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DE102012110952B4 - Werkzeugaufnahmeeinheit und Umformmaschine mit einer Werkzeugaufnahmeeinheit - Google Patents

Werkzeugaufnahmeeinheit und Umformmaschine mit einer Werkzeugaufnahmeeinheit Download PDF

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DE102012110952B4
DE102012110952B4 DE102012110952.4A DE102012110952A DE102012110952B4 DE 102012110952 B4 DE102012110952 B4 DE 102012110952B4 DE 102012110952 A DE102012110952 A DE 102012110952A DE 102012110952 B4 DE102012110952 B4 DE 102012110952B4
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Abstract

Werkzeugaufnahmeeinheit (1) für ein Werkzeug (3) zum Warmumformen von Werkstücken, umfassend einen Werkzeughalter (2) mit einer Werkzeugaufnahme (11) und mit wenigstens einer ersten Umfangswand (2a) und wenigstens einer zweiten Umfangswand (2b), und wenigstens ein Spannelement (4) zur Festsetzung wenigstens eines in der Werkzeugaufnahme (11) aufnehmbaren Werkzeugs (3), wobei das wenigstens eine Spannelement (4) durch eine Umfangswand (2a, 2b) des Werkzeughalters (2) räumlich getrennt von der Werkzeugaufnahme (11) ist, so dass zwischen dem Spannelement (4) und der Werkzeugaufnahme (11) oder einem in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeug (3) ein vorgegebener Mindestwärmewiderstand gebildet ist, der bei einer Beaufschlagung der Werkzeugaufnahme (11) oder eines in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeugs (3) mit Wärme einen Wärmefluss von der Werkzeugaufnahme (11) oder dem in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeug (3) zu dem Spannelement (4) zumindest teilweise reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahmeeinheit sowie eine Umformmaschine mit einer solchen Werkzeugaufnahmeeinheit.
  • In der Umformtechnik sind Umformprozesse bekannt, bei denen das Werkstück erwärmt wird. Man spricht bei der Umformung von Werkstücken die auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erwärmt sind von Warmumformen. Ein typischer Warmumformprozess ist das Schmieden metallischer Werkstücke, insbesondere das Gesenkschmieden, bei dem das Werkstück unter hohem Druck und Temperatur in einem Gesenk genannten Werkzeug geformt wird.
  • Für die Produktivität des Umformprozesses ist die Dauer des Werkzeugwechsels und die daraus resultierende Dauer des Stillstandes der Maschine an der das Werkzeug gewechselt wird von großer Bedeutung. Aus der Druckschrift DE 37 40 384 A1 sind hydraulische Spannelemente bekannt, die zum Spannen von Formen und Werkzeugen oder Werkstücken auf Maschinentischen in gerader Spannfläche dienen. Ein hydraulisch bewegter Keilbolzen übt hierbei eine Kraft auf das Spannstück aus und setzt dieses fest. Als vorteilhaft sind besonders Keilspannelemente genannt, die einen schnellen Wechsel ermöglichen, da deren Spannbolzen schnell in die Spannstellung und ebenso schnell in die Entspannstellung gebracht werden können.
  • Ferner kann bei den beschriebenen Warmumformprozessen das Werkstück ohne Weiteres auf Umform- oder Schmiedetemperaturen im Bereich zwischen 800°C und 1200°C erwärmt werden. Dies hat zur Folge, dass sich beispielsweise das Gesenk, in welchem das Werkstück in seine beabsichtigte Form gebracht wird, je nach Dauer des Kontakts zwischen Gesenk und Werkstück, durch Wärmeleitung erwärmt. Folglich erwärmt sich auch die das Gesenk oder das Werkzeug umgebende Peripherie, in der das Werkzeug gehaltert ist oder mittels der das Werkzeug eingespannt ist. Das Werkzeug und der das Werkzeug haltende Werkzeughalter können dabei beispielsweise Temperaturen zwischen 250°C und 280°C erreichen.
  • DE 83 17 483 U1 offenbart eine Vorrichtung zum schnellen Befestigen von Werkzeugen auf Werkzeugträgerplatten mit einem an de Werkzeugträgerplatte neben dem Werkzeug befestigbaren Spannkopf, der ein zum Werkzeug weisendes Spannglied trägt, das in seiner Arbeitsstellung auf einen seitlichen Vorsprung des Werkzeugs einen senkrecht zu einer Ebene der Werkzeugträgerplatte und auf diesen gerichteten Spanndruck ausübt.
  • DE 34 31 652 A1 beschreibt einen hydraulischen Werkzeugspanner mit einer Kolben-Zylinderanordnung, die mit ihrer Zylinderachse quer zur Werkzeuganlagefläche am Pressentisch oder -stößel verläuft.
  • DE 10 2009 018 797 A1 zeigt eine Werkzeugaufnahmeeinheit für ein Werkzeug zum Warmumformen mit einer Werkzeugaufnahme und wenigstens einem Spannelement zum Festsetzen eines in der Werkzeugaufnahme aufnehmbaren Werkzeugs.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugaufnahmeeinheit zu schaffen, die einen schnellen Werkzeugwechsel ermöglicht und zugleich in der Lage ist das Werkzeug ausreichend fest einzuspannen oder zu fixieren sowie die beim Warmumformen auf die Werkzeugaufnahmeeinheit wirkenden Temperaturen zuverlässig zu ertragen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3. Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Umformmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Die Werkzeugaufnahmeeinheit für ein Werkzeug zum Warmumformen von insbesondere metallischen Werkstücken gemäß Patentanspruch 1 umfasst einen Werkzeughalter mit einer Werkzeugaufnahme, und wenigstens ein Spannelement zur Festsetzung wenigstens eines in der Werkzeugaufnahme aufnehmbaren Werkzeugs, wobei das wenigstens eine Spannelement räumlich getrennt von der Werkzeugaufnahme angeordnet ist, so dass zwischen dem Spannelement und der Werkzeugaufnahme oder einem in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeug ein vorgegebener Mindestwärmewiderstand gebildet ist, der bei einer Beaufschlagung der Werkzeugaufnahme oder eines in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeugs mit Wärme einen Wärmefluss von der Werkzeugaufnahme oder dem in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeug zu dem Spannelement zumindest teilweise reduziert.
  • Bei der Warmumformung wird ein erwärmtes Werkstück von einem Werkzeug umgeformt, wobei dieses durch Wärmeübertragung vom Werkstück erwärmt wird. Die erfindungsgemäße Reduzierung oder Verminderung des Wärmeflusses zwischen dem bei der Wärmumformung als Wärmequelle agierenden Werkzeug und dem als Wärmesenke agierenden Spannelement hat den Vorteil, dass die thermische Belastung des Spannelements reduziert wird. Als Reduzierung des Wärmeflusses soll hier eine Reduzierung im Vergleich zu einem Wärmefluss zwischen einem Spannelement und einem Werkzeug bei direktem Kontakt zwischen Spannelement und Werkzeug oder zwischen Spannelement und Werkzeugaufnahme bei unmittelbar benachbarter Anordnung der Spannelemente an der Werkzeugaufnahme verstanden werden. Durch die räumliche Trennung zwischen Spannelement und Werkzeugaufnahme entsteht ein vorgegebener Mindestwärmewiderstand, der eine Reduzierung des Wärmeflusses bewirkt. Eine Beeinträchtigung der Funktion des Spannelements, also sowohl des Öffnens und Schließens als auch der Kraftübertragung aufgrund thermischer Belastung kann so zumindest verringert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Spannelement ein hydraulisches Spannelement.
  • Hydraulische Spannelemente sind vorteilhaft gegenüber anderen Spannelementen, da sie sehr schnell öffnen und schließen können und zuverlässig eine hohe Spannkraft zur Verfügung stellen. Allerdings sind besonders hydraulische Spannelemente temperaturempfindlich. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Werkzeugaufnahmeeinheit kann die thermische Belastung der Spannelemente so reduziert werden, dass hydraulische Spannelemente verwendet werden können.
  • Die oben formulierte Aufgabe wird auch vom Gegenstand des Patentanspruchs 3 gelöst. Die Werkzeugaufnahmeeinheit für ein Werkzeug zum Warmumformen von insbesondere metallischen Werkstücken gemäß Patentanspruch 3 umfasst einen Werkzeughalter mit einer Werkzeugaufnahme und wenigstens ein Spannelement zur Festsetzung wenigstens eines in der Werkzeugaufnahme aufnehmbaren Werkzeugs, wobei das Spannelement ein Schieberelement betätigt, so dass eine Spannkraft von dem Spannelement über das Schieberelement auf ein in der Werkzeugaufnahme aufzunehmendes Werkzeug übertragbar ist, wodurch das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme festsetzbar ist, wobei insbesondere das Schieberelement ein Schieberbolzen ist.
  • Indem zwischen festzusetzendem Werkzeug und dem Spannelement ein Schieberelement zwischengeschaltet ist, findet der Hauptanteil des Wärmeflusses von dem Werkzeug oder der Werkzeugaufnahme zu dem Spannelement durch das Schieberelement statt. Dadurch ist vorgegebener Mindestwärmewiderstand zwischen Werkzeug und Spannelement geschaffen. Zugleich kann eine Spannkraft (oder: Einspannkraft) zuverlässig und konstant zur Verfügung gestellt werden. Das Öffnen und Freigeben des Werkzeugs kann über die ein Schieberelement und das Spannelement schnell und sicher geschehen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Spannelement einen Spannbolzen auf, der in wenigstens einer ersten Bewegungsrichtung des Spannbolzens bewegbar ist, wobei der Spannbolzen bei einer Bewegung in der ersten Bewegungsrichtung des Spannbolzens das Schieberelement in einer ersten Bewegungsrichtung des Schieberelements in Richtung auf ein in der Werkzeugaufnahme aufgenommenes Werkzeug bewegen kann.
  • In einer derartigen Ausführung kann das Schieberelement von dem Spannbolzen im Wesentlichen unabhängig von der Anordnung oder Position des Spannelements relativ zu dem Schieberelement bewegt werden. Dadurch kann die Anordnung oder Position des Spannelements an dem Werkzeughalter unter Berücksichtigung der genauen Gestalt des Werkzeughalters ausgewählt werden. Unter Spannbolzen sind neben zylinderförmigen Spannbolzen auch Spannbolzen anderer Form oder Kinematik zu verstehen, sofern sie geeignet sind das Schieberelement zu bewegen. Insbesondere können hier kippende oder drehende Spannbolzen, anstelle von linear bewegten Spannbolzen verwendet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausformung der Erfindung weist der der Spannbolzen zumindest eine Antriebsfläche auf, die relativ zu der ersten Bewegungsrichtung des Spannbolzens winklig, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 15° und 65°, angeordnet ist, und wobei das Schieberelement, vorzugsweise an seinem Außenabschnitt, eine zu der Antriebsfläche korrespondierende Gleitfläche aufweist, die relativ zu der ersten Bewegungsrichtung des Schieberelements winklig, vorzugsweise in einem Winkel der mit dem Winkel der Antriebsfläche 90° ergibt, angeordnet ist, insbesondere so, dass ein Gleiten der Antriebsfläche auf der Gleitfläche eine Bewegung des Schieberelements in seiner ersten Bewegungsrichtung bewirkt.
  • Durch eine derartige Ausgestaltung der Erfindung kann die Spannkraft über eine Anordnung übertragen werden, bei der Spannbolzen und Schieberelement winklig zu einander positioniert sind. Besonders vorteilhaft ist diese Anordnung wenn sich eine Umlenkung der Spannkraft von Spannbolzen auf das Schieberelement über 90° ergibt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste Bewegungsrichtung des Spannbolzens unterschiedlich von der ersten Bewegungsrichtung des Schieberelements, insbesondere so, dass die erste Bewegungsrichtung des Spannbolzens im Wesentlichen orthogonal ist zu der ersten Bewegungsrichtung des Schieberelements.
  • Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass das Spannelement so an dem Werkzeughalter positioniert oder befestigt wird, dass das der Spannbolzen nicht von dem Werkzeughalter wegragt. Das Spannelement mit dem Spannbolzen und der Werkzeughalter bilden so eine kompakte Baueinheit mit relativ geringer Baugröße.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Schieberelement in dem Werkzeughalter, insbesondere in einer Aufnahmebohrung des Werkzeughalters, bewegbar aufgenommen.
  • Durch eine derartige Aufnahme an dem Werkzeughalter oder in einer Aufnahmebohrung des Werkzeughalters ist es ermöglicht, das Schieberelement so anzuordnen, dass eine möglichst optimale Kraftübertragung auf das Werkzeug erfolgt. Zudem kann das Spannelement so benachbart zu einer Öffnung der Aufnahmebohrung angeordnet werden, dass der Wärmefluss von dem Werkzeug zu dem Spannelement im Wesentlichen durch Festkörper erfolgt und so vorteilhaft verringert ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in der Aufnahmebohrung wenigstens eine Führungsbuchse, vorzugsweise wenigstens zwei Führungsbuchsen, angeordnet, in welchen das Schieberelement geführt ist.
  • Durch das Vorsehen von Führungsbuchsen in der Aufnahmebohrung zur Führung des Schieberelements kann die Knickbelastung des Schieberelements so reduziert oder aufgenommen werden, dass eine relativ hohe Spannkraft übertragen werden kann, so dass das Risiko eines Versagen des Schieberelements, z.B. durch Knickbruch, reduziert sein kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Schieberelement wenigstens einen Führungsabschnitt auf, der einen Querschnitt aufweist der größer ist als der Querschnitt eines anderen Abschnitts des Schieberelements, insbesondere wobei der Führungsabschnitt in einer Führungsbuchse geführt ist.
  • Durch die Ausbildung eines Führungsabschnitts mit vergrößertem Querschnitt und wenigstens einem Abschnitt mit kleinerem Querschnitt ist es möglich den Wärmewiderstand des Schieberelements zu erhöhen, da dieser, neben anderen Parametern, mit einer Reduzierung des Querschnitts zumindest in dem Abschnitt des Schieberbolzens mit reduziertem Querschnitt sinkt. Zugleich ist es möglich, den Schieberbolzen mittels des vergrößerten Querschnitts innerhalb der Aufnahmebohrung zu führen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung umfasst die Werkzeugaufnahmeeinheit wenigstens ein Rückstellelement, insbesondere ein Federelement, welches zumindest in einer Position des Schieberelements, wenn dieses eine Spannkraft auf ein in der Werkzeugaufnahme aufgenommenes Werkzeug überträgt, eine Rückstellkraft auf das Schieberelement ausübt, vorzugsweise in Richtung einer zweiten Bewegungsrichtung des Schieberelements.
  • Auf diese Weise ist es auf einfache Weise ermöglicht, das Werkzeug schnell freizugeben, in dem das Schieberelement durch das Federelement in Richtung auf seine Ausgangsstellung bewegt wird, sobald der Spannbolzen keine Kraft mehr auf das Schieberelement überträgt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmebohrung wenigstens einen stufenförmigen Absatz auf, an dem das Federelement anliegen kann und/oder wobei das Federelement an dem Führungsabschnitt des Schieberelements anliegen kann, insbesondere so, dass das Federelement zwischen stufenförmigem Absatz und Führungsabschnitt komprimiert wird, wenn der Schieberbolzen in der ersten Bewegungsrichtung des Schieberbolzens bewegt wird.
  • Hierdurch ist eine einfache und zuverlässige Konstruktion ermöglicht, die eine Freigabe des Werkzeugs bewirkt, wenn keine Spannkraft mehr auf das Schieberelement übertragen wird. Ferner ist eine derartige Ausbildung thermisch belastbar und kann daher auch zuverlässig bei hohen Temperaturen ihre Funktion gewährleisten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist zwischen Werkzeugaufnahme und Spannelement oder zwischen Werkzeughalter und Spannelement wenigstens ein Wärmedämmkörper, insbesondere eine Wärmedämmplatte, vorgesehen ist.
  • Auf diese Weise kann der zwischen Werkzeughalter und Spannelement strömende Wärmefluss vermindert werden, ohne die Baugröße der Werkzeugaufnahmeeinheit wesentlich zu erhöhen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme aufgenommen und mittels des Spannelements festgesetzt ist.
  • Das schnelle und zuverlässige Einspannen des Werkzeugs erlaubt eine sichere Verwendung der Werkzeugaufnahmeeinheit.
  • Eine Umformmaschine, insbesondere eine Gesenkschmiedemaschine mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahmeeinheit erlaubt eine Verringerung der Umrüstzeiten in Bezug auf Werkzeugwechsel bei gleichbleibender oder erhöhter Zuverlässigkeit der Einspannung des Werkzeugs.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
    • 1 eine Werkzeugaufnahmeeinheit in perspektivischer, teilweise explodierter Darstellung,
    • 2 eine Werkzeugaufnahmeeinheit in geschnittener Darstellung mit einem Werkzeug in eingespanntem Zustand,
    • 3 eine Werkzeugaufnahmeeinheit in geschnittener Darstellung mit einem Werkzeug in freigegebenem Zustand,
  • 1 zeigt eine Werkzeugaufnahmeeinheit 1 für eine Umformmaschine, wie zum Beispiel eine Gesenkschmiedemaschine für die Warmumformung. Die Werkzeugaufnahmeeinheit 1 umfasst einen etwa quaderförmigen Werkzeughalter 2, der ein Werkzeug 3 mit einer Arbeitsfläche 3a, beispielsweise ein Gesenk, halten kann. Das Werkzeug 3 kann ein einteiliges Werkzeug sein aber auch ein Teilwerkzeug eines mehrteiligen Werkzeugs. Weiterhin kann der Werkzeughalter 2 seinerseits in einer bewegten Komponente, beispielsweise als Obergesenk, gehaltert sein oder unbeweglich an einem Maschinentisch, beispielsweise als Untergesenk, fest eingespannt sein.
  • Der Werkzeughalter 2 weist, wie in 2 oder 3 zu sehen, eine Werkzeugaufnahme 11 auf, in der das Werkzeug 3 aufgenommen ist. Heizanschlüsse zur Erwärmung des Werkzeugs 3 können optional vorgesehen sein. Ferner weist der Werkzeughalter 2 eine erste Umfangswand 2a und eine zweite Umfangswand 2b auf, die, bei eingebautem Werkzeug 3, im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsfläche 3a des Werkzeugs 3 angeordnet sind.
  • Um das Werkzeug 3 fest in seiner Arbeitsposition in der Werkzeugaufnahme 11 einzuspannen, ist eine Einspannanordnung mit Keilspannelementen 4 vorgesehen. Hierfür sind an der ersten und zweiten Umfangswand 2a, 2b jeweils zwei Keilspannelemente 4 angeordnet. Die genaue Zahl und Anordnung der der Keilspannelemente 4 kann abhängig von der Größe und Dimensionierung des Werkzeughalters 2 oder des Werkzeugs 3 variieren. Die Keilspannelemente 4 sind mit ihrem etwa block- oder quaderförmigen Grundkörper an der jeweiligen ersten oder zweiten Umfangswand 2a, 2b verschraubt. Die Keilspannelemente 4 sind dabei so angeordnet, dass ein etwa zylinderförmiger Spannbolzen 5 etwa parallel zur ersten oder zweiten Umfangswand 2a, 2b bewegt werden kann. Führt man die Keilspannelemente 4 als hydraulische Keilspannelemente 4 aus, so kann der Spannbolzen 5 hydraulisch hin und her bewegt und in seiner Arbeitsposition hydraulisch fixiert werden. Ferner sollte das Keilspannelement 4 so ausgeführt sein, dass der Spannbolzen 5 bei einem etwaigen Defekt des Keilspannelements 4 in seiner Arbeitsposition fixiert, bzw. gesichert ist.
  • 2 und 3 zeigen, dass der Spannbolzen 5 so gelagert und bewegbar ist, dass er mit einem Schieberbolzen 6 zusammenwirken kann. Genauer gesagt ist der Spannbolzen 5 in einer Bewegungsrichtung A1 aus dem Grundkörper 4a des Keilspannelements 4 herausbewegbar. Dabei interagiert der Spannbolzen 5 so mit dem Schieberbolzen 6, dass dieser in einer Bewegungsrichtung B1 bewegt wird. Der Schieberbolzen 6 wird dabei mit seinem vom Keilspannelement 4 entfernten Ende auf eine Werkzeugseitenwand 3b des Werkzeugs 3 gedrückt, so dass eine Spannkraft kraftschlüssig auf das Werkzeug 3 übertragen wird.
  • Die Arbeitsposition des Spannbolzens 5 entspricht dabei derjenigen Position, bei der das Werkzeug 3 betriebsbereit eingespannt ist.
  • Das Werkzeug 3 ist in der Werkzeugaufnahme 11 angeordnet, wobei die Werkzeugaufnahme 11 so geformt ist, dass ein Aufnahmeboden 11a und mehrere Aufnahmeseitewände 11b gebildet sind. Wird also durch den Schieberbolzen 6 eine Einspannkraft auf das Werkzeug 3, beziehungsweise die Werkzeugseitenwand 3b übertragen, so wird das Werkzeug 3 mit seiner der Werkzeugseitenwand 3b gegenüber liegenden Werkzeugseitenwand gegen die entsprechende Aufnahmeseitenwand gedrückt. Das Werkzeug ist somit kraftschlüssig zwischen einer Aufnahmeseitenwand und dem Schieberbolzen 6 eingespannt.
  • Wie 1 in teilweiser Explosionsdarstellung zeigt, ist der Schieberbolzen 6 in einer Aufnahmebohrung 7 aufgenommen, die im Werkzeughalter 2 vorgesehen ist. Die Aufnahmebohrung 7 ist so geformt, dass ein stufenförmiger Absatz 12 vorgesehen ist, an dem ein Federelement 10, beispielsweise eine den Schieberbolzen 6 umringende Spiralfeder, anliegt.
  • Der Schieberbolzen 6 weist einen Führungsabschnitt 6a auf, in dem beispielsweise der Durchmesser des Querschnitts des Schieberbolzens 6 gegenüber dem Querschnitt in einem Außenabschnitt 6b und gegenüber dem Querschnitt in einem Innenabschnitt 6c des Schieberbolzens 6 vergrößert ist. Dies ermöglicht eine Führung des Schieberbolzens 6 in einer in der Aufnahmebohrung 7 eingesetzten ersten Führungsbuchse 8, in dem der Führungsabschnitt 6a einen Querschnittsdurchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser der Führungsbuchse 8 so entspricht, dass beispielsweise eine Spielpassung erzeugt ist.
  • Das Federelement 10 kann also in einen Bereich des Schieberbolzens 6 zwischen dem stufenförmigen Absatz 12 und dem Führungsabschnitt 6a angeordnet sein. Wir der Schieberbolzen 6 durch das Keilspannelement 4 in seine Einspann- oder Arbeitsposition bewegt, so wird das Federelement 10 komprimiert und beaufschlagt den Schieberbolzen 6 mit einer Kraft in Richtung B2, also entgegengesetzt zur Richtung B1. Dadurch wird beim Zurückziehen oder Zurückbewegen des Spannbolzens 5 der Schieberbolzen 6 in die Richtung B2 gedrückt und bewegt, wobei der Kontakt des Schieberbolzens 6 mit dem Werkzeug 3 gelöst wird. Durch eine Konterscheibe 9, welche in der Öffnung der Aufnahmebohrung 7 befestigt ist und die als Anschlag für den Führungsabschnitt 6a dient, wird ein zu weites Herausdrücken des Schieberbolzens 6 verhindert. In 3 ist der Schieberbolzen 6 in einer Freigabeposition zu sehen, in der das Werkzeug freigeben ist. Der Spannbolzen 5 ist dabei vollständig in den Spannelementgrundkörper 4a zurückgezogen und nicht mehr sichtbar.
  • Eine weitere zweite Führungsbuchse 13 kann in einem werkzeugnahen Abschnitt der Aufnahmebohrung 7 vorgesehen sein. In dieser zweiten Führungsbuchse 13 kann beispielsweise der Innenabschnitt 6c des Schieberbolzens 6 geführt sein. Hierdurch ist es möglich die Knickbelastung des Schieberbolzens 6 zu reduzieren. Um die thermische Leitfähigkeit des Schieberbolzens zu Verringern, bzw. des Wärmewiderstand zu erhöhen, kann das Material des Schieberbolzens ein Material mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit sein.
  • Zudem umfasst der Schieberbolzen 6 einen Außenabschnitt 6b, der durch die Konterscheibe 9 hindurchgeführt ist und als Krafteinleitungsabschnitt fungiert. Zu diesem Zweck kann die Stirnseite des Schieberbolzens 6 in dem Außenabschnitt 6b schräg ausgebildet sein, so dass sie eine Gleitfläche 6d aufweist. Die Gleitfläche kann mit einer der Bewegungsrichtungen B1, B2 des Schieberbolzens 6 oder mit der Längsachse des Schieberbolzens 6 einen Winkel w2 einschließen.
  • Der Spannbolzen 5 kann eine zu der Gleitfläche 6d des Schieberbolzens 6 korrespondierende, bzw. passende Antriebsfläche 5a aufweisen, die bei mit der Gleitfläche 6d flächig in Kontakt treten kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass bei einer Bewegung des Spannbolzens 5 in Bewegungsrichtung A1 die Antriebsfläche 5a des Spannbolzens 5 auf der Gleitfläche 6d des Schieberbolzens 6 gleitet, wobei der Schieberbolzen 6 angetrieben wird und dabei den Schieberbolzen 6 in dessen Bewegungsrichtung B1 kontinuierlich schiebt. Hat der Schieberbolzen eine das Werkzeug 3 festsetzende Arbeitsposition erreicht, so kann der Spannbolzen 5 in seiner Position festgelegt oder festgesetzt werden und überträgt die notwendige Einspannkraft über die Antriebfläche 5a auf die Gleitfläche 6d des Schieberbolzens 5.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Werkzeugaufnahmeeinheit
    2
    Werkzeughalter
    2a
    Erste Umfangswand
    2b
    Zweite Umfangswand
    3
    Werkzeug
    3a
    Arbeitsfläche
    3b
    Werkzeugseitenwand
    3c
    Werkzeugbodenwand
    4
    Keilspannelement
    4a
    Spannelementgrundkörper
    5
    Spannbolzen
    5a
    Antriebsfläche
    6
    Schieberbolzen
    6a
    Führungsabschnitt
    6b
    Außenabschnitt
    6c
    Innenabschnitt
    6d
    Gleitfläche
    7
    Aufnahmebohrung
    8
    Erste Führungsbuchse
    9
    Konterscheibe
    10
    Federelement
    11
    Werkzeugaufnahme
    11a
    Aufnahmeboden
    11b
    Aufnahmeseitenwand
    12
    Stufenförmiger Absatz
    13
    Zweite Führungsbuchse
    A1
    Erste Bewegungsrichtung des Spannbolzens 5
    A2
    Zweite Bewegungsrichtung des Spannbolzens 5
    B1
    Erste Bewegungsrichtung des Schieberbolzens 6
    B2
    Zweite Bewegungsrichtung des Schieberbolzens 6
    w1
    Winkel der Antriebsfläche
    w2
    Winkel der Gleitfläche

Claims (14)

  1. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) für ein Werkzeug (3) zum Warmumformen von Werkstücken, umfassend einen Werkzeughalter (2) mit einer Werkzeugaufnahme (11) und mit wenigstens einer ersten Umfangswand (2a) und wenigstens einer zweiten Umfangswand (2b), und wenigstens ein Spannelement (4) zur Festsetzung wenigstens eines in der Werkzeugaufnahme (11) aufnehmbaren Werkzeugs (3), wobei das wenigstens eine Spannelement (4) durch eine Umfangswand (2a, 2b) des Werkzeughalters (2) räumlich getrennt von der Werkzeugaufnahme (11) ist, so dass zwischen dem Spannelement (4) und der Werkzeugaufnahme (11) oder einem in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeug (3) ein vorgegebener Mindestwärmewiderstand gebildet ist, der bei einer Beaufschlagung der Werkzeugaufnahme (11) oder eines in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeugs (3) mit Wärme einen Wärmefluss von der Werkzeugaufnahme (11) oder dem in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenen Werkzeug (3) zu dem Spannelement (4) zumindest teilweise reduziert.
  2. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Spannelement (4) ein hydraulisches Spannelement ist.
  3. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) für ein Werkzeug (3) zum Warmumformen von Werkstücken, umfassend einen Werkzeughalter (2) mit einer Werkzeugaufnahme (11), die einen Aufnahmeboden (11a) und mehrere Aufnahmeseitenwände (11b) aufweist, und wenigstens ein Spannelement (4) zur Festsetzung wenigstens eines in der Werkzeugaufnahme (11) zwischen den Aufnahmeseitenwänden (11b) aufnehmbaren Werkzeugs (3), wobei das Spannelement (4) ein Schieberelement betätigt, so dass eine Spannkraft von dem Spannelement (4) über das Schieberelement auf ein in der Werkzeugaufnahme (11) aufzunehmendes Werkzeug (3) übertragbar ist, so dass das Werkzeug (3) zwischen einer Aufnahmeseitenwand (11b) und dem Schieberelement (6) einspannbar ist, wodurch das Werkzeug (3) in der Werkzeugaufnahme (11) festsetzbar ist.
  4. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) einen Spannbolzen (5) aufweist, der in wenigstens einer ersten Bewegungsrichtung (A1) des Spannbolzens (5) bewegbar ist, wobei der Spannbolzen (5) bei einer Bewegung in der ersten Bewegungsrichtung (A1) des Spannbolzens (5) das Schieberelement in einer ersten Bewegungsrichtung (B1) des Schieberelements in Richtung auf ein in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenes Werkzeug (3) bewegen kann.
  5. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbolzen (5) zumindest eine Antriebsfläche (5a) aufweist, die relativ zu der ersten Bewegungsrichtung (A1) des Spannbolzens (5) winklig angeordnet ist, und wobei das Schieberelement eine zu der Antriebsfläche (5a) korrespondierende Gleitfläche (6d) aufweist, die relativ zu der ersten Bewegungsrichtung (B1) des Schieberelements winklig angeordnet ist.
  6. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungsrichtung (A1) des Spannbolzens (5) unterschiedlich ist von der ersten Bewegungsrichtung (B1) des Schieberelements.
  7. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberelement in dem Werkzeughalter (2) bewegbar aufgenommen ist.
  8. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufnahmebohrung (7) wenigstens eine Führungsbuchse (8, 13) angeordnet sind, in welchen das Schieberelement geführt ist.
  9. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberelement wenigstens einen Führungsabschnitt (6a) aufweist, der einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt eines anderen Abschnitts des Schieberelements (6b, 6c).
  10. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahmeeinheit (1) wenigstens ein Rückstellelement umfasst, welches zumindest in einer Position des Schieberelements, wenn diese eine Spannkraft auf ein in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommenes Werkzeug (3) überträgt, eine Rückstellkraft auf das Schieberelement ausübt.
  11. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach Anspruch 9 in Rückbeziehung auf einen der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (7) wenigstens einen stufenförmigen Absatz (12) aufweist, an dem ein Federelement (10) anliegen kann und/oder wobei ein Federelement (10) an dem Führungsabschnitt (6a) des Schieberelements anliegen kann.
  12. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Werkzeugaufnahme (11) und Spannelement (4) oder zwischen Werkzeughalter (2) und Spannelement (4) wenigstens ein Wärmedämmkörper vorgesehen ist.
  13. Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Werkzeug (3) in der Werkzeugaufnahme (11) aufgenommen und mittels des Spannelements (4) festgesetzt ist.
  14. Umformmaschine mit einer Werkzeugaufnahmeeinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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