EP3953165A1 - Werkzeugeinheit, presse zur aufnahme einer solchen werkzeugeinheit und verfahren zum betriebsbereiten anordnen der werkzeugeinheit in der aufnahme der presse - Google Patents

Werkzeugeinheit, presse zur aufnahme einer solchen werkzeugeinheit und verfahren zum betriebsbereiten anordnen der werkzeugeinheit in der aufnahme der presse

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Publication number
EP3953165A1
EP3953165A1 EP20722220.9A EP20722220A EP3953165A1 EP 3953165 A1 EP3953165 A1 EP 3953165A1 EP 20722220 A EP20722220 A EP 20722220A EP 3953165 A1 EP3953165 A1 EP 3953165A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
press
unit
tool unit
ram
Prior art date
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Pending
Application number
EP20722220.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Prinzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Publication of EP3953165A1 publication Critical patent/EP3953165A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0052—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
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    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/16—Shoulder or burr prevention, e.g. fine-blanking
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    • B21D37/04—Movable or exchangeable mountings for tools
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies

Definitions

  • Tool unit press for receiving such a work tool unit and method for the ready-to-use arrangement of the tool unit in the receptacle of the press
  • the invention relates to a tool unit for a press, a press with a receptacle for such a tool unit and a method for arranging the tool unit in an operational state in the press.
  • the method also includes exchanging a currently used tool unit with another tool unit.
  • embossing presses for embossing coins, medals, blanks or other plate-shaped blanks
  • the exchange and setting up of the tools for forming a blank, especially a round blank takes a lot of time.
  • the minting tools must be aligned very precisely relative to each other due to the filigree structures that are to be minted in a coin or medal.
  • Setting up a press before operation takes a relatively long time. If the tools wear out during operation, it may be necessary to stop the press, replace and realign the tools and then resume operation. The previous embossing presses therefore have relatively long downtimes.
  • a minting press is for example from DE 26 28 855 C2 known. It has a receptacle for a die (first tool) and a ram that carries a male die (second tool).
  • the holder for the first tool consists of semicircular shells that bil in the clamped state a cavity for the first tool. The two tools can be exchanged separately and must be aligned with one another when the press is put into operation, so that optimal embossing results are achieved.
  • DE 10 2015 010 489 A1 describes a forging press with a tool carrier.
  • the tool carrier has a sliding surface.
  • One or more tools for replacement can be displaceably guided on this sliding surface.
  • the object of the present invention to provide a tool unit for a press, in particular an embossing press, which can be used or removed from the press with little downtime.
  • the tool unit according to the invention for a press has a tool carrier which is adapted to be interchangeably connected to the press.
  • the tool carrier is designed to be arranged, positioned and / or aligned in a corresponding receptacle on a press frame of the press and attached to the press. Sengestell to be releasably attached.
  • the tool unit represents a uniformly manageable assembly that can be handled manually or automatically in order to arrange it on a press or to remove it from a press.
  • the tool unit also has a first tool and a second tool.
  • the two tools are aligned with a tool axis on the tool carrier.
  • the two tools are arranged coaxially to the tool axis A, so to speak.
  • the tool unit has a tool guide by means of which the second tool is supported on the tool carrier so as to be movably guided along the tool axis.
  • the second tool can thereby be moved in a stroke direction towards the first tool and opposite to the stroke direction in a return stroke direction away from the first tool.
  • the two tools are thus aligned and guided relative to one another by the tool unit itself.
  • the second tool can be coupled to a ram of the press via a corresponding Kopplungseinrich device of the press, so that the movement of the ram is transmitted to the second tool and thereby a stroke in the stroke direction or a Return stroke can be caused in the return stroke direction.
  • the two tools are already guided and aligned in the tool unit so that they can move relative to one another, the insertion or replacement of the tools in the press is considerably simplified.
  • the tool unit is handled as an assembly or structural unit as a whole, so that there is no need for complex alignment of the two tools relative to one another in the press.
  • the second tool does not use the guide of the ram, but the tool unit has its own separate tool guide for the second tool.
  • the tools of the tool unit are preferably stamping tools for an stamping press, for example to stamp coins, medals or the like from a plate or disk-shaped blank or a round blank.
  • the blank or the round blank can consist in one piece or in several pieces of a core and one or more rings arranged concentrically around the core.
  • the outer contour of the round blank or a part of a round blank can, for example, be circular or polygonal or have any other essentially arbitrary shape.
  • the tool guide is set up to support transverse movements of the second tool transversely to the tool axis and / or tilting movements of the second tool with respect to the tool axis.
  • the tool guide can be designed such that the second tool can only be moved along the tool axis in a single degree of freedom and movements are supported in all other degrees of freedom - apart from a technically required clearance.
  • the tool guide can, for example, have at least one guide column which is movably mounted in an associated guide bush parallel to the tool axis.
  • the first tool can be motion-coupled to the at least one guide column, for example be arranged immovably with respect to the guide column.
  • the at least one leader Guide bushing can be present on the tool carrier.
  • the second tool has a tool coupling surface, by means of which the second tool rests against a ram surface of a ram of a press at least during its movement in the stroke direction.
  • the tool coupling surface and the tappet surface are preferably flat at right angles to the tool axis.
  • the second tool and the ram are designed in the area of the adjacent tool coupling surface and the ram surface in such a way that a tilting movement of the ram relative to the tool axis and / or transverse movement of the ram perpendicular to the tool axis is not transmitted to the second tool.
  • the first tool is movable between a forming position and an ejection position.
  • a shaped round blank can be ejected from a ring after reshaping or stamping.
  • the first tool is particularly immovably supported in the stroke direction and can either be supported on the tool carrier or on the press.
  • the first tool is arranged immovably relative to the tool carrier.
  • a transport part with a sliding surface can preferably be present on the tool carrier.
  • the trans port part with the sliding surface is designed to allow the sliding transport of circular blanks into the tool unit or from the tool unit. This allows the circular blanks are positioned between the two tools in order to subsequently reshape or emboss and / or punch them and, after the embossing and / or punching, be transported away via the sliding surface.
  • a push guide is present on the tool carrier.
  • the Schubrate tion is set up to work together with a frame guide on a press frame of the press.
  • the tool unit can be moved into or out of the receptacle of the press via the push guide and the frame guide.
  • At least one positioning recess is present on the tool carrier of the tool unit.
  • the at least one positioning recess is designed to work together with a Positionierkör by a positioning device of the press.
  • the at least one positioning body By inserting the at least one positioning body into the at least one positioning recess, the tool carrier and therefore the tool unit can be positioned or aligned relative to a press frame of the press.
  • the at least one positioning recess has a tapering cross section and can in particular be conical in shape.
  • the at least one positioning projection is preferably designed to be complementary to the at least one positioning recess.
  • a press according to the invention for forming a round blank has a receptacle for an exchangeable tool unit, in particular for a tool unit according to one of the exemplary embodiments, as explained above were.
  • the press has a positioning device with at least one positioning body.
  • the positioning body can be moved into a positioning position in which it protrudes at least partially into an associated positioning recess on the tool unit.
  • the tool unit can be positioned and / or aligned relative to the press.
  • the press has a clamping device which is set up to clamp the tool unit in the receptacle.
  • the clamping device is designed in particular in such a way that during the generation of the clamping force there is no form fit by the clamping device, but a force-locking or frictional connection between the clamping device and the tool unit is maintained. It is particularly advantageous if the press is set up to move the at least one positioning body of the positioning device out of the positioning position after clamping the tool unit so that there is no contact between the at least one positioning body and the at least one positioning recess. In another embodiment, the clamping device can alternatively or additionally be designed in such a way that a form fit is created while the clamping force is being generated.
  • the press has a coupling device.
  • the coupling device is set up to couple the second tool to a ram of the press, so that the movement of the ram can be transmitted to the second tool in order to move it in the stroke direction or in the return stroke direction. It is preferred if the coupling device is set up to push or pull the second tool in the return stroke direction with a coupling force towards the plunger.
  • a preferably posi tionable or adjustable stop surface can be present on the press, against which the second tool is pressed or pulled by the coupling force when it assumes a rest position. In the rest position, the second tool is at a maximum distance from the first tool when the first tool is in the forming position.
  • the second tool In the rest position, the second tool is not lifted from the contact surface by the ram.
  • the ram is located in the area of its reversal point, which is remote from the first tool in the return stroke direction and which can also be referred to as the lower reversal point.
  • the coupling device is set up to allow transverse movements of the ram transversely to the tool axis and / or tilting movements of the ram with respect to the tool axis. This prevents such transverse movements or tilting movements of the ram from being transmitted to the second tool. This prevents the second tool from jamming, which is guided by means of the tool guide independently of the guide of the ram on the tool unit.
  • the tool unit is inserted into the receptacle of the press.
  • the tool unit is inserted into the receptacle of the press.
  • Push guide on the tool carrier and the frame guide used on the press frame and the tool unit is inserted transversely to the tool axis into the receptacle on the press frame.
  • the tool unit is then positioned and / or aligned relative to the press frame.
  • the at least one positioning body is moved into the respectively assigned at least one positioning recess on the tool unit by means of the positioning device, so that the at least one positioning body comes into contact with the tool unit in the at least one positioning recess, so that the position and / or alignment the tool unit is set relative to the press frame.
  • the tool unit is then clamped to the press frame by means of a clamping device. After clamping, the at least one positioning body can be withdrawn again from the respectively assigned Positionierver recess, so that there is no contact between the at least one positioning body and the tool unit.
  • Figure 1 shows a schematic, block diagram-like surface representation of a tool unit arranged in a receiving space of a press during positioning and / or alignment
  • FIG. 2 shows the block diagram from FIG. 1 after alignment in an operationally ready state while a round blank is being fed into the tool unit
  • FIG. 3 shows the embodiment according to Figures 1 and 2 during the stamping of the supplied round blank
  • Figure 4 shows the embodiment according to Figures 1-3 during the ejection of the round blank after embossing
  • Figure 5 shows the embodiment according to Figures 1-4, in which the round blank was incorrectly positioned before the embossing
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of an exemplary embodiment of a tool unit and a press before the tool unit is inserted into the receptacle of the press
  • Figure 7 shows the embodiment of the tool unit and the press from Figure 6 in a further perspective view
  • Figure 8 shows the embodiment of the tool unit and the press according to Figures 6 and 7 after the tool unit was inserted into the receptacle of the press
  • FIG. 9 shows a perspective view of the execution example of the tool unit according to Figures 6-8.
  • FIGS. 10-13 each show a sectional view through the tool unit and the press according to FIGS. 6-9, the tool unit being arranged in the receptacle of the press and
  • FIGS. 14 and 15 each show a perspective sectional illustration of the exemplary embodiment of the tool unit according to FIGS. 6-13.
  • FIGs 6 and 7 is a perspective view of an embodiment of a tool unit 20 and a press 21 is illustrated, the press 21 is only partially shown.
  • the press 21 is set up as an embossing press, in particular Münzoniagepres se, for forming one-piece or multi-piece discs into coins, medals or the like.
  • the press 21 has a press frame 22 with a receptacle 23 which is set up for receiving the tool unit 20.
  • a frame guide 24 is present in the receptacle 23, which works together with a push guide 25 on the tool unit 20, so that the tool unit 20 is pushed into the receptacle 23 on the press frame 22 at right angles to a stroke direction H and a return stroke direction R can.
  • the tool unit 20, which is completely pushed into the receptacle 23, is illustrated in FIG.
  • the frame guide 24 has two spaced apart guide projections 26 opposite one another, each of which has a guide rail form.
  • the guide projections 26 or guide rails extend in an insertion direction at right angles to egg ner stroke direction H and a return stroke direction R.
  • the stroke direction H and the return stroke direction R are oriented opposite to one another and define the direction in which a ram 27 of the press 21 is and / or can move a tool coupled in movement to the ram 27 of the tool unit 20 for forming a round blank.
  • the movement of the ram 27 is caused gently by a ram drive 28 of the press 21.
  • the tool unit 20 has a tool carrier 31 on which the sliding guide 25 is formed or is present.
  • the thrust guide 25 each Weil has a groove-like thrust recess 32, which is bounded by two spaced apart groove flanks 33, 34 be.
  • the stroke direction H and the return stroke direction R are aligned essentially vertically, so that one groove flank forms an upper groove flank 33, while the groove flank arranged vertically below it represents a lower groove flank 34 when the tool unit 20 is aligned in one position, in which it can be inserted into the receptacle 23.
  • an associated guide projection 26 engages in the push recess 32.
  • the upper groove flank 33 rests on top of the respectively assigned guide projection 26.
  • FIGS. 6-13 the essential parts of the tool unit 20 and elements of the press 21 are each illustrated in the manner of a block diagram.
  • the Figu ren 14 and 15 each show a perspective sectional Representation by a specific exemplary embodiment of the tool unit 20 according to FIGS. 6-13.
  • the tool unit 20 is arranged in the receptacle 23 of the press 21.
  • the complete insertion of the tool unit 20 into the receptacle 23 is detected by a sensor device 38, for example.
  • the sensor device 38 is shown, for example, in FIG. 3 and is omitted in FIGS. 1, 2 and 4 for the sake of clarity.
  • the sensor device 38 has a light transmitter 39, for example a laser or the like, and a light receiver 40.
  • a light transmitter 39 for example a laser or the like
  • a light receiver 40 On the work tool carrier 31 of the tool unit 20 there is a through hole 41 which releases the light path between the light transmitter 39 and the light receiver 40 when the tool unit 20 is completely and correctly in the receptacle 23 net. If the tool unit 20 is not in the correct position in the receptacle 23, the tool carrier 31 or at least part of it interrupts the light path between the light transmitter 39 and the light receiver 40, so that depending on the signal at the light receiver 40, the correct or incorrect arrangement of the tool unit 20 can be recognized in the receptacle 23.
  • another sensor system can also be used, such as proximity switches or contact switches that can operate electrically and / or magnetically.
  • the tool unit 20 has a first tool 45 and a second tool 46, which are arranged in alignment along a common tool axis A.
  • the tool unit 20 also has a tool guide 47 by means of which the second tool 46 can be moved in the stroke direction H towards the first tool 45 and in the opposite direction away from the first tool 45 in the return stroke direction R.
  • the tool guide 47 is preferably designed in such a way that tilting movements of the second tool 46 relative to the tool axis A and / or transverse movements of the second tool 46 radially or at right angles to the tool axis A - apart from the technically necessary play - are supported on the tool carrier 31.
  • the tool guide 47 is thus designed as a linear guide for moving the second tool 46 along the tool axis A.
  • the tool guide 47 has at least two guide columns 48 which extend parallel to one another and at a distance from the tool axis A in the stroke direction H and return stroke direction R.
  • Each guide column 48 is guided displaceably in an assigned guide bushing 49 in the stroke direction H and return stroke direction R.
  • the guide bushings 49 are arranged on the tool carrier 31 or in the tool carrier 31.
  • recesses or through holes can be present in the tool carrier 31, for example, in each of which one of the guide bushings 49 is angeord net.
  • the guide bushes 49 can be designed as sliding bearing bushes or as roller bearing bushings for the guide columns 48.
  • the two guide columns 48 are arranged immovably relative to the second tool 46.
  • the second tool 46 is also fastened to the cross member 50.
  • the cross member 50 may be an integrally trained body.
  • the two tools 45, 46 of the tool unit 20 are preferably designed in several parts, which can be seen in particular in FIG.
  • the first tool 45 has a first pressure piece 51 to which a first die 52 is attached.
  • the second tool 46 has a second pressure piece 53 on which a second stamping die 54 is attached.
  • a transport part 57 is attached to the tool carrier 31, which is designed in the form of a plate, for example.
  • the transport part 57 has on its side facing the first tool 45 a sliding surface 58 which extends essentially at right angles to the tool axis A in one plane.
  • the sliding surface 58 is set up to enable a sliding transport of circular blanks 59 to be reshaped or embossed.
  • a corresponding transport device can be provided in order to transport round blanks 59 into the tool unit 20 and, after the shaping or stamping of the respective round blank 59, out of the tool unit 20.
  • a turntable can be used as a transport device, which can be rotated step by step around an axis of rotation and at a distance has a plurality of transport pockets for receiving a circular blank 59 each on its axis of rotation.
  • a transport pocket is aligned with the tool axis A of the tool unit 20.
  • the round 59 located in one of the transport pockets slides on the sliding surface 58 when the turntable is rotated into a position in which it is between the two tools 45, 46 is located and can be deformed or embossed relative to the first tool 45 by a stroke of the second tool 46.
  • the embossed round 59 can then be ejected back into the transport bag, for example by means of an ejector device 62.
  • the ejector device 62 can for example have an ejector 63 which is movable in the stroke direction H and in the return stroke direction R and on which the first tool 45 is supported when the tool unit 20 is arranged in the receptacle 23 (FIG. 10).
  • the first tool 45 can be moved between a forming position I (FIGS. 1-3 and 5) and an ejection position II (FIG. 4).
  • the ejector device 62 is required if an embossed circular blank 59 does not simply fall back into the transport bag due to the force of weight alone.
  • a ring 64 is present adjacent to the first tool 45 when it is in the forming position I, which ring is arranged on the tool carrier 31 and, in the exemplary embodiment, is supported on the tool carrier 31 in a spring-elastic manner in the stroke direction H.
  • the circular blank 59 is shaped or stamped, the circular blank 59 is located within the ring 64 (FIG. 3).
  • the ring 64 limits the radial expansion of the circular blank 59 during forming or stamping.
  • the circular blank 59 can be held or clamped in the ring 64 in a non-positive manner by forming or stamping.
  • the embossed circular blank 59 can be ejected from the ring 64 and conveyed back into the transport bag.
  • the first tool 45 is moved from the forming position I into the ejection position II, so that the first tool 45 at least partially engages in the ring 64 and ejects the formed or embossed round blank 59, which is shown schematically in FIG 4 is shown.
  • the ejector 63 on which the first tool 45 is supported, is moved in the return stroke direction R.
  • the embossed round 59 can be fed out by means of the transport device and, for example, by means of the turntable from the tool unit 20 and a new round 59 to be embossed, which is located in the adjacent transport pocket of the turntable.
  • the press 21 has a coupling device 68.
  • the coupling device 68 is set up to apply a coupling force to the second tool 46, which forces the second tool 46 in the return stroke direction R towards the ram 27 of the press 21.
  • the coupling device 68 exerts a tensile force on the second tool 46 in the return stroke direction R when the coupling is established (FIGS. 2-5).
  • a tool coupling surface 69 of the second tool 46 rests against a stop surface 70 of the press 21 or of the press frame 22.
  • the stop surface 70 is designed in Ausry approximately as an annular surface, which is coaxial with the Plunger 27 is arranged.
  • the tool coupling surface 69 faces a ram face 71 of the ram 27. In the rest position shown in Figure 2, the ram surface 71 can be arranged at a distance from the tool coupling surface 69.
  • the tool coupling surface 69 is aligned in a plane at right angles to the tool axis A, for example.
  • the ram surface 71 extends substantially at right angles to the stroke direction H or return stroke direction R.
  • the movement in the stroke direction H or return stroke direction R also be at right angles to the stroke direction H or return stroke direction R.
  • the coupling device 68 prevents such an undesired ram alignment or plunger transverse movement from being transmitted to the second tool 46, in that the coupling device 68 does not produce any movement coupling in these degrees of freedom between the plunger 27 and the second tool 46.
  • only the movement coupling in the stroke direction H or return stroke direction R is established by means of the coupling device 68.
  • the coupling device 68 has a coupling part 72 which is connected to an actuator unit 73 by means of a suitable linkage or some other connection.
  • a biasing device 74 for example a spring arrangement
  • the coupling part 72 is urged in the return stroke direction R relative to the press frame alternate 22 and thereby biased.
  • the actuator unit 73 is set up to counteract the coupling part 72 to position or move the force of the pretensioning device 74 in the stroke direction H.
  • the actuator unit 73 can serve as a stop in order to prevent a movement of the coupling part 72 in the return stroke direction R by the biasing force of the biasing device 74 (FIG. 1).
  • the coupling part 72 can be brought into contact with a counter-coupling part 75 which is connected to the second tool 46 is coupled.
  • the counter-coupling part 75 is arranged immovably with respect to the second tool 46, for example, and can be present on the cross member 50 or be formed by part of the cross member 50.
  • a coupling surface 76 is present on the coupling part 72, which in particular corresponds to a spherical surface section.
  • a coupling surface 76 kom plementary counter-coupling surface 77 is present, which also corresponds to a spherical surface section according to the game.
  • the coupling surface 76 is convex in the gameariessbei, while the counter coupling surface 77 is concave.
  • a reverse arrangement is also possible as an alternative to the illustrated embodiment.
  • the coupling surface 76 and the counter-coupling surface 77 can also have other contours than the shape shown in FIGS. 10 and 12 with concave or convex spherical surface sections.
  • the fact that the coupling surface 76 and counter coupling surface 77 abut each other slidably enables the coupling device 68 to tilt movements of the ram 27 of the press 21 relative to the tool axis A and / or transverse movements at right angles to the tool axis A and not or only to a negligible extent fang on the second tool 46 transfers.
  • the coupling device 68 can have a plurality of coupling parts 72, which each cooperate with a counter-coupling part 75 of the tool unit 20.
  • the coupling parts 72 can be subjected to a prestressing force by a common or by a respective prestressing device 74 and have a common or one actuator unit 73.
  • the press 21 has two coupling parts 72 each, each with a pretensioning device 74 and an actuator unit 73 each.
  • the coupling device 68 of the press 21 ensures that the second tool 46 executes a movement in the stroke direction H when the ram 27 moves in the stroke direction H and the ram surface 71 rests against the tool coupling surface 69 (FIG. 3). As a result, a round plate 59 can be lifted off the sliding surface 58 and moved into the ring 64 in order to test the round plate 59 in the ring 64 between the work 45, 46 to form or emboss.
  • the tool coupling surface 69 rests on the stop surface 70 in the rest position of the second tool 46. It is possible for the second tool 46 to carry out only part of the stroke movement of the ram 27.
  • the stroke of the ram 27 of the press 21 in the stroke direction H can be greater than the movement in the stroke direction H that the second tool 46 executes.
  • the press 21 also has a positioning device 82 with at least one and, according to the example, two positioning bodies 83.
  • the positioning bodies 83 can each be moved in the stroke direction H and in the return stroke direction R by a positioning drive 84.
  • the positioning drive 84 can be formed by a cylinder.
  • the positioning bodies 83 taper in the return stroke direction R towards their free end and are, for example, configured conically.
  • Each positioning body 83 is assigned to a positioning recess 85 present on the tool unit 20 and, for example, on the tool carrier 31.
  • the positioning recesses 85 are open in the direction of stroke H in the execution example. They taper inward in the return stroke direction R and are in particular formed conically from the respectively associated positioning body 83.
  • the positioning bodies 83 can be moved into a positioning position III (FIG. 1), in which the positioning bodies 83 engage in the respectively assigned positioning recess 85 and rest within the positioning recess 85 on the tool carrier 31. Because both the positioning bodies 83 and the positioning depressions 85 are tapered and in particular conically tapered in the return stroke direction R, the tool unit 20 is oriented relative to the press frame 22.
  • Thrust guide 25 are hen with a corresponding game verses.
  • the receptacle 23 of the press frame 22 is therefore the designed so that a relative movement between the tool unit 20 and the press frame 22 is possible.
  • the press 21 has a clamping device 90.
  • the clamping device 90 is designed to bring about a clamping force between the tool carrier 31 and the press frame 22 and, for example, between the push guide 25 and the frame guide 24.
  • the tool unit 20 is fixed in a clamping manner in the receptacle 23 of the press frame 22.
  • the clamping device 90 has for this purpose several and, according to the example, four clamping bodies 91, which can be moved into a clamping position IV (FIGS. 2-5) by means of a respective associated clamping drive 92.
  • the clamping bodies are moved in the return stroke direction R or in the stroke direction H by means of the respectively assigned clamping drive 92.
  • the clamping drive 92 can be formed for example by a cylinder and in particular a hydraulic cylinder.
  • clamping bodies 91 are pressed against the tool carrier 31 in the return stroke direction R by means of the Klemman drives 92.
  • the obe Ren groove flanks 33 are pressed with the clamping force against the respective adjacent guide projection 26.
  • a force-fit fixing of the tool unit 20 in the receptacle 23 is achieved.
  • the clamping bodies 91 are only in a force-locking manner on the tool carrier 31 and do not produce a form-fit connection. This ensures that the relative position and the relative alignment between the tool unit 20 and the press frame 22, which is set by means of the positioning device 82, is not impaired by the clamping device 90.
  • FIG 11 is an embodiment of the Clamping device 90 illustrates, in which the Klemman drive 92 each has a spring assembly and in particular a Tel lerfederbyte that is supported on a piston 94 of a cylinder 95.
  • the associated clamping body 91 is arranged on the piston 94 of the respective Klemman drive 92 and protrudes from the cylinder 95.
  • the disk spring assembly 93 urges the piston 94 with the clamping body 91 in the remindhubrich device R and in the clamping position IV against the tool carrier 31 in order to generate the clamping force.
  • a chamber in the cylinder 95 can be subjected to fluid pressure, for example hydraulic pressure, in order to move the piston 94 with the clamping body 91 in the stroke direction H out of the clamping position IV and the clamping of the tool unit 20 in the receptacle 23 repeal.
  • fluid pressure for example hydraulic pressure
  • a tool unit 20 is arranged in the press 21, for example, as follows:
  • the positioning device 82 Before the tool unit 20 is inserted into the receptacle 23, the positioning device 82, the
  • the clamping device 90 and the coupling device 68 are moved into a position in which the tool unit 20 can be inserted or pushed into the receptacle 23. Then the tool unit 20 is pushed into the receptacle 23, for example using the push guide 25 and the frame guide 24, until the tool unit 20 is completely and correctly arranged in the receptacle 23. This is detected by means of the sensor device 38 (FIG. 3). Once the tool unit 20 is correctly in the Recording 23 was used, the positioning, alignment, fixing and coupling of the tool unit 20 to the press 21 is carried out. This can be done either fully automatically after the correct arrangement of the tool unit 20 in the receptacle 23, which is detected by the sensor device 38, or after the triggering of a corresponding command by an operator.
  • the positioning device 82 is activated and the positioning bodies 83 are moved into their respective positioning position III.
  • the positioning bodies 83 engage in the respective associated Positionierver recess 85 and align the tool unit 20 relative to the press frame 22. This state is illustrated schematically in FIG.
  • the clamping device 90 and the coupling device 68 are activated simultaneously or one after the other.
  • the clamping bodies 91 of the clamping device 90 are preferably first moved into their respective clamping position IV, thereby causing the tool unit 20 to be clamped in the receptacle 23 of the press frame 22.
  • the positioning bodies are moved out of their positioning position III via 83 of the positioning device 82, so that there is no longer any contact between the positioning bodies 83 and the tool unit 20 or the tool carrier 31 (FIG. 2).
  • the coupling device 68 or the actuator unit 73 is actuated so that the second tool 46 is urged against the stop surface 70 with a pretensioning force of the pretensioning device 74 in the rest position (FIG. 2).
  • a circular blank 59 can now be fed between the two tools 45, 46.
  • the ram 27 is moved in the stroke direction H via the ram drive 28, so that the ram surface 71 comes into contact with the tool coupling surface 69.
  • the second tool 46 is also moved in the stroke direction H.
  • the fed round blank 59 is moved along the tool axis A by means of the second tool 46 towards the first tool 45, which is located in the forming position I, and is formed between the two tools 45, 46 (FIG. 3).
  • the first tool 45 is supported in the forming position I on the ejector device 62 and does not move in the stroke direction H.
  • the blank 59 is located within the ring 64, which limits the radial expansion of the blank 59.
  • the circular blank 59 After reshaping, the circular blank 59 has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the ring 64.
  • the deformed or embossed round 59 is positively held in the ring 64 when the second work tool 46 moves away from the first tool 45 in the return stroke direction R due to the return stroke movement of the plunger 27 until it returns to its rest position, in which the tool coupling surface 69 rests against the stop surface 70 (FIG. 4).
  • the ejector device 62 moves the first tool 45 - at least temporarily at the same time or after the return stroke movement of the second tool 46 - in the return stroke direction R into the ring 64 and presses the shaped or Embossed round 59 out of the ring 64 (FIG. 4).
  • the first tool 45 is in the ejection position II.
  • the first tool 45 is moved back into the forming position I, while the reshaped or embossed round blank 59 is transported away from the tool unit 20 and a new blank 59 to be reshaped or to be stamped is supplied. This forming or embossing process is repeated cyclically.
  • the sensor device 38 has an additional function for monitoring the forming or stamping, which is illustrated schematically in FIG. If a circular blank 59, which is not aligned along the tool axis A with the interior of the ring 64, is lifted by the second tool 46, the circular blank 59 does not get into the inner region of the ring 64. Rather, the ring 64 is through contact with the The circular blank 59 is displaced against its spring mounting in the light path and interrupts the light path between the light transmitter 39 and the light receiver 40. This enables an error in the forming or stamping of a circular blank 59 to be detected.
  • the invention relates to a tool unit 20 and a press 21, in particular an embossing press.
  • the tool unit 20 can be arranged or removed easily and quickly in an acquisition 23 of the press 21 in order to carry out a quick tool change with little downtime of the press 21.
  • the tool unit 20 has a first tool 45 and a second tool 46, which are arranged along a tool axis A on a tool carrier 31 of the tool unit 20.
  • the second tool 46 is supported so that it can move relative to the tool carrier 31 and relative to the first tool 45 independently of guide devices of the press 21.
  • the tool unit 20 can therefore be prepared and set up during the ongoing operation of a press 21. If desired or required is, the prepared tool unit 20 is exchanged for the currently used tool unit 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinheit (20) und eine Presse (21), insbesondere eine Prägepresse, um beispielsweise Münzen aus einer Ronde zu prägen. Die Werkzeugeinheit (20) kann einfach und schnell in einer Aufnahme (23) der Presse (21) eingesetzt bzw. entnommen werden, um einen schnellen Werkzeugwechsel mit geringer Stillstandzeit der Presse (21) durchzuführen. Hierzu weist die Werkzeugeinheit (20) ein erstes Werkzeug (45) und ein zweites Werkzeug (46) auf, die entlang einer Werkzeugachse (A) an einem Werkzeugträger (31) der Werkzeugeinheit (20) angeordnet sind. Mittels einer Werkzeugführung (47) ist das zweite Werkzeug (46) relativ zum Werkzeugträger (31) und relativ zum ersten Werkzeug (45) unabhängig von Führungseinrichtungen der Presse (21) geführt bewegbar gelagert. Eine solche Werkzeugeinheit (20) kann daher während des laufenden Betriebs einer Presse (21) mit einer anderen Werkzeugeinheit außerhalb dieser Presse vorbereitet und eingerichtet werden. Wenn es gewünscht oder erforderlich ist, wird die vorbereitete Werkzeugeinheit (20) gegen die aktuell verwendete Werkzeugeinheit ausgetauscht.

Description

Werkzeugeinheit, Presse zur Aufnahme einer solchen Werk zeugeinheit und Verfahren zum betriebsbereiten Anordnen der Werkzeugeinheit in der Aufnahme der Presse
[0001] Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinheit für eine Presse, eine Presse mit einer Aufnahme für eine solche Werkzeugeinheit sowie ein Verfahren, um die Werkzeugeinheit in einem betriebsbereiten Zustand in der Presse anzuordnen. Das Verfahren beinhaltet auch das Austauschen einer aktuell verwendeten Werkzeugeinheit mit einer anderen Werkzeugein heit.
[0002] Insbesondere bei schnell laufenden Pressen, bei spielsweise Prägepressen zum Prägen von Münzen, Medaillen, Ronden oder anderen plattenförmigen Rohlingen, nimmt das Austauschen und das Einrichten der Werkzeuge für das Umfor men eines Rohlings, insbesondere einer Ronde, viel Zeit in Anspruch. Gerade beim Prägen von Münzen müssen die Präge werkzeuge aufgrund der filigranen Strukturen, die in einer Münze oder Medaille geprägt werden sollen, sehr genau rela tiv zueinander ausgerichtet werden. Das Einrichten einer Presse vor dem Betrieb nimmt relativ viel Zeit in Anspruch. Tritt während des Betriebs Verschleiß an den Werkzeugen auf, kann es erforderlich sein, die Presse anzuhalten, die Werkzeuge auszutauschen und neu auszurichten und anschlie ßend den Betrieb wieder aufzunehmen. Die bisherigen Präge pressen weisen daher relativ große Stillstandzeiten auf.
[0003] Eine Münzprägepresse ist beispielsweise aus DE 26 28 855 C2 bekannt. Sie weist eine Aufnahme für eine Matrize (erstes Werkzeug) sowie einen Stößel auf, der eine Patrize (zweites Werkzeug) trägt. Die Halterung für das erste Werk zeug besteht aus halbkreisförmigen Schalen, die in ver spanntem Zustand einen Hohlraum für das erste Werkzeug bil den. Die beiden Werkzeuge können separat ausgetauscht wer den und müssen im Rahmen der Inbetriebnahme der Presse zu einander ausgerichtet werden, so dass sich optimale Präge ergebnisse einstellen.
[0004] DE 10 2015 010 489 Al beschreibt eine Schmiede presse mit einem Werkzeugträger. Der Werkzeugträger hat ei ne Gleitfläche. Auf dieser Gleitfläche können ein oder meh rere Werkzeuge zum Auswechseln verschiebbar geführt gela gert sein.
[0005] Ausgehend vom bekannten Stand der Technik kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Werkzeugeinheit für eine Presse, insbesondere eine Prägepresse, zu schaffen, die sich mit geringen Stillstand zeiten der Presse einsetzen bzw. entnehmen lässt.
[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, eine Presse mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 16 gelöst.
[0007] Die erfindungsgemäße Werkzeugeinheit für eine Presse hat einen Werkzeugträger, der dazu eingerichtet ist, auswechselbar mit der Presse verbunden zu werden. Insbeson dere ist der Werkzeugträger dazu eingerichtet, in einer entsprechenden Aufnahme an einem Pressengestell der Presse angeordnet, positioniert und/oder ausgerichtet und am Pres- sengestell lösbar befestigt zu werden. Die Werkzeugeinheit stellt eine einheitlich handhabbare Baugruppe dar, die ma nuell oder automatisiert gehandhabt werden kann, um sie an einer Presse anzuordnen bzw. aus einer Presse zu entnehmen.
[0008] Die Werkzeugeinheit hat außerdem ein erstes Werk zeug sowie ein zweites Werkzeug. Die beiden Werkzeuge sind fluchtend mit einer Werkzeugachse am Werkzeugträger ange ordnet. Die beiden Werkzeuge sind sozusagen koaxial zur Werkzeugachse A angeordnet.
[0009] Die Werkzeugeinheit weist eine Werkzeugführung auf, mittels der das zweite Werkzeug entlang der Werkzeug achse bewegbar geführt am Werkzeugträger gelagert ist. Das zweite Werkzeug kann dadurch in einer Hubrichtung zum ers ten Werkzeug hin und entgegengesetzt zur Hubrichtung in ei ner Rückhubrichtung vom ersten Werkzeug weg bewegt werden. Die beiden Werkzeuge sind somit durch die Werkzeugeinheit selbst relativ zueinander ausgerichtet und geführt. Wenn die Werkzeugeinheit in die Presse eingesetzt ist, kann das zweite Werkzeug über eine entsprechende Kopplungseinrich tung der Presse mit einem Stößel der Presse gekoppelt wer den, so dass die Bewegung des Stößels auf das zweite Werk zeug übertragen und dadurch ein Hub in Hubrichtung bzw. ein Rückhub in Rückhubrichtung veranlasst werden kann.
[0010] Dadurch, dass die beiden Werkzeuge bereits in der Werkzeugeinheit relativ zueinander beweglich geführt und ausgerichtet sind, vereinfacht sich das Einsetzen bzw. Aus tauschen der Werkzeuge in der Presse erheblich. Die Werk zeugeinheit wird als Baugruppe bzw. Baueinheit insgesamt gehandhabt, so dass ein aufwendiges Ausrichten der beiden Werkzeuge relativ zueinander in der Presse entfällt. Das zweite Werkzeug verwendet im Unterschied zu bisher bekann ten Pressen, insbesondere Prägepressen, nicht die Führung des Stößels, sondern die Werkzeugeinheit hat eine separate eigene Werkzeugführung für das zweite Werkzeug.
[0011] Vorzugsweise handelt es sich bei den Werkzeugen der Werkzeugeinheit um Prägewerkzeuge für eine Prägepresse, um beispielsweise Münzen, Medaillen oder dergleichen aus einem platten- oder scheibenförmigen Rohling bzw. einer Ronde zu prägen. Die Rohling bzw. die Ronde kann einteilig oder mehrteilig aus einem Kern und einem oder mehreren kon zentrisch um den Kern angeordneten Ringen bestehen. Die Au ßenkontur der Ronde oder eines Rondenteils kann beispiels weise kreisrund oder polygonal sein oder eine andere im We sentlichen beliebige Form haben.
[0012] Es ist vorteilhaft, wenn die Werkzeugführung dazu eingerichtet ist, Querbewegungen des zweiten Werkzeugs quer zur Werkzeugachse und/oder Kippbewegungen des zweiten Werk zeugs gegenüber der Werkzeugachse abzustützen. Insbesondere kann die Werkzeugführung derart ausgebildet sein, dass das zweite Werkzeug nur entlang der Werkzeugachse in einem ein zigen Freiheitsgrad geführt bewegbar ist und Bewegungen in allen anderen Freiheitsgraden - abgesehen von einem tech nisch erforderlichen Spiel - abgestützt werden.
[0013] Die Werkzeugführung kann bei einem Ausführungs beispiel wenigstens eine Führungssäule aufweisen, die in einer zugeordneten Führungsbuchse parallel zur Werkzeugach se bewegbar gelagert ist. Dabei kann beispielsweise das erste Werkzeug mit der wenigstens einen Führungssäule bewe gungsgekoppelt sein, beispielsweise gegenüber der Führungs säule unbeweglich angeordnet sein. Die wenigstens eine Füh- rungsbuchse kann am Werkzeugträger vorhanden sein.
[0014] Es ist vorteilhaft, wenn das zweite Werkzeug eine Werkzeugkopplungsfläche aufweist, mittels der das zweite Werkzeug zumindest während seiner Bewegung in Hubrichtung an einer Stößelfläche eines Stößels einer Presse anliegt. Vorzugsweise sind die Werkzeugkopplungsfläche und die Stö ßelfläche rechtwinklig zur Werkzeugachse eben ausgebildet. Das zweite Werkzeug und der Stößel sind im Bereich der an einander anliegenden Werkzeugkopplungsfläche und Stößelflä che insbesondere derart ausgebildet, dass eine Kippbewegung des Stößels gegenüber der Werkzeugachse und/oder Querbewe gung des Stößels rechtwinklig zur Werkzeugachse nicht auf das zweite Werkzeug übertragen wird.
[0015] Bei einem Ausführungsbeispiel der Werkzeugeinheit ist das erste Werkzeug zwischen einer Umformposition und einer Auswurfposition bewegbar. In der Auswurfposition kann eine umgeformte Ronde nach dem Umformen bzw. Prägen aus ei nem Ring ausgeworfen werden. In der Umformposition ist das erste Werkzeug in Hubrichtung insbesondere unbeweglich ab gestützt und kann sich dabei entweder am Werkzeugträger o- der an der Presse abstützen.
[0016] Alternativ ist es bei einem Ausführungsbeispiel auch möglich, dass das erste Werkzeug relativ zum Werkzeug träger unbeweglich angeordnet ist.
[0017] Am Werkzeugträger kann vorzugsweise ein Trans portteil mit einer Gleitfläche vorhanden sein. Das Trans portteil mit der Gleitfläche ist dazu eingerichtet, das gleitende Transportieren von Ronden in die Werkzeugeinheit bzw. aus der Werkzeugeinheit zu gestatten. Dadurch können die Ronden zwischen den beiden Werkzeugen positioniert wer den, um diese anschließend umzuformen bzw. zu prägen und/oder zu lochen und nach dem Prägen und/oder Lochen über die Gleitfläche abtransportiert werden.
[0018] Es ist außerdem vorteilhaft, wenn an dem Werk zeugträger eine Schubführung vorhanden ist. Die Schubfüh rung ist dazu eingerichtet, mit einer Gestellführung an ei nem Pressengestell der Presse zusammenzuarbeiten. Über die Schubführung und die Gestellführung kann die Werkzeugein heit in die Aufnahme der Presse hinein bzw. aus der Aufnah me der Presse herausbewegt werden.
[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Werkzeugträger der Werkzeugeinheit wenigstens eine Positio niervertiefung vorhanden. Die wenigstens eine Positionier vertiefung ist dazu eingerichtet, mit einem Positionierkör per einer Positioniereinrichtung der Presse zusammenzuar beiten. Durch das Einführen des wenigstens einen Positio nierkörpers in die wenigstens eine Positioniervertiefung kann der Werkzeugträger und mithin die Werkzeugeinheit re lativ zu einem Pressengestell der Presse positioniert bzw. ausgerichtet werden. Die wenigstens eine Positioniervertie fung weist ausgehend von ihrem offenen Ende einen sich ver jüngenden Querschnitt auf und kann insbesondere konisch ausgebildet sein. Der wenigstens eine Positioniervorsprung ist vorzugsweise komplementär zur wenigstens einen Positio niervertiefung ausgebildet.
[0020] Eine erfindungsgemäße Presse zum Umformen einer Ronde weist eine Aufnahme für eine austauschbare Werkzeug einheit auf, insbesondere für eine Werkzeugeinheit nach ei nem der Ausführungsbeispiele, wie sie vorstehend erläutert wurden. Die Presse hat eine Positioniereinrichtung mit we nigstens einem Positionierkörper. Der Positionierkörper kann in eine Positionierstellung bewegt werden, in der er in jeweils eine zugeordnete Positioniervertiefung an der Werkzeugeinheit zumindest teilweise hineinragt. Durch das Zusammenarbeiten zwischen dem wenigstens einen Positionier körper und der wenigstens einen Positioniervertiefung kann eine Positionierung und/oder Ausrichtung der Werkzeugein heit relativ zur Presse erfolgen. Außerdem hat die Presse eine Klemmeinrichtung, die zum Festklemmen der Werkzeugein heit in der Aufnahme eingerichtet ist. Die Klemmeinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass während des Er zeugens der Klemmkraft kein Formschluss durch die Klemmein richtung entsteht, sondern eine kraftschlüssige bzw. reib schlüssige Verbindung zwischen der Klemmeinrichtung und der Werkzeugeinheit aufrechterhalten wird. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Presse dazu eingerichtet ist, nach dem Festklemmen der Werkzeugeinheit den wenigstens einen Positionierkörper der Positioniereinrichtung aus der Posi tionierstellung herauszubewegen, so dass kein Kontakt zwi schen dem wenigstens einen Positionierkörper und der we nigstens einen Positioniervertiefung besteht. Bei einer an deren Ausführungsform kann die Klemmeinrichtung alternativ oder zusätzlich derart ausgebildet sein, dass während des Erzeugens der Klemmkraft ein Formschluss entsteht.
[0021] Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Presse eine Kopplungseinrichtung. Die Kopplungseinrichtung ist dazu eingerichtet, das zweite Werkzeug mit einem Stößel der Presse zu koppeln, so dass die Bewegung des Stößels auf das zweite Werkzeug übertragbar ist, um dieses in Hubrich tung bzw. in Rückhubrichtung zu bewegen. [0022] Es ist bevorzugt, wenn die Kopplungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das zweite Werkzeug in Rückhubrich tung mit einer Kopplungskraft zum Stößel hin zu drücken bzw. zu ziehen. An der Presse kann eine vorzugsweise posi tionierbare bzw. verstellbare Anschlagfläche vorhanden sein, gegen die das zweite Werkzeug durch die Kopplungs kraft gedrückt bzw. gezogen wird, wenn es eine Ruheposition einnimmt. In der Ruheposition hat das zweite Werkzeug einen maximalen Abstand zum ersten Werkzeug, wenn sich das erste Werkzeug in der Umformposition befindet. In der Ruhepositi on wird das zweite Werkzeug durch den Stößel nicht von der Anlagefläche abgehoben. Der Stößel befindet sich im Bereich seines in Rückhubrichtung vom ersten Werkzeug entfernten Umkehrpunkts, der auch als unterer Umkehrpunkt bezeichnet werden kann.
[0023] Es ist vorteilhaft, wenn die Kopplungseinrichtung dazu eingerichtet ist, Querbewegungen des Stößels quer zur Werkzeugachse und/oder Kippbewegungen des Stößels gegenüber der Werkzeugachse zuzulassen. Dadurch wird verhindert, dass solche Querbewegungen oder Kippbewegungen des Stößels auf das zweite Werkzeug übertragen werden. Dies verhindert ein Klemmen des zweiten Werkzeugs, das mittels der Werkzeugfüh rung unabhängig der Führung des Stößels an der Werkzeugein heit geführt ist.
[0024] Zum betriebsbereiten Anordnen einer Werkzeugein heit in der Aufnahme einer Presse wird insbesondere wie folgt vorgegangen:
[0025] Zunächst wird die Werkzeugeinheit in die Aufnahme der Presse eingesetzt. Dazu kann beispielsweise die
Schubführung an dem Werkzeugträger und die Gestellführung am Pressengestell verwendet und die Werkzeugeinheit quer zur Werkzeugachse in die Aufnahme am Pressengestell einge schoben werden. Anschließend wird die Werkzeugeinheit rela tiv zum Pressengestell positioniert und/oder ausgerichtet. Dazu wird mittels der Positioniereinrichtung der wenigstens eine Positionierkörper in die jeweils zugeordnete wenigs tens eine Positioniervertiefung an der Werkzeugeinheit be wegt, so dass der wenigstens eine Positionierkörper in der wenigstens einen Positioniervertiefung in Kontakt mit der Werkzeugeinheit gelangt, so dass die Position und/oder Aus richtung der Werkzeugeinheit relativ zum Pressengestell festgelegt wird. Anschließend wird die Werkzeugeinheit mit tels einer Klemmeinrichtung am Pressengestell festgeklemmt. Nach dem Festklemmen kann der wenigstens eine Positionier körper wieder aus der jeweils zugeordneten Positionierver tiefung zurückgezogen werden, so dass zwischen dem wenigs tens einen Positionierkörper und der Werkzeugeinheit kein Kontakt besteht.
[0026] Außerdem ist es vorteilhaft, wenn mittels einer Kopplungseinrichtung der Presse eine Bewegungskopplung zwi schen dem zweiten Werkzeug und einem Stößel der Presse her gestellt wird, insbesondere indem das zweite Werkzeug mit tels einer Kopplungskraft in Rückhubrichtung gegen den Stö ßel gedrängt wird.
[0027] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschrei bung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
[0028] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnli- che Darstellung einer in einem Aufnahmeraum einer Presse angeordneten Werkzeugeinheit während des Positionierens und/oder Ausrichtens,
[0029] Figur 2 das Blockschaltbild aus Figur 1 nach dem Ausrichten in einem betriebsbereiten Zustand während der Zufuhr einer Ronde in die Werkzeugeinheit,
[0030] Figur 3 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 während des Prägens der zugeführten Ronde,
[0031] Figur 4 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1-3 während des Auswerfens der Ronde nach dem Prägen,
[0032] Figur 5 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1-4, bei der die Ronde vor dem Prägen fehlerhaft positio niert wurde,
[0033] Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugeinheit und einer Presse vor dem Einsetzen der Werkzeugeinheit in die Aufnahme der Presse,
[0034] Figur 7 das Ausführungsbeispiel der Werkzeugein heit und der Presse aus Figur 6 in einer weiteren perspek tivischen Ansicht,
[0035] Figur 8 das Ausführungsbeispiel der Werkzeugein heit und der Presse gemäß der Figuren 6 und 7 nachdem die Werkzeugeinheit in die Aufnahme der Presse eingesetzt wur de,
[0036] Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Ausfüh- rungsbeispiels der Werkzeugeinheit gemäß der Figuren 6-8,
[0037] Figuren 10-13 jeweils eine Schnittdarstellung durch die Werkzeugeinheit und die Presse gemäß der Figuren 6-9, wobei die Werkzeugeinheit in der Aufnahme der Presse angeordnet ist und
[0038] Figuren 14 und 15 jeweils eine perspektivische Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der Werkzeugei nheit gemäß der Figuren 6-13.
[0039] In den Figuren 6 und 7 ist jeweils eine perspek tivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werk zeugeinheit 20 sowie einer Presse 21 veranschaulicht, wobei die Presse 21 lediglich teilweise dargestellt ist. Die Presse 21 ist als Prägepresse, insbesondere Münzprägepres se, zum Umformen von einteiligen oder mehrteiligen Ronden in Münzen, Medaillen oder ähnliches eingerichtet.
[0040] Die Presse 21 hat ein Pressengestell 22 mit einer Aufnahme 23, die zur Aufnahme der Werkzeugeinheit 20 einge richtet ist. Beim Ausführungsbeispiel ist in der Aufnahme 23 eine Gestellführung 24 vorhanden, die mit einer an der Werkzeugeinheit 20 vorhandenen Schubführung 25 zusammenar beitet, so dass die Werkzeugeinheit 20 rechtwinklig zu ei ner Hubrichtung H und einer Rückhubrichtung R in die Auf nahme 23 am Pressengestell 22 eingeschoben werden kann. In Figur 8 ist die in die Aufnahme 23 vollständig eingeschobe ne Werkzeugeinheit 20 veranschaulicht.
[0041] Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Gestellführung 24 zwei sich mit Abstand gegenüberliegende Führungsvorsprünge 26 auf, die jeweils eine Führungsschiene bilden. Die Führungsvorsprünge 26 bzw. Führungsschienen er strecken sich in einer Einschubrichtung rechtwinklig zu ei ner Hubrichtung H und einer Rückhubrichtung R. Die Hubrich tung H und die Rückhubrichtung R sind entgegengesetzt zuei nander orientiert und definieren die Richtung, in die sich ein Stößel 27 der Presse 21 und/oder ein mit dem Stößel 27 bewegungsgekoppeltes Werkzeug der Werkzeugeinheit 20 zum Umformen einer Ronde bewegen kann. Die Bewegung des Stößel 27 wird durch einen Stößelantrieb 28 der Presse 21 verur sacht .
[0042] Die Werkzeugeinheit 20 hat einen Werkzeugträger 31, an dem die Schubführung 25 ausgebildet oder vorhanden ist. Beim Ausführungsbeispiel weist die Schubführung 25 je weils eine nutartige Schubvertiefung 32 auf, die durch zwei sich mit Abstand gegenüberliegende Nutflanken 33, 34 be grenzt ist. Beim Ausführungsbeispiel sind die Hubrichtung H und die Rückhubrichtung R im Wesentlichen vertikal ausge richtet, so dass die eine Nutflanke eine obere Nutflanke 33 bildet, während die vertikal darunter angeordnete Nutflanke eine untere Nutflanke 34 darstellt, wenn die Werkzeugein heit 20 in einer Lage ausgerichtet ist, in der sie in die Aufnahme 23 eingesetzt werden kann. In die Schubvertiefung 32 greift beim Einschieben der Werkzeugeinheit 20 in die Aufnahme 23 der Presse 21 jeweils ein zugeordneter Füh rungsvorsprung 26 ein. Dabei liegt beim Ausführungsbeispiel die obere Nutflanke 33 oben auf dem jeweils zugeordneten Führungsvorsprung 26 auf.
[0043] In den Figuren 1-5 sind die wesentlichen Teile der Werkzeugeinheit 20 sowie Elemente der Presse 21 jeweils nach Art eines Blockschaltbilds veranschaulicht. Die Figu ren 14 und 15 zeigen jeweils eine perspektivische Schnitt- darstellung durch ein konkretes Ausführungsbeispiel der Werkzeugeinheit 20 gemäß den Figuren 6-13.
[0044] Bei den Blockschaltbilddarstellungen gemäß den Figuren 1-5 ist die Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 der Presse 21 angeordnet. Das vollständige Einschieben der Werkzeugeinheit 20 in die Aufnahme 23 wird beispielsgemäß durch eine Sensoreinrichtung 38 erfasst. Die Sensoreinrich tung 38 ist beispielsweise in Figur 3 dargestellt und der Übersicht halber in den Figuren 1, 2 und 4 weggelassen.
Beim Ausführungsbeispiel weist die Sensoreinrichtung 38 ei nen Lichtsender 39, beispielsweise einen Laser oder der gleichen, sowie einen Lichtempfänger 40 auf. An dem Werk zeugträger 31 der Werkzeugeinheit 20 ist ein Durchgangsloch 41 vorhanden, das den Lichtweg zwischen dem Lichtsender 39 und dem Lichtempfänger 40 freigibt, wenn die Werkzeugein heit 20 vollständig und korrekt in der Aufnahme 23 angeord net ist. Ist die Werkzeugeinheit 20 nicht in der korrekten Position in der Aufnahme 23, unterbricht der Werkzeugträger 31 oder zumindest ein Teil davon den Lichtweg zwischen dem Lichtsender 39 und dem Lichtempfänger 40, so dass abhängig vom Signal am Lichtempfänger 40 das korrekt bzw. nicht kor rekte Anordnen der Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 erkannt werden kann.
[0045] Anstelle des Lichtsenders 39 und des Lichtempfän gers 40 kann auch eine andere Sensorik verwendet werden, wie etwa Näherungsschalter oder Kontaktschalter, die elektrisch und/oder magnetisch arbeiten können.
[0046] Die Werkzeugeinheit 20 weist ein erstes Werkzeug 45 sowie ein zweites Werkzeug 46 auf, die entlang einer ge meinsamen Werkzeugachse A fluchtend angeordnet sind. Das erste Werkzeug 45 ist beispielsgemäß vertikal über dem zweiten Werkzeug 46 angeordnet, wenn die Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 angeordnet ist. Die Werkzeugeinheit 20 verfügt außerdem über eine Werkzeugführung 47, mittels der das zweite Werkzeug 46 in der Hubrichtung H zum ersten Werkzeug 45 hin und entgegengesetzt in der Rückhubrichtung R vom ersten Werkzeug 45 weg bewegt werden kann. Vorzugs weise ist die Werkzeugführung 47 derart ausgestaltet, dass Kippbewegungen des zweiten Werkzeugs 46 gegenüber der Werk zeugachse A und/oder Querbewegungen des zweiten Werkzeugs 46 radial bzw. rechtwinklig zur Werkzeugachse A - abgesehen vom technisch notwendigen Spiel - am Werkzeugträger 31 ab gestützt werden. Die Werkzeugführung 47 ist somit als Line arführung zur Bewegung des zweiten Werkzeugs 46 entlang der Werkzeugachse A ausgebildet.
[0047] Bei dem hier veranschaulichten bevorzugten Aus führungsbeispiel weist die Werkzeugführung 47 wenigstens zwei Führungssäulen 48 auf, die sich parallel zueinander und mit Abstand von der Werkzeugachse A in Hubrichtung H bzw. Rückhubrichtung R erstrecken. Jede Führungssäule 48 ist in einer zugeordneten Führungsbuchse 49 in Hubrichtung H und Rückhubrichtung R verschiebbar geführt. Die Führungs buchsen 49 sind am Werkzeugträger 31 bzw. im Werkzeugträger 31 angeordnet. Hierzu können in dem Werkzeugträger 31 bei spielsweise Aussparungen oder Durchgangslöcher vorhanden sein, in denen jeweils eine der Führungsbuchsen 49 angeord net ist. Die Führungsbuchsen 49 können als Gleitlagerbuch sen oder als Wälzlagerbuchsen für die Führungssäulen 48 ausgebildet sein.
[0048] Wie es schematisch in den Figuren 1-5 und bei ei nem Ausführungsbeispiel der Werkzeugeinheit 20 insbesondere anhand der Figur 15 zu erkennen ist, sind die beiden Füh rungssäulen 48 relativ zum zweiten Werkzeug 46 unbeweglich angeordnet. Dazu ist beim Ausführungsbeispiel ein Querträ ger 50 und beispielsweise ein plattenförmiger Querträger 50 vorhanden, an dem die beiden Führungssäulen 48 befestigt sind. An dem Querträger 50 ist außerdem das zweite Werkzeug 46 befestigt. Der Querträger 50 kann ein integral ausgebil deter Körper sein.
[0049] Die beiden Werkzeuge 45, 46 der Werkzeugeinheit 20 sind vorzugsweise mehrteilig ausgebildet, was insbeson dere in Figur 15 zu erkennen ist. Das erste Werkzeug 45 hat ein erstes Druckstück 51, an dem ein erster Prägestempel 52 befestigt ist. Entsprechend weist das zweite Werkzeug 46 ein zweites Druckstück 53 auf, an dem ein zweiter Präge stempel 54 befestigt ist. In Abwandlung hierzu wäre es je doch auch möglich, das erste Werkzeug 45 und das zweite Werkzeug 46 jeweils einteilig integral auszubilden.
[0050] An dem Werkzeugträger 31 ist außerdem ein Trans portteil 57 befestigt, das beispielsgemäß plattenförmig ausgestaltet ist. Das Transportteil 57 weist auf seiner dem ersten Werkzeug 45 zugewandten Seite eine Gleitfläche 58 auf, die sich im Wesentlichen rechtwinklig zur Werkzeugach se A in einer Ebene erstreckt. Die Gleitfläche 58 ist dazu eingerichtet, einen gleitenden Transport von umzuformenden bzw. zu prägenden Ronden 59 zu ermöglichen. Hierzu kann ei ne entsprechende Transporteinrichtung vorhanden sein, um Ronden 59 in die Werkzeugeinheit 20 und nach dem Umformen bzw. Prägen der betreffenden Ronde 59 aus der Werkzeugein heit 20 zu transportieren. Beispielsweise kann als Trans porteinrichtung ein Drehteller verwendet werden, der schrittweise um eine Drehachse drehbar ist und mit Abstand zu seiner Drehachse mehrere Transporttaschen zur Aufnahme jeweils einer Ronde 59 aufweist. In jeder Drehstellung des Drehtellers fluchtet eine Transporttasche mit der Werkzeug achse A der Werkzeugeinheit 20. Die in einer der Transport taschen befindliche Ronde 59 gleitet beim Drehen des Dreh tellers auf der Gleitfläche 58 in eine Position, in der sie sich zwischen den beiden Werkzeugen 45, 46 befindet und durch einen Hub des zweiten Werkzeugs 46 relativ zum ersten Werkzeug 45 umgeformt bzw. geprägt werden kann.
[0051] Anschließend kann die geprägte Ronde 59 wieder in die Transporttasche zurück ausgeworfen werden, beispiels weise mittels einer Auswerfereinrichtung 62. Die Auswerfer einrichtung 62 kann zum Beispiel einen Auswerfer 63 aufwei sen, der in Hubrichtung H und in Rückhubrichtung R bewegbar ist und an dem sich das erste Werkzeug 45 abstützt, wenn die Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 angeordnet ist (Figur 10) . Mittels der Auswerfereinrichtung 62 und insbe sondere des Auswerfers 63 kann das erste Werkzeug 45 zwi schen einer Umformposition I (Figuren 1-3 und 5) und einer Auswurfposition II (Figur 4) bewegt werden.
[0052] Die Auswerfereinrichtung 62 wird benötigt, wenn eine geprägte Ronde 59 nicht ohne Weiteres von allein durch die Gewichtskraft zurück in die Transporttasche fällt. Beim Ausführungsbeispiel ist benachbart zum ersten Werkzeug 45, wenn es sich in der Umformposition I befindet, ein Ring 64 vorhanden, der am Werkzeugträger 31 angeordnet ist und sich beim Ausführungsbeispiel in Hubrichtung H federelastisch gelagert am Werkzeugträger 31 abstützt. Beim Umformen bzw. Prägen der Ronde 59 befindet sich die Ronde 59 innerhalb des Rings 64 (Fig. 3) . Der Ring 64 begrenzt die radiale Ausdehnung der Ronde 59 beim Umformen bzw. Prägen. Nach dem Umformen bzw. Prägen kann die Ronde 59 im Ring 64 kraft schlüssig gehalten bzw. geklemmt sein. Durch eine Relativ bewegung zwischen dem Ring 64 und dem ersten Werkzeug 45 kann die geprägte Ronde 59 aus dem Ring 64 ausgeworfen und zurück in die Transporttasche gefördert werden.
[0053] Beim Ausführungsbeispiel wird hierzu das erste Werkzeug 45 aus der Umformposition I in die Auswurfposition II bewegt, so dass das erste Werkzeug 45 zumindest teilwei se in den Ring 64 eingreift und die umgeformte bzw. gepräg te Ronde 59 auswirft, was schematisch in Figur 4 gezeigt ist. Dazu wird der Auswerfer 63, an dem sich das erste Werkzeug 45 abstützt, in Rückhubrichtung R bewegt. An schließend kann die geprägte Ronde 59 mittels der Trans porteinrichtung und beispielsgemäß mittels des Drehtellers aus der Werkzeugeinheit 20 heraus und eine neue zu prägende Ronde 59 zugeführt werden, die sich in der benachbarten Transporttasche des Drehtellers befindet.
[0054] Zur Bewegungskopplung des zweiten Werkzeugs 46 mit dem Stößel 27 der Presse 21 weist die Presse 21 eine Kopplungseinrichtung 68 auf. Die Kopplungseinrichtung 68 ist dazu eingerichtet, das zweite Werkzeug 46 mit einer Kopplungskraft zu beaufschlagen, die das zweite Werkzeug 46 in Rückhubrichtung R zum Stößel 27 der Presse 21 hin drängt. Beim Ausführungsbeispiel übt die Kopplungseinrich tung 68 bei hergestellter Kopplung (Figuren 2-5) eine Zug kraft auf das zweite Werkzeug 46 in Rückhubrichtung R aus. In einer Ruhestellung des zweiten Werkzeugs 46 (Figur 2) liegt eine Werkzeugkopplungsfläche 69 des zweiten Werkzeugs 46 an eine Anschlagfläche 70 der Presse 21 bzw. des Pres sengestells 22 an. Die Anschlagfläche 70 ist beim Ausfüh rungsbeispiel als Ringfläche ausgestaltet, die koaxial zum Stößel 27 angeordnet ist. Die Werkzeugkopplungsfläche 69 ist einer Stößelfläche 71 des Stößels 27 zugewandt. In der in Figur 2 dargestellten Ruheposition kann die Stößelfläche 71 von der Werkzeugkopplungsfläche 69 mit Abstand angeord net sein.
[0055] Die Werkzeugkopplungsfläche 69 ist beispielsgemäß in einer Ebene rechtwinklig zur Werkzeugachse A ausgerich tet. Wie es beispielhaft veranschaulicht ist, erstreckt sich die Stößelfläche 71 im Wesentlichen rechtwinklig zur Hubrichtung H bzw. Rückhubrichtung R. Die Stößelfläche 71 kann zumindest in einer oder mehreren Positionen des Stö ßels 27 von der idealen, parallelen Ausrichtung gegenüber der Werkzeugkopplungsfläche 69 abweichen oder sich bei der Bewegung in Hubrichtung H bzw. Rückhubrichtung R auch rechtwineklig zur Hubrichtung H bzw. Rückhubrichtung R be wegen. Durch die Kopplungseinrichtung 68 wird vermieden, dass eine derart unerwünschte Stößelausrichtung bzw. Stö ßelquerbewegung auf das zweite Werkzeug 46 übertragen wird, indem die Kopplungseinrichtung 68 keine Bewegungskopplung in diesen Freiheitsgraden zwischen dem Stößel 27 und dem zweiten Werkzeug 46 herstellt. Vorzugsweise wird mittels der Kopplungseinrichtung 68 lediglich die Bewegungskopplung in Hubrichtung H bzw. Rückhubrichtung R hergestellt.
[0056] Die Kopplungseinrichtung 68 beispielsgemäß hat ein Kopplungsteil 72, das mittels eines geeigneten Gestän ges oder einer sonstigen Verbindung mit einer Aktuatorein heit 73 verbunden ist. Mittels einer Vorspanneinrichtung 74, beispielsweise einer Federanordnung, wird das Kopp lungsteil 72 in Rückhubrichtung R relativ zum Pressenge stell 22 gedrängt und dadurch vorgespannt. Die Aktuatorein heit 73 ist dazu eingerichtet, das Kopplungsteil 72 gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung 74 in Hubrichtung H zu positionieren bzw. zu bewegen. Dabei kann die Aktuatorein heit 73 als Anschlag dienen, um eine Bewegung des Kopp lungsteil 72 in Rückhubrichtung R durch die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 74 zu unterbinden (Figur 1) . Sobald die Aktuatoreinheit 73 in einen Zustand oder eine Position bewegt wird, in der das Kopplungsteil 72 durch die Vorspan neinheit 74 in Rückhubrichtung R frei bewegt werden kann, kann das Kopplungsteil 72 mit einem Gegenkopplungsteil 75 zur Anlage gebracht werden, das mit dem zweiten Werkzeug 46 gekoppelt ist. Das Gegenkopplungsteil 75 ist beispielsgemäß unbeweglich gegenüber dem zweiten Werkzeug 46 angeordnet und kann am Querträger 50 vorhanden oder durch einen Teil des Querträgers 50 gebildet sein.
[0057] Wie es insbesondere in den Figuren 10 und 12 zu erkennen ist, ist bei einem Ausführungsbeispiel am Kopp lungsteil 72 eine Kopplungsfläche 76 vorhanden, die insbe sondere einem Kugelmantelflächenabschnitt entspricht. Am Gegenkopplungsteil 75 ist eine zur Kopplungsfläche 76 kom plementäre Gegenkopplungsfläche 77 vorhanden, die bei spielsgemäß ebenfalls einem Kugelmantelflächenabschnitt entspricht. Die Kopplungsfläche 76 ist beim Ausführungsbei spiel konvex, während die Gegenkopplungsfläche 77 konkav ausgebildet ist. Auch eine umgekehrte Anordnung ist alter nativ zum veranschaulichten Ausführungsbeispiel möglich.
Die liegen gleitbeweglich aneinander an, wenn eine Kopplung zwischen dem Stößel 27 und dem zweiten Werkzeug 46 herge stellt ist (Figuren 2-5) . Die Kopplungsfläche 76 und die Gegenkopplungsfläche 77 können auch andere Konturen haben als die in den Figuren 10 und 12 dargestellte Form mit kon kaven bzw. konvexen Kugelmantelflächenabschnitten. [0058] Dadurch, dass die Kopplungsfläche 76 und Gegen kopplungsfläche 77 gleitbeweglich aneinander anliegen wird erreicht, dass die Kopplungseinrichtung 68 Kippbewegungen des Stößels 27 der Presse 21 relativ zur Werkzeugachse A und/oder Querbewegungen rechtwinklig zur Werkzeugachse A zulässt und nicht oder lediglich in vernachlässigbarem Um fang auf das zweite Werkzeug 46 überträgt.
[0059] Die Kopplungseinrichtung 68 kann mehrere Kopp lungsteile 72 aufweisen, die mit jeweils einem Gegenkopp lungsteil 75 der Werkzeugeinheit 20 Zusammenarbeiten. Die Kopplungsteile 72 können durch eine gemeinsame oder durch jeweils eine Vorspanneinrichtung 74 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt werden und eine gemeinsame oder jeweils eine Aktuatoreinheit 73 aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6-15 weist die Presse 21 jeweils zwei Kopplungsteile 72 mit jeweils einer Vorspanneinrichtung 74 und jeweils einer Aktuatoreinheit 73 auf.
[0060] Durch die Kopplungseinrichtung 68 der Presse 21 wird erreicht, dass das zweite Werkzeug 46 eine Bewegung in Hubrichtung H ausführt, wenn der Stößel 27 sich in Hubrich tung H bewegt und die Stößelfläche 71 an der Werkzeugkopp lungsfläche 69 anliegt (Figur 3) . Dadurch kann eine Ronde 59 von der Gleitfläche 58 abgehoben und in den Ring 64 be wegt werden, um die Ronde 59 im Ring 64 zwischen den Werk zeugen 45, 46 umzuformen bzw. zu prägen.
[0061] Die Werkzeugkopplungsfläche 69 liegt in der Ruhe stellung des zweiten Werkzeugs 46 an der Anschlagfläche 70 an. Es ist möglich, dass das zweite Werkzeug 46 nur einen Teil der Hubbewegung des Stößels 27 ausführt. Der Hub des Stößels 27 der Presse 21 in Hubrichtung H kann größer sein als die Bewegung in Hubrichtung H, die das zweite Werkzeug 46 ausführt.
[0062] Die Presse 21 hat außerdem eine Positionierein richtung 82 mit wenigstens einem und beispielsgemäß zwei Positionierkörpern 83. Die Positionierkörper 83 sind durch jeweils einen Positionierantrieb 84 in Hubrichtung H und in Rückhubrichtung R bewegbar. Der Positionierantrieb 84 kann durch einen Zylinder gebildet sein.
[0063] Die Positionierkörper 83 verjüngen sich in Rück hubrichtung R zu ihrem freien Ende hin und sind beispiels gemäß konisch ausgebildet. Jeder Positionierkörper 83 ist einer an der Werkzeugeinheit 20 und beispielsgemäß am Werk zeugträger 31 vorhandenen Positioniervertiefung 85 zugeord net. Die Positioniervertiefungen 85 sind beim Ausführungs beispiel in Hubrichtung H offen. Sie verjüngen sich in Rückhubrichtung R nach innen und sind insbesondere analog zum jeweils zugeordneten Positionierkörper 83 konisch aus gebildet .
[0064] Mittels der Positionierantriebe 84 können die Po sitionierkörper 83 in eine Positionierstellung III (Figur 1) bewegt werden, in der die Positionierkörper 83 in die jeweils zugeordnete Positioniervertiefung 85 eingreifen und innerhalb der Positioniervertiefung 85 am Werkzeugträger 31 anliegen. Dadurch, dass sowohl die Positionierkörper 83, als auch die Positioniervertiefungen 85 in Rückhubrichtung R verjüngend und insbesondere konisch verjüngend ausgebil det sind, richtet sich die Werkzeugeinheit 20 relativ zum Pressengestell 22 aus. Die Gestellführung 24 und die
Schubführung 25 sind mit einem entsprechenden Spiel verse hen. Die Aufnahme 23 des Pressengestells 22 ist daher der- art ausgebildet, dass eine Relativbewegung zwischen der Werkzeugeinheit 20 und dem Pressengestell 22 möglich ist.
[0065] Außerdem hat die Presse 21 eine Klemmeinrichtung 90. Die Klemmeinrichtung 90 ist dazu eingerichtet, eine Klemmkraft zwischen dem Werkzeugträger 31 und dem Pressen gestell 22 und beispielsgemäß zwischen der Schubführung 25 und der Gestellführung 24 zu bewirken. Dadurch wird die Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 des Pressengestells 22 klemmend fixiert. Die Klemmeinrichtung 90 hat beim Aus führungsbeispiel dazu mehrere und beispielsgemäß vier Klemmkörper 91, die mittels eines jeweils zugeordneten Klemmantriebs 92 in eine Klemmstellung IV (Figuren 2-5) be wegbar sind. Beim Ausführungsbeispiel werden die Klemmkör per 91 mittels des jeweils zugeordneten Klemmantriebs 92 in Rückhubrichtung R bzw. in Hubrichtung H bewegt. Der Klemm antrieb 92 kann beispielsweise durch einen Zylinder und insbesondere einen Hydraulikzylinder gebildet sein. In der Klemmstellung IV werden Klemmkörper 91 mittels der Klemman triebe 92 in Rückhubrichtung R gegen den Werkzeugträger 31 gedrückt. Beim Ausführungsbeispiel werden dadurch die obe ren Nutflanken 33 mit der Klemmkraft gegen den jeweils be nachbarten Führungsvorsprung 26 gedrückt. Es wird eine kraftschlüssige Fixierung der Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 erreicht. Die Klemmkörper 91 liegen lediglich kraftschlüssig an dem Werkzeugträger 31 an und stellen kei nen Formschluss her. Somit wird sichergestellt, dass die Relativposition und die Relativausrichtung zwischen der Werkzeugeinheit 20 und dem Pressengestell 22, die mittels der Positioniereinrichtung 82 eingestellt wird, nicht durch die Klemmeinrichtung 90 beeinträchtigt wird.
[0066] In Figur 11 ist ein Ausführungsbeispiel der Klemmeinrichtung 90 veranschaulicht, bei der der Klemman trieb 92 jeweils ein Federpaket und insbesondere ein Tel lerfederpaket aufweist, das sich an einem Kolben 94 eines Zylinders 95 abstützt. Am Kolben 94 des jeweiligen Klemman triebs 92 ist der zugeordnete Klemmkörper 91 angeordnet und ragt aus dem Zylinder 95 heraus. Das Tellerfederpaket 93 drängt den Kolben 94 mit dem Klemmkörper 91 in Rückhubrich tung R und in der Klemmstellung IV gegen den Werkzeugträger 31, um die Klemmkraft zu erzeugen. Entgegen der Kraft des Tellerfederpakets 93 kann eine Kammer im Zylinder 95 mit einem Fluiddruck, beispielsweise Hydraulikdruck, beauf schlagt werden, um den Kolben 94 mit dem Klemmkörper 91 in Hubrichtung H aus der Klemmstellung IV heraus zu bewegen und das Klemmen der Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 aufzuheben. Durch die Erzeugung der Klemmkraft mit einem Federpaket und insbesondere einem Tellerfederpaket 93 ist eine Klemmwirkung unabhängig von einer extern verfügbaren Energie und insbesondere einem Fluiddruck gewährleistet.
[0067] Das Anordnen einer Werkzeugeinheit 20 in der Presse 21 erfolgt beispielsgemäß wie folgt:
[0068] Vor dem Einsetzen der Werkzeugeinheit 20 in die Aufnahme 23 wird die Positioniereinrichtung 82, die
Klemmeinrichtung 90 und die Kopplungseinrichtung 68 in eine Stellung bewegt, in der das Einsetzen bzw. Einschieben der Werkzeugeinheit 20 in die Aufnahme 23 ermöglicht ist. An schließend wird die Werkzeugeinheit 20 in die Aufnahme 23 eingeschoben, beispielsgemäß unter Verwendung der Schubfüh rung 25 und der Gestellführung 24, bis die Werkzeugeinheit 20 vollständig und korrekt in der Aufnahme 23 angeordnet ist. Dies wird mittels der Sensoreinrichtung 38 erfasst (Figur 3) . Sobald die Werkzeugeinheit 20 korrekt in die Aufnahme 23 eingesetzt wurde, wird das Positionieren, Aus richten, Fixieren und Koppeln der Werkzeugeinheit 20 mit der Presse 21 durchgeführt. Dies kann entweder vollautoma tisch nach dem korrekten Anordnen der Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 erfolgen, was durch die Sensoreinrichtung 38 erkannt wird, oder nach dem Auslösen eines entsprechen den Befehls durch eine Bedienperson.
[0069] Zunächst wird die Positioniereinrichtung 82 akti viert und die Positionierkörper 83 werden in ihre jeweilige Positionierstellung III bewegt. Dadurch greifen die Positi onierkörper 83 in die jeweils zugeordnete Positionierver tiefung 85 ein und richten die Werkzeugeinheit 20 relativ zum Pressengestell 22 aus. Dieser Zustand ist schematisch in Figur 1 veranschaulicht.
[0070] Anschließend werden die Klemmeinrichtung 90 und die Kopplungseinrichtung 68 gleichzeitig oder zeitlich hin tereinander aktiviert. Bevorzugt werden zunächst die Klemm körper 91 der Klemmeinrichtung 90 in ihre jeweilige Klemm stellung IV bewegt und dadurch eine Klemmfixierung der Werkzeugeinheit 20 in der Aufnahme 23 des Pressengestells 22 bewirkt. Nach diesem Fixieren werden die Positionierkör per 83 der Positioniereinrichtung 82 aus ihrer Positionier stellung III herausbewegt, so dass kein Kontakt mehr zwi schen den Positionierkörpern 83 und der Werkzeugeinheit 20 bzw. dem Werkzeugträger 31 besteht (Figur 2) . Außerdem wird die Kopplungseinrichtung 68 bzw. die Aktuatoreinheit 73 be tätigt, so dass das zweite Werkzeug 46 mit einer Vorspann kraft der Vorspanneinrichtung 74 in der Ruhestellung gegen die Anschlagfläche 70 gedrängt wird (Figur 2) . Die Presse 21 ist jetzt betriebsbereit. [0071] Zum Prägen kann jetzt eine Ronde 59 zwischen die beiden Werkzeuge 45, 46 zugeführt werden. Über den Stößel antrieb 28 wird der Stößel 27 in Hubrichtung H bewegt, so dass die Stößelfläche 71 in Kontakt mit der Werkzeugkopp lungsfläche 69 gelangt. Bei einem fortgesetzten Hub des Stößels 27 in Hubrichtung H wird das zweite Werkzeug 46 in Hubrichtung H mit bewegt. Dabei wird die zugeführte Ronde 59 entlang der Werkzeugachse A mittels des zweiten Werk zeugs 46 zum ersten Werkzeug 45 hin bewegt, das sich in der Umformposition I befindet, und zwischen den beiden Werkzeu gen 45, 46 umgeformt (Figur 3) . Das erste Werkzeug 45 wird in der Umformposition I an der Auswerfereinrichtung 62 ab gestützt und bewegt sich nicht in Hubrichtung H. Die Ronde 59 befindet sich während des Umformens innerhalb des Rings 64, der die radiale Ausdehnung der Ronde 59 begrenzt.
[0072] Nach dem Umformen hat die Ronde 59 einen Außen durchmesser, der dem Innendurchmesser des Rings 64 ent spricht. Die umgeformte bzw. geprägte Ronde 59 wird kraft schlüssig im Ring 64 gehalten, wenn sich das zweite Werk zeug 46 aufgrund der Rückhubbewegung des Stößels 27 in Rückhubrichtung R vom ersten Werkzeug 45 weg bewegt, bis es wieder seine Ruhestellung einnimmt, in der die Werkzeug kopplungsfläche 69 an der Anschlagfläche 70 anliegt (Figur 4) . Um die umgeformte bzw. geprägte Ronde 59 aus dem Ring 64 zu entfernen, bewegt die Auswerfereinrichtung 62 das erste Werkzeug 45 - zumindest zeitweise gleichzeitig oder nach der Rückhubbewegung des zweiten Werkzeugs 46 - in Rückhubrichtung R in den Ring 64 hinein und drückt die um geformte bzw. geprägte Ronde 59 aus dem Ring 64 heraus (Fi gur 4) . Das erste Werkzeug 45 befindet sich dabei in der Auswurfposition II. Anschließend wird das erste Werkzeug 45 wieder in die Umformposition I zurück bewegt, während die umgeformte bzw. geprägte Ronde 59 aus der Werkzeugeinheit 20 abtransportiert und eine neue umzuformende bzw. zu prä gende Ronde 59 zugeführt wird. Dieser Umform- bzw. Präge vorgang wird zyklisch wiederholt.
[0073] Die Sensoreinrichtung 38 hat bei einem Ausfüh rungsbeispiel noch eine Zusatzfunktion zur Überwachung des Umformens bzw. Prägens, die schematisch in Figur 5 veran schaulicht ist. Wenn eine Ronde 59, die nicht fluchtend entlang der Werkzeugachse A mit dem Innenraum des Rings 64 ausgerichtet ist, durch das zweite Werkzeug 46 angehoben wird, gelangt die Ronde 59 nicht in den Innenbereich des Rings 64. Vielmehr wird der Ring 64 durch Kontakt mit der Ronde 59 gegen seine Federlagerung in den Lichtweg verscho ben und unterbricht den Lichtweg zwischen dem Lichtsender 39 und dem Lichtempfänger 40. Dadurch kann ein Fehler Beim Umformen bzw. Prägen einer Ronde 59 erkannt werden.
[0074] Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinheit 20 und eine Presse 21, insbesondere eine Prägepresse. Die Werkzeugeinheit 20 kann einfach und schnell in einer Auf nahme 23 der Presse 21 angeordnet bzw. entnommen werden, um einen schnellen Werkzeugwechsel mit geringer Stillstandzeit der Presse 21 durchzuführen. Hierzu weist die Werkzeugein heit 20 ein erstes Werkzeug 45 und ein zweites Werkzeug 46 auf, die entlang einer Werkzeugachse A an einem Werkzeug träger 31 der Werkzeugeinheit 20 angeordnet sind. Mittels einer Werkzeugführung 47 ist das zweite Werkzeug 46 relativ zum Werkzeugträger 31 und relativ zum ersten Werkzeug 45 unabhängig von Führungseinrichtungen der Presse 21 geführt bewegbar gelagert. Die Werkzeugeinheit 20 kann daher wäh rend des laufenden Betriebs einer Presse 21 vorbereitet und eingerichtet werden. Wenn es gewünscht oder erforderlich ist, wird die vorbereitete Werkzeugeinheit 20 gegen die ak tuell verwendete Werkzeugeinheit 20 ausgetauscht.
Bezugszeichenliste :
20 Werkzeugeinheit
21 Presse
22 Pressengestell
23 Aufnahme
24 Gestellführung
25 Schubführung
26 Führungsvorsprung
27 Stößel
28 Stößelantrieb
31 Werkzeugträger
32 Schubvertiefung
33 obere Nutflanke
34 untere Nutflanke
38 Sensoreinrichtung
39 Lichtsender
40 Lichtempfänger
41 Durchgangsloch
45 erstes Werkzeug
46 zweites Werkzeug
47 Werkzeugführung
48 Führungssäule
49 Führungsbuchse
50 Querträger
51 erstes Druckstücker
52 erster Prägestempel
53 zweites Druckstück
54 zweiter Prägestempel Transportteil
Gleitfläche
Ronde
Auswerfereinrichtung
Auswerfer
Ring
Kopplungseinrichtung Werkzeugkopplungsfläche Anschlagfläche
Stößelfläche
Kopplungsteil
Aktuatoreinheit
Vorspanneinrichtung Gegenkopplungsteil Kopplungsfläche
Gegenkopplungsfläche
Positioniereinrichtung
Positionierkörper
Positionierantrieb
Positioniervertiefung
Klemmeinrichtung
Klemmkörper
Klemmantrieb
Tellerfederpaket
Kolben
Zylinders
Umformposition II Auswurfposition
III Positionierstellung
IV Klemmstellung
A Werkzeugachse
H Hubrichtung
R Rückhubrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Werkzeugeinheit (20) für eine Presse (21) mit einem Werkzeugträger (31), der dazu eingerichtet ist, auswechselbar mit der Presse (21) verbunden zu werden, mit einem ersten Werkzeug (45) und mit einem zweiten Werkzeug (46), die fluchtend mit einer Werkzeugachse (A) am Werkzeugträger (31) angeordnet sind, wobei das zweite Werkzeug (46) mittels einer Werkzeug führung (47) entlang der Werkzeugachse (A) bewegbar ge führt am Werkzeugträger (31) angeordnet ist, so dass das zweite Werkzeug (46) in einer Hubrichtung (H) zum ersten Werkzeug (45) hin und in einer Rückhubrichtung (R) vom ersten Werkzeug (45) weg bewegbar ist, wobei das zweite Werkzeug (46) dazu eigerichtet ist, mit ei nem Stößel (27) der Presse (21) bewegungsgekoppelt zu werden .
2. Werkzeugeinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugführung (47) dazu eingerichtet ist, Querbewegungen des zweiten Werk zeugs (46) quer zur Werkzeugachse (A) und/oder Kippbe wegungen des zweiten Werkzeugs (46) gegenüber der Werk zeugachse (A) abzustützen.
3. Werkzeugeinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugführung (47) wenigstens eine Führungssäule (48) aufweist, die in ei- ner zugeordneten Führungsbuchse (49) in Hubrichtung (H) und Rückhubrichtung (R) bewegbar gelagert ist.
4. Werkzeugeinheit nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeug (46) mit der wenigstens einen Führungssäule (48) bewegungs gekoppelt ist und das die wenigstens eine Führungsbuch se (49) am Werkzeugträger (31) angeordnet ist.
5. Werkzeugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeug (46) eine Werkzeugkopplungsfläche (69) aufweist, die dazu eingerichtet ist, bei einer Bewegung des zweiten Werk zeugs (46) in Hubrichtung (H) an einer Stößelfläche (71) eines Stößels (27) der Presse (21) anzuliegen.
6. Werkzeugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeug (45) relativ zum Werkzeugträger (31) zwischen einer Umform position (I) und einer Auswurfposition (II) bewegbar ist .
7. Werkzeugeinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeug (45) in der Umformposition (I) in Hubrichtung (H) unbeweglich am Werkzeugträger (31) und/oder an der Presse (21) ab gestützt ist.
8. Werkzeugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeugträger (31) ein Transportteil (57) mit einer Gleitfläche (58) für das gleitende Transportieren von Ronden (59) in die Werk zeugeinheit (20) und aus der Werkzeugeinheit (20) vor handen ist.
9. Werkzeugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeugträger (31) ei ne Schubführung (25) vorhanden ist, die dazu eingerich tet ist, mit einer Gestellführung (24) an einem Pres sengestell (22) der Presse (21) zusammenzuarbeiten, um die Werkzeugeinheit (20) in einer Einschubrichtung in die Presse (21) hinein oder aus der Presse (21) heraus zu bewegen.
10. Werkzeugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeugträger (31) we nigstens eine Positioniervertiefung (85) vorhanden ist, die dazu eingerichtet ist, mit einem Positionierkörper (83) der Presse (21) zusammenzuarbeiten, um die Rela tivposition und/oder die Relativausrichtung zwischen der Werkzeugeinheit (20) und der Presse (21) vorzuge ben .
11. Presse (21) zum Umformen einer Ronde (59), mit einer Aufnahme (23) für eine austauschbare Werk zeugeinheit (20), die ein erstes Werkzeug (45) und ein in einer Hubrichtung (H) zum ersten Werkzeug (45) hin und in einer Rückhubrichtung (R) vom ersten Werkzeug (45) weg bewegbar gelagertes zweites Werkzeug (46) aufweist, mit einer Positioniereinrichtung (82), die wenigstens einen Positionierkörper (83) aufweist, der in einer Positionierstellung (III) mit jeweils eine zugeordne ten Positioniervertiefung (85) an der Werkzeugeinheit (20) zusammenarbeitet, um die Werkzeugeinheit (20) re lativ zur Presse (21) zu positionieren und/oder auszu richten, und mit einer Klemmeinrichtung (90), die zum Festklemmen der in der Aufnahme (23) angeordneten Werkzeugeinheit (20) eingerichtet ist.
12. Presse nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungseinrichtung (68) vorhanden ist, die dazu eingerichtet ist, das zweite Werkzeug (46) mit einem Stößel (27) der Presse (21) derart zu koppeln, dass die Bewegung des Stößels (27) zumindest in einem Bewegungsabschnitt des Stößels (27) auf das zweite Werkzeug (46) übertragen wird.
13. Presse nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (68) dazu eingerichtet ist, das zweite Werkzeug (46) in Rückhubrichtung (R) mit einer Kopplungskraft zum Stößel (27) hin zu drängen.
14. Presse nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagfläche (70) vorhanden ist, gegen die das zweite Werkzeug (46) durch die Kopplungskraft gedrängt wird, wenn es eine Ruhepo sition einnimmt.
15. Presse nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (68) dazu eingerichtet ist, Querbewegungen des Stößels (27) quer zur Werkzeugachse (A) und/oder Kippbewegungen des Stößels (27) gegenüber der Werkzeugachse (A) zu er möglichen .
16. Verfahren zum betriebsbereiten Anordnen einer Werkzeug einheit (20) in einer Aufnahme (23) an einem Pressenge stell (22) einer Presse (21) mit folgenden Schritten:
- Einsetzen der Werkzeugeinheit (20) in die Aufnahme (23) der Presse (21),
- Positionieren und/oder Ausrichten der Werkzeugeinheit (20) relativ zum Pressengestell (22) mittels einer Po sitioniereinrichtung (82) dadurch, dass wenigstens ein Positionierkörper (83) der Positioniereinrichtung (82) in jeweils eine zugeordnete Positioniervertiefung (85) an der Werkzeugeinheit (20) eingreift,
- Festklemmen der Werkzeugeinheit (20) am Pressenge stell (11) mittels einer Klemmeinrichtung (90), und
- Zurückziehen des wenigstens einen Positionierkörpers (83) aus der jeweiligen Positioniervertiefung (85) an der Werkzeugeinheit (20) .
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugeinheit (20) ein erstes Werkzeug (45) und ein zweites Werkzeug (46) aufweist, und dass das zweite Werkzeug (46) nach dem Positionieren und/oder Ausrichten der Werkzeugeinheit (20) relativ zum Pressengestell (22) mittels einer Kopplungseinrichtung (68) mit einem Stößel (27) der Presse (21) bewegungsgekoppelt wird.
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