Verfahren zur Befestigung von Werkzeugen in einer Werkzeugmaschine und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens Bei vielen Arbeitsvorgängen in Werkzeugmaschi nen, z. B. Pressen, treten Kräfte von mehreren Ton nen auf, aus welchem Grunde bisher die Werkzeuge bzw. die Werkzeughälften in diesen Maschinen im mer mit Hilfe kräftiger und oft komplizierter Befesti gungsvorrichtungen an den arbeitenden Maschinen teilen befestigt wurden, z. B. an beweglichen Press- köpfen oder Pressplatten und feststehenden Arbeits tischen, z.
B. Presstischen. Vom Gesichtspunkt der Herstellung, des Zusammenbaues und der Lagerhaltung stellen derartige Vorrichtungen wie z. B. Festspann eisen, Bolzen und andere eine fühlbare Verteuerung der maschinellen Fertigung mit solchen Maschinen dar. Ferner hat man bisher bei Massenherstellung für bestimmte Arbeitsvorgänge, insbesondere beim Stan zen und Ziehen von Blechen, oft Werkzeuge ange fertigt, die z. B. mehrere Werkzeugeinheiten mit ge nauen Abständen untereinander entsprechend den Löchern, Profilen oder anderen Formen enthalten, welche in dem jeweiligen Blech hervorgebracht wer den sollten.
Die Toleranzen pflegten hierbei in der Grössenordnung von einigen Hundertstelmillime- tern zu sein. Derartige Vielfachwerkzeuge stellen bei einer grösseren Fertigung sehr grosse Werte dar. Dazu kommen besonders bei sogenannter Versuchsherstel lung die Kosten der unproduktiven Wartezeit, bis eine grössere oder kleinere Anzahl Einzelteile in den Versuchswerkstätten mit Hilfe von mehr oder weni ger provisorischen Werkzeugen hergestellt worden sind.
Beim erfindungsgemässen Verfahren können die obengenannten traditionellen Methoden für Mehr fachwerkzeugherstellung bei Serien bis zu einer be stimmten oberen Grenze entfallen, vorausgesetzt, dass das herzustellende Einzelteil eine derartige Aus formung hat, bei der sich die Methode als zweck mässig erweist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zum Befestigen von Werkzeugen, die je aus zwei zusam menwirkenden Hälften bestehen, in einer Werkzeug maschine, die zwei gegeneinander bewegliche Teile mit je einer Anlagefläche umfasst, wird die eine Werkzeughälfte auf der einen Anlagefläche mit Hilfe eines zwischengelegten Bogens oder Streifens aus doppelseitig adhäsüvem Material befestigt.
Ferner wird die andere Werkzeughälfte derart auf die erst genannte Werkzeughälfte gesetzt, dass die zusammen arbeitenden Teile der beiden Werkzeughälften im Verhältnis zueinander lagerecht liegen und es wird ein zweiter Bogen oder Streifen aus doppelseitig ad- häsivem Material zwischen der zweiten Werkzeug hälfte und der zweiten Anlagefläche angeordnet und dann werden die die Anlageflächen aufweisenden Teile der Maschine gegeneinander bewegt, so dass die Werkzeughälften zum Anhaften an die Anlage flächen gebracht werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht, Werkzeugeinheiten vorübergehend und doch mit voller Sicherheit auf den Maschinenteilen aufzuset zen, mit diesen zu bewegen und auszutauschen, ohne dass teure Dauermehrfachwerkzeuge angefertigt zu werden brauchen. Man kann zweckmässig dazu über gehen, ein Lager von bestimmten genormten Grössen an Werkzeugeinheiten für Stanzen, Ziehen oder Bie gen zu halten, die dann bei Bedarf entweder getrennt benutzt oder zu einem gewünschten Vielfachwerk- zeug zusammengesetzt werden können.
Die wirtschaftlichen Folgen können besonders dadurch von Bedeutung sein, dass die Anfertigung von grossen Dauermehrfachwerkzeugen entfällt, die oft sehr grosse Werte darstellen, und diese durch ein Lager von einzelnen Normalwerkzeugeinheiten er setzt werden können, die ständig erneut benützt wer den können.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und des Werkzeuges nach der Erfindung sind auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt und im Zusammenhang mit den Abbildungen näher be schrieben, von denen Fig. 1a schematisch eine Exzenterpresse zeigt, bei der an den gegeneinander beweglichen Maschi nenteilen die zusammenwirkenden Werkzeughälften befestigt sind, Fig. 1b ein Beispiel einer Schablone für das Befestigungsverfahren der Werkzeuge in der Presse nach Fig. la,
von oben gesehen, Fig. 2a ein Beispiel einer anderen Schablone, von oben gesehen, Fig. 2b ein auf die Schablone gegen Anschläge aufgesetztes Blech, Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt durch eine Werkzeugeinheit zum Stanzen, Fig. 4a eine Werkzeugeinheit, von der Seite ge sehen, vor Beginn der Bewegung der Maschinenteile zur Befestigung der oberen Werkzeughälfte, Fig. <I>4b</I> ein Einzelteil der Fig. <I>4a</I> in grösserem Massstab, Fig. 4c die Werkzeugeinheit nach Fig. 4a, von der Seite gesehen,
während der Bewegung zur Be festigung der Werkzeughälfte, Fig. 5a-5c Schnitte durch die Werkzeugeinheit nach Fig. 3 in drei verschiedenen Stellungen in einer Presse beim Lochstanzen, Fig. 6-9 vier verschiedene Werkzeugeinheiten mit verschiedener Ausbildung für das zu stanzende Loch sowie Fig. 10 einen Querschnitt durch eine bestimmte Art Klebestreifen.
In Fig. 1a bezeichnet 1 einen auf und ab beweg lichen Schieber in einer üblichen Exzenterpresse und 2 einen am Schieber befestigten Presskopf bzw. eine Pressplatte im oberen Umkehrpunkt (Ausgangsstel lung). An der Unterseite der Pressplatte 2 sind zwei Stempel 3a, 3b und auf einem feststehenden Press- tisch 4 der Presse zwei mit den Stempeln 3a, 3b zusammenarbeitende, ihnen entsprechende Stanz werkzeuge<I>5a, 5b</I> sichtbar.
Die Stanzwerkzeuge 5a, 5b sind in Löchern einer Schablone 6 angeordnet, die mit Hilfe von Passstiften 7 auf die Auflagefläche des Presstisches 4 festgelegt ist.
Fig. 1b zeigt die Schablone 6 mit zwei darin eingesetzten Stanzwerkzeugen 5a, 5b von oben ge sehen. Das Stanzwerkzeug 5b hat ein kreisrundes Profil und das Stanzwerkzeug 5a ein Schlitzprofil. Mit 8 sind die Löcher für die Passstifte 7 bezeichnet.
Fig. 2a zeigt ein anderes Beispiel einer Schablone 9 mit dreizehn verschiedenen Löchern zum Einsetzen von Stanzwerkzeugen. Mit gestrichelten Linien ist die Form der zu stanzenden Löcher angedeutet (bei diesem Beispiel elf kreisrunde Stanzlöcher verschie denen Durchmessers, ein V@erkantstanzloch und ein schlitzförmiges Stanzloch). Mit 10 sind Passstift- löcher der Schablone 9 bezeichnet.
Bei 11 und 12 deuten gestrichelte Rechtecke Teile eines beider seitig haftenden Klebestreifens oder eines Films mit gleichem Haftvermögen an. Die Aufgabe dieser Streifen wird im Zusammenhang mit Fig. 3 näher beschrieben.
Fig. 2b zeigt ein Blech 13, z. B. Feinblech aus Eisen oder aus beliebigem Plattenwerkstoff wie Metall, Kunststoff, Pappe, Papier oder Holz, nach beendigtem Stanzen von dreizehn Löchern entspre chend den Stanzwerkzeugen ;in der Schablone 9, die in der Fig. 2b unterhalb des Bleches 13 sicht bar ist. Das Blech 13 liegt gegen drei feststehende oder einstellbare Anschläge 14 im Presstisch 4 nach Fig. 1 a an.
Der Schnitt in Fig. 3 zeigt eine Werkzeugeinheit am Presskopf bzw. Pressplatte 2 und auf dem Press- tisch 4 (nach Fig. la). Die eine Hälfte der Werkzeug einheit besteht aus einem kreisrunden hohlen Ober stempel 15 mit einem kreisrunden Ausstosser 16 in der Mitte.
Im Innern des Stempels 15 ist eine Scheibe 17 angeordnet, um eine Anzahl (hier neun) loser, zusammendrückbarer, für das Ausstossen des Aus stossers3 so dass dessen Vorderende in der Ausgangs lage aus dem Stempel 15 nach unten vorsteht, be stimmter Tellerfedern 18 in ihrer Lage zu halten. Zwischen der Auflagefläche der Pressplatte 2 der Exzenterpresse und der oberen, nicht arbeitenden Endfläche des Oberstempels 15 ist ein doppelseitig haftendes Klebestreifenband 20 eingeführt.
Die an dere Hälfte der Werkzeugeinheit besteht aus einem kreisrunden, hohlen Abstreifer 21, in dessen Mitte ein kreisrunder Unterstempel 22 von einem Feder ring 23, einer Scheibe 24 und einem weiteren, grö sseren Federring 25 unterhalb der Scheibe 24 um geben ist, welche Teile den Unterstempel 22 in seiner Ruhestellung gegenüber dem Abstreifer 21 halten.
Der Unterstempel 22 ist von losen zusammendrück- baren Tellerfedern 26 (hier acht) umgeben, die den Abstreifer bezüglich des Stempels 22 in einer Aus gangslage halten, dass das Stempelende unterhalb der Wirkfläche des Abstreifers liegt, und die dazu be stimmt sind, die erforderliche Kraft aufzubringen, um das ausgestanzte Blech von dem Unterstempel abzustreifen. Zwischen der unteren, nichtarbeitenden Fläche des Unterstempels 22 und der Auflagefläche des Presstisches 4 (nach Fig. 1n) der Presse ist ein doppelseitig haftender Klebestreifen 27 eingeführt,
wobei ausserdem der untere Teil dieses Unterstem pels 22 in einer Schablone 29 mit Löchern für die jeweiligen Werkzeuge gehalten wird. Auf dem Ab streifer 21 ruht das zu stanzende Blech 28.
Die Zentrierung und das Aufsetzen und Befe stigen einer solchen als Beispiel gewählten Stanz werkzeugeinheit für Lochstanzen wird im Zusammen hang mit den Abbildungen 4a-4c beschrieben, von denen Fig. 4a und 4c das Stanzwerkzeug nach Fig. 3 in der Ausgangsstellung bzw. im unteren Umkehr punkt der auf und ab beweglichen Pressplatte bei Lehrlauf zeigen und Fig. 4b eine Vergrösserung der arbeitenden Teile des Stanzwerkzeuges in der glei chen Stellung wie in Fig. 4a veranschaulicht.
Der Deutlichkeit halber ist auch hier der Oberstempel mit 15 bezeichnet, der Ausstosser mit 16, der Ab streifer mit 21 und der Unterstempel mit 22. Die beiden Klebestreifen sind auch hier mit 20 bzw. 27 bezeichnet. Wie aus Fig. <I>4a</I> und<I>4b</I> ersichtlich, ragt das aus dem Stempel 15 vorstehende Ende des Aus- stossers 16 passend in die vom Stempel 22 freige gebene Öffnung :in der Wirkfläche des Abstreifers 21.
In Fig. 4a bzw. 4c ist weiter wie vorher 2 die Pressplatte der Exzenterpresse, 4 der Presstisch sowie 6 die Schablone im Schnitt.
Das Verfahren für das Befestigen der Werkzeug hälften - hier eines Stanzwerkzeuges - besteht im wesentlichen aus folgenden Vorgängen: 1. Eine Schablone, die mit Aussparungen (vor zugsweise runden Löchern) versehen ist, wird für aus zwei Hälften bestehende Werkzeugeinheiten, z. B. Stanzwerkzeuge, von gewünschter Form und mit gewünschtem Abstand voneinander angefertigt, beispielsweise nach Fig. <I>1 b, 2a</I> oder auf andere Weise.
2. An der Unterseite der Schablone werden Stücke von doppelseitig haftenden Klebestreifen über jedem zu beschützenden Loch (wie 11 in Fig. 2a) über mehreren Löchern (wie 12 in Fig. 2a) oder an der ganzen Schablone befestigt. Der Klebestreifen kann auch am Presstisch oder in angepasster Grösse unmittelbar an der Unterseite der unteren Stanz werkzeughälfte (Fig. 5a) befestigt werden.
Die Schablone wird auf den Presstisch der Presse, zweckmässig mit Hilfe von Passstiften, aufgesetzt.
4. Doppelseitig haftende Klebestreifen werden auf die Oberseite der oberen Werkzeughälften oder an den gewünschten Stellen oder auf der ganzen Anlagefläche der Pressplatte 2 aufgesetzt.
5. Je nach Ausführung der Schablone werden ein oder mehrere Werkzeugeinheiten mit lagerecht auf einander gesetzten Hälften (Fig. <I>4a, 4b)</I> in das bzw. die Löcher in der an der Unterseite mit Klebestreifen versehenen Schablone eingeführt, die auf dem Press- tisch der Presse Liegt.
6. Die Exzenterpresse wird in Betrieb gesetzt, so dass die Pressplatte 2 aus ihrer Ruhestellung (obe rer Umkehrpunkt nach Fig. 3 oder 4a) mit dem Ab stand ei zwischen dem Abstreifer 21 und dem Press- tisch in den unteren Umkehrpunkt (nach Fig. 4e) mit dem Abstand e2 zwischen dem Abstreifer 21 und dem Presstisch gesenkt wird, wobei der Abstreifer 21 gegen den Oberstempel 15 gepresst wird.
Die hierbei für die Befestigung der Werkzeughälften an den Maschinenteilen 2 und 4 erforderliche Kraft entsteht dadurch, dass die Tellerfedern 26 im Abstreifer 21 beim Senken der Pressplatte zusammengedrückt wer den, und pflanzt sich nach den Flächenpaaren Oberstempel, Pressplatte sowie Unterstempel, Press- tisch - fort, womit die Anhaftung zustande kommt, so dass die beiden Werkzeughälften an dem Presstisch bzw.
Presskopf befestigt werden.
7. Aus dieser unteren Stellung nach Fig. 4c wird nun die Pressplatte 2 zusammen mit dem oder den an haftenden Stempeln 15 in den oberen Umkehrpunkt der Pressplatte (Ruhestellung) zurückgeführt. Diese Stellung wird in Fdg. <I>5a</I> gezeigt. Jedes Werkzeug ist nun in genauer Arbeitsstellung in der Presse zentriert, ohne dass irgendwelche anderen Befestigungs- oder Einstellvorrichtungen benützt werden als die genann ten Klebestreifen und Schablonen.
Die Werkzeughälften sind so konstruiert, dass der Unterstempel 22 ein radiales Spiel a in der Boh rung des Oberstempels 15 für den Ausstosser 16 nach Fig. 4a-4e hat, welches Spiel gleichmässig verteilt ist, so dass die Hälften in der Ruhestellung Fig. 4a und 4b richtig zentriert sind.
Dieses wird da durch erreicht, dass nach Fig. 4b der Ausstosser 16 an seinem arbeitenden Ende mit einem Absatz ver sehen ist, der einen Durchmesser b hat, welcher mit dem Durchmesser c des Unterstempels 22 und der Bohrung im Abstreifer 21 gleich ist, sowie dass der hintere Teil des Ausstossers 16 einen Aussendurch messer d hat, der mit dem Innendurchmesser des Oberstempels 15 gleich ist.
Die Werkzeuge können selbstverständlich auch ohne Benutzung einer Schablone angeordnet werden, z. B. mit Hilfe zweier Koordinaten.
Die weiteren Arbeitsvorgänge gehen aus den Fig.5b und 5c hervor. Vor Beginn des Stau- zens wird nach Fig. 5a das Blech 23 zwischen Stempel und Abstreifer eingeführt.
Fig. 5b veranschaulicht das Stanzen eines Loches im Blech 23,. wobei der Unterstempel 22 eine runde Scheibe 24 ausstösst.
In Fig. 5c ist die Pressplatte 2 zusammen mit dem Stempel 15 in die Ausgangsstellung des Arbeits vorganges zurückgekehrt.
Die Befestigung der Werkzeughälften mit den Klebestreifen 20 bzw. 27 bleibt vollkommen unver ändert, solange die Werkzeuge bzw. Klebestreifen nicht abgenommen werden. Die Werkzeuge können vom Klebestreifen zweckmässig mit einer zangen ähnlichen Vorrichtung abgenommen werden, die um das betreffende Werkzeug herumgreift und es ab reisst. Die Werkzeuge können jedoch auch mit Hilfe eines Hammers durch Schlagen entfernt werden.
-Die Klebestreifen selbst können durch Abreiben von Hand, mit Hilfe eines Kratzwerkzeuges oder durch ein chemisches Lösungsmittel beseitigt werden, mit dem man die Klebestreifen befeuchtet. Die Klebe streifenstücke für die obere und untere Endfläche der beiden Hälften jedes einzelnen Werkzeuges kön nen durch ganze Bögen aus Klebestreifenwerkstoff von der Grösse der gesamten Pressplatte bzw. des Presstisches ersetzt werden. Die Klebestreifen lassen im. übrigen zu, dass Werkzeuge mehrmals aufgesetzt bzw.
abgenommen werden, ohne dass die Klebestreifen selbst erneuert zu werden brauchen, besonders wenn ganze Bögen aus Klebestreifenwerkstoff verwendet werden.
Um die grösstmöglichste Stabilität der arbeiten den Teile zu erhalten, ist die Länge und Breite der Werkzeughälften in der Befestigungs- oder Stütz ebene gross im Verhältnis zu der Gesamthöhe des Werkzeugs zwischen den Befestigungsflächen. In den Abbildungen 6-9 sind verschiedene Ty pen von Werkzeughälften für Stanzarbeitsvorgänge angedeutet, von der Seite bzw. von oben gesehen.
In Fig. 6 wird eine Stanzeinheit 30 für kreisrunde Löcher, in Füg. 7 eine Stanzeinheit 31 für Vierkant löcher, in Fig. 8 eine Einheit 32 für Schlitze mit parallelen Seiten und abgerundeten Enden und in Fig. 9 eine Einheit 33 für einen beliebigen Umriss gezeigt.
In den Fällen, wo unrunde Löcher in Blech gestanzt werden sollen, müssen sowohl an dem Unterstempel als auch an der Schablone Gradierun- gen oder Marken angebracht werden, um für ein Stanzloch in der gewünschten Lage im Blech die Werkzeugeinheit in nichtiger Winkellage einzustel- len: Derartige Gradierungen sind bei 34 in Fig. 7, bei 35 in Fig. 8 und bei 36 in Fig. 9 angedeutet.
Entsprechende Gradierungen (Indexstrich) sind bei 37 und 38 auf der Schablone 9 in Fig. 2a angedeutet.
Die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a bis 5c angedeuteten Klebestreifen können z. B. in handels üblicher Normalausführung sein oder auf verschie dene, für vorliegendes Verfahren besonders zweck mässige Weise ausgeführt sein. Die Werkzeugstellun gen können mit Bleistift, Druckstift oder anderem Markierwerkzeug auf dem Klebestreifen oder -bogen an der richtigen Stelle eingezeichnet werden.
Wie schematisch in einem Querschnitt in Fig. 10 gezeigt wird, kann der Klebestreifenwerkstoff mit einer inneren Kernschicht <I>a,</I> einer Haftschicht<I>b</I> bzw. c auf den beiden Aussenseiten, mit einer Kohle schicht<I>d</I> auf der Aussenseite der Schicht<I>b</I> sowie einer äusseren Schutzschicht e und f ausgeführt sein. Ein derartiges Band ist nach Abnehmen der Schutz schicht e für das Aufzeichnen der Stellung der Werk zeugeinheiten eines Mehrfachwerkzeuges gut geeig net, das mehrere individuelle Stanzwerkzeuge oder andere Werkzeugformen umfasst.
Es wird nicht vorausgesetzt, dass Schablonen wie z. B. nach Fig. 1b, <I>2a</I> und andere benutzt wer den sondern das Verfahren ist durchaus anwendbar bei unmittelbarer Aufsetzung der gewünschten Werk zeuge auf je mit einem Klebstreifen versehene Press- platte und Presstisch, z. B. mit Hilfe von vorher auf gebrachten Zeichnungen.
Derartige Zeichnungen, die die Stellung der Werkzeuge zueinander angeben, können auf dem Presstisch oder der Pressplatte be festigt oder reproduziert werden.
Die Zentrierung und Befestigung der Werkzeug teile ist selbstverständlich nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel für Lochstanzen begrenzt, son dern das beschriebene Befestigungsverfahren kann sehr vorteilhaft auch bei anderen spanlosen Bear beitungen wie Ziehen, Biegen und Prägen von Blech werkstoffen oder bei Kombinationen dieser Bearbei tungsarten angewendet werden.