WO2004112982A1 - Prägemaschine und verfahren zum prägen von werkstücken - Google Patents

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WO2004112982A1
WO2004112982A1 PCT/CH2003/000411 CH0300411W WO2004112982A1 WO 2004112982 A1 WO2004112982 A1 WO 2004112982A1 CH 0300411 W CH0300411 W CH 0300411W WO 2004112982 A1 WO2004112982 A1 WO 2004112982A1
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WO
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workpiece
die
axis
embossing
workpiece holder
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PCT/CH2003/000411
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Geser
Original Assignee
Ernst Grob Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/02—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0004—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins characterised by the movement of the embossing tool(s), or the movement of the work, during the embossing operation
    • B44B5/0019—Rectilinearly moving embossing tools
    • B44B5/0028—Rectilinearly moving embossing tools cooperating with rotating workpieces

Definitions

  • the present invention relates to an embossing machine according to the preamble of claim 1, a method for embossing workpieces according to the preamble of claim 7 and the use of such an embossing machine.
  • Embossing machines have long been known in various designs.
  • the main tool of these machines is a punch, which is brought into contact with the workpiece, which is usually placed on or against a die, by applying pressure to a defined depth.
  • the embossing achieves a plastic deformation of the material in the area of the workpiece.
  • an indentation is created on the side of the stamp and, if necessary, an indentation on the side of the die.
  • the forces to be applied for this are conventionally transmitted either mechanically via an eccentric shaft or hydraulically directly to the stamp.
  • the conventional mechanical machines generally have very large dimensions, since the force has to be built up and transmitted directly at the location of the stamp, and are therefore suitable for processing large individual parts.
  • the hydraulic machines can be separated from the pressure build-up Stamp is made, also be made smaller and are also suitable for processing smaller parts.
  • This machine is particularly well suited for relatively small hollow cylindrical workpieces, in which the punchings, respectively. Embossings must be carried out rotationally symmetrically along a single, defined radius.
  • the machine has disadvantages due to its fixed workpiece holder which can only be rotated about an axis. So the workpiece must be repeated several times in succession in several such machines for the different punching or Embossing positions can be set up and used separately. This means a disadvantageously large effort and long production times.
  • the use of hydraulic machines is also unsuitable for such workpieces due to the high manufacturing tolerances involved.
  • the embossing holding time necessary to achieve a precise embossing depth depends on various parameters, the precise compliance of which cannot be guaranteed.
  • the object of the present invention was to find an embossing machine which allows precise, rapid embossing, in particular of rotationally symmetrical workpieces, the embossing at different radial positions with mutually different wall inclinations or. Curvatures must be performed.
  • the workpiece holder can be moved in one plane relative to the machine frame and can also be pivoted about an axis perpendicular to this plane, the workpiece can be brought into the corresponding machining position quickly and easily.
  • the processing of the embossments can preferably be accomplished simply by arranging the holding mandrel of the workpiece to be rotatable in the workpiece holder.
  • This rotary drive which is advantageously provided with a control for exact positioning, is preferably accommodated directly in the workpiece holder.
  • a counter-holder which is designed to be rotatable, is preferably attached in the workpiece holder. This ensures reliable and rotationally fixed fixing of the workpiece in the workpiece holder. At the same time, the workpiece can also be easily attached to the workpiece holder. remove from this.
  • a sensor is preferably used in order to make embossments spaced apart from one another with respect to the circumferential line on the workpiece. This sensor, preferably an optical sensor, is advantageously arranged directly on the workpiece holder and detects the position of the embossings already carried out. On the basis of this information, by means of an appropriately configured control which controls the rotation of the holding mandrel, it is possible, simply and precisely, to pivot the workpiece into the correct position for the subsequent stamping process.
  • Such workpieces are, for example, converter plates for use in automatic transmissions, such as those used in large numbers in vehicles.
  • converter plates for use in automatic transmissions, such as those used in large numbers in vehicles.
  • these are relatively small workpieces in which the embossing must be carried out with high precision, since these serve to hold the guide vanes.
  • the inventive embossing machine has a feed or. Removal device for the workpieces, which automatically feeds the workpieces to the workpiece holder or. removed after editing.
  • a processing station essentially has the stamp and associated die as well as an associated workpiece holder on.
  • the transport from one processing station to the next can take place, for example, through the feed and removal device. It is thus advantageously possible to achieve high production rates even with workpieces with multiple, different embossing forms, which have to be produced with different stamps and dies.
  • the preferred detection of the already existing embossings allows further embossings to be carried out quickly and with high precision with different stamps or on another circumferential line.
  • the workpiece holder can be moved and swiveled precisely and with high speed and precision at the designated positions on the respective workpiece.
  • Show it 1 shows the schematic longitudinal section through a machine according to the invention with a plate-shaped workpiece which is machined from the inside with the stamp;
  • Fig. 3 shows the schematic longitudinal section in the region of the workpiece holder when loading with the workpiece.
  • FIG. 1 The longitudinal section through an embossing machine according to the invention is shown schematically in FIG.
  • the workpiece 1 to be machined is held in a workpiece holder 15 which is connected to the machine frame 16.
  • the workpiece 1 is held rotatable about its axis of symmetry w.
  • the eccentric shaft 4 is driven via a drive shaft 3, for example as a cardan shaft.
  • the eccentric shaft 4 is arranged coaxially with the control disk 5.
  • the control disk 5 has a control track in the form of a circumferential groove 6 on its underside.
  • the groove 6 can be designed, for example, as a circumferential groove which is formed eccentrically to the axis of rotation of the eccentric shaft.
  • the infeed of the infeed carriage 2 can be carried out, for example, via a threaded spindle 18 by a mechanical or electrical drive 19 which is connected to the machine frame 16 is firmly connected can be set in the direction of the axis h to the workpiece 1. This setting is preferably NC-controlled.
  • the eccentric shaft 4 is mounted in the die frame 8, which is guided in the machine frame 16 and can be displaced parallel in the direction of the machining axis h.
  • the die frame 8 is now periodically moved back and forth in its guide in accordance with the design of the groove 6 of the control disk 5, whereby the die 9 arranged at the end of the die frame 8 comes into abutment against the corresponding outside of the workpiece 1, respectively. is lifted off.
  • this movement takes place with a larger or smaller path, in each case once per revolution.
  • a connecting rod 10 is arranged on the eccentric pin 17 of the eccentric shaft 4 and is connected, for example, to the plunger arm 12 via a connecting pin 11.
  • This punch arm 12 is also arranged in the radial direction with respect to the workpiece axis w in the die frame 8. During the rotation of the eccentric shaft 4, the stamp arm 12 is thus also moved back and forth once with each rotation and thus also the stamp 13 arranged at the end of the stamp arm.
  • the arrangement of the eccentric shaft 4, control disk 5 and eccentric pin 17 shown results in a coupled, positively guided movement of both the die 9 and the punch 13, the relative movement of the punch 13 with respect to the workpiece 1 depending on the design and arrangement of the groove 6 the control disk 5 can be very small in relation to the stroke of the eccentric pin 17.
  • the workpiece holder 15 is now designed according to the invention in such a way that the workpiece 1 is held in it both rotatably about the axis of symmetry w, but can also perform a vertical movement along the axis v and additionally a pivoting movement about the axis s, which is perpendicular to the axes h and v , can execute.
  • Next stamp 13 and die 9 can be moved along the axis h. be positioned.
  • plate-shaped workpieces 1 having a concave or convex surface on the edge can be processed particularly precisely and quickly by this machine.
  • the starting position of the workpiece 1 can be easily determined and set by detecting the embossings already carried out, for example by means of an optical sensor. This means that non-contiguous embossings can be created quickly in a defined position with high precision. This is necessary, for example, for components of automatic transmissions, such as Converter plates, in which guide vanes must then be used in these embossings. This places very high demands on the precision of the embossing itself and its positioning on the workpiece 1.
  • embossments with different configurations ie with different stamp shapes
  • a device is provided in which several, for example two or three such embossing stations are arranged and operated parallel to one another, and the workpieces 1 after a complete one Processing at one of these stations can be fed to the next station.
  • the workpieces 1 can thus be processed practically in parallel and a very high production rate can be achieved.
  • FIG. 2 shows the machining area of the embossing machine according to the invention in a smaller detail.
  • the workpiece 1 has already been brought into the desired machining position by moving and pivoting the workpiece holder 15.
  • the position of the workpiece 1 to be machined lies exactly in the machining axis h of the embossing machine, ie between the punch 13 and the die 9.
  • the interaction of the movements of the punch 13 and die 9 in a known manner can now trigger the stamping process, the position of workpiece 1 remains unchanged. Since usually several embossments along the circumferential circle of the workpiece 1 must be applied at regular, defined intervals, this can be done simply by rotating the workpiece 1 about the workpiece axis or.
  • Mandrel axis w take place. So that the workpiece 1 does not come off the holding mandrel 20 in this position drops, a counter-holder 21 is provided, which presses the workpiece 1 reliably and secured against unwanted rotation against the holding mandrel 20.
  • the counter-holder 21 is advantageously arranged axially movable on the workpiece holder 15 in order to also release the workpiece 1 again.
  • the introduction of the workpiece 1 into this machining position can be seen from FIG. 2 on the basis of the starting position of the workpiece 1 ′ shown in dashed lines.
  • the workpiece 1 In this position, the workpiece 1 is in a vertical position compared to the machining axis h and can be inserted from top to bottom between the punch 13 'and the die (not shown here).
  • the workpiece 1 can then be brought into the position shown in FIG. 2 by combined lowering and pivoting, i.e. the position of the axis of rotation s' shifts to position s.
  • the punch 13 and die 9 are moved together into their starting position.
  • the workpiece holder 15 is pivoted such that the workpiece 1 comes to lie upward.
  • the workpiece 1 is lowered downwards by a feed device 22 until it comes into contact with the holding mandrel 20.
  • the counter-holder 21 can then be positioned over the workpiece 1 and pressed against the holding mandrel from above.
  • the workpiece holder 15 can now be loaded in accordance with the preceding description. moves, ie be moved and pivoted, the workpiece 1 being held reliably.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Die Prägemaschine weist einen beweglich geführten Matrizen­rahmen (8) auf, in welchem gleichzeitig eine Exzenterwelle (4) für den Antrieb des Stempels (13) gelagert ist. Der Matrizenrahmen (8) wird mittels einer Steuerscheibe (5) be­wegt, welche direkt mit der Exzenterwelle (4) gekoppelt ist. Damit wird eine zwangsgeführte Bewegung zwischen Stem­pel (13) und Matrize (9) erreicht, welche gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück (1) derart überlagert ist, dass der Stempel (13) bezüglich dem Werkstück (1) nur minimste Bewe­gungen ausführt. Der Werkstückhalter (15) ist derart beweg­lich gegenüber dem Matrizenrahmen (8) angeordnet, dass das Werkstück (1) durch eine kombinierte Schwenk- und Verschiebebewegung korrekt zwischen Stempel (13) und Matrize (9) positioniert wird und dann anschliessend die Prägevorgänge am Umfang durch Rotation des Werkstückhalters (15) ausge­führt werden können. Durch die Zwangsführung und die Anord­nung des Werkstückhalters (15) können vorteilhafterweise sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeiten bei hoher Präzision er­reicht werden.

Description

Prägemaschine und Verfahren zum Prägen von Werkstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prägemaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Prägung von Werkstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 sowie die Verwendung einer derartigen Prägemaschine.
Prägemaschinen sind in verschiedensten Ausführungen seit langem bekannt. Das Hauptwerkzeug dieser Maschinen ist ein Stempel, welcher gegen das in der Regel auf einer Matrize aufliegende oder dagegen anliegende Werkstück unter Aufwendung von Druck bis zu einer definierten Tiefe in Anschlag gebracht wird. Durch die Prägung wird eine plastische Verformung des Materials am bereffenden Bereich des Werkstücks erzielt. In der Regel wird auf der Seite des Stempels eine Einbuchtung und auf der Seite der Matrize ggf. eine Ausbuchtung geschaffen.
Als Werkstücke werden mit derartigen Maschinen vornehmlich Metalle bearbeitet, was bedingt, dass die mit dem Stempel aufzubringenden Kräfte sehr gross sein müssen, um plastische Verformung des Materials zu erreichen.
Die hierfür aufzubringenden Kräfte werden herkömmlicherweise entweder mechanisch über eine Exzenterwelle oder hydraulisch direkt auf den Stempel übertragen. Die herkömmlichen mechanischen Maschinen weisen in der Regel sehr grosse Abmessungen auf, da die Kraft unmittelbar am Ort des Stempels aufgebaut und übertragen werden muss, und eignen sich daher für die Bearbeitung von grossen Einzelteilen. Die hydraulischen Maschinen können, da der Druckaufbau getrennt vom Stempel erfolgt, auch kleiner aufgebaut sein und eignen sich auch für die Bearbeitung von kleineren Teilen.
Aus der EP 1 074 320 ist eine mechanische Stanz- und Prägemaschine bekannt, bei welcher durch eine Zwangskoppelung der Bewegung von Matrize und Stempel mit sehr kleinen Relativbewegungen zwischen Stempel resp. Matrize und Werkstück eine Stanz- oder Prägewirkung erzielt wird.
Diese Maschine eignet sich insbesondere gut für relativ kleine hohlzylindrische Werkstücke, bei welchem die Stanzungen resp. Prägungen entlang eines einzigen, definierten Radius rotationssymmetrisch ausgeführt werden müssen.
Wenn nun aber bei rotationssymmetrischen, tellerförmigen Werkstücken, insbesondere mit konkaven oder konvexen Oberflächen, die Prägungen an unterschiedlichen Positionen am Werkstück ausgeführt werden müssen, so weist die Maschine durch ihre feste, nur um eine Achse rotierbare Werkstückaufnahme Nachteile auf. So muss das Werkstück mehrfach nacheinander in mehrere solchen Maschinen für die unterschiedlichen Stanz- resp. Prägepositionen jeweils separat eingerichtet und eingesetzt werden. Dies bedeutet einen nachteilig grossen Aufwand und hohe Produktionszeiten.
Der Einsatz von hydraulischen Maschinen ist aufgrund der damit verbundenen hohen Fertigungstoleranzen für derartige Werkstücke ebenfalls nicht geeignet. Die für die Erreichung einer präzisen Prägetiefe notwendige Prägehaltezeit ist von versch. Parametern abhängig, deren präzise Einhaltung nicht gewährleistet werden kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag darin, eine Prägemaschine zu finden, welche eine genaue, schnelle Prägung insbesondere von rotationssymmetrischen Werkstücken erlaubt, wobei die Prägungen an unterschiedlichen radialen Positionen mit voneinander verschiedenen Wandneigungen resp. Krümmungen ausgeführt werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Maschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weitere, bevorzugte Ausführungsformen der Maschine ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.
Dadurch, dass der Werkstückhalter einerseits in einer Ebene gegenüber dem Maschinengestell bewegbar ist, und andererseits auch um eine Achse senkrecht zu dieser Ebene verschwenkbar ist, kann das Werkstück schnell und einfach in die entsprechende Bearbeitungsposition gebracht werden. Die Bearbeitung der in der Regel entlang des Umfanges des Werkstückes in definierten Abständen anzubringenden Prägungen kann vorzugsweise einfach dadurch bewerkstelligt werden, dass der Haltedorn des Werkstückes im Werkstückhalter rotierbar angeordnet ist.
Vorzugsweise wird dieser Rotationsantrieb, der vorteilhaft mit einer Steuerung zur exakten Positionierung versehen ist, direkt im Werkstückhalter untergebracht. Neben dem Haltedorn ist im Werkstückhalter vorzugsweise ein Gegenhalter angebracht, welcher rotierbar ausgebildet ist. Damit ist eine zuverlässige und drehfeste Fixierung des Werkstückes im Werkstückhalter gewährleistet. Gleichzeitig lässt sich das Werkstück aber auch einfach auf den Werkstückhalter aufbringen resp. von diesem wieder entfernen. Um insbesondere voneinander in Bezug auf die Umfanglinie am Werkstück beabstandete Prägungen vorzunehmen, wird vorzugsweise ein Sensor eingesetzt. Dieser Sensor, vorzugsweise ein optischer Sensor, ist vorteilhaft direkt an der Werk- stückhalterung angeordnete und erfasst die Position der bereits ausgeführten Prägungen. Aufgrund dieser Information ist es mittels einer entsprechend eingerichteten Steuerung, welche die Verdrehung des Haltedornes steuert, einfach und präzise möglich, das Werkstück in die für den folgenden Prägevorgang korrekte Stellung zu verschwenken.
Damit können einfach, schnell und insbesondere präzise Prägungen insbesondere an tellerförmigen Werkstücken ausgeführt werden. Derartige Werkstücke sind beispielsweise Wandlerteller für den Einsatz in automatischen Getrieben, wie sie in Fahrzeugen in grossen Stückzahlen zum Einsatz gelangen. Einerseits handelt es sich dabei um verhältnis- mässig kleine Werkstücke, bei welchen die Prägungen mit hoher Präzision ausgeführt werden müssen, da diese zur Aufnahme der Leitschaufeln dienen.
Vorzugsweise weist die erfindungsge asse Prägemaschine eine Zuführ- resp. Entnahmevorrichtung für die Werkstücke auf, welche die Werkstücke dem Werkstückhalter automatisch zuführt resp. diese nach erfolgter Bearbeitung wieder entfernt .
Um am selben Werkstück unterschiedliche Prägungen möglichst rationell und schnell ausführen zu können, wird weiter vorzugsweise vorgeschlagen, dass mehrere Bearbeitungsstationen parallel zueinander angeordnet werden. Eine Bearbeitungsstation weist im Wesentlichen den Stempel und zugehörige Matrize sowie jeweils einen zugehörigen Werkstückhalter auf. Der Transport von einer Bearbeitungsstation zur nächsten kann beispielsweise durch die Zuführ- und Entnahmevorrichtung erfolgen. Damit ist es vorteilhaft möglich hohe Produktionsraten auch bei Werkstücken mit mehren, unterschiedlichen Prägeformen zu erreichen, welche mit unterschiedlichen Stempeln und Matrizen erzeugt werden müssen.
Die Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren entsprechend der Merkmale von Anspruch 7 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 8 und 9.
Durch das bevorzugte Erfassen der bereits vorhandenen Prägungen können weitere Prägungen mit unterschiedlichen Stempeln oder an einer anderen Umfanglinie mit hoher Präzision und schnell ausgeführt werden.
Die Kombination der sehr präzisen und effizienten mechanischen Prägeeinrichtung zusammen mit einer flexiblen und präzise gesteuerten Werkstückhalterung führt zu den erwünschten hohen Produktionsraten bei hoher Genauigkeit.
Erfindungsgemäss wird eine derartige Maschine entsprechend Anspruch 10 verwendet.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung resp. Verschiebe- und Verschwenkbarkeit des Werkstückhalters können Prägungen exakt und mit hoher Geschwindigkeit und Präzision an den dafür vorgesehenen Positionen am jeweiligen Werkstück ausgeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den schematischen Längsschnitt durch eine er- findungsgemässe Maschine mit einem tellerförmigen Werkstück, welches mit dem Stempel von der Innenseite her bearbeitet wird;
Fig. 2 den schematischen Längsschnitt im Bereich von Stempel und Matrize mit eingeführtem Werkstück; und
Fig. 3 den schematischen Längsschnitt im Bereich des Werkstückhalters bei der Beschickung mit dem Werkstück.
In Figur 1 ist schematisch der Längsschnitt durch eine er- findungsgemässe Prägemaschine dargestellt. Das zu bearbeitende Werkstück 1 ist in einem Werkstückhalter 15 gehalten, welcher mit dem Maschinengestell 16 verbunden ist. Dabei ist das Werkstück 1 um seine Symmetrieachse w rotierbar gehalten.
Über eine Antriebswelle 3, beispielsweise als Kardanwelle ausgeführt, wird die Exzenterwelle 4 angetrieben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Exzenterwelle 4 koaxial mit der Steuerscheibe 5 angeordnet.
Die Steuerscheibe 5 weist an ihrer Unterseite eine Steuerbahn in Form einer umlaufenden Nut 6 auf. Die Nut 6 kann beispielsweise als exzentrisch zur Drehachse der Exzenterwelle ausgebildete, umlaufende Nut ausgebildet sein. In diese Nut 6 greift ein Zapfen 7 ein, welcher mit dem Zustellschlitten 2 verbunden ist.
Die Zustellung des Zustellschlittens 2 kann beispielsweise über eine Gewindespindel 18 von einem mechanischen oder elektrischen Antrieb 19, der mit dem Maschinengestell 16 fest verbunden ist, in Richtung der Achse h zum Werkstück 1 eingestellt werden. Diese Einstellung erfolgt vorzugsweise NC gesteuert.
Die Exzenterwelle 4 ist im Matrizenrahmen 8 gelagert, welcher parallel in Richtung der Bearbeitungsachse h verschiebbar im Maschinengestell 16 geführt ist. Beim Antrieb der Antriebswelle 3 wird nun der Matrizenrahmen 8 entsprechend der Ausbildung der Nut 6 der Steuerscheibe 5 periodisch in seiner Führung hin und her bewegt, womit die am Ende des Matrizenrahmens 8 angeordnete Matrize 9 gegen die entsprechende Aussenseite des Werkstückes 1 in Anschlag gelangt resp. davon abgehoben wird. Entsprechend der Ausbildung der Nut 6 erfolgt diese Bewegung mit einem grösseren oder kleineren Weg, jeweils einmal pro Umdrehung.
Am Exzenterzapfen 17 der Exzenterwelle 4 ist eine Pleuelstange 10 angeordnet, welche beispielsweise über einen Verbindungszapfen 11 mit dem Stempelarm 12 verbunden ist. Dieser Stempelarm 12 ist ebenfalls in radialer Richtung in Bezug auf die Werkstückachse w verschiebbar im Matrizenrahmen 8 angeordnet. Bei der Umdrehung der Exzenterwelle 4 wird damit auch der Stempelarm 12 bei jeder Umdrehung einmal hin- und herbewegt und damit auch der am Ende des Stempelarmes angeordnete Stempel 13.
Durch die dargestellte Anordnung der Exzenterwelle 4, Steuerscheibe 5 und Exzenterzapfen 17 wird eine gekoppelte, zwangsgeführte Bewegung sowohl der Matrize 9 wie auch des Stempels 13 bewirkt, wobei die Relativbewegung des Stempels 13 in Bezug auf das Werkstück 1 je nach Ausführung und Anordnung der Nut 6 der Steuerscheibe 5 im Verhältnis zum Hub des Exzenterzapfens 17 sehr klein ausfallen kann. Der Werkstückhalter 15 ist nun erfindungsgemäss derart ausgebildet, dass darin das Werkstück 1 sowohl um die Symmetrieachse w rotierbar gehalten ist, aber auch eine Vertikalbewegung entlang der Achse v ausführen kann und zusätzlich eine Schwenkbewegung um die Achse s, welche senkrecht zur Achse h und v steht, ausführen kann. Weiter können Stempel 13 und Matrize 9 entlang der Achse h verschoben resp. positioniert werden. Damit ist es möglich, dass Werkstück 1 an die vorgesehene Position zur Anbringung einer Prägung zwischen Stempel 13 und Matrize 9 zu positionieren. Diese Bewegungen erfolgen vorteilhaft NC gesteuert. Anschliessend können durch jeweils definiert ausgeführte Drehbewegungen um die Achse w mit hoher Präzision entlang des Umfangs des Werkstückes 1 die vorgesehenen Prägung ausgeführt werden.
Insbesondere tellerförmige, am Rand eine konkave oder konvexe Oberfläche aufweisende Werkstücke 1 können durch diese Maschine besonders präzise und schnell bearbeitet werden.
Wenn weitere Prägungen mit demselben Prägwerkzeug 13 entlang einer weiteren Umfanglinie am Werkstück 1 ausgeführt werden müssen, kann dies durch entsprechende Neupositionierung des Werkstückhalters 15 und damit des Werkstückes 1 in Bezug auf Stempel 13 resp. Matrize 9 sehr einfach und schnell erfolgen.
Durch Detektion der bereits ausgeführten Prägungen, beispielsweise mittels eines optischen Sensors, kann die Startlage des Werkstückes 1 leicht ermittelt und eingestellt werden. Damit können mit hoher Präzision auch nicht zusammenhängende Prägungen in definierter Lage schnell erstellt werden. Dies ist beispielsweise erforderlich für Komponenten von automatischen Getrieben, wie beispielsweise Wandlerteller, bei denen in diese Prägungen anschliessend Leitschaufeln eingesetzt werden müssen. Dabei werden sehr hohe Anforderungen an die Präzision der Prägung an sich wie auch deren Positionierung am Werkstück 1 gestellt.
Wenn am selben Werkstück 1 mehrere Prägungen mit unterschiedlicher Ausgestaltung, d.h mit unterschiedlichen Stempelformen, ausgeführt werden müssen, so wird eine Vorrichtung bereitgestellt, bei welcher mehrere, beispielsweise zwei oder drei solcher Prägestationen parallel zueinander angeordnet und betrieben werden, und die Werkstücke 1 nach einer vollständigen Bearbeitung auf einer dieser Stationen der nächsten Station zugeführt werden. Damit können die Werkstücke 1 praktisch parallel bearbeitet werden und eine sehr hohe Produktionsrate erzielt werden.
Figur 2 zeigt in einem kleineren Ausschnitt detaillierter den Bearbeitungsbereich der erfindungsgemässen Prägemaschine. In der dargestellten Position ist das Werkstück 1 bereits durch Verfahren und Verschwenken des Werkstückhalters 15 in die gewünschte Bearbeitungsposition gebracht. Die zu bearbeitende Stelle des Werkstückes 1 liegt genau in der Bearbeitungsachse h der Prägemaschine, d.h. zwischen dem Stempel 13 und der Matrize 9. Durch das Zusammenwirken der Bewegungen von Stempel 13 und Matrize 9 in bekannter Weise kann nun der Prägevorgang ausgelöst werden, wobei die Position des Werkstückes 1 unverändert bleibt. Da in der Regel mehrere Prägungen entlang des Umfangkreises des Werkstückes 1 in regelmässigen, definierten Abständen angebracht werden müssen, kann dies einfach durch Rotieren des Werkstückes 1 um die Werkstückachse resp. Haltedornachse w erfolgen. Damit das Werkstück 1 in dieser Lage nicht vom Haltedorn 20 abfällt, ist ein Gegenhalter 21 vorgesehen, welcher das Werkstück 1 zuverlässig und gegen ungewollte Verdrehung gesichert an den Haltedorn 20 anpresst. Der Gegenhalter 21 ist vorteilhaft axial bewegbar am Werkstückhalter 15 angeordnet, um das Werkstück 1 auch wieder freizugeben.
Weiter ist aus Figur 2 das Einführen des Werkstückes 1 in diese Bearbeitungsposition augrund der gestrichelt dargestellten Ausgangsposition des Werkstückes 1' ersichtlich. In dieser Position befindet sich das Werkstück 1 im Vergleich zur Bearbeitungsachse h in einer vertikalen Lage, und kann von oben nach unten zwischen Stempel 13' und Matrize (hier nicht dargestellt) eingeführt werden. Anschliessend kann das Werkstück 1 durch kombiniertes Absenken und Verschwenken in die in Figur 2 gezeigte Position gebracht werden, d.h. die Lage der Drehachse s' verschiebt sich zur Position s. Gleichzeitig werden auch Stempel 13 und Matrize 9 gemeinsam in ihre Ausgangsposition bewegt. Durch diese gemeinsamen, aufeinander abgestimmten Bewegungen kann praktisch jede Position des Werkstückes in eine Bearbeitungsposition zwischen Stempel 13 und Matrize 9 gebracht werden.
In Figur 3 ist schliesslich noch die Beschickungs- oder Ladesituation dargestellt. Der Werkstückhalter 15 ist derart verschwenkt, dass das Werkstück 1 nach oben gerichtet zu liegen kommt. Von einer Zuführeinrichtung 22 wird das Werkstück 1 nach unten abgesenkt, bis es auf den Haltedorn 20 in Auflage gelangt. Anschliessend kann der Gegenhalter 21 über das Werkstück 1 positioniert werden und dieses von oben gegen den Haltedorn anpressen. Nun kann der Werkstückhalter 15 entsprechend der vorangegangenen Beschreibung be- wegt, d.h. verschoben und verschwenkt werden, wobei das Werkstück 1 zuverlässig gehalten ist.
Das Entfernen des bearbeiteten Werkstückes 1 kann nun einfach in gleicher Weise in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Prägemaschine mit Maschinengestell (16), Stempel (13), Matrize (9) und einem Werkstückhalter (15) zur Aufnahme eines Werkstückes (1), wobei die Matrize (9) in einem parallel zur Bearbeitungsachse (h) verschiebbar geführten Matrizenrahmen (8), welcher über eine Steuerscheibe (5) in Bezug auf den Werkstückhalter (15) verschiebbar im Maschinengestell (16) geführt ist, gehalten ist und der an einem im Matrizenrahmen (8) verschiebbar geführten Stempelarm (12) angeordnete Stempel (13) mit einer Exzenterwelle (4), welche im Matrizenrahmen (8) der Matrize (9) drehbar gelagert ist, verbunden ist, und wobei weiter die Exzenterwelle (4) und die Steuerscheibe (5) direkt miteinander gekoppelt und mit einer Antriebswelle (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) gegenüber dem Matrizenrahmen (8) in einer Führungsachse (v) senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) bewegbar angeordnet ist und um eine weitere senkrecht zur Führungsachse (v) und senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) stehenden Drehachse (s) verschwenkbar angeordnet ist.
2. Prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) einen Haltedorn (20) und einen verschiebbaren Gegenhalter (21) für das Werkstück (1) aufweist, wobei der Haltedorn (20) senkrecht zur Drehachse (s) ausgerichtet ist.
3. Prägemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn (20) im Werkstückhalter (15) über eine Antriebseinrichtung drehbar angeordnet ist, vorzugsweise um seine Positionierachse (w) .
4. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) mindestens einen Sensor zur Erfassung von Vertiefungen oder Markierungen im Werkstück (1) aufweist, vorzugsweise einen optischen Sensor.
5. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Zuführeinrichtung aufweist, über welche Werkstücke (1) auf den Werkstückhalter (15) aufbringbar sind resp. von diesem wieder entfernbar sind.
6. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Maschinengestell (16) mehrere Stempel (13) und Matrizen (9) parallel zueinander als separate Bearbeitungsstationen angeordnet sind und jeweils separate Werkstückhalter (15) aufweisen.
7. Verfahren zum Anbringen von Prägungen an axialsymmetrischen, tellerförmigen Werkstücken (1) entlang von mindestens einer Umfanglinie mit einer Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkstück (1) einem Werkstückhalter (15) zugeführt wird und darin zentriert gehalten wird;
der Werkstückhalter (15) gegenüber der Prägemaschine in einer geraden Bewegung zugestellt und um eine Drehachse (s) senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) derart verschwenkt wird, dass die mit einer Prägung zu versehende Umfanglinie des Werkstück (1) zwischen Stempel (13) und Matrize (9) der Prägemaschine zu liegen kommt,
wobei ggf. Stempel (13) und Matrize (9) koordiniert entlang der Bearbeitungsachse (h) ebenfalls verschoben werden;
anschliessend jeweils Prägevorgänge mittels Stempel (13) und Matrize (9) auf das Werkstück (1) ausgeführt werden, wobei zwischen zwei Prägevorgängen das Werkstück (1) jeweils um einen vorbestimmten Winkelwert mittels des Werkstückhalters (15) um seine Achse (w) verdreht wird;
anschliessend ggf. der Werkstückhalter (15) um seine Drehachse (s) erneut in eine weiter Position verschwenkt wird, wobei ggf. erneut der Werkstückhalter (15) gegenüber der Prägemaschine und/oder Stempel (13) und Matrize (9) entlang der Bearbeitungsachse (h) verschoben werden und weitere Prägevorgänge auf das Werkstück (1) ausgeführt werden;
abschliessend der Werkstückhalter (15) um seine Drehachse (s) in die Ausgangsposition verschwenkt und ggf. gegenüber der Prägemaschine verschoben wird und danach das bearbeitete Werkstück (1) vom Werkstückhalter (15) entfernt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) nacheinander mindestens zwei paral- lel zueinander angeordneten Bearbeitungsstationen der Prägemaschine zugeführt und darin bearbeitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn eines folgenden Bearbeitungsvorganges durch einen Sensor, vorzugsweise einen optischen Sensor, die Position einer bereits erstellten Prägung erfasst wird und aufgrund der Auswertung dieser Erfassung das Werkstück (1) durch den Werkstückhalter (15) um seine Achse (w) derart rotiert wird, um eine definierte relative Lage der bereits erstellten Prägung in Bezug auf den Stempel (13) zu erstellen, entweder in der aktuellen Bearbeitungsstation oder in der folgenden Bearbeitungsstation.
10. Verwendung einer Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Bearbeitung von axialsymmetrischen, hohlzylindrischen Werkstücken 1, vorzugsweise mit konkaver oder konvexer Oberfläche.
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