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Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Stanzwerkzeug ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Ein derartiges Stanzwerkzeug kann in einer Stanzmaschine, insbesondere in einer Revolver-Stanzmaschine, mit einem Roboter-Werkzeugwechselsystem eingesetzt werden. Eine Mehrzahl derartiger Stanzwerkzeuge kann dann in ein Lagerregal gesetzt werden, das mit einer Stanzmaschine, die jeweils eines der Stanzwerkzeuge einsetzt, über einen Roboter-Werkzeugwechselgreifer verbunden ist. Das Werkzeug wird über den Roboter-Werkzeugwechselgreifer, der am Kopfteil des Stanzwerkzeugs ansetzt, aus dem Lagerregal bzw. aus einem Revolver der Stanzmaschine gezogen. Hierbei muss unbedingt vermieden werden, dass das Führungsgehäuse sich beim Ergreifen des Stanzwerkzeugs an dessen Kopfteil unerwünscht vom Stanzstempel löst.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stanzwerkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein derartiges unerwünschtes Lösen sicher verhindert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Stanzwerkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde zunächst erkannt, dass eine Fixiereinrichtung, die eine in Greif-Kraftrichtung überwindbare Fixierung des Stanzstempels am Führungsgehäuse bewirkt, für einen sicheren Betrieb einer Stanzmaschine mit einem Roboter-Werkzeugwechselsystem nicht ausreichend ist. Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung gewährleistet eine einfache Montage des Stanzwerkzeuges, wobei es nicht erforderlich ist, zur Sicherung des Führungsgehäuses am Stanzstempel Fixierschrauben anzuziehen. Insbesondere ermöglicht es die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung ohne Lösen einer Fixierschraube eine Längeneinstellung durch Verdrehen des Führungsgehäuses relativ zum Kopfteil des Stanzstempels zu realisieren. Im Betriebszustand liegen die Führungskörper in der Sicherungs-Umfangs-Relativposition vor, so dass ein Ergreifen des Kopfteils des Stanzstempels mit dem Roboter-Werkzeugwechselgreifer in sicherer Weise möglich ist, ohne dabei das Führungsgehäuse zu verlieren. Das sichernde Zusammenwirken der Führungskörper in der Sicherungs-Umfangs-Relativposition erfolgt insbesondere durch Formschluss. Das Kopfteil kann als vom Stanzteil separates Bauteil gestaltet sein, das mit dem Stanzteil lösbar verbunden ist. Alternativ ist auch eine Ausgestaltung des Stanzstempels möglich, bei der das Stanzteil einstückig mit dem Kopfteil verbunden ist.
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Eine Gestaltung in der Sicherungseinrichtung nach Anspruch 2 ist in der Herstellung kostengünstig. Natürlich ist es umgekehrt auch möglich, den Basis-Führungskörper als Führungsnut und den Gegen-Führungskörper als Umfangsrippe auszubilden.
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Eine Gestaltung nach Anspruch 3 erlaubt eine einfache Montage bzw. Demontage des Stanzwerkzeugs. Wenn die Aussparungen die Umfangsrippen in Umfangsrichtung überdecken, liegt die Freigabe-Umfangs-Relativposition vor.
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Eine Anordnung der Führungsnut nach Anspruch 4 hat sich in der Praxis bewährt.
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Entsprechendes gilt für die Anordnung einer Umfangsrippe nach Anspruch 5. Der Ringdeckel kann gleichzeitig als Widerlager für eine Stanz-Druckfeder dienen, die den Stanzstempel nach erfolgtem Stanzen wieder in die Ausgangsposition zurückführt.
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Eine Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 6 stellt sicher, dass das Stanzwerkzeug ausschließlich in der mindestens einen Sicherungs-Umfangs-Relativposition betrieben wird.
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Eine zusätzliche Fixiereinrichtung nach Anspruch 7 verhindert ein unerwünschtes Lösen des Führungsgehäuses vom Stanzstempel auch in der Freigabe-Umfangs-Relativposition. Dies ist während einer Längeneinstellung des Stanzstempels, die bei entsprechender Schraubgewindegestaltung durch ein Verdrehen des Stanzteils relativ zum Kopfteil erfolgen kann, von Vorteil.
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Eine Umfangsmarkierung nach Anspruch 8 erleichtert insbesondere das Auffinden der Freigabe-Umfangs-Relativposition zum Montieren sowie zum Demontieren des Stanzwerkzeugs.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Stanzwerkzeugs mit einem Stanzstempel und einem Führungsgehäuse;
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2 einen Teil-Zusammenbau einer kopfseitigen Komponentengruppe des Stanzwerkzeugs nach 1, wobei schematisch ein dieses ergreifendes Greifwerkzeug im Querschnitt angedeutet ist;
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3 einen Teil-Zusammenbau des Führungsgehäuses des Stanzwerkzeugs nach 1;
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4 verglichen mit 2 vergrößert eine Ansicht aus Blickrichtung IV in 2;
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5 verglichen mit 3 vergrößert eine Ansicht aus Blickrichtung V in 3;
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6 perspektivisch einen bei montiertem Stanzwerkzeug den Stanzstempel umgebenden Ringdeckel mit einem Basis-Führungskörper einer Sicherungseinrichtung, ausgebildet als zwei Umfangsrippen, die sich jeweils über einen Umfangsabschnitt um den Ringdeckel erstrecken; und
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7 ebenfalls perspektivisch einen ringdeckelseitigen Abschnitt des Führungsgehäuses mit einem Gegen-Führungskörper der Sicherungseinrichtung, der in Form von zwei Führungsnuten gestaltet ist, die zum Basis-Führungskörper komplementär ausgestaltet sind und sich jeweils über einen Umfangsabschnitt des Führungsgehäuses erstrecken.
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Ein Stanzwerkzeug 1 hat einen Stanzstempel 2 zur Bildung mindestens eines Stanzloches in einem Werkstück. Der Stanzstempel 2 hat ein Stanzteil 3 mit dem eigentlichen, mit dem Werkstück in Kontakt kommenden Stanzabschnitt 4 und ein Kopfteil 5, das mit dem Stanzteil 3 über eine nicht näher dargestellte Schraubverbindung verbunden ist.
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Der Stanzabschnitt 4 hat senkrecht zu einer Längsachse 7 des Stanzwerkzeugs 1 einen Querschnitt, der dem Querschnitt des herzustellenden Stanzloches entspricht. Bei der dargestellten Ausführung ist dieser Querschnitt rechteckig. Je nach gewünschter äußerer Form des Stanzloches kann der Stanzabschnitt 4 natürlich auch einen anderen, beispielsweise einen runden, einen quadratischen, einen ovalen Querschnitt oder auch eine Sonderform, beispielsweise sternförmig, eines Querschnitts aufweisen. Eine innere Mantelwand des Stanzteils 3 hat ein in der Zeichnung nicht sichtbares Innengewinde der Schraubverbindung zur Verbindung des Stanzteils 3 mit dem Kopfteil 5.
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Das Kopfteil 5 umfasst einen dem Stanzteil 3 zugewandten Stempeltreiber 9 und ein Stempelkopfelement 10 mit einer Kopffläche 11, die von der Stanzmaschine, in der das Stanzwerkzeug 1 untergebracht ist, her beaufschlagt wird. Das Stempelkopfelement 10 und der Stempeltreiber 9 sind miteinander über eine Zylinderschraube 12 (vgl. 1) verklemmt und daher aneinander festgelegt. Eine äußere Mantelwand des Stempeltreibers 9 hat ein Außengewinde der Schraubverbindung, über die das Stanzteil 3 mit dem Kopfteil 5 verbunden ist.
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Eine Länge des Stanzstempels 2 zwischen der Kopffläche 11 und dem Stanzabschnitt 4 ist über eine Schraubtiefe der Schraubverbindung zwischen dem Stanzteil 3 und dem Kopfteil 5 einstellbar.
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Der Stanzstempel 2 ist längs einer Stanz-Verlagerungsbewegung, die parallel zur Längsachse 7 verläuft, in einem Führungsgehäuse 13 des Stanzwerkzeugs 1 geführt. Auf einem kopfseitigen Umfangsbund 14 des Führungsgehäuses 13 liegt ein Ringdeckel 15 auf. Zwischen diesem und einem Umfangsbund 16 des Stempelkopfelements 10 stützt sich eine Stanz-Druckfeder 17 ab, die als Schraubenfeder oder als Tellerfeder-Paket ausgeführt ist. Die Stanz-Druckfeder 17 spannt das Stanzwerkzeug 1 in einer Ruhestellung vor. In dieser ist der Stanzabschnitt 4 hinter einer stirnseitigen Abschluss-Abstreiferfläche 18 eines Abstreiferkörpers 19 um einige Zehntel Millimeter zurückgezogen.
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Der Ringdeckel 15 ist bei montiertem Stanzstempel 2 kraftschlüssig drehfest mit dem Stempeltreiber 9 verbunden.
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Der Abstreiferkörper 19 ist am Führungsgehäuse 13 festgelegt und an diesem gesichert. Der Abstreiferkörper 19 hat eine zum Querschnitt des Stanzabschnitts 4 komplementär ausgeführte Abstreiferöffnung 20, durch die der Stanzabschnitt 4 beim Stanzen hindurchgeführt ist.
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Beim Stanzwerkzeug 1 hat ein Entriegelungsschieber 21 die Funktion eines Arretierkörpers für die Längeneinstellung des Stanzwerkzeugs 1 durch Verdrehen des Stanzteils 3 relativ zum Kopfteil 5 um die Schraubverbindung zwischen diesen. In einer Verriegelungsstellung des Entriegelungsschiebers 21 greift ein einer Entriegelungs-Vorspannfeder 22 gegenüberliegender Abschnitt des Entriegelungsschiebers 21 in eine von einer Mehrzahl von Arretieraufnahmen 23 ein, die beim Stanzwerkzeug 1 als axiale Durchgangsbohrungen im Ringdeckel 15 des Stanzwerkzeugs 1 ausgebildet sind. Die Arretieraufnahmen 23 sind beim Stanzwerkzeug 1 in Umfangsrichtung um die Längsachse 7 gleich verteilt angeordnet.
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Eine Zylinderschraube 24, die radial von außen her in den deckelseitigen Umfangsbund 14 des Führungsgehäuses 13 eingeschraubt ist, sichert den Entriegelungsschieber 21 in der Verriegelungsstellung, in die der Entriegelungsschieber 21 wiederum über die als Druckfeder ausgebildete Entriegelungs-Vorspannfeder 22 vorgespannt ist. Die Zylinderschraube 24 greift in eine axial, also parallel zur Längsachse 7, verlaufende Nut im Entriegelungsschieber 21 des Stanzwerkzeugs 1 ein.
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Eine Sicherungseinrichtung 25 sichert den Stanzstempel 2 gegen ein unerwünschtes Lösen vom Führungsgehäuse 13 beim Ergreifen des Stanzwerkzeugs 1 am Kopfteil 5 bzw. am Stempelkopfelement 10. Dieses Ergreifen ist in der 2 durch einen schematisch angedeuteten Roboter-Werkzeugwechselgreifer 26 angedeutet.
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Die Sicherungseinrichtung 25 hat einen Basis-Führungskörper in Form zweier Umfangsrippen 27, 28. Die Umfangsrippen 27, 28 sind einstückig an einem Hülsenfortsatz 29 des Ringdeckels 15 angeformt (vgl. auch die 4 und 6). Aufgrund der Anformung an dem Ringdeckel 15 sind die Umfangsrippen 27, 28 in Bezug auf eine auf den Stanzstempel 2 wirkende Greif-Kraftrichtung 30 (vgl. 3) entgegen einer Stanzrichtung stempelfest angeordnet, da bei montiertem Stanzwerkzeug 1 der Ringdeckel 15 ein am Stanzstempel 2 fest angebrachtes Bauteil darstellt.
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Die Umfangsrippen 27, 28 erstrecken sich über jeweils einen Abschnitt eines Umfangs um die Längsachse 7 des Stanzwerkzeugs 1. Zwischen diesen Umfangsabschnitten ist der Hülsenfortsatz 29 über einen größeren Umfangsbereich rippenfrei ausgestaltet. Bei der dargestellten Ausführung liegen genau zwei Umfangsrippen 27, 28 vor.
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Die Sicherungseinrichtung 25 hat weiterhin einen Gegen-Führungskörper in Form zweier Führungsnuten 31, 32. Der Gegen-Führungskörper ist ein integraler Bestandteil des Führungsgehäuses 13 und ist daher in Bezug auf die Greif-Kraftrichtung 30 gehäusefest angeordnet. Durch Verdrehung des Führungsgehäuses 13 relativ zum Ringdeckel 15 um die Längsachse 7 können die Umfangsrippen 27, 28 des Basis-Führungskörpers in Umfangsrichtung um die Längsachse 7 des Stanzwerkzeugs 1 relativ zu den Führungsnuten 31, 32 des Gegen-Führungskörpers der Sicherungseinrichtung 25 verlagert werden.
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Die beiden Führungsnuten 31, 32 sind zu den Umfangsrippen 27, 28, was die Nutbreite, die Form des Nutengrundes, die Rippenbreite, die radiale Rippenerstreckung und den Rippenquerschnitt angeht, komplementär gestaltet. Die Führungsnuten 31, 32 erstrecken sich über jeweils einen Abschnitt des Umfangs des Führungsgehäuses 13 um die Längsachse 7 des Stanzwerkzeugs 1. Die Führungsnuten 31, 32 sind als Umfangsnuten in einer inneren Gehäusemantelwand 33 im Bereich des Umfangsbundes 14 des Führungsgehäuses 13 ausgebildet.
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Zwischen den beiden Führungsnuten 31, 32 liegen in der Umfangsrichtung um die Langsachse 7 zwei Aussparungen 34, 35 in der inneren Gehäusemantelwand 33 vor, so dass ein Innendurchmesser der Gehäusemantelwand 33 im Bereich der Aussparungen größer ist als der Radius der Umfangsrippen 27, 28. Zudem haben die beiden Aussparungen 34, 35 eine Umfangserstreckung um die Längsachse 7, die etwas größer ist als die Umfangserstreckung der Umfangsrippen 27, 28.
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Aufgrund dieser Komplementärgestaltung der Umfangsrippen 27, 28 zu den Führungsnuten 31, 32 einerseits und den Aussparungen 34, 35 andererseits kann der Hülsenfortsatz 29, wenn die Umfangsposition der Umfangsrippen 27, 28 der Umfangsposition der Aussparungen 34, 35 entspricht, vom Umfangsbund 14 her in das Führungsgehäuse 13 eingeführt werden, bis die Umfangsrippen 27, 28 axial auf Höhe der Führungsnuten 31, 32 liegen. Diese Umfangsposition, in der ein Einführen des Hülsenfortsatzes 29 des Ringdeckels 15 in das Führungsgehäuse 13 möglich ist, wird auch als Freigabe-Umfangs-Relativposition der Sicherungseinrichtung 25 bezeichnet.
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Wenn die Umfangsrippen 27, 28 axial auf Höhe der Führungsnuten 31, 32 sind, ist ausgehend von der Freigabe-Umfangs-Relativposition ein Verdrehen des Ringdeckels 15 relativ zum Führungsgehäuse 13 um die Längsachse 7 möglich, so dass eine Sicherungs-Umfangs-Relativposition erreicht ist, in der die Umfangsrippen 27, 28 in die Führungsnuten 31, 32 eingreifen und somit ein sicherndes, formschlüssiges Zusammenwirken dieser beiden Führungskörper der Sicherungseinrichtung 25 erreicht ist. In dieser Position verhindert der Formschluss der Umfangsrippen 27, 28 in den Führungsnuten 31, 32, dass sich das Führungsgehäuse 13 unerwünscht vom Ringdeckel 15 bei einer Kraftbeaufschlagung in der Greif-Kraftrichtung 30 löst.
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Der Entriegelungsschieber 21 hat einen Arretierfortsatz 36, der durch eine axial verlaufende Durchgangsöffnung 37 im Umfangsbund 14 des Führungsgehäuses 13 ausgeführt ist.
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Axial zwischen dem Ringkörper des Ringdeckels 15, in dem die Arretieraufnahmen 23 ausgeführt sind, und den Umfangsrippen 27, 28 ist in dem Hülsenfortsatz 29 des Ringdeckels 15 eine Umfangsnut 38 ausgebildet, in die ein O-Ring 39 (vgl. 1) eingelegt ist.
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Bei in das Führungsgehäuse 13 eingeführtem Hülsenfortsatz 29 kommt der O-Ring 39 in eine weitere Umfangsnut 39a in der inneren Gehäusemantelwand 33 zu liegen und sorgt für eine unterstützende, überwindbare Fixierung des Stanzstempels 2 gegen ein unerwünschtes Lösen vom Führungsgehäuse 13 beim Ergreifen des Stanzwerkzeugs 1 am Kopfteil 5 auch in der Freigabe-Umfangs-Relativposition des Ringdeckels 15 zum Führungsgehäuse 13.
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Der O-Ring 39 stellt zusammen mit den für ihn vorgesehenen Umfangsnuten 38, 39a einerseits im Ringdeckel 15 und andererseits in der Gehäusemantelwand 33 eine zusätzliche Fixiereinrichtung für den Stanzstempel 2 am Führungsgehäuse 13 dar.
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Zur Anzeige der jeweiligen Umfangs-Relativposition des Ringdeckels 15 zum Führungsgehäuse 13 kann am Führungsgehäuse 13 und/oder am Stanzstempel 2 bzw. am Ringdeckel 15 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Umfangsmarkierung vorgesehen sein.
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Bei der Montage des Stanzstempels 2 wird der Stempeltreiber 9 in den Ringdeckel 15, in die Stanz-Druckfeder 17 und in das Stempelkopfelement 10 eingesteckt. Über die Zylinderschraube 12 erfolgt in einer Axialposition, in der ein Umfangskonus 40, der an den Stempeltreiber 9 angeformt ist, fest an einem komplementär ausgeführten Umfangskonus 41 des Ringdeckels 15 anliegt, eine Fixierung des Stempeltreibers 9 am Stempelkopfelement 10. Aufgrund dieser Fixierung ist der Ringdeckel 15 fest mit den sonstigen Komponenten des Stanzstempels 2 integriert.
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Die so vervollständigte Einheit kann dann mit dem gemäß 3 vormontierten Führungsgehäuse 13 verbunden werden. Hierzu werden der Ringdeckel 15 und das Führungsgehäuse 13 in Umfangsrichtung um die Längsachse 7 in der Freigabe-Umfangs-Relativposition orientiert und die Umfangsrippen 27, 28 werden in die Aussparungen 34, 35 eingeführt, bis sie axial auf Höhe der Führungsnuten 31, 32 zu liegen kommen. Bei dieser Orientierung der Umfangs-Relativposition hilft die Umfangsmarkierung am Führungsgehäuse, die in der Freigabe-Umfangs-Relativposition mit einer hierzu korrespondierenden Umfangsmarkierung des Ringdeckels 15 fluchtet. Anschließend kann das Führungsgehäuse 13 um die Längsachse 7 relativ zum Ringdeckel 15 verdreht werden, bis die Sicherungs-Umfangs-Relativposition erreicht ist. Bei der dargestellten Ausführung liegen insgesamt acht Sicherungs-Umfangs-Relativpositionen vor, die den Umfangspositionen entsprechen, in denen der Arretierfortsatz 36 des Entriegelungsschiebers 21 mit einer der acht Arretieraufnahmen 23 im Ringdeckel 15 fluchtet. In diesen Sicherungs-Umfangs-Relativpositionen dient der Entriegelungsschieber 21 als Verriegelungseinrichtung zur lösbaren Verriegelung der Führungskörper 27, 28 und 31, 32 in der Sicherungs-Umfangs-Relativposition.
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Zur Längeneinstellung des Stanzstempels 2 kann das Stanzteil 3 relativ zum Kopfteil 5 um die Längsachse verdreht werden. Dies geschieht, in dem das Führungsgehäuse 13 relativ zum Ringdeckel 15 um die Längsachse 7 verdreht wird. Hierzu wird die Verriegelung durch Betätigung des Entriegelungsschiebers 21 und Rückziehen des Arretierfortsatzes 36 aus der zugehörigen Arretieraufnahme 23 gelöst. Beim Verdrehen zur Längeneinstellung des Stanzstempels 2 wird zwischenzeitlich auch die Freigabe-Umfangs-Relativposition des Führungsgehäuses 13 relativ zum Ringdeckel 15 erreicht. Die den O-Ring 39 aufweisende Fixiereinrichtung stellt in dieser Freigabe-Umfangs-Relativposition jeweils sicher, dass das Führungsgehäuse 13 sich nicht unerwünscht vom Stanzstempel 2 löst.
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Nach erfolgter Längeneinstellung wird der Entriegelungsschieber 21 losgelassen und das Führungsgehäuse 13 solange weiter relativ zum Ringdeckel 15 um die Längsachse 7 verdreht, bis der Arretierfortsatz 36 des Entriegelungsschiebers 21 unter Vorspannung der Entriegelungs-Vorspannfeder 22 in die in Umfangsrichtung nächstgelegene Arretieraufnahme 23 einrastet. In dieser Rastposition liegt aufgrund der Wahl der Umfangspositionen der Umfangsrippen 27, 28 relativ zur Wahl der Umfangspositionen der Aussparungen 34, 35 zwangsweise immer die Sicherungs-Umfangs-Relativposition vor. Wenn nach erfolgter Längeneinstellung das Stanzwerkzeug 1 dann für den automatisierten Wechselbetrieb freigegeben ist, ist über die Sicherungseinrichtung 25 sichergestellt, dass nach einem Ergreifen des Stempelkopfelements 10 über den Roboter-Werkzeugwechselgreifer 26 sicher vermieden ist, dass sich das Führungsgehäuse 13 unerwünscht vom Stanzstempel 2 löst.
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Eine Verdrehsicherung des Stanzteils 3 relativ zum Führungsgehäuse 13 ist beim Stanzwerkzeug 1 ausgebildet durch einen Führungsstift 42, der in das Stanzteil 3 eingesteckt ist und in eine axial verlaufende Längsnut im Führungsgehäuse 13 eingreift.
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Dargestellt ist beim Stanzwerkzeug 1 zusätzlich noch ein unterhalb des Führungsgehäuses angeordnetes Werkzeug-Unterteil 43. Bei Betrieb des Stanzwerkzeugs 1 wird das Werkstück zwischen die Abschluss-Abstreiferfläche 18 und das Werkzeug-Unterteil 43 eingelegt.
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Ein federbeaufschlagtes Kugeldruckstück 44, das in einer dem Ringdeckel 15 zugewandten Stirnwand des Führungsgehäuses 13 eingelassen ist (vgl. die Explosionsdarstellung nach 1) sorgt für ein Klick-/Rastgeräusch bei der Längenverstellung des Stanzwerkzeugs 1. Ein weiteres federbeaufschlagtes Kugeldruckstück 45 ist an der gegenüberliegenden Stirnseite des Führungsgehäuses 13 zu Transportsicherungszwecken eingelassen.
