EP3197616B1

EP3197616B1 - Mehrfachwerkzeug für eine stanzvorrichtung

Info

Publication number: EP3197616B1
Application number: EP16777981.8A
Authority: EP
Inventors: Andreas Deuerlein
Original assignee: Pass Stanztechnik AG
Current assignee: Pass Stanztechnik AG
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2036-10-04
Also published as: CN107708885B; CN107708885A; WO2017060241A1; US20180141100A1; EP3197616A1; US10730094B2; DE102015219416B3

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Stanzvorrichtung, insbesondere eine Revolverstanzpresse, mit einem Mehrfachwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Mehrfachwerkzeuge sind beispielsweise aus der EP 2 596 878 A , aus der US 5,615,471 , aus der JP 09-108942 A und aus der JP 2010- 017797 A bekannt. Ein weiteres Werkzeug ist bekannt aus der US 2011/0116881 A1 .
Die DE 10 2005 005 214 A1 offenbart ein weiteres Mehrfachwerkzeug, eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Blechen. Aus der DE 10 2014 224 094 A1 ist auch ein Mehrfachwerkzeug bekannt. Die JP 2008-23575 A offenbart eine Stanzvorrichtung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einsatzmöglichkeiten einer Stanzvorrichtung, insbesondere mit motorisch angetriebener und beispielsweise drehbarer Station, zu erweitern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Stanzvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass je nach Bearbeitungsaufgabe ein Unterwerkzeug, welches mit einem Oberwerkzeug zusammenwirkt, erforderlich ist oder nicht. Beim erfindungsgemäßen Mehrfachwerkzeug liegen beide Typen von Oberwerkzeugen vor, nämlich Oberwerkzeuge, die mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken und Oberwerkzeuge, die nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken. Insbesondere dann, wenn die Unterwerkzeuge im Vergleich zu den Oberwerkzeugen einen erhöhten Bauraumbedarf haben, lassen sich im Werkzeug-Oberteil dann vorteilhaft mehr Oberwerkzeuge unterbringen.
Die Oberwerkzeuge können durch Federn jeweils in einer der Betätigung durch den Maschinenstößel entgegenwirkenden Ruhestellung axial vorgespannt sein. Dies vermeidet, dass nicht ausgewählte Oberwerkzeuge mit ihrer Gewichtskraft auf dem Werkstück lasten und dort unerwünschte Markierungen hinterlassen.
Die Stößelanordnung nach Anspruch 1 ermöglicht eine vorteilhaft zentrale Krafteinleitung des Maschinenstößels auf das Werkzeug-Oberteil. Eine axiale Verlagerung jedenfalls eines Gehäuseabschnitts des Werkzeug-Oberteils zum Werkzeug-Unterteil kann durch Betätigung des Werkzeug-Oberteil-Stößels mit dem Maschinenstößel der Stanzvorrichtung entgegen der Federkraft einer Werkzeug-Oberteil-Haltefeder erfolgen. Hierbei kann eine Relativverlagerung eines zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitts des Werkzeug-Oberteils zu einem maschinenfesten äußeren Ring-Werkzeug-Gehäuseabschnitt des Werkzeug-Oberteils erfolgen.
Grundsätzlich ist es möglich, trotz einer geringeren Anzahl von Unterwerkzeugen ein Zusammenwirken jedes Oberwerkzeugs des Mehrfachwerkzeugs mit einem der Unterwerkzeuge zu gewährleisten. Dies erfordert allerdings eine Relativbewegung des Werkzeug-Unterteils zum Werkzeug-Oberteil längs eines weiteren Freiheitsgrades. Eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 vermeidet eine derartige weitere Relativverlagerungsnotwendigkeit.
Stanzwerkzeuge der Stanzvorrichtung nach Anspruch 3 und Prägewerkzeuge der Stanzvorrichtung nach Anspruch 4 haben sich als Oberwerkzeuge für das Mehrfachwerkzeug als besonders geeignet herausgestellt. Bei dem Prägewerkzeug kann es sich um eine Graviernadel handeln. Bei dem nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirkenden Oberwerkzeug, insbesondere bei dem Prägewerkzeug, kann es sich um ein Werkzeug mit über eine Ausgleichsfeder gefedertem Bearbeitungsteil, insbesondere mit über eine Ausgleichsfeder gefedertem Prägeteil, handeln. Alternativ kann es sich bei dem Oberwerkzeug, das nicht mit einem Unterwerkzeug zusammen wirkt, um ein Werkzeug zum Signieren, zum Senken oder zum Ankörnen handeln.
Das Mehrfachwerkzeug kann mehrere Typen von Oberwerkzeugen, die mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken und/oder mehrere Typen von Oberwerkzeugen, die nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken, aufweisen.
Mindestens eines der Oberwerkzeuge oder auch alle Oberwerkzeuge können im Werkzeug-Oberteil mittels einer Schnellwechsel-Halterung gehalten sein. Insbesondere die Oberwerkzeuge, die nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken, können auf diese Weise schnell wechselbar ausgeführt sein. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn schnell zwischen einem Präge- und einem Gravierwerkzeug gewechselt werden soll.
Ein Überstand der nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirkenden Oberwerkzeuge nach der Stanzvorrichtung gemäß Anspruch 5 erlaubt eine Aktivierung des Oberwerkzeugs, d. h. eine Erzeugung eines Überstandes eines Prägeteils des Oberwerkzeugs über das sonstige Werkzeug-Oberteil, mit Hilfe eines Maschinenstößels mit planer Betätigungswand.
Eine umlaufende Anordnung der Oberwerkzeuge der Stanzvorrichtung nach Anspruch 6 erleichtert eine Auswahl des jeweiligen Oberwerkzeugs über den Maschinenstößel. Dabei ist es möglich, Oberwerkzeuge, die nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken, jeweils im Wechsel mit Oberwerkzeugen, die mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken, anzuordnen.
Das Mehrfachwerkzeug kann beispielsweise acht Oberwerkzeuge und vier Unterwerkzeuge aufweisen. Auch eine andere Anzahl der Oberwerkzeuge im Bereich zwischen zwei Oberwerkzeugen und zwanzig Oberwerkzeugen ist möglich. Die Anzahl der Unterwerkzeuge kann im Bereich zwischen einem Unterwerkzeug und beispielsweise sechzehn Unterwerkzeugen liegen.
Eine Federabstützung bei der Stanzvorrichtung nach Anspruch 7 ist ebenfalls in Bezug auf eine zentrale Krafteinleitung in das Mehrfachwerkzeug vorteilhaft.
Eine periphere Stößelfederung bei der Stanzvorrichtung nach Anspruch 8 wirkt einer Verkantungsneigung bei der Führung der Stößel und/oder der Werkzeuge in dem Werkzeug-Oberteil entgegen.
Günstigerweise umfasst eine Stanzvorrichtung, insbesondere für eine Revolverstanzpresse,

einen Maschinenstößel, und
einen Mehrfachwerkzeug,
- -- mit einem Werkzeug-Oberteil mit einer Mehrzahl von Oberwerkzeugen, die von einer Kopfseite her über eine längs einer Stößelachse verlaufenden Hubbewegung des Maschinenstößels zur Werkstückbearbeitung ansteuerbar sind, und
- -- mit einem Werkzeug-Unterteil, wobei ein Werkstück zwischen dem Werkzeug-Oberteil und dem Werkzeug-Unterteil anordenbar ist,
wobei der Maschinenstößel senkrecht zur Stößelachse eine Querschnitts-Randkontur aufweist, die von einer Rotationssymmetrie abweicht,
wobei der Maschinenstößel über einen Stößel-Schwenkantrieb um die Stößelachse schwenkbar ausgeführt ist,
wobei das Mehrfachwerkzeug über einen Mehrfachwerkzeug-Schwenkantrieb um die Stößelachse schwenkbar ausgeführt ist.

Es ist von Vorteil, wenn der Stößel-Schwenkantrieb unabhängig vom Mehrfachwerkzeug-Schwenkantrieb ansteuerbar ausgeführt ist.
Eine solche Stanzvorrichtung ist im Stande, eine Variabilität beim Einsatz der Werkzeuge des Mehrfachwerkzeugs insbesondere bei nicht um eine individuelle Werkzeugachse rotationssymmetrisch ausgeführten Werkzeugen zu erhöhen.
Es wurde außerdem erkannt, dass eine Schwenkbarkeit einerseits des Maschinenstößels und andererseits des Mehrfachwerkzeugs zur Möglichkeit führt, einerseits eine Werkzeugauswahl über den Maschinenstößel auszuführen und andererseits eine Orientierung des ausgewählten Werkzeugs zum Werkstück in Bezug auf die Längsachse des ausgewählten Werkzeugs vorzugeben. Bei auszuwählenden Werkzeugen mit zur individuellen Werkzeug-Längsachse nicht rotationssymmetrischer Querschnittskontur ermöglicht diese Schwenkbarkeit von Maschinenstößel einerseits und Mehrfachwerkzeug andererseits über die Orientierungsvorgabe eine Reduzierung der Anzahl der im Mehrfachwerkzeug vorzuhaltenden Werkzeuge.
Eine von einer Rotationssymmetrie abweichende Querschnitts-Randkontur des Maschinenstößels liegt dann vor, wenn ein Betätigungsabschnitt des Maschinenstößels, der mit den Oberwerkzeugen in Kontakt kommt, eine derartig von der Rotationssymmetrie abweichende Querschnitts-Randkontur aufweist. Rotationssymmetrisch sind dabei nur diejenigen Randkonturen, die bei jeder beliebigen Drehung um die Stößelachse ineinander übergehen. Auch eine Querschnitts-Randkontur des Betätigungsabschnitts des Maschinenstößels mit einer N-zähligen Symmetrie, beispielsweise eine zweizählige, dreizählige oder vierzählige Symmetrie, ist in diesem Sinne eine Randkontur, die von einer Rotationssymmetrie abweicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Stanzvorrichtung mit einem Mehrfachwerkzeug;
Fig. 2: perspektivisch das Mehrfachwerkzeug mit stanzvorrichtungsseitigen Komponenten, nämlich Haltekomponenten für ein Werkzeug-Oberteil und ein Werkzeug-Unterteil des Mehrfachwerkzeugs sowie einen Maschinenstößel der Stanzvorrichtung zur Auswahl eines zu betätigenden Oberwerkzeugs, wobei der Maschinenstößel der Stanzvorrichtung ein Oberwerkzeug in Form eines Stanzwerkzeugs zur Betätigung ausgewählt hat;
Fig. 3: eine Aufsicht auf das Mehrfachwerkzeug mit den stanzvorrichtungsseitigen Komponenten nach Fig. 2;
Fig. 4: eine Aufsicht auf das Werkzeug-Unterteil des Mehrfachwerkzeugs;
Fig. 5 bis 9: jeweils in einem axialen Längsschnitt Momentanpositionen des Mehrfachwerkzeugs und der stanzvorrichtungsseitigen Komponenten beim Stanzen, also bei der Nutzung eines Oberwerkzeugs in Form eines Stanzwerkzeugs;
Fig. 10: in einer zu Fig. 2 ähnlichen Darstellung das Mehrfachwerkzeug mit den stanzvorrichtungsseitigen Komponenten, wobei der Maschinenstößel der Stanzvorrichtung ein Oberwerkzeug in Form eines Prägewerkzeugs zur Betätigung ausgewählt hat; und
Fig. 11 bis 15: in zu den Fig. 5 bis 9 ähnlicher Darstellung Momentanpositionen bei der Nutzung eines Oberwerkzeugs in Form eines Prägewerkzeugs, also beim Prägen.

Eine in Fig. 1 in ihrer Gesamtheit gezeigte Stanzvorrichtung 1 umfasst ein Gestell bzw. einen Rahmen 2, an dessen oberen Gestellteil 3 ein Betätigungs- bzw. Maschinenstößel 4 angebracht ist. Unter dem Betätigungsstößel 4 ist ein Werkzeug-Oberteil 5a eines Mehrfachwerkzeugs 5 typischerweise in einem Revolver in einer oberen Revolverhalterung 6 angeordnet. An dem unteren Gestellteil 7 des Gestells 2 befindet sich, gehalten von einer unteren Revolverhalterung 8, ein Werkzeug-Unterteil 5b in Form einer Matrize. Zwischen dem Werkzeug-Oberteil 5a und dem Werkzeug-Unterteil 5b liegt ein zu bearbeitendes Werkstück 9, das hier ein Metallblech ist. Beim Werkstück 9 kann es sich um eine Blechtafel handeln.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Mehrfachwerkzeugs mit ausgewählten stanzvorrichtungsseitigen Komponenten, nämlich mit gebrochenen Abschnitten der beiden Revolverhalterungen 6 und 8 sowie mit einem einer Kopfseite des Mehrfachwerkzeugs 5 zugewandten, betätigungsseitigen Abschnitt 4a des Maschinenstößels 4. Der Betätigungsabschnitt 4a hat, wie der Aufsicht nach Fig. 3 zu entnehmen ist, einen schlüssellochförmigen Querschnitt, wobei ein Zentrum Z eines Auges dieses SchlüssellochQuerschnitts des Betätigungsabschnitts 4a mit einer zentralen Längsachse 10 des Mehrfachwerkzeugs 5 zusammenfällt. Der Maschinenstößel 4 hat also senkrecht zur mit der Längsachse 10 zusammenfallenden Stößelachse eine Querschnitts-Randkontur, die von einer Rotationssymmetrie abweicht.
Ein Fußbereich des Schlüssellochquerschnitts des Betätigungsabschnitts 4a erstreckt sich von diesem Zentrum Z radial nach außen. Der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 ist angetrieben um die Stößelachse 10 schwenk- bzw. drehbar. Hierfür sorgt ein Stößel-Schwenk- bzw. Drehantrieb 11, der in der Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, anstelle des Betätigungsabschnitts 4a das Werkzeug-Oberteil 5a um die Längsachse 10 angetrieben schwenk- oder drehbar zu gestalten.
Im Werkzeug-Oberteil 5a ist eine Mehrzahl von Oberwerkzeugen gehalten, die von der Kopfseite des Mehrfachwerkzeugs 5 her über den Maschinenstößel 4 der Stanzvorrichtung 1 zur Bearbeitung des Werkstücks 9 ansteuerbar sind. Im Werkzeug-Unterteil 5b ist eine Mehrzahl von Unterwerkzeugen gehalten. Das Werkstück 9 wird zur Werkstückbearbeitung zwischen dem Werkzeug-Oberteil 5a und dem Werkzeug-Unterteil 5b angeordnet, wie in der Fig. 1 dargestellt.
Bei der Werkstückbearbeitung wirkt jeweils eines der Unterwerkzeuge mit einem zugeordneten Oberwerkzeug, soweit dieses ausgewählt ist, zusammen.
Die Oberwerkzeuge im Werkzeug-Oberteil 5 a gehören zu zwei Oberwerkzeug-Typen. Vier der insgesamt acht Oberwerkzeuge im Werkzeug-Oberteil 5a wirken mit jeweils einem Unterwerkzeug zusammen. Bei diesen, mit den Unterwerkzeugen zusammenwirkenden Oberwerkzeugen handelt es sich um Stanzwerkzeuge 12. Bei den zugehörigen Unterwerkzeugen handelt es sich um Stanzmatrizen 13. Vier weitere der Oberwerkzeuge wirken nicht mit einem Unterwerkzeug zusammen und sind als Prägewerkzeuge 14 ausgeführt. Die Anzahl der Oberwerkzeuge 12, 14, nämlich acht, ist größer als die Anzahl der Unterwerkzeuge 13, nämlich vier. Die Prägewerkzeuge 14 wirken nicht mit einem Unterwerkzeug zusammen.
Die Oberwerkzeuge 12, 14 sind in Umfangsrichtung um die Längsachse 10 umlaufend angeordnet, wobei jeweils im Wechsel ein Stanzwerkzeug 12 und ein Prägewerkzeug 14 aufeinander folgen. Die insgesamt acht Oberwerkzeuge 12, 14 sind in Umfangsrichtung um die Längsachse 10 gleich verteilt, also mit einem Umfangswinkel-Abstand von 45° zueinander angeordnet.
Das Werkzeug-Oberteil 5 a weist zudem einen zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 auf. Der Maschinenstößel 4 der Stanzvorrichtung 1 wirkt in jeder Auswahl-Drehstellung mit dem zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 und gleichzeitig mit jeweils einem der Oberwerkzeuge 12, 14 kopfseitig zusammen. Insgesamt sind bei der dargestellten Ausführung also acht Auswahl-Drehstellungen des Betätigungsabschnitts 4a des Maschinenstößels 4 relativ zum Werkzeug-Oberteil 5a möglich.
Das Werkzeug-Oberteil 5a ist seinerseits unterteilt zwischen einem zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitt 16, der radial in einem umlaufenden Ring-Werkzeug-Gehäuseabschnitt 17 gehalten ist.
Anhand der Fig. 5 bis 9 wird nachfolgend ein Stanzvorgang beschrieben. Der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 liegt dabei in einer von vier möglichen Auswahl-Drehstellungen vor, in denen er mit einem Stößelkopf 18 eines der Stanzwerkzeuge 12 überlappt und mit diesem zusammenwirken kann.
In der Momentanposition nach Fig. 5 ist der Maschinenstößel 4 soweit axial hin zum Mehrfachwerkzeug 5 abgesenkt, dass der Betätigungsabschnitt 4a auf einem Kopf des zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößels 15 aufsetzt.
Zwischen einer Betätigungswand 19 des Betätigungsabschnitt 4a und dem Stößelkopf 18 liegt dann noch ein geringfügiger Abstand A von wenigen Zehntel Millimetern vor. Um diesen geringfügigen Abstand A steht der zentrale Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 also über die vier Stößelköpfe 18 der Stanzwerkzeuge 12 über.
In der Momentanposition nach Fig. 6 ist aufgrund der Betätigung durch den Betätigungsabschnitt 4a der zentrale Werkzeug-Gehäuseabschnitt 16 relativ zum Ring-Werkzeug-Gehäuseabschnitt 17 axial nach unten verlagert. Zwischen dem Betätigungsabschnitt 4a und dem zugeordneten Stößelkopf 18 liegt immer noch kein Kontakt vor. Die Axialverlagerung der Gehäuseabschnitte 16, 17 relativ zueinander erfolgt entgegen der Vorspannung von insgesamt acht Werkzeug-Oberteil-Haltefedern 20, die als sich axial erstreckende Schraubenfedern ausgeführt sind und sich zwischen den beiden Gehäuseabschnitten 16, 17 abstützen. Die acht Werkzeug-Oberteil-Haltefedern 20 sind gleich verteilt in Umfangsrichtung um die Längsachse 10 des Mehrfachwerkzeugs 5 angeordnet. In der Momentanstellung nach Fig. 6 ist das Werkzeug-Oberteil 5a, soweit es mit dem zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitt 16 nach unten verlagert wird, komplett auf dem Werkstück 9 aufgesetzt. Das Werkstück 9 begrenzt also die Axialverlagerung des Werkzeug-Oberteils 5a in der Momentanstellung nach Fig. 6.
Fig. 7 zeigt die Position, in der die Betätigungswand 19 des Betätigungsabschnitts 4a des Maschinenstößels 4 auf den Stößelkopf 18 des ausgewählten Stanzwerkzeugs 12 aufsetzt. Relativ zu den Stanzwerkzeugen 12 ist der zentrale Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 um den Abstand A im Vergleich zu Fig. 6 nach unten verlagert.
Fig. 8 zeigt die eigentliche Stanz-Momentanstellung während des Stanzvorgangs. Der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 ist im Vergleich zu Fig. 7 weiter axial nach unten verlagert. Das ausgewählte Stanzwerkzeug 12 und der zentrale Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 sind entgegen der Vorspannung einer zentralen Stößelfeder 21 und insgesamt vier peripherer Stößelfedern 22, die gleichverteilt in Umfangsrichtung um die Längsachse 10 angeordnet sind, weiter axial nach unten verlagert. Ein Stanzteil 23 des Stanzwerkzeugs 12 durchtritt dabei das Werkstück 9 und stanzt, zusammenwirkend mit der Stanzmatrize 13, aus dem Werkstück 9 einen Werkstückabschnitt gewünschter Form aus.
Die zentrale Stößelfeder 21 stützt sich zwischen dem zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 und einem zentralen Gehäusekern 24 des zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitts 16 ab. Die peripheren Stößelfedern 22 stützen sich zwischen peripheren Gehäuseteilen 25 des zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitts 16 und peripheren Abschnitten 15a des zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößels 15 ab.
In der Stanz-Momentanstellung nach Fig. 8 werden die drei nicht ausgewählten Stanzwerkzeuge 12 von zugeordneten Rückhaltebolzen 26 in ihrer axial oberen Neutralstellung gehalten, sodass sie nicht mit ihrer Gewichtskraft auf dem Werkstück 9 lasten. Einer dieser Rückhaltebolzen 26 ist im Schnitt der Fig. 8 zusammenwirkend mit einem Umfangsbund 12a eines der nicht ausgewählten Stanzstempel 12 gezeigt. Um diese Zusammenwirkung zu verdeutlichen, ist ein Abschnitt eines Gehäusedeckels 27 des zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitts 16 im Schnitt der Fig. 8 weggenommen, um einen Abschnitt des Umfangsbunds 12a sichtbar zu machen.
Der Rückhaltebolzen 26 ist über eine Schraubenfeder 28 in der oberen Rückhalteposition vorgespannt. Der Rückhaltebolzen 26 des ausgewählten Stanzwerkzeugs 12 wird beim Stanzen entgegen der Vorspannung der Rückhaltefeder 28 mit dem ausgewählten Stanzwerkzeug relativ zum Werkstück 9 nach unten verlagert.
Fig. 9 zeigt den Beginn der Rückkehr des Maschinenstößels 4 in die Ausgangsposition vor dem Stanzen. Dabei verliert der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 wieder den Kontakt zum Stößelkopf 18 des ausgewählten Stanzwerkzeugs 12. Der zentrale Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 bleibt aufgrund der zentralen Stößelfeder 21 noch in Kontakt mit dem Betätigungsabschnitt 4a. Über den Umfangsbund 12a, der vom zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 hintergriffen wird, wird das ausgewählte Stanzwerkzeug 12 bei der Rückkehr des zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößels 15 nach oben aus dem Werkstück 9 herausgezogen. Auch die peripheren Abschnitte 15a des Werkzeug-Oberteil-Stößels 15 hintergreifen den Umfangsbund 12a des ausgewählten Stanzwerkzeugs 12 und wirken einer Verkantung des Stanzwerkzeugs 12 im zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitt 16 beim Rückholen aus dem Werkstück 9 entgegen.
Fig. 10 zeigt eine Relativposition des Betätigungsabschnitts 4a des Maschinenstößels 4 und des Werkzeug-Oberteils 5a beim Prägen, also beim Betätigen eines der Prägewerkzeuge 14. Der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 liegt dabei in einer von vier möglichen Auswahl-Drehstellungen vor, in denen er mit einem Kopf 29 eines der Prägewerkzeuge 14 überlappt und mit diesem zusammenwirken kann.
Der Prägevorgang wird nachfolgend anhand der Fig. 11 bis 15 beschrieben. Fig. 11 zeigt die Präge-Ausgangs-Momentanstellung, bei der der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 auf dem Kopf 29 des ausgewählten Prägewerkzeugs 14 aufsetzt. Die Köpfe 29 der Prägewerkzeuge 14 stehen axial sowohl über die Stößelköpfe 18 der Stanzwerkzeuge 12 als auch über den zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 über. Aufgrund des Überstandes über den zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 verbleibt in der Fig. 11 ein Abstand B von etwa 1 mm bis 10 mm zwischen der Betätigungswand 19 des Betätigungsabschnitts 4a und dem zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15.
Fig. 12 zeigt die Momentanstellung, bei der der Betätigungsabschnitt 4a axial soweit abgesenkt ist, dass er auf dem zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 aufsetzt. Hierbei ist das ausgewählte Prägewerkzeug 14 axial relativ zu den anderen Komponenten des Werkzeug-Oberteils 5a nach unten verlagert, dass ein Prägeteil 30 des ausgewählten Prägewerkzeugs 14 über eine Unterseite des Werkzeug-Oberteils 5a ein gewünschtes Maß, nämlich maximal den Abstand B, übersteht.
Fig. 13 zeigt die Momentanstellung, bei der der Betätigungsabschnitt 4a axial weiter nach unten verlagert ist und ähnlich wie in der Fig. 6 der komplette zentrale Werkzeug-Gehäuseabschnitt 16 axial relativ zum Ring-Werkzeug-Gehäuseabschnitt 17 nach unten, also auf das Werkstück 9 zu, verlagert ist. Beim Aufsetzen auf das Werkstück 9 greift in dieser Momentanstellung nach Fig. 13 das Prägeteil 30, das bei der gezeigten Ausführung als Graviernadel ausgeführt ist, in das Werkstück 9 ein.
Die Verlagerung des Prägewerkzeugs 14 zwischen den Momentanstellungen nach den Fig. 11 und 12 erfolgt gegen die Vorspannung einer Rückhaltefeder 31. Die Rückhaltefeder 31 ist im Fußbereich des Prägewerkzeugs 14 in axialer Nachbarschaft zum Prägeteil 30 angeordnet und stützt sich zwischen einem Umfangsbund des Prägewerkzeugs 14 und einem Boden des zentralen Werkzeug-Gehäuseabschnitts 16 ab. Bei den anderen, nicht ausgewählten Prägewerkzeugen 14, sorgen deren Rückhaltefedern 31 dafür, dass diese nicht ausgewählten Prägewerkzeuge 14 in der axial oberen Neutral- bzw. Ruhestellung verbleiben.
Durch Relativbewegung des Werkstücks 9 relativ zum Prägeteil 30 in lateraler Richtung, also in den zwei Freiheitsgraden senkrecht zur Längsachse 10, kann nun über das Prägeteil 30 ein gewünschtes Muster in das Werkstück 9 eingeprägt werden.
Fig. 14 zeigt das Abheben des Werkzeug-Oberteils 5a vom Werkstück 9 nach erfolgtem Prägen. Die Momentanstellung nach Fig. 14 entspricht derjenigen nach Fig. 12.
Fig. 15 zeigt den Abschluss des Prägevorgangs. Der Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 ist vom zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel 15 abgehoben und das ausgewählte Prägewerkzeug 14 ist aufgrund der Vorspannung der Rückhaltefeder 31 wieder in die Neutralstellung zurückgekehrt, bei der das Prägeteil nicht über die Unterseite des Werkzeug-Oberteils 5a übersteht.
Unterhalb eines Kopfes 29 jedes der Prägewerkzeuge 14 ist eine das Prägewerkzeug in einem kopfseitigen Abschnitt umgebende Ausgleichsfeder 32 angeordnet. Letztere stützt sich zwischen dem jeweiligen Kopf 29 und einem Grundkörper 14b des Prägewerkzeugs 14 ab. Mit Hilfe der Ausgleichsfeder 29 ist es möglich, bei einem Prägevorgang Unebenheiten des Werkstücks 9 auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich kann mit der Ausgleichsfeder 32 abhängig von einer Eintauchtiefe des Prägeteils 30 im Werkstück 9 eine Vorspannkraft vorgegeben werden, mit der das Prägeteil 30 auf das Werkstück 9 drückt.
Alternativ zu einer Graviernadel als Prägeteil 30 kann beim Prägewerkzeug 14 ein Senkeinsatz zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird auf die Ausgleichsfeder 32 verzichtet und das Prägewerkzeug ist zwischen dem Kopf 29 und dem Prägeteil 30 starr ausgeführt.
Wie oben bereits angesprochen, kann das Werkzeug-Oberteil 5a oder auch das gesamte Mehrfachwerkzeug 5 über einen Mehrfachwerkzeug-Schwenkantrieb 34 um die Längsachse 10, die mit der Stößelachse des Mehrfachstößels 4 zusammenfällt, schwenkbar bzw. drehbar ausgeführt sein. Der Mehrfachwerkzeug-Schwenkantrieb 34 ist in der Figur 2 schematisch dargestellt.
Die über die Antriebe 11 bzw. 34 ermöglichte Relativ-Schwenkbarkeit des Werkzeug-Oberteils 5a zum Betätigungsabschnitt 4a des Maschinenstößels 4 ermöglicht einerseits eine Auswahl des Oberwerkzeugs 12 bzw. 14 und ermöglicht zudem eine Relativpositionierung einer Schwenkposition eines um seine individuelle Werkzeugachse nicht rotationssymmetrisch ausgeführten Oberwerkzeugs zum Werkstück 9. Soweit das ausgewählte Oberwerkzeug 12 bzw. 14 eine um dessen Längsachse nicht symmetrische Bearbeitungskontur aufweist, kann über diese Relativpositionierung der Schwenkposition eine Winkel-Orientierung dieser Bearbeitungskontur zum Werkstück vorgegeben werden.
Über einen weiteren Antrieb ist es grundsätzlich möglich, das Werkzeug-Unterteil 5b unabhängig vom Werkzeug-Oberteil 5a um die Längsachse 10 angetrieben schwenk- bzw. drehbar zu gestalten. Dies kann zur Zuordnung eines ausgewählten Unterwerkzeugs 13 zu einem Oberwerkzeug 12 genutzt werden. Grundsätzlich ist hierüber auch eine Ausführung möglich, die ausschließlich Oberwerkzeuge aufweist, die mit einem Unterwerkzeug zusammenwirken, wobei dennoch die Anzahl der Oberwerkzeuge größer ist als die Anzahl der Unterwerkzeuge. Dem jeweils ausgewählten Oberwerkzeug wird dann über eine entsprechende Relativdrehung des Werkzeug-Unterteils 5b zum Werkzeug-Oberteil 5a um die Längsachse 10 ein vorgegebenes Unterwerkzeug 13 zugeordnet.

Claims

Stanzvorrichtung (1), insbesondere Revolverstanzpresse,
- mit einem Mehrfachwerkzeug (5),
-- mit einem Werkzeug-Oberteil (5a) mit einer Mehrzahl von Oberwerkzeugen (12, 14), die von einer Kopfseite her über einen Maschinenstößel (4) der Stanzvorrichtung (1) zur Werkstückbearbeitung ansteuerbar sind, und

-- mit einem Werkzeug-Unterteil (5b) mit einer Mehrzahl von Unterwerkzeugen (13),

-- wobei ein Werkstück (9) zwischen dem Werkzeug-Oberteil (5a) und dem Werkzeug-Unterteil (5b) anordenbar ist,

-- wobei jeweils eines der Unterwerkzeuge (13) mit einem zugeordneten Oberwerkzeug (12) zusammenwirkt,

dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anzahl der Oberwerkzeuge (12, 14) größer ist als die Anzahl der Unterwerkzeuge (13), und

- der Maschinenstößel (4) der Stanzvorrichtung (1) gleichzeitig mit einem zentralen Werkzeug-Oberteil-Stößel (15) und mit jeweils einem der Oberwerkzeuge (12, 14) kopfseitig zusammenwirkt.
Stanzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Oberwerkzeuge (14) nicht mit einem Unterwerkzeug (13) zusammenwirkt.
Stanzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwerkzeuge (12), die mit jeweils einem der Unterwerkzeuge (13) zusammenwirken, als Stanzwerkzeuge ausgeführt sind.
Stanzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwerkzeuge (14), die nicht mit einem Unterwerkzeug (13) zusammenwirken, als Prägewerkzeuge ausgeführt sind.
Stanzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwerkzeuge (14), die nicht mit einem Unterwerkzeug (13) zusammenwirken, kopfseitig und zum Maschinenstößel (4) der Stanzvorrichtung (1) hin über das sonstige Werkzeug-Oberteil (5a) überstehen.
Stanzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwerkzeuge (12, 14) in Umfangsrichtung um eine Längsachse (10) des Mehrfachwerkzeugs (5) umlaufend angeordnet sind, wobei ein Oberwerkzeug (14), das nicht mit einem Unterwerkzeug zusammenwirkt, in Umfangsrichtung zwischen zwei Oberwerkzeugen (12), die mit jeweils einem der Unterwerkzeuge (13) zusammenwirken, angeordnet ist.
Stanzvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Werkzeug-Oberteil-Stößel (15) entgegen einer Betätigungsrichtung des Maschinenstößels (4) über eine zentrale Stößelfeder (21) abgestützt ist.
Stanzvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug-Oberteil-Stößel (15) entgegen der Betätigungsrichtung des Maschinenstößels (4) über mehrere periphere Stößelfedern (22) abgestützt ist.