Stanzmaschinen und/oder 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 hohem Druck in Anschlag (bei Prägemaschinen) oder zum Durchschlag (bei Stanzmaschinen) gebracht wird.

Im ersten Fall wird von Prägung gesprochen, im zweiten Fall von einer Stanzung. Bei der Stanzung wird das Material in der Form des Stempels resp. der Matrize aus dem Werkstück entfernt, bei der Prägung wird eine plastische Verformung des betreffenden Materials im Werkstück erzielt. Es gibt dazwischen auch Mischformen, bei welchem beispielsweise bügelartige Bereiche aus einer ursprünglich geschlossenen Werkstückoberfläche gebildet werden sollen. Dabei wird der betreffende Bereich durch den Stempel zum Teil aus dem Werkstück ausgestanzt, verbleibt aber über Brücken dennoch mit dem Werkstück verbunden.

Wenn als Werkstücke derartiger Maschinen vornehmlich Metalle bearbeitet werden, bedingt dies, dass die mit dem Stempel aufzubringenden Kräfte sehr gross sein müssen, um plastische Verformung oder Trennung des Materials zu erreichen.

Die Kräfte werden nun herkömmlicherweise entweder mechanisch über eine Exzenterwelle oder hydraulisch 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 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.

Gerade bei der Bearbeitung von zylindrischen Hohlkörpern treten nun Probleme einerseits aufgrund der teilweise sehr kleinen Abmessungen der Werkstücke auf und andererseits bei der Positionierung des Stempels und Matrize auf. Dies insbesondere, wenn das zylindrische Werkstück entlang seines Umfanges an bestimmten, häufig in regelmässigem Abstand befindlichen Stellen bearbeitet werden soll.

Herkömmliche mechanische Maschinen, welche für die Bearbeitung der Werkstücke von Innen nach Aussen konzipiert sind, können wegen der grossen Hubbewegungen des Stempels für kleine Werkstücke nicht eingesetzt werden, da diese Bewegungen im beschränkten Innenbereich des Werkstückes ausgeführt werden müssen. Dasselbe Problem tritt bei Maschinen für die Bearbeitung der Werkstücke von Aussen nach Innen auf, da dort die Matrize im Innenbereich des Werkstückes die notwendige Hubbewegung nicht ausführen kann.

Normalerweise werden deshalb für diesen Anwendungsbereich hydraulische Maschinen eingesetzt. Dabei werden der kurzhubige Stempel und die Matrize zwar auf einer gemeinsamen Führung, aber nicht miteinander zwangsgekoppelt geführt. Dies schränkt unter anderem die maximale Arbeitsgeschwindigkeit ein, was sich insbesondere bei Werkstücken auswirkt, bei welchen ein grosse Anzahl von Stanz-oder Prägevorgänge entlang ihrem Umfang durchzuführen sind.

Aus der EP 1 074 320 ist nun eine mechanische Präge-und Stanzmaschine bekannt, welche insbesondere für die Bearbeitung von zylindrischen Hohlkörpern besonders geeignet ist. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht nun darin, dass aufgrund des mechanischen Aufbaues damit die Stanzungen praktisch nur senkrecht zur Achse des Werkstückes resp. zur Achse des Antriebes der Stanzmaschine ausgeführt werden können. Wenn nun die Stanzungen in einem praktisch beliebigen Winkel zur Achse des Werkstückes ausgeführt werden müssen, kann eine solche Maschine nicht eingesetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine Stanz-resp. Prägevorrichtung zu finden, welche in Bezug auf die radiale Position zwangsgekoppelte Stanzungen resp. Prägungen in einstellbarer Winkellage der Stanz- resp. Prägeachse in Bezug auf die Werkstückachse mit hoher Genauigkeit und hoher Arbeitsgeschwindigkeit erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Durch den Einsatz eines hydraulischen Zylinders, welcher über eine Kolbenpumpe angesteuert wird, der mittels mechanischer Mittel mit der Antriebsachse des Werkzeugantriebes verbunden ist, wird die Flexibilität des hydraulisch betätigten Stempels mit der Koppelung des Werkzeugantriebes kombiniert. Damit kann einerseits eine praktisch beliebige Wirkrichtung des Stempels in Bezug auf das Werkstück erreicht resp. eingestellt werden und andererseits kann eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit bei hoher Präzision erzielt werden.

Eine solche Vorrichtung eignet sich insbesondere für das Anbringen von in Bezug auf die Achse schräg verlaufenden Öffnungen resp. Prägungen von zylindrischen Hohlkörpern, wie sie beispielsweise für automatische Getriebe in der Automobilindustrie verwendet werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss weiter vorzugsweise durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäss Ansprüchen 2 bis 10 gelöst.

Der Zylinder für den Antrieb des Stempels kann vorzugsweise entweder in einer festen Winkelposition relativ zur Werkstückachse angeordnet sein. Der Zylinder kann aber auch bezüglich dieser Winkelposition, d. h. insbesondere in Bezug auf die Richtung des Stanzwerkzeuges, einstellbar ausgebildet sein, um schnell für unterschiedliche Werkstücke eingerichtet werden zu können. Damit kann eine hohe Präzision sowohl bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten wie auch bei grossen Stückzahlen erzielt werden.

Durch den bevorzugten Einsatz von numerisch gesteuerten Antrieben lässt sich auch die Synchronisation der beiden

Antriebswellen sowohl des Werkstückes resp. des Werkstückhalters sowie der Kolbenpumpe numerisch gesteuert einstellen. Damit kann die Vorrichtung einfach und flexibel für unterschiedlichste Werkstückausführungen eingerichtet und betrieben werden.

Ein grosser Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht somit darin, bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit präzise Stanzungen resp. Prägungen in praktisch beliebigen Winkellagen zur Werkstückachse zu erzeugen.

Durch die bevorzugt Kurvenscheiben betätigte Wirkverbindung der Matrize mit der Antriebswelle der Kolbenpumpe, welche vorzugsweise über einen linear geführten Schlitten erfolgt, wird eine exakte Koppelung der Bewegungen von Matrize und Stempel erzielt, welche zudem vorteilhaft mit der Bewegung der Antriebswelle des Werkstückhalters numerisch gesteuert synchronisiert werden kann. Damit kann eine gleichbleibend hohe Präzision auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten garantiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäss aufgebaute Stanz-resp. Prägevorrichtung ; Figur 2 das Hydraulikschema einer Stanz-resp.

Prägevorrichtung nach Figur 1.

In Figur 1 ist der Längsschnitt durch den Arbeitsbereich einer erfindungsgemässen Stanz-und Prägevorrichtung dargestellt.

Die Vorrichtung weist entsprechend dem Aufbau einer bekannten mechanischen Stanz-und Prägemaschine eine Antriebswelle 1 auf, welche dem Werkstück 2 eine rotierende Teilbewegung erteilt. Der Kopf 3 dieser Antriebswelle 1 ist zum Ergreifen resp. Fassen des Werkstückes 2 ausgebildet und vermag dieses auch vertikal zu bewegen.

Das Werkstück 2 ist typischerweise ein zylindrischer Hohlkörper, welcher beispielsweise eine Innen-und - Aussenprofilierung aufweisen kann, und an welchem radial zur Mitte unter einem Winkel a in Bezug auf die Längsachse des Werkstückes 2 eine Öffnung 4, beispielsweise ein zylindrisches Loch, erstellt werden soll.

Diese Öffnung 4 wird nun mit Hilfe eines Stempels 5 erzeugt, welcher in diesem Winkel a in Bezug auf die Längsachse des Werkstückes 2 auf das Werkstück 2 einwirkt.

Das Werkstück 2 wird dazu durch den Kopf 3 der Antriebswelle 1 gegen eine Matrize 6 in der entsprechenden Position angedrückt resp. gehalten, wie dies durch die Position 2'in Figur 1 dargestellt ist.

Nach einem solchen Stanzvorgang kann nun das Werkstück 2 resp. 2'durch die Antriebswelle 1 in die nächste Winkelposition verdreht werden, um damit eine weitere Öffnung 4 an der entsprechenden Position zu erstellen.

Anstelle einer Stanzung kann die Vorrichtung in gleicher Weise auch eine Prägung am Werkstück 2 ausführen.

Diese Funktionalität der Bearbeitung des Werkstückes entspricht im Wesentlichen dem Prinzip der Kinematik von bekannten mechanischen Stanzmaschinen, insbesondere für hohlzylindrische Werkstücke. Allerdings können diese bekannten Maschinen die Stanzungen lediglich in Richtung des mechanisch betriebenen Stanzwerkzeuges, welches durch die Antriebsachse des Stanzwerkzeuges vorgeben ist, welche üblicherweise parallel zur Antriebswelle 1 des Werkstückes 2 angeordnet ist.

Durch die Verwendung eines hydraulischen Zylinders 7 für den Antrieb des Stempels 5 kann dieser nun vorteilhaft in praktisch jeder beliebigen Winkelposition zur Antriebswelle 1 angeordnet werden, wie beispielsweise unter dem Winkel zur Antriebswelle 1 ausgerichtet sein.

Der Antrieb des hydraulischen Zylinders 7 erfolgt erfindungsgemäss über eine hydraulische Kolbenpumpe 8, welche beispielsweise über eine Pleuelstange 9 mit einer zweiten Antriebswelle 10 exzentrisch verbunden ist.

Vorzugsweise sind dabei sowohl der hydraulische Zylinder 7 wie auch die hydraulische Kolbenpumpe 8 mit zweiseitig wirkenden Kolben ausgestattet, so dass gezielt sowohl die Zustellbewegung zur Stanzung resp. Prägung wie auch die Rückstellbewegung des Stempels gesteuert ausgeführt werden kann.

Der hydraulische Zylinder 7 kann nun, wie in Figur 1 dargestellt, fest mit dem Schlitten 11 der Matrize 6 verbunden sein, oder aber durch mechanische Verstellvorrichtungen in einem praktisch beliebigen Winkel a einstellbar mit dem Schlitten 11 verbunden sein.

Die hydraulische Kolbenpumpe 8 ist vorteilhaft direkt im Schlitten 11 ausgebildet resp. damit verbunden.

Der Schlitten 11 kann nun senkrecht zur Achse der Antriebswelle 1 zu-resp. rückstellbar ausgebildet sein.

Diese Bewegung kann beispielsweise entsprechend der Lösung nach EP 1 074 320 ausgebildet sein, und ebenfalls über die Antriebswelle 10 erfolgen.

Um die Matrize 6 vollständig ausser Kontakt mit dem Werkstück 2'zu bringen, kann zusätzlich zur oben beschriebenen Stellbewegung über den Kopf 3 dem Werkstück 2'eine Abhebebewegung in dessen Axialrichtung erteilt werden. Diese Abhebebewegung erfolgt vorzugsweise synchronisiert mit dem Werkstückantrieb 1 und dem Kolbenpumpenantrieb 10, beispielsweise über eine numerisch kontrollierte Steuerung.

Die hydraulische Verbindung zwischen Kolbenpumpe 8 und Zylinder 7 ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Dabei sind jeweils der Druckraum 8'der Kolbenpumpe 8 mit dem Druckraum 7'des Zylinders 7 und der Zugraum 8''der Kolbenpumpe 8 mit dem Zugraum 7"des Zylinders 7 über Leitungen 12 resp. 13 verbunden.

Die Leitung 12 wird beispielsweise über einen Druckbehälter 14 gespeist, in welchem sich Hydraulikflüssigkeit 15 befindet, welche mit einem pneumatischen Druck über die Leitung 16 beaufschlagt ist. Typischerweise wird ein pneumatischer Druck von maximal 5 bar eingesetzt. Der Vorratsbehälter weist vorteilhaft eine Einrichtung zur Überwachung des Niveaus der Hydraulikflüssigkeit 15 sowie vorzugsweise Mittel zur Abschaltung der Maschine bei

Unterschreiten eines bestimmten minimalen Niveaus auf. Als Hydraulikflüssigkeit wird beispielsweise Hydrauliköl eingesetzt.

Der Vorratsbehälter 14 ist vorteilhaft über ein Rückschlagventil 17 mit der Leitung 12 verbunden.

Die beiden Leitungen 12 und 13 sind weiter vorteilhaft über ein Kurzschlussventil 18 untereinander verbunden. Über dieses Kurzschlussventil kann ein Ausgleich der Füllmengen der Hydraulikflüssigkeit in den beiden Leitungen 12 und 13 erfolgen. Beide Leitungen 12 und 13 weisen zudem vorteilhaft jeweils mindesten ein Entlüftungsventil 19 resp. 20 auf, damit die Leitungen 12 resp. 13 sowie die entsprechenden Räume des Zylinders 7 sowie der Kolbenpumpe 8 vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt werden können, resp. allfällig in den Leitungen befindliche Luft über diese Entlüftungsventile 19 resp. 20 aus dem System abgelassen werden kann.

Zur Erzielung einer Stanzkraft von beispielsweise 40 kN kann ein Zylinder 7 und eine Kolbenpumpe 8 mit jeweils 50 mm Durchmesser eingesetzt werden, wobei die Kolbenpumpe mit einem Kolbenhub von ca. 25 mm betrieben wird.

Mit einer derartigen Vorrichtung lassen sich beispielsweise Ausnehmungen resp. Löcher und Prägungen in Hohlteile mit einem Durchmesser zwischen 80 bis 250 mm auf einfache Weise und mit kurzer Bearbeitungszeit anbringen. Dabei kann eine Arbeitsgeschwindigkeit von bis zu 200 Stanzvorgänge pro Minute erreicht werden.

Die beiden Antriebswellen 1 und 10 können beispielsweise mechanisch miteinander über ein Getriebe gekoppelt sein.

Damit wird eine zuverlässige und genaue Synchronisation erzielt. Besonders vorteilhaft können aber auch beide Antriebswellen 1 resp. 10 mit einem eigenen Antrieb versehen sein, beispielsweise einem Elektromotor (in den Figuren nicht dargestellt). Diese Motoren können nun über eine elektrische resp. elektronische Steuerung (elektronisches Getriebe), vorzugsweise mit Hilfe von NC- Technik, miteinander gekoppelt sein, und damit eine genaue Einhaltung der Teilung resp. Position der Stanzung am Werkstück garantieren. Eine solche Synchronisation ist durch bekannte hydraulische Einrichtungen nicht möglich.

Es ist klar, dass die Anordnung von Matrize 6 und Stempel 5 auch umgekehrt ausgeführt sein kann, d. h. dass das Stanzwerkzeug 5 von der Innenseite des Werkstückes 2 nach Aussen die Stanzbewegung ausführen kann, wenn dies die Platzverhältnisse es erlauben.