DE2526764A1

DE2526764A1 - Werkzeugmaschine mit wenigstens einem werkzeug-magazin

Info

Publication number: DE2526764A1
Application number: DE19752526764
Authority: DE
Inventors: Erich Brekle; Eugen Dipl Ing Herb
Original assignee: Trumpf Maschinen AG
Current assignee: Trumpf Maschinen AG
Priority date: 1975-06-14
Filing date: 1975-06-14
Publication date: 1976-12-23
Also published as: DE2526764C2; CH605022A5; US4103414A; SE7606636L; SE424412B

Description

Patentanwalt DIPL.-ING.BERTHOLD SCHMID STUTTGART 1 · FALBBNHBNNENSTRASSE 17 . FERNSPRECHER (0711) 608893 UNSBK ZIICHlN

11 950 B/Vo

Firma
Trumpf
Maschinen AG

Zug (Schweiz)

Werkzeugmaschine mit wenigstens einem Werkzeug-Magazin

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere Stanz- oder Nibbelmaschine mit wenigstens einem oberhalb oder unterhalb des Werkstückverschiebebereichs angeordneten Werkzeug-Magazin, dessen Drehachse zur Werkzeuglängsachse bzw. Stempelbewegung etwa parallel verläuft. Eine bekannte Stanzmaschine besitzt sowohl oberhalb als auch unterhalb des Verschiebebereichs für das üblicherweise aus einer Blechplatte bestehende Werkstück,

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je ein drehbares Werkzeug-Magazin, wobei das obere Magazin die Stanzstempel und das untere die zugehörigen Matrizen aufnimmt. Das untere Magazin dessen Drehachse parallel zur Arbeitsrichtung des Stanzstempels verläuft, ist so angeordnete, daß die oberen Enden der Matrizen bis an den Verschiebebereich für das Werkstück heranreichen. Demzufolge stützt sich das Werkstück auf diesen Matrizen des unteren Magazins ab. Insbesondere bei einem stark durchbrochenen Werkstück mit verringerter Eigensteifigkeit kommt es vor, daß es sich mit einer oder mehreren Matrizen verhakt und infolgedessen nicht mehr verschoben werden kann. Außerdem können die Matrizen schon allein durch das auf ihnen verschobene Werkstück beschädigt oder zumindest verschmutzt werden. Andererseits muß aber das Werkstück für die übergabe in die Werkzeugmaschine bzw. die Übernahme von der Werkzeugmaschine, eine vorgegebene Höhenlage einnehmen, welche der geschilderten Lage der Matrizen und einer äquivalenten der zugehörigen Stempel entspricht.

Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Kontakt des Werk-

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Stücks mit dem im Magazin bzw. in den Magazinen befindlichen Werkzeugen vermieden wird, bei der aber trotzdem das zu wechselnde Werkzeug die für den Wechselvorgang erforderliehe Höhenlage einnimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Werkzeugmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Gattung vorgeschlagen und sie ist erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgebildet. Sofern die Werkzeugmaschine lediglich ein unteres Werkzeug-Magazin besitzt, so ist es erfindungsgemäß so tief gelegen, daß sich die darauf befindlichen Werkzeuge vollständig unterhalb des Werkstückverschiebebereichs befinden, d. h. weder in den Werkstückverschiebebereieh hineinragen noch bündig mit dessen unterem Ende sind. Auf diese Weise wird eine Berührung des Werkstücks mit den auf diesem Magazin befindlichen Werkzeugen verhindert. Um nun sicherzustellen, daß das zu wechselnde Werkzeug, welches an sich für einen Wechselvorgang zu tief liegt, trotzdem gewechselt werden kann, ist die Hubeinrichtung vorgesehen, welche es vor dem Wechseln auf die vorgeschriebene Höhe hebt· Sinngemäßes gilt natürlich für die

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Übernahme des ausgebrauchten Werkzeugs aus der Werkzeugmaschine. Es wird nach der Übernahme durch die Wechselvorrichtung mit Hilfe der Hubeinrichtung auf die Ebene der übrigen Werkzeuge abgesenkt.

Sofern es sich um eine Werkzeugmaschine mit einem oberen Werkzeug-Magazin handelt gelten die vorstehenden Ausführungen sinngemäß. Auch dabei befinden sich alle Werkzeuge des Magazins so weit oben, daß sie nicht bündig mit dem Werkstückverschiebebereich sind und natürlich auch nicht in diesen hineinragen. Zum V/erkzeugwechsel werden sie in der entsprechenden Drehstellung des Magazins von diesem abgehoben, d. h. nach unten bewegt. Falls es sich bei der Werkzeugmaschine um eine Stanz- oder Nibbelmaschine handelt, sind sowohl ein oberes als auch ein unteres Werkzeug-Magazin vorhanden. Denkt man sich diese Maschine um 90°

gekippt, wodurch der Werkstüekverschiebebereich in vertikaler Richtung verläuft, so läßt sich die vorliegende Erfindung trotzdem noch verwirklichen, jedoch sind dann die Begriffe "oberhalb" und "unterhalb" beispielsweise durch "seitlich links" oder "seitlich rechts"

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zu ersetzen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die abgesenkten Werkzeuge bzw. Werkzeugteile des bzw. jedes Werkzeug-Magazins mittels einer Platte abgedeckt. Auf der unteren Platte kann das Werkstück während der Bearbeitung aufliegen, während eine obere Platte für den Fall Schutz bietet, daß sich das Werkstück im Verlaufe seiner Bearbeitung in der Werkzeugmaschine nach oben hin verbiegt. Die Platte deckt also jeweils nur die nicht in Wechselstellung befindliche Werkzeuge ab, während das eine für das Anheben geeignete Drehstellung einnehmende Werkzeug von dieser Platte nicht abgedeckt werden darf. Es muß sich vielmehr bei der übergabe in die Werkzeugmaschine bzw. bei der Übernahme aus der Werkzeugmaschine in einer mit der Plattenaußenseite zumindest bündigen Lage befinden. Selbstverständlich darf die Platte nicht in den Werkstückverschiebebereich hineinragen, sondern diesen allenfalls nach oben bzw. nach unten begrenzen. Es ist ohne weiteres denkbar, daß die Platte gleichzeitig einen Auflagetisch oder einen Teil des Auflagetisches für das zu bearbeitende Werkstück bildet.

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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Magazin schwenkbar gelagerte, sich von ihrer Schwenkachse in radialer Richtung zur Magazin-Drehachse erstreckende Werkzeughalter besitzt. Hierbei sind die Schwenkachsen so angeordnet und jeder Halter so ausgebildet, daß sich das darauf befindliche Werkzeug in der unteren Schwenkendlage vollständig unterhalb des Werkstückverschiebebereichs befindet. Sinngemäßes gilt für das obere Werkzeug-Magazin. Nachdem die Halter gewissermaßen an ihrem inneren Ende schwenkbar gelagert sind, nehmen sie und das darauf befindliche Werkzeug mit Ausnahme der Übergabestellung eine Schräglage ein. In der Übergabestellung ist die Lage des Werkzeugs horizontal, so daß es durch eine geeignete übergabevorrichtung lediglich noch seitwärts in die Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine bewegt werden muß. Entsprechendes gilt für die Entnahme des Werkzeugs aus der Werkzeugmaschine. An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß im vorliegenden Falle die Matrize und der Stanzstempel jeweils als ein Werkzeug angesehen werden, obwohl im üblichen Sprachgebrauch beide zusammen das Werkzeug bilden.

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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß sich im Bewegungsbereich der Werkzeughalter an einer der Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine zugeordneten Stelle ein Auflaufglied, insbesondere eine Keilfläche für die Werkzeughalter befindet. Verschiebt oder dreht man das Magazin, so wird der jeweils in den Bereich der Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine kommende Werkzeughalter durch das Auflaufglied automatisch gegen den Werkstückverschiebebereich hin verschwenkt, also bei einem unteren Magazin hochgeschwenkt. Das Auflaufglied ist so dimensioniert und angeordnet, daß bei Erreichen einer für die übergabe bzw. Übernahme eines Werkzeuges geeigneten Drehlage des Magazins dieses Werkzeug gerade die richtige Hubhöhe erreicht hat. Dreht man den Halter mit dem darauf befindlichen Werkzeug weiter, so wird er automatisch wieder abgesenkt, wobei auch das Absenken über eine Schrägfläche vorgenommen werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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Pig. 1 eine teilweise abgebrochene Seitenansicht der als Nibbelmaschine ausgebildeten Werkzeugmaschine und des Werkzeug-Magazins,

Fig. 2 eine teilweise abgebrochene Draufsicht auf Pig. I

Die Stanzmaschine 1 besitzt eine obere Werkzeugaufnahme 2 zur Aufnahme eines Stempels 4 und ggf. eines Niederhalters sowie eine untere Werkzeugaufnahme 3 zur Einriegelung einer Matrize 6. In ein oberes Werkzeug-Magazin 7a sind eine ganze Anzahl von Stempeln 4 und in ein unteres Werkzeug-Magazin

7 b eine gleiche Anzahl von Matrizen 6 eingesetzt, mit denen die Stanzmaschine 1 wahlweise arbeiten kann. Das Werkzeug-Magazin 7a besitzt einen oberen um eine vertikale Achse

8 drehbaren Teller 9 und das Magazin 7 b einen dazu koaxialen unteren Drehteller 10, wobei die Drehteller zur Bildung eines Zwischenraumes 11 einen gegenseitigen Abstand haben. Der Zwischenraum 11 erstreckt sich in

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Verlängerung des Rachenraumes 12 der Nibbelmaschine 1 und das zu bearbeitende Werkstück kann sich zumindest teilweise seitwärts in diesen Zwischenraum 11 erstrecken. Beide Teller 9 und 10 sind drehbar gelagert. Der Teller 9 kann mittels des Motors 13_S des von ihm angetriebenen Ritzels 14 und des damit im Eingriff stehenden, drehfest mit dem oberen Teller, verbundenen Zahnkranzes 15 gedreht werden, so daß jeder der auf diesem Teller befindlichen Stempel der oberen Werkzeugaufnahme 2 zugeordnet werden kann. In analoger Weise ist der untere Teller 10 mittels des Motors 16, des Ritzels 17 und des Zahnkranzes 18, insbesondere synchron mit dem oberen Teller 9 zu drehen. Damit kann auch jede der Matrizen 6 des unteren Tellers 10 in die geeignete Übergabe- bzw. Übernahmeposition zur unteren Werkzeug-Aufnahme 3 gebracht werden.

Die Stanzmaschine ist so ausgebildet, daß die Werkzeugaufnahmen 2 und 3 in der Wechselstellung eine vorgegebene Höhenlage einnehmen. Um nun das Werkzeug, also beispielsweise den Stempel und die Matrize lediglich seitwärts, nicht jedoch in der Höhe bewegen zu müssen, ist es erforderlich, daß auch der Stempel und die Matrize bereits die richtige Höhenlage im Magazin erhalten. Bei den bekannten Stanz- und Nibbelmaschinen sind die Verhältnisse

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nun derart, daß die Matrizen 6 bei Einnahme der für das Wechseln notwendigen Höhenlage bis an den Werkstückverschiebebereich heranragen und sich das nicht gezeigte Werkstück infolgedessen auf der Oberseite 19 der Matrizen abstützt. Damit ist einerseits die Gefahr einer Verhakung des Werkstückes, während seines Vorschubs nicht zu verhindern und andererseits führt dies auch zu einem Verschmutzen der Matrizen 6. Schließlich kann auch das Werkstück selbst von den Matrizen 6 in unerwünschter Weise verkratzt werden. Um all das zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich alle Werkzeuge des oder der Werkzeugmagazine vollständig unterhalb bzw. oberhalb des Werkstück-Verschiebebereichs befinden mit Ausnahme des oder der sich in Wechselposition befindlichen, d. h. der Werkzeugaufnahme der Maschine 1 unmittelbar zugeordneten Werkzeuge. Dieses eine obere und/oder untere Werkzeug reicht bis unmittelbar an den Werkstück-Verschiebebereich heran und das Werkstück stützt sich nach dem Einriegeln in die Werkzeugaufnahme 3 auf dem unteren Werkzeug ab.

Nachdem also sämtliche nicht in Wechselposition stehende Werkzeuge unter- und/oder oberhalb des

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Werkstückbereichs gelegen sind und von diesem somit einen zumindest geringen Abstand haben, müssen sie in der für die Übergabe an die Werkzeugaufnahme geeigneten Drehoder Verschiebelage mittels einer Hubeinrichtung auf die richtige Höhenlage gebracht werden.

Beim Ausführungsbeispiel arbeitet diese Hubeinrichtung selbsttätig. Sie besteht aus einem ortsfest angebrachten, der unteren Werkzeug-Aufnahme 3 zugeordneten Auflaufglied J>h. Die Matrize 6, d. h. der eine Teil jedes Stanzwerkzeugs, befindet sich auf einem als schwenkbare Klappe ausgebildeten Werkzeughalter 20, der sich vom unteren Teller 10 des Werkzeug-Magazins 7b in radialer Richtung nach außen erstreckt. Die Schwenkachsen dieser Werkzeughalter 20 sind mit 21 bezeichnet. Die Werkzeughalter 2o und ihre Lagerböcke 22 sind nun so ausgebildet, daß die Werkzeughalter 20 normalerweise eine nach unten außen leicht geneigte Lage einnehmen. Dabei ist die Schräglage so gewählt, daß die auf jedem Werkzeughalter 20 befindliche Matrize 6 vollständig unterhalb des Werkstückverschiebebereichs zu liegen kommt. Letzterer wird im übrigen teilweise durch den Zwischenraum 11 und den Rachenraum der

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- 12 Stanzmaschine 1 gebildet.

Die vorliegende Erfindung wird zwar anhand einer Stanzmaschine erläutert, die ein zumindest zweiteiliges Werkzeug besitzt, sie ist jedoch auch an Werkzeugmaschinen realisierbar, die lediglich ein einteiliges Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, Gewindeschneider, Präser und dgl. haben. In diesem Falle ist selbstverständlich nur ein Werkzeug-Magazin vorhanden, daß sowohl oberhalb als auch unterhalb des Werkstück-Verschiebebereichs gelegen sein kann. Demnach gelten also die vorstehenden und auch die nachfolgenden Ausführungen für solche Maschinen jeweils sinngemäß. Das bedeutet, daß die schwenkbaren Werkzeughalter 20 auch am oberen Teller 9 befestigt sein können und sie dann in ihrer Ruhelage eine nach oben außen geneigte Stellung einnehmen. Diese lä^t sich beispielsweise mit Hilfe einer Zugfeder leicht erreichen. Beim Ausführungsbeispiel sind schwenkbare Werkzeughalter nur am unteren Teller 10 des Werkzeug-Magazins 7b vorgesehen. Das schließt aber die Anordnung schwenkbarer Werkzeughalter 20 auch am oberen oder lediglich am oberen Teller 9 nicht aus. Weil aber die Stempel *f vom Zwischenraum 11 und damit vom Werkstück-Verschiebebereich einen

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ausreichenden Abstand haben, sind beim Ausführungsbeispiel für aas obere Werkzeugteil feststehende Werkzeughalter 23 vorgesehen. Jeder Lagerbock 22 ist zusammen mit seinem Werkzeughalter 20 bzw. 23 in radialer Richtung verschiebbar an seinem Teller 9 bzw. 10 gelagert. Die Lagerung erfolgt vorzugsweise mittels einer nicht gezeigten Schwalbenschwanzführung. Die Werkzeug-Wechselvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem oberen Hydraulik- oder Pneumatiksylinder 24 für die oberen Werkzeugteile, also die Stempel und einem unteren Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 25 für die unteren Werkzeugteile, d. h. die Matrizen 6. Die Kolben dieser doppeltwirkenden Verschiebezylinder tragen an ihrem freien Ende einen Bund 26. Desweiteren sind die Lagerböcke mit einer ΐ-Nut 27 versehen, deren Abmessungen auf das freie Kolbenende abgestimmt ist. Beim Drehen der Teller 9 und 10 wird nun jeweils derjenige Lagerbock an den Kolben bzw. das freie Kolbenende der Werkzeug-Wechselvorrichtung 28 bzw. 29 angekuppelt, der gerade die für das Wechseln notwendige Drehlage erreicht hat. Das geschieht dadurch, daß der Lagerbock quer zur Bildebene über das freie Kolbenende geschoben wird und dadurch der Bund 26 in die T-Nut 27 eingreift. Auf diese Weise entsteht eine zug- und druckfeste Kupplung

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zwischen dem in der erwähnten Drehposition befindlichen Werkzeughalters 20 und der zugehörigen Werkzeug-Wechselvorrichtung 28 oder 29.

Setzt man nunmehr den Zylinder 24 bzw. 25 unter Druck, so kann er je nach Einspeisung eine Verschiebebewegung im Sinne des Pfeiles 30 oder 31 durchführen.

Beim Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß während des Stanzens der Werkzeughalter 20 zusammen mit der Matrize 6 in der unteren Werkzeug-Aufnähme 3 der Stanzmaschine 1 verbleibt. Dabei wird die formschlüssige Verbindung mit der Werkzeug-Wechselvorrichtung aufrechterhalten. Demgegenüber wird der obere Halter 20 nach dem Einriegeln des Stempels 4 in die obere Werkzeug-Aufnahme 2 während des Stanzens zurückgezogen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß alle Werkzeuge des Magazins mit Ausnahme des oder der sich in der Wechselposition befindlichen Werkzeuge mittels einer bzw. je einer Platte abgedeckt sind. Nachdem es sich beim Ausführungsbeispiel um ein zweiteiliges Werkzeug handelt, ist zum Abdecken der unteren Werkzeugteile, also der Matrizen

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6, eine untere Abdeckplatte 32 und zum Abdecken der oberen Werkzeugteile, also beispielsweise der Stempel 4 eine obere Abdeckplatte 33 vorgesehen. Bei einem Rundmagazin können diese Abdeckplatten beispielsweise eine kreisförmige Gestalt haben und an ihrem der Werkzeug-Aufnahme der Maschine 1 zugekehrten Rand mit einer Durchtrittsausnehmung für das zu wechselnde Werkzeug versehen sein.

Bei den vorstehenden Ausführungen und in den nachfolgenden Ansprüchen ist von je einem Magazin für die oberen und für die unteren Werkzeuge die Rede. Es ist nicht unüblich, diese beiden Magazine als ein Magazin anzusehen.

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Claims

- 16 Ansprüche

ί 1.j Werkzeugmaschine, insbesondere Stanz- oder Nibbelmaschine mit wenigstens einem oberhalb oder unterhalb des Werkstück-Verschiebebereichs angeordneten Werkzeug-Magazin, dessen Drehachse zur Werkzeuglängsachse bzw. Stempelbewegung etwa parallel verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit Ausnahme des zu wechselnden Werkzeugs alle übrigen Werkzeuge (4, 6) des Werkzeug-Magazins (7 a, b) vollständig oberhalb und/oder unterhalb des Werkstück-Verschiebebereichs befinden und daß das jeweils zu wechselnde Werkzeug (4, 6) mittels einer Hubeinrichtung (34) relativ zu seinem Magazin in die Übergabe- oder Arbeitsstellung gehoben ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesenkten Werkzeuge (5, 6) des bzw. jeder Werkzeug-Magazins (7 a, b) mittels einer Platte (32, 33) abgedeckt sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug-Magazin (7 b) schwenkbar gelagerte, sich

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von ihrer Schwenkachse (21) in radialer Richtung zur Magazindrehachse (B) erstreckende Werkzeughalter (20) besitzt.

Maschine nach Anspruch 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß sich im Bewegungsbereich der Werkzeughalter (20) an einer der Werkzeugaufnähme (2, 3) der Werkzeugmaschine (1) zugeordneten Stelle ein die Hubeinrichtung bildendes Auflaufglied (3¹O, insbesondere eine Keilfläche für die Werkzeughalter (20) befindet.

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