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Patent Searching and Data


Title:
TOOL AND METHOD FOR MACHINING PLANAR WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/213882
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a tool and a method for machining planar workpieces (35), in particular sheet metal, comprising an upper tool (12) and a lower tool (14) which can be moved towards each other in order to machine a workpiece (35) arranged therebetween. The upper tool (12) has a clamping shaft (18) and a main part (19), which have a common positional axis (27), and a machining tool (42) with a tool body (41) which is positioned on the main part (19) opposite the clamping shaft (18). The upper tool (12) has an actuation element (23) which is positioned opposite the clamping shaft (18) relative to the main part (19) and can be moved onto the main part (12) along the positional axis (27), and the tool body (41) of the machining tool (42) can be moved relative to the actuation element (23) whilst changing the distance between the actuation element (23) and the main part (19). The tool body (41) of the machining tool (42) can be actuated so as to carry out a working stroke deviating from the travel movement of the actuation element (23) along the positional axis (38).

Inventors:
OCKENFUSS SIMON (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/059758
Publication Date:
October 28, 2021
Filing Date:
April 15, 2021
Export Citation:
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Assignee:
TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN GMBH CO KG (DE)
International Classes:
B21D19/08; B21D28/26; B21D37/12; B30B1/40
Domestic Patent References:
WO2018055184A12018-03-29
WO2002043892A22002-06-06
WO2018055184A12018-03-29
Foreign References:
DE102016112297A12018-01-11
DE3920701A11991-01-10
Attorney, Agent or Firm:
TRUMPF PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (35), insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug (12) und ei nem Unterwerkzeug (14), die zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks (35) aufeinander zubewegbar sind, wobei das Oberwerkzeug (12) einen Einspannschaft (18) und einen Grundkörper (19) aufweist, die eine gemeinsame Positi onsachse (27) umfassen und ein Bearbeitungswerkzeug (42) mit einem Werkzeugkörper (41) aufweist, welches dem Ein spannschaft (18) gegenüberliegend am Grundkörper (19) po sitioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (12) ein Betätigungselement (23) aufweist, welches dem Einspannschaft (18) gegenüberliegend zum Grundkörper (19) positioniert und entlang der Positions achse (27) auf den Grundkörper (12) verfahrbar ist und mit einer Veränderung des Abstands zwischen dem Betätigungs element (23) und dem Grundkörper (19) der Werkzeugkörper

(41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) relativ zum Betäti gungselement (23) bewegbar ist, und dass der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges

(42) mit einem Arbeitshub abweichend zur Verfahrbewegung des Betätigungselements (23) entlang der Positionsachse (38) ansteuerbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) außerhalb der Positionsachse (27), vorzugsweise in einem Winkel von 1° bis 60° zur Positionsachse (27), relativ zum Betätigungselement (23) verfahrbar und/oder aus dem Betätigungselement (23) herausführ bar ist. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeugs (42) gegen über einer zum Unterwerkzeug (14) weisenden Anlagefläche (24) des Betätigungselementes (23), vorzugsweise bei zunehmender Verringerung des Abstands zwischen dem Betätigungselement (23) und dem Grundkörper (19), austritt.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass in einer Ruheposition (52) des Betätigungsele mentes (23) zum Grundkörper (19) der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) gegenüber der Anlagefläche (24) des Betätigungselementes (23) eingefahren ist und in einer Arbeitsposi tion (54), in welcher der Abstand zwischen dem Grundkörper (19) und dem Betätigungselement (23) verringert ist, gegenüber der Anlagefläche (24) des Betätigungselementes (23) hervorsteht.

5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (41) des Bearbeitungs werkzeuges (42) in einer Führung (44) im Betätigungselement (23) geführt ist, deren Längsachse abweichend zur Positionsachse (38) ausgerichtet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh rung (44) im Betätigungselement (23) als Bohrung ausgebildet ist, welche vorzugsweise im Querschnitt an die Querschnittsgeometrie des Werkzeug körpers (41) angepasst ist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Bearbeitungswerkzeug (42) und dem Grundkörper (19) eine Übersetzungseinheit vorgesehen ist, durch welche eine Übersetzung in der Kraft und/oder des Weges von dem Grundkörper (19) auf das Bearbeitungswerkzeug (42) erfolgt.

8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Bearbeitungswerkzeug (42) und dem Grundkörper (19) ein Keilmechanismus (46) vorgesehen ist, durch welchen der Werkzeug körper (41) des Bearbeitungswerkzeu ges (42) bei einer Verfahrbewegung des Betätigungselementes (23) in Richtung auf den Grundkörper (19) gegenüber dem Betäti gungselement (23) verfahrbar angesteuert ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilmechanismus (46) eine Abstützfläche (48) aufweist, die an dem Grundkörper (19) oder einem an dem Grundkörper (19) ersetzba ren Abstützkörper (49) vorgesehen ist, sowie eine der Abstützflä che (48) zugeordneten Gleitfläche (53) umfasst, die an einem Ge genkörper (50) des Keilmechanismus (46) oder an einer Stirnfläche (47) des Werkzeug körpers (41) vorgesehen ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen dem Bearbeitungswerkzeug (42) und dem Grundkörper (19) eine hydraulische oder pneumatische Übersetzungseinheit vorgese hen ist.

11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Werkzeugkörper (41) und dem Betätigungselement (23) und/oder zwischen dem Betätigungsele ment (23) und dem Grundkörper (19) und/oder zwischen dem Füh rungselement (28) und dem Grundkörper (19) ein Rückstellelement (51) oder eine Zwangsführung vorgesehen ist, durch welche das Betätigungselement (23) und/oder der Werkzeug körper (41) in eine Ruheposition (52) überführbar ist, und vorzugsweise das Rückstellelement (51) als ein elastisch nachgiebiges Element, ins besondere gummielastisches Element oder Federelement, oder als ein hydraulisches oder pneumatisches Rückstellelement ausgebildet ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkörper (50), an welchen der Werkzeug körper (41) an greift oder mit dem der Werkzeug körper (41) verbunden ist, durch zumindest ein Verdrehsicherungselement (58) und/oder Rückstel lelement (51) im Betätigungselement (23) geführt ist. 13. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass an einem Außenumfang des Betätigungsele mentes (23) ein Abstreifer (25) vorgesehen ist oder dass der Ab streifer (25) am Betätigungselement (23) angreift.

14. Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (35), insbesondere von Blechen, bei dem ein Oberwerkzeug (12), welches entlang einer Hubachse auf ein zu bearbeitendes Werkstück (35) und in Ge genrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse mit einer Antriebsanordnung entlang der oberen Positionierachse ver fahren wird, bei dem ein Unterwerkzeug (14), welches zum Oberwerkzeug (12) ausgerichtet und entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerk zeugs ausgerichtet ist, mit einer Antriebsanordnung entlang der unteren Positionierachse verfahren wird, bei dem mit ei ner Steuerung die Antriebsanordnungen zum Verfahren des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeugs (12, 14) ange steuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Bearbeitung der Werkstücke (35) eingesetzt wird und das Oberwerkzeugs während eines Bearbeitungshubes entlang der Positionsachse (27) mit einer Anlagefläche (24) des Betäti gungselementes (23) auf dem plattenförmigen Werkstück (35) aufgesetzt wird, und dass bei einer weiteren Verfahrbewegung des Bearbeitungs hubes entlang der Positionsachse (38) der Werkzeug körper (41) des Bearbeitungswerkzeuges (42) gegenüber dem Betä tigungselement (23) zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks (35) herausgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (12) vor oder während des Bearbeitungshubes ent lang der Positionsachse (27) durch eine Rotationsbewegung um die Positionsachse (27) ausgerichtet wird.

Description:
Werkzeug und Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug.

Aus der WO 2018/055184 Al sind ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Materials bekannt. Dieses Werk zeug umfasst ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, die zur Bearbei tung eines dazwischen angeordneten Werkstücks, insbesondere einem plattenförmigen Material, wie beispielsweise einem Blech, aufeinander zubewegbar sind. Das Oberwerkzeug weist einen Einspannschaft und ei nen Grundkörper auf, die in einer gemeinsamen Positionsachse liegen. Am Grundkörper ist dem Einspannschaft gegenüberliegend ein Bearbei tungswerkzeug fest vorgesehen. Dieses Bearbeitungswerkzeug umfasst einen Werkzeugkörper mit einer Längsachse, die gegenüber der Positi onsachse des Oberwerkzeugs geneigt ist. Das Unterwerkzeug umfasst ebenfalls einen Grundkörper, an welchem eine Auflagefläche für das Werkstück vorgesehen ist. Innerhalb der Auflagefläche ist eine Öffnung vorgesehen, sodass bei einem Bearbeitungshub das Bearbeitungswerk zeug des Oberwerkzeuges zumindest teilweise in die Öffnung des Unter werkzeuges eintauchen kann.

Ein solches Werkzeug wird in Bearbeitungsmaschinen eingesetzt, bei welchen das Oberwerkzeug an einer Aufnahme vorgesehen ist, die mit einer Verfahrbewegung sowohl entlang der Positionsachse als auch ent lang einer horizontal ausgerichteten Positionierachse ansteuerbar ist. Durch eine Überlagerung dieser beiden vorbeschriebenen Achsbewegun gen kann das Oberwerkzeug mit einer schrägen Verfahrbewegung ange steuert werden, um eine Stanzbearbeitung oder eine Prägung durchzu führen. Diese Schrägbearbeitung ist jedoch nur in einer Richtung mög lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug und ein Verfah ren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere Blechen, vorzuschlagen, wodurch eine außerhalb der Positionsachse des Oberwerkzeugs liegende Schrägbearbeitung des plattenförmigen Werk stücks unabhängig einer Ausrichtung und/oder Orientierung des Werk zeugs zur Positionierachse der Bearbeitungsmaschine ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gelöst, bei welchem das Ober werkzeug ein Betätigungselement umfasst, welches dem Einspannzapfen gegenüberliegend zum Grundkörper ausgerichtet ist und entlang der Po sitionsachse zum Grundkörper zu verfahrbar ist und der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges mit zunehmender Verringerung des Ab standes zwischen dem Betätigungselement und dem Grundkörper des Oberwerkzeuges gegenüber dem Betätigungselement austritt. Der Werk zeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges wird mit einem Arbeitshub in einer Achsrichtung abweichend zur Verfahrbewegung des Betätigungs elementes entlang der Positionsachse angesteuert. Der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges wird durch das Betätigungselement in einer zur Positionsachse abweichenden Ausrichtung aufgenommen, sodass ein schräger Arbeitshub des Werkzeugkörpers ansteuerbar ist, wobei der Be arbeitungshub des Ober- und/oder Unterwerkzeugs in der Positionsachse liegen. Dabei kann das Oberwerkzeug in einer beliebigen Ausrichtung und/oder Winkelstellung und/oder Orientierung senkrecht zur Positions achse des Oberwerkzeuges angeordnet werden, um einen Bearbeitungs hub auszuführen.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Werkzeugkörper des Bearbeitungs werkzeuges außerhalb der Positionsachse, vorzugsweise in einem Winkel von 1° bis 60° zur Positionsachse, aus dem Bearbeitungselement her ausführbar ist. Dadurch kann eine Erhöhung in der Flexibilität des Werk zeuges erzielt werden.

Der Werkzeug körper des Bearbeitungswerkzeuges tritt bevorzugt wäh rend eines Bearbeitungshubes gegenüber einer zum Unterwerkzeug wei senden Anlagefläche aus dem Bearbeitungswerkzeug aus. Dies weist den Vorteil auf, dass während des Bearbeitungshubes zunächst das Ober werkzeug und das Unterwerkzeug beide zur Anlage an dem plattenförmi gen Werkstück gebracht werden, um dadurch zusätzlich eine Haltekraft auf das plattenförmige Werkstück aufzubringen, bevor der Werkzeugkör per auf das plattenförmige Werkstück einwirkt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass in einer Ruheposition des Betäti gungselementes zum Grundkörper der Werkzeugkörper des Bearbei tungswerkzeuges gegenüber der Auflagefläche des Betätigungselemen tes eingefahren ist und in einer Arbeitsposition, in welcher der Abstand zwischen dem Grundkörper und dem Betätigungselement verringert ist, gegenüber der Auflagefläche des Betätigungselementes hervorsteht. Dadurch wird ermöglicht, dass das Betätigungselement des Oberwerk zeugs zunächst mit der Auflagefläche auf dem zu bearbeitenden Werk stück zur Anlage gebracht wird. Zusätzlich kann eine geringe Anpress kraft auf das plattenförmige Werkstück zur Anlage auf dem Unterwerk zeug aufgebracht werden. Erst danach erfolgt ein Arbeitshub des Bear beitungswerkzeuges für die vorgesehene Bearbeitung des plattenförmi gen Werkstücks.

Vorteilhafterweise ist der Werkzeug körper des Bearbeitungswerkzeuges in einer Führung im Betätigungselement geführt, insbesondere bis zur Anlagefläche des Betätigungselementes geführt. Dadurch können er höhte Kräfte auf den Werkzeugkörper übertragen werden, wodurch auch dicke plattenförmige Werkstücke bearbeitet werden können.

Der Werkzeug körper des Bearbeitungswerkzeugs ist bevorzugt in einer Bohrung des Betätigungselementes als Führung geführt. Die Bohrung ist vorteilhafterweise an die Geometrie des Werkzeugkörpers angepasst, so- dass eine formschlüssige Führung ermöglicht wird. Bevorzugt ist vorge sehen, dass die Führung im Betätigungselement als ein Gleitlager ausge bildet ist. Beispielsweise können Gleitflächen am Betätigungselement ausgebildet oder daran angebracht sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Rollenführung vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein Rollenlager, ein Nadellager oder ein Kugelkäfig vorgesehen sein.

Des Weiteren ist bevorzugt zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Grundkörper eine Übersetzungseinheit vorgesehen, durch welche eine Übersetzung der Kraft und/oder des Weges vom Grundkörper auf das Bearbeitungswerkzeug erfolgt. Dadurch kann beispielsweise eine Er höhung der Kraft oder eine Verringerung des Weges erzielt werden, um entsprechende Vorteile für die Bearbeitung des Werkstücks zu erzielen.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Bearbei tungswerkzeug und dem Grundkörper ein Keilmechanismus vorgesehen ist, durch welchen der Werkzeug körper gegenüber dem Betätigungsele ment ausfahrbar angesteuert ist. Durch diesen Keilmechanismus kann eine Relativbewegung des Betätigungselementes zum Grundkörper ent lang der Positionsachse in einen davon abweichenden Arbeitshub des Werkzeugkörpers übergeführt werden. Dadurch kann eine schräge Hub bewegung bzw. eine von der Positionierachse abweichende Hubbewe gung des Werkzeug körpers vom Bearbeitungswerkzeug angesteuert werden.

Der Keilmechanismus kann eine Abstützfläche aufweisen, die an dem Grundkörper vorgesehen ist oder an einem in den Grundkörper ersetz baren Abstützkörper vorgesehen ist. An der Abstützfläche liegt eine Gleitfläche an, welche an einem Gegenkörper des Keilmechanismus vor gesehen ist, der mit dem Werkzeugkörper verbunden ist oder direkt an dem Werkzeugkörper vorgesehen ist. Dadurch kann eine hohe Kraft übertragung bei einem geringen Verschleiß gegeben sein.

Die zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Grundkörper vorge sehene Übersetzungseinheit kann vorteilhafterweise pneumatisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Durch unterschiedliche Größen der Ansteu erflächen zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Grundkörper einerseits sowie einer Stempelfläche am Werkzeug körper andererseits kann eine Übersetzung hinsichtlich der Kraft und/oder des Weges er möglicht sein.

Zwischen dem Werkzeug körper und dem Betätigungselement und/oder zwischen dem Betätigungselement und dem Grundkörper ist bevorzugt ein Rückstellelement oder eine Zwangsführung vorgesehen, durch wel che das Betätigungselement und/oder der Werkzeugkörper in die Ruhe position überführbar ist. Somit kann eine einfache Rückführung des Oberwerkzeuges nach einem Bearbeitungshub in eine Ausgangsposition bzw. Ruheposition erfolgen, um darauffolgend einen neuen Bearbei tungshub, ausgehend von einer definierten Lage des Werkzeugkörpers, zu starten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Rückstellelement als ein elastisch nachgiebiges Ele ment, wie beispielsweises ein gummielastisches Element oder ein Fe derelement, ausgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass auch hydraulische oder pneumatische Rückstellelemente eingesetzt werden können.

Des Weiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, dass bei der Ausbildung des Keilmechanismus mit einem Gegenkörper, an welchem der Werk zeugkörper angreift oder mit dem der Werkzeug körper verbunden ist, zumindest ein Verdrehsicherungselement und/oder Rückstellelement vorgesehen ist, welches in dem Betätigungselement befestigt ist. Dadurch kann ein geführter Arbeitshub des Werkzeugkörpers in dem Be tätigungselement ermöglicht sein. Die Verdrehsicherung kann auch durch die Form des Werkzeugkörpers und die entsprechende Gegenform der Führung im Betätiger ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist in einem Zwischenraum zwischen dem Grundkör per und dem Betätigungselement ein Sicherungsabschnitt an dem Werk zeugkörper vorgesehen, der sich gegenüber dem Querschnitt der Füh rung in dem Betätigungselement seitlich hervorstehend erstreckt. Dieser Sicherungsabschnitt ist vorgesehen, sofern der Werkzeug körper lediglich mit einer Stirnfläche als Gleitfläche an dem Grundkörper anliegt oder mit einer Stirnfläche an dem Gegenkörper anliegt, sodass dieser gegen ein selbständiges Herausfallen aus dem Betätigungselement gesichert ist.

Vorteilhafterweise ist an einem Außenumfang des Betätigungselementes ein Abstreifer vorgesehen oder ein Abstreifer greift am Außenumfang des Betätigungselementes an. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass durch die zusätzliche Ansteuerung des Abstreifers in der Bear beitungsmaschine eine erhöhte Anpresskraft des Oberwerkzeuges auf das plattenförmige Material zur Fixierung zum Unterwerkzeug ermöglicht ist. Bei der Alternative, bei der der Abstreifer direkt an dem Betätigungs element vorgesehen ist, kann auf ein Rückstellelement verzichtet wer den, da durch eine Ansteuerung des Abstreifers über die Bearbeitungs maschine die Überführung des Betätigungselementes zum Grundkörper in die Ruheposition ermöglicht ist.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Werkzeugkörper des Bearbeitungswerkzeuges als ein Stanzstempel, ein Prägewerkzeug, ein Signierwerkzeug, ein Gewindeformer, ein Bohrer oder dergleichen aus gebildet ist. Diese können auch auswechselbar am Werkzeug körper vor gesehen sein.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbe sondere Blechen, gelöst, bei welchem ein Werkzeug nach einem der vor beschriebenen Ausführungsformen zur Bearbeitung der Werkzeuge ein gesetzt wird und bei dem während eines Bearbeitungshubes entlang der Positionsachse eine zum plattenförmigen Werkstück weisende Anlageflä che des Betätigungselementes des Oberwerkzeuges auf das plattenför migen Werkstück aufgesetzt wird und vorzugsweise bei dem darauffol gend bei einer weiteren Verfahrbewegung des Bearbeitungshubes ent lang der Positionsachse der Werkzeugkörper gegenüber der Anlagefläche des Betätigungselementes herausgeführt wird. Die Verfahrrichtung des Arbeitshubes des Werkzeugkörpers weicht bevorzugt von der Positions achse ab. Durch dieses Verfahren kann der Werkzeug körper während der Ausfahrbewegung aus dem Betätigungselement geführt werden. Zu dem kann eine beliebige Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeuges zum plattenförmigen Werkstück erfolgen.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Oberwerkzeug vor oder während des Bearbeitungshubes entlang der Positionsachse durch eine Rotationsbe wegung um die Positionsachse ausgerichtet wird. Dadurch kann die Be arbeitungsrichtung in radialer Richtung zur Positionsachse in einem Um fangswinkel von 360° beliebig eingestellt und ausgerichtet werden.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiter bildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnun gen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Be schreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungs gemäß angewandt werden. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht auf ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht von unten auf das Oberwerkzeug in Figur 1,

Figur 3 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeu ges gemäß Figur 1,

Figur 4 eine weitere schematische Schnittansicht des Ober werkzeuges gemäß Figur 1,

Figur 5 eine schematische Schnittansicht des Oberwerk zeugs und des Unterwerkzeugs nach einer ersten Phase des Bearbeitungshubes, Figur 6 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeu ges und Unterwerkzeuges am Ende des Bearbei tungshubes,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht auf ein alternatives Oberwerkzeug zu Figur 1,

Figur 8 eine perspektivische Ansicht von unten auf das Oberwerkzeug gemäß Figur 7,

Figur 9 eine schematische Schnittansicht des Oberwerk zeugs gemäß Figur 7, und

Figur 10 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Oberwerkzeugs gemäß Figur 1.

In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht auf ein Werkzeug 11 darge stellt. Dieses Werkzeug 11 umfasst ein Oberwerkzeug 12 sowie ein Un terwerkzeug 14. Dieses Werkzeug 11 ist beispielsweise als ein Stanz werkzeug ausgebildet. Alternativ kann ein solches Werkzeug 11 auch als ein Prägewerkzeug, Signierwerkzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Das Oberwerkzeug 12 umfasst einen Einspannzapfen 18 sowie einen da mit verbundenen oder einstückig daran angeordneten Grundkörper 19. Am Grundkörper 19 ist ein Justier- oder Indexierelement 21 vorgesehen, um das Oberwerkzeug 12 in einer Aufnahme einer Bearbeitungsma schine auszurichten.

Das Unterwerkzeug 14 umfasst einen Grundkörper 31, an dessen Ober seite eine Auflagefläche 32 für ein plattenförmiges Material 35 (Figur 4) vorgesehen ist. Innerhalb der Auflagefläche 32 ist eine Öffnung 33 vor gesehen. Durch diese Öffnung 33 können vom plattenförmigen Werk stück 35 abgetrennte Werkstückteile, die Gut- oder Schlechtteile sein können, abgeführt werden. Der Grundkörper 31 des Unterwerkzeuges 14 weist ebenso ein nicht näher dargestelltes Justier- oder Indexierelement auf, um auch eine definierte Drehstellung in einer unteren Aufnahme der Bearbeitungsmaschine einzunehmen. Dieses Unterwerkzeug 11 ist um eine Positionsachse 38 drehbar. Diese Positionsachse 38 bildet eine Längsachse beziehungsweise Längsachse des Grundkörpers 31 des Un terwerkzeugs 14.

In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das Oberwerk zeug 12 dargestellt. Am Grundkörper 19 ist ein Betätigungselement 23 befestigt. Das Betätigungselement 23 weist eine zum Unterwerkzeug 14 weisende Anlagefläche 24 auf. Das Betätigungselement 23 kann ein die ses umgebendes Führungselement 28 aufweisen. Alternativ kann dieses Führungselement 28 auch einteilig am Betätigungselement 23 vorgese hen sein.

In der Anlagefläche 24 ist eine Austrittsöffnung 26 vorgesehen, deren Funktion in Figur 3 beschrieben wird.

An einem Außenumfang des Betätigungselementes 23 ist ein Abstreifer 25 vorgesehen. Der Einspannzapfen 18, der Grundkörper 19, das Betäti gungselement 23 sowie der Abstreifer 25 sind entlang einer gemeinsa men Positionsachse 27 verfahrbar.

In Figur 3 ist eine Schnittansicht entlang einer Mittelebene durch das Oberwerkzeug 12 dargestellt. Die Figur 4 zeigt eine Schnittansicht in ei ner versetzten Ebene zu der in Figur 3.

Ein Werkzeug körper 41 eines Bearbeitungswerkzeuges 42 ist in seiner Position gegenüber dem Grundkörper 19 veränderbar durch das Betäti gungselement 23 aufgenommen. Das Betätigungselement 23 umfasst eine Führung 44. Diese Führung 44 ist in einem Winkel von beispiels weise 1° bis 60° gegenüber zur Positionsachse 27 ausgerichtet. Diese Führung 44 ist als eine Gleitführung ausgebildet. Vorzugsweise können Gleitflächen die Führung 44 bilden, die auch als separate Teile in einer Bohrung des Betätigungselementes 23 angeordnet sein können. Die Füh rung 44 des Betätigungselementes 23 entspricht bevorzugt im Quer schnitt dem Querschnitt des Werkzeugkörpers 41, sodass dieser form schlüssig geführt ist. Der Formschluss kann auch gleichzeitig die Ver drehsicherung darstellen. Der Werkzeugkörper 41 weist eine Längsachse 43 auf, die gegenüber der Positionsachse 27 geneigt ist. Der Werkzeug körper 41 kann an einer Stirnseite als eine Schneide, ein Prägewerkzeug oder dergleichen einteilig daran angeordnet oder als Wechselelement austauschbar vorgesehen sein. Der Werkzeugkörper 41 ist durch die Führung 44 längs der Längsachse 43 verschiebbar geführt. Hierzu ist zwischen dem Werkzeugkörper 41 und dem Grundkörper 19 ein Keilme chanismus 46 vorgesehen. Dieser Keilmechanismus 46 kann durch eine Stirnfläche 47 des Werkzeug körpers 41 gebildet sein, welche auf den Grundkörper 19 zuweist sowie durch eine am Grundkörper 19 vorgese hene Abstützfläche 48, die auf den Werkzeugkörper 41 ausgerichtet ist. Bevorzugt kann die Abstützfläche 48 als separates Bauteil an einem Ab stützkörper 49 im Grundkörper 19 befestigt sein, welches bevorzugt ver schleißfest ausgebildet ist. Dem Abstützkörper 49 des Keilmechanismus 46 gegenüberliegend ist bevorzugt ein Gleitkörper 50 vorgesehen. Die Gleitfläche 53 des Gegenkörpers 50 ist bevorzugt an die Abstützfläche 48 des Abstützkörpers 49 hinsichtlich der Oberflächenrauheit des Nei gungswinkels angepasst, sodass eine verschleißfreie und hohe Kraft übertragung ermöglicht ist. Der Werkzeug körper 41 kann an dem Ge genkörper 50 anliegen. In diesem Fall kann der Werkzeug körper 41 an einem zum Keilmechanismus 46 weisenden Ende einen Sicherungsab schnitt aufweisen, der sich zumindest in einer Richtung seitlich auskra gend zur Führung 44 des Betätigungselementes 23 erstreckt. Dadurch wird ein Herausfallen des Werkzeug körpers 41 aus dem Betätigungsele ment 23 verhindert. Auch kann ohne Sicherungsabschnitt 56 durch den Gegenkörper 50 eine Positionierung in dem Betätigungselement 23 ge geben sein. An dem Betätigungselement 23 greifen die Rückstellele mente 51 für den Werkzeugkörper 41 an, um diesen in Richtung auf den Grundkörper 19 zu positionieren.

An dem Gegenkörper 50 kann bevorzugt zumindest ein Führungselement 58 als Verdrehsicherung und/oder ein Rückstellelement 51 vorgesehen sein. Dadurch wird ermöglicht, dass nach einem Bearbeitungshub das Betätigungselement 23 in eine Ruheposition 52 verfahren wird, wie dies in Figuren 3 und 4 dargestellt ist.

Das Betätigungselement 23 ist entlang der Positionsachse 27 in Richtung auf den Grundkörper 19 verschiebbar. Durch das Führungselement 28, welches beispielsweise den Grundkörper 12 außen umgreift, wird das Betätigungselement 23 relativ verfahrbar zum Grundkörper 19 geführt. Während der Verfahrbewegung des Betätigungselementes 23 in Richtung auf den Grundkörper 19 kann der Werkzeugkörper 41 gegenüber der Führung 44 verfahren werden und aus der Austrittsöffnung 26 herausge führt werden. Während dieser Verfahrbewegung gleitet die Stirnfläche bzw. Gleitfläche 47 des Werkzeugkörpers 41 oder des Gegenkörpers 50 entlang der Abstützfläche 48 am Grundkörper 12 oder des Abstützkör pers 49.

Eine Stanzbearbeitung des plattenförmigen Werkstücks 35 wird bei spielsweise anhand der Figuren 5 und 6 näher beschrieben.

Das plattenförmige Werkstück 35 wird in einer Bearbeitungsposition zum Unterwerkzeug 14 ausgerichtet und liegt auf der Auflagefläche 32 auf. Während einer ersten Phase eines Bearbeitungshubes wird das Ober werkzeug 12, welches zunächst beabstandet zum plattenförmigen Werk stück 35 ausgerichtet ist, entlang der Positionsachse 27 auf das platten förmige Werkstück 35 zubewegt. Darauffolgend kommt die Anlagefläche 24 des Betätigungselementes 23 zur Anlage auf dem plattenförmigen Werkstück 35. Der Werkzeug körper 41 des Bearbeitungswerkzeuges 22 ist bis zu diesem Zeitpunkt noch eingefahren, das heißt in einer Position innerhalb des Betätigungselementes 23. Diese erste Phase des Bearbei tungshubes ist in Figur 5 dargestellt.

Bei einer weiteren Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 12 entlang der Positionsachse 27 wird der Grundkörper 19 auf das Betätigungselement 23 zubewegt. Über den Keilmechanismus 46 wird der Werkzeug körper 41 des Bearbeitungswerkzeuges 42 in eine Verfahrbewegung entlang der Führung 44 übergeführt. Der Werkzeugkörper 41 wird entlang der Längsachse 43 des Werkzeug körpers 41 in einer Richtung abweichend zur Positionsachse 27 ausgefahren. Dabei wird eine Stanzbearbeitung durchgeführt. Dies kann beispielsweise das Einbringen einer Fase an ei ner Kante des plattenförmigen Werkstücks 35 sein. Das abgetrennte Werkstückteil 46 kann über die Öffnung 33 im Unterwerkzeug 14 nach unten abgeführt werden. Das Oberwerkzeug 12 befindet sich in einer Ar beitsposition 54. Dies ist in Figur 6 dargestellt. Am Ende des Bearbeitungshubes - also nachdem der Bearbeitungspro zess, insbesondere der Stanzprozess abgeschlossen ist - wird das Ober werkzeug 12 entlang der Positionsachse 27 nach oben abgehoben und das Betätigungselement 23 aufgrund des Rückstellelementes 51 oder ei ner Zwangsführung in die Ruheposition gemäß Figur 3 übergeführt.

Durch eine ausschließliche Verfahrbewegung während des Bearbeitungs hubes entlang der Positionsachse 27 kann ein Arbeitshub des Werkzeug körpers 41 angesteuert werden, der außerhalb der Positionsachse 27 liegt. Dabei kann die Ausrichtung des Werkzeug körpers 41 in beliebiger Richtung senkrecht zur Positionsachse 27 um 360° verdreht vorgesehen sein.

In Figur 7 ist eine alternative Ausführungsform des Oberwerkzeuges 12 zur Figur 1 dargestellt. Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht von un ten auf das Oberwerkzeug gemäß Figur 7. Figur 9 zeigt eine Schnittan sicht des Oberwerkzeugs 12 gemäß Figur 7. Dieses Oberwerkzeug 12 gemäß den Figuren 7 bis 9 unterscheidet sich dahingehend, dass zwi schen dem Betätigungselement 23 und/oder Führungselement 28 und dem Grundkörper 19 des Oberwerkzeuges 12 ein Rückstellelement 51 vorgesehen ist. Dieses Rückstellelement 51 kann als ein umlaufender elastischer Ring ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform ist vorge sehen, dass das Führungselement 28 an dessen Außenumfang frei von einer Schulter ausgebildet ist. Ein ggf. das Oberwerkzeug 12 umgeben der Abstreifer 25 kann unabhängig von der Bewegung des Oberwerkzeu ges 12 angesteuert werden. Die weiteren Ausführungsformen bezüglich der Ansteuerung und Ausgestaltung des Werkzeug körpers 41 des Bear beitungswerkzeuges 42 kann gemäß einer der vorbeschriebenen Ausfüh rungsformen ausgebildet sein.

In Figur 10 ist eine Schnittansicht bei einer weiteren alternativen Aus führungsform des Oberwerkzeuges 12 dargestellt. Bei dieser Ausfüh rungsform ist vorgesehen, dass die Ansteuerung des Werkzeug körpers 41 pneumatisch oder hydraulisch erfolgt. In einem Zwischenraum zwi schen dem Betätigungselement 23 und dem Grundkörper 19 ist ein Fluid vorgesehen, welches bei einem Bearbeitungshub des Oberwerkzeuges 12 komprimiert wird und somit eine Ausfahrbewegung des Werkzeugkör pers 41 ansteuert. Der Werkzeugkörper 41 weist diesbezüglich eine ver größerte Stirnfläche 47 als Stempelfläche auf. Der Werkzeugkörper 41 wird dabei in einer Werkzeugaufnahme 62 geführt, die an dem Grund körper 19 befestigt ist. Die Führung 44 ist in der Werkzeugaufnahme 62 bezüglich deren Längsachse wieder abweichend von der Positionsachse 27 ausgeführt, sodass eine schräge Hubbewegung relativ zur Positions achse 27 gesehen ansteuerbar ist. Die Austrittsöffnung 26 in der Anlage fläche 24 des Betätigungselementes 23 ist wesentlich größer als ein Querschnitt des Werkzeugkörpers 41 ausgebildet, sodass dieser während einer Hubbewegung frei austreten kann. Die Rückstellbewegung des Be tätigungselementes 23 zum Grundkörper 19 kann bei dieser Ausfüh rungsform wiederum durch ein Rückstellelement 51 erfolgen.