[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Biegemaschine zum Biegen von Werkstücken gemäss dem Anspruch 17.
[0002] Aus der CH 647 698 ist eine Spannvorrichtung zur Befestigung einer Biegeschiene im Stössel einer Abkantpresse bekannt. Die Spannvorrichtung umfasst eine Klemmleiste, welche zusammen mit dem Stössel der Abkantpresse eine Nut begrenzt, in der der Schaft des Biegewerkzeugs festgeklemmt werden kann. Die Klemmleiste ist mit durchgehenden Bohrungen versehen, in welche Klemmstifte eingesetzt sind. Auf der Rückseite der Klemmleiste ist eine Tragleiste befestigt, die mit einer Nut zur Aufnahme eines Schwellkörpers versehen ist. Der Schwellkörper ist mit einer Druckquelle verbunden. Wird der Schwellkörper mit Druck beaufschlagt, hat dieser das Bestreben sich auszudehnen. Dadurch drückt der Schwellkörper auf die Klemmstifte, welche nun ihrerseits das Biegewerkzeug in der Nut festklemmen. Die Klemmkräfte sind auf Grund des niedrigen hydraulischen Drucks relativ gering.
Die Energiezuführung, sprich die hydraulische Versorgung ist aufwändig und bedarf einer periodischen Wartung.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Spannvorrichtung zum Fixieren von Werkzeugen in Biegevorrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass damit Werkzeuge schnell, einfach und sicher fixiert werden können, wobei die Spannvorrichtung einfach montierbar sein soll und sich insbesondere auch zum Nachrüsten eignet.
[0004] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
[0005] Indem die Vorrichtung eine hydraulisch betätigte Klemmeinrichtung zum direkten oder indirekten Fixieren des Werkzeugs umfasst und mit einem integrierten, elektrisch angetriebenen Druckerzeuger versehen ist, mittels welchem der zum Betätigen der Druckkolben notwendige Hydraulikdruck generierbar ist, wird die grundsätzliche Voraussetzung geschaffen, dass damit Werkzeuge schnell, einfach und sicher fixiert werden können. Eine derart ausgebildete Spannvorrichtung kann einfach montiert werden. Sie eignet sich insbesondere auch zum Nachrüsten von Werkzeugmaschinen. Weitere Vorteile bestehen darin, dass keine separates Hydraulikaggregat erforderlich ist, keine Leckageprobleme zu erwarten sind und die gesamte Vorrichtung wartungsarm ist.
[0006] Bevorzugte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 16 umschrieben.
[0007] Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Vorrichtung als geschlossenes System ausgebildet und weist eine elektrische Schnittstelle auf, über welche die zum Betrieb des Druckerzeugers notwendige elektrische Energie zuführbar ist. Eine derartige Vorrichtung ist besonders einfach zu montieren, zuverlässig und wartungsarm, zumal nur ein elektrische jedoch keine hydraulische Schnittstelle vorgesehen werden muss.
[0008] Im Anspruch 17 wird zudem eine Biegemaschine beansprucht, die mit zumindest einer derartigen Vorrichtung versehen ist. Bevorzugte Weiterbildungen der Biegemaschine sind in den abhängigen Ansprüchen 18 bis 20 definiert.
[0009] Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>die Vorrichtung zusammen mit Teilen der Biegevorrichtung in einer perspektivischen Draufsicht;
<tb>Fig. 2<sep>eine Seitenansicht der Elemente gemäss Fig. 1, wobei die Vorrichtung im Ausgangszustand dargestellt ist;
<tb>Fig. 3<sep>eine Seitenansicht der Elemente gemäss Fig. 1, wobei die Vorrichtung im Wirkzustand dargestellt ist;
<tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 im Ausgangszustand;
<tb>Fig. 5<sep>einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 im Wirkzustand;
<tb>Fig. 6<sep>einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung;
<tb>Fig. 7<sep>einen ersten Querschnitt durch die Vorrichtung, und
<tb>Fig. 8<sep>einen weiteren Querschnitt durch die Vorrichtung.
[0010] Die Fig.1 zeigt die in der Form eines geschlossenen Moduls aufgebaute Vorrichtung 1 zusammen mit Teilen der Biegevorrichtung in einer perspektivischen Draufsicht. Neben dem Gehäuse 48 der Vorrichtung 1 ist ein längliches Klemmelement in Form einer Klemmleiste 4 ersichtlich, welche einen Teil einer Klemmvorrichtung 2 bildet und dem Fixieren des eigentlichen Biegewerkzeugs 37 dient. Im Weiteren ist die Oberwange 40 der Biegevorrichtung erkennbar, an welcher die Vorrichtung 1 mittels Schrauben 5 befestigt ist. Um das Biegewerkzeug 37, im vorliegenden Beispiel den Biegestempel, zu fixieren, muss die Klemmleiste 4 aus der hier gezeigten Ausgangsstellung quer zur Längsmittenachse L1 des zu fixierenden Biegewerkzeugs 37 in Richtung des Biegewerkzeugs 37 verschoben werden.
Schliesslich sind noch Bolzen 6 erkennbar, welche mittels Federn in Zugrichtung belastet sind und dazu dienen, die Klemmleiste 4 in die dargestellte Ausgangs- bzw. Ruhestellung zu ziehen und in dieser Stellung zu halten.
[0011] Im vorliegenden Beispiel weist die Vorrichtung 1 die gleiche Breite auf wie die Oberwange 40. Dies ist jedoch keinesfalls zwingend, da bei breiteren Oberwangen durchaus mehrere nebeneinander angeordnete Vorrichtungen vorgesehen werden können. Jedenfalls dient jede Vorrichtung dem Fixieren eines oder mehrerer Biegewerkzeuge.
[0012] Die Fig. 2 zeigt die sich im Ausgangszustand befindliche Vorrichtung 1 zusammen mit dem Biegewerkzeug 37 und der Oberwange 40 in einer Seitenansicht. Ausgangszustand heisst, dass sich die Klemmleiste 4 in ihrer -durch die federbelasteten Bolzen 6 bewirkten- zurückgezogenen Ruhestellung befindet. Die Vorrichtung 1 begrenzt zusammen mit der Oberwange 40 eine längliche Nut 41, welche der Aufnahme des Biegewerkzeugs 37 dient. Den Boden der Nut 41 bildet eine Anlagefläche 44. Wenn sich die Klemmleiste 4 in ihrer zurückgezogenen Ausgangsstellung befindet, kann das Biegewerkzeug 37 in die Nut 41 eingesetzt bzw. daraus entnommen werden. Um das Biegewerkzeug 37 lose in der Nut 41 zu halten, ist die Oberwange 40 mit einer länglichen Halteleiste 42 versehen, die auf der Oberseite mit einer schrägen Auflagefläche 43 versehen ist.
Das Biegewerkzeug 37 ist beidseitig mit je einer Haltenut 38 versehen, deren obere Seitenfläche mit der Auflagefläche 43 der Halteleiste 42 derart korrespondiert, dass das Biegewerkzeug 37 mit der Haltenut 38 an der Halteleiste 42 eingehängt werden kann. In die beiden Seitenflächen des Biegewerkzeugs 37 ist zudem je eine keilförmige Klemmnut 39 eingelassen, an welcher der konisch zulaufende Vorderteil der Klemmleiste 4 beim Festspannen angreifen kann. Wie ersichtlich, ist das Biegewerkzeug 37 symmetrisch ausgebildet, so dass es beidseitig verwendet werden kann.
[0013] Die Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 1 im Wirkzustand, in dem das Biegewerkzeug 37 festgespannt ist. In dieser Darstellung ist zumindest andeutungsweise erkennbar, dass die Klemmeinrichtung 2 neben der Klemmleiste 4 auch Druckkolben 18 umfasst, mittels welchen die Klemmleiste 4, wie dargestellt, gegen das Werkzeug 37 gedrückt werden kann. Die Druckkolben 18 werden hydraulisch betätigt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Beim Festspannen des Biegewerkzeugs 37 wird dieses durch den Vorderteil 4a der in die Klemmnut 39 eindringenden Klemmleiste 4 automatisch nach oben gedrückt, so dass das Biegewerkzeug 37 mit seiner Oberseite an der den Z-Anschlag bildenden Anlagefläche 44 der Oberwange 40 zur Anlage kommt, wodurch die Position des Biegewerkzeugs 37 sowohl in X- und Y- wie auch in Z-Richtung festlegt ist.
[0014] Die Fig. 4 zeigt die sich im Ausgangszustand befindliche Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt, wobei die Vorrichtung gegenüber den Figuren 2 und 3 im Massstab etwas verkleinert dargestellt ist. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ein integrierter, gesamthaft mit 3 bezeichneter Druckerzeuger ersichtlich, der im wesentlichen aus einem elektrisch angetriebenen Eingangskrafterzeuger 3a und einem nachgeschalteten Druckumsetzer 3b besteht, mittels welch letzterem die erzeugte Eingangskraft in den zum Betätigen der Druckkolben 18 notwendigen hydraulischen Systemdruck umsetzbar ist.
Wenn von Betätigen der Druckkolben 18 gesprochen wird, so ist darunter nicht nur das eigentliche Verschieben der Druckkolben 18 zu verstehen sondern auch das damit verbundene Festklemmen eines Werkzeugs, was natürlich voraussetzt, dass die Druckkolben 18 eine entsprechend hohe Klemmkraft aufbringen können. Pro Druckkolben 18 kann im vorliegenden Beispiel eine Klemmkraft von ca. 10 bis 15KN aufgebracht werden, so dass über die sechs Druckkolben 18 eine gesamte Klemmkraft von ca. 60 bis 90KN auf die Klemmleiste und damit das Werkzeug ausgeübt werden kann. Die Klemmleiste weist in der Regel eine Länge zwischen ca. 500 und 1000 mm auf.
[0015] Der Eingangskrafterzeuger 3a besteht aus einem mit einer Stellspindel 8 versehenen, elektrisch angetriebenen Linearaktuator 7. Die Stellspindel 8 ist mit dem Druckumsetzer 3b verbunden, der ein axial verschiebbares, als Kurvenkolbenstange ausgebildetes Betätigungselement 9, zwei Umsetzkolben 10, 12 sowie zwei Gegenlageraufnahmen 14, 16 umfasst. Im Weiteren sind sechs hydraulisch betätigbare Druckkolben 18 sowie ein hydraulisches Ausgleichselement 19 ersichtlich, welche hydraulisch mit den beiden Umsetzkolben 10, 12 verbunden sind. Ein Verschlussteil 22 dient zudem dem Verschliessen eines Hohlraums, in dem ein Teil der vorgängig genannten Elemente aufgenommen sind. Die mittels der Druckkolben 18 verschiebbare Klemmleiste ist aus dieser Darstellung nicht ersichtlich.
[0016] Der elektrisch betriebene Linearaktuator 7 dient dem axialen Verschieben der Stellspindel 8 und dem damit gekoppelten Betätigungselement 9. Im vorliegenden Beispiel ist der Linearaktuator 7 mit einem Elektromotor versehen, der über ein Getriebe die Stellspindel 8 antreibt. Jedenfalls dient der Druckerzeuger 3 dem Generieren eines hydraulischen Überdrucks, indem eine mittels des Eingangskrafterzeugers 3a generierte mechanische Bewegung der Stellspindel 8 über den Druckumsetzer 3b, namentlich über das Betätigungselement 9 und die beiden Umsetzkolben 10, 12, in einen hydraulischen Druckaufbau umgesetzt wird.
Das Betätigungselement 9 ist mit zwei schräg verlaufenden Druckflächen 24, 25 versehen, mittels welchen bei einem axialen Verschieben des Betätigungselements 9 die beiden Umsetzkolben 10, 12 in radialer Richtung (bezogen auf das Betätigungselement 9) nach unten gedrückt werden, wenn das Betätigungselement 9 ausfährt, d.h. im vorliegenden Beispiel nach links geschoben wird. Die beiden Umsetzkolben 10, 12 sind auf der Oberseite mit je einer Rolle 11, 13 versehen, welche an der jeweiligen Druckfläche 24, 25 des Betätigungselements 9 zur Anlage kommen. Die beiden Umsetzkolben sind in je einem Zylinderraum 26, 27 aufgenommen, wobei die Unterseite des jeweiligen Umsetzkolbens 10, 12 über mit einem Hydraulikmedium gefüllte Hydraulikkanäle (nicht ersichtlich) mit den Druckkolben 18 in Wirkverbindung steht.
Zur Führung des Betätigungselements 9 sind auf der Oberseite die mit Rollen 15,17 versehene Gegenlageraufnahmen 14,16 angeordnet. Die genannten Hydraulikkanäle stehen zudem mit dem Ausgleichselement 19 in Verbindung, mittels welchem durch das Herunterfahren der beiden Umsetzkolben 10, 12 bewirkte Volumenänderungen ausgeglichen werden können. Das Ausgleichselement 19 verfügt dazu über einen federbelasteten, als Druckkörper wirkenden 20 Vorderteil, der entgegen der Vorspannung der Feder nach rechts verschoben werden kann. Über die Vorspannkraft der Feder 21 kann auch der über die beiden Umsetzkolben 10, 12 maximal aufbaubare Hydraulikdruck beeinflusst werden.
Zudem bewirkt die Vorspannung der Feder 21, dass die beiden Umsetzkolben 10, 12 in der hier gezeigten Ruhestellung verharren, bzw. nach dem Lösen des Betätigungselements 9 aus ihrer unteren Wirkstellung wieder nach oben in ihre Ruhestellung zurückgeschoben werden.
[0017] Schliesslich ist erkennbar, dass die sechs Druckkolben 18 nebeneinander angeordnet sind und jeweils zwischen zwei benachbarten Druckkolben 18 eine Durchgangsbohrung 23 angeordnet ist, welche der Aufnahme je eines federbelasteten Zugbolzens dient, mittels welchen die Klemmleiste aus der vorgeschobenen Wirk- in die zurückgezogene Ruhestellung verschiebbar ist (Fig. 2).
[0018] Die Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch die sich im Wirkzustand befindende Vorrichtung. Durch Aktivierung des Linearaktuators 7 wurde das Betätigungselement 9 nach links in Richtung des Verschlussteils 22 verschoben. Während des Verschiebens des Betätigungselements 9 werden die beiden Umsetzkolben 10, 12 mittels der schräg verlaufenden Druckflächen 24, 25 nach unten in die dargestellte Wirkstellung gedrückt. In der gezeigten Wirkstellung des Betätigungselements 9 liegen die Rollen 11, 13 der beiden Umsetzkolben 10, 12 nunmehr an einer im Wesentlichen planen Auflagefläche des Betätigungselements 9 an. Dadurch wirkt von den beiden Umsetzkolben 10, 12 praktisch keine axiale Kraftkomponente auf das Betätigungselement 9 ein. Jedenfalls ist die Vorrichtung in diesem Zustand durch Selbsthemmung verriegelt.
Um die Selbstverriegelung des Betätigungselements 9 zu unterstützen, ist die Stellspindel 8 des Linearaktuators 7 vorzugsweise als selbsthemmende Gewindespindel ausgebildet. Jedenfalls wurde durch das Herunterdrücken der beiden Umsetzkolben 10, 12 der Druck im Hydrauliksystem auf ca. 200 bar erhöht, wodurch die sechs Druckkolben 18 in Richtung des Biegewerkzeugs geschoben werden und letzteres mittels der Klemmleiste sicher festgeklemmt wird.
[0019] Die Fig. 6 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung, aus dem insbesondere die mit einem Hydraulikmedium gefüllten Hydraulikkanäle ersichtlich sind. Aus dieser Darstellung ist erkennbar, dass von den beiden Zylinderräumen, in welchen die beiden Umsetzkolben 10, 12 aufgenommen sind, je ein Hydraulikkanal 28, 29 vertikal nach unten in einen längs verlaufenden Hauptkanal 30 führt. Der Hauptkanal 30 ist mit sechs Druckräumen 36 verbunden, welche auf der Rückseite der sechs Druckkolben 18 (Fig. 5) angeordnet sind. Vom Hauptkanal 30 führt zudem ein weiterer Kanal 31 vertikal nach oben, der mit dem Ausgleichselement 19 verbunden ist. Sowohl der Hauptkanal 30 wie auch der vertikal nach oben führende Kanal 31 sind in Form von Sackloch-Bohrungen ausgeführt, welche endseitig mittels je eines Verschlusselements 33, 34 verschlossen sind.
Sofern das Volumen der aus den beiden Zylinderräumen 26, 27 verdrängten Hydraulikflüssigkeit grösser ist, als das zum Verschieben der Druckkolben benötigte Volumen, so kann eine allfällige Volumendifferenz durch das Ausgleichselement 19 ausgeglichen werden, indem dessen Druckkörper 20 entgegen der Vorspannung der Feder 21 in Richtung des Pfeils 36 nach rechts verschoben wird. Die in den Kanälen 28, 29, 30, 31 und Druckräumen 36 aufgenommene Hydraulikflüssigkeit H ist mittels einer Schraffur schematisch angedeutet.
[0020] Die Fig. 7 zeigt einen entlang der Linie A-A in der Fig. 6verlaufenden Querschnitt durch die Vorrichtung, wobei das Betätigungselement nicht eingezeichnet ist. Neben der Klemmleiste 4 ist einer der Druckkolben 18 sowie der auf der Rückseite des jeweiligen Druckkolbens 18 angeordnete Druckraum 36 ersichtlich, der mit dem Hauptkanal 30 in Verbindung steht. Wenn der Druckraum 36 mittels des Hydraulikmediums H unter Druck gesetzt wird, drückt der jeweilige Druckkolben 18 die Klemmleiste 4 nach vorne in Richtung der Nut 41.
[0021] Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise mit einer elektrischen Schnittstelle 47 versehen, über welche die zum Betrieb des Eingangskrafterzeugers 3a (Fig. 4) notwendige Betriebsspannung, beispielsweise 24 Volt, zugeführt werden kann. Es versteht sich, das in diesem Fall maschinenseitig eine korrespondierende Schnittstelle vorgesehen werden sollte, so dass beim Befestigen der Vorrichtung 1 über die Schnittstelle 47 gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung zwischen der Maschine und der Vorrichtung 1 hergestellt wird. Vorzugsweise kann die Vorrichtung 1 über die elektrische Schnittstelle 47 auch mit der Steuerung der Werkzeugmaschine verbunden werden.
[0022] Vorzugsweise ist zur Überwachung einer korrekten Funktionsweise der Vorrichtung zumindest ein Sensor vorgesehen. Als Sensor kommt beispielsweise ein Drucksensor 49 in Frage, mittels welchem der Druck des Hydraulikmediums, insbesondere im verriegelten Zustand, erfasst werden kann. Der Sensor 49 kann beispielsweise an den Hauptkanal 30 angeschlossen werden. Jedenfalls kann aufgrund des auf diese Weise gemessenen Hydraulikdrucks eine qualitative Aussage bezüglich der anstehenden Klemmkraft zum Fixieren des Biegewerkzeugs gemacht werden. Ggf. kann auch noch die Stellung des Betätigungselements überwacht werden. Dies kann beispielsweise über einen mit der Stellspindel verbundenen Drehgeber oder über einen separaten Endschalter, Weggeber oder dgl. erreicht werden.
Die zur Ansteuerung solcher Sensoren notwendige elektrische Spannung und/oder die Übermittlung der Sensorsignale erfolgt vorzugsweise ebenfalls über die elektrische Schnittstelle 47.
[0023] Fig. 8 zeigt schliesslich einen entlang der Linie B-B in der Fig. 6 verlaufenden Querschnitt durch die Vorrichtung. Aus dieser Darstellung ist einer der insgesamt fünf Zugbolzen 5 ersichtlich, der auf der Vorderseite mittels eines Gewindes 45 mit der Klemmleiste 4 verbunden ist. Der jeweilige Zugbolzen 5 ist mittels einer Druckfeder 35 in Zugrichtung derart belastet, dass er nach dem Zurückziehen -Lösen- des Betätigungselements, was mit einem Aufheben des Überdrucks im Hydrauliksystem einhergeht, die Klemmleiste 4 in Pfeilrichtung 46 nach hinten in die dargestellte Ruhestellung zurückzieht. Die Klemmleiste 4 ist vorzugsweise austauschbar gestaltet.
Jedenfalls kann die Klemmleiste 4 nach dem Lösen der Zugbolzen 5 schnell und einfach entfernt und ggf. durch eine neue oder andersartige Klemmleiste ersetzt werden, so dass ggf. auch anders gestaltete oder dimensionierte Biegewerkzeuge mittels der Vorrichtung fixiert werden können.
[0024] Die Vorteile der erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung bestehen insbesondere darin, dass mit ihr Werkstücke schnell, einfach, sicher und mit hoher Präzision festgespannt werden können. Durch den modularen und geschlossenen Aufbau eignet sich die Vorrichtung nicht nur zum Ausrüsten von neuen Werkzeugmaschinen, sondern sie kann auch zum Nachrüsten von bestehenden Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Die Vorrichtung selber ist einfach aufgebaut, kann kostengünstig realisiert werden und weist vergleichsweise wenige Bauteile auf. Durch die Selbstverriegelung wird das Werkzeug nach dem Festspannen sicher festgespannt auch wenn ggf. die elektrische Stromversorgung unterbrochen wird. Schliesslich können mit dem elektromechanisch arbeitenden Druckerzeuger auf einfache Weise hohe Drücke generiert und damit hohe Spannkräfte realisiert werden.
Durch das Vorsehen eines Druckumsetzers können auch mit einem vergleichsweise kleinen, kostengünstigen und eine geringe Leistung aufweisenden Eingangskrafterzeuger hohe Spannkräfte realisiert werden. Werden mehrere Vorrichtungen nebeneinander an einer Werkzeugmaschine angeordnet, so können die einzelnen Vorrichtungen individuell angesteuert werden.
[0025] Die Vorrichtung eignet sich natürlich nicht nur zum Fixieren von Biegewerkzeugen in Biegemaschinen, sondern sie kann grundsätzlich zum Fixieren aller Arten von Werkzeugen und/oder Werkstücken eingesetzt werden, zumal sie durch den Austausch des Klemmelements ggf. sehr schnell umgerüstet und flexibel eingesetzt werden kann.
[0026] Neben dem beschriebenen, in der Form eines Linearaktuators ausgebildeten Eingangskrafterzeuger 3a sind auch andere Varianten von Eingangskrafterzeugern denkbar. So könnte beispielsweise ein mit einem elektromagnetisch verschiebbaren Stellglied versehener Eingangskrafterzeuger ebenso zum Einsatz kommen, wie ein Eingangskrafterzeuger, der eine elektrisch angetriebene Pumpe zum Erzeugen eines fluidischen Überdrucks aufweist. Dieser fluidische Überdruck kann dann dazu genutzt werden, um über einen nachgeschalteten Druckumsetzer den zum Verschieben der Betätigungskolben benötigten Hydraulikdruck zu generieren.
The present invention relates to a device for fixing tools in machine tools according to the preamble of claim 1 and a bending machine for bending workpieces according to claim 17.
From CH 647 698 a clamping device for fixing a bending rail in the ram of a press brake is known. The clamping device comprises a clamping strip which, together with the ram of the press brake, defines a groove in which the shaft of the bending tool can be clamped. The terminal block is provided with through holes in which clamping pins are inserted. On the back of the terminal block, a support bar is attached, which is provided with a groove for receiving a cavernous body. The cavernous body is connected to a pressure source. If the cavernous body pressurized, this has the desire to expand. As a result, the swelling body presses on the clamping pins, which in turn clamp the bending tool in the groove. The clamping forces are relatively low due to the low hydraulic pressure.
The energy supply, ie the hydraulic supply is complex and requires periodic maintenance.
The object of the invention is therefore to develop a clamping device for fixing tools in bending devices according to the preamble of claim 1 such that tools can be fixed quickly, easily and safely, the clamping device should be easy to install and in particular also suitable for retrofitting.
This object is achieved by the features cited in the characterizing part of claim 1.
By the device comprises a hydraulically operated clamping device for direct or indirect fixing of the tool and is provided with an integrated, electrically driven pressure generator, by means of which the necessary for actuating the pressure piston hydraulic pressure can be generated, the basic requirement is created so that tools can be fixed quickly, easily and safely. Such a trained clamping device can be easily mounted. It is particularly suitable for retrofitting machine tools. Other advantages are that no separate hydraulic unit is required, no leakage problems are to be expected and the entire device is low maintenance.
Preferred developments of the device are described in the dependent claims 2 to 16.
In a particularly preferred embodiment, the device is designed as a closed system and has an electrical interface, via which the necessary for the operation of the pressure generator electrical energy can be supplied. Such a device is particularly easy to assemble, reliable and low maintenance, especially since only an electrical but no hydraulic interface must be provided.
In claim 17 also a bending machine is claimed, which is provided with at least one such device. Preferred developments of the bending machine are defined in the dependent claims 18 to 20.
An embodiment of an inventive device will be explained in more detail with reference to drawings. In these drawings shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> the device together with parts of the bending device in a perspective plan view;
<Tb> FIG. 2 <sep> is a side view of the elements according to FIG. 1, the device being shown in the initial state;
<Tb> FIG. 3 <sep> is a side view of the elements according to FIG. 1, the device being shown in the operative state;
<Tb> FIG. 4 <sep> is a longitudinal section through the device according to FIG. 1 in the initial state;
<Tb> FIG. 5 <sep> a longitudinal section through the device according to FIG. 1 in the active state;
<Tb> FIG. 6 <sep> is a schematic longitudinal section through the device;
<Tb> FIG. 7 <sep> a first cross section through the device, and
<Tb> FIG. 8 <sep> another cross section through the device.
The Figure 1 shows the device constructed in the form of a closed module 1 together with parts of the bending device in a perspective plan view. In addition to the housing 48 of the device 1, an elongate clamping element in the form of a clamping strip 4 can be seen, which forms part of a clamping device 2 and serves to fix the actual bending tool 37. In addition, the upper cheek 40 of the bending device can be seen, on which the device 1 is fastened by means of screws 5. In order to fix the bending tool 37, in the present example the bending punch, the clamping strip 4 has to be displaced transversely to the longitudinal center axis L1 of the bending tool 37 to be fixed in the direction of the bending tool 37 from the starting position shown here.
Finally, bolts 6 are still visible, which are loaded by means of springs in the pulling direction and serve to pull the terminal block 4 in the illustrated initial or rest position and to hold in this position.
In the present example, the device 1 has the same width as the upper beam 40. However, this is by no means mandatory, as with wider upper cheeks quite a plurality of juxtaposed devices can be provided. In any case, each device serves to fix one or more bending tools.
Fig. 2 shows the device located in the initial state 1 together with the bending tool 37 and the upper beam 40 in a side view. Initial state means that the terminal strip 4 is in its-caused by the spring-loaded bolt 6-retracted rest position. The device 1 defines together with the upper cheek 40 an elongated groove 41, which serves to receive the bending tool 37. The bottom of the groove 41 forms a contact surface 44. When the terminal block 4 is in its retracted initial position, the bending tool 37 can be inserted into the groove 41 and removed therefrom. In order to hold the bending tool 37 loosely in the groove 41, the upper cheek 40 is provided with an elongated retaining strip 42, which is provided on the upper side with an inclined support surface 43.
The bending tool 37 is provided on both sides with a respective retaining groove 38, the upper side surface with the support surface 43 of the retaining strip 42 corresponds such that the bending tool 37 can be suspended with the retaining groove 38 on the retaining strip 42. In addition, a wedge-shaped clamping groove 39 is inserted into each of the two side surfaces of the bending tool 37, against which the conically tapered front part of the clamping strip 4 can engage during clamping. As can be seen, the bending tool 37 is formed symmetrically so that it can be used on both sides.
Fig. 3 shows the device 1 in the active state in which the bending tool 37 is clamped. In this representation, at least suggestively recognizable that the clamping device 2 in addition to the terminal strip 4 also includes pressure piston 18, by means of which the terminal strip 4, as shown, can be pressed against the tool 37. The pressure piston 18 are hydraulically actuated, as will be explained in more detail below. When tightening the bending tool 37 this is pressed automatically by the front part 4a of the penetrating into the clamping groove 39 terminal strip 4, so that the bending tool 37 comes with its top on the Z-stop forming contact surface 44 of the upper beam 40 to the plant, causing the Position of the bending tool 37 is set in both the X and Y as well as in the Z direction.
Fig. 4 shows the device in the initial state 1 in a longitudinal section, wherein the device relative to the figures 2 and 3 in scale is shown slightly reduced. From this representation, in particular an integrated, generally designated 3 pressure generator can be seen, which consists essentially of an electrically driven input power generator 3a and a downstream pressure converter 3b, by means of which latter the generated input force in the necessary for actuating the pressure piston 18 hydraulic system pressure can be implemented.
If spoken of by pressing the pressure piston 18, so is not only the actual displacement of the pressure piston 18 to understand but also the associated clamping a tool, which of course assumes that the pressure piston 18 can apply a correspondingly high clamping force. Each pressure piston 18 can be applied in the present example, a clamping force of about 10 to 15KN, so that over the six pressure piston 18, a total clamping force of about 60 to 90KN on the terminal block and thus the tool can be exercised. The terminal strip usually has a length between about 500 and 1000 mm.
The input power generator 3a consists of a provided with an adjusting spindle 8, electrically driven linear actuator 7. The adjusting spindle 8 is connected to the pressure converter 3b, which is an axially displaceable, designed as a cam piston actuator 9, two Umsetzkolben 10, 12 and two counter-bearing receptacles fourteenth , 16 comprises. In addition, six hydraulically actuable pressure piston 18 and a hydraulic compensating element 19 can be seen, which are hydraulically connected to the two Umsetzkolben 10, 12. A closure member 22 also serves to close a cavity in which a part of the aforementioned elements are accommodated. The displaceable by means of the pressure piston 18 terminal block is not apparent from this illustration.
The electrically operated linear actuator 7 is used for the axial displacement of the adjusting spindle 8 and the associated actuator 9. In the present example, the linear actuator 7 is provided with an electric motor which drives the adjusting spindle 8 via a transmission. In any case, the pressure generator 3 is used to generate a hydraulic overpressure by a generated by means of the input power generator 3a mechanical movement of the adjusting spindle 8 via the pressure converter 3b, namely via the actuating element 9 and the two Umsetzkolben 10, 12, converted into a hydraulic pressure build-up.
The actuating element 9 is provided with two obliquely extending pressure surfaces 24, 25, by means of which the axial displacement of the actuating element 9, the two Umsetzkolben 10, 12 in the radial direction (relative to the actuating element 9) are pressed down when the actuator 9 extends, ie pushed to the left in this example. The two Umsetzkolben 10, 12 are provided on the upper side with a respective roller 11, 13, which come to the respective pressure surface 24, 25 of the actuating element 9 to the plant. The two transfer pistons are each accommodated in a cylinder chamber 26, 27, wherein the underside of the respective transfer piston 10, 12 is (not shown) via hydraulic channels filled with a hydraulic medium in operative connection with the pressure piston 18.
To guide the actuating element 9 are provided with rollers 15,17 counter bearing 14.16 arranged on the top. The said hydraulic channels are also connected to the compensating element 19 in connection, by means of which by the shutdown of the two Umsetzkolben 10, 12 caused volume changes can be compensated. The compensating element 19 has a spring-loaded, acting as a pressure body 20 front part, which can be moved against the bias of the spring to the right. The biasing force of the spring 21 can also be used to influence the maximum hydraulic pressure that can be built up via the two transfer pistons 10, 12.
In addition, the bias of the spring 21 causes the two Umsetzkolben 10, 12 remain in the rest position shown here, or be pushed back after loosening the actuator 9 from its lower operative position back up to its rest position.
Finally, it can be seen that the six pressure piston 18 are arranged side by side and each between two adjacent pressure piston 18, a through hole 23 is arranged, which serves to receive each a spring-loaded tension bolt, by means of which the terminal block from the advanced active in the retracted position of rest is displaceable (Fig. 2).
5 shows a longitudinal section through the device in the active state. By activating the linear actuator 7, the actuating element 9 has been displaced to the left in the direction of the closure part 22. During the displacement of the actuating element 9, the two transfer pistons 10, 12 are pressed by means of the obliquely extending pressure surfaces 24, 25 down into the illustrated operative position. In the illustrated active position of the actuating element 9, the rollers 11, 13 of the two transfer pistons 10, 12 are now in contact with a substantially flat contact surface of the actuating element 9. As a result, virtually no axial force component acts on the actuating element 9 from the two transfer pistons 10, 12. In any case, the device is locked in this state by self-locking.
In order to support the self-locking of the actuating element 9, the adjusting spindle 8 of the linear actuator 7 is preferably designed as a self-locking threaded spindle. In any case, by depressing the two Umsetzkolben 10, 12, the pressure in the hydraulic system increased to about 200 bar, whereby the six pressure piston 18 are pushed in the direction of the bending tool and the latter is securely clamped by means of the terminal block.
Fig. 6 shows a schematic longitudinal section through the device, from which in particular filled with a hydraulic medium hydraulic channels are visible. From this representation, it can be seen that of the two cylinder chambers, in which the two transfer pistons 10, 12 are accommodated, one hydraulic duct 28, 29 leads vertically downwards into a longitudinally running main duct 30. The main channel 30 is connected to six pressure chambers 36, which are arranged on the back of the six pressure piston 18 (Fig. 5). From the main channel 30 also leads a further channel 31 vertically upwards, which is connected to the compensating element 19. Both the main channel 30 as well as the vertically upwardly leading channel 31 are designed in the form of blind holes, which are closed at the ends by means of a respective closure element 33, 34.
If the volume of the hydraulic fluid displaced from the two cylinder chambers 26, 27 is greater than the volume required for displacing the pressure pistons, then any volume difference can be compensated by the compensating element 19, by its pressure body 20 counter to the bias of the spring 21 in the direction of the Arrow 36 is moved to the right. The recorded in the channels 28, 29, 30, 31 and pressure chambers 36 hydraulic fluid H is indicated schematically by hatching.
Fig. 7 shows a along the line A-A in Fig. 6verlaufenden cross-section through the device, wherein the actuating element is not shown. In addition to the clamping strip 4, one of the pressure pistons 18 and the pressure chamber 36 arranged on the rear side of the respective pressure piston 18 can be seen, which communicates with the main channel 30. When the pressure chamber 36 is pressurized by means of the hydraulic medium H, the respective pressure piston 18 pushes the terminal block 4 forward in the direction of the groove 41.
The device 1 is preferably provided with an electrical interface 47, via which the operation of the input power generator 3a (Fig. 4) necessary operating voltage, for example 24 volts, can be supplied. It is understood that in this case a corresponding interface should be provided on the machine side, so that at the same time an electrical connection between the machine and the device 1 is produced when the device 1 is fastened via the interface 47. Preferably, the device 1 can also be connected via the electrical interface 47 to the control of the machine tool.
Preferably, at least one sensor is provided for monitoring a correct operation of the device. As a sensor, for example, a pressure sensor 49 in question, by means of which the pressure of the hydraulic medium, in particular in the locked state, can be detected. The sensor 49 may be connected to the main channel 30, for example. In any case, due to the hydraulic pressure measured in this way, a qualitative statement can be made regarding the pending clamping force for fixing the bending tool. Possibly. can also be monitored the position of the actuator. This can be achieved, for example, via a rotary encoder connected to the adjusting spindle or via a separate limit switch, displacement sensor or the like.
The necessary for controlling such sensors electrical voltage and / or the transmission of the sensor signals is preferably also via the electrical interface 47th
Fig. 8 finally shows a along the line B-B in Fig. 6 extending cross-section through the device. From this illustration, one of the total of five tie bolts 5 can be seen, which is connected on the front side by means of a thread 45 with the terminal block 4. The respective draw bolt 5 is loaded in the pulling direction by means of a compression spring 35 so that it retracts the clamping bar 4 in the direction of arrow 46 to the rear in the rest position shown after the retraction -Lösen- of the actuating element, which is associated with a release of the overpressure in the hydraulic system. The terminal strip 4 is preferably designed to be interchangeable.
In any case, the terminal strip 4 can be quickly and easily removed after loosening the tension bolt 5 and possibly replaced by a new or different type terminal block, so that possibly also differently shaped or dimensioned bending tools can be fixed by means of the device.
The advantages of the device according to the invention are, in particular, that with her workpieces can be tightened quickly, easily, safely and with high precision. Due to the modular and closed structure, the device is not only suitable for equipping new machine tools, but it can also be used for retrofitting existing machine tools. The device itself is simple, can be realized inexpensively and has comparatively few components. Due to the self-locking mechanism, the tool is securely tightened after tightening even if the electrical power supply is interrupted, if necessary. Finally, high pressures can be generated in a simple manner with the electromechanically operating pressure generator and thus high clamping forces can be realized.
By providing a pressure converter high clamping forces can be realized even with a comparatively small, inexpensive and low-power input power generator. If several devices are arranged side by side on a machine tool, then the individual devices can be controlled individually.
Of course, the device is not only suitable for fixing bending tools in bending machines, but they can in principle be used for fixing all types of tools and / or workpieces, especially since they are possibly converted very quickly by the replacement of the clamping element and used flexibly can.
In addition to the described, designed in the form of a linear actuator input power generator 3a, other variants of input power generators are conceivable. Thus, for example, an input power generator provided with an electromagnetically displaceable actuator could be used as well as an input power generator having an electrically driven pump for generating a fluidic overpressure. This fluidic overpressure can then be used to generate via a downstream pressure converter the hydraulic pressure required to move the actuating piston.