EP1638711B1 - Prägemaschine und verfahren zum prägen von werkstücken - Google Patents

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EP1638711B1
EP1638711B1 EP03729769A EP03729769A EP1638711B1 EP 1638711 B1 EP1638711 B1 EP 1638711B1 EP 03729769 A EP03729769 A EP 03729769A EP 03729769 A EP03729769 A EP 03729769A EP 1638711 B1 EP1638711 B1 EP 1638711B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
embossing
workpiece holder
relation
axis
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03729769A
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English (en)
French (fr)
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EP1638711A1 (de
Inventor
Peter Geser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ernst Grob AG
Original Assignee
Ernst Grob AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ernst Grob AG filed Critical Ernst Grob AG
Publication of EP1638711A1 publication Critical patent/EP1638711A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1638711B1 publication Critical patent/EP1638711B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/02—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0004—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins characterised by the movement of the embossing tool(s), or the movement of the work, during the embossing operation
    • B44B5/0019—Rectilinearly moving embossing tools
    • B44B5/0028—Rectilinearly moving embossing tools cooperating with rotating workpieces

Definitions

  • the present invention relates to an embossing machine according to the preamble of claim 1, a method for embossing workpieces according to the preamble of claim 7 and the use of such embossing machine.
  • Embossing machines have long been known in various designs.
  • the main tool of these machines is a punch, which is brought against the usually resting on a die or against it adjacent workpiece by applying pressure to a defined depth in abutment.
  • the embossing achieves a plastic deformation of the material on the frosted area of the workpiece.
  • a recess is created on the side of the punch and, if necessary, a bulge is created on the side of the die.
  • the forces applied for this purpose are conventionally transmitted either mechanically via an eccentric shaft or hydraulically directly to the punch.
  • the conventional mechanical machines usually have very large dimensions, since the force must be built and transmitted directly at the location of the stamp, and are therefore suitable for the processing of large items.
  • the hydraulic machines can, since the pressure build-up separated from Stamp is made, also be smaller and are also suitable for the machining of smaller parts.
  • This machine is particularly well suited for relatively small hollow cylindrical workpieces, in which the punches resp. Embossments along a single, defined radius must be rotationally symmetrical.
  • the object of the present invention was to find an embossing machine, which allows accurate, fast embossing in particular of rotationally symmetrical workpieces, wherein the embossments at different radial positions with mutually different wall inclinations resp. Curvatures must be performed.
  • the workpiece holder is movable on the one hand in a plane relative to the machine frame, and on the other hand is pivotable about an axis perpendicular to this plane, the workpiece can be quickly and easily brought into the appropriate processing position.
  • the machining of the imprints to be applied generally along the circumference of the workpiece at defined intervals can preferably be accomplished simply by arranging the retaining mandrel of the workpiece rotatably in the workpiece holder.
  • this rotary drive which is advantageously provided with a control for exact positioning, housed directly in the workpiece holder.
  • a counter-holder is preferably mounted in the workpiece holder, which is designed to be rotatable. This ensures a reliable and rotationally fixed fixation of the workpiece in the workpiece holder. At the same time, however, the workpiece can also be easily applied to the workpiece holder resp. remove from this again.
  • a sensor is preferably used.
  • This sensor preferably an optical sensor, is advantageously arranged directly on the workpiece holder and detects the position of the embossments already carried out. Based on this information, it is possible by means of a correspondingly established control, which controls the rotation of the retaining mandrel, simple and precise, to pivot the workpiece into the correct position for the following stamping operation.
  • Such workpieces are, for example, converter plates for use in automatic transmissions, such as those used in large numbers in vehicles.
  • converter plates for use in automatic transmissions, such as those used in large numbers in vehicles.
  • these are relatively small workpieces, in which the embossments must be carried out with high precision, since these serve to receive the guide vanes.
  • the embossing machine according to the invention has a feed resp. Removal device for the workpieces, which automatically feeds the workpieces to the workpiece holder resp. this removed after processing.
  • a processing station essentially has the punch and associated die and in each case an associated workpiece holder on.
  • the transport from one processing station to the next can be done for example by the feeding and removal device.
  • FIG. 1 schematically shows the longitudinal section through an embossing machine according to the invention.
  • the workpiece 1 to be machined is held in a workpiece holder 15, which is connected to the machine frame 16.
  • the workpiece 1 is held rotatable about its axis of symmetry w.
  • the eccentric shaft 4 is driven.
  • the eccentric shaft 4 is arranged coaxially with the control disk 5.
  • the control disk 5 has on its underside a control track in the form of a circumferential groove 6.
  • the groove 6 may be formed, for example, as eccentric to the axis of rotation of the eccentric shaft formed, circumferential groove. In this groove 6 engages a pin 7, which is connected to the feed carriage 2.
  • the delivery of the feed carriage 2, for example, via a threaded spindle 18 of a mechanical or electric drive 19 which is connected to the machine frame 16th is firmly connected to be set in the direction of the axis h to the workpiece 1.
  • This setting is preferably NC controlled.
  • the eccentric shaft 4 is mounted in the die frame 8, which is guided in parallel in the direction of the machining axis h slidably in the machine frame 16.
  • the die frame 8 is now according to the formation of the groove 6 of the control disk 5 periodically moved in his leadership back and forth, bringing the arranged at the end of Matrizenrahmens 8 die 9 against the corresponding outer side of the workpiece 1 comes into abutment. is lifted from it. According to the formation of the groove 6, this movement takes place with a larger or smaller path, in each case once per revolution.
  • a connecting rod 10 is arranged, which is connected for example via a connecting pin 11 with the punch arm 12.
  • This punch arm 12 is likewise arranged displaceably in the die frame 8 in the radial direction with respect to the workpiece axis w.
  • control disk 5 and eccentric pin 17 Due to the illustrated arrangement of the eccentric shaft 4, control disk 5 and eccentric pin 17, a coupled, positively driven movement of both the die 9 and the punch 13 is effected, wherein the relative movement of the punch 13 with respect to the workpiece 1 depending on the design and arrangement of the groove. 6 the control disk 5 in relation to the stroke of the eccentric pin 17 may be very small.
  • the workpiece holder 15 is now according to the invention designed such that therein the workpiece 1 is held rotatable about both the axis of symmetry w, but can also perform a vertical movement along the axis v and in addition a pivoting movement about the axis s, which is perpendicular to the axis h and v , can perform.
  • punch 13 and die 9 can be moved along the axis h resp. be positioned.
  • the intended embossing can be carried out by defined defined rotational movements about the axis w with high precision along the circumference of the workpiece 1.
  • dish-shaped at the edge of a concave or convex surface having workpieces 1 can be processed by this machine very precise and fast.
  • the starting position of the workpiece 1 can be easily determined and adjusted. This means that non-contiguous imprints in a defined position can be created quickly with high precision. This is required, for example, for components of automatic transmissions, such as Transducer plates, in which subsequently guide vanes must be used in these embossings. Very high demands are made on the precision of the embossing itself as well as their positioning on the workpiece 1.
  • a device in which several, for example two or three such embossing stations are arranged and operated parallel to one another and the workpieces 1 are completely finished Processing on one of these stations the next station to be supplied.
  • the workpieces 1 can be processed practically parallel and a very high production rate can be achieved.
  • FIG. 2 shows, in a smaller detail, the processing area of the embossing machine according to the invention in more detail.
  • the workpiece 1 is already brought by the process and pivoting of the workpiece holder 15 in the desired processing position.
  • the point to be machined of the workpiece 1 is exactly in the processing axis h of the embossing machine, ie between the punch 13 and the die 9.
  • the interaction of the movements of the punch 13 and die 9 in a known manner the embossing process can now be triggered, the position of the workpiece 1 remains unchanged.
  • several embossments along the circumference of the workpiece 1 at regular, defined intervals must be attached, this can be easily by rotating the workpiece 1 to the workpiece axis resp.
  • a counter-holder 21 is provided, which reliably and the workpiece 1 against unintentional rotation pressed against the retaining mandrel 20.
  • the counter-holder 21 is advantageously arranged axially movable on the workpiece holder 15 in order to release the workpiece 1 again.
  • the insertion of the workpiece 1 in this processing position au ground the starting position of the workpiece 1 'shown in dashed lines can be seen.
  • the workpiece 1 is compared to the machining axis h in a vertical position, and can be introduced from top to bottom between the punch 13 'and die (not shown here).
  • the workpiece 1 can be brought by combined lowering and pivoting in the position shown in Figure 2, i. the position of the axis of rotation s' shifts to position s.
  • punch 13 and die 9 are moved together to their original position. Through these common, coordinated movements virtually every position of the workpiece can be brought into a processing position between the punch 13 and die 9.
  • FIG. 3 also shows the charging or charging situation.
  • the workpiece holder 15 is pivoted such that the workpiece 1 comes to lie upwards. From a feed device 22, the workpiece 1 is lowered down until it reaches the holding mandrel 20 in support. Subsequently, the counter-holder 21 can be positioned over the workpiece 1 and press this from above against the retaining mandrel. Now the workpiece holder 15 can be moved according to the previous description, ie be moved and swiveled, the workpiece 1 is held reliably.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prägemaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Prägung von Werkstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 sowie die Verwendung einer derartigen Prägemaschine.
  • Prägemaschinen sind in verschiedensten Ausführungen seit langem bekannt. Das Hauptwerkzeug dieser Maschinen ist ein Stempel, welcher gegen das in der Regel auf einer Matrize aufliegende oder dagegen anliegende Werkstück unter Aufwendung von Druck bis zu einer definierten Tiefe in Anschlag gebracht wird. Durch die Prägung wird eine plastische Verformung des Materials am bereffenden Bereich des Werkstücks erzielt. In der Regel wird auf der Seite des Stempels eine Einbuchtung und auf der Seite der Matrize ggf. eine Ausbuchtung geschaffen.
  • Als Werkstücke werden mit derartigen Maschinen vornehmlich Metalle bearbeitet, was bedingt, dass die mit dem Stempel aufzubringenden Kräfte sehr gross sein müssen, um plastische Verformung des Materials zu erreichen.
  • Die hierfür aufzubringenden Kräfte werden herkömmlicherweise entweder mechanisch über eine Exzenterwelle oder hydraulisch direkt auf den Stempel übertragen. Die herkömmlichen mechanischen Maschinen weisen in der Regel sehr grosse Abmessungen auf, da die Kraft unmittelbar am Ort des Stempels aufgebaut und übertragen werden muss, und eignen sich daher für die Bearbeitung von grossen Einzelteilen. Die hydraulischen Maschinen können, da der Druckaufbau getrennt vom Stempel erfolgt, auch kleiner aufgebaut sein und eignen sich auch für die Bearbeitung von kleineren Teilen.
  • Aus der EP 1 074 320 ist eine mechanische Stanz- und Prägemaschine bekannt, bei welcher durch eine Zwangskoppelung der Bewegung von Matrize und Stempel mit sehr kleinen Relativbewegungen zwischen Stempel resp. Matrize und Werkstück eine Stanz- oder Prägewirkung erzielt wird.
  • Diese Maschine eignet sich insbesondere gut für relativ kleine hohlzylindrische Werkstücke, bei welchem die Stanzungen resp. Prägungen entlang eines einzigen, definierten Radius rotationssymmetrisch ausgeführt werden müssen.
  • Wenn nun aber bei rotationssymmetrischen, tellerförmigen Werkstücken, insbesondere mit konkaven oder konvexen Oberflächen, die Prägungen an unterschiedlichen Positionen am Werkstück ausgeführt werden müssen, so weist die Maschine durch ihre feste, nur um eine Achse rotierbare Werkstückaufnahme Nachteile auf. So muss das Werkstück mehrfach nacheinander in mehrere solche Maschinen für die unterschiedlichen Stanz- resp. Prägepositionen jeweils separat eingerichtet und eingesetzt werden. Dies bedeutet einen nachteilig grossen Aufwand und hohe Produktionszeiten.
  • Der Einsatz von hydraulischen Maschinen ist aufgrund der damit verbundenen hohen Fertigungstoleranzen für derartige Werkstücke ebenfalls nicht geeignet. Die für die Erreichung einer präzisen Prägetiefe notwendige Prägehaltezeit ist von versch. Parametern abhängig, deren präzise Einhaltung nicht gewährleistet werden kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag darin, eine Prägemaschine zu finden, welche eine genaue, schnelle Prägung insbesondere von rotationssymmetrischen Werkstücken erlaubt, wobei die Prägungen an unterschiedlichen radialen Positionen mit voneinander verschiedenen Wandneigungen resp. Krümmungen ausgeführt werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Maschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weitere, bevorzugte Ausführungsformen der Maschine ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.
  • Dadurch, dass der Werkstückhalter einerseits in einer Ebene gegenüber dem Maschinengestell bewegbar ist, und andererseits auch um eine Achse senkrecht zu dieser Ebene verschwenkbar ist, kann das Werkstück schnell und einfach in die entsprechende Bearbeitungsposition gebracht werden. Die Bearbeitung der in der Regel entlang des Umfanges des Werkstückes in definierten Abständen anzubringenden Prägungen kann vorzugsweise einfach dadurch bewerkstelligt werden, dass der Haltedorn des Werkstückes im Werkstückhalter rotierbar angeordnet ist.
  • Vorzugsweise wird dieser Rotationsantrieb, der vorteilhaft mit einer Steuerung zur exakten Positionierung versehen ist, direkt im Werkstückhalter untergebracht. Neben dem Haltedorn ist im Werkstückhalter vorzugsweise ein Gegenhalter angebracht, welcher rotierbar ausgebildet ist. Damit ist eine zuverlässige und drehfeste Fixierung des Werkstückes im Werkstückhalter gewährleistet. Gleichzeitig lässt sich das Werkstück aber auch einfach auf den Werkstückhalter aufbringen resp. von diesem wieder entfernen.
  • Um insbesondere voneinander in Bezug auf die Umfanglinie am Werkstück beabstandete Prägungen vorzunehmen, wird vorzugsweise ein Sensor eingesetzt. Dieser Sensor, vorzugsweise ein optischer Sensor, ist vorteilhaft direkt an der Werkstückhalterung angeordnete und erfasst die Position der bereits ausgeführten Prägungen. Aufgrund dieser Information ist es mittels einer entsprechend eingerichteten Steuerung, welche die Verdrehung des Haltedornes steuert, einfach und präzise möglich, das Werkstück in die für den folgenden Prägevorgang korrekte Stellung zu verschwenken.
  • Damit können einfach, schnell und insbesondere präzise Prägungen insbesondere an tellerförmigen Werkstücken ausgeführt werden. Derartige Werkstücke sind beispielsweise Wandlerteller für den Einsatz in automatischen Getrieben, wie sie in Fahrzeugen in grossen Stückzahlen zum Einsatz gelangen. Einerseits handelt es sich dabei um verhältnismässig kleine Werkstücke, bei welchen die Prägungen mit hoher Präzision ausgeführt werden müssen, da diese zur Aufnahme der Leitschaufeln dienen.
  • Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe Prägemaschine eine Zuführ- resp. Entnahmevorrichtung für die Werkstücke auf, welche die Werkstücke dem Werkstückhalter automatisch zuführt resp. diese nach erfolgter Bearbeitung wieder entfernt.
  • Um am selben Werkstück unterschiedliche Prägungen möglichst rationell und schnell ausführen zu können, wird weiter vorzugsweise vorgeschlagen, dass mehrere Bearbeitungsstationen parallel zueinander angeordnet werden. Eine Bearbeitungsstation weist im Wesentlichen den Stempel und zugehörige Matrize sowie jeweils einen zugehörigen Werkstückhalter auf. Der Transport von einer Bearbeitungsstation zur nächsten kann beispielsweise durch die Zuführ- und Entnahmevorrichtung erfolgen. Damit ist es vorteilhaft möglich hohe Produktionsraten auch bei Werkstücken mit mehren, unterschiedlichen Prägeformen zu erreichen, welche mit unterschiedlichen Stempeln und Matrizen erzeugt werden müssen.
  • Die Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren entsprechend der Merkmale von Anspruch 7 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 8 und 9.
  • Durch das bevorzugte Erfassen der bereits vorhandenen Prägungen können weitere Prägungen mit unterschiedlichen Stempeln oder an einer anderen Umfanglinie mit hoher Präzision und schnell ausgeführt werden.
  • Die Kombination der sehr präzisen und effizienten mechanischen Prägeeinrichtung zusammen mit einer flexiblen und präzise gesteuerten Werkstückhalterung führt zu den erwünschten hohen Produktionsraten bei hoher Genauigkeit.
  • Erfindungsgemäss wird eine derartige Maschine entsprechend Anspruch 10 verwendet.
  • Durch die erfindungsgemässe Anordnung resp. Verschiebe- und Verschwenkbarkeit des Werkstückhalters können Prägungen exakt und mit hoher Geschwindigkeit und Präzision an den dafür vorgesehenen Positionen am jeweiligen Werkstück ausgeführt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 den schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Maschine mit einem tellerförmigen Werkstück, welches mit dem Stempel von der Innenseite her bearbeitet wird;
    • Fig. 2 den schematischen Längsschnitt im Bereich von Stempel und Matrize mit eingeführtem Werkstück; und
    • Fig. 3 den schematischen Längsschnitt im Bereich des Werkstückhalters bei der Beschickung mit dem Werkstück.
  • In Figur 1 ist schematisch der Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Prägemaschine dargestellt. Das zu bearbeitende Werkstück 1 ist in einem Werkstückhalter 15 gehalten, welcher mit dem Maschinengestell 16 verbunden ist. Dabei ist das Werkstück 1 um seine Symmetrieachse w rotierbar gehalten.
  • Über eine Antriebswelle 3, beispielsweise als Kardanwelle ausgeführt, wird die Exzenterwelle 4 angetrieben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Exzenterwelle 4 koaxial mit der Steuerscheibe 5 angeordnet.
  • Die Steuerscheibe 5 weist an ihrer Unterseite eine Steuerbahn in Form einer umlaufenden Nut 6 auf. Die Nut 6 kann beispielsweise als exzentrisch zur Drehachse der Exzenterwelle ausgebildete, umlaufende Nut ausgebildet sein. In diese Nut 6 greift ein Zapfen 7 ein, welcher mit dem Zustellschlitten 2 verbunden ist.
  • Die Zustellung des Zustellschlittens 2 kann beispielsweise über eine Gewindespindel 18 von einem mechanischen oder elektrischen Antrieb 19, der mit dem Maschinengestell 16 fest verbunden ist, in Richtung der Achse h zum Werkstück 1 eingestellt werden. Diese Einstellung erfolgt vorzugsweise NC gesteuert.
  • Die Exzenterwelle 4 ist im Matrizenrahmen 8 gelagert, welcher parallel in Richtung der Bearbeitungsachse h verschiebbar im Maschinengestell 16 geführt ist. Beim Antrieb der Antriebswelle 3 wird nun der Matrizenrahmen 8 entsprechend der Ausbildung der Nut 6 der Steuerscheibe 5 periodisch in seiner Führung hin und her bewegt, womit die am Ende des Matrizenrahmens 8 angeordnete Matrize 9 gegen die entsprechende Aussenseite des Werkstückes 1 in Anschlag gelangt resp. davon abgehoben wird. Entsprechend der Ausbildung der Nut 6 erfolgt diese Bewegung mit einem grösseren oder kleineren Weg, jeweils einmal pro Umdrehung.
  • Am Exzenterzapfen 17 der Exzenterwelle 4 ist eine Pleuelstange 10 angeordnet, welche beispielsweise über einen Verbindungszapfen 11 mit dem Stempelarm 12 verbunden ist. Dieser Stempelarm 12 ist ebenfalls in radialer Richtung in Bezug auf die Werkstückachse w verschiebbar im Matrizenrahmen 8 angeordnet. Bei der Umdrehung der Exzenterwelle 4 wird damit auch der Stempelarm 12 bei jeder Umdrehung einmal hin- und herbewegt und damit auch der am Ende des Stempelarmes angeordnete Stempel 13.
  • Durch die dargestellte Anordnung der Exzenterwelle 4, Steuerscheibe 5 und Exzenterzapfen 17 wird eine gekoppelte, zwangsgeführte Bewegung sowohl der Matrize 9 wie auch des Stempels 13 bewirkt, wobei die Relativbewegung des Stempels 13 in Bezug auf das Werkstück 1 je nach Ausführung und Anordnung der Nut 6 der Steuerscheibe 5 im Verhältnis zum Hub des Exzenterzapfens 17 sehr klein ausfallen kann.
  • Der Werkstückhalter 15 ist nun erfindungsgemäss derart ausgebildet, dass darin das Werkstück 1 sowohl um die Symmetrieachse w rotierbar gehalten ist, aber auch eine Vertikalbewegung entlang der Achse v ausführen kann und zusätzlich eine Schwenkbewegung um die Achse s, welche senkrecht zur Achse h und v steht, ausführen kann. Weiter können Stempel 13 und Matrize 9 entlang der Achse h verschoben resp. positioniert werden. Damit ist es möglich, dass Werkstück 1 an die vorgesehene Position zur Anbringung einer Prägung zwischen Stempel 13 und Matrize 9 zu positionieren. Diese Bewegungen erfolgen vorteilhaft NC gesteuert. Anschliessend können durch jeweils definiert ausgeführte Drehbewegungen um die Achse w mit hoher Präzision entlang des Umfangs des Werkstückes 1 die vorgesehenen Prägung ausgeführt werden.
  • Insbesondere tellerförmige, am Rand eine konkave oder konvexe Oberfläche aufweisende Werkstücke 1 können durch diese Maschine besonders präzise und schnell bearbeitet werden.
  • Wenn weitere Prägungen mit demselben Prägwerkzeug 13 entlang einer weiteren Umfanglinie am Werkstück 1 ausgeführt werden müssen, kann dies durch entsprechende Neupositionierung des Werkstückhalters 15 und damit des Werkstückes 1 in Bezug auf Stempel 13 resp. Matrize 9 sehr einfach und schnell erfolgen.
  • Durch Detektion der bereits ausgeführten Prägungen, beispielsweise mittels eines optischen Sensors, kann die Startlage des Werkstückes 1 leicht ermittelt und eingestellt werden. Damit können mit hoher Präzision auch nicht zusammenhängende Prägungen in definierter Lage schnell erstellt werden. Dies ist beispielsweise erforderlich für Komponenten von automatischen Getrieben, wie beispielsweise Wandlerteller, bei denen in diese Prägungen anschliessend Leitschaufeln eingesetzt werden müssen. Dabei werden sehr hohe Anforderungen an die Präzision der Prägung an sich wie auch deren Positionierung am Werkstück 1 gestellt.
  • Wenn am selben Werkstück 1 mehrere Prägungen mit unterschiedlicher Ausgestaltung, d.h mit unterschiedlichen Stempelformen, ausgeführt werden müssen, so wird eine Vorrichtung bereitgestellt, bei welcher mehrere, beispielsweise zwei oder drei solcher Prägestationen parallel zueinander angeordnet und betrieben werden, und die Werkstücke 1 nach einer vollständigen Bearbeitung auf einer dieser Stationen der nächsten Station zugeführt werden. Damit können die Werkstücke 1 praktisch parallel bearbeitet werden und eine sehr hohe Produktionsrate erzielt werden.
  • Figur 2 zeigt in einem kleineren Ausschnitt detaillierter den Bearbeitungsbereich der erfindungsgemässen Prägemaschine. In der dargestellten Position ist das Werkstück 1 bereits durch Verfahren und Verschwenken des Werkstückhalters 15 in die gewünschte Bearbeitungsposition gebracht. Die zu bearbeitende Stelle des Werkstückes 1 liegt genau in der Bearbeitungsachse h der Prägemaschine, d.h. zwischen dem Stempel 13 und der Matrize 9. Durch das Zusammenwirken der Bewegungen von Stempel 13 und Matrize 9 in bekannter Weise kann nun der Prägevorgang ausgelöst werden, wobei die Position des Werkstückes 1 unverändert bleibt. Da in der Regel mehrere Prägungen entlang des Umfangkreises des Werkstückes 1 in regelmässigen, definierten Abständen angebracht werden müssen, kann dies einfach durch Rotieren des Werkstückes 1 um die Werkstückachse resp. Haltedornachse w erfolgen. Damit das Werkstück 1 in dieser Lage nicht vom Haltedorn 20 abfällt, ist ein Gegenhalter 21 vorgesehen, welcher das Werkstück 1 zuverlässig und gegen ungewollte Verdrehung gesichert an den Haltedorn 20 anpresst. Der Gegenhalter 21 ist vorteilhaft axial bewegbar am Werkstückhalter 15 angeordnet, um das Werkstück 1 auch wieder freizugeben.
  • Weiter ist aus Figur 2 das Einführen des Werkstückes 1 in diese Bearbeitungsposition augrund der gestrichelt dargestellten Ausgangsposition des Werkstückes 1' ersichtlich. In dieser Position befindet sich das Werkstück 1 im Vergleich zur Bearbeitungsachse h in einer vertikalen Lage, und kann von oben nach unten zwischen Stempel 13' und Matrize (hier nicht dargestellt) eingeführt werden. Anschliessend kann das Werkstück 1 durch kombiniertes Absenken und Verschwenken in die in Figur 2 gezeigte Position gebracht werden, d.h. die Lage der Drehachse s' verschiebt sich zur Position s. Gleichzeitig werden auch Stempel 13 und Matrize 9 gemeinsam in ihre Ausgangsposition bewegt. Durch diese gemeinsamen, aufeinander abgestimmten Bewegungen kann praktisch jede Position des Werkstückes in eine Bearbeitungsposition zwischen Stempel 13 und Matrize 9 gebracht werden.
  • In Figur 3 ist schliesslich noch die Beschickungs- oder Ladesituation dargestellt. Der Werkstückhalter 15 ist derart verschwenkt, dass das Werkstück 1 nach oben gerichtet zu liegen kommt. Von einer Zuführeinrichtung 22 wird das Werkstück 1 nach unten abgesenkt, bis es auf den Haltedorn 20 in Auflage gelangt. Anschliessend kann der Gegenhalter 21 über das Werkstück 1 positioniert werden und dieses von oben gegen den Haltedorn anpressen. Nun kann der Werkstückhalter 15 entsprechend der vorangegangenen Beschreibung bewegt, d.h. verschoben und verschwenkt werden, wobei das Werkstück 1 zuverlässig gehalten ist.
  • Das Entfernen des bearbeiteten Werkstückes 1 kann nun einfach in gleicher Weise in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.

Claims (10)

  1. Prägemaschine mit Maschinengestell (16), Stempel (13), Matrize (9) und einem Werkstückhalter (15) zur Aufnahme eines Werkstückes (1), wobei die Matrize (9) in einem parallel zur Bearbeitungsachse (h) verschiebbar geführten Matrizenrahmen (8), welcher über eine Steuerscheibe (5) in Bezug auf den Werkstückhalter (15) verschiebbar im Maschinengestell (16) geführt ist, gehalten ist und der an einem im Matrizenrahmen (8) verschiebbar geführten Stempelarm (12) angeordnete Stempel (13) mit einer Exzenterwelle (4), welche im Matrizenrahmen (8) der Matrize (9) drehbar gelagert ist, verbunden ist, und wobei weiter die Exzenterwelle (4) und die Steuerscheibe (5) direkt miteinander gekoppelt und mit einer Antriebswelle (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) gegenüber dem Matrizenrahmen (8) in einer Führungsachse (v) senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) und senkrecht zur Bewegungsebene des Matrizenrahmens (8) bewegbar angeordnet ist und um eine weitere senkrecht zur Führungsachse (v) und senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) stehende Drehachse (s) verschwenkbar angeordnet ist.
  2. Prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) einen Haltedorn (20) und einen verschiebbaren Gegenhalter (21) für das Werkstück (1) aufweist, wobei der Haltedorn (20) senkrecht zur Drehachse (s) ausgerichtet ist.
  3. Prägemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn (20) im Werkstückhalter (15) über eine Antriebseinrichtung drehbar angeordnet ist, vorzugsweise um seine Positionierachse (w).
  4. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (15) mindestens einen Sensor zur Erfassung von Vertiefungen oder Markierungen im Werkstück (1) aufweist, vorzugsweise einen optischen Sensor.
  5. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Zuführeinrichtung aufweist, über welche Werkstücke (1) auf den Werkstückhalter (15) aufbringbar sind resp. von diesem wieder entfernbar sind.
  6. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Maschinengestell (16) mehrere Stempel (13) und Matrizen (9) parallel zueinander als separate Bearbeitungsstationen angeordnet sind und jeweils separate Werkstückhalter (15) aufweisen.
  7. Verfahren zum Anbringen von Prägungen an axialsymmetrischen, tellerförmigen Werkstücken (1) entlang von mindestens einer Umfanglinie mit einer Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Werkstück (1) einem Werkstückhalter (15) zugeführt wird und darin zentriert gehalten wird;
    der Werkstückhalter (15) gegenüber der Prägemaschine in einer geraden Bewegung zugestellt und um eine Drehachse (s) senkrecht zur Bearbeitungsachse (h) derart verschwenkt wird, dass die mit einer Prägung zu versehende Umfanglinie des Werkstück (1) zwischen Stempel (13) und Matrize (9) der Prägemaschine zu liegen kommt,
    wobei ggf. Stempel (13) und Matrize (9) koordiniert entlang der Bearbeitungsachse (h) ebenfalls verschoben werden;
    anschliessend jeweils Prägevorgänge mittels Stempel (13) und Matrize (9) auf das Werkstück (1) ausgeführt werden, wobei zwischen zwei Prägevorgängen das Werkstück (1) jeweils um einen vorbestimmten Winkelwert mittels des Werkstückhalters (15) um seine Achse (w) verdreht wird;
    anschliessend ggf. der Werkstückhalter (15) um seine Drehachse (s) erneut in eine weitere Position verschwenkt wird, wobei ggf. erneut der Werkstückhalter (15) gegenüber der Prägemaschine und/oder Stempel (13) und Matrize (9) entlang der Bearbeitungsachse (h) verschoben werden und weitere Prägevorgänge auf das Werkstück (1) ausgeführt werden;
    abschliessend der Werkstückhalter (15) um seine Drehachse (s) in die Ausgangsposition verschwenkt und ggf. gegenüber der Prägemaschine verschoben wird und danach das bearbeitete Werkstück (1) vom Werkstückhalter (15) entfernt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) nacheinander mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Bearbeitungsstationen der Prägemaschine zugeführt und darin bearbeitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn eines folgenden Bearbeitungsvorganges durch einen Sensor, vorzugsweise einen optischen Sensor, die Position einer bereits erstellten Prägung erfasst wird und aufgrund der Auswertung dieser Erfassung das Werkstück (1) durch den Werkstückhalter (15) um seine Achse (w) derart rotiert wird, um eine definierte relative Lage der bereits erstellten Prägung in Bezug auf den Stempel (13) zu erstellen, entweder in der aktuellen Bearbeitungsstation oder in der folgenden Bearbeitungsstation.
  10. Verwendung einer Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Bearbeitung von axialsymmetrischen, hohlzylindrischen Werkstücken (1), vorzugsweise mit konkaver oder konvexer Oberfläche.
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