EP1247596A2 - Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen - Google Patents

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EP1247596A2
EP1247596A2 EP02005170A EP02005170A EP1247596A2 EP 1247596 A2 EP1247596 A2 EP 1247596A2 EP 02005170 A EP02005170 A EP 02005170A EP 02005170 A EP02005170 A EP 02005170A EP 1247596 A2 EP1247596 A2 EP 1247596A2
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EP
European Patent Office
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guide
guide column
tool
machine
bush
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EP02005170A
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English (en)
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Wiestaw Kramski
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Kramski GmbH
Original Assignee
Kramski GmbH
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Publication date
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Publication of EP1247596A2 publication Critical patent/EP1247596A2/de
Publication of EP1247596A3 publication Critical patent/EP1247596A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/041—Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • B21D37/12—Particular guiding equipment, e.g. pliers; Special arrangements for interconnection or cooperation of dies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8821—With simple rectilinear reciprocating motion only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
    • Y10T83/8878—Guide

Definitions

  • the invention relates to a guide device for machine tools and the like and in particular for punching tools, consisting of at least one in a guide beech axially movably mounted guide column, the Guide column between an at least indirectly carrying the tool Machine tool part and at least indirectly supporting the workpiece Workpiece machine part extends and together with the guide bushing the mutual Relative movement of machine tool part and workpiece machine part leads in its axial direction, the guide column on one of the two Machine parts is fixed and the guide bush the other of the two Machine parts is assigned, the bearing of the guide column in the guide bush a mortise extending in its axial direction connected in parallel is, and wherein the tenoning the two machine parts at the end of said axial relative movement at least at the time of loading the Workpiece by the tool in its radial direction at least almost free of play locked.
  • Guide devices consisting of guide columns are used in a wide variety of ways Areas of application used to be relatively short strokes with high Leadership accuracy. They are usually stored in roller bearings, which leads to the accuracy of workpiece machining from the bearing play depends. Especially with the high precision punching tools, of which here The camp game is often exemplary but not exclusive still too large to meet the very high dimensional accuracy requirements. For this reason, in addition to the guiding devices, several Tappings distributed over the punching tool arranged at the time of The two act on the workpiece Guide machine parts with almost no play and lock them in the radial direction. This makes it possible to ensure that the tool is accurate to the workpiece by a millimeter loaded in the intended position so that the Workpieces also in several work steps arranged one behind the other Follow-up tool can be manufactured without deviation.
  • This object is achieved in that the mortise by Parts of the guide column and / or ⁇ bushing itself is formed, and that the Parts of the guide column and / or ⁇ bushing forming the mortise axially adjacent arranged to or coaxial with the bearing of the guide column in the guide bush is.
  • the bearing of the guide column forms a rough guide for the majority the mutual relative movement between machine tool parts and workpiece machine part, for example for opening the tool 10 - 100 mm wide after the punching process, while the aligned mortise in particular critical time when the workpiece is loaded by the tool over a stroke length of 2 - 3 mm is effective as a fine guide to the high To be able to ensure manufacturing accuracy.
  • Aligning the Tapping on the guide pillar also leads to a simplification in such a way that not in addition to all the guide columns distributed over the tool the corresponding guide bushes, the position of all the mortises in the machine tool part on the one hand and in the workpiece machine part on the other hand during production and assembly of the tool must be precisely coordinated; the position of the guide columns and the guide bushes is exact coordinated, so is the subsequent arrangement of the mortises Aligned to the guide columns and guide bushes almost no longer a problem.
  • the guide column in one Partial area has a cross-sectional widening which acts as a pin and which together with a part of the guide bushing that acts as a pin receptacle Mortise forms.
  • the peg and peg receptacle each in one piece with the guide column or guide bush, but also separately from these can be formed; only the assignment of the mortise is essential to the guide pillar or guide bush and the mutual coaxial or aligned arrangement.
  • the pin receptacle of the guide bushing is expediently opposite the the bearing surface for the guide column forming part of the guide bushing radially offset to the outside, so that the bearing of the guide column accommodates the pin the guide bushing is not applied. This can be done, for example, by a small paragraph, which ensures that the bearing parts are manufactured with high precision Do not damage the pin holder.
  • roller bearing preferably consists of a ball bearing, which is expedient has a ball cage between the guide column and guide bush is arranged, the balls the bearing surfaces of the guide column and the guide bushing.
  • the simplest is the cross-sectional enlargement forming the pin of the guide column formed by a circumferential radially projecting collar, the Outside diameter is adapted to the pin receptacle and the expedient compared to the bearing surfaces of the guide column at least by the thickness of the Storage, in particular the rolling bearing, protrudes radially outwards.
  • the invention can be used with any type of machine tool with short strokes as well as for example with spraying and Use die casting machines or other tools / machines that are high Accuracy requirements must meet. It is expressly emphasized that the invention also applies to these and similar other fields of application extends, the used in the claims for better readability Features such as “tool” and "workpiece” must be interpreted accordingly. So match these features, for example, in die casting machines the two Casting mold halves, which are guided by the guide columns and mortise and tenon must be brought into a precisely coordinated position.
  • a preferred embodiment is in the field of punching machines, so that the guide column expediently a punching tool supporting tool upper part of a punching machine assigned and fixed to this is that the guide bushing carries a sheet to be punched Cutting frame is assigned to a punching machine and fixed to this, and that the upper part of the tool with its guide column opposite the cutting frame with its guide bush a vertical lifting movement directed towards one another perform, and that the mortise at the end of the facing Lifting movement is effective at least in and especially shortly before Time at which the punching workpiece is loaded by the punching tool.
  • the axial stroke of the mortise i.e. the maximum depth of engagement of the mortise in the pin receptacle
  • this is of course the dimensions of the Workpiece dependent.
  • the axial mortising stroke is approximately 2 to 3 mm, during the total stroke of the tool from the closed position with effective mortising up to the open position in the order of between 10 and 100 mm.
  • Figure 1 is a guide device 1 according to the invention with a guide column 11, which is part of a machine tool (mainly not shown) is and for this purpose between a tool carrying the tool at least indirectly Machine tool part 2 and the workpiece at least indirectly load-bearing workpiece machine part 3 extends.
  • a punching tool is the machine tool part 2 in the form of a Tool upper part and the workpiece machine part 3 in the form of a cutting frame formed in addition to the lower pressure plate 6 attached below.
  • the guide column 11 which on the machine tool part 2 through a central collar 4th is screwed tight, leads together with one assigned to the workpiece machine part 3 Guide bush 5 the mutual relative movement of the machine tool part and workpiece machine part in the axial direction of the guide column.
  • the Guide bushing is in turn by crossing the lower pressure plate 6 in Workpiece machine part 3 fixed coaxially to the guide column 11.
  • a ball bearing 7 is arranged between the guide column and guide bush, that for the desired axial guidance during a guide stroke in the order of magnitude between 10 and 100 mm.
  • the bearing balls 7a are in one Ball cage 7b guided and roll on bearing surfaces 7c on the guide column 11 and bearing surfaces 7d on the guide bush 5.
  • a mortise 8 To the radial deviation of this axial guided stroke movement at least in Time of the application of the workpiece by the tool in an order of magnitude to hold between 2 and 30 thousandths of a millimeter Guide device 1 a mortise 8.
  • This mortise consists of one arranged on the guide column 11 pin 9 in the form of a radial Cross-sectional expansion and a pin receptacle provided on the guide bush 5 10, which is also opposed by a radial cross-sectional expansion of the bearing surface 7d is formed so as not to the balls 7a of the ball cage 7b and possibly damaged.
  • Figure 3 finally shows the guide device in the closed position:
  • the machine tool part 2 and the workpiece machine part 3 are on top of each other to driven into mutual contact, while simultaneously the guide pillar 11 is further immersed in the guide bush 5 with its lower free end, until the pin 9 the pin receptacle 10 over a pin stroke length of about 2 to 3 mm has applied.
  • This mentioned 2 to 3 mm pin stroke length must be like this be chosen large that the entire machining process - in this case Case of punching - with simultaneous engagement of the pin in the pin holder takes place, so that the radial deviation mentioned in the order of magnitude guaranteed by a few thousandths of a millimeter at least during the punching process is.
  • the present invention offers the advantage of being under extreme Space saving and low material costs provided Systems made up of guide columns and integrated mortises, which are highly precise Working of machine tools, die casting machines and similar devices enable with axial stroke without radial deviation.

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Abstract

Es wird eine Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen und dergleichen vorgeschlagen, die aus einer Führungssäule (11) und einer parallel geschalteten Verzapfung (8) besteht, wobei die Verzapfung (8) durch Teile (9,10) der Führungssäule (11) und/oder einer Führungsbuchse (5) selbst gebildet ist und die die Verzapfung (8) bildenden Teile (9,10) von Führungssäule (11) und/oder Führungsbuchse (5) axial beabstandet zu bzw. koaxial mit der Lagerung (7) der Führungssäule (11) in der Führungsbuchse (5) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen und dergleichen und insbesondere für Stanzwerkzeuge, bestehend aus zumindest einer in einer Führungsbuche axial beweglich gelagerten Führungssäule, wobei sich die Führungssäule zwischen einem das Werkzeug zumindest mittelbar tragenden Werkzeugmaschinenteil und einem das Werkstück zumindest mittelbar tragenden Werkstückmaschinenteil erstreckt und zusammen mit der Führungsbuchse die gegenseitige Relativbewegung von Werkzeugmaschinenteil und Werkstückmaschinenteil in ihrer Axialrichtung führt, wobei die Führungssäule am einen der beiden Maschinenteile festgelegt ist und die Führungsbuchse dem anderen der beiden Maschinenteile zugeordnet ist, wobei der Lagerung der Führungssäule in der Führungsbuchse eine sich in ihrer Axialrichtung erstreckende Verzapfung parallel geschaltet ist, und wobei die Verzapfung die beiden Maschinenteile am Ende der genannten axialen Relativbewegung zumindest im Zeitpunkt der Beaufschlagung des Werkstücks durch das Werkzeug in ihrer Radialrichtung zumindest nahezu spielfrei verriegelt.
Aus Führungssäulen bestehende Führungsvorrichtungen werden in verschiedensten Anwendungsgebieten dazu verwendet, relativ kurze Hubbewegungen mit hoher Führungsgenauigkeit zu führen. Ihre Lagerung erfolgt in der Regel über Wälzlager, was dazu führt, dass die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung vom Lagerspiel abhängt. Insbesondere bei den Hochpräzisionsstanzwerkzeugen, von denen hier beispielhaft, aber nicht ausschließend die Rede sein soll, ist das Lagerspiel oft noch zu groß, um den sehr hohen Maßhaltigkeitsanforderungen gerecht zu werden. Aus diesem Grunde werden zusätzlich zu den Führungsvorrichtungen mehrere Verzapfungen über das Stanzwerkzeug verteilt angeordnet, die im Zeitpunkt der Beaufschlagung des Werkstücks durch das Werkzeug die beiden Maschinenteile nahezu spielfrei führen und damit in Radialrichtung verriegeln. Hierdurch lässt sich sicherstellen, dass das Werkzeug das Werkstück tausendstelmillimetergenau in der vorgesehenen Position beaufschlagt, so dass die Werkstücke auch in mehreren hintereinander angeordneten Arbeitsschritten eines Folgewerkzeuges abweichungsfrei gefertigt werden können.
So vorteilhaft die Verzapfungen für das Arbeitsergebnis sind, so schwierig wird durch sie die Gestaltung des Werkzeugs: Denn zusätzlich zu der größeren Anzahl von Führungen bzw. Führungssäulen eines Werkzeugs müssen nun außerhalb des das Werkstück beaufschlagende Arbeitsbereichs und außerhalb etwaiger Auswerferplatten, Abstreiferplatten, Stempel und dergleichen mehrere Verzapfungen vorgesehen werden, um eine exakte Parallelführung des Werkzeugs sicherstellen zu können. Dies führt in der Praxis oft zu Platzproblemen und stark beengten Einbauverhältnissen, so dass es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Führungsvorrichtung zur Erzielung hoher Führungsgenauigkeiten zur Verfügung zu stellen, die die beschriebenen Platzprobleme umgeht und darüber hinaus auch noch rationeller und einfacher herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verzapfung durch Teile der Führungssäule und/oder ―buchse selbst gebildet ist, und dass die die Verzapfung bildenden Teile von Führungssäule und/oder ―buchse axial benachbart zu bzw. koaxial mit der Lagerung der Führungssäule in der Führungsbuchse angeordnet ist.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Lagerung und Verzapfung in ein und derselben Führungssäule miteinander fluchtend angeordnet ist, dass also ohnehin bereits belegte Werkzeugbereiche ausgenutzt werden, um auch die zusätzliche Verzapfung zur Verfügung stellen zu können. Da wegen der hohen Genauigkeitsanforderungen die Lagerflächen ebenso wie die Verzapfungsflächen aus Hartmetall gebildet sein müssen, lässt sich eine Rationalisierung und Vereinfachung bei der Werkzeugherstellung dadurch erzielen, dass sowohl für die Lagerung als auch für die Verzapfung die gleichen Teile verwendet werden, während man bisher doppelt so viele Hartmetallbereiche benötigte.
Indem die Verzapfungen so etwas wie nahezu spielfreie Gleitlager bilden und aber die Verzapfungsflächen durch die fluchtende Anordnung mit den Führungssäulenlagern recht präzise in gegenseitige Wirkverbindung gelangen, lässt sich ein Verkanten im Bereich der Verzapfungsflächen verhindern, was im Stand der Technik bis dato das Hindernis für den vermehrten Einsatz von Gleitlagern für Führungssäulen war. Denn so optimal die Führungsgenauigkeit von Gleitlager auch sein mag, so wenig finden Gleitlager in der Praxis Anwendung, da sie aufgrund der exakten Maßhaltigkeit beim Montieren zu leicht verkanten und deshalb nur mit sehr großem Aufwand verwendet werden können.
So bildet also die Lagerung der Führungssäule eine Grobführung für den Großteil der gegenseitigen Relativbewegung zwischen Werkzeugmaschinenteile und Werkstückmaschinenteil, beispielsweise für das 10 ― 100 mm weite Öffnen des Werkzeugs nach dem Stanzvorgang, während die damit fluchtende Verzapfung im besonders kritischen Zeitpunkt der Beaufschlagung des Werkstücks durch das Werkzeug über eine Hublänge von 2 ― 3 mm als Feinführung wirksam ist, um die hohe Fertigungsgenauigkeit gewährleisten zu können. Das fluchtende Anordnen der Verzapfung an der Führungssäule führt außerdem zu einer Vereinfachung derart, dass nicht zusätzlich zu allen über das Werkzeug verteilten Führungssäulen mit den zugehörigen Führungsbuchsen die Position aller Verzapfungen im Werkzeugmaschinenteil einerseits und im Werkstückmaschinenteil andererseits bei der Herstellung und Montage des Werkzeugs exakt aufeinander abgestimmt werden müssen; ist vielmehr die Position der Führungssäulen und der Führungsbuchsen exakt aufeinander abgestimmt, so ist das anschließende Anordnen der Verzapfungen fluchtend zu den Führungssäulen und Führungsbuchsen fast kein Problem mehr.
In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, dass die Führungssäule in einem Teilbereich eine als Zapfen fungierende Querschnittserweiterung aufweist, die zusammen mit einem als Zapfenaufnahme fungierenden Teil der Führungsbuchse die Verzapfung bildet. Hierzu sei angemerkt, dass Zapfen und Zapfenaufnahme jeweils einstückig mit der Führungssäule bzw. Führungsbuchse, jedoch auch getrennt von diesen ausgebildet sein können; wesentlich ist lediglich die Zuordnung der Verzapfung zur Führungssäule bzw. Führungsbuchse und die gegenseitige koaxiale bzw. fluchtende Anordnung.
Zweckmäßigerweise ist die Zapfenaufnahme der Führungsbuchse gegenüber dem die Lagerfläche für die Führungssäule bildenden Teil der Führungsbuchse radial nach außen versetzt, so dass das Lager der Führungssäule die Zapfenaufnahme der Führungsbuchse nicht beaufschlagt. Dies kann beispielsweise durch einen kleinen Absatz erfolgen, der sicherstellt, dass die Lagerteile die hochpräzise gefertigte Zapfenaufnahme nicht beschädigen.
Während - wie vorstehend beschrieben ― grundsätzlich auch die Verwendung eines Gleitlagers für die Lagerung der Führungssäule in der Führungsbuchse möglich ist, erfolgt der Einfachheit halber im vorliegenden Fall die Lagerung jedoch über ein Wälzlager, da die im Beaufschlagungszeitpunkt des Werkstücks durch das Werkzeug erforderliche hohe Maßhaltigkeit durch die Verzapfung gebildet wird. Das Wälzlager besteht bevorzugterweise aus einem Kugellager, das zweckmäßigerweise einen Kugelkäfig aufweist, der zwischen Führungssäule und Führungsbuchse angeordnet ist, wobei die Kugeln die Lagerflächen der Führungssäule und der Führungsbuchse beaufschlagen. Ebenso ist es natürlich möglich, andere Wälzlagerarten und beispielsweise Rollenlager zu verwenden.
Am einfachsten ist die den Zapfen der Führungssäule bildende Querschnittserweiterung durch einen umlaufenden radial vorstehenden Bund gebildet, dessen Außendurchmesser an die Zapfenaufnahme angepasst ist und der zweckmäßigerweise gegenüber den Lagerflächen der Führungssäule zumindest um die Dicke der Lagerung, also insbesondere der Wälzlager, radial nach außen vorsteht.
Was die Führungssäule betrifft, so sind hierfür die im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen ausnahmslos verwendbar; um jedoch radiale Abweichungen der Führungssäule durch eine zu große Entfernung des Kraftangriffspunktes von der Befestigungsfläche zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Führungssäule am Werkzeugmaschinenteil über eine Mittelbundbefestigung zu fixieren, so wie es auch im nachfolgenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Wie eingangs bereits erwähnt, lässt sich die Erfindung bei jeglicher Art von Werkzeugmaschine mit kurzen Hüben ebenso wie beispielsweise auch bei Spritz- und Druckgussmaschinen oder sonstigen Werkzeugen/Maschinen verwenden, die hohen Genauigkeitsanforderungen genügen müssen. Es sei ausdrücklich betont, dass sich die Erfindung auch auf diese und ähnliche andere Anwendungsgebiete erstreckt, wobei die in den Ansprüchen zur besseren Lesbarkeit verwendeten Merkmale wie "Werkzeug" und "Werkstück" entsprechend auszulegen sind. So entsprechen diese Merkmale beispielsweise bei Druckgussmaschinen den beiden Gießformhälften, die unter Führung durch die Führungssäulen und Verzapfungen in exakt aufeinander abgestimmte Position gebracht werden müssen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel liegt jedoch auf dem Gebiet der Stanzmaschinen, so dass zweckmäßigerweise die Führungssäule einem ein Stanzwerkzeug tragenden Werkzeugoberteil einer Stanzmaschine zugeordnet und an diesem festgelegt ist, dass die Führungsbuchse einem ein zu stanzendes Blech tragenden Schneidrahmen einer Stanzmaschine zugeordnet und an diesem festgelegt ist, und dass das Werkzeugoberteil mit seiner Führungssäule gegenüber dem Schneidrahmen mit seiner Führungsbuchse eine aufeinanderzugerichtete vertikale Hubbewegung durchführen, und dass die Verzapfung am Ende der aufeinanderzugerichteten Hubbewegung wirksam ist zumindest im und insbesondere auch kurz vor dem Zeitpunkt der Beaufschlagung des Stanzwerkstücks durch das Stanzwerkzeug.
Was den axialen Hub der Verzapfung, also die maximale Eingriffstiefe des Zapfens in die Zapfenaufnahme betrifft, so ist dieser natürlich von den Abmessungen des Werkstücks abhängig. Bei den üblicherweise im beschriebenen Stanzwerkzeug zu verarbeitenden Blechdicken beträgt der axiale Verzapfungshub ungefähr 2 bis 3 mm, während der Gesamthub des Werkzeugs von der Geschlossenstellung mit wirksamer Verzapfung bis hin zur Offenstellung in der Größenordnung von zwischen 10 und 100 mm liegt.
Was das in der Verzapfung vorhandene Spiel betrifft, so muss dies so klein sein, dass Fertigungsgenauigkeiten ― beispielsweise bei dem beschriebenen Hochpräzisionsstanzwerkzeug ― von zwischen etwa 0,002 und 0,030 mm gewährleistet werden können. Mit anderen Worten heißt dies also, dass auch das Spiel innerhalb der Verzapfung in der Größenordnung von wenigen Tausendstel Millimetern liegen muss.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
Figur 1
eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung in geöffneter Position in Seitenansicht;
Figur 2
die Führungsvorrichtung aus Figur 1 in Draufsicht;
Figur 3
die Führungsvorrichtung aus Figur 1 in geschlossener Position und in Seitenansicht; und
Figur 4
die Führungsvorrichtung aus Figur 3 in Draufsicht.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung 1 mit einer Führungssäule 11 gezeigt, die Teil einer (überwiegend nicht dargestellten) Werkzeugmaschine ist und sich hierzu zwischen einem das Werkzeug zumindest mittelbar tragenden Werkzeugmaschinenteil 2 und einem das Werkstück zumindest mittelbar tragenden Werkstückmaschinenteil 3 erstreckt. Bei dem erwähnten bevorzugten Beispiel eines Stanzwerkzeugs ist das Werkzeugmaschinenteil 2 in Form eines Werkzeugoberteils und das Werkstückmaschinenteil 3 in Form eines Schneidrahmens nebst unten angefügter unterer Druckplatte 6 ausgebildet.
Die Führungssäule 11, die am Werkzeugmaschinenteil 2 durch einen Mittelbund 4 festgeschraubt ist, führt zusammen mit einer dem Werkstückmaschinenteil 3 zugeordneten Führungsbuchse 5 die gegenseitige Relativbewegung von Werkzeugmaschinenteil und Werkstückmaschinenteil in Axialrichtung der Führungssäule. Die Führungsbuchse wiederum ist unter Durchquerung der unteren Druckplatte 6 im Werkstückmaschinenteil 3 koaxial zur Führungssäule 11 festgelegt.
Zwischen Führungssäule und Führungsbuchse ist ein Kugellager 7 angeordnet, das für die gewünschte axiale Führung während eines Führungshubs in der Größenordnung von zwischen 10 und 100 mm sorgt. Die Lagerkugeln 7a sind in einem Kugelkäfig 7b geführt und wälzen sich auf Lagerflächen 7c an der Führungssäule 11 und Lagerflächen 7d an der Führungsbuchse 5 ab.
Um die radiale Abweichung dieser axialen geführten Hubbewegung zumindest im Zeitpunkt der Beaufschlagung des Werkstücks durch das Werkzeug in einer Größenordnung von zwischen 2 und 30 Tausendstel Millimetern zu halten, weist die Führungsvorrichtung 1 eine Verzapfung 8 auf. Diese Verzapfung besteht aus einem an der Führungssäule 11 angeordneten Zapfen 9 in Form einer radialen Querschnittserweiterung und einer an der Führungsbuchse 5 vorgesehenen Zapfenaufnahme 10, die ebenfalls durch eine radiale Querschnittserweiterung gegenüber der Lagerfläche 7d gebildet ist, um nicht von den Kugeln 7a des Kugelkäfigs 7b beaufschlagt und gegebenenfalls beschädigt zu werden.
In Figur 1 ist die Führungsvorrichtung in der Offenstellung gezeigt, wobei die Führungssäule 11 lediglich vom Kugellager 7 in der Führungsbuchse 5 geführt wird.
In der Draufsicht gemäß Figur 2 und 4 ist jeweils die Führungssäule 11 sowie die drei Schraubverbindungen des Mittelbunds 4 am Werkzeugmaschinenteil 2 zu erkennen.
Figur 3 zeigt schließlich die Führungsvorrichtung in der Geschlossenstellung: Hierbei sind das Werkzeugmaschinenteil 2 und das Werkstückmaschinenteil 3 aufeinander zu in gegenseitige Anlage gefahren, wobei gleichzeitig die Führungssäule 11 mit ihrem unteren freien Ende weiter in die Führungsbuchse 5 eingetaucht ist, bis der Zapfen 9 die Zapfenaufnahme 10 über eine Zapfenhublänge von ca. 2 bis 3 mm beaufschlagt hat. Diese erwähnten 2 bis 3 mm Zapfenhublänge müssen so groß gewählt sein, dass der gesamte Bearbeitungsvorgang ― also im vorliegenden Fall der Stanzvorgang ― unter gleichzeitigem Eingriff des Zapfens in die Zapfenaufnahme erfolgt, so dass die genannte Radialabweichung in der Größenordnung von einigen Tausendstel Millimetern zumindest während des Stanzvorgangs gewährleistet ist.
Es ist unschwer erkennbar, dass das hierfür erforderliche geringe Radialspiel des Zapfens in der Zapfenaufnahme für eine entsprechend schlechte Reibung sorgt. Deshalb kann es sich empfehlen, über Schmierbohrungen in der Führungssäule bzw. im Zapfen oder in der Zapfenaufnahme bzw. der Führungsbuchse ein Schmiermedium einzubringen, das für eine Gleitführung und somit für eine Verbesserung der Reib- bzw. Gleiteigenschaften sorgt.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil eines unter extremer Platzeinsparung und geringem Materialaufwand zur Verfügung gestellten Systems aus Führungssäulen und integrierten Verzapfungen, die ein hochpräzises Arbeiten von Werkzeugmaschinen, Druckgießmaschinen und ähnlichen Vorrichtungen mit Axialhub ohne Radialabweichung ermöglichen. Hierzu ist die Verzapfung koaxial bzw. axial benachbart zu dem Führungslager an der Führungssäule vorgesehen und wird nur dann durch Ineinandergreifen von Zapfen und Zapfenaufnahme wirksam, wenn der jeweilige Arbeitsvorgang, also das Stanzen, Druckgießen etc. stattfindet. Ansonsten behindert die Verzapfung weder den Führungshub noch das sonstige Arbeiten mit der jeweiligen Werkzeugmaschine.

Claims (11)

  1. Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen und dergleichen und insbesondere für Stanzwerkzeuge, bestehend aus zumindest einer in einer Führungsbuchse (5) axial beweglich gelagerten Führungssäule (11), wobei sich die Führungssäule zwischen einem das Werkzeug zumindest mittelbar tragenden Werkzeugmaschinenteil (2) und einem das Werkstück zumindest mittelbar tragenden Werkstückmaschinenteil (3) erstreckt und zusammen mit der Führungsbuchse die gegenseitige Relativbewegung von Werkzeugmaschinenteil und Werkstückmaschinenteil in ihrer Axialrichtung führt, wobei die Führungssäule am einen der beiden Maschinenteile festgelegt ist und die Führungsbuchse dem anderen der beiden Maschinenteile zugeordnet ist, wobei der Lagerung der Führungssäule in der Führungsbuchse eine sich in ihrer Axialrichtung erstreckende Verzapfung (8) parallel geschaltet ist, und wobei die Verzapfung die beiden Maschinenteile am Ende der genannten axialen Relativbewegung zumindest im Zeitpunkt der Beaufschlagung des Werkstücks durch das Werkzeug in ihrer Radialrichtung zumindest nahezu spielfrei verriegelt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verzapfung (8) durch Teile (9, 10) der Führungssäule (11) und/oder -buchse (5) selbst gebildet ist, und dass die die Verzapfung bildenden Teile von Führungssäule und/oder ―buchse axial benachbart zu und/oder koaxial mit der Lagerung (7) der Führungssäule in der Führungsbuchse angeordnet ist.
  2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäule (11) in einem Teilbereich eine als Zapfen (9) fungierende Querschnittserweiterung aufweist, die zusammen mit einem als Zapfenaufnahme (10) fungierenden Teil der Führungsbuchse (5) die Verzapfung (8) bildet.
  3. Führungsvorrichtung nach zumindest Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenaufnahme (10) der Führungsbuchse (5) gegenüber dem die Lagerfläche (7d) für die Lagerung (7) der Führungssäule (11) bildenden Teil der Führungsbuchse im Durchmesser größer ist.
  4. Führungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Führungssäule (11) in der Führungsbuchse (5) über ein Wälzlager (7) erfolgt.
  5. Führungsvorrichtung nach zumindest Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (7) ein in einem Kugelkäfig (7b) geführtes Kugellager ist, wobei die Kugeln (7a) die Lagerflächen (7c) der Führungssäule (11) und die Lagerflächen (7d) der Führungsbuchse (5) beaufschlagen.
  6. Führungsvorrichtung nach zumindest Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den Zapfen (9) der Führungssäule (11) bildende Querschnittserweiterung durch einen umlaufenden radial vorstehenden Bund gebildet ist.
  7. Führungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäule (11) am Werkzeugmaschinenteil (2) über eine Mittelbundbefestigung (4) fixiert ist.
  8. Führungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäule (11) einem ein Stanzwerkzeug tragenden Werkzeugoberteil (2) einer Stanzmaschine zugeordnet und an diesem festgelegt ist.
  9. Führungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (5) einem ein zu stanzendes Blech tragenden Schneidrahmen (3) einer Stanzmaschine zugeordnet und an diesem festgelegt ist.
  10. Führungsvorrichtung nach zumindest Anspruch 8 und Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugoberteil (2) mit seiner Führungssäule (11) gegenüber dem Schneidrahmen (3) mit seiner Führungsbuchse (5) eine aufeinanderzugerichtete vertikale Hubbewegung durchführt, und dass die Verzapfung (9) am Ende der aufeinanderzugerichteten Hubbewegung wirksam ist zumindest im und insbesondere auch kurz vor dem Zeitpunkt der Beaufschlagung des Stanzwerkstücks durch das Stanzwerkzeug.
  11. Führungsvorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Hub der Verzapfung in der Größenordnung von 2 bis 3 mm liegt.
EP02005170A 2001-04-05 2002-03-08 Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen Withdrawn EP1247596A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116917 2001-04-05
DE10116917A DE10116917A1 (de) 2001-04-05 2001-04-05 Führungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen

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