DE9320642U1 - Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Description

Beschreibung:

Dipl.-Ing. Helmut Dischler, Droste-Hülshoff-Str. 9 41464 Neuss

Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Bearbeitung, insbesondere Vorpressen von Werkstücken, mit einem beweglichen Bearbeitungsstempel und einer Vorschubeinrichtung für dessen Vorschubbewegung.

Solche Werkzeuge werden vielfach für das Aufpressen von Hülsen, Kabelschuhen oder dergleichen auf ein Werkstück, aber auch zum Schneiden, Stanzen oder dergleichen verwendet. Dabei wurden vornehmlich hydraulisch angetriebene Werkzeuge verwendet. So ist beispielsweise in der DE-OS 32 35 040 ein Werkzeug offenbart, bei dem der Bearbeitungsstempel mit Hilfe eines Preßkolbens bewegt wird, in dem ein Steuerorgan koaxial verschieblich angeordnet ist. Dabei stützt sich das Steuerorgan gegen ein Getriebe ab, das bei Bewegung des Preßkolbens in Arbeitsrichtung des Steuerorgans mit einem Bruchteil der Geschwindigkeit des Preßkolbens bewegt wird. Bei Berührung des Bearbeitungsstempels mit dem zu verpressenden Werkstück wird das Steuerorgan mit dem Preßkolben derart verbunden, daß es sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie der Preßkolben. Dabei ist am Steuerorgan eine Sperrvorrichtung angeordnet, die bei einer vorbestimmten Stellung des Preßkolbens den Druckmittelzufluß zum Arbeitsraum des Zylinders sperrt. Hierdurch wird erreicht, daß dünnere Werkstücke schwächer, d. h. mit einem geringeren Verformungsgrad,, verpreßt werden als dickere.

Ein weiteres, hydraulisch betriebenes Werkzeug ist in der

&Egr;&Rgr;-&Agr;-0 232 768 beschrieben. Bei diesem Werkzeug sind ein Niederdruckzylinder und ein mit der Druckmittelzufuhr zum Werkzeug verbindbarer Hochdruckzylinder vorgesehen. Diese sind so miteinander geschaltet, daß man im Niederdruckbereich mit verhältnismäßig wenigen Bewegungen von Handhebeln, die den beweglichen Kolben antreiben, eine große Druckmittelmenge in den Arbeitszylinder des Werkzeuges fördern kann, um einen Schnellvorschub zu erzeugen. Trifft der Bearbeitungsstempel auf das zu bearbeitende Werkstück, kommt die Hochdruckpumpe zum Einsatz, ohne daß hierfür Umschaltvorgänge notwendig sind. Ist die gewünschte Verformung des Werkstückes erreicht, kann durch Betätigung eines Auslöseknopfes das Hochdrucksicherheitsventil geöffnet werden. Bei diesem Werkzeug läßt sich auch eine Kombination des Gedankens aus der DE-OS 32 35 040 verwirklichen.

Die bekannten Hydraulikwerkzeuge haben sämtlich einen relativ komplizierten Aufbau, wobei insbesondere die mit dem Hydrauliköl in Verbindung kommenden Teile sehr genau ausgeführt werden müssen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs gennanten Art so zu gestalten, daß es kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorschubeinrichtung eine Grobvorschubeinrichtung für den Schnellvorschub des Bearbeitungsstempels bis zur Anlage am Werkstück sowie ein Feinvorschubgetriebe für den weiteren Vorschub des Bearbeitungsstempels zur Bearbeitung des Werkstückes aufweist, wobei die Feinvorschubeinrichtung definierte Anfangs- und Bndstellungen hat und derart mit der Grobvorschubeinrichtung gekoppelt ist, daß die Feinvorschubeinrichtung bei Betätigung der Grobvorschubeinrichtung in Richtung ihrer Endstellung verstellt wird.

Auf Grund der Tatsache, daß ein mechanisches

Feinvorschubgetriebe vorgesehen ist, lassen sich die Herstellungskosten erheblich mindern, selbst wenn für die Grobvorschubeinrichtung eine Hydraulikpumpe verwendet wird. Dabei läßt sich auch mit einem Feinvorschubgetriebe eine Kopplung der Bewegung von Grobvorschubeinrichtung und Feinvorschubgetriebe dergestalt erreicht, daß das Feinvorschubgetriebe bei Betätigung der Grobvorschubeinrichtung in einem bestimmten übersetzungsverhältnis in Richtung ihrer Endstellung verstellt wird. Dies hat zur Folge, daß der Abstand zur Endstellung um so geringer wird, je weiter der Schnellvorschub mittels der Grobvorschubeinrichtung geht. Dies wiederum bewirkt, daß der Verformungsgrad des Werkstückes um so kleiner ist, je geringer sein Querschnitt ist. Letzteres ist insbesondere bei der Befestigung von Kabelschuhen an Kabeln erwünscht.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Feinvorschubgetriebe zwischen Grobvorschubeinrichtung und Bearbeitungsstempel angeordnet ist, so daß der Abstand zwischen beiden mittels des Feinvorschubgetriebes veränderbar ist. Diese Anordnung läßt zu, daß die Grobvorschubeinrichtung von der dem Bearbeitungsstempel entgegengesetzten Ende betätigbar ist. Dies schließt eine umgekehrte Anordnung nicht aus.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß das Feinvorschubgetriebe eine im Bereich der Endstellung wirksam werdende, eine Rückbewegung des Bearbeitungsstempels erlaubende Freigabeeinrichtung aufweist. Diese Freigabeeinrichtung kann je nach Art des Feinvorschubgetriebes verschiedenartig ausgebildet sein und soll eine Entlastung von Feinvorschubgetriebe und Grobvorschubeinrichtung dergestalt bewirken, daß die bei der umformenden Bearbeitung regelmäßig auftretenden Rückfederungen des Werkstückes und Äufweitung des Werkzeuges berücksichtigt und das Werkstück dann aus dem Werkzeug entnommen werden kann.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die

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Grobvorschubeinrichtung und der Bearbeitungsstempel parallel zum Feinvorschubgetriebe über ein nachgiebiges Verbindungselement gekoppelt sind, wobei das Verbindungselement Grobvorschubeinrichtung und Bearbeitungsstempel beim Schnellvorschub auf einen solchen Abstand hält, daß das Feinvorschubgetriebe außer Eingriff ist, und wobei das Verbindungselement eine solche Nachgiebigkeit hat, daß das Feinvorschubgetriebe bei oder nach Anlage des Bearbeitungsstempels am Werkstück in Eingriff kommt. Dabei kann der Eingriff reib- oder formschlüssig sein.

Es kann des weiteren vorgesehen sein, daß das Feinvorschubgetriebe einen Antrieb aufweist und daß ein Schalter oder eine Kupplung vorgesehen ist, der bzw. die bei Eingriff des Feinvorschubgetriebes angesteuert wird.

Das Feinvorschubgetriebe kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. So kann beispielsweise ein Kurvenbahngetriebe in Frage kommen, wobei die Kurvenbahn nicht unbedingt reibschlüssig arbeiten muß, sondern auch ein Zahnradeingriff aufweisen kann. Das Kurvenbahngetriebe hat zweckmäßigerweise ein drehbar gelagertes Kurvenbahnelement mit einer Kurvenbahn, die eine solche Steigung hat, daß bei Verdrehung des Kurvenbahnelements ein Feinvorschub des Bearbeitungsstempels bewirkt wird. In Sonderheit kann das Kurvenbahnelement als Kurvenscheibe mit stirnseitiger Kurvenbahn ausgebildet sein. Dabei sollte sie am Ende ihrer Steigung eine Einbuchtung aufweisen, um eine Rückbewegung des Bearbeitungsstempels im Sinne der oben erwähnten Freigabeeinrichtung zu erlauben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, daß ein Anschlag für das Kurvenbahnelement vorgesehen ist, der derart angeordnet ist, daß das Kurvenbahnelement beim Schnellvorschub gegen den Anschlag fährt und hierdurch in Drehbewegung in Richtung auf seine Endstellung versetzt wird. Dies stellt eine besonders einfache Lösung für die Kopplung von

Grobvorschubeinrichtung und Feinvorschubgetriebe in dem Sinne dar, daß das Feinvorschubgetriebe bei Betätigung der Grobvorschubeinrichtung in Richtung seiner Endstellung verstellt wird, mit der Folge, daß die Verformung des Werkstückes um so geringer ist, je größer der Weg des Schnellvorschubs bis zur Anlage am Werkstück ist.

Das Kurvenbahnelement sollte aus der Anfangs- in die Endstellung gegen die Wirkung einer Feder verdrehbar sein, um eine definierte Rückdrehung zu ermöglichen. Das Kurvenbahnelement kann eine Antriebsrollenbahn aufweisen, an der eine Antriebsrolle zumindest in Eingriffsstellung des Feinvorschubgetriebes anliegt. Die Antriebsrollenbahn kann dabei gleichzeitig die Kurvenbahn bilden. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Kurvenbahnelement an dem Bearbeitungsstempel und die Antriebsrolle an der Grobvorschubeinrichtung gelagert sind. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, daß Antriebsrolle und Kurvenbahnelement mit der Grobvorschubeinrichtung verbunden sind und das Kurvenbahnelement eine gesonderte Kurvenbahn für die Anlage am Bearbeitungsstempel aufweist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Feinvorschubgetriebe ein Grobvorschubeinrichtung und Bearbeitungsstempel verbindendes Hebelgetriebe aufweist, beispielsweise in Form eines Kurbeltriebs mit zwei Gelenkarmen, deren Winkelstellung zueinander veränderbar ist. In einer zweckmäßigen Ausführungsform hat einer der Gelenkarme einen Gelenkarmfortsatz, der derart an einem Anschlag anliegt, daß sich die Winkelstellung der Gelenkarme beim Schnellvorschub in Richtung auf ihre Endstellung verändert. Auch diese Ausbildung hat zur Folge, daß entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung der von dem Feinvorschubgetriebe auszuführende Restschub um so geringer ist, je größer der Schnellvorschub mit Hilfe der Grobvorschubeinrichtung war.

Alternativ dazu kann vorgesehen werden, daß die Gelenkverbindung zwischen den Gelenkarmen eine derartige Führung aufweist, daß sich die Winkelstellung der Gelenkarme beim Schnellvorschub in Richtung auf ihre Endstellung verändert. In beiden Fällen sollte der Anschlag bzw. die Führung über eine Antriebseinrichtung im Sinne einer Winkelveränderung bewegbar sein.

Die Antriebseinrichtung sollte eine drehbare, eine Steigung aufweisende Kurvenscheibe aufweisen, wobei die Kurvenscheibe am Ende ihrer Steigung eine Einbuchtung hat. Schließlich sollte vorgesehen sein, daß die Winkelstellung der Gelenkarme über ihre gestreckte Stellung hinaus veränderbar ist, um eine sogenannte Übertotpunkt-Stellung zu erreichen, mit der Folge, daß die schon oben erwähnte Entlastung eintritt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Figur (1) die Seitenansicht mit

Teilschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges;

Figur (2) die Seitenansicht eines

Feinvorschubgetriebes für ein Werkzeug gemäß Figur (1) und

Figur (3) die Seitenansicht eines weiteren

Feinvorschubgetriebes für das Werkzeug gemäß Figur (1};

Figur (4) die Seitenansicht eines anderen

erfindungsgemäßen Werkzeuges,-

Figur {5) eine Vergrößerung des oberen Teils des

Antriebes des Werkzeuges gemäß Figur

{4) im Schnitt und

Figur {6) eine dritte Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Werkzeuges in der Seitenansicht und schematisch dargestellt.

Das in Figur (1) dargestellte Werkzeug (1) hat einen geschnitten dargestellten Grundkörper {2} und einen daran anschließenden Werkzeughalter (3), der ein Oberwerkzeug (4) trägt. In einem Ausleger (5) ist ein komplementärer, als Unterwerkzeug dienender Bearbeitungsstempel (6) translatorisch, d. h. in der gewählten Darstellung vertikal beweglich geführt.

In dem Grundkörper (2) ist eine Grobvorschubeinrichtung (7) angeordnet, die im wesentlichen aus einem vertikal geführten Schlitten (8) und einer Spindel (9) mit relativ starker Gewindesteigung besteht. Statt der Spindel (9) sind auch andere Elemente, wie Keile, Kurvenscheiben etc. denkbar. Die Spindel (9) bewegt sich bei ihrer Verdrehung in Richtung ihrer Längsachse. Ihre obenseitige Spitze greift in eine passende Ausnehmung (10), wo sie sich über eine Druckfeder (11) an dem Schlitten (8) abstützt.

Im oberen Teil des Schlittens (8) ist eine Rolle (12) um eine horizontale Achse drehbar gelagert. Sie ist mit einem hier nicht näher dargestellten elektrischen Antrieb - es kommen auch mechanische Antriebe in Frage - verbunden und steht über das obere Ende des Schlittens (8) vor. Der Schlitten (8) ist mit dem Bearbeitungsstempel (6) über eine Blattfeder (14) verbunden, die bestrebt ist, beide Teile auf einem bestimmten Abstand zu halten.

Der Rolle (12) zugeordnet ist ein Feinvorschubgetriebe (15), zu der eine Kurvenscheibe (16) gehört, die über eine horizontale Achse (17) frei drehbar an dem Bearbeitungsstempel (6) gelagert

ist. An ihrer Stirnseite hat sie eine Kurvenbahn (18), deren Abstand zur Achse (17) sich nach oben hin stetig vergrößert. Am Ende der Kurvenbahn (18) befindet sich eine flache Binwölbung (19). Dort ist eine Zugfeder (20) angelenkt, die mit dem Ausleger (5) verbunden ist und bestrebt ist, die Kurvenscheibe (16) im Uhrzeigersinn zu verdrehen. Dabei begrenzt ein Anschlag (21) am Bearbeitungsstempel (6) die Bewegung der Kurvenscheibe (16) im Uhrzeigersinn.

In der gezeichneten Stellung befinden sich Grobvorschubeinrichtung (7), Feinvorschubgetriebe (15) und Bearbeitungsstempel (6) in der Anfangsstellung mit dem größten Abstand zwischen Oberwerkzeug (4) und Bearbeitungsstempel (6). Bs kann dann ein Werkstück (22) - hier ein Kabel mit einem aufzupressenden Kabelschuh - in den Raum zwischen Bearbeitungsstempel (6) und Oberwerkzeug (4) eingelegt werden. Anschließend wird die Spindel (9) in einer solchen Richtung verdreht, daß der Schlitten (8) und damit auch der Bearbeitungsstempel (6) in Richtung auf das Werkstück (22) mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit bewegt werden. Dabei kommt die Kurvenscheibe (16) schon nach einem kurzen Weg an einem Vorsprung (23) zur Anlage. Bei weiterem Vorschub sorgt dieser Vorsprung (23) dafür, daß die Kurvenscheibe (16) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, und zwar um so mehr, je mehr sich der Bearbeitungsstempel (6) dem Werkstück (22) annähert.

Bei Anlage des Bearbeitungsstempels (6) am Werkstück (22) kann die Spindel (9) noch um einen solchen- Betrag weitergedreht werden, bis ein Absatz (9a) am Schlitten (8) zur Anlage kommt und dort einen Kontakt anspricht, der den Antrieb für die Rolle (12) zuschaltet. Die Rolle (12) wird dann im Uhrzeigersinn verdreht, wodurch die Kurvenscheibe (16) auf Grund der Steigung der Kurvenbahn (18) dafür sorgt, daß der Bearbeitungsstempel (6) nach oben drückt und so das Werkstück (22) verformt wird. Dies geht nur noch über den verbliebenen Rest der Kurvenbahn

(18), dessen Erstreckung um so geringer ist, je kleiner der Querschnitt des Werkstückes (22) ist. Die Spindel (9) ist dabei so beschaffen, daß sie selbsthemmend wirkt, so daß sich die Rolle (12) gegen die Spindel (9) abstützen kann. In der Endstellung fährt die Rolle (12) in die Einwölbung (19), wodurch der Bearbeitungsstempel (6) eine Entlastung erfährt, also nur noch unter der Wirkung der Blattfeder (14) am Werkstück (23) anliegt. Die Grobvorschubeinrichtung (7) kann dann zurückgefahren und das Werkstück (22) entnommen werden. Die Kurvenscheibe (16) wird anschließend durch die Feder (20) in die Ausgangsstellung zurückgedreht. Nach weiterem Zurückfahren der Spindel (9) kann dann erneut ein Werkstück eingelegt werden.

Das in Figur (1) dargestellte Werkzeug (1) kann auch in der Weise abgewandelt sein, daß die Rolle (12) und die Kurvenscheibe (16) vertauscht sind, d.h. die Kurvenscheibe (16) am Schlitten (8) und die Rolle (12) am Bearbeitungsstempel (6) gelagert sind, wobei dann die Kurvenscheibe (16) angetrieben ist.

Die Figuren (2) und (3) zeigen eine Modifikation des Werkzeuges (1) gemäß Figur (1), wobei sich die Darstellung auf die Ausbildung des Feinvorschubgetriebes (24) beschränkt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur (2) besteht das Feinvorschubgetriebe (24) aus einer Rolle (25) und einer Kreissegmentscheibe (26). Die Rolle (25) ist das Pendant zu der Rolle (12) bei dem Werkzeug (1) gemäß Figur (1), während die Kreissegmentscheibe (26) in ihrer Funktion der Kurvenscheibe (16) entspricht.

Die Kreissegmentscheibe (26) hat stirnseitig eine Kreisbahn (27), mit der sie an der Rolle (25) anliegt, über einen Zapfen (28) ist sie drehbar und vertikal verschieblich in einer Kulisse (29) des hier nicht näher dargestellten Werkzeuges gelagert. Im Bereich des Zapfens (28) hat die

Kreissegmentscheibe (26) eine Kurvenbahn (30), an der ein Bearbeitungsstempel (31) anliegt. Im übrigen ist die Kreissegmentscheibe (26) durch eine Zugfeder (32) im Uhrzeigersinn vorgespannt. Im Bereich der Zugfeder (32) hat die Kreisbahn (27) eine Einwölbung (34).

Bei der Vertikalverschiebung der Rolle (25) mit Hilfe der hier nicht näher dargestellten Grobvorschubeinrichtung werden die Kreissegmentscheibe (26) und damit auch der Bearbeitungsstempel (31) nach oben gedrückt, bis sie zur Anlage am Werkstück kommen. Dabei kann auch hier ein dem Anschlag (21) entsprechender Anschlag vorgesehen sein, damit es schon bei dem Schnellvorschub zu einer Verdrehung der Kreissegmentscheibe (26) im Gegenuhrzeigersinn kommt. Bei Anlage am Werkstück wird der Antrieb der Rolle (25) eingeschaltet mit der Folge, daß die Kreissegmentscheibe (26) im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird. Dies wiederum bewirkt, daß die Steigung der Kurvenbahn (30) in dem Sinne wirksam wird, daß der Bearbeitungsstempel (31) jetzt jedoch mit wesentlich verringerter Geschwindigkeit weiter vertikal nach oben verschoben und damit das Werkstück verformt wird, bis die Rolle (25) in die Einwölbung (34) einfährt und die schon oben beschriebene Entlastung eintritt.

Figur (3) zeigt eine Modifikation von Figur (2), wobei hinsichtlich der gleich ausgebildeten Teile auf die Beschreibung gemäß Figur (2) Bezug genommen wird. Statt einer Kurvenbahn (30) ist in diesem Fall jedoch eine kreisförmige Exzenterbahn (33) vorgesehen, an der der Bearbeitungsstempel (31) anliegt. Durch Verdrehung der Kreissegmentscheibe (26) kann sogar über den Totpunkt der Exzenterbahn (33) gefahren werden, so daß für den Bearbeitungsstempel (38) eine Entlastung eintritt, was die Herausnahme des Werkstückes erleichtert. Die Kreissegmentscheibe (26) kann wieder zurückgedreht werden, wenn die Grabvorschubeinrichtung zurückgefahren worden ist.

Das in den Figuren (4) und (5) dargestellte Werkzeug (41) hat

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einen Grundkörper (42), der nach oben hin in einen Werkzeughalter (43) ausläuft, welcher ein Oberwerkzeug (44) trägt. In dem Grundkörper (42) ist ein Bearbeitungsstempel (45) verschieblich gelagert, und zwar in Richtung auf das Oberwerkzeug (44)· Mit ihm kann ein Werkstück (46) verformt werden, wenn er gegen das Oberwerkzeug (44) bewegt wird.

Im unteren Teil des Grundkörpers (42) ist eine Grobvorschubeinrichtung (47) angeordnet, die eine in einem Gewinde (48) gelagerte, selbsthemmende Spindel (49) aufweist. Diese faßt in einen Schlitten (50), welcher translatorisch und koaxial zu dem Bearbeitungsstempel (45) geführt ist.

Bearbeitungsstempel (45) und Schlitten (50) sind über ein Feinvorschubgetriebe (51) verbunden, welches aus einer an dem Bearbeitungsstempel (45) angelenkten Kurbelstange (52) und einem Kniehebel (53) besteht. Der Kniehebel (53) weist einen Kniehebelarm (54) auf, der gelenkig mit der Kurbelstange (52) verbunden ist. Der Kniehebel (52) ist an dem Schlitten (50) über eine horizontale Achse (55) gelagert und hat einen langgestreckten Kniehebelfortsatz (56). Dessen freies Ende wird über eine Zugfeder (57) gegen das untere Ende einer Kolbenstange (58) gedrückt, welche mit einem Kolben (59) verbunden ist, der wiederum in einem Hydraulikzylinder (60) vertikal beweglich geführt ist. Der Hydraulikzylinder (60) ist fest mit dem Werkzeughalter (43) verbunden.

Der Hydraulikzylinder (60) hat einen Hydraulikeingang (61), der mit einer Hydraulikölzufuhr beispielsweise in Form einer Handpumpe verbindbar ist. Ferner ist ein Hydraulikausgang (62) vorhanden, der einen Rücklauf des Hydrauliköls ermöglicht. Zu Beginn des Hydraulikausgangs (62) ist ein vertikal beweglicher Ventilteller (63) vorgesehen, der durch eine Druckfeder (64) beaufschlagt ist. Auf den Ventilteller (63) wirkt in der gezeigten Stellung ein Fortsatz (65) der Kolbenstange (58).

Beim Schnellvorschub mit Hilfe der Spindel (49) bleibt die Kolbenstange (58) in der gezeigten Stellung und bildet einen Anschlag für den Kniehebelfortsatz (56). Der Ventilteller (63) sperrt den Hydraulikausgang (62). Der Bearbeitungsstempel (45) wird in Richtung auf das Werkstück (46) bewegt, wobei der Kniehebel (53) auf Grund der Anlage an der Kolbenstange (58) im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wie dies gestrichelt dargestellt ist. Hierdurch verkürzt sich der Resthub des Feinvorschubgetriebes (51) bis zu seiner Endstellung um so mehr, je größer der durch den Schnellvorschub bewirkte Weg und damit je kleiner der Querschnitt des Werkstückes (46) ist. Vor der gestreckten Lage von Kniehebelarm (54) und Kurbelstange (52) erreicht der Bearbeitungsstempel (45) das Werkstück (46). Da mit der Grobvorschubeinrichtung (47) keine große Kraft ausgeübt werden kann_r wird der Schnellvorschub dann unterbrochen.

Mit einer hier nicht näher dargestellten Pumpe wird dann Hydrauliköl über den Hydraulikeingang (61) in den freien Raum oberhalb des Kolbens (59) eingeleitet. Hierdurch werden der Kolben (59) und damit auch die Kolbenstange (58) nach unten getrieben, wobei der entstehende Druck den Ventilteller (63) in der angehobenen Stellung hält, der Hydraulikausgang (62) also verschlossen bleibt. Der Kniehebel (53) wird hierdurch weiter im Uhrzeigersinn verdreht mit der Folge, daß der Bearbeitungsstempel (45) zwecks Umformung des Werkstückes (46) in Richtung des Oberwerkzeuges (44) bewegt wird. Diese Bewegung hält an, bis die Kurbelstange (52) und der Kniehebel (53) eine gestreckte Lage haben, also ihren oberen Totpunkt erreicht haben.

Nach überschreiten dieses oberen Totpunktes und damit einer leichten Rückwärtsbewegung des Bearbeitungsstempels (45) kommt es zu einer solchen Druckentlastung im Hydraulikzylinder (60), daß die Druckfeder (64) den Ventilteller (63) nach unten drückt und somit den Hydraulikausgang (62) öffnet. Nun kann der

Bearbeitungsstempel (45) mit Hilfe der Grobvorschubeinrichtung (47), also der Spindel (49), ein wenig zurückbewegt werden, um die Auffederung des Werkzeughalters (43) zu kompensieren. Die Zugfeder (57) sorgt anschließend für die Verschwenkung des Kniehebels (53) entgegen dem Uhrzeigersinn und damit für eine Anhebung von Kolbenstange (58) und Kolben (59). Dabei verläßt das in den Hydraulikzylinder (60) zuvor eingepumpte Hydrauliköl den Hydraulikzylinder (60) durch den Hydraulikausgang (62).

Statt des Hydraulikzylinders (60) kommen natürlich auch andere Antriebseinrichtungen in Frage, z.B. Kurvenscheiben, Exenter oder Spindeln. Dabei muß jedoch immer dafür gesorgt werden, daß nach Überschreiten des Todpunktes der Antrieb durch die Kraftentlastung in die Ausgangslage zurückkehren kann.

Figur (6) zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Werkzeuges (71) in sehr schematisch gehaltener Darstellung. Das Werkzeug (71) hat einen Grundkörper (72), von dem hier allerdings nur ein untenseitiges Gewinde (73) und obenseitig eine Schiebeführung (74) gezeichnet ist. In der Schiebeführung (74) ist ein Bearbeitungsstempel (75) vertikal beweglich geführt. Ihm gegenüber befindet sich ein Oberwerkzeug (76), der an einem Werkzeughalter (77) angebracht ist, welcher wiederum mit dem Grundkörper (72) gerätefest verbunden ist.

In dem Gewinde (73) ist eine Spindel (78) geführt, die in einen Schlitten (79) einfaßt. Der Schlitten (79) ist - was hier nicht näher dargestellt ist - in gleicher Weise axial verschieblich im Grundkörper (72) gelagert wie der Schlitten (8) im Ausführungsbeispiel gemäß Figur (1). Spindel (78) und Schlitten (79) bilden eine Grobvorschubeinrichtung (80).

Der Bearbeitungsstempel (75) und der Schlitten (79) sind über ein Feinvorschubgetriebe (81) mit zwei Kurbelstangen (82, 83) verbunden, wobei die Kurbelstangen (82, 83) über ein Gelenk (84) untereinander gekoppelt sind. Das Gelenk (84) stützt sich

an einem Schieber (85) ab, der im Grundkörper (72) quer zur Bewegungsrichtung des Bearbextungsstempels (75) bzw. der Spindel (78) verschieblich geführt ist. Der Schieber (85) hat gelenkseitig eine schräggestellte Anlagefläche (86), wobei die Schrägstellung so beschaffen ist, daß sie nach oben hin einen spitzen Winkel mit der Achse der Spindel (78) einschließt.

Der Schieber (85) liegt rückseitig an einer Kurvenscheibe (87) an, die in einem sich horizontal erstreckenden Langloch (88) drehbar gelagert ist. Mit der Kurvenscheibe (87) fest verbunden ist eine Antriebsscheibe (89), die stirnseitig über einen Teil des Umfangs mit Ratschenzacken (90) versehen ist. Die Lagerung von Kurvenscheibe (87) und Antriebsscheibe (89) in dem Langloch (88) geschieht über einen Drehzapfen (91), der über eine Blattfeder (92) derart federbeaufschlagt ist, daß die Kurvenscheibe (87) gegen den Schieber (85) gedrückt wird. Das Langloch (88) gehört ebenso wie die Einspannung (93) der Blattfeder (92) zum Grundkörper (72), ohne daß dies hier näher dargestellt ist.

Die Antriebsscheibe (89) wirkt mit einem Ratschenhebel (94) zusammen, der über eine Druckfeder (95) an einen gerätefesten Anschlag (96) zur Anlage gebracht wird. Der Ratschenhebel (94) ist gelenkig mit einem Handhebel (97) verbunden, welcher über ein gerätefestes Gelenk (98) mit dem Grundkörper (72) verbunden ist.

Oberhalb des Ratschenhebels (94) befindet sich eine Rücklaufsperre (99), welche mittels einer Druckfeder (100) an einem gerätefesten Anschlag (101) angedrückt und so in einer definierten Lage gehalten wird. Die Rücklaufsperre (99) ist mit dem Grundkörper (72) über ein Gelenk (102) verbunden.

Das Werkzeug (71) wird wie folgt betätigt. Zunächst befinden sich alle Teile in der gezeigten Stellung. Es wird dann die Grobvorschubeinrichtung (80) durch Verdrehen der Spindel (78)

betätigt, wodurch der Bearbeitungsstempel (75) schnell gegen das am Oberwerkzeug {76) anliegende Werkstück (103) gefahren wird. Dabei stützt sich das Gelenk (84) an der Anlagefläche (86) des Schiebers (85) ab und läuft die Schräge hoch. Dies hat zur Folge, daß der Winkel zwischen den beiden Kurbelstangen {82, 83) vergrößert wird, und zwar um so mehr, je größer der mit der Grobvorschubeinrichtung {80) zurückgelegte Weg und damit je kleiner der Querschnitt des Werkstückes (103) ist. Der Schieber (85) bleibt dabei in der gezeigten Stellung, d. h. bei dem Schnellvorschub ist der seitliche Druck auf den Schieber (85) geringer als die in umgekehrter Richtung auf den Drehzapfen (91) wirkende Blattfeder (92).

Bei Anlage des Bearbeitungsstempels (75) am Werkstück (103) erhöht sich jedoch die quer auf den Schieber (85) wirkende Kraftkomponente. Dies hat zur Folge, daß der Schieber (85) und damit die Kurvenscheibe (87) gegen die Wirkung der Blattfeder {92) in der gezeigten Darstellung nach rechts bewegt werden, wobei sich der Drehzapfen (91) innerhalb des Langloches (88) bewegt. Da hierbei die fest mit der Kurvenscheibe (87) verbundene Antriebsscheibe (89) mitbewegt wird, kommen deren Ratschenzacken (90) in Eingriff mit dem Ratschenhebel (94) und der Rücklaufsperre (99). Jezt kann mit Hilfe des Handhebels (97) durch dessen Verschwenkung entsprechend dem eingezeichneten Doppelpfeil die Antriebsscheibe (89) im Uhrzeigersinn Stück für Stück bewegt werden, wobei eine Rückbewegung der Antriebsscheibe (89) jeweils durch die Rücklaufsperre (99) verhindert wird. Dies hat eine entsprechende Verdrehung der Kurvenscheibe (87) zur Folge. Deren Kurvenbahn (104), mit der sie an der Rückseite des Schiebers (85) anliegt, ist so geformt, daß bei ihrer Verdrehung im Uhrzeigersinn der Schieber (85) in Richtung des Gelenks (84) bewegt wird. Dies wiederum bewirkt eine Streckung der Kurbelstangen (82, 83) und damit eine Verschiebung des Bearbeitungsstempels (75) in Richtung des Werkstückes (103), so daß letzteres verformt wird. Dabei behält die Spindel (78) auf

Grund ihrer selbsthemmenden Lagerung in dem Gewinde (73) ihre Stellung.

Die Verschiebung des Schiebers (85) kann bis über den oberen Totpunkt, also die gestreckte Lage betrieben werden. Bs tritt dann eine spontane Entlastung ein, so daß der Bearbeitungsstempel (75) mittels der Grobvorschubeinrichtung (80) zurückbewegt werden kann. Auf Grund der Entlastung wird die Blattfeder (92) den Drehzapfen (91) wieder in die gezeigte Stellung befördern, so daß die Antriebsscheibe (89) wieder aus dem Eingriff mit dem Ratschenhebel (94) und der Rücklaufsperre (99) kommt. Mittels einer hier nicht näher dargestellten Federanordnung kann dann eine Rückbewegung der Kurvenscheibe (87), des Schiebers (85) und der Kurbelstangen (82, 83) bewirkt werden, bis die gezeigte Ausgangsstellung wieder erreicht ist.

Claims (23)

r» Ansprüche: Dipl.-Ing. Helmut Dischler, Droste-Hülshoff-Str. 8 41464 Neuss Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken

1. Werkzeug zur Bearbeitung, insbesondere Verpressen von Werkstücken (22, 46, 103), mit einem beweglichen Bearbeitungsstempel (6, 31, 45, 75) und einer Vorschubeinrichtung für dessen Vorschubbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung eine Grobvorschubeinrichtung (7, 47, 80) für den Schnellvorschub des Bearbeitungsstempels (6, 31_r 45, 75) bis zur Anlage am Werkstück (22, 46, 103) sowie ein Feinvorschubgetriebe (15, 24, 51, 81) für den weiteren Vorschub des Bearbeitungsstempels (6, 31, 45, 75) zwecks Bearbeitung des Werkstückes (22, 46, 103) aufweist, wobei das Feinvorschubgetriebe (15, 24, 51, 81) definierte Anfangsund Bndstellungen hat und derart mit der Grobvorschubeinrichtung (7, 47, 80) gekoppelt ist, daß das Feinvorschubgetriebe (15, 24, 51, 81) bei Betätigung der Grobvorschubeinrichtung (7, 47, 80) in Richtung ihrer Endstellung verstellt wird.

2. Werkzeug nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feinvorschubgetriebe (15, 24, 51, 81) zwischen Grobvorschubeinrichtung (7, 47, 80) und Bearbeitungsstempel (6, 31, 45, 75) angeordnet ist, so daß der Abstand zwischen beiden mittels des Feinvorschubgetriebes (15, 24, 51, 81) veränderbar ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feinvorschubgetriebe (15,

• ·

24, 51, 81) eine im Bereich der Endstellung wirksam werdende, eine Rückbewegung des Bearbeitungsstempels (6, 31, 45, 75} erlaubende Freigabeeinrichtung (19) aufweist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grobvorschubeinrichtung (7) und der Bearbeitungsstempel (6) parallel zum Feinvorschubgetriebe (15) über ein nachgiebiges Verbindungselement (14) gekoppelt sind, wobei das Verbindungselement (14) Grobvorschubeinrichtung (7) und Bearbeitungsstempel (6) beim Schnellvorschub auf einen solchen Abstand hält, daß das Feinvorschubgetriebe (15) außer Eingriff ist, und wobei das Verbindungselement (14) eine solche Nachgiebigkeit hat, daß das Feinvorschubgetriebe (15) bei oder nach Anlage des Bearbeitungsstempels (6) am Werkstück (22) in Eingriff kommt.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feinvorschubgetriebe (15) einen Antrieb aufweist und daß ein Schalter oder eine Kupplung vorgesehen ist, der bzw. die bei Eingriff des Feinvorschubgetriebes (15) angesteuert wird.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feinvorschubgetriebe (15, 24) als Kurvenbahngetriebe ausgebildet ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenbahngetriebe (15, 24) ein drehbar gelagertes Kurvenbahnelement (16, 26) mit einer Kurvenbahn (18, 30,. 33) aufweist, die eine solche Steigung hat, daß bei Verdrehung des Kurvenbahnelements (16, 26) ein Feinvorschub des Bearbeitungsstempels (6, 34) bewirkt wird.

8. Werkzeug nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenbahnelement (15) als

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Kurvenscheibe (16) mit stirnseitiger Kurvenbahn (18) ausgebildet ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (18) am Ende ihrer Steigung eine Einbuchtung (19) aufweist.

10. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (23) für das Kurvenbahnelement (16) vorgesehen ist, der derart angeordnet ist, daß das Kurvenbahnelement (16) beim Schnellvorschub gegen den Anschlag (23) fährt und hierdurch in Drehbewegung in Richtung auf seine Endstellung versetzt wird.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenbahnelement (16, 26) aus der Anfangs- in die Endstellung gegen die Wirkung einer Feder (20, 32) verdrehbar ist.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenbahnelement (16, 26) eine Antriebsrollenbahn (18, 27) aufweist, an der eine Antriebsrolle (12, 25) zumindest in Eingriffsstellung des Feinvorschubgetriebes (7, 24) anliegt.

13. Werkzeug nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrollenbahn gleichzeitig die Kurvenbahn (18) bildet.

14. Werkzeug nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenbahnelement (16) an dem Bearbeitungsstempel (6) und die Antriebsrolle (12) an der Grobvorschubeinrichtung (7) gelagert sind.

15. Werkzeug nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsrolle (25) und

Kurvenbahnelement (26) mit der Grobvorschubeinrichtung verbunden sind und das Kurvenbahnelement (26) eine gesonderte Kurvenbahn (30, 33) für die Anlage am Bearbeitungsstempel (31) aufweist.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Feinvorschubgetriebe (51, 81) ein Grobvorschubeinrichtung (47, 80) und Bearbeitungsstempel (45, 75) verbindendes Hebelgetriebe (52, 53, 82, 83) aufweist.

17. Werkzeug nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelgetriebe zwei Gelenkarme {52, 54, 82, 83) aufweist, deren Winkelstellung zueinander veränderbar ist.

18. Werkzeug nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkarm (54) einen Gelenkfortsatz (56) aufweist, der derart an einem Anschlag (58) anliegt, daß sich die Winkelstellung der Gelenkarme (52, 54) beim Schnellvorschub in Richtung auf ihre Endstellung verändert.

19. Werkzeug nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung (84) zwischen den Gelenkarmen (82, 83) eine derartige Führung (86) aufweist, daß sich die Winkelstellung der Gelenkarme (82, 83) beim Schnellvorschub in Richtung auf ihre Bndstellung verändert.

20. Werkzeug nach Anspruch 18 oder 19,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (58) bzw. die Führung (86) über eine Antriebseinrichtung {58-64, 87-102) im Sinne einer Winkelveränderung bewegbar sind.

21. Werkzeug nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (87-102) eine drehbare, eine Steigung aufweisende Kurvenscheibe (87)aufweist.

22. Werkzeug nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe am Ende ihrer Steigung eine Einbuchtung aufweist.

23. Werkzeug nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Gelenkarme über ihre gestreckte Stellung hinaus veränderbar ist.