DE2904468C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter, um Werkzeuge genau in der Arbeitsstellung anzubringen und zu haltern. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Presse, z. B. einer Maschine zum Spritzprägen oder -pressen von Schrauben beschrieben.

In der US-PS 33 98 413 wird, insbesondere in Erläuterung der Fig. 4, ein Paar von gegeneinander beweglichen komplementären Werkzeugen zum Spitzprägen oder -pressen von Metallrohlingen beschrieben. Dabei wird jedes Werkzeug mittels einer Klemm- oder Preßschraube mit einem konischen Ende, das von einer konischen Ausnehmung in dem Werkzeug aufgenommen wird, in einer Tasche des Werkzeughalters angeordnet und befestigt. Die Achsen der Schraube und der Ausnehmung sind versetzt, um die Arbeitstellungen der Werkzeuge präzise einhalten zu können.

Diese bekannte Anordnung leistet in Hochgeschwindigkeitsmaschinen zum vorherigen Anspitzen von Schrauben guten Dienst. Jedoch wurde es durch das Aufkommen von Bohrschrauben und andere Faktoren notwendig, höhere Form- und Preßdrucke auf die Werkzeuge auszuüben, was dazu führt, daß Spannungen an den Klemmschrauben auftreten und jedes Werkzeug arbeitet, was zu Reibungsabnutzung bzw. -korrosion an den Werkzeugtaschen führt. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, mittels einer bequemen Vorrichtung eine feste Halterung des Werkzeuges zu erzielen. Wenn man auf stärkere Größen für die Klemmschraube ausweicht, wird das Problem, eine größere Haltekraft für das Werkzeug zur Verfügung zu stellen, leider nicht gelöst. Denn hierzu müßte man innerhalb des verfügbaren begrenzten Raumes, der auch aufgrund der anderen Maschinenelemente beschränkt ist, ein größeres Loch vorsehen, was zur Folge hätte, daß für die geschwächte Tasche Bruchgefahr eintritt.

In der DE-AS 23 49 873 wird vorgeschlagen, durch Verwendung von Einsatzstücken und insbesondere unteren Einsatztücken, die als getrennte Bauteile leicht mit jeder erforderlichen Genauigkeit bearbeitet werden können, etwaige Bearbeitungsgenauigkeiten auszugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Werkzeughalter zum starren Verriegeln eines Werkzeugs in einer festen Arbeitsstellung zur Verfügung zu stellen, der nur wenige leicht zusammensetzbare und auseinander­ nehmbare Teile besitzt.

Diese Aufgabe wird durch einen Werkzeughalter gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, daß z. B. eine Preßwerkzeughalterung mit einer neuen Kombination von Keilvorrichtungen unter Steuerung eines einzigen Befestigungselements, das das Werkzeug zuverlässig greifen und halten kann, zur Verfügung gestellt wird.

Vorzugsweise beträgt der Winkel, der von der ersten und dritten Fläche des genannten Werkzeugkeils gebildet wird, größenordnungsmäßig 15°, während die Vorsprungsseiten in einem Winkel von etwa 45° (oder dem Ergänzungswinkel 135°) aus der ersten Fläche hervorragen. Vorzugsweise ist das Befestigungselement eine einzelne Schraube, bei deren Festdrehen aufgrund der unterschiedlichen Größe der genannten Winkel der Werkzeugkeil fest in der Werkzeugrinne verankert wird, um das Werkzeug gegen die Seiten- und Bodenwand der Werkzeugtasche zu verriegeln.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf eine Presse mit einem Paar von Werkzeughalterungen;

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung von in Fig. 1 gezeigten Teilen zum Befestigen und Lösen der Werkzeuge, in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs, das mittels der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Teile in seiner Tasche gehalten wird; und

Fig. 4 ist eine noch stärker vergrößerte Vorderansicht des Werkzeughalters.

Wenn man Metallpräzisionsverformung mittels einer Prägepresse an härteren Rohlingen mit härteren Werkzeugen und schnelleren Fertigungsgeschwindigkeiten während längerer Zeiträume durchführen will, ist es nötig, daß die formenden Werkzeuge anfangs genau in dem Werkzeugbehälter oder der Werkzeugtasche angeordnet werden und dann gegen relative Verschiebung fest verriegelt sind.

In Fig. 1 wird ein Paar von komplementären Werkzeugen 10, 10 dargestellt, die zum Spitzprägen von Metallschrauben angebracht sind. Es ist jedoch zu betonen, daß austauschbare Preß-, Schneid- oder Ziehwerkzeuge anderer Form, ja sogar völlig andere Werkzeuge, in der neuen Werkzeughalterung, die allgemein mit 12 bezeichnet wird, montiert werden können. Im folgenden wird eine Werkzeughalterung beschrieben, die in einer Presse 14 verwendet wird.

Die Werkzeughalterung 12 weist einen L-förmigen Halter 16 auf, der eine Tasche oder einen Behälter zur Aufnahme des Werkzeugs 10 bildet, das dann während der Metallbearbeitungsvorgänge fest verriegelt, gehalten wird. Die Tasche wird teilweise von einer an dem Werkzeug anliegenden Seitenwand 20 und einer vorzugsweise dazu rechtwinkligen Bodenwand 22 begrenzt. Wie in der obengenannten US-PS werden der Halter 16 und ein Distanzblock oder Werkzeugsetzrahmen 24 in einer vertikal gebildeten Ausnehmung 26 in einem U-förmigen Block 28, der ein Paar von seitlich angeordneten Führungsstiften trägt (von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist) abgestützt. Der Halter 16 und der Block 24 sind mit dem Block 28 über einen Bolzen verbunden. Letzterer ist lösbar an einem Kopf 30 befestigt, der in Richtung auf das Gegenkopfstück 32 und von diesem weg, z. B. mittels eines Druckkolbens 34, bewegt werden kann.

Zum Verriegeln des Werkzeugs 10 in seiner in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung weist ein abgestumpfter Werkzeugkeil 36, der vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt besitzt, wie in Fig. 2 dargestellt, eine erste, an dem Werkzeug zur Anlage gelangende Fläche 38 auf, die ungefähr auf der Mitte der Höhe der Werkzeugtasche einen gleicheckigen Vorsprung 40 aufweist. Dieser Vorsprung ist so angeordnet, daß er mit einer etwas größeren Rinne 42 von entsprechender Form in dem Werkzeug zusammenpaßt, wenn das Werkzeug gegen die Bodenwand 22 der Tasche stößt, wobei eine Bodenfläche oder zweite Fläche 44 des Werkzeugkeils 36 dann etwas in Abstand zum Niveau der Bodenwand 22 der Tasche liegt (der Abstand kann z. B. größenordnungsmäßig 0,8 mm betragen).

Wie die Fig. 4 zeigt, weisen der Vorsprung 40 und die Rinne 42 vorzugsweise Scheitelwinkel von 90° auf und entsprechend erstrecken sich die obere und untere Seite 46,48 des Vorsprungs sowie die entsprechenden oberen und unteren Seiten 50, 50 der Rinne mit einer Neigung von etwa 135° zur ersten Fläche 38 des Werkzeugkeils. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen dann der Vorsprung und die Rinne einen Querschnitt in Form eines gleichschenkeligen rechtwinkeligen Dreiecks auf und ermöglichen so, daß der Werkzeugkeil das Werkzeug am wirksamsten festklemmt und starr festhält, wie im folgenden beschrieben wird. Eine dritte Fläche 52 des Werkzeugkeils 26 erstreckt sich in einem spitzen Winkel X (Fig. 4) zur ersten Fläche; dieser Winkel weist eine geringere Neigung zur ersten Fläche auf als die Seite des Vorsprungs 40 zu dieser ersten Fläche. Der Winkel X kann vorzugsweise im Bereich von etwa 15° liegen, wenn die Seiten des Vorsprungs und der Rinne um 45° gegenüber der ersten Fläche 38 geneigt sind.

Die Halterung 12 weist ferner einen Sperrkeil 54 auf, der komplementär zum Werkzeugkeil 36 ist und an ihm mit der dritten Fläche 52 zur Anlage gelangt. Der Sperrkeil 54 besitzt ebenfalls vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt, wie in Fig. 2 gezeigt. Von dem Sperrkeil wird ein Druck in Abwärtsrichtung, d. h. nach der Bodenwand 22 der Werkzeugtasche hin, gegen die dritte Fläche 52 dadurch ausgeübt, daß ein mit Gewinde versehenes Befestigungselement, vorzugsweise eine Zylinderkopfschraube 56, die in eine Ausnehmung im Keil 54 sitzt und in den Halter 16 eingeschraubt wird, festgezogen wird, wobei die Schraube frei durch einen Schlitz in dem Werkzeugkeil 36 hindurchgeht. Die Platte 58 ist eine Verschleißplatte aus gehärtetem Werkzeugstahl, die vorgesehen wird, um zu verhindern, daß der Sperrkeil 54 in den Distanzkopf 24, der aus weicherem Material ist, einschneidet. Beim Herausschrauben der Schraube 56 kann eine komprimierte Feder 59 an der Schraube, die durch Anlage an einer Schulter 60, die in der Bohrung 62 des Keils 54 gebildet ist und die Schraube aufnimmt, festgehalten wird, den Sperrkeil 54 zu einem unten erläuterten Zweck anheben.

Im folgenden wird kurz die Funktionsweise der Werkzeughalterung 12 beschrieben. Das Werkzeug 10 wird in den Halter 16 eingesetzt, wie in Fig. 3 dargestellt, wobei die völlig flache Seite des Werkzeugs in Anlage zur Seitenwand 20 der Tasche gelangt und das innere Ende des Werkzeugs gegen die Bodenwand 22 der Tasche anstößt. Anschließend wird der Werkzeugkeil 26 so in Stellung gebracht, daß der Vorsprung 40 wenigstens lose von der Rinne 42 aufgenommen wird. Dann wird der Sperrkeil 54 zusammen mit der Schraube 56 und der darauf befindlichen Feder 59, wie dargestellt, eingesetzt, wobei sich der Sperrkeil gleitend gegen die dritte Fläche 52 und die Innenseite der Verschleißplatte 58, die gewöhnlich an dem Halter 16 befestigt bleibt, abstützt.

Die Schraube 56 wird festgezogen und preßt so die Feder 59 zusammen. Von größerer Bedeutung ist, daß sie dabei bewirkt, daß der Sperrkeil unter Druck sich gegen die dritte Fläche 52 des Werkzeugkeils 36 abstützt. Aufgrund der unterschiedlichen Neigungen (Winkel X) der Fläche 52 (15° zur Vertikalen gemäß Fig. 4) und der größeren Neigung der Seiten des Vorsprungs 40 und der Rinne 42 (45°) zur Vertikalen wird beim Festziehen der Schraube der Vorsprung in die Rinne hineingepreßt. Das heißt, wie Fig. 4 darstellt, die untere Seite 48 des Vorsprungs wird dadurch auf die entsprechende untere Seite 50 der Werkzeugrinne gepreßt und hält so das Werkzeug 10 nach unten fest verriegelt gegen die Bodenwand 22 der Tasche. Während dieser Klemmdruck auf das Werkzeug ausgeübt wird, stößt der Werkzeugkeil 36 nicht gegen die Wand 22; vielmehr bleibt ein Zwischenraum von z. B. etwa 0,8 mm. Durch die festgezogene Schraube 56 wird daher das Werkzeug sehr sicher nach unten in der Werkzeugtasche gehalten. Wenn die Schraube herausgeschraubt wird, hebt die Feder 59 den Sperrkeil 54 gegenüber dem Halter 16 an und ermöglicht so, daß der Vorsprung 40 des Werkzeugkeils an der Rinne 42 gleitet und die zweite Fläche 44 des Keils 36 in Anlage an die Bodenwand 22 der Tasche gelangt. Dann ist das Werkzeug 10 frei und kann aus der Werkzeughalterung entnommen werden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, stellt die vorliegende Erfindung eine wirtschaftliche und kompakte Konstruktion dar, die ein starres Verriegeln oder Verklemmen des Werkzeugs sichert. Die verschiedenen Teile können auf geeignete Weise durch Veränderung der Größe und, in gewissem Rahmen, der Form und der Winkelbeziehung angepaßt werden, um sich an verschiedene Werkstücke anzupassen und diese sicher zu ergreifen.

Claims (11)

1. Werkzeughalter mit einer Seiten- und Bodenwände aufweisenden Tasche zum Aufnehmen eines aus Einsatzstücken bestehenden Werkzeugs oder eines ähnlichen Werkzeugs zum Prägen von Schraubenrohlingsspitzen, gekennzeichnet durch einen Werkzeugkeil (36) mit einem winkelförmigen Vorsprung (40) an einer ersten Fläche (38) des Werkzeugkeils, der in eine im wesentlichen entsprechende Rinne (42) in dem Werkzeug, das in einer Tasche des Halters (16) fest verriegelt werden soll, paßt, wobei die Rinne einen größeren Querschnitt als der Vorsprung (40) besitzt, und wobei die andere Fläche (52) des Werkzeugkeils (36) in einem spitzen Winkel zur ersten Fläche (38) zuläuft und der Winkel kleiner ist, als der Neigungswinkel, den die Wand (50) der Rinne (42), die in Anlage an den Vorsprung (40) gelangt, gegenüber der ersten Fläche (38) besitzt, um sich darauf abzustützen, und ein Befestigungselement (56), das an dem Halter (16) befestigt ist, um zu bewirken, daß der Verriegelungskeil (54) den Vorsprung (40) in die Rinne (42) und gegen die Wand (50) preßt, wodurch das Werkzeug (10) starr in der Tasche des Halters (16) gegen deren Bodenwand (22) festgeklemmt wird.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (56) eine einzelne Schraube ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) des Werkzeugkeils (36) und die Rinne (42) des Werkzeugs eine Form mit einem Querschnitt eines im wesentlichen gleichschenkligen Dreiecks aufweisen.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkeil (36) und der Sperrkeil (54) jeweils trapezförmig sind und innere Bodenflächen besitzen, die im wesentlichen parallel zur Bodenwand (22) der Tasche sind, wobei die innere Bodenfläche (44) des Werkzeugkeils (36) dicht an der Bodenwand (22) der Tasche, jedoch in einem geringen Abstand dazu liegt, wenn eine Wand (50) der Rinne (42) in Anlage an dem Vorsprung (40) liegt.

5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) und die Rinne (42) einen Scheitelwinkel von 90° besitzen.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der anderen Fläche (52) des Werkzeugkeils (36) gegenüber seiner ersten Fläche (38) etwa 15° beträgt und die Neigung der Wand (50) der Rinne (42), die sich in Anlage an dem Vorsprung (40) befindet, gegenüber der ersten Fläche (38) des Werkzeugkeils (36) zwei- bis dreimal größer ist.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Vorsprungs (40) und der Rinne (42) gleichschenklige rechtwinklige Dreicke sind.

8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (59), die wenigstens teilweise in dem Halter (16) durch Anlage an dem Befestigungselement (56) eingesperrt ist, zum Ergreifen des Sperrkeils (36) angeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß nach dem Lösen des Befestigungselements (56) der Verriegelungskeil (54) relativ in der Werkzeugtasche (20, 22) angehoben wird, um eine Freigabe des Werkzeugs (10) zu ermöglichen.

9. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (40) im wesentlichen auf der Mittellinie der ersten Fläche (38) angeordnet ist.

10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel der anderen Fläche (52) zur ersten Fläche (38) etwa 15° beträgt und die Scheitel des Vorsprungs (40) und der Rinne (42) jeweils 90° betragen, während ihre Neigungen gegenüber der ersten Fläche (38) etwa 45° betragen.

11. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkeil (54) abgestumpft oder abgeschnitten ist und eine gehärtete Verschleißplatte (58) an der Außenseite des Halters (16) befestigt ist, um gleitend an einer Fläche des Sperrkeils (54) anzuliegen.