DE19813209A1 - Werkzeugklemmsystem mit Schnellbetätigung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Werkzeug­ klemmsystemen zur Verwendung bei Stanz- und Form­ maschinen und betrifft solche Werkzeugklemmsysteme, die sich beim Entfernen der Werkzeugeinrichtungen rasch lösen lassen und die sich bei der erneuten Mon­ tage von Werkzeugeinrichtungen in der Maschine in exakter Ausfluchtung wieder rasch festklemmen lassen. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine Stanz- und Formmaschine gemäß dem Oberbegriff der An­ sprüche 1, 5 und 10.

Bei Stanz- und Formmaschinen sind die Werkzeugeinrich­ tungen, die die Stanz- und Formvorgänge an einem Mate­ rialstreifen ausführen, normalerweise in einem Füh­ rungsgestell gehalten, das im wesentlichen aus zwei schweren Platten besteht, die mittels Zapfen, die sich von einer der Platten wegerstrecken, sowie komplemen­ tären Lagern, die in Öffnungen in der anderen Platte gehalten sind, in gegenseitiger Ausfluchtung gehalten sind. Die obere Platte ist an der Ramme befestigt, und die untere Platte ist an der Grundplatte der Maschine befestigt, und zwar mittels Klemmeinrichtungen oder Bolzen. Der obere Werkzeugmodul ist an der oberen Platte des Führungsgestells mittels Bolzen befestigt, während der untere Werkzeugmodul in ähnlicher Weise an der unteren Platte befestigt ist, so daß dann, wenn die Ramme die obere Platte des Führungsgestells in Richtung auf die untere Platte bewegt, der obere Werk­ zeugmodul sich in Richtung auf den unteren Werkzeug­ modul zu sowie in Verbindungseingriff mit diesem be­ wegt. Typischerweise werden Dübelstifte zum exakten Festlegen des oberen und des unteren Werkzeugmoduls an den Führungsgestellplatten verwendet, um eine exakte Ausfluchtung der komplementären Stanzstempel- und Stanzöffnungseinrichtungen zu gewährleisten.

Die Stifte und die Lager bzw. Hülsen des Führungsge­ stells halten die Ausfluchtung zwischen den oberen und den unteren Werkzeugeinrichtungen während der Hin- und Herbewegung der Ramme aufrecht. Im Verlauf der Produk­ tion kann es zu einem Verschleißen, einer Fehlausrich­ tung oder einem Brechen der Werkzeugeinrichtungen kom­ men. Dann wird ein Entfernen der Werkzeugmodule zur Ausführung von Reparaturarbeiten erforderlich. In Ar­ beitsumgebungen mit hoher Produktivität kann ein zwei­ ter Satz aus einem oberen und einem unteren Werkzeug­ modul für ein schnelles Austauschen auf Vorrat gehal­ ten werden, um dadurch die Stillstandszeit der Maschi­ ne auf einem Minimum zu halten. Die Schrauben oder Klemmen, die das Führungsgestell in Position halten, müssen entfernt werden, das Führungsgestell muß ent­ fernt werden, der obere und der untere Werkzeugmodul müssen von dem Führungsgestell entfernt werden, die neuen Werkzeugmodule müssen in dem Führungsgestell montiert werden, und schließlich muß das Führungsge­ stell wieder in der Maschine montiert werden. Beim Montieren des neuen Führungsgestells bzw. der neuen Werkzeugeinrichtungen in der Maschine muß die Aus­ fluchtung von Hand erfolgen. Dieser Vorgang nimmt be­ trächtliche Zeit in Anspruch, und zwar in der Größen­ ordnung von etwa 30 Minuten, so daß die Maschine für diese Zeitdauer stillgesetzt ist. Eine solche lange Stillstandszeit ist teuer, zum Teil aufgrund des Pro­ duktionsausfalls, zum Teil jedoch auch aufgrund der Tatsache, daß der Werkzeugtausch die Dienste eines versierten Einrichters erforderlich macht. Dieses Pro­ blem wird dadurch etwas abgeschwächt, daß man separate Führungsgestelle bzw. Werkzeugeinrichtungen für jeden Satz von Werkzeugmodulen auf Vorrat hält, wobei dies jedoch die Nachteile beinhaltet, daß Lagerraum für die extra Werkzeugeinrichtungen erforderlich ist und zu­ sätzliche Kosten zum Erwerb derselben entstehen. Im Fall von mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Stanz- und Formmaschinen mit Rammenhüben in der Größenordnung von 3000 bis 6000 Rammenhüben pro Minute entsteht noch ein weiteres Problem. Bei solchen Geschwindigkeiten laufen die Hülsen des Führungsgestells manchmal heiß und sie verschmelzen mit den Zapfen, wodurch es zu einem katastrophalen Versagen kommt. Ersetzt man die Hülsen durch Kugellager, kommt es auch bei ihnen zu einem Versagen, da die starke Beschleunigung der Ku­ geln, die bei der Umkehr der Bewegungsrichtung der Ramme auftritt, die Kugeln dazu veranlaßt, in ihren Käfigen zu rutschen oder zu gleiten, anstatt sich zu drehen, wodurch eine Beschädigung des Lagers entsteht. Eine erhöhte Belastung des Lagers bei gleichzeitiger Reduzierung des Schlupf- oder Gleiteffekts verursacht ferner Fehlfunktionen aufgrund der Kugeldruckhärte oder Ermüdung.

Es besteht daher ein Bedarf für ein Werkzeugbefesti­ gungssystem zur Verwendung bei Stanz- und Formmaschi­ nen, das sich beim Entfernen der Werkzeugmodule in einfacher und rascher Weise öffnen läßt, zum einfachen und exakten Positionieren der neuen Werkzeugmodule in der Lage ist und sich dann wieder rasch schließen läßt, um die neuen Werkzeugmodule in der Maschine zu befestigen. Ferner sollte ein solches Werkzeugbefesti­ gungssystem den oberen und deren unteren Werkzeugmodul während des Betriebs der Maschine in exakter gegensei­ tiger Ausfluchtung miteinander halten, ohne daß dabei die Notwendigkeit zur Verwendung von Führungsgestellen mit komplementären Zapfen und Lagern besteht.

Ein solches System schafft die vorliegende Erfindung bei einer Stanz- und Formmaschine, die einen Rahmen, eine an dem Rahmen angebrachte Grundplatte und eine Ramme aufweist, die zur Ausführung einer Hin- und Her­ bewegung in dem Rahmen in einer ersten Richtung auf die Grundplatte zu und in einer zweiten Richtung von dieser weg ausgebildet ist. Es sind Werkzeugeinrich­ tungen vorgesehen, die einen ersten Werkzeugmodul und einen zweiten Werkzeugmodul aufweisen, der zur Ausfüh­ rung eines Stanz- und Formvorgangs mit dem ersten Werkzeugmodul in Verbindung bringbar ist. Eine erste Klemmvorrichtung ist zum Befestigen des ersten Werk­ zeugmoduls an der Ramme vorgesehen, und eine zweite Klemmvorrichtung ist zum Befestigen des zweiten Werk­ zeugmoduls an der Grundplatte vorgesehen. Die erste Klemmvorrichtung beinhaltet ein erstes Klemmelement, das mit der Ramme zur Ausführung einer Bewegung in Richtung auf den ersten Werkzeugmodul zu und von die­ sem weg gekoppelt ist, wobei das erste Klemmelement eine in einem Winkel verlaufende Fläche (im folgenden kurz als winkelige Fläche bezeichnet) aufweist. Ein Federelement ist mit dem ersten Klemmelement gekoppelt und dazu ausgelegt, das erste Klemmelement in Richtung auf den ersten Werkzeugmodul zu drängen, so daß die winkelige Fläche in Verkeileingriff mit einem Rand des ersten Werkzeugmoduls tritt und die Befestigung des ersten Werkzeugmoduls an der Ramme bewerkstelligt. Ferner ist ein zweites Klemmelement, das dem ersten Klemmelement im wesentlichen ähnlich ist, an der Ramme auf einer dem ersten Klemmelement gegenüberliegenden Seite des ersten Werkzeugmoduls schwenkbar angebracht. Das Federelement ist auch mit dem zweiten Klemmelement gekoppelt, so daß sowohl das erste als auch das zweite Klemmelement in Richtung auf den ersten Werkzeugmodul gedrängt sind, so daß die winkeligen Flächen sowohl des ersten als auch des zweiten Klemmelements in Ver­ keileingriff mit gegenüberliegenden Kanten des ersten Werkzeugmoduls treten und die Befestigung des ersten Werkzeugmoduls an der Ramme bewerkstelligen. Die zwei­ te Klemmvorrichtung beinhaltet ein drittes Klemmele­ ment, das zur Ausführung einer Bewegung in Richtung auf den zweiten Werkzeugmodul zu und von diesem weg mit der Grundplatte gekoppelt ist, wobei das dritte Klemmelement eine erste in einem Winkel verlaufende bzw. winkelige Fläche aufweist. Es ist ein erstes Ver­ keilelement vorgesehen, das eine erste Verkeilfläche aufweist, wobei das erste Verkeilelement mit der Grundplatte gekoppelt ist und zur Ausführung einer Bewegung in einer ersten Richtung im wesentlichen pa­ rallel zu der Grundplatte ausgebildet ist. Eine nach­ giebige Einrichtung bzw. Federeinrichtung ist mit der Grundplatte gekoppelt und dazu ausgebildet, das erste Verkeilelement in die erste Richtung zu drängen, so daß die erste Keilfläche in Verkeileingriff mit der ersten winkeligen Fläche tritt, um dadurch das dritte Klemmelement zum Angreifen an dem zweiten Werkzeugmo­ dul zu veranlassen und die Befestigung des zweiten Werkzeugmoduls an der Grundplatte zu bewerkstelligen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht einer Stanz- und Formmaschine, die die Lehren der vorliegenden Erfindung beinhaltet;

Fig. 2 eine Frontansicht des oberen und des unteren Werkzeugmoduls unter Darstellung des Werkzeugklemmecha­ nismus;

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Werkzeugklemmechanismus;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 2;

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht eines Be­ reichs der in Fig. 2 gezeigten rechten oberen Klemmeinrichtung;

Fig. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. eine Endan­ sicht einer in Fig. 3 gezeigten Steuerflächenleiste;

Fig. 10, 11 und 12 eine Frontansicht, eine Endansicht bzw. eine Draufsicht des in Fig. 2 gezeigten unteren Klemmelements;

Fig. 13 eine isometrische Ansicht des in Fig. 10 gezeigten unteren Klemmele­ ments;

Fig. 14 und 15 Draufsichten unter Veranschauli­ chung des Betätigungsmechanismus für die unteren Klemmeinrichtungen entlang der Linie 14-14 in Fig. 2;

Fig. 16 und 17 Frontansichten des oberen und des unteren Werkzeugmoduls zur Erläute­ rung der Freigabe des Klemmechanis­ mus und der Entnahme der Werkzeug­ module; und

Fig. 18 und 19 Seitenansichten der in Fig. 16 und 17 gezeigten Werkzeugmodule.

In Fig. 1 ist eine Stanz- und Formmaschine 10 gezeigt, die eine Grundplatte 12 und eine Ramme 14 aufweist, die zur Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung in Richtung auf die Grundplatte zu und von dieser weg ausgebildet ist. Die Ramme 14 wird mittels eines Mo­ tors 16 über eine Antriebswelle 18 in der üblichen Weise angetrieben. Ein unterer Werkzeugmodul 20 ist an der Grundplatte 12 mittels einer unteren Klemmvorrich­ tung 22 befestigt, die auf einer Seite des Moduls an­ geordnet ist, und eine weitere, ähnliche untere Klemm­ vorrichtung 22', bei der es sich um ein Spiegelbild der Vorrichtung 22 handelt, ist auf der gegenüberlie­ genden Seite des Moduls angeordnet. Ein oberer Werk­ zeugmodul 24 ist an der Unterseite der Ramme 14 mit­ tels einer oberen Klemmvorrichtung 26 befestigt. So­ wohl die untere als auch die obere Klemmvorrichtung 22 und 26 sind derart ausgebildet, daß sie beim Lösen und Entfernen der beiden befestigten Werkzeugmodule sowie bei der Befestigung eines weiteren Satzes von Aus­ tausch-Werkzeugmodulen sehr rasch und zuverlässig ar­ beiten.

Wie am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, bein­ haltet der obere Werkzeugmodul 24 eine Befestigungs­ platte 32 mit einer ebenen Befestigungsfläche 34, die an einer nach unten weisenden Oberfläche 36 einer obe­ ren Platte 38 befestigt ist. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, besitzt die obere Platte 38 zwei T-för­ mige Ausschnitte 40, die sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite ausgebildet sind und deren jeder ein I-förmiges Klemmelement 42 enthält. Jedes Klemmelement 42 besitzt einen Schaft 44, ein Schwenk­ ende 46 und ein Klemmende 48. Die Schwenkenden der I-förmigen Klemmelemente auf jeder Seite sind an der oberen Platte mittels Gelenkstiften 50 schwenkbar an­ gebracht, die sich durch in der oberen Platte ausge­ bildete Öffnungen sowie damit ausgefluchteten Öffnun­ gen hindurcherstrecken, die durch die Schwenkenden 46 hindurch ausgebildet sind. Jedes der Klemmelemente 42 ist um seinen jeweiligen Gelenkstift 50 von einer ge­ schlossenen Position, die in durchgezogenen Linien 52 angedeutet ist, in eine geöffnete Position, die durch gestrichelte Linien 54 angedeutet ist, frei ver­ schwenkbar, indem eine Bewegung in Richtung des Pfeils 56 erfolgt, wie dies am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Das Klemmende 48 jedes Klemmelements 42 eine nach oben weisende winkelige Fläche 58, die einen Winkel 59 mit einer horizontalen Linie 61 bildet, die im wesentli­ chen parallel zu der Oberfläche der Grundplatte 12 ist, wie dies in Fig. 7 zu sehen ist. Der Winkel 59 beträgt ca. 6 Grad bis ca. 16 Grad, wobei es sich in bevorzugterer Weise um einen Winkel von ca. 11° han­ delt. Die winkelige Fläche 58 ist zum Angreifen an Ecken 60 ausgebildet, wenn sich die Klemmelemente 42 in ihrer geschlossenen Position befinden, sowie dazu die Befestigungsfläche 34 der Befestigungsplatte 32 fest gegen die nach unten weisende Oberfläche 36 der oberen Platte 26 drücken. Es sind zwei Durchführungen 62 in Ausfluchtung mit den einander gegenüberliegenden Klemmelementen 42 durch die obere Platte hindurch aus­ gebildet, wie dies in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist. In jeder Durchführung 62 ist eine Druckfeder 64 ange­ ordnet, wie dies am besten in Fig. 2 zu sehen ist, wobei diese in der dargestellten Weise eine Endab­ deckung 66 an jedem Ende aufweist. Ein Paar relativ langer Stangen 68 mit einem vergrößerten Kopf 70 an dem einen Ende und einem Gewindebereich 72 an dem an­ deren Ende ist im Inneren der Druckfeder 64 angeordnet und erstreckt sich durch Öffnungen in den beiden End­ abdeckungen hindurch. Der Kopf 70 der einen Stange liegt an der Außenfläche der einen Endabdeckung an, während sich ihr Gewindebereich 72 durch ein in dem gegenüberliegenden Klemmelement 42 ausgebildetes Lang­ loch 74 hindurcherstreckt. In entsprechender Weise liegt der Kopf 70 der anderen Stange an der Außenfläche der anderen Endabdeckung an, während sich ihr Gewindebereich 72 durch ein in dem gegenüberlie­ genden Klemmelement 42 ausgebildetes Langloch 74 hin­ durcherstreckt. Muttern 76 sind auf die Gewindebe­ reiche 72 in Anlage an den I-förmigen Klemmelementen 42 aufgeschraubt, so daß die Druckfeder 64 etwas zu­ sammengedrückt wird. Die Wirkung der Druckfeder 64, die die beiden Endabdeckungen 66 in Richtung nach außen drückt, veranlaßt die beiden Stangen 68, die beiden I-förmigen Klemmelemente 42 in Richtung auf ihre geschlossene Position zu bewegen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, so daß die winkeligen Flächen 58 in Keileingriff mit den Ecken 60 der oberen Werkzeug­ befestigungsplatte 32 gedrückt werden, um dadurch den oberen Werkzeugmodul 24 an der oberen Platte 26 zu befestigen. Es ist wichtig, daß der Winkel 59 derart gewählt wird, daß beim Drücken der beiden I-förmigen Klemmelemente 42 in Keileingriff mit den Ecken 60 eine ausreichende, in bezug auf Fig. 2 nach oben gehende Klemmkraft auf die Befestigungsplatte 32 ausgeübt wird, ohne daß es zu einem Verklemmen der winkeligen Flächen 58 an den Ecken kommt. Falls der Winkel 59 zu klein ist, kommt es zu einem Verklemmen, wodurch es schwierig wird, die Klemmeinrichtungen zu lösen. Ist der Winkel 59 zu groß, erzielt man keinen Keileingriff und es ist nur eine sehr geringe Klemmwirkung vorhan­ den. Die I-förmigen Klemmelemente 42 werden in ihre in Fig. 2 in gestrichelten Linien 54 dargestellten, ge­ öffneten Positionen mittels eines Paares von Steu­ erflächenleisten 80 nach außen bewegt, die in Schlitzen 82 verschiebbar sind, die in jeder Seite der oberen Platte 26 ausgebildet sind. Die Steuerflächenleisten sind in einer Richtung verschieb­ bar, die parallel zu den Gelenkstiften 50 ist. Wie am besten in den Fig. 8 und 9 zu sehen ist, beinhalten die Steuerflächenleisten 80 einen Schaft 84 sowie ei­ nen ersten und einen zweiten Vorsprung 86 und 88, die eine erste bzw. zweite Steuerfläche 90 und 92 aufwei­ sen. Ein Langloch 94 ist zwischen den beiden Vorsprün­ gen 86 und 88 durch den Schaft 84 hindurch ausgebildet und dient zur Aufnahme eines Stifts 96. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Stift 96 in einer Öffnung 98 an­ geordnet, die in der oberen Platte 26 derart ausgebil­ det ist, daß sie den Schlitz 82 schneidet. Eine ähnli­ che Anordnung aus einer Öffnung 98 und einem Stift 96 schneidet den gegenüberliegenden Schlitz 82. Jeder Stift 96 erstreckt sich durch ein jeweiliges Langloch 94 hindurch und dient zum Begrenzen der Bewegung der Steuerflächenleisten 80. Wenn die Steuerflächenleisten 80 in bezug auf Fig. 3 nach links bewegt werden, grei­ fen die Steuerflächen 90 und 92 an den Schäften 44 der vier I-förmigen Klemmelemente 42 auf jeder Seite der oberen Platte 26 an und bewegen diese entgegen der Drückkraft der Feder 64 steuerflächenartig nach außen in ihre geöffnete Position, wie dies in Fig. 2 in un­ terbrochenen Linien 54 dargestellt ist. Eine Öffnung 98 ist in dem Ende der Steuerflächenleiste 80 ausge­ bildet, durch die ein Werkzeug eingeführt werden kann, um bei der Bewegung der Steuerflächenleiste 80 nach links mitzuhelfen.

Wie am besten in den Fig. 2, 3 und 6 zu sehen ist, weisen die unteren Klemmvorrichtungen 22 und 22' U-förmige Befestigungsblöcke 106 und 106' auf, die je­ weils ein Spiegelbild des anderen Blocks sind. Die Befestigungsblöcke 106 und 106' sind an der Grundplat­ te mittels Schrauben 104 angebracht, die sich durch Durchgangsöffnungen in den Befestigungsblöcken hin­ durch sowie in Gewindeöffnungen in der Grundplatte hineinerstrecken. Ein unteres Klemmelement 108 ist in einem Ausschnitt 110 angeordnet, der die U-Form des Befestigungsblocks bildet, und ist an dem Befesti­ gungsblock mittels eines Schwenkstifts 112 schwenkbar angebracht, der sich durch beide Seiten des U-förmigen Befestigungsblocks und durch das untere Klemmelement hindurcherstreckt. Mit dem Befestigungsblock 106 ist ein Kegelstift 114 gekoppelt, der eine erste kegelige Fläche 116, einen Bereich 118 großen Durchmessers an dem einen Ende der ersten kegeligen Fläche sowie einen Bereich 120 kleinen Durchmessers an dem anderen Ende der ersten kegeligen Fläche aufweist. Die kegelige Fläche 116 bildet einen Winkel 117 mit der Achse des Kegelstifts 114, der ca. 6 Grad bis ca. 16 Grad oder in bevorzugterer Weise ca. 11 Grad beträgt, wobei der Zweck hierfür noch erläutert wird. Der Bereich 120 kleinen Durchmessers erstreckt sich durch eine Schlupfpassungsöffnung 122 in dem einen Ende des Befe­ stigungsblocks 106, und der Bereich 118 großen Durch­ messers erstreckt sich durch eine Schlupfpassungsöff­ nung 124 in dem anderen Ende des Befestigungsblocks hindurch, so daß der Kegelstift innerhalb der Schlupf­ passungsöffnungen frei axial verschiebbar ist. Der Bereich 120 kleinen Durchmessers erstreckt sich weit aus dem Befestigungsblock 106 heraus sowie durch eine Druckfeder 126 hindurch, die durch eine Unterlegschei­ be 128 und einen Festhaltering 130 in ihrer Position festgehalten ist, der in eine Nut am Ende des Bereichs 120 kleinen Durchmessers eingepaßt ist, wie dies am besten in Fig. 6 zu sehen ist. Die Druckfeder 126, die zwischen dem Festhaltering und der Unterlegscheibe sowie dem Befestigungsblock 106 eingeschlossen ist, spannt den Kegelstift in Richtung nach links in seine geschlossene Position vor, wie dies in Fig. 6 zu sehen ist. Wenn der Kegelstift 114 in bezug auf Fig. 6 nach links gedrückt ist, greift die erste kegelige Fläche 116 an einer zweiten kegeligen bzw. winkeligen Fläche 136 an, die in einem Ende des unteren Klemmelements 108 ausgebildet ist und an die erste kegelige Fläche angepaßt ist, wie dies am besten in den Fig. 10, 11, 12 und 13 zu sehen ist. Das untere Klemmelement 108 besitzt zwei gegenüberliegende parallele Seiten 138 und 140, die in verschiebbarer Weise in den Ausschnitt 110 des U-förmigen Befestigungsblocks 106 passen, so­ wie eine Schlupfpassungsöffnung 142 zum Aufnehmen des Stifts 112, so daß das untere Klemmelement frei um den Stift schwenkbar ist, und zwar ohne nennenswertes Spiel in seitlicher Richtung. Das untere Klemmelement 108 weist eine Anlagefläche 144 auf, die an einer un­ teren Befestigungsplatte 146 angreift, die an dem un­ teren Werkzeugmodul 20 angebracht ist. Wenn der Kegel­ stift 114 in der in Fig. 6 gezeigten Weise durch die Druckfeder in seine geschlossene Position gedrängt ist, greift die erste kegelige Fläche 116 in sich ver­ keilender Weise an der zweiten kegeligen Fläche 136 an, wodurch das untere Klemmelement 108 zur Ausführung einer derartigen Schwenkbewegung veranlaßt wird, daß seine Anlagefläche 144 gegen die Befestigungsplatte gedrückt wird und dadurch der untere Befestigungsmodul an der Grundplatte befestigt wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Es ist wichtig, daß der Winkel 117 der ersten und der zweiten kegeligen Fläche derart gewählt wird, daß beim Drücken der ersten kegeligen Fläche 116 in Keileingriff mit der zweiten kegeligen Fläche 136 durch die Druckfeder 126 eine ausreichende, in bezug auf Fig. 2 nach unten gehende Klemmkraft auf die unte­ re Befestigungsplatte 146 ausgeübt wird, ohne daß es zu einen gegenseitigen Blockieren der beiden kegeligen Flächen kommt. Wenn der Winkel 117 geringer ist als 10 Grad ist, können die beiden kegeligen Flächen Flächen sich gegenseitig blockieren, wodurch es schwierig wird, die Klemmeinrichtungen zu lösen. Ist der Winkel 117 zu groß, erreicht man keinen sich verkeilenden Eingriff, und es ist nur eine geringe Klemmwirkung vorhanden.

Die unteren Klemmelemente 108 werden dadurch gelöst, daß der Kegelstift 114 von dem U-förmigen Befesti­ gungsblock 106 nach außen bewegt wird, und zwar in bezug auf Fig. 6 nach rechts. Eine Ziehstange 150 be­ sitzt ein rechtes abgewinkeltes Ende 152, das in Ein­ griff mit dem Ende des Bereichs 120 mit kleinem Durch­ messer angeordnet ist, wie dies in den Fig. 3 und 14 zu sehen ist. Die Ziehstange liegt auf der Oberfläche der Grundplatte 12 auf und ist in seitlicher Richtung gehaltert, und zwar auf der einen Seite durch den U-förmigen Block 106 und auf der anderen Seite durch einen Führungsblock 154, der an der Grundplatte mit­ tels Schrauben 156 angebracht ist, die sich durch Durchgangsöffnungen in dem Führungsblock hindurch so­ wie in Gewindeöffnungen in der Grundplatte hineiner­ strecken. Der zwischen dem Führungsblock und dem U-förmigen Block vorhandene Raum ermöglicht eine freie Bewegung der Ziehstange in Längsrichtung ohne nennens­ wertes seitliches Spiel. Die Ziehstange 150 weist ein durch diese hindurch ausgebildetes Langloch 158 mit einem nach unten abgebogenen Bereich 160 auf, wie dies am besten in Fig. 3 zu sehen ist. Ein Stift 162 er­ streckt von dem Führungsblock 154 weg sowie durch das Langloch 158 hindurch und dient zum Begrenzen der in Längsrichtung erfolgenden Bewegung der Ziehstange 150 sowie zum Festhalten der Ziehstange zwischen dem U-förmigen Block und dem Führungsblock. Ein weiteres rechtwinklig abgebogenes Ende 164 ist an dem außensei­ tigen Ende der Ziehstange 150 ausgebildet und dient zum Ergreifen desselben von Hand bei der Bewegung der Ziehstange. Wenn die Ziehstange in bezug auf die Fig. 3 und 14 nach links bewegt wird, wird der Kegelstift 114 aus seiner in Fig. 14 gezeigten geschlossenen Po­ sition in seine in Fig. 15 gezeigte geöffnete Position bewegt. An diesem Punkt wird das Ende 164 der Zieh­ stange 150 leicht angehoben, so daß der nach unten abgebogene Bereich 160 des Langlochs 158 mit dem Stift 162 in Eingriff tritt, um dadurch die Ziehstange 150 entgegen der Drückkraft der Feder 126 in der in Fig. 15 gezeigten Position zu halten. Ein weiterer Stift 166 erstreckt sich oberhalb der Ziehstange 150 von dem Führungsblock 154 weg und dient als Steuerflächen­ punkt, wenn das Ende 164 nach unten gedrückt wird, um den Stift 162 von dem Bereich 160 nach oben in das Langloch 158 zu bewegen, so daß die Drückstange und der Kegelstift 116 in die geschlossene Position zu­ rückgeführt werden können, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt die Grundplatte 12 drei Stifte 168, die sich von der Grundplatte 12 nach oben auf eine Höhe über der unteren Befestigungsplatte 146 erstrecken und eine ungefähre Anordnungsstelle für den unteren Werkzeugmodul 20 schaffen, der in gestri­ chelten Linien dargestellt ist. Ein Paar Festlegestif­ te 170 wird zum sehr exakten Positionieren des unteren Werkzeugmoduls in bezug auf die Maschine 10 verwendet. Die Position dieser Stifte wird auf einer Genauigkeit gehalten, die besser ist als plus oder minus 0,00005 Inch (ca. 0,001 mm). Die Festlegestifte 170 erstrecken sich von der Grundplatte 12 nach oben über eine Distanz, die etwas geringer ist als die Dicke der un­ teren Befestigungsplatte 146, wobei sie sich in mit­ einander ausgefluchtete enge Schlupfpassungsöffnungen 172 hineinerstrecken. Da sich die Stifte 168 höher über die Grundplatte 12 hinauserstrecken als die Fest­ legestifte 170, läßt sich der untere Werkzeugmodul 20 in einfacher Weise in der Maschine 10 montieren, indem man einfach die untere Befestigungsplatte 146 oben auf die Festlegestifte 170 aufsetzt und man den Modul in Richtung auf die groben Festlegestifte 168 schiebt, bis die Seiten der unteren Befestigungsplatte an den Stiften 168 anliegen. Eine sehr geringe weitere Bewe­ gung des unteren Werkzeugmoduls ermöglicht, daß die Öffnungen 172 mit den Festlegestiften 170 in Ausfluch­ tung kommen und der Modul in Position auf der Grund­ platte nach unten fällt, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist.

Ein Werkzeugmodul-Hebemechanismus 176, wie er in den Fig. 4, 18 und 19 gezeigt ist, beinhaltet eine schwenkbare Welle 178, die sich in einem Schlitz 180 bewegt, der in der oberen Oberfläche der Grundplatte 12 ausgebildet ist. Ein Paar Hebestifte 182 erstreckt sich von einer Seite der Welle 178 weg und ist in zwei Freiraumaussparungen 184 angeordnet, die in der Grund­ platte in den Schlitz 180 schneidender Weise sowie direkt unter dem unteren Werkzeugmodul 20 ausgebildet sind, wie dies in der Zeichnung zu sehen ist. Eine Festhalteplatte 186 ist über einem Bereich des Schlit­ zes 180 an einer von dem unteren Werkzeugmodul abgele­ genen Stelle positioniert und mittels Schrauben 188 in ihrer Position festgelegt, die sich durch Durchgangs­ löcher in der Platte hindurch sowie in Gewindeöffnun­ gen in der Grundplatte 12 hineinerstrecken. Ein Hand­ griff 190 ist an dem Ende der Welle 180 durch irgend­ ein geeignetes Mittel angebracht, wie z. B. einen Stift oder eine Stellschraube. Die Hebestifte 182 sind ausreichend lang, so daß bei der Bewegung des Hand­ griffs in die in Fig. 19 gezeigte Position die Hebe­ stifte nach oben verschwenkt werden und an der Boden­ fläche der unteren Befestigungsplatte 146 angreifen und den unteren Werkzeugmodul 20 nach oben anheben sowie von den Festlegestiften 170 abheben. Der untere Werkzeugmodul läßt sich dann in einfacher Weise aus der Maschine entfernen.

In ähnlicher Weise beinhaltet die obere Platte 26 ein Paar sehr exakt positionierter Festlegestifte 196, die sich über eine Distanz nach unten erstrecken, die et­ was geringer ist als die Dicke der oberen Befesti­ gungsplatte 32, wobei sich die Festlegestifte 196 in Festlegeausfluchtung mit engen Schlupfpassungsöffnun­ gen 198 befinden, die in der oberen Befestigungsplatte ausgebildet sind, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. Wenn der obere und der untere Werkzeugmodul 24 und 20 in der Maschine 10 montiert werden, werden sie übli­ cherweise als eine einzige, verbundene Einheit gehand­ habt. Die Ramme 14 wird vollständig zurückgezogen, und der untere Modul, mit dem der obere Modul verbunden ist, wird in der vorstehend beschriebenen Weise in Eingriff mit den Festlegestiften 170 gebracht, und die untere Klemmvorrichtung 22 wird in der in der Fig. 16 gezeigten Weise in die geschlossene Position bewegt. Die Ramme 14 wird dann zunehmend nach unten bewegt, bis die Festlegestifte 196 an den Festlegeöffnungen 198 angreifen und in diese eintreten und die obere Platte 26 an der oberen Befestigungsplatte 32 an­ greift. Die beiden Steuerflächenleisten 80 werden dann nach innen gedrückt, so daß die erste und die zweite Steuerfläche 90 und 92 den vier I-förmigen Klemmele­ menten 42 unter der Drückkraft der Feder 64 ein Ver­ schwenken nach innen in ihre geschlossenen Positionen ermöglichen und die winkeligen Flächen 58 mit den Ecken 60 in Verkeilungseingriff bzw. Klemmeingriff treten, um dadurch den oberen Werkzeugmodul an der Ramme 14 zu befestigen. Wenn der obere und der untere Werkzeugmodul entfernt werden sollen, wird die Ramme 14 in bezug auf die Grundplatte 14 in ihre tiefste Position bewegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, so daß die Steuerflächen 90 und 92 die vier I-förmigen Klemmelemente 42 zur Ausführung einer Schwenkbewegung nach außen in ihre geöffneten Positionen veranlassen, wie dies in Fig. 2 in gestrichelten Linien 54 darge­ stellt ist. Die Ramme 14 wird dann gut nach oben in die in Fig. 16 gezeigte Position angehoben, so daß sie von den Werkzeugmodulen wegbewegt ist. Die beiden Ziehstangen 150 werden dann in bezug auf Fig. 16 nach außen gezogen, bis der Stift 162 in den nach unten abgewinkelten Bereich 160 des Langlochs 158 eintritt, um dadurch die Ziehstangen sowie ihre zugehörigen Ke­ gelstifte 114 in ihren geöffneten Positionen zu hal­ ten. Die unteren Klemmelemente 108 werden dann unter der Drückkraft von Federn 200, die in der in Fig. 2 gezeigten Weise in Öffnungen in den Klemmelementen enthalten sind, um ihre Schwenkstifte 112 verschwenkt, und sie drücken gegen den Boden ihres jeweiligen U-förmigen Elements 106, wobei sich die unteren Klemm­ elemente in ihre geöffneten Positionen bewegen, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Danach wird der Handgriff 190 in die in Fig. 19 gezeigte Position angehoben, und die miteinander verbundenen Werkzeugmodule 24 und 20 werden etwas nach vorne geschoben, so daß die Festle­ gestifte 170 und die Öffnungen 172 außer Ausfluchtung geraten. Der Handgriff wird dann in seine ursprüngli­ che Position abgesenkt, und die beiden Werkzeugmodule werden entlang der Oberseiten der Festlegestifte 170 aus der Maschine 10 herausgeschoben. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, besitzt die Ramme drei Stifte 194, die sich von der Ramme über eine unterhalb der oberen Be­ festigungsplatte 32 gelegene Distanz nach unten er­ strecken und eine ungefähre Anordnungsstelle für den oberen Werkzeugmodul 24 schaffen, und zwar in ähnli­ cher Weise wie bei den Stiften 168 in bezug auf den unteren Werkzeugmodul 20. Diese Stifte 194 werden nur dann zum ungefähren Festlegen des oberen Werkzeugmo­ duls 24 verwendet, wenn der obere Werkzeugmodul allei­ ne montiert wird.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sich die Werkzeugklemmsysteme zum Entfernen der Werkzeugmodule rasch öffnen lassen und bei der erneuten Montage der Werkzeugeinrichtungen in der Maschine wieder rasch schließen lassen. Dadurch wird eine wesentliche Reduzierung der unproduktiven Stillstandszeit der Maschine erreicht, und es ermög­ licht ein rasches Entfernen einer Werkzeugeinrichtung durch eine relativ ungeübte Bedienungsperson, um übli­ che Probleme, wie z. B. gezogene Ansätze oder Pfosten, zu beheben. Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine zuverlässige Einrichtung zum Austauschen der Werkzeugeinrichtungen mit einem minimalen Risiko einer unbeabsichtigten Beschädigung der Werkzeugeinrichtun­ gen und der Maschine. Ferner sind der obere und der untere Werkzeugmodul während des Betriebs ohne die Notwendigkeit von Ausfluchtungspfosten und Lagern in gegenseitiger Ausfluchtung gehalten, wodurch be­ trächtlich höhere Betriebsgeschwindigkeiten ermöglicht werden.

Claims (10)

1. Stanz- und Formmaschine (10) mit einem Rahmen, einer an dem Rahmen angebrachten Grundplatte (12), einer Ramme (14), die zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung in dem Rahmen in einer ersten Richtung auf die Grundplatte (12) zu und in einer zweiten Richtung von dieser weg ausgebildet ist, mit Werkzeugeinrichtungen, die einen ersten Werk­ zeugmodul (24) und einen zweiten Werkzeugmodul (20) aufweisen, der zur Ausführung eines Stanz- und Formvorgangs mit dem ersten Werkzeugmodul in Verbindung bringbar ist, mit einer ersten Klemm­ vorrichtung (42, 60, 64, 66, 68) zum Befestigen des ersten Werkzeugmoduls (24) an der Ramme (14) und mit einer zweiten Klemmvorrichtung (106, 108, 114, 126) zum Befestigen des zweiten Werkzeugmo­ duls (20) an der Grundplatte (12), dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Klemmvorrichtung ein erstes Klemm­ element (42) aufweist, das mit der Ramme (14) zur Ausführung einer Bewegung auf den ersten Werkzeug­ modul (24) zu und von diesem weg gekoppelt ist, wobei das erste Klemmelement eine winkelige Fläche (58) besitzt,
und daß die erste Klemmvorrichtung ein Federele­ ment (64) aufweist, das mit dem ersten Klemmele­ ment (42) gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, das erste Klemmelement in Richtung auf den ersten Werkzeugmodul (24) zu drängen, so daß die winkeli­ ge Fläche (58) in Verkeileingriff mit einer Kante (60) des ersten Werkzeugmoduls tritt und die Befe­ stigung des ersten Werkzeugmoduls (24) an der Ram­ me (14) bewerkstelligt.

2. Maschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmelement (42) an der Ramme (14) schwenkbar angebracht ist und die Bewegung des ersten Klemmelements eine Schwenkbewegung ist.

3. Maschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Klemmelement (42), das dem ersten Klemmelement im wesentlichen ähnlich ist und an der Ramme (14) auf einer dem ersten Klemmelement (42) gegenüberliegenden Seite des ersten Werkzeugmoduls (24) schwenkbar ange­ bracht ist, wobei es sich bei der Bewegung des zweiten Klemmelements um eine Schwenkbewegung han­ delt und das Federelement (64) mit dem zweiten Klemmelement gekoppelt ist, so daß sowohl das erste als auch das zweite Klemmelement in Richtung auf den ersten Werkzeugmodul (24) gedrängt sind, so daß die winkeligen Flächen (58) des ersten und des zweiten Klemmelements in Verkeileingriff mit gegenüberliegenden Kanten (60) des ersten Werk­ zeugmoduls treten und die Befestigung des ersten Werkzeugmoduls (24) an der Ramme (14) bewerkstel­ ligen.

4. Maschine (10) nach einem der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement fol­ gendes aufweist:

• (a) eine Druckfeder (64);
• (b) eine erste und eine zweite Endabdeckung (66), von denen je eine an jedem Ende der Druckfeder (64) angeordnet ist;
• (c) eine erste und eine zweite langgestreckte Stange (68), die an ihrem einen Ende jeweils einen vergrößerten Kopf (70) aufweisen und an ihrem anderen Ende (72) jeweils mit einem Ge­ winde versehen sind; und
• (d) ein Paar Muttern (76), die jeweils auf jedes mit Gewinde versehene Ende der ersten und der zweiten länglichen Stange (68) aufgeschraubt sind,

wobei sich die erste längliche Stange (68) durch eine Öffnung in der ersten Endabdeckung (66) hin­ durcherstreckt, so daß ihr vergrößerter Kopf (70) an der ersten Endabdeckung (66) anliegt, und sich ihr mit Gewinde versehenes Ende (72) durch eine Öffnung in der zweiten Endabdeckung (66) hindurch­ erstreckt und mit dem zweiten Klemmelement (42) gekoppelt ist, und wobei sich die zweite längliche Stange (68) durch eine Öffnung in der zweiten End­ abdeckung (66) hindurcherstreckt, so daß ihr ver­ größerter Kopf (70) an der zweiten Endabdeckung (66) anliegt, und sich ihr mit Gewinde versehenes Ende (72) durch eine Öffnung in der ersten Endab­ deckung (66) hindurcherstreckt und mit dem ersten Klemmelement (42) gekoppelt ist.

5. Stanz- und Formmaschine (10) mit einem Rahmen, einer an dem Rahmen angebrachten Grundplatte (12), einer Ramme (14), die zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung in dem Rahmen in einer ersten Richtung auf die Grundplatte (12) zu und in einer zweiten Richtung von dieser weg ausgebildet ist, mit Werkzeugeinrichtungen, die einen ersten Werk­ zeugmodul (24) und einen zweiten Werkzeugmodul (20) aufweisen, der zur Ausführung eines Stanz- und Formvorgangs mit dem ersten Werkzeugmodul in Verbindung bringbar ist, mit einer ersten Klemm­ vorrichtung (42, 60, 64, 66, 68) zum Befestigen des ersten Werkzeugmoduls (24) an der Ramme (14) und mit einer zweiten Klemmvorrichtung (106, 108, 114, 126) zum Befestigen des zweiten Werkzeugmo­ duls (20) an der Grundplatte (12), dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klemmvor­ richtung folgendes aufweist:
ein drittes Klemmelement (108), das mit der Grund­ platte (12) zur Ausführung einer Bewegung in Rich­ tung auf den zweiten Werkzeugmodul (20) zu und von diesem weg gekoppelt ist, wobei das dritte Klemm­ element (108) eine erste winkelige Fläche (136) aufweist;
ein erstes Verkeilelement (114), das eine erste Keilfläche (116) aufweist, wobei das erste Ver­ keilelement mit der Grundplatte (12) gekoppelt ist und zur Ausführung einer Bewegung in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zu der Grund­ platte ausgebildet ist;
und eine Federeinrichtung (126), die mit der Grundplatte gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, das erste Verkeilelement (116) in die erste Rich­ tung zu drängen, so daß die erste Keilfläche in Verkeileingriff mit der ersten winkeligen Fläche (136) tritt und dadurch das dritte Klemmelement (108) dazu veranlaßt, an dem zweiten Werkzeugmodul anzugreifen und die Befestigung des zweiten Werk­ zeugmoduls (24) an der Grundplatte (12) zu bewerk­ stelligen.

6. Maschine (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Klemmele­ ment (108) an der Grundplatte (12) schwenkbar an­ gebracht ist und es sich bei der Bewegung des dritten Klemmelements um eine Schwenkbewegung han­ delt.

7. Maschine (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste winkelige Fläche (136) in einem Winkel von ca. 5 Grad bis ca. 30 Grad zu der Grundplatte (12) angeordnet ist.

8. Maschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Befestigungskonsole (106), die an der Grundplatte (12) starr ange­ bracht ist und durch die hindurch eine Bohrung (122) ausgebildet ist, wobei das erste Verkeilele­ ment (114) einen zylindrischen Fortsatz (120) auf­ weist, der sich von einem Ende desselben in Gleit­ eingriff mit der Bohrung (122) erstreckt, um das erste Verkeilelement (114) während der Bewegung in der ersten Richtung zu führen.

9. Maschine (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klemmvor­ richtung weiterhin folgendes aufweist:
ein viertes Klemmelement (108), das dem dritten Klemmelement (108) im wesentlichen ähnlich ist und eine zweite winkelige Fläche (136) aufweist und an der Grundplatte (12) auf einer dem dritten Klemm­ element (108) gegenüberliegenden Seite des zweiten Werkzeugmoduls (20) schwenkbar angebracht ist;
ein zweites Verkeilelement (114), das dem ersten Verkeilelement (114) im wesentlichen ähnlich ist und eine zweite Keilfläche (116) aufweist und mit der Grundplatte (12) gekoppelt ist sowie zur Aus­ führung einer Bewegung in der ersten Richtung aus­ gebildet ist; und
eine zweite Federeinrichtung (126), die mit der Grundplatte gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, das zweite Verkeilelement (114) in die erste Richtung zu drängen, so daß die zweite Keilfläche (116) in Verkeileingriff mit der zweiten winkeli­ gen Fläche (136) tritt und dadurch das vierte Klemmelement (108) dazu veranlaßt, an dem zweiten Werkzeugmodul anzugreifen und die Befestigung des zweiten Werkzeugmoduls (20) an der Grundplatte (12) zu bewerkstelligen.

10. Stanz- und Formmaschine (10) mit einem Rahmen, einer an dem Rahmen angebrachten Grundplatte (12), einer Ramme (14), die zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung in dem Rahmen in einer ersten Richtung auf die Grundplatte (12) zu und in einer zweiten Richtung von dieser weg ausgebildet ist, mit Werkzeugeinrichtungen, die einen ersten Werk­ zeugmodul (24) und einen zweiten Werkzeugmodul (20) aufweisen, der zur Ausführung eines Stanz- und Formvorgangs mit dem ersten Werkzeugmodul in Verbindung bringbar ist, mit einer ersten Klemm­ vorrichtung (42, 60, 64, 66, 68) zum Befestigen des ersten Werkzeugmoduls (24) an der Ramme (14) und mit einer zweiten Klemmvorrichtung (106, 108, 114, 126) zum Befestigen des zweiten Werkzeugmo­ duls (20) an der Grundplatte (12), gekennzeichnet durch:
erste Festlegestifte (196), die mit der Ramme (14) gekoppelt sind und von dieser wegragen und sich in jeweilige erste Festlegeöffnungen (198) in dem ersten Werkzeugmodul (24) hineinerstrecken; und durch
zweite Festlegestifte (170), die mit der Grund­ platte (12) gekoppelt sind und von dieser wegragen und sich in jeweilige zweite Festlegeöffnungen (172) in dem zweiten Werkzeugmodul (20) hineiner­ strecken,
wobei es sich bei den ersten und den zweiten Fest­ legestiften (196, 170) und bei den ersten und den zweiten Festlegeöffnungen (198, 172) um die einzi­ gen Mittel zum Aufrechterhalten der gegenseitigen Ausfluchtung des ersten und des zweiten Werkzeug­ moduls (24, 20) während des Betriebs der Maschine handelt.