehmen die Antriebsspindeln 14, 15 sowie den mit diesen drehfest verbundenen Stanzstempel 6 in Drehrichtung mit. Überwacht wird die Dreheinstellung des Stanzstempels 6 mittels der Erfassungseinrichtung 34, über welche das Erreichen des gewünschten Drehwinkels des Stanzstempels 6 feststellbar ist. Über die Auswerte- und Steuereinheit 33 wird der Drehantrieb des Stanzstempels 6 bei Erreichen der gewünschten Dreheinstellung stillgesetzt. Die Drehstellung der dem Stanzstempel 6 zugeordneten Stanzmatrize wird erforderlichenfalls auch verändert.If the orientation of the punch 6 with respect to the lifting axis 8 to be changed, so the electric drive motors 23, 24 and with these the spindle drives 20, 21 to operate with the same direction of rotation. The in the same direction about the lifting axis 8 rotating spindle nuts 18, 19 take the drive spindles 14, 15 and the rotatably connected with these punch 6 in the direction of rotation. Monitors the rotation adjustment the punch 6 by means of the detection device 34, via which the achievement of the desired angle of rotation of the punch 6 can be determined. About the evaluation and control unit 33, the rotary drive of the punch 6 is stopped when reaching the desired rotation setting. The rotational position of the punch die 6 associated punching die is also changed if necessary.

Denkbar ist auch eine Überlagerung von geradlinigen Bewegungen des Stanzstempels 6 in Richtung der Hubachse 8 sowie von Drehbewegungen des Stanzstempels 6 um die Hubachse 8. Zu diesem Zweck sind die Spindeltriebe 20, 21 mittels der elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 mit einander entgegengesetzten Drehrichtungen und voneinander verschiedenen Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen zu betreiben. Die Drehrichtung des Stanzstempels 6 bzw. der Antriebsspindeln 14, 15 wird dabei durch die "schnellere" der Spindelmuttern 18, 19 bestimmt. Auch bei dieser Betriebsweise des Dreh-/Hubantriebes 5 wird die Drehstellung bzw. der Drehwinkel des Stanzstempels 6 mittels der Erfassungseinrichtung 34 überwacht - und sofern erforderlich - durch Veränderung der Drehzahl wenigstens eines der Antriebsmotoren 23, 24 gesteuert.Also conceivable is a superposition of linear movements of the punch 6 in the direction of the lifting axis 8 and rotational movements of the punch 6 about the lifting axis 8. For this purpose, the spindle drives 20, 21 by means of the electric drive motors 23, 24 with opposite directions of rotation and different from each other To operate rotational speeds or speeds. The direction of rotation of the punch 6 or the drive spindles 14, 15 is determined by the "faster" of the spindle nuts 18, 19. Also in this mode of operation of the rotary / lifting drive 5, the rotational position or the angle of rotation of the punch 6 is monitored by means of the detection device 34 - and if necessary - by changing the speed of at least one of the drive motors 23, 24 controlled.

Ein Dreh-/Hubantrieb 45, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Dreh-/Hubantrieb 5 nach Fig. 2 durch die Gestaltung von Antriebsspindeln 54, 55 sowie deren Verbindung mit der Werkzeuglagerung 7 und dem Stanzstempel 6. Abweichend von den Antriebsspindeln 14, 15 gemäß Fig. 2 bilden die Antriebsspindeln 54, 55 ausweislich Fig. 3 eine einteilige Baueinheit. Ein Stößel 53 ist im Innern der axialen Aufnahme der Antriebsspindel 54 fixiert. Im Übrigen stimmt der Dreh-/Hubantrieb 45 mit dem Dreh-/Hubantrieb 5 überein. Die Antriebsspindeln 54, 55 bilden als werkzeugseitige Spindeltriebelemente gemeinsam mit motorseitigen Spindeltriebelementen in Form von Spindelmuttern 58, 59 gegenläufige Spindeltriebe 60, 61. Aufgrund der gegebenen konstruktiven und funktionellen Übereinstimmungen werden in den Fig. 2 und 3 ansonsten die gleichen Bezugszeichen verwendet.A rotary / lifting drive 45, as in Fig. 3 is shown differs from the rotary / lifting drive 5 after Fig. 2 by the design of drive spindles 54, 55 and their connection with the tool storage 7 and the punch 6. Notwithstanding the drive spindles 14, 15 according to Fig. 2 form the drive spindles 54, 55 shown Fig. 3 a one-piece unit. A plunger 53 is fixed inside the axial receptacle of the drive spindle 54. Incidentally, the rotary / lifting drive 45 coincides with the rotary / lifting drive 5. The drive spindles 54, 55 form as tool-side spindle drive elements together with motor-side spindle drive elements in the form of spindle nuts 58, 59 opposite spindle drives 60, 61. Due to the given constructive and functional correspondences are in the Fig. 2 and 3 otherwise the same reference numerals are used.

Fig. 4 zeigt einen Dreh-/Hubantrieb 85 mit Spindeltrieben 100, 101, die unter kinematischer Umkehrung der Verhältnisse gemäß den Fign. 2 und 3 ausgeführt sind. So sind im Falle des Dreh-/Hubantriebes 85 eine erste Antriebsspindel 94 mit dem Rotor 28 des ersten elektrischen Antriebsmotors 23 und eine zweite Antriebsspindel 95 mit dem Rotor 29 des zweiten elektrischen Antriebsmotors 24 direkt verbunden. Untereinander gekoppelt und an einem mit der Werkzeuglagerung 7 sowie dem Stanzstempel 6 versehenen Stößel 93 angebracht sind eine erste Spindelmutter 98 sowie eine zweite Spindelmutter 99. Dementsprechend werden im Falle des Dreh-/Hubantriebes 85 die motorseitigen Spindeltriebelemente von den Antriebsspindeln 94, 95 und die werkzeugseitigen Spindeltriebelemente von den Spindelmuttern 98, 99 gebildet. Im Übrigen stimmt der Dreh-/Hubantrieb 85 in Aufbau und Funktionsweise grundsätzlich mit den Dreh-/Hubantrieben 5, 45 nach den Fign. 2 und 3 überein. Für einander entsprechende Bauteile sind in den genannten Abbildungen übereinstimmende Bezugszeichen vorgesehen. Fig. 4 shows a rotary / lifting drive 85 with spindle drives 100, 101, the kinematic reversal of the conditions according to the FIGS. 2 and 3 are executed. Thus, in the case of the rotary / lifting drive 85, a first drive spindle 94 with the rotor 28 of the first electric drive motor 23 and a second drive spindle 95 with the rotor 29 of the second electric drive motor 24 are directly connected. A first spindle nut 98 and a second spindle nut 99 are coupled to each other and attached to a provided with the tool bearing 7 and the punch 6 ram 93. Accordingly, in the case of the rotary / lifting drive 85, the motor-side spindle drive elements of the drive spindles 94, 95 and the tool side Spindle drive elements formed by the spindle nuts 98, 99. Incidentally, the rotary / lifting drive 85 is in principle correct in construction and operation with the rotary / lifting drives 5, 45 after the FIGS. 2 and 3 match. Corresponding reference numerals are provided in the figures for corresponding components.

In Fig. 5 ist ein Dreh-/Hubantrieb 125 dargestellt, der weitgehend mit dem Dreh-/Hubantrieb 45 gemäß Fig. 3 übereinstimmt. Abweichend von dem Dreh-/Hubantrieb 45 weist der Dreh-/Hubantrieb 125 eine Dreh-Bremseinrichtung 126 für die Werkzeuglagerung 7 bzw. den Stanzstempel 6 auf.In Fig. 5 a rotary / lifting drive 125 is shown, which largely with the rotary / lifting drive 45 according to Fig. 3 matches. Notwithstanding the rotary / lifting drive 45, the rotary / lifting drive 125 on a rotary braking device 126 for the tool storage 7 and the punch 6 on.

Die Dreh-Bremseinrichtung 126 ist als Elektromotor ausgebildet und besitzt einen am dem Antriebsgehäuse 27 angebrachten Stator 127 sowie einen mit einem Stößel 133 verbundenen Rotor 128. Auch die Dreh-Bremseinrichtung 126 steht mit der Antriebssteuerung der Stanzmaschine 1 in Verbindung.The rotary brake device 126 is designed as an electric motor and has a mounted on the drive housing 27 and a stator 127 connected to a plunger 133 rotor 128. The rotary brake device 126 is connected to the drive control of the punching machine 1 in connection.

Im gezeigten Beispielsfall ist die Dreh-Bremseinrichtung 126 während der gesamten Betriebsdauer des Dreh-/Hubantriebes 125 aktiviert. Demnach erzeugt die Dreh-Bremseinrichtung 126 fortlaufend eine Bremskraft, welche einer Drehung des Stößels 133 bzw. der Werkzeuglagerung 7 und des Stanzstempels 6 um die Hubachse 8 entgegengerichtet ist. Dadurch unterstützt die Dreh-Bremseinrichtung 126 die gegenläufig betriebenen Spindeltriebe 60, 61 bei der Sicherung der Werkzeuglagerung 7 bzw. des Stanzstempels 6 gegen eine unerwünschte Drehbewegung um die Hubachse 8. Werden die Spindeltriebe 60, 61 zur Änderung der Dreheinstellung der Werkzeuglagerung 7 und des Stanzstempels 6 gleichläufig betrieben, so ist die von der Dreh-Bremseinrichtung 126 ausgeübte Bremskraft durch die elektrischen Antriebsmotoren 23, 24 zu überwinden.In the example shown, the rotary braking device 126 is activated during the entire operating period of the rotary / lifting drive 125. Accordingly, the rotary brake device 126 continuously generates a braking force, which is opposite to a rotation of the plunger 133 and the tool bearing 7 and the punch 6 about the lifting axis 8. As a result, the rotary brake device 126 supports the counter-rotating spindle drives 60, 61 in securing the tool mounting 7 or the punching punch 6 against undesired rotation about the lifting axis 8. If the spindle drives 60, 61 operated in the same direction to change the rotational position of the tool bearing 7 and the punch 6, so the force exerted by the rotary braking device 126 braking force by the electric drive motors 23, 24 to overcome ,

Alternativ ist es denkbar, dass die Dreh-Bremseinrichtung 126 nur bei gegenläufigem Betrieb der Spindeltriebe 60, 61 aktiviert ist. Auch kann anstelle der elektromotorischen Dreh-Bremseinrichtung 126 eine Dreh-Bremseinrichtung vorgesehen sein, welche die auf die Werkzeuglagerung 7 und den Stanzstempel 6 auszuübende Bremskraft mechanisch, beispielsweise durch kraftschlüssige Klemmung erzeugt.Alternatively, it is conceivable that the rotary braking device 126 is activated only in opposite operation of the spindle drives 60, 61. Also, instead of the electromotive rotary brake device 126, a rotary braking device may be provided, which generates the force to be exerted on the tool bearing 7 and the punch 6 mechanically, for example by frictional clamping.

Auch ein Dreh-/Hubantrieb 165, wie ihn Fig. 6 zeigt, entspricht weitgehend dem Dreh-/Hubantrieb 45 nach Fig. 3. Zusätzlich zu den Komponenten des Dreh-/Hubantriebes 45 ist der Dreh-/Hubantrieb 165 mit einer axialen Vorspanneinrichtung 166 ausgestattet. Die axiale Vorspanneinrichtung 166 umfasst eine Kolbenstange 167, die einerseits mit der von den Antriebsspindeln 54, 55 gebildeten Baueinheit verbunden ist und die mit ihrem gegenüberliegenden axialen Ende einen Kolben 168 durchsetzt und an letzterem mit einem radialen Überstand 169 aufliegt. Der Kolben 168 ist in einem an dem Antriebsgehäuse 27 vorgesehenen Zylinderring 170 in Richtung der Spindeltriebachse 22 beweglich geführt. Die Kolbenstange 167 ist relativ zu dem Kolben 168 um ihre Längsachse drehbar. Ein zwischen dem Kolben 168 und dem Antriebsgehäuse 27 bzw. dem Zylinderring 170 ausgebildeter Druckraum 171 ist mit Luft gefüllt und wird durch Dichtungselemente 172 gegen die Umgebung abgedichtet.Also a rotary / lifting drive 165, like him Fig. 6 shows, largely corresponds to the rotary / lifting drive 45 after Fig. 3 , In addition to the components of the rotary / lifting drive 45, the rotary / lifting drive 165 is equipped with an axial pretensioning device 166. The axial prestressing device 166 comprises a piston rod 167, which is connected on the one hand to the assembly formed by the drive spindles 54, 55 and which passes through a piston 168 with its opposite axial end and rests on the latter with a radial projection 169. The piston 168 is movably guided in a cylinder ring 170 provided on the drive housing 27 in the direction of the spindle drive axis 22. The piston rod 167 is rotatable relative to the piston 168 about its longitudinal axis. A formed between the piston 168 and the drive housing 27 and the cylinder ring 170 pressure chamber 171 is filled with air and is sealed by sealing elements 172 against the environment.

Bei der stanzenden Werkstückbearbeitung bewegt sich die Baueinheit aus Antriebsspindel 54 und Antriebsspindel 55 in Richtung der Hubachse 8 bzw. der Spindeltriebachse 22 nach unten. Die mit den Antriebsspindeln 54, 55 verbundene Kolbenstange 167 führt eine gleichgerichtete Bewegung aus und nimmt dabei den Kolben 168 mit. In der Folge wird die in dem Druckraum 171 anstehende Luft komprimiert. Über den Kolben 168 und die Kolbenstange 167 übt das komprimierte Luftkissen in dem Druckraum 171 auf die Antriebsspindeln 54, 55 und über diese auf die Werkzeuglagerung 7 und den Stanzstempel 6 eine in Richtung der Hubachse 8 und der Spindeltriebachse 22 nach oben gerichtete Kraft aus.In the punching workpiece machining, the assembly of drive spindle 54 and drive spindle 55 moves in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive shaft 22 down. The piston rod 167 connected to the drive spindles 54, 55 carries out a rectified movement, taking the piston 168 with it. As a result, the pending in the pressure chamber 171 air is compressed. About the piston 168 and the piston rod 167, the compressed air cushion in the pressure chamber 171 exerts on the drive spindles 54, 55 and on this on the tool bearing 7 and the punch 6 in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive axis 22 upward force.

Bei der Beaufschlagung des zu bearbeitenden Werkstückes durch den Stanzstempel 6 baut sich in den mit dem Stanzstempel 6 verbundenen Komponenten des Dreh-/Hubantriebes 165 eine gleichfalls in Richtung der Hubachse 8 bzw. der Spindeltriebachse 22 nach oben gerichtete Kraft auf. Durchdringt der Stanzstempel 6 das Werkstück, so sind der Stanzstempel 6 und die mit diesem verbundenen Komponenten des Dreh-/Hubantriebes 165 bestrebt, schlagartig eine in Richtung der Hubachse 8 bzw. der Spindeltriebachse 22 nach unten gerichtete Bewegung auszuführen. Eine derartige schlagartige Bewegung wird durch die von der axialen Vorspanneinrichtung 166, im Einzelnen von der komprimierten Luft im Druckraum 171 ausgeübte Vorspannkraft verhindert. Dadurch vereinfacht sich die steuerungs- bzw. regelungstechnische Beherrschung des durch einen extremen Lastwechsel geprägten Betriebszustandes des Dreh-/Hubantriebes 165 beim Durchdringen des zu bearbeitenden Werkstückes mittels des Stanzstempels 6.When loading the workpiece to be machined by the punch 6 is built in the connected to the punch 6 components of the rotary / lifting drive 165 also in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive shaft 22 upward force. If the punch 6 penetrates the workpiece, then the punch 6 and the components of the rotary / lifting drive 165 connected to it are endeavored. abruptly execute a directed in the direction of the lifting axis 8 and the spindle drive shaft 22 downward movement. Such a sudden movement is prevented by the biasing force exerted by the axial biasing means 166, in particular by the compressed air in the pressure space 171. This simplifies the control or regulation control of the stamped by an extreme load change operating state of the rotary / lifting drive 165 when penetrating the workpiece to be machined by means of the punch 6th

Anstelle des abgeschlossenen Druckraumes 171 ist auch ein Druckraum denkbar, der mit einer Drucksteuerungseinrichtung in Verbindung steht. Als Alternativen zu der im gezeigten Beispielsfall verwendeten Luft sind weitere Druckmedien, vorzugsweise gasförmiger Art, möglich. Auch kann die Kolbenstange 167 als Teil einer Dreh-Bremseinrichtung der zu Fig. 5 beschriebenen Art dienen.Instead of the closed pressure chamber 171 and a pressure chamber is conceivable, which is in communication with a pressure control device. As alternatives to the air used in the example shown, further pressure media, preferably gaseous type, are possible. Also, the piston rod 167 as part of a rotary braking device to Fig. 5 serve described type.

Claims (14)

  1. A punching machine having a tool bearing (7) for a punching tool (6) and having a rotary/lifting drive (5, 45, 85, 125, 165) by means of which the tool bearing (7) is movable in the direction of a lifting axis back and forth (8) to the working area of the punching machine and is rotatably adjustable about the lifting axis (8) and which comprises at least one motor-driven spindle transmission (20, 21; 60, 61; 100, 101) provided with a drive control (32),with spindle transmission elements in the form of a drive spindle and a spindle nut disposed thereon, of which the one is provided as the motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) and the other as tool-side spindle transmission element (14, 15; 54, 55; 98, 99), wherein the motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) is rotatable about a spindle transmission axis (22) by means of a drive motor (23, 24) relative to the tool-side spindle transmission element (14, 15; 54, 55; 98, 99) and thereby the tool-side spindle transmission element (14, 15; 54, 55; 98, 99) is movable in the direction of the spindle transmission axis (22) and the tool bearing (7) is movable in the direction of the lifting axis (8) and wherein the tool-side spindle transmission element (14, 15; 54, 55; 98, 99) is rotatable about the spindle transmission axis (22) by means of a drive motor (23, 24) and thereby the tool bearing (7) is rotationally adjustable about the lifting axis (8), characterised in that coaxial yet contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) and a drive control (32) therefor are provided, wherein the motor-side spindle transmission elements (18, 19; 58, 59; 94, 95) of the contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) are connected in respect of drive to separate drive motors (23, 24) and, controlled by the drive control (32), are rotatable about the spindle transmission axis (22) by means of the drive motors (23, 24) either in corresponding directions of rotation jointly with the associated tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99) or in opposite directions of rotation relative to the associated tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99), and wherein the tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99) of the contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) are coupled with one another for movement in the direction of the spindle transmission axis (22) and for rotation about the spindle transmission axis (22).
  2. Punching machine according to claim 1, characterised in that by means of the drive control (32) of the contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) the rotational speeds of the motor-side spindle transmission elements (18, 19; 58, 59; 94, 95) are controllable independently of one another.
  3. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the drive control (32) of the contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) comprises a sensor arrangement (34) for detecting an actual rotary adjustment of the tool bearing (7) relative to the lifting axis (8) when the motor-side spindle transmission elements (18, 19; 58, 59; 94, 95) are being driven in opposite directions of rotation, and in that for detecting the actual rotary adjustment of the tool bearing (7) the sensor arrangement (34) is connected to an evaluating and control unit (33) of the drive control, by means of which the rotational speed of at least one motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) is controllable in dependence on the detected actual rotary adjustment of the tool bearing (7).
  4. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that by means of the evaluating and control unit (33) of the drive control (32) a detected actual rotary adjustment and a desired rotary adjustment of the tool bearing (7) are comparable, and on variation of the detected actual rotary adjustment from the desired rotary adjustment the rotational speed of at least one motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) is controllable to convert the actual rotary adjustment of the tool bearing (7) into the desired rotary adjustment.
  5. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the initial rotary adjustment of the tool bearing (7) present at the start of driving of the motor-side spindle transmission elements (18, 19; 58, 59; 94, 95) in opposite directions of rotation is provided as desired rotary adjustment of the tool bearing (7), and in that, by means of the evaluating and control unit (33) of the drive control (32), on variation of the detected actual rotary adjustment of the tool bearing (7) from the initial rotary adjustment the rotational speed of at least one motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) is controllable to convert the actual rotary adjustment of the tool bearing (7) into the initial rotary adjustment.
  6. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that a rotation-braking arrangement (126) effective in the direction about the lifting axis (8) is provided for the tool bearing (7).
  7. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the rotation-braking arrangement (126) for the tool bearing (7) is in the form of an electromotive rotation-braking arrangement (126).
  8. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the contra-rotating spindle transmissions (20, 21; 60, 61; 100, 101) are constructed with uniform speed ratio.
  9. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one drive motor (23, 24) is in the form of an electric motor with a stator (25, 26) and a rotor (28, 29) arranged radially inside the stator (25, 26) and in that the motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) associated with the drive motor (23, 24) is gearlessly connected to the rotor (28, 29) and is rotatable jointly with the rotor (28, 29) about the spindle transmission axis (22).
  10. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one motor-side spindle transmission element (18, 19; 58, 59; 94, 95) on the one hand and the rotor (28, 29) and/or the stator (25, 26) of the associated drive motor (23, 24) on the other hand are arranged with a mutual overlap in the direction of the spindle transmission axis (22).
  11. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one drive motor (23, 24) is in the form of a torque motor.
  12. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the tool-side spindle transmission elements (58, 59) form a one-piece modular unit.
  13. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that for the tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99) there is provided an axial preloading arrangement (166) effective in the direction of the spindle transmission axis (22), by means of which a pre-loading force can be created which counteracts that movement of the tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99) that is associated with the movement of the tool bearing (7) towards the working area of the punching machine (1).
  14. Punching machine according to any one of the preceding claims, characterised in that the axial preloading arrangement (166) for the tool-side spindle transmission elements (14, 15; 54, 55; 98, 99) is in the form of a pneumatic preloading arrangement (166).
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