Anmelder: Schuler Pressen GmbH & Co. KG

Bahnhofstraße 41 73033 Göppingen

"Wechselsystem für Werkzeuge"

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schnellen Wechseln von Werkzeugen in Pressen, wie zum Beispiel Schmiedepressen, Stanzpressen oder TiefZiehpressen. Die Vorrichtung soll dabei über eine zentrale Betätigungsstelle eine kurze Werkzeugwechselzeit gewährleisten.

Stand der Technik

In vielen umformtechnischen Unternehmen ist die gegenwärtige Situation durch ein sich schnell ausweitendes Produktionsprogramm bei verminderter Stückzahl und somit steigender Kapitalbindung bei den Werkzeugen gekennzeichnet. Im Allgemeinen stehen abnehmende Losgrößen einem hohen und somit werkzeugintensiven Fertigungsniveau gegenüber.

Um die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens gegenüber

Mitbewerbern und konkurrierenden Verfahren zu erhöhen, ist es notwendig die Produktivität zu steigern und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Die durch den Werkzeugwechsel in der laufenden Produktion hervorgerufenen Maschinenstillstandzeiten sind im Wesentlichen von der Anzahl der Umformstufen und vom Umrüstaufwand der gesamten Fertigungsgruppe abhängig. Steigende Maßgenauigkeit der

umgeformten Werkstücke bei sinkenden Losgrößen erfordern schnell korrigierbare und schnell zu wechselnde Werkzeugsysteme. Um dies zu gewährleisten sind im Stand der Technik zahlreiche Schnellwechselsysteme bzw. Spannsysteme bekannt. Beispielsweise werden so genannte Halteklammern verwendet, welche Teile des Oberwerkzeuges und Teile der Werkzeugaufnahme formschlüssig umgreifen und mittels eines Betätigungsmechanismus verspannt werden. Als Betätigungsmechanismus werden unter anderem zwei Gewindespindeln mit Links- und Rechtsgewinde eingesetzt, welche durch eine gegenläufige Bewegung eine Verspannung und somit Sicherung der Halteklammern bewirken.

Nachteilig bei dieser Lösung ist die konstruktiv aufwendige und kostenintensive Gestaltung. Alternativ zu dieser Lösung existieren auf dem Markt zahlreiche Schnellwechselsysteme, bei denen die Verbindung zwischen Werkzeugaufnahme am Stößel und Oberwerkzeug bzw. zwischen Werkzeugaufnahme am Tisch und Unterwerkzeug durch ein- und ausfahrbare Keile oder Riegel hergestellt wird. Die DE 27 40 617 Al offenbart eine

Werkzeugwechselvorrichtung, bei der durch hydraulisch oder pneumatisch in das Werkzeug einfahrbare Sperrriegel das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme fixiert wird. In einer weiteren Ausbildung der beschriebenen Lösung ist vorgesehen, dass die Sperrriegel über ein parallel zur Achse der

Werkzeugaufnahme verschiebbares Gleitstück betätigt werden können, was angesichts der vorherrschenden Platzverhältnisse vorteilhaft ist. Die Verschiebung des Gleitstückes erfolgt dabei über mit Druckmittel beaufschlagte Zylinder. Die in der DE 27 40 617 Al beschriebene Ausführung hat den Nachteil, dass die zum Antrieb der Gleitstücke notwendigen Zylinder sehr viel Bauraum beanspruchen. Außerdem muss Druckmedium bereitgestellt

werden, was insbesondere an bewegten Teilen konstruktiv aufwendig ist.

Ein weiterer Nachteil ist, dass jeder Sperrriegel über einen eigenen Antrieb verfügt, was nicht nur kostenintensiv, sondern auch störanfällig ist. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten müssen die Stellungen aller Antriebszylinder sensorisch erfasst und auswertet werden.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend vom Stand der Technik ein Werkzeugwechselsystem zu entwickeln, welches einerseits robust im Aufbau ist und andererseits eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Darüber hinaus ist es die Aufgabe der Erfindung, dass das Werkzeugwechselsystem von einem zentralen Antriebsmechanismus betätigbar ist und dass die Betätigung sowohl manuell, als auch automatisch erfolgen kann .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch Verdrehen einer Kurvenscheibe in der Werkzeugaufnahme mehrere Keilschieber so bewegt werden, dass ein Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme gespannt und fixiert wird.

Die Kurvenscheibe ist dazu als Ring ausgestaltet. In dem Ring befinden sich Nuten, in denen die Keilschieber über Bolzen gelagert sind. Die Formen der Nuten sind so gestaltet, dass durch Verdrehen des Ringes, die Bolzen bzw. die an den Bolzen gelagerten Keilschieber eine Bewegung senkrecht zur Drehachse, in radialer Richtung des Ringes ausführen. Die Keilschieber

schieben sich dadurch in Vertiefungen im Werkzeug und verspannen dieses mit der Werkzeugaufnahme.

Die Verdrehung des Ringes kann beispielsweise durch ein Ritzel erfolgen, welches in eine Verzahnung am Umfang des Ringes eingreift. Angetrieben wird das Ritzel manuell oder mit marktüblichen Antrieben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem, anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Figur 1 Werkzeugwechselsystem in einer Schnittdarstellung Figur 2 Werkzeugwechselsystem in einer Draufsicht

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Werkzeugwechselsystem 1 in einer Schnittdarstellung. Das gesamte Werkzeugwechselsystem 1 ist mit mehreren Befestigungsschrauben 2 an einem hier nicht dargestellten Stößel, einem Tisch oder einem anderen Teil eines Maschinenkörpers befestigt. Die dargestellten Teile bilden eine Aufnahme für ein Ober- bzw. Unterwerkzeug. Das Ober- bzw. Unterwerkzeug ist in Figur 1 ebenfalls nicht dargestellt. Ein Aufnahmering 3 und ein Haltering 4 werden durch die Befestigungsschrauben 2 miteinander verspannt und am Stößel oder Maschinenkörper befestigt. Zwischen dem Aufnahmering 3 und dem Haltering 4 ist ein Spalt vorhanden, in dem sich ein Spannring 5 befindet. Dieser Spannring 5 ist um eine Drehachse 6 frei drehbar. Im Spannring 5 befinden sich

Nuten 8. Die Nuten 8 sind an den Stellen angeordnet, an denen das Werkzeug mit der Werkzeugwechselvorrichtung mittels Keilschieber 7 verbunden wird. Die Keilschieber 7 sind so gestaltet, dass der Spannring 5 in einer Aussparung 9 positioniert werden kann. In den Keilschiebern 7 sind

Bohrungen vorhanden in denen sich Stifte 10 befinden. Die Stifte 10 schließen an der Ober- bzw. Unterseite der Keilschieber 7 bündig ab und durchdringen den Spannring 5 durch die Nuten 8. Zwischen den Nuten 8 und den Stiften 10 gewährleisten Buchsen 11 ein verschleißarmes Gleiten entlang der Nuten 8. Die Nuten 8 können, wie in Figur 2 dargestellt, eine gradlinige Form haben, sie können aber auch eine andere Form haben um nicht-lineare Bewegungen der Keilschieber 7 zu bewirken.

Figur 2 zeigt die Werkzeugwechselvorrichtung 1 in geschlossenem Zustand, das heißt das Werkzeug 12 ist mit der Werkzeugwechselvorrichtung 1 verspannt. Die Keilschieber 7 haben sich dazu durch öffnungen 13 im Aufnahmering in die Schließposition, wie sie in Figur 1 und 2 dargestellt ist, bewegt. In dieser Position befinden sich die Keilschieber 7 in entsprechenden Aussparungen im Werkzeug 12 und verspannen dieses. Die Bewegung der Keilschieber 7 wird hervorgerufen durch ein entlang gleiten der Stifte 10 bzw. der Buchsen 11 an den Innenflächen der Nuten 8. Um dies zu bewirken, ist eine Drehung des Spannringes 5 erforderlich.

Dreht, ausgehend von der in Figur 2 dargestellten Position, der Spannring 5 gegen den Uhrzeigersinn, so gleiten die Stifte 10 mit den Buchsen 11 an den Innenflächen der sich mit dem Spannring 5 drehenden Nuten 8 entlang und die Keilschieber 7 welche mit den Stiften 10 verbunden sind, bewegen sich entlang

den öffnungen 13 in Richtung der Pfeile 14. Dadurch wird der Formschluss zwischen dem Werkzeug 12 und der Werkzeugwechselvorrichtung 1 gelöst und das Werkzeug 12 kann entlang der Achse 6 aus der Werkzeugwechselvorrichtung 1 herausbewegt werden.

Um eine Drehbewegung in den Spannring 5 einzuleiten, sind alle dem Stand der Technik bekannten Antriebe bzw. Bewegungsübertragungsmittel denkbar. Eine Möglichkeit ist in Figur 2 dargestellt. Am Spannring 5 befindet sich stirnseitig am Außendurchmesser eine Verzahlung 15. In diese Verzahnung 15 greift ein Ritzel 16 ein, welches den Spannring 5 in eine Drehbewegung versetzt. Der Antrieb des Ritzels 16 ist in Figur 2 nicht dargestellt. Alle gängigen Drehantriebe, sowohl manuell, als auch automatisierte Antriebe sind hier möglich. Aus Sicherheitsgründen kann die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung 1 mit einer Verriegelung, vorzugsweise einer mechanischen Verriegelung ausgerüstet werden. Eine beispielhafte Ausführung ist in Figur 2 dargestellt. In die Verzahnung des Ritzels 16 greift ein Sicherungsbolzen 17 ein und hindert das Ritzel 16 an einer Drehbewegung. Der Sicherungsbolzen 17 wird mittels einer Federkraft in die Verzahlung gedrückt und kann mit Hilfe eines Kreuzgriffes 18 manuell entriegelt werden. Die Ver- bzw. Entriegelung ist auch automatisiert möglich. Die Stellung des Sicherungsbolzens 17 kann über einen Sensor 19 abgefragt werden. Auch die Verdrehposition des Spannringes 5 kann sensorisch erfasst und in die Maschinensteuerung integriert werden.

Die oben beschriebenen Funktionen gelten gleichermaßen für ein Oberwerkzeug und für ein Unterwerkzeug.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens. Beispielsweise können statt der Keilschieber auch Verriegelungselemente mit einer anderen geometrischen Gestalt eingesetzt werden. Auch die Anzahl dieser

Verriegelungselemente ist frei wählbar und ist der Größe und der Form des Werkzeuges anzupassen.

Bezugszeichenliste

1. Werkzeugwechselvorrichtung

2. Befestigungsschrauben 3. Aufnahmering

4. Haltering

5. Spannring

6. Drehachse

7. Keilschieber 8. Nut

9. Aussparung

10. Stift

11. Buchsen

12. Werkzeug 13. öffnung

14. Richtungspfeil

15. Verzahnung

16. Ritzel

17. Sicherungsbolzen 18. Kreuzgriff

19. Sensor