DE102013213577A1 - Device for processing a workpiece and method for operating a device - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine entlang einer Arbeitsachse linear bewegbare Werkzeugeinheit und eine Antriebseinheit zum Bewegen der Werkzeugeinheit entlang der Arbeitsachse aufweist, wobei die Antriebseinheit wenigstens zwei zueinander parallel geschaltete Antriebssegmente umfasst, wobei die wenigstens zwei Antriebssegmente über ein gemeinsames Ausgleichselement mit der Werkzeugeinheit gekoppelt sind.The invention proposes a device for machining a workpiece, wherein the device has a tool unit which can be moved linearly along a working axis and a drive unit for moving the tool unit along the working axis, the drive unit comprising at least two drive segments connected in parallel to each other, the at least two drive segments being connected via a drive unit common compensation element are coupled to the tool unit.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung eine entlang einer Arbeitsachse linear bewegbare Werkzeugeinheit und eine Antriebseinheit zum Bewegen der Werkzeugeinheit entlang der Arbeitsachse aufweistThe invention is based on a device for processing a workpiece, wherein the device has a tool unit which can be moved linearly along a working axis and a drive unit for moving the tool unit along the working axis

Solche Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden beispielsweise in Umformvorrichtungen, Pressvorrichtungen, Stanzvorrichtungen, Schneidvorrichtungen oder dergleichen Anwendung. Such devices are known from the prior art and are used, for example, in forming devices, pressing devices, punching devices, cutting devices or the like.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche vergleichsweise einfach aufgebaut und somit kostengünstig realisierbar ist und welche zudem einen zuverlässigen und energieeffizienten Betrieb erlaubt, wobei insbesondere ein Verkanten der bewegbaren Werkzeugeinheit wirksam vermieden werden soll.It is an object of the present invention to provide a device of the type mentioned above, which is relatively simple in construction and thus cost-effective and which also allows reliable and energy-efficient operation, in particular tilting of the movable tool unit should be effectively avoided.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung eine entlang einer Arbeitsachse linear bewegbare Werkzeugeinheit und eine Antriebseinheit zum Bewegen der Werkzeugeinheit entlang der Arbeitsachse aufweist, wobei die Antriebseinheit wenigstens zwei zueinander parallel geschaltete Antriebssegmente umfasst, wobei die wenigstens zwei Antriebssegmente über ein gemeinsames Ausgleichselement mit der Werkzeugeinheit gekoppelt sindThis object is achieved with a device for machining a workpiece, wherein the device has a linearly movable along a working axis tool unit and a drive unit for moving the tool unit along the working axis, wherein the drive unit comprises at least two mutually parallel drive segments, wherein the at least two drive segments are coupled via a common compensation element with the tool unit

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass einerseits wenigstens zwei parallel arbeitende Antriebsegmente Verwendung finden, wodurch eine große Kraft auf die Werkzeugeinheit ausgeübt werden kann, und andererseits die Antriebsbewegungen der wenigstens zwei Antriebssegmente über ein gemeinsames Ausgleichselement an die Werkzeugeinheit übertragen wird, so dass etwaige Differenzen zwischen den wenigstens zwei Antriebssegmenten ausgeglichen werden können. Auf diese Weise wird insbesondere ein Verkanten der Werkzeugeinheit wirksam verhindert und somit vorteilhafterweise ein zuverlässiger und energieeffizienter Betrieb der Vorrichtung ermöglicht. Die genannten Differenzen zwischen den beiden Antriebssegmenten können im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere Lagedifferenzen, Geschwindigkeitsdifferenzen oder Ausrichtungsdifferenzen zwischen den verschiedenen Antriebssegmenten sein. Die Antriebssegmente sind parallel geschaltet, d.h. sie arbeiten insbesondere parallel zueinander (entlang der Arbeitsachse) und unabhängig voneinander. Die Antriebssegmente sind insbesondere völlig separat antreibbar. Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine Umformvorrichtung zum Warm- oder Kaltumformen des Werkstücks und/oder eine Stanz- oder Schneidvorrichtung zum Stanzen- oder Schneiden des Werkstücks oder eine Pressvorrichtung zum Pressen des Werkstücks. Die Werkzeugeinheit umfasst daher vorzugsweise ein Umformwerkzeug, ein Presswerkzeug, ein Stanzwerkzeug und/oder ein Schneidwerkzeug. Das Werkstück umfasst insbesondere ein Metallbauteil, beispielsweise ein plattenförmiges Blechbauteil.The device according to the invention has the advantage over the prior art that on the one hand at least two parallel operating drive segments are used, whereby a large force can be exerted on the tool unit, and on the other hand, the drive movements of the at least two drive segments via a common compensation element is transmitted to the tool unit so that any differences between the at least two drive segments can be compensated. In this way, in particular tilting of the tool unit is effectively prevented and thus advantageously enables a reliable and energy-efficient operation of the device. The mentioned differences between the two drive segments may in the sense of the present invention be in particular position differences, speed differences or alignment differences between the different drive segments. The drive segments are connected in parallel, i. they work in particular parallel to each other (along the working axis) and independently of each other. The drive segments are in particular driven completely separately. The device comprises in particular a forming device for hot or cold forming of the workpiece and / or a punching or cutting device for punching or cutting the workpiece or a pressing device for pressing the workpiece. The tool unit therefore preferably comprises a forming tool, a pressing tool, a punching tool and / or a cutting tool. In particular, the workpiece comprises a metal component, for example a plate-shaped sheet-metal component.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Antriebssegment mit einem mit dem Ausgleichselement zusammenwirkenden Stößelsegment gekoppelt ist, wobei das Stößelsegment mittels des zugeordneten Antriebssegments jeweils parallel zur Arbeitsachse bewegbar ist. In vorteilhafter Weise wird die von dem Antriebssegment entlang der Arbeitsachse ausgeübte Kraft auf das Stößelsegment und von dem Stößelsegment wiederum auf das Ausgleichselement übertragen. Durch das Zusammenwirken der wenigstens zwei separaten Stößelsegmente mit dem einen Ausgleichselement wird ein Ausgleich von Differenzen zwischen den Antriebssegmenten erzielt. Die verschiedenen Antriebssegmente sind insbesondere an eine gemeinsame erste Stößeleinheit der Vorrichtung angebunden, so dass die Stößelsegmente über die Antriebssegmente jeweils unabhängig voneinander relativ zur ersten Stößeleinheit bewegbar sind. Insbesondere können die Stößelsegmente relativ zur ersten Stößeleinheit jeweils einen Arbeitshub in Richtung der Werkzeugeinheit ausführen. Durch den vergleichsweise kurzen Arbeitshub wird insbesondere eine größere resultierende Kraft auf die Werkzeugeinheit aufgewendet, welche zur Bearbeitung des Werkstücks dient. Die erste Stößeleinheit umfasst insbesondere eine erste Stößelplatte.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that each drive segment is coupled to a plunger segment interacting with the compensation element, wherein the plunger segment can be moved parallel to the working axis by means of the associated drive segment. Advantageously, the force exerted by the drive segment along the working axis is transferred to the ram segment and, in turn, to the compensating element by the ram segment. The interaction of the at least two separate ram segments with the one compensating element compensates for differences between the drive segments. The various drive segments are in particular connected to a common first ram unit of the device, so that the ram segments are each independently movable relative to the first ram unit via the drive segments. In particular, the plunger segments can each perform a working stroke in the direction of the tool unit relative to the first plunger unit. Due to the comparatively short working stroke, in particular a greater resultant force is expended on the tool unit, which serves to machine the workpiece. The first ram unit in particular comprises a first ram plate.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebssegmente jeweils einen entlang der Arbeitsachse arbeitenden Linearantrieb umfassen, welcher mit dem zugeordneten Stößelsegment gekoppelt ist. Der Linearantrieb ermöglicht eine Verstellung der Werkzeugeinheit entlang der Arbeitsachse, insbesondere im Rahmen des Arbeitshubs. Eine komplexe Synchronisierung der wenigstens zwei separaten Linearantriebe kann dabei vorzugsweise eingespart werden, da beide Linearantriebe über das eine Ausgleichselement mit der Werkzeugeinheit gekoppelt ist, welches einen Ausgleich der Differenzen zwischen den Linearantrieben herbeiführt. Die Vorrichtung kann somit besonders einfach, kostengünstig und robust aufgebaut werden.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the drive segments each comprise a linear drive operating along the working axis, which is coupled to the associated ram segment. The linear drive allows adjustment of the tool unit along the working axis, in particular in the context of the working stroke. A complex synchronization of the at least two separate linear drives can preferably be saved, since both Linear drives via which a compensation element is coupled to the tool unit, which brings about a compensation of the differences between the linear drives. The device can thus be constructed particularly simple, inexpensive and robust.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Linearantrieb jeweils einen Spindelantrieb umfasst, welcher eine sich entlang der Arbeitsachse erstreckende Gewindespindel aufweist, wobei jede Gewindespindel mittels eines eigenen Motors zu einer Drehung um ihre Längsachse antreibbar ist und wobei ein Außengewinde der Gewindespindel in einem Innengewinde am zugeordneten Stößelsegment läuft. In vorteilhafter Weise erfolgt die Bewegung der Stößelsegmente durch motorgetriebene Drehung der zugehörigen Gewindespindel. Die parallele Verwendung mehrerer solcher Gewindespindeln sorgt in vorteilhafter Weise dafür, dass entlang der Arbeitsachse hohe Kräfte für den Arbeitshub ausgeübt werden können, ohne dass die Gewindeflanken dabei Schaden nehmen würden. Ferner wird durch das Ausgleichselement ein Verkanten der Werkzeugeinheit aufgrund von Ungleichmäßigkeiten bzw. Differenzen zwischen den verschiedenen Spindelantrieben verhindert. Die Spindelantriebe sind insbesondere an der ersten Stößeleinheit befestigt, wobei vorzugsweise jeweils die Gewindespindel drehbar an der ersten Stößeleinheit angeordnet ist und wobei ebenfalls der zugehörige Motor zum Drehen der Gewindespindel an der ersten Stößeleinheit befestigt ist According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the linear drive in each case comprises a spindle drive, which has a threaded spindle extending along the working axis, wherein each threaded spindle can be driven by a separate motor to rotate about its longitudinal axis and wherein an external thread of the threaded spindle in an internal thread on the associated ram segment runs. Advantageously, the movement of the plunger segments by motor-driven rotation of the associated threaded spindle. The parallel use of several such threaded spindles advantageously ensures that high forces can be exerted for the working stroke along the working axis without damaging the thread flanks. Furthermore, tilting of the tool unit due to unevenness or differences between the various spindle drives is prevented by the compensation element. The spindle drives are fastened in particular to the first ram unit, wherein preferably in each case the threaded spindle is rotatably arranged on the first ram unit and wherein also the associated motor for rotating the threaded spindle is attached to the first ram unit

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement eine Ausgleichskammer und ein in der Ausgleichskammer befindliches Ausgleichsfluid umfasst. Vorzugsweise wird dabei wenigstens eine Wandung der Ausgleichskammer durch Wirkflächen der Stößelsegmente oder durch eine biegeschlaffe Membran, auf welche die Wirkflächen der Stößelsegmente beim Arbeitshub wirken, gebildet. In vorteilhafter Weise wird durch das Ausgleichsfluid ein Ausgleich zwischen den Stößelsegmenten geschaffen, auch wenn die Stößelsegmente unterschiedlich positioniert sind. Die Kraft der unterschiedlichen Stößelsegmente wird somit über das Ausgleichsfluid zu gleichen Teilen auf die Werkzeugeinheit übertragen, auch wenn Differenzen zwischen den Positionen der einzelnen Stößelsegmente oder zwischen den Geschwindigkeiten, mit denen die Stößelsegmente verfahren werden, bestehen. Das Ausgleichsfluid umfasst vorzugsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine mit der Werkzeugeinheit gekoppelte zweite Stößeleinheit auf, welche eine weitere Wandung der Ausgleichskammer bildet, wobei vorzugsweise die Ausgleichskammer durch eine Aussparung und die mit der Aussparung zusammenwirkenden Stößelsegmente in der Stößeleinheit gebildet wird. Vorzugsweise wird die zweite Stößeleinheit relativ zur ersten Stößeleinheit entlang der Arbeitsachse mittels der separaten Antriebssegmente bewegt, wobei dann über die erste Stößeleinheit die Werkzeugeinheit angetrieben wird.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the compensation element comprises a compensation chamber and a compensation fluid located in the compensation chamber. Preferably, at least one wall of the compensation chamber is formed by effective surfaces of the tappet segments or by a pliable diaphragm on which the active surfaces of the tappet segments act during the working stroke. Advantageously, a balance between the plunger segments is created by the compensating fluid, even if the plunger segments are positioned differently. The force of the different plunger segments is thus transferred via the compensating fluid in equal parts to the tool unit, even if there are differences between the positions of the individual plunger segments or between the speeds at which the plunger segments are moved. The balance fluid preferably comprises a gas or a liquid. The device preferably has a second ram unit, coupled to the tool unit, which forms a further wall of the compensation chamber, the compensation chamber preferably being formed by a recess and the ram segments cooperating with the recess in the ram unit. Preferably, the second plunger unit is moved relative to the first plunger unit along the working axis by means of the separate drive segments, in which case via the first plunger unit, the tool unit is driven.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens ein mit der Werkzeugeinheit gekoppeltes Halteelement umfasst, welches in formschlüssigen Eingriff mit Flanschen der Stößelsegmente bringbar ist, wobei zwischen dem Halteelement und dem Flansch jeweils ein elastisches Ausgleichsmittel angeordnet ist. Beim Arbeitshub in Richtung der Werkzeugeinheit wird die zweite Stößeleinheit durch den Druck der Stößelsegmente auf das Ausgleichsfluid bewegt. Bei einer Bewegung entgegen des Arbeitshubs, d.h. wenn die Werkzeugeinheit wieder zurückgezogen werden soll (auch als Rückhub bezeichnet), hintergreifen die Flansche vorzugsweise eine Hinterschneidung am Halteelement, so dass die zweite Stößeleinheit durch einen Formschluss mit den Stößelsegmenten zurückbewegt wird. Zwischen dem jeweiligen Flanschen und der Hinterschneidung ist vorzugsweise jeweils das elastische Ausgleichsmittel angeordnet, welches die Lagedifferenzen zwischen den einzelnen Stößelsegmenten beim Rückhub ausgleicht. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the device comprises at least one holding element coupled to the tool unit, which can be brought into positive engagement with flanges of the plunger segments, wherein in each case an elastic compensating means is arranged between the holding element and the flange. During the working stroke in the direction of the tool unit, the second plunger unit is moved by the pressure of the plunger segments on the compensation fluid. When moving counter to the power stroke, i. When the tool unit is to be retracted again (also referred to as return stroke), the flanges preferably engage behind an undercut on the holding element, so that the second ram unit is moved back by a positive connection with the ram segments. Between the respective flanges and the undercut, the elastic compensation means is preferably arranged in each case, which compensates for the differences in position between the individual plunger segments during the return stroke.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit ein Zentralantriebssegment umfasst, welches in Serie mit den wenigstens zwei zueinander parallel geschalteten Antriebssegmenten angeordnet ist, wobei das Zentralantriebssegment einen Zentrallinearantrieb umfasst, welcher zum Bewegen der ersten Stößeleinheit entlang der Arbeitsachse vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise sorgt die Anordnung aus Zentralantriebssegment und mehreren Antriebssegmenten dafür, dass die Werkzeugeinheit mittels der Antriebseinheit nicht nur langsame Arbeitshübe mit hoher Kraft zum Bearbeiten des Werkstücks ausführen kann, sondern dass auch schnelle Eilhubbewegungen, beispielsweise zum Laden / Entladen der Vorrichtung mit einem Werkstück oder zum Vorpositionieren der Werkzeugeinheit nach dem Beladen der Vorrichtung mit einem Werkstücks, durchgeführt werden können. Bei der Eilhubbewegung parallel zur Arbeitsachse in Richtung der Werkstückeinheit oder in entgegengesetzter Richtung wird mittels des Zentralantriebsegments die erste Stößeleinheit bewegt und über die erste Stößeleinheit auch die separaten Antriebssegmente, das Ausgleichselement, die zweite Stößeleinheit und die Werkzeugeinheit. Denkbar ist, dass während des Eilhubes auch die Antriebssegment in ihre Ausgangsstellung verfahren werden. Da das Zentralantriebssegment nicht für den Arbeitshub verwendet wird, muss das Zentralantriebssegment keine großen Kräfte aufbringen, sondern lediglich ein schnelles Bewegen über einen größeren Arbeitsweg ermöglichen. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the drive unit comprises a central drive segment, which is arranged in series with the at least two drive segments connected in parallel to one another, wherein the central drive segment comprises a central linear drive, which is provided for moving the first ram unit along the working axis , Advantageously, the arrangement of central drive segment and multiple drive segments ensures that the tool unit by means of the drive unit can not only perform slow strokes with high force for machining the workpiece, but also rapid Eilhubbewegungen, for example, to load / unload the device with a workpiece or for pre-positioning the tool unit after loading the device with a workpiece, can be performed. During the Eilhubbewegung parallel to the working axis in the direction of the workpiece unit or in the opposite direction, the first ram unit is moved by means of the central drive segment and the first ram unit and the separate drive segments, the compensation element, the second ram unit and the tool unit. It is conceivable that during the rapid stroke and the drive segment are moved to their original position. Since the central drive segment is not used for the power stroke, the central drive segment does not have to apply large forces but only allow a quick move over a longer commute.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens ein Federelement aufweist, welches insbesondere zwischen der ersten Stößeleinheit und einer an einem Rahmengestell der Vorrichtung ausgebildeten Aufnahme angeordnet ist. Das Federelement ist vorzugsweise derart angeordnet, dass es bei einer Absenkung der ersten Stößeleinheit im Rahmen des Eilhubs eingefedert wird und bei einem Rückhub zum Anheben der ersten Stößeleinheit im Rahmen des Eilhubs wieder ausgefedert wird. In vorteilhafter Weise kann somit beim Absenken der Werkzeugeinheit freiwerdende potentielle Energie in Federenergie umgewandelt werden, indem das Federelement beim Absenken eingefedert wird, während die gespeicherte Federenergie beim Anheben wieder frei wird, indem das Federelement ausgefedert wird. Auf diese Weise kann der Gesamtenergieverbrauch der Vorrichtung reduziert werden. Denkbar wäre auch, dass das Federelement oder ein weiteres Federelement zwischen der zweiten Stößeleinheit und dem Rahmengestellt angeordnet ist und somit beim Absenken der zweiten Stößeleinheit eingefedert wird, um beim Anheben der zweiten Stößeleinheit unter Abgabe der Federenergie wieder ausgefedert wird. Denkbar wäre auch, dass das Federelement oder ein weiteres Federelement zwischen der ersten und zweiten Stößeleinheit angeordnet ist.According to a further preferred embodiment of the present invention it is provided that the device has at least one spring element, which is arranged in particular between the first plunger unit and a receptacle formed on a frame of the device. The spring element is preferably arranged such that it is compressed in a lowering of the first plunger unit in the context of Eilhubs and is rebounded in a return stroke for lifting the first plunger unit in the context of Eilhubs again. Advantageously, therefore, when releasing the tool unit released potential energy can be converted into spring energy by the spring element is compressed during lowering, while the stored spring energy is released when lifting again by the spring element is rebounded. In this way, the total energy consumption of the device can be reduced. It would also be conceivable for the spring element or a further spring element to be arranged between the second ram unit and the frame and thus to be deflected when the second ram unit is lowered in order to spring back when the second ram unit is raised, releasing the spring energy. It would also be conceivable that the spring element or a further spring element is arranged between the first and second ram unit.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Verriegelungsmechanik zum Verriegeln der ersten Stößeleinheit gegenüber einem feststehenden Rahmengestell der Vorrichtung. Vorteilhafterweise wird die erste Stößeleinheit nach der Eilabsenkung mittels des Zentralantriebsegments gegenüber dem Rahmengestellt mittels der Verriegelungsmechanik verriegelt, so dass anschließend die Arbeitshübe der zweiten Stößeleinheit mittels der Mehrzahl der Antriebssegmente durchgeführt werden können. Nach dem Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks wird die Verriegelungsmechanik wieder entriegelt und eine Eilanhebung der ersten Stößeleinheit mittels des Zentralantriebsegments durchgeführt. According to a further preferred embodiment of the present invention it is provided that the device comprises a locking mechanism for locking the first ram unit relative to a fixed frame of the device. Advantageously, the first ram unit is locked after Eilabsenkung by means of the central drive segment relative to the frame position by means of the locking mechanism, so that subsequently the strokes of the second ram unit can be performed by means of the plurality of drive segments. After completion of the machining of the workpiece, the locking mechanism is unlocked again and carried out an urgent lifting of the first ram unit by means of the central drive segment.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Werkzeugeinheit über wenigstens zwei Antriebssegmente zu einer linearen Bewegung entlang einer Arbeitsachse angetrieben wird, wobei die separaten Antriebsbewegungen der wenigstens zwei Antriebssegmente mittels eines gemeinsamen Ausgleichselement auf die Werkzeugeinheit übertragen werden und wobei Differenzen zwischen den beiden separaten Antriebsbewegungen durch das Ausgleichselement ausgeglichen werden. Vorteilhafterweise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine im Vergleich zum Stand der Technik in einem Arbeitshub höhere Kraft auf die Werkzeugeinheit auszuüben, da hierfür mehrere Antriebssegmente verwendet werden, wobei durch die Verwendung des Ausgleichselement ein Ausgleich zwischen den verschiedenen Antriebssegmenten herbeigeführt wird, um beispielsweise ein Verkanten der Vorrichtung zu verhindern. Auf diese Weise wird ein einfacher, kostengünstiger und zuverlässiger Betrieb der Vorrichtung erzielt, ohne dass es einer aufwändigen elektronischen Synchronisierung der einzelnen Antriebssegmente bedarf. Das Ausgleichselement schafft insbesondere einen mechanischen Ausgleich zwischen unterschiedlichen Positionen der einzelnen Antriebssegmente oder zwischen den unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen die Antriebssegmente verfahren werden.Another object of the present invention is a method for operating a device for machining a workpiece, in particular according to one of the preceding claims, wherein a tool unit is driven via at least two drive segments to a linear movement along a working axis, wherein the separate drive movements of the at least two drive segments be transferred by means of a common compensation element on the tool unit and wherein differences between the two separate drive movements are compensated by the compensation element. Advantageously, the method according to the invention makes it possible to exert a higher force on the tool unit in a working stroke compared with the prior art, since a plurality of drive segments are used for this purpose, wherein a compensation between the different drive segments is brought about by the use of the compensating element, for example by tilting the device to prevent. In this way, a simple, inexpensive and reliable operation of the device is achieved, without the need for a complex electronic synchronization of the individual drive segments. In particular, the compensating element provides a mechanical compensation between different positions of the individual drive segments or between the different speeds with which the drive segments are moved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass jeder der beiden Antriebssegmente einen mit einem Stößelsegment gekoppelten Spindelantrieb umfassen, wobei die Antriebsbewegung jeweils durch Drehen einer Gewindespindel mittels eines Motors hervorgerufen wird. In vorteilhafter Weise wird somit ein kostengünstiger, einfach zu implementierender und präzise zu verfahrender Antriebsmechanismus realisiert.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that each of the two drive segments comprise a spindle drive coupled to a tappet segment, wherein the drive movement is produced in each case by turning a threaded spindle by means of a motor. Advantageously, therefore, a cost-effective, easy to implement and precise to be driven drive mechanism is realized.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Antriebsbewegungen jeweils Druck von jedem Stößelsegment auf ein in einer Ausgleichskammer des Ausgleichselements befindliches Ausgleichsfluid ausgeübt wird und über das Ausgleichsfluid mittelbar auf die Werkzeugeinheit übertragen wird. Die Kraft der unterschiedlichen Stößelsegmente wird über das Ausgleichsfluid vorteilhafterweise zu gleichen Teilen auf die Werkzeugeinheit übertragen, auch wenn Differenzen zwischen den Positionen der einzelnen Stößelsegmente oder zwischen den Geschwindigkeiten, mit denen die Stößelsegmente verfahren werden, bestehen.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that, in each case, pressure is exerted by each of the tappet segments on a compensation fluid located in a compensation chamber of the compensation element and indirectly transmitted to the tool unit via the compensation fluid. The force of the different plunger segments is advantageously transferred equally to the tool unit via the compensating fluid, even if there are differences between the positions of the individual plunger segments or between the speeds at which the plunger segments are moved.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Arbeitshub zum Bearbeiten des Werkstücks durch die Werkzeugeinheit mittels der wenigstens zwei Antriebssegmente durchgeführt wird, während ein Eilhub zum Positionieren der Werkzeugeinheit mittels eines mit den Antriebssegmenten in Serie geschalteten Zentralantriebssegments durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass beim Arbeitshub eine kraftvolle und präzise Bewegung mittels der mehreren Antriebsegmente erzielt werden kann, während zum Vorpositionieren der Werkzeugeinheit bzw. zum Laden oder Entladen der Vorrichtung mit Werkstücken eine schnelle Bewegung der Werkzeugeinheit mittels des Zentralantriebssegments möglich ist, wodurch sich die Taktzeiten der Vorrichtung verkürzen.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that a working stroke for machining the workpiece by the tool unit is carried out by means of the at least two drive segments, while a rapid stroke for positioning the tool unit is carried out by means of a connected to the drive segments in series central drive segment. This has the advantage that during the power stroke a powerful and precise movement can be achieved by means of the plurality of drive segments, while for pre-positioning of the tool unit or for loading or unloading the device with Workpieces rapid movement of the tool unit by means of the central drive segment is possible, thereby shortening the cycle times of the device.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawings, as well as from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the essential inventive idea.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1a und 1b zeigen eine schematische Schnittbildansicht und eine schematische Aufsicht einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1a and 1b show a schematic sectional view and a schematic plan view of an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

2 zeigt eine schematische Detailansicht der Vorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic detail view of the device according to the exemplary embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.

In 1a und 1b sind schematische Ansichten einer Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist ein feststehendes Rahmengestell 2 auf, in welchem eine Werkzeugeinheit 3 (in den Figuren nur durch Strichlinien angedeutet) entlang einer Arbeitsachse 100 linear beweglich geführt ist. Die Werkzeugeinheit 3 umfasst beispielsweise eine Presse zur Warmumformung von metallischen Werkstücken (nicht dargestellt). Im vorliegenden Beispiel umfasst die Werkzeugeinheit 3 eine zweite Stößeleinheit 4, welche in seitlichen Stößelführungen 5 des Rahmengestells 2 geführt wird. Die zweite Stößeleinheit 4 umfasst insbesondere eine Stößelplatte.In 1a and 1b are schematic views of a device 1 according to an exemplary embodiment of the present invention. The device 1 has a fixed frame 2 in which a tool unit 3 (indicated in the figures only by dashed lines) along a working axis 100 is guided linearly movable. The tool unit 3 For example, includes a press for hot working of metallic workpieces (not shown). In the present example, the tool unit comprises 3 a second ram unit 4 , which in lateral ram guides 5 of the frame 2 to be led. The second ram unit 4 includes in particular a plunger plate.

Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Antriebseinheit 6 auf, welche dazu vorgesehen ist, die Werkzeugeinheit 3 zu der Bewegung entlang der Arbeitsachse 100 anzutreiben. Die Antriebseinheit 6 umfasst ein Zentralantriebssegment 7 in Form eines Spindelantriebes. Eine Spindel 8 des Spindelantriebes ist mit einer entlang der Arbeitsachse 100 linear beweglichen ersten Stößeleinheit 9 fest verbunden. Die erste Stößeleinheit 9 umfasst insbesondere eine Stößelplatte. Das Außengewinde der Spindel 8 läuft in einem Innengewinde einer Durchgangsöffnung im Rahmengestell 2. Durch eine mittels eines nicht dargestellten Motors herbeigerufene Drehung der Spindel 8 um ihre eigene Längsachse wird die erste Stößeleinheit 9 entlang der Arbeitsachse 100 verfahren. Das Zentralantriebssegment 7 dient insbesondere dazu, die Werkzeugeinheit 3 zügig zu verfahren, um einen Eilhub (auch als schnelle Eilsenkund Eilrückzugbewegungen bezeichnet) durchzuführen. Der Eilhub wird beispielsweise verwendet, um die Werkzeugeinheit 3 aus einem Bearbeitungsbereich der Vorrichtung 1 zu fahren, ein schon bearbeitetes Werkstück aus dem Bearbeitungsbereich zu entnehmen, ein zu bearbeitendes Werkstück in den Bearbeitungsbereich einzubringen und die Werkzeugeinheit 3 zum Bearbeiten des Werkstücks vorzupositionieren. The device 1 also has a drive unit 6 on which is provided, the tool unit 3 to the movement along the working axis 100 drive. The drive unit 6 includes a central drive segment 7 in the form of a spindle drive. A spindle 8th of the spindle drive is one along the working axis 100 linearly movable first ram unit 9 firmly connected. The first ram unit 9 includes in particular a plunger plate. The external thread of the spindle 8th runs in an internal thread of a through hole in the frame 2 , By a caused by a motor, not shown, rotation of the spindle 8th around its own longitudinal axis is the first ram unit 9 along the working axis 100 method. The central drive segment 7 serves in particular to the tool unit 3 to proceed swiftly to carry out an express stroke (also known as fast express and rapid return movements). The fast stroke is used, for example, to the tool unit 3 from a processing area of the device 1 to drive, to remove an already machined workpiece from the machining area to bring a workpiece to be machined in the machining area and the tool unit 3 pre-position for machining the workpiece.

Die Antriebseinheit 6 umfasst ferner eine Mehrzahl von separaten Antriebssegmenten 10, welche an der ersten Stößeleinheit 9 befestigt sind, und zur Durchführung des eigentlichen Arbeitshubs zur Bearbeitung des Werkstücks mittels der Werkzeugeinheit 3 dienen. Im vorliegenden Beispiel weist die Vorrichtung 1 genau vier separate Antriebssegmente 10 auf (siehe 1b), welche zueinander parallel angeordnet sind, parallel zueinander und unabhängig voneinander arbeiten (auch als parallel geschaltet bezeichnet). Jedes Antriebssegment 10 weist einen als Spindelantrieb ausgebildeten Linearantrieb auf, welcher eine an der ersten Stößeleinheit 9 drehbar befestige Gewindespindel 11 umfasst, die mittels separaten Motoren 16 jeweils zu einer Drehung um ihre Längsachse antreibbar ist. An einem der zweiten Stößeleinheit 9 abgewandten Ende ist jedes Antriebssegment 10 mit einem entlang der Arbeitsachse 100 beweglichen eigenem Stößelsegment 12 gekoppelt, wobei das Außengewinde der Gewindespindel 11 in einem im Stößelsegment 12 ausgebildeten Innengewinde läuft. Eine Drehung der Gewindespindel 11 führt somit zu einer Bewegung des zugehörigen Stößelsegments 12 entlang der Arbeitsachse 100. Die Bewegung der verschiedenen Stößelsegmente 12 werden über ein gemeinsames Ausgleichselement 13 auf die zweite Stößeleinheit 4 und somit auf die Werkzeugeinheit 3 übertragen. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von parallelen Antriebssegmenten 10 können hierbei große Kräfte auf die Werkzeugeinheit 3 für den Arbeitshub ausgeübt werden. Das Verfahren der Werkzeugeinheit 3 mittels der Mehrzahl von Antriebssegmenten 10 wird daher für die Bearbeitung der Werkstücke, beispielsweise zum Warmumformen der Werkstücke, verwendet. Die Motoren 16 zum Antreiben der Gewindespindeln 11 sind vorzugsweise an der ersten Stößeleinheit 9 angeordnet bzw. befestigt. Denkbar ist, dass die Gewindespindeln 11 weniger steile Gewindegänge als die Gewindegänge der Spindel 8 des Zentralantriebssegments 7 aufweisen, um kraftvolle langsame Arbeitshübe auszuführen, während das Zentralantriebssegment 7 zur Ausführung von schnellen Eilhüben vorgesehen ist. The drive unit 6 further includes a plurality of separate drive segments 10 , which at the first ram unit 9 are fixed, and for carrying out the actual working stroke for machining the workpiece by means of the tool unit 3 serve. In the present example, the device 1 exactly four separate drive segments 10 on (see 1b ), which are arranged parallel to each other, parallel to each other and work independently (also referred to as connected in parallel). Every drive segment 10 has a trained as a spindle drive linear drive, which one on the first ram unit 9 rotatably mounted threaded spindle 11 Includes, by means of separate motors 16 each is drivable to rotate about its longitudinal axis. On one of the second ram unit 9 opposite end is every drive segment 10 with one along the working axis 100 movable own ram segment 12 coupled, wherein the external thread of the threaded spindle 11 in one in the ram segment 12 trained internal thread runs. A rotation of the threaded spindle 11 thus leads to a movement of the associated plunger segment 12 along the working axis 100 , The movement of different ram segments 12 be about a common compensation element 13 on the second ram unit 4 and thus on the tool unit 3 transfer. By using a plurality of parallel drive segments 10 this can cause great forces on the tool unit 3 be exercised for the working stroke. The procedure of the tool unit 3 by means of the plurality of drive segments 10 is therefore used for machining the workpieces, for example for hot working of the workpieces. The motors 16 for driving the threaded spindles 11 are preferably on the first ram unit 9 arranged or attached. It is conceivable that the threaded spindles 11 less steep threads than the threads of the spindle 8th of the central drive segment 7 to perform powerful slow strokes while the central drive segment 7 is intended for the execution of fast express strokes.

Das Ausgleichselement 13 umfasst eine Ausgleichskammer 14, welche mit einem flüssigen Ausgleichsfluid 15, beispielsweise Öl oder Wasser, gefüllt ist. Die der Werkzeugeinheit 3 zugewandten Wirkflächen 22 der Stößelsegmente 12 wirken auf eine biegeschlaffe Membran 19, welche als Wandung der Ausgleichskammer 14 fungiert und zwischen dem Ausgleichsfluid 15 und den Stößelsegmenten 12 angeordnet ist, ein. Die Membran 19 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsachse 100. Die Stößelsegmente 12 sind entlang einer zur Arbeitsachse 100 senkrecht ausgerichteten Horizontalebene nebeneinander angeordnet. Die Ausgleichskammer 14 wird hier durch eine Aussparung in der zweiten Stößeleinheit 4 gebildet. Das Ausgleichselement 13 dient dazu, die Positionsdifferenzen zwischen den Stößelsegmenten 12 oder die Geschwindigkeitsdifferenzen beim Verfahren der einzelnen Stößelsegmente 12 auszugleichen und somit ein Verkanten der zweiten Stößeleinheit 4 bzw. der Werkzeugeinheit 3 in den seitlichen Stößelführungen 5 verhindert wird. Das rein mechanisch arbeitende Ausgleichselement 13 ermöglicht daher die Einsparung einer aufwändigen elektronischen Steuerung bzw. Regelung der einzelnen Motoren der separaten Antriebssegmente 10 zur Synchronisierung derselben. Die Positions- und/oder Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den einzelnen Antriebssegmenten 10 werden dadurch kompensiert, dass die einzelnen Stößelsegmente 12 unabhängig voneinander durch die Membran 19 auf das Ausgleichsfluid 15 wirken bzw. in das Ausgleichsfluid 15 eintauchen und somit ein resultierender Druck im Ausgleichsfluid 15 erzeugt wird, welcher auf die zweite Stößeleinheit 4 und somit auf die Werkzeugeinheit 3 übertragen wird. Die zweite Stößeleinheit 4 wird somit trotz etwaiger Positions- und/oder Geschwindigkeitsdifferenzen über seine gesamte als untere Wandung der Ausgleichskammer 14 fungierende Fläche gleichmäßig zu einer Bewegung entlang der Arbeitsachse 100 angetrieben. The compensation element 13 includes a compensation chamber 14 , which with a liquid compensating fluid 15 , For example, oil or water, is filled. The tool unit 3 facing active surfaces 22 the ram segments 12 act on a pliable membrane 19 , which serve as a wall of the compensation chamber 14 acts and between the equalizing fluid 15 and the tappet segments 12 is arranged, a. The membrane 19 extends substantially perpendicular to the working axis 100 , The ram segments 12 are along one to the working axis 100 vertically oriented horizontal plane arranged side by side. The compensation chamber 14 is here by a recess in the second ram unit 4 educated. The compensation element 13 serves to adjust the positional differences between the tappet segments 12 or the speed differences in the process of each ram segments 12 compensate and thus tilting the second ram unit 4 or the tool unit 3 in the side ram guides 5 is prevented. The purely mechanical compensation element 13 therefore allows the saving of a complex electronic control or regulation of the individual motors of the separate drive segments 10 to synchronize them. The position and / or speed differences between the individual drive segments 10 are compensated by the fact that the individual plunger segments 12 independently through the membrane 19 on the equalizing fluid 15 act or in the compensating fluid 15 immerse and thus a resulting pressure in the balance fluid 15 is generated, which on the second ram unit 4 and thus on the tool unit 3 is transmitted. The second ram unit 4 Thus, despite any position and / or speed differences over its entire lower wall of the compensation chamber 14 acting surface uniform to a movement along the working axis 100 driven.

An der zweiten Stößeleinheit 4 ist eine umlaufende Halteleiste 23 befestigt, welche von einem Flansch 21 der Stößelsegmente 12 hintergriffen wird und über welche die erste Stößeleinheit 9 beim Zurückbewegen der Antriebssegmente 10 und/oder des Zentralantriebssegments 7 ebenfalls zurückbewegt wird. Zwischen dem Flansch 21 und der Halteleiste 23 sind elastische Ausgleichsmittel 20 angeordnet, welche beim Zurückziehen die unterschiedlichen Positionen der einzelnen Stößelsegmente 12 ausgleicht. Denkbar ist, dass die Membran 19 seitlich zwischen der Halteleiste 23 und der zweiten Stößeleinheit 4 eingeklemmt ist, um die Ausgleichskammer 14 abzudichten, so dass zu keinem Zeitpunkt Ausgleichsfluid 15 aus der Ausgleichskammer 14 austreten kann. At the second ram unit 4 is a circumferential retaining strip 23 attached, which of a flange 21 the ram segments 12 is engaged behind and over which the first ram unit 9 when moving back the drive segments 10 and / or the central drive segment 7 is also moved back. Between the flange 21 and the retaining strip 23 are elastic compensating means 20 arranged, which upon retraction, the different positions of the individual plunger segments 12 balances. It is conceivable that the membrane 19 laterally between the retaining strip 23 and the second ram unit 4 is trapped around the compensation chamber 14 seal so that at no time equalizing fluid 15 from the compensation chamber 14 can escape.

Optional sind Federelemente 17 vorgesehen, welche beim Absenken der Werkzeugeinheit 3 mittels des Zentralantriebssegments 7 im Rahmen des Eilhubs eingefedert werden und somit potentielle Energie in Federenergie speichern und welche beim Anheben der Werkzeugeinheit 3 mittels des Zentralantriebsegments 7 im Rahmen des EIlhubs ausgefedert werden und dabei die gespeicherte Federenergie wieder freigegeben. Auf diese Weise lässt sich der Energieverbrauch der Vorrichtung 1 senken. Die Federelemente 17 umfassen vorzugswese Druckfedern, die sich vorzugsweise am Rand der ersten Stößeleinheit 9 zwischen feststehenden Aufnahmen des Rahmengestells 2 und der ersten Stößeleinheit 9 erstrecken.Optional are spring elements 17 provided which when lowering the tool unit 3 by means of the central drive segment 7 be compressed in the context of the express stroke and thus store potential energy in spring energy and which when lifting the tool unit 3 by means of the central drive segment 7 be released in the context of the EIlhubs and released the stored spring energy. In this way, the power consumption of the device can be 1 reduce. The spring elements 17 preferably comprise compression springs, preferably at the edge of the first ram unit 9 between fixed shots of the frame 2 and the first ram unit 9 extend.

Ferner weist die Vorrichtung 1 vorzugsweise eine Verriegelungsmechanik 18 auf, welche in einer Verriegelungsstellung die erste Stößeleinheit 9 in der abgesenkten Arbeitsposition gegen das Rahmengestellt 2 verriegelt und in einer Entriegelungsstellung zur Bewegung entlang der Arbeitsachse 100 freigibt. Denkbar ist, dass die erste Stößeleinheit 9 in der abgesenkten Position nach Durchführung der Eilabsenkung verriegelt wird, so dass während der der Durchführung der Arbeitshübe mittels der separaten Antriebsegmente 10 keine störende Bewegung der ersten Stößeleinheit 9, sondern nur eine Bewegung der zweiten Stößeleinheit 4 möglich ist. Nach Beendigung der Arbeitshübe wir die Verriegelungsmechanik 18 wieder entriegelt, so dass eine Eilanhebung der zweiten Stößeleinheit 9 mittels des Zentralantriebsegments 7 ermöglicht wird.Furthermore, the device 1 preferably a locking mechanism 18 which, in a locking position, the first ram unit 9 placed in the lowered working position against the frame 2 locked and in an unlocked position for movement along the working axis 100 releases. It is conceivable that the first ram unit 9 is locked in the lowered position after performing the Eilabsenkung so that during the implementation of the working strokes by means of the separate drive segments 10 no disturbing movement of the first ram unit 9 but only a movement of the second ram unit 4 is possible. After completion of the working strokes we use the locking mechanism 18 unlocked again, allowing a rush elevation of the second ram unit 9 by means of the central drive segment 7 is possible.

In 2 ist eine schematische Detailansicht der Vorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der in 1a mit gestrichelter Linie eingekreister Bereich in vergrößerter Darstellung illustriert ist. Es wird ein Ausschnitt des Ausgleichselements 13 in Form der in die zweite Stößeleinheit 4 eingebrachte und mit dem Ausgleichsfluid 15 gefüllte Ausgleichskammer 14 illustriert. Das Ausgleichsfluid 15 ist dabei von der Membran 19 bedeckt, auf welche die Wirkflächen 22 der Stößelsegmente 12inwirken. Seitlich wird die Membran 19 zwischen der zweiten Stößeleinheit 4 und der Halteleiste 23 eingeklemmt. Die Hinterschneidung 22 der Halteleiste 23 wird entlang der Arbeitsachse 100 von dem Flansch 21 der Stößelsegmente12 hintergriffen, wobei ein elastisches Ausgleichsmittel 20 zwischen der Hinterschneidung 22 und dem Flansch 21 angeordnet ist. Beim Zurückziehen der ersten Stößeleinheit 9 greifen Flansch 21 und Hinterschneidung 22 über das Ausgleichsmittel 20 aufeinander, so dass die zweiten Stößeleinheit 4 und die Werkzeugeinheit 3 mit zurückbewegt werden. Die Halteleiste 23 fungiert gleichzeitig auch als Dichtleiste, um ein Austreten von Ausgleichsfluid 15 aus der Ausgleichskammer 14 zu verhindern.In 2 is a schematic detail view of the device 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, wherein the in 1a with a dashed line circled area is illustrated in an enlarged view. It becomes a section of the compensation element 13 in the form of the second ram unit 4 introduced and with the compensating fluid 15 filled compensation chamber 14 illustrated. The equalizing fluid 15 is from the membrane 19 covered, on which the active surfaces 22 the ram segments 12 act. Laterally, the membrane 19 between the second ram unit 4 and the retaining strip 23 trapped. The undercut 22 the retaining strip 23 gets along the working axis 100 from the flange 21 behind the tappet segments 12, wherein an elastic compensating means 20 between the undercut 22 and the flange 21 is arranged. When retracting the first ram unit 9 grab flange 21 and undercut 22 about the compensatory agent 20 on top of each other, leaving the second ram unit 4 and the tool unit 3 to be moved back. The retaining strip 23 At the same time, it also functions as a sealing strip to prevent leakage of compensating fluid 15 from the compensation chamber 14 to prevent.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Vorrichtung  contraption

22

Rahmengestell  frame

33

Werkzeugeinheit  tool unit

44

Zweite Stößeleinheit  Second ram unit

55

Stößelführung tappet guide

66

Antriebseinheit  drive unit

77

Zentralantriebssegment  Central drive segment

88th

Spindel  spindle

99

Erste Stößeleinheit  First ram unit

1010

Antriebssegment drive segment

1111

Gewindespindel  screw

1212

Stößelsegment  ram segment

1313

Ausgleichselement  compensation element

1414

Ausgleichskammer  compensation chamber

1515

Ausgleichsfluid  balance fluid

1616

Motoren  Engines

1717

Federelemente  spring elements

1818

Verriegelungsmechanik  locking mechanism

1919

Membran  membrane

2020

Ausgleichsmittel  compensation means

2121

Flansch  flange

2222

Wirkflächen  active surfaces

2323

Halteleiste  retaining strip

100100

Arbeitsachse  working axis

Claims (15)

Vorrichtung (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung (1) eine entlang einer Arbeitsachse (100) linear bewegbare Werkzeugeinheit (3) und eine Antriebseinheit (6) zum Bewegen der Werkzeugeinheit (3) entlang der Arbeitsachse (100) aufweist, wobei die Antriebseinheit (6) wenigstens zwei zueinander parallel geschaltete Antriebssegmente (10) umfasst, die über ein gemeinsames Ausgleichselement (13) mit der Werkzeugeinheit (3) gekoppelt sind.Contraption ( 1 ) for machining a workpiece, wherein the device ( 1 ) one along a working axis ( 100 ) linearly movable tool unit ( 3 ) and a drive unit ( 6 ) for moving the tool unit ( 3 ) along the working axis ( 100 ), wherein the drive unit ( 6 ) at least two parallel drive segments ( 10 ), which have a common compensation element ( 13 ) with the tool unit ( 3 ) are coupled. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei jedes Antriebssegment (10) mit einem mit dem Ausgleichselement (13) zusammenwirkenden Stößelsegment (12) gekoppelt ist, wobei das Stößelsegment (12) mittels des zugeordneten Antriebssegments (10) jeweils parallel zur Arbeitsachse (100) bewegbar ist. Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein each drive segment ( 10 ) with one with the compensating element ( 13 ) cooperating ram segment ( 12 ), wherein the plunger segment ( 12 ) by means of the associated drive segment ( 10 ) parallel to the working axis ( 100 ) is movable. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Antriebssegmente (10) jeweils einen entlang der Arbeitsachse (100) arbeitenden Linearantrieb umfassen, welcher mit dem zugeordneten Stößelsegment (12) gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung (1) vorzugsweise eine erste Stößeleinheit (9) aufweist, an welche die Antriebssegmente (10) angebunden sind. Contraption ( 1 ) according to claim 2, wherein the drive segments ( 10 ) one each along the working axis ( 100 ) working linear drive, which with the associated ram segment ( 12 ), the device ( 1 ) preferably a first ram unit ( 9 ) to which the drive segments ( 10 ) are connected. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der Linearantrieb jeweils einen Spindelantrieb umfasst, welcher eine sich entlang der Arbeitsachse (100) erstreckende Gewindespindel (11) aufweist, wobei die Gewindespindel (11) mittels eines Motors (16) zu einer Drehung um ihre Längsachse antreibbar ist und wobei ein Außengewinde der Gewindespindel (11) in einem Innengewinde am zugeordneten Stößelsegment (12) läuft. Contraption ( 1 ) according to claim 3, wherein the linear drive each comprises a spindle drive which extends along the working axis ( 100 ) extending threaded spindle ( 11 ), wherein the threaded spindle ( 11 ) by means of a motor ( 16 ) is drivable for rotation about its longitudinal axis and wherein an external thread of the threaded spindle ( 11 ) in an internal thread on the associated ram segment ( 12 ) running. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgleichselement (13) eine Ausgleichskammer (14) und ein in der Ausgleichskammer (14) befindliches Ausgleichsfluid (15) umfasst.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the compensating element ( 13 ) a compensation chamber ( 14 ) and one in the compensation chamber ( 14 ) compensating fluid ( 15 ). Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei wenigstens eine Wandung der Ausgleichskammer (14) durch Wirkflächen (22) der Stößelsegmente (12) oder durch eine Membran (19), welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsachse (100) zwischen den Wirkflächen (22) der Stößelsegmente (12) und dem Ausgleichsfluid (15) erstreckt, gebildet ist. Contraption ( 1 ) according to claim 5, wherein at least one wall of the compensation chamber ( 14 ) by active surfaces ( 22 ) of the tappet segments ( 12 ) or through a membrane ( 19 ), which are substantially perpendicular to the working axis ( 100 ) between the active surfaces ( 22 ) of the tappet segments ( 12 ) and the compensating fluid ( 15 ), is formed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtung (1) eine mit der Werkzeugeinheit (3) gekoppelte zweite Stößeleinheit (4) umfasst, welche eine weitere Wandung der Ausgleichskammer (14) umfasst, wobei vorzugsweise die Ausgleichskammer (14) durch eine Aussparung in der zweiten Stößeleinheit (4) und die mit der Aussparung zusammenwirkenden Stößelsegmente (12) gebildet wird.Contraption ( 1 ) according to claim 6, wherein the device ( 1 ) one with the tool unit ( 3 ) coupled second ram unit ( 4 ) comprising a further wall of the compensation chamber ( 14 ), wherein preferably the compensation chamber ( 14 ) through a recess in the second ram unit ( 4 ) and cooperating with the recess plunger segments ( 12 ) is formed. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Vorrichtung (1) wenigstens ein mit der Werkzeugeinheit (3) gekoppeltes Halteelement (23) umfasst, welches in formschlüssigen Eingriff mit Flanschen (21) der Stößelsegmente (12) bringbar ist, wobei zwischen dem Halteelement (23) und dem Flansch (21) jeweils ein elastisches Ausgleichsmittel (20) angeordnet ist. Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, wherein the device ( 1 ) at least one with the tool unit ( 3 ) coupled retaining element ( 23 ), which in positive engagement with flanges ( 21 ) of the tappet segments ( 12 ) can be brought, wherein between the holding element ( 23 ) and the flange ( 21 ) each have an elastic compensating means ( 20 ) is arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (6) ein Zentralantriebssegment (7) umfasst, welches in Serie mit den wenigstens zwei zueinander parallel geschalteten Antriebssegmenten (10) angeordnet ist, wobei das Zentralantriebssegment (7) einen Zentrallinearantrieb umfasst, welcher zum Bewegen der ersten Stößeleinheit (9) entlang der Arbeitsachse (100) vorgesehen ist. Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the drive unit ( 6 ) a central drive segment ( 7 ) which is connected in series with the at least two drive segments ( 10 ), wherein the central drive segment ( 7 ) comprises a central linear drive, which is used to move the first ram unit ( 9 ) along the working axis ( 100 ) is provided. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) wenigstens ein Federelement (17) aufweist, welches insbesondere zwischen der ersten Stößeleinheit (9) und einer an einem Rahmengestell (2) der Vorrichtung (1) ausgebildeten Aufnahme angeordnet ist. Contraption ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the device ( 1 ) at least one spring element ( 17 ), which in particular between the first ram unit ( 9 ) and one on a frame ( 2 ) of the device ( 1 ) formed receptacle is arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) eine Verriegelungsmechanik (18) zum Verriegeln der ersten Stößeleinheit (9) gegenüber einem feststehenden Rahmengestell (2) der Vorrichtung (1) aufweist.Contraption ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the device ( 1 ) a locking mechanism ( 18 ) for locking the first ram unit ( 9 ) with respect to a fixed frame ( 2 ) of the device ( 1 ) having. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Werkzeugeinheit (3) über wenigstens zwei Antriebssegmente (10) zu einer linearen Bewegung entlang einer Arbeitsachse (100) angetrieben wird, wobei die separaten Antriebsbewegungen der wenigstens zwei Antriebssegmente (10) mittels eines gemeinsamen Ausgleichselementes (13) auf die Werkzeugeinheit (3) übertragen werden und wobei Differenzen zwischen den beiden separaten Antriebsbewegungen durch das Ausgleichselement (13) ausgeglichen werden. Method for operating a device ( 1 ), in particular according to one of the preceding claims, wherein a tool unit ( 3 ) via at least two drive segments ( 10 ) to a linear movement along a working axis ( 100 ), wherein the separate drive movements of the at least two drive segments ( 10 ) by means of a common compensation element ( 13 ) on the tool unit ( 3 ) and differences between the two separate drive movements by the compensation element ( 13 ). Verfahren nach Anspruch 12, wobei jeder der beiden Antriebssegmente (10) einen mit einem Stößelsegment (12) gekoppelten Spindelantrieb umfasst, wobei die Antriebsbewegung jeweils durch Drehen einer Gewindespindel (11) des Spindelantriebs mittels eines Motors (16) hervorgerufen wird.The method of claim 12, wherein each of the two drive segments ( 10 ) one with a tappet segment ( 12 ) coupled spindle drive, wherein the drive movement in each case by turning a threaded spindle ( 11 ) of the spindle drive by means of a motor ( 16 ) is caused. Verfahren nach Anspruch 13, wobei durch die Antriebsbewegungen jeweils Druck von jedem Stößelsegment auf ein in einer Ausgleichskammer (14) des Ausgleichselements (13) befindliches Ausgleichsfluid (15) ausgeübt wird und über das Ausgleichsfluid (15) mittelbar auf die Werkzeugeinheit (3) übertragen wird. A method according to claim 13, wherein the drive movements in each case pressure from each plunger segment to one in a compensation chamber ( 14 ) of the compensating element ( 13 ) compensating fluid ( 15 ) and via the compensating fluid ( 15 ) indirectly on the tool unit ( 3 ) is transmitted. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Arbeitshub zum Bearbeiten des Werkstücks durch die Werkzeugeinheit (3) mittels der wenigstens zwei Antriebssegmente (10) durchgeführt wird, während ein Eilhub zum Positionieren der Werkzeugeinheit (3) mittels eines mit den Antriebssegmenten (10) in Serie geschalteten Zentralantriebssegments (7) durchgeführt wird. Method according to one of claims 12 to 14, wherein a working stroke for machining the workpiece by the tool unit ( 3 ) by means of the at least two drive segments ( 10 ) during a rapid stroke for positioning the tool unit ( 3 ) by means of one with the drive segments ( 10 ) in series central drive segment ( 7 ) is carried out.

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