KR20140071280A - 공작물, 특히 판금을 기계가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계 - Google Patents

공작물, 특히 판금을 기계가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계 Download PDF

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KR20140071280A
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Abstract

공작물, 특히 판금을 기계가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계는 스트로크 드라이브 디바이스(13)를 갖고, 이 스트로크 드라이브 디바이스에 의해 프레싱 툴(11)이 스트로크축(14)을 따라 이동될 수 있고, 스트로크 드라이브 디바이스는 그 일부에 있어서 스트로크축(14)에 수직하게 연장되는 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정될 수 있다. 웨지 기어 메커니즘(21)이 모터 드라이브와 프레싱 툴(11) 사이에 마련된다. 이 웨지 기어 메커니즘은 2개의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 및 2개의 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)를 포함한다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 및 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)는 각각 서로에게 배속되어 기어 요소 쌍을 형성한다. 2개의 웨지 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 동시에 각각의 배속된 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 대향하도록 놓인다. 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용의 모터 드라이브는 2개의 모터 드라이브 유닛(38, 39)를 포함한다. 모터 드라이브 유닛(38, 39)은 서로 독립적이고, 이에 따라 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 모터 드라이브 유닛이 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축(16)을 따라 배속된 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동시키도록 하는 방식으로 및/또는 스트로크 드라이브 디바이스(13)를 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정하기 위해 모터 드라이브 유닛이 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 각각의 배속된 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 함께 동시에 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축을 따라 이동시키도록 하는 방식으로 제어될 수 있다.

Description

공작물, 특히 판금을 기계가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계{MACHINE TOOL IN THE FORM OF A PRESS FOR MACHINING WORKPIECES, IN PARTICULAR METAL SHEETS}
본 발명은 스트로크 드라이브 디바이스를 구비하고, 공작물, 특히 구체적으로 판금을 가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계에 관한 것으로,
- 스트로크 드라이브 디바이스에 의해 프레싱 툴이 스트로크축을 따라, 프레싱 툴로 가공되도록 의도되는 공작물을 향하는 방향 및/또는 반대 방향으로 이동될 수 있고,
- 스트로크 드라이브 디바이스는 스트로크축에 대해 수직으로 연장되는 위치 설정축을 따라 위치 설정될 수 있으며,
- 스트로크 드라이브 디바이스는 전동 드라이브와 프레싱 툴 사이에 마련되는 웨지 기어 메커니즘을 포함하고, 웨지 기어 메커니즘은 2개의 드라이브측 웨지 기어 요소를 가지며, 2개의 출력측 웨지 기어 요소를 갖고, 드라이브측 웨지 기어 요소 및 출력측 웨지 기어 요소는 각각 서로 결합되어 기어 요소 쌍을 형성하고, 적어도 하나의 기어 요소 쌍 중 웨지 기어 요소들은 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축에 대하여 웨지 각도로 경사진 웨지 페이스에서 서로 대향하고, 2개의 기어 요소 쌍 중 웨지 페이스는 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축에 대하여 양방향으로 경사지며, 전동 드라이브는 프레싱 툴을 스트로크축을 따라 이동시키기 위해, 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소를 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축을 따라 관련 출력측 웨지 기어 요소에 대해 이동시키고/이동시키거나, 전동 드라이브는 스트로크 드라이브 디바이스를 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축을 따라 위치 설정하기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소를 관련 출력측 웨지 기어 요소와 함께 동시에 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축을 따라 이동시키는 것인 공작 기계에 관한 것이다.
그러한 공작 기계가 WO 2007/122294 A1으로부터 알려져 있다. 이 공보는 상부에 복수 개의 펀칭 스탬프가 수평 방향으로 열지어 배열되는 수평 공작물 지지체를 갖는 펀칭 프레스를 개시하고 있다. 펀칭 스탬프 상부에서, 펀칭 스탬프를 위해 제공되는 스트로크 드라이브 디바이스가 펀칭 스탬프 열을 따라 이동될 수 있다. 스트로크 드라이브 디바이스의 일부는 펀칭 스탬프 열을 따라 변위될 수 있는 램 캐리지(ram carriage)이다. 램은 램 캐리지 상에서 수직 방향으로 이동 가능하게 안내된다. 램 페이스의 하단부는 펀칭 스탬프를 향한다. 그 상측부에서, 램에 웨지 기어의 2개 기어 타입 웨지가 마련된다. 2개 기어 타입 웨지는 구조적으로 단일형 웨지 구성을 형성하도록 조합된다. 웨지 구성은 그 상측부에서 2개 기어 타입 웨지의 웨지 페이스에 의해 한정된다. 2개의 웨지 페이스는 수평 방향에 대해 양 방향으로 경사지며, 램측 웨지 구성에 지붕형 이중 웨지 페이스를 형성한다. 수직 방향으로, 드라이브측 웨지 구성은 램측 웨지 구성에 대향한다. 드라이브측 웨지 구성은 또한 웨지 페이스를 갖는 2개 기어 타입 웨지를 포함하는 구조 유닛으로도 간주되는데, 웨지 페이스는 수평 방향에 대해 양방향으로 경사지며 서로 지붕형 방식으로 접한다. 전동 스핀들 드라이브를 사용하여, 드라이브측 웨지 구성은 펀칭 스탬프 열을 따라 그리고 그 결과 램 캐리지의 변위 방향으로 이동될 수 있다. 지붕형 이중 케리지 페이스에 근접하게, 드라이브측 웨지 구성에서 돌출부가 하향 돌출된다. 램측 웨지 구성의 베이스판에 있는 리세스가 이 돌출부와 결합된다. 구동측 돌출부 및 램측 리세스는 선택적으로 서로 맞물리거나 서로 맞물림 해제될 수 있다.
펀칭 스탬프 열의 선택된 펀칭 스탬프가 공작물 가공을 위해 가공 스트로크를 실시하도록 의도되는 경우 및 램 캐리지 상에서 안내되는 램이 선택된 펀칭 스탬프로부터 원거리에 배치되는 경우, 램은 우선 작동되도록 의도되는 펀칭 스탬프 상부에 배치되는 위치로 수평 방향으로 이동되어야만 한다. 이러한 목적으로, 드라이버측 웨지 구성은 전동 스핀들 드라이브에 의해 펀칭 스탬프 열을 따라 드라이브측 웨지 구성 상에서 하향 돌출되는 돌출부가 램측 웨지 구성의 베이스판에 마련된 리세스 반대측에 배치되는 위치로 이동된다. 베이스판 그리고 또한 램측 웨지 구성 자체는 이 경우에 우선, 드라이브측 돌출부가 램측 웨지 구성의 베이스판 위에서 충분히 멀리 이동할 때까지 수직 방향으로 하강된다. 이어서, 램측 웨지 구성 및 그 베이스판의 상승 이동에 의해, 램측 리세스와 드라이브측 돌출부가 상호 맞물림을 이루게 된다. 드라이브측 웨지 구성은 이제 모터 구동 방식으로 이동되면, 램측 웨지 구성의 베이스 플레이트를 통해 이것과 전체 램 캐리지를 변위 방향으로 운반한다. 램 캐리어 상의 램이 작동되는 펀칭 스탬프 상부의 소망하는 위치에 도달하는 즉시 변위 이동이 종료된다. 램의 소망하는 위치를 고정하기 위해, 램 캐리지는 그 안내부 상에 고정된다. 이어서, 램측 웨지 구성과 그 페이스판은, 드라이브측 웨지 구성 상의 돌출부가 램측 웨지 구성의 베이스판에 있는 리세스를 떠날 수 있을 정도로 하강된다. 램측 웨지 구성 및 그 베이스판의 하강 이동과는 무관하게, 램은 앞서와 같이 그 하측부에서 연관된 펀칭 스탬프로부터 이격된다. 드라이브측 웨지 구성은 이제 전동 방식으로 그 변위 방향으로 구동되면, 변위 방향으로 고정되는 램 캐리지 상의 램측 웨지 구성에 대해 이동한다. 드라이브측 웨지 구성이 램측 웨지 구성에 대해 이동하면, 양 측부에서의 웨지 페이스의 협동으로 인해 램 캐리지 상에서 수직 방향으로 안내되는 램이 하향 이동되어 가공 스트로크를 실시한다. 이 경우, 램은 수직 방향으로 그 반대측의 펀칭 스탬프에 대해 작용하며, 이 펀칭 스탬프는 소망하는 공작물 펀칭 가공 공정을 실시한다.
본 발명의 목적은 종래 기술을 단순화하는 것이다.
이러한 목적은 특허 청구항 1에 따른 공작 기계에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 경우, 드라이브측 웨지 기어 요소들이 동시에 각각의 웨지 페이스 상의 관련 출력측 웨지 기어 요소와 대향한다. 또한, 본 발명에 따른 웨지 기어의 웨지 기어 요소용의 전동 드라이브는 2개의 전동 드라이브 유닛을 갖고, 이들 전동 드라이브 유닛은 서로 독립적으로 그리고 프레싱 툴을 스트로크축을 따라 이동시키기 위해 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소를 관련 출력측 웨지 기어 요소에 대해 이동시키는 방식으로 및/또는 스트로크 드라이브 디바이스를 위치 설정축을 따라 위치 설정하기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소를 각각의 관련 출력측 웨지 기어 요소와 함께 동시에 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축을 따라 이동시키도록 하는 방식으로 제어된다. 이들 조건 하에서, 전동 드라이브 유닛의 적절한 제어에 의해, 스트로크 드라이브 디바이스가 위치 설정축을 따라 위치 설정 이동으로 이동하였는지 여부, 스트로크 드라이브 디바이스가 그 스트로크 방향으로 프레싱 툴의 이동을 유발하였는지의 여부 또는 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정 이동 및 프레싱 툴의 스트로크가 서로 중첩되었는지의 여부를 간단히 판별할 수 있다. 하나의 동일한 전동 드라이브가, 그 결과로, 프레싱 툴의 축방향 이동을 위해 본 발명에 따른 공작 기계에 대해 사용될 수 있다.
특허 청구항 1에 따른 본 발명의 특정 실시예는 종속 특허 청구항 2 내지 16으로부터 이해될 것이다.
특허 청구항 2에 따른 본 발명의 실시예의 경우에, 본 발명에 따른 웨지 기어의 웨지 기어 요소용의 전동 드라이브 유닛은, 동시에 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 및 출력측 웨지 기어 요소의 상대 이동 및 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 및 출력측 웨지 기어 요소의 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축 방향으로의 공통 이동을 유발하도록 하는 방식으로 제어될 수 있다. 전동 드라이브 유닛의 이러한 작동 모드는 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정 이동과 프레싱 툴을 스트로크 방향으로 구동하는 데 사용될 수 있는 스트로크 드라이브 이동의 중첩을 초래한다.
특허 청구항 3에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에서는 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소들을 동시에 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정축을 따라 각각의 관련 출력측 웨지 기어 요소에 대해 이동시키는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 프레싱 툴로부터 스트로크축을 따라, 구체적으로는 가공 스트로크의 스트로크 방향으로 최대 구동력이 제공될 수 있다.
웨지 기어 요소에 관하여 서로 독립적으로 제어될 수 있는 2개의 전동 드라이브 유닛의 결합을 위해, 본 발명에 따른 다수의 가능성이 있다.
특허 청구항 4에 따르면, 2개의 전동 드라이브 유닛이 드라이브측 웨지 기어 요소를 위해 제공된다. 전동 드라이브 유닛의 작동 모드에 따라, 드라이브측 웨지 기어 요소가 관련된 출력측 웨지 기어 요소를 스트로크 드라이브 디바이스에 의해그 위치 설정 방향으로 운반하거나, 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정 이동에 대한 대안으로서 또는 이와 중첩하여, 드라이브측 웨지 기어 요소와 관련된 출력측 웨지 기어 요소 간의 상대 이동이 이루어지며, 그 결과 프레싱 툴이 스트로크 축을 따라 구동될 수 있다. 본 발명에 따른 웨지 기어의 웨지 기어 요소는 그 결과로 다중 기능을 수행한다.
특허 청구항 5에 따른 본 발명의 실시예의 경우, 2개의 전동 드라이브 유닛 중 하나는 스트로크축을 따른 프레싱 툴의 이동을 유발하고, 나머지 전동 드라이브 유닛은 위치 설정축을 따른 스트로크 드라이브 디바이스의 위치 설정을 유발한다.
특허 청구항 6 및 7에 기술되는 본 발명에 따른 공작 기계의 웨지 기어 메커니즘의 구성은 웨지 기어 메커니즘의 소형 구성을 사용하여 최적 하중 전달을 가능하게 한다. 기어 요소 쌍들 중 하나의 드라이브측 웨지 기어 요소가 2개의 이격된 기어 요소부로 분할되는 것으로 인해, 이러한 드라이브측 웨지 기어 요소에 대해 넓은 베이스가 이용 가능하다. 나머지 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소가 2개의 기어 요소부 사이로 안내될 수 있기 때문에, 기어 요소 메커니즘은 드라이브측 웨지 기어 요소의 이동 방향으로 비교적 작은 치수를 갖는다.
가능한 전체 장치의 가장 간단한 구조 형상의 면에서, 특허 청구항 8에 따른 본 발명의 실시예의 경우에 출력측 웨지 기어 요소가 프레싱 툴을 작동시키는 역할을 하는 램 상에 마련된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 램은 램 상에 마련된 출력측 웨지 기어 요소를 통해 스트로크축을 따라 안내된다(특허 청구항 9).
특허 청구항 10은, 램에 프레싱 툴을 위한 툴 수용 부재 및 회전식 드라이브 디바이스가 마련되고, 회전식 드라이브 디바이스에 의해 램 상에 마련된 툴 수용 부재가 스트로크축을 중심으로 회전될 수 있고, 이에 따라 스트로크축을 중심으로 상이한 회전 위치에 위치 설정될 수 있는 것은 본 발명에 따른 공작 기계의 실시예에 관한 것이다. 스트로크축을 중심으로 한 툴 수용 부재의 회전 조정은 특히 프레싱 툴에 의해 실시되는 공작물 가공 공정 방향을 한정하기 위해 요구된다.
본 발명에 따른 드라이브의 전동 드라이브 유닛에 대한 상이한 실시예도 가능하다. 스핀들 드라이브 및/또는 선형 모터(특허 청구항 11)가 본 발명에 따라 바람직하다.
최소의 가능한 개수의 기계가공 요소를 사용하여 가능한 한 많은 기능을 구현하는 본 발명에 따른 목적은 특히 특허 청구항 12에 따른 본 발명의 실시예를 따른다. 상기 청구항에 따른 공작 기계에 대해, 2개의 기어 요소 쌍의 전동 드라이브 유닛은 공통 캐리어 구조측 드라이브 디바이스를 갖는다.
본 발명에 따른 바람직한 웨지 기어 요소를 위한 소형 드라이브의 실시예가 특허 청구항 13 내지 15에 기술되어 있다.
특허 청구항 13 및 14에 따르면, 스핀들 드라이브가 마련되고, 스핀들 드라이브는 기어측 드라이브 디바이스로서 스핀들 너트나 스핀들 너트 및 스핀들 너트용 드라이브 모터 그리고 공통 캐리어 구조측 드라이브 디바이스로서 공통 드라이브 스핀들을 포함한다. 토크 모터가 특히 드라이브 모터로서 사용될 수 있다. 드라이브 스핀들 상에 위치 설정되는 스핀들 너트의 드라이브는, 예컨대 볼 스크루 드라이브, 사다리꼴 스크루 드라이브 또는 롤러 또는 유성 스크루 드라이브로서 구성될 수 있다.
특허 청구항 15에 따르면, 본 발명에 따른 전동 드라이브의 전동 드라이브 유닛은 선형 모터로서 구성된다. 이 경우, 사실상 동기식 선형 모터 및 비동기식 선형 모터 모두가 사용될 수 있다. 그러나, 보다 양호한 효율 및 보다 높은 공급력으로 인해, 동기식 선형 모터가 바람직하다. 임의의 경우에, 드라이브측 웨지 기어 요소에는 각각의 선형 모터의 주요 부분이 마련된다. 스트로크 드라이브 디바이스 위치 설정축을 따라 연장되는 보조 부분은 2개의 전동 드라이브 유닛의 공통 캐리어 구조측 드라이브 디바이스인 캐리어 구조에 장착된다.
스핀들 드라이브 및 선형 모터뿐만 아니라, 예컨대 랙 및 피니언 드라이브 또는 체인 드라이브를 본 발명에 따른 전동 드라이브용의 전동 드라이브 유닛으로서 사용하는 것도 또한 가능하다.
스트로크축에 대해 수직하게 연장되는 위치 설정축을 따른 그 가동성으로 인해, 프레싱 툴이 상부에 마련된 스트로크 드라이브 디바이스는 특히 가공되도록 의도된 공작물 상의 가공 부위에 접근할 수 있다. 공작물과 프레싱 툴의 상호 위치 설정을 위해 위치 설정축 방향으로의 공작물의 어떠한 이동도 요구되지 않거나 공작물의 비교적 소량의 이동만이 요구된다. 이러한 이유로, 위치 설정축 방향으로 단지 비교적 작은 이동 범위만이 공작물에 대해서 제공되어야만 한다. 이러한 조건은 처리되는 공작물에 관하여 요구되는 이동 범위를 O자형 기계 프레임 내에 수용하는 가능성을 제공한다(특허 청구항 16). 기계 프레임의 그러한 형상은 본 발명에 따른 타입의 프레스에 대해서 매우 유익하다. 높은 압박력이 도입될 때에도, O자형 기계 프레임은 기껏해야 최소 범위로 변형된다. 스트로크 드라이브 디바이스의 적소배치가능성(positionability)과는 무관하게 공작물 이동에 대해서 종래의 좌표 안내부의 사용도 가능하다. 좌표 안내부는 바람직하게는 위치 설정 및 스트로크축에 대해 수직하게, 또한 위치 설정축을 따른 공작물 이동을 실시할 수 있다.
본 발명은 아래에서 실시예의 개략도를 참고로 하여 설명된다.
도 1은 스트로크 드라이브 디바이스용의 제1 구성 타입의 전동 드라이브를 포함하는 펀칭 스탬프용의 스트로크 드라이브 디바이스를 갖는 펀칭 프레스 형태의 공작 기계를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 스트로크 드라이브 디바이스와 전동 드라이브의 기본 구조에 관한 매우 개략적인 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 따른 스트로크 드라이브 디바이스에 있는 웨지 기어 메커니즘의 기어 요소를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 1에 따른 펀칭 프레스를 스트로크 드라이브 디바이스의 3개의 상이한 작동 상태로 보여주는 도면이다.
도 9는 스트로크 드라이브 디바이스용의 제2 구성 타입의 전동 드라이브를 포함하는 스트로크 드라이브 디바이스의 기본 구조에 관한 매우 개략적인 개략도이다.
도 10은 스트로크 드라이브 디바이스용의 제3 구성 타입의 전동 드라이브를 포함하는 스트로크 드라이브 디바이스의 기본 구조에 관한 매우 개략적인 개략도이다.
도 11은 스트로크 드라이브 디바이스용의 제4 구성 타입의 전동 드라이브를 포함하는 스트로크 드라이브 디바이스의 기본 구조에 관한 매우 개략적인 개략도이다.
도 1에 따르면, 펀칭 프레스(1)로서 구성되는 공작 기계는 캐리어 구조로서 O자형 기계 프레임(2)을 갖는데, 이 기계 프레임은 2개의 수평 프레임 부재(3, 4)와 2개의 수직 프레임 부재(5, 6)를 갖는다. 기계 프레임(2)은 펀칭 프레스(1)의 작동 범위를 형성하는 내부 프레임 공간(7)을 둘러싼다.
단순화를 위해 도시하지 않고 가공 목적으로 내부 프레임 공간(7) 내에 배치되는 판금이 펀칭 프레스(1)를 사용하여 가공된다. 처리 대상 판금은 이 경우에는 내부 프레임 공간(7)에 마련되는 공작물 지지체(8) 상에 놓인다. 공작물 지지체(8)의 리세스에서, 기계 프레임(2)의 하부 수평 프레임 부재(4) 상에 종래 구성 타입의 펀칭 다이(9) 형태의 하부 프레싱 툴이 지지된다. 종래 방식에서, 펀칭 다이(9)에는 다이 개구가 마련된다.
펀칭 공작물 가공 중에, 펀칭 스탬프(11)로서 구성되는 상부 프레싱 툴이 펀칭 다이(9)의 다이 개구 내로 안내된다. 펀칭 스탬프(11)와 펀칭 다이(9) 대신에, 예컨대 공작물 성형용 벤딩 스탬프와 벤딩 다이도 또한 고려할 수 있다.
펀칭 스탬프(11)는 툴 수용 부재에서 램(12; ram)의 하단부에 고정된다. 램(12)은, 펀칭 스탬프(11)를 스트로크축(14)을 따라 스트로크 방향(이중 화살표)으로 이동시킬 수 있는 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 일부이다. 스트로크축(14)은 도 1에 나타낸 펀칭 프레스(1)의 수치 제어 유닛(15)의 좌표 시스템의 z축 방향으로 연장된다. 스트로크 드라이브 디바이스(13)는 이중 화살표 방향으로 위치 설정축(16)을 따라 스트로크축(14)에 대해 수직으로 이동될 수 있다. 위치 설정축(16)은 수치 제어 유닛(15)의 좌표 시스템의 y축 방향으로 연장된다. 위치 설정축(16)을 따른 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 이동 중에, 펀칭 다이(9)와 공작물 지지체(8)는 상세히 도시하지 않은 전동 드라이브에 의해 스트로크 드라이브 디바이스(13)와 동기식으로 이동된다. 스트로크 드라이브 디바이스는 또한 펀칭 다이(9)를 위한 것으로도 가능하다.
스트로크축(14)을 따른 램(12)의 이동 및 위치 설정축(16)을 따른 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정은, 위치 설정축(16) 방향으로 연장되고 기계 프레임(2)에 견고히 연결되는 구동 스핀들(18)을 갖는 스핀들 드라이브 장치(17) 형태의 전동 드라이브에 의해 수행된다. 스트로크 드라이브 디바이스(13)는 이동 중에 상부 수평 프레임 레그(3)의 총 3개의 안내 레일(19) 상에서 위치 설정축(16)을 따라 안내된다. 안내 레일(19)들 중 하나를 도 1에서 볼 수 있다. 나머지 2개의 안내 레일(19)은 볼 수 있는 안내 레일(19)과 평행하게 그리고 볼 수 있는 안내 레일로부터 수치 제어 유닛(15)의 좌표 시스템의 x축 방향으로 이격되어 연장된다. 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 안내 블럭(20)이 안내 레일(19) 상에서 주행한다. 안내 레일(19)과 안내 블럭(20)의 상호 맞물림은, 안내 레일(19)과 안내 블럭(20) 간의 연결이 수직 방향으로 작용하는 하중도 또한 흡수할 수 있도록 하는 방식으로 구성된다. 따라서, 스트로크 드라이브 디바이스(13)는 안내 블럭(20)과 안내 레일(19)에 의해 기계 프레임(2) 상에 현수된다.
스트로크 드라이브 디바이스(13)의 다른 중요한 부품은 웨지 기어(21)인데, 이 웨지 기어는 도 1에서 큰 범위로 커버된다.
웨지 기어(21)의 기본 구조 및 기본 작동이 도 2에 도시되어 있다.
따라서, 웨지 기어(21)는 2개의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 및 2개의 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)를 포함한다. 후자는 구조적으로 조합되어 출력측 듀얼 웨지(26) 형태의 구조 유닛을 형성한다.
출력측 이중 웨지(26) 상에, 램(12)이 스트로크축(14)을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 전동 회전 드라이브 디바이스(28)가 출력측 이중 웨지(26)에 수용되고, 필요하다면 램(12)을 스트로크축(14) 둘레에 위치 설정한다. 이 경우, 램(12)의 좌측 회전 및 우측 회전이 가능하다(도 2의 이중 화살표). 램 지지체(29)도 또한 도 2에 도시되어 있다. 한편으로, 램 지지체(29)는 스트로크축(14)을 중심으로 한 램(12)의 저마찰 회전 이동을 허용하고, 다른 한편으로 램 지지체(29)는 램(12)을 축방향으로 지지하고, 이에 따라 스트로크축(14) 방향으로 램(12)에 작용하는 하중을 드라이브측 이중 웨지(26)로 전달한다.
상방으로, 출력측 이중 웨지(26)는 출력측 웨지 기어 요소(24)의 웨지 페이스(30) 및 출력측 웨지 기어 요소(25)의 웨지 페이스(31)에 의해 한정된다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 웨지 페이스(32, 33)는 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)의 웨지 페이스(30, 31)와 대향한다. 아래에서 상세히 설명하고 도 2에 매우 개략적인 방식으로 도시된 종방향 안내부(34, 35)에 의해, 드라이브측 웨지 기어 요소(22) 및 출력측 웨지 기어 요소(24)뿐만 아니라 드라이브측 웨지 기어 요소(23) 및 출력측 웨지 기어 요소(25)도 y 방향으로 서로에 대해, 다시 말해서 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축(16) 방향으로 이동 가능하게 안내된다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22) 및 출력측 웨지 기어 요소(24)뿐만 아니라 드라이브측 웨지 기어 요소(23) 및 출력측 웨지 기어 요소(25) 각각은 기어 요소 쌍을 형성한다. 예시한 관계의 변형에서, 기어 요소 쌍을 지닌 웨지 기어도 또한 가능하며, 이 경우에 서로 연관된 웨지 기어 요소 중 단지 하나만이 위치 설정축(16)에 대해 경사진 웨지 페이스를 갖는다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 상측부에 있는 종방향 안내부(36, 37)는 기계 프레임(2) 상의 전술한 안내 레일(19)과, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 상에 장착된 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 안내 블럭(20)에 의해 형성된다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22)는 전동 드라이브 유닛(38)을 갖고, 드라이브측 웨지 기어 요소(23)는 전동 드라이브 유닛(39)을 갖는다. 드라이브 유닛(38, 39)들 양자 모두가 함께 스핀들 드라이브 장치(17)를 형성한다.
전동 드라이브 유닛(38, 39)의 일반적인 양태는, 기계 프레임(2) 상에 지지되고, 결과적으로 캐리어 구조측 드라이브 디바이스인 구동 디바이스로서의 도 1에 도시한 드라이브 스핀들(18)이다. 전동 드라이브 유닛(38)의 기어측 드라이브 디바이스로서, 전기 드라이브 모터(40)와 이에 따라 구동되고 드라이브 스핀들(18) 상에 지지되는 스핀들 너트(41)가 드라이브 스핀들(18)과 결합된다(도 3). 전동 드라이브 유닛(39)은 기어측 드라이브 디바이스로서 전기 드라이브 모터(42)와 스핀들 너트(43)를 갖는다(도 4). 전기 드라이브 모터(40)와 스핀들 너트(41)는 또한 드라이브측 웨지 기어 요소(22)와 함께 위치 설정축(16)을 따라 이동되고, 전기 드라이브 모터(42)와 스핀들 너트(43)는 위치 설정축(16)을 따른 이동을 위해 드라이브측 웨지 기어 요소(23)와 커플링된다.
펀칭 프레스(1)의 모든 중요한 기능 유닛과 같이, 웨지 기어(21)의 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 펀칭 프레스(1)의 수치 제어부(15)에 의해서도 또한 제어된다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 제어와 출력측 이중 웨지(26)의 제어 모두를 위해 적절한 변위 엔코더가 제공된다.
도 2로부터 볼 수 있다시피, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 동시에 웨지 페이스(30, 32) 또는 웨지 페이스(31, 33)에 있는 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25) 각각에 대향한다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 상의 전기 드라이브 모터(40, 42)가, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 서로를 향해 이동하면, 한쪽에서는 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)들 간의 상대 이동이 그리고 다른 한쪽에서는 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)들 간의 상대 이동이 이루어진다. 이러한 상대 이동으로 인해, 램(12)이 지지되는 출력측 이중 웨지(26)가 스토로크축(14)을 따라 하향 이동된다. 램(12)에 장착된 펀칭 스탬프(11)는 가공 스트로크를 실행하고, 공작물 지지체(8) 상에 지지된 공작물을 가공한다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 전기 드라이브 모터(40. 42)의 대응하는 제어에 의해 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 서로 멀어지도록 이동되면, 출력측 이중 웨지(26)와 이 이중 웨지 상에 지지된 램(12)이 스트로크축(14)을 따라 펀칭 스탬프(11)와 함께 리프팅된다.
전기 드라이브 모터(40, 42)의 대응하는 제어로 인해 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 동시에 위치 설정축(16)을 따라 이동하면, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 램(12)과 함께 출력측 이중 웨지(26)와 펀칭 스탬프(11)를 위치 설정축(16)을 따라 운반한다. 스트로크 드라이브 디바이스(13) 및 이에 따라 램(12)과 펀칭 스탬프(11)는 이에 따라 y축 방향으로 위치 설정된다.
위치 설정축(16)을 따른 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 이동 중에, 이 방향으로 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)들 사이에 존재하는 간격이 변하지 않으면, 램(12)과 펀칭 스탬프(11)는 스트로크축(14) 방향이 아니라 단지 위치 설정축(16) 방향으로만 그 위치를 변경한다.
위치 설정축(16)을 따른 위치 설정 이동과 스트로크축(14)을 따른 스트로크 이동을 중첩하는 것도 또한 가능하다. 이러한 목적으로, 전기 드라이브 모터(40, 42)는, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 동일한 방향으로 그리고 동시에 서로에 대해 이동하고, 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)가 위치 설정축(16)을 따라 이동하도록 하는 방식으로 제어되어야만 한다.
도 3, 도 4 및 도 5는, 이렇게 형성된 드라이브측 웨지 기어 요소(22), 드라이브측 웨지 기어 요소(23) 및 출력측 웨지 기어 요소(24, 25) 또는 출력측 이중 웨지(26)를 상세히 보여준다.
도 3에서는, 드라이브측 웨지 기어 요소(22)의 상측부에 있고, 기계 프레임(2) 상의 안내 레일(19)과 연동하며 도 2에 따른 종방향 안내부(36)를 형성하는 안내 블럭(20)뿐만 아니라 드라이브측 웨지 기어 요소(22)의 하측부에 있는 안내 레일(44)도 또한 볼 수 있다. 도 3에서는 공통 하우징 내에, 전동 드라이브 유닛(38)의 전기 드라이브 모터(40)와 스핀들 너트(41)가 커버되도록 배치된다. 전기 드라이브 모터(40)는 토크 모터로서 구성되고 그 로터가 스핀들 너트(41)에 직접 장착된다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22) 상의 안내 레일(44)은 조립 상태에서 도 5에 따른 출력측 이중 웨지(26)에 있는 안내 블럭(45)에 맞물린다. 안내 레일(44)과 안내 블럭(45)은 함께 도 2에 도시한 종방항 안내부(34)를 형성하며, 이 안내부에 의해 드라이브측 웨지 기어 요소(22)와 출력측 이중 웨지(26)가 수직 방향으로 서로에 대해 지지된다.
드라이브측 웨지 기어 요소(23)는 도 4에 따르면 U자 형상이고, U자 레그 기어 요소부(46, 47)들이 중간 공간(48)을 형성하도록 서로 대향하게 형성된다.
도 2에 개략적으로 도시한 종방향 안내부(37)의 안내 블럭(20) - 기계 프레임(2)의 안내 레일(19)과 결합됨 -은 기어 요소부(46, 47)의 상측부에 조립된다. 기어 요소부(46, 47)의 하측부에는 안내 레일(49)이 마련된다. 안내 레일은 안내 블럭(50)에서 드라이브측 이중 웨지(26)의 상측부에서 연장되며(도 5), 안내 블럭과 함께 도 2에 따른 종방향 안내부(35)를 형성한다. 드라이브측 웨지 기어 요소(23)와 출려측 이중 웨지(26)는 종방향 안내부(35)를 통해 수직 방향으로 서로 상에 지지된다. 전기 드라이브 모터(42)와 스핀들 너트(43)를 갖는 드라이브측 웨지 기어 요소(23)에 있는 전동 드라이브 유닛(39)의 기어측 드라이브 디바이스는 드라이브측 웨지 기어 요소(22)용의 기어측 드라이브 디바이스에 구조적으로 상응한다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 서로에 대해 배치되는 위치에 따라, 스트로크축(14)을 따른 램(12)과 펀칭 스탬프(11)의 상이한 높이 위치가 형성된다. 이것은 도 6 내지 도 8에 상세히 설명되어 있다.
도 6에서, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 위치 설정축(16)을 따라 최대 범위로 서로로부터 멀어지게 이동한다. 따라서, 램(12)과 펀칭 스탬프(11)는 스트로크축(14)을 따른 그 상단 위치를 차지한다.
도 6에 따른 관계에서 시작하여, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 서로를 향해 이동되면, 램(12)은 펀칭 스탬프(11)와 함께 스트로크축(14)을 따라 하향 이동하고, 특히 도 7에 도시한 위치를 차지한다.
드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 그 대향 이동을 계속하면, 도 8에 따른 관계가 이루어진다. 도 8에서, 램(12)에 장착된 펀칭 스탬프(11)가 거의 펀칭 다이(9)에 도달한다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 추가의 대향 이동의 경우, 펀칭 스탬프(11)는 최종적으로 펀칭 다이(9) 내로 안내된다.
위치 설정축(16)을 따른 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)의 대향 이동 중에, 드라이브측 웨지 기어 요소(22)는 U자형 드라이브측 웨지 기어 요소(23)의 기어 요소부(46, 47)의 중간 공간(48) 내로 점차 안내된다. 출력측 이중 웨지(26)와 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 사이에 마련되는 종방향 안내부(34, 35)는 램(12)이 그 이동 중에 스트로크축(14)을 따라 안내되는 것을 보장한다. 램(12)의 승강 이동을 위한 다른 안내 디바이스는 제공되지 않는다. 도 6 내지 도 8에 도시한 램(12)의 스트로크는 위치 설정축(16)을 따른 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정 이동과 조합될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 앞서 상세히 설명한 스트로크 드라이브 디바이스(13) 대신에 펀칭 프레스(1) 상에 마련될 수 있는 스트로크 드라이브 디바이스(113, 213, 313)를 보여준다. 스트로크 드라이브 디바이스(113, 213, 313)는 실질적으로 전동 드라이브로서 마련되는 스핀들 드라이브 장치(117, 217, 317)의 구성으로 인해, 스핀들 드라이브 장치(17)를 갖는 스트로크 드라이브 디바이스(13)와 상이하다. 한편의 스트로크 드라이브 디바이스(13)와 다른 한편의 스트로크 드라이브 디바이스(113, 213, 313)은 특히 사용되는 웨지 기어(21)에 관하여 서로 대응한다.
더욱이, 도 9에 도시한 스핀들 드라이브 장치(117)는, 스핀들 드라이브 장치(117)의 전동 드라이브 유닛(38, 39)이, 캐리어 구조측 드라이브 디바이스로서 작용하고 위치 설정축(16)을 따라 연장되는 통상의 드라이브 스핀들(18)을 구비하는 스핀들 드라이브로서도 또한 구성된다는 점에서 스핀들 드라이브 장치(17)에 대응한다. 드라이브 스핀들(18)은 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 수나사부를 갖고, 그 종축을 중심으로 전기 드라이브 모터(142)에 의해 구동될 수 있다. 도 9에 따른 전동 드라이브 유닛(38, 39)의 경우, 기어측 드라이브 디바이스로서 드라이브측 웨지 기어 요소(22) 상의 전기 드라이브 모터(140) 및 스핀들 너트(141)뿐만 아니라 드라이브측 웨지 기어 요소(23) 상의 스핀들 너트(143)가 마련된다. 스핀들 너트(14)는 드라이브 스핀들(18)의 회전축에 관하여 회전 가능하게 고정되도록 드라이브측 웨지 기어 요소(23) 상에 장착된다. 스핀들 너트(141)도 또한 드라이브 스핀들(18)의 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 드라이브측 웨지 기어 요소(22) 상에 지지된다. 드라이브 모터(140)를 사용하여, 스핀들 너트9141)는 드라이브 스핀들(18)의 회전축을 중심으로 구동될 수 있을 뿐만 아니라, 그러한 회전 이동이 방지될 수도 있다.
웨지 기어(21) 또는 펀칭 스탬프(11)가 위치 설정축(16)을 따라 이동되도록 의도되면, 드라이브 스핀들(18)은 드라이브 모터(142)에 의해 회전된다. 드라이브 스핀들(18)과 맞물리는 스핀들 너트(141, 143)는 드라이브 스핀들(18)의 회전으로 인해 위치 설정축(16)을 따라 동일한 방향으로 이동되고, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)와 이들을 통해, 출력측 이중 웨지 요소(24, 25)에 의해 형성된 출력측 이중 웨지(26)가 그 공통 이동 방향으로 운반된다. 단지 위치 설정축(16)만을 따른 출력측 이중 웨지(26)와 펀칭 스탬프(11)와 함께 램(12)의 이동은, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 동일한 방향으로 그리고 대응하는 속도로 위치 설정축(16)을 따라 이동할 때에 이루어진다. 이것은, 스핀들 너트(141)가 드라이브 모터(140)에 의해 정지될 때 회전 드라이브 스핀들(18)의 회전축을 중심으로 한 회전에 반대되는 경우이다.
램(12)과 펀칭 스탬프(11)가 단지 스트로크축(14)을 따른 스트로크 이동만을 실시하도록 의도되는 경우, 한쪽의 전기 모터(140) 및 스핀들 너트(141)와 다른 한쪽의 드라이브 모터(142) 및 드라이브 스핀들(18)은, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 대향하는 방향으로 대응하는 속도로 변위되도록 하는 방식으로 작동되어야만 한다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 서로를 향해 이동하면, 펀칭 스탬프(11)와 함께 램이 출력측 이중 웨지(26)를 통해 스트로크축(14)을 따라 하강된다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 대응하는 속도로 서로로부터 멀어지게 이동하면, 출력측 이중 웨지(26)와 램(12)은 스트로크축(14)을 따라 상승한다.
위치 설정축(16)을 따른 램(12) 및 펀칭 스탬프(11)의 이동과 스트로크축(14)을 따른 램(12) 및 펀칭 스탬프(11)의 이동을 중첩하기 위해, 드라이브 모터(140) 및 스핀들 너트(141)뿐만 아니라 드라이브 모터(142) 및 드라이브 스핀들(18)은, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 동일한 방향으로 그리고 서로에 대해 변위되도록 하는 방식으로 작동되어야만 한다.
도 10에 따른 스핀들 드라이브 장치(217)도 또한 전동 드라이브 유닛(38, 39)으로서 2개의 스핀들 드라이브를 갖는다. 그러나, 스핀들 드라이브 장치(17, 117)의 수정에 있어서, 스핀들 드라이브 장치(217)의 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 공통 캐리어 구조측 드라이브 디바이스를 사용하지 않는다. 대신에, 각각의 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 전용 드라이브 스핀들을 갖는데, 이 경우 전동 드라이브 유닛(38)은 드라이브 스핀들(51)을 갖고, 전동 드라이브 유닛(39)은 드라이브 스핀들(52)을 갖는다. 드라이브 스핀들(51)은 전기 드라이브 모터(53)에 의해 구동되고, 드라이브 스핀들(52)은 위치 설정축(16)을 따라 연장되는 그 종축을 중심으로 전기 드라이브 모터(54)에 의해 구동된다. 전기 드라이브 모터(53)에 의해 유발되는 드라이브 스핀들(51)의 회전은, 회전 고정 방식으로 드라이브측 웨지 기어 요소(22)에 장착되는 스핀들 너트(55)에 의해 드라이브측 웨지 기어 요소(22)의 선형 이동으로 전환된다. 따라서, 드라이브 스핀들(52)과, 이 드라이브 스핀들 상에 위치 설정되는 스핀들 너트(56)을 통해, 드라이브 모터(54)는 드라이브측 웨지 기어 요소(23)를 위치 설정축(16)을 따라 구동한다. 구동 스핀들(51, 52)은 도 10에 파선으로 도시되어 있다. 상기 구동 스핀들은 도 10의 도면의 평면에 대해 수직으로 서로에 대해 변위되고, 2개의 구동 스핀들 모두 기계 프레임(2)에 있는 상부 수평 프레임 부재(3)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다.
도 10에 따른 전동 드라이브 유닛(38, 39)이, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 동일한 방향으로 그리고 동일한 속도로 이동하도록 하는 방식으로 작동 또는 제어되는 경우, 단지 위치 설정축(16)을 따른 스트로크 드라이브 디바이스(213)의 위치 설정 이동만이 이루어진다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 전동 드라이브 유닛(38, 39)에 의해 위치 설정축(16)을 따라 양방향으로 대응하는 속도로 이동되면, 단지 스트로크축(14)을 따른 램(12) 또는 펀칭 스탬프(11)의 위치 설정 이동만이 이루어진다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 서로를 향해 이동하면, 펀칭 스탬프(11)와 함께 램(12)이 스트로크축(14)을 따라 하강하고, 드라이브측 웨지형 요소(22, 23)가 위치 설정축(16)을 따라 서로로부터 이격되도록 이동하면, 램(12)은 스트로크축(14)을 따라 펀칭 스탬프(11)와 함께 상승한다.
도 10에 따른 구성의 경우에도 또한, 위치 설정축(16)을 따른 위치 설정 이동과 스트로크축(14)을 따른 이동이, 위치 설정축을 따라 동일한 방향으로 그리고 서로에 대해 이동되는 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)에 의해 서로에 대해 중첩될 수 있다.
도 11에 도시한 스트로크 드라이브 디바이스(313)의 경우, 스트로크축(14)을 따른 램(12)과 펀칭 스탬프(11)의 이동은 단지 전동 드라이브 유닛(38)에 의해서만 이루어지고, 위치 설정축(16)을 따른 위치 설정 이동은 단지 전동 드라이브 유닛(39)에 의해서만 이루어진다.
전동 드라이브 유닛(38)은 그 종축을 중심으로 드라이브 스핀들(58)을 구동시키는 전기 드라이브 모터(57)를 포함한다. 드라이브 스핀들(58)은 양방향으로 연장되는 나사부를 지닌 2개의 종방향부(59, 60)를 갖는다. 드라이브 스핀들(58)의 종방향부(59)는 스핀들 너트(61)와 맞물리고, 스핀들 너트는 이어서 회전 고전 방식으로 드라이브측 웨지 기어 요소(22)에 결합된다. 따라서, 드라이브 스핀들(58)의 종방향부(60)는 스핀들 너트(62)와 맞물리고, 스핀들 너트는 이어서 회전 고정 방식으로 드라이브측 웨지 기어 요소(23)에 조립된다.
드라이브 스핀들(58)의 종방향부(59, 60)가 양방향으로 연장되는 나사부에 마련된다는 사실로 인해, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 드라이브 스핀들(58)이 회전할 때에 양방향으로 변위된다. 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 서로를 향해 이동하면, 램(12)은 펀칭 스탬프(11)와 함께 스트로크축(14)을 따라 하강되고, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)가 서로로부터 멀어지도록 이동하면, 램(12)은 펀칭 스탬프(11)와 함께 스트로크축(14)을 따라 상승된다.
스핀들 드라이브 장치(317)의 전동 드라이브 유닛(39)은 전기 드라이브 모터(63)와 이에 의해 구동되는 드라이브 스핀들(64)을 갖는다. 드라이브 스핀들(64)은 하우징(66)에 회전 고정 방식으로 장착되는 스핀들 너트(65)를 지지한다. 전동 드라이브 유닛(38)은 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)와 함께 하우징(66) 내부에 수용된다.
단지 전동 드라이브 유닛(38)만이 작동되면, 스트로크축(14)을 따른 램(12)의 이동이 이루어진다. 단지 전동 드라이브 유닛(39)만이 작동되면, 램(12)은 펀칭 스탬프(11)와 함께 위치 설정축(16)을 따라 이동한다. 2개의 전동 드라이브 유닛(38, 39) 모두가 동시에 작동되면, 스트로크축(14)을 따른 램(12) 및 펀칭 스탬프(11)의 이동과 위치 설정축(16)을 따른 램(12) 및 펀칭 스탬프(11)의 이동이 중첩된다.

Claims (16)

  1. 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)를 구비하고, 공작물, 특히 판금을 가공하기 위한 프레스 형태의 공작 기계로서,
    - 스트로크 드라이브 디바이스에 의해 프레싱 툴이 스트로크축(14)을 따라, 프레싱 툴(11)로 가공되도록 의도되는 공작물을 향하는 방향 및/또는 반대 방향으로 이동될 수 있고,
    - 스트로크 드라이브 디바이스는 스트로크축(14)에 대해 수직으로 연장되는 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정될 수 있으며,
    - 스트로크 드라이브 디바이스는 전동 드라이브(17, 117, 217, 317)와 프레싱 툴(11) 사이에 마련되는 웨지 기어 메커니즘(21)을 포함하고, 웨지 기어 메커니즘(21)은 2개의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 가지며, 2개의 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)를 갖고, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 및 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)는 각각 서로 결합되어 기어 요소 쌍을 형성하며, 적어도 하나의 기어 요소 쌍 중 웨지 기어 요소(22, 24; 23, 25)들은 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)에 대하여 웨지 각도로 경사진 웨지 페이스(30, 32; 31, 33)에서 서로 대향하고, 2개의 기어 요소 쌍 중 웨지 페이스(30, 32; 31, 33)는 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축(16)에 대하여 양방향으로 경사지며, 전동 드라이브(17, 117, 217, 317)는 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해, 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동시키고/이동시키거나, 전동 드라이브(17, 117, 217, 317)는 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)를 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정하기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 함께 동시에 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 이동시키는 것인 공작 기계에 있어서,
    2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는 동시에 각각의 웨지 페이스(30, 32; 31, 33)에 대해서 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 대향하고, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용의 전동 드라이브(17, 117, 217, 317)는, 서로 독립적으로 그리고 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동시키는 방식으로 및/또는 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)를 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정하기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 각각의 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 함께 동시에 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 이동시키는 방식으로 제어될 수 있는 2개의 전동 드라이브 유닛(38, 39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  2. 제1항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용 전동 드라이브 유닛(38, 39)은, 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동시키고, 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 함께 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 이동시키는 방식으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용 전동 드라이브 유닛(38, 39)은, 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따라 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 동시에 이동시키는 방식으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 위해 마련되고, 전동 드라이브 유닛(38, 39)에 의해 구동되는 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)는, 프레싱 툴(11)을 스트로크 방향(14)으로 이동시키기 위해 전동 드라이브 유닛(38, 39)의 제어에 따라 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동되거나/이동되고, 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)를 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정하기 위해 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)를 위치 설정축(16)을 따라 운반시키는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전동 드라이브 유닛(38, 39) 중 하나는, 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 적어도 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)에 대해 이동시키고, 전동 드라이브 유닛(38, 39) 중 나머지 하나는, 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)를 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정하기 위해 2개의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)를 각각의 관련 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)와 함께 이동시키고, 프레싱 툴(11)을 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 드라이브측 웨지 기어 요소를 전동 드라이브 유닛(38, 39)과 함께 위치 설정축(16)을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(23)는 2개의 기어 요소부(46, 47)를 포함하고, 기어 요소부는 중간 공간(48)이 형성되도록 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)과 스트로크축(14)에 의해 형성되는 이동면에 대해 수직하게 서로에 대해 오프셋되고, 각각의 웨지 페이스(31, 33)에 대해서 관련 출력측 웨지 기어 요소(25)와 대향하며, 다른 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(22)는 이동면에 대해 수직하게 봤을 때에 기어 요소부(46, 47)의 중간 공간(48) 반대측에 배치되며, 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23)들이 운반되는 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)의 위치 설정축(16)을 따른 이동 중에, 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시키기 위해 기어 요소부(46, 47)의 중간 공간(48)에 수용되는 것을 특징으로 공작 기계.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 기어 요소 쌍의 드라이브측 웨지 기어 요소(23)는 2개의 U자 레그를 지닌 U자 형상이며, 이동면과 평행하게 배향되고 이동면에 대해 수직하게 서로 이격된 U자 레그에 의해, 중간 공간(48)을 갖도록 서로에 대해 오프셋된 기어 요소부(46, 47)를 형성하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)는, 스트로크축(14)을 따라 이동 가능하게 안내되고, 프레싱 툴(11)을 스트로크축(14)을 따라 이동시킬 수 있는 램(12; ram) 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 램(12)은 램(12) 상에 마련된 출력측 웨지 기어 요소(24, 25)를 통해 스트로크축(14)을 따라 안내되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 램(2)은 프레싱 툴(11)용의 툴 수용 부재를 갖고, 램(12)에는 회전식 드라이브 디바이스(28)가 마련되며, 이 회전식 드라이브 디바이스에 의해 툴 수용 부재가 스트로크축(14)을 중심으로 회전될 수 있고, 이에 따라 스트로크축(14)을 중심으로 상이한 회전 위치에 위치 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용의 전동 드라이브 유닛(38, 39) 중 적어도 하나는 스핀들 드라이브로서 구성되거나, 또는 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용의 전동 드라이브 유닛(38, 39) 중 적어도 하나는 선형 모터로서 구성되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)를 위한 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 각각 드라이브측 웨지 기어 요소(22, 23) 중 하나와 함께 스크로크 드라이브 디바이스(13, 113)의 위치 설정축(16)을 따라 이동되는 기어측 드라이브 디바이스를 갖고, 2개의 전동 드라이브 유닛(38, 39)의 기어측 드라이브 디바이스는 2개의 전동 드라이브 유닛(38, 39)에 공통이고 공작 기계의 캐리어 구조 상에 마련되는 캐리어 구조측 드라이브 디바이스와 연동하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 각기, 스핀들 너트(41, 43; 141, 143)를 갖는 기어측 드라이브 디바이스를 갖고, 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축(16)을 따라 연장되고, 기어측 드라이브 디바이스의 스핀들 너트(41, 43; 141, 143)가 위치 설정되는 공통 드라이브 스핀들(18) 형태의 캐리어 구조측 드라이브 디바이스를 갖는 스핀들 드라이브로서 구성되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 스핀들 드라이브로서 구성되는 드라이브 유닛(38, 39) 중 적어도 하나는 기어측 드라이브 디바이스를 갖고, 기어측 드라이브 디바이스는 스핀들 너트(41, 43)에 더하여 관련 스핀들 너트(41, 43)를 드라이브 스핀들(18)을 따라 구동하는 드라이브 모터(40, 42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 웨지 기어 요소(22, 23, 24, 25)용 전동 드라이브 유닛(38, 39)은 선형 모터로서 구성되고, 각기 기어측 드라이브 디바이스인 주요 부분과 공통 캐리어 구조측 드라이브 디바이스인, 스트로크 드라이브 디바이스(13)의 위치 설정축(16)을 따라 연장되는 공통 보조 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 공작 기계는 캐리어 구조로서 내부 프레임 공간(7)을 에워싸는 O자형 기계 프레임(2)을 갖고, 스트로크 드라이브 디바이스(13, 113, 213, 313)는 내부 프레임 공간(7)에 배치되고, 기계 프레임(2)의 둘레 방향으로 연장되는 위치 설정축(16)을 따라 위치 설정될 수 있도록 기계 프레임(2) 상에서 안내되는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
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