EP1197319B2

EP1197319B2 - Keiltrieb

Info

Publication number: EP1197319B2
Application number: EP00122406A
Authority: EP
Inventors: Harald Weigelt
Original assignee: Voestalpine Giesserei Linz GmbH
Current assignee: Voestalpine Giesserei Linz GmbH
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: MXPA03003056A; BR0114611B1; CA2425642A1; ES2265853T5; EP1197319A1; US7114364B2; AU2002215921A1; DE50013358D1; EP1197319B1; ATE337165T1; BR0114611A; WO2002030659A1; US20040025561A1; CA2425642C; ES2265853T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Keiltrieb mit einem oberen Führungsteil, enthaltend ein Schieberelement und ein Schieberführungselement, und einem unteren Führungsteil, enthaltend ein Treiberelement.
Derartige Keiltriebe sind bekannt. Sie werden insbesondere in Werkzeugen in der Metallbearbeitung z.B. bei Pressen eingesetzt. Verbunden mit den Keiltrieben sind üblicherweise die ein Stanzen oder anderweitiges Verformen ermöglichenden Einrichtungen. Die Keiltriebe werden seitens des Schieberführungselements durch einen eine im allgemeinen vertikale Presskraft aufbringenden Antrieb bewegt. Seitens des Treiberelements sind die Keiltriebe in dem Werkzeug bzw. der Presse auf einer Grundplatte befestigt, auf der auch das zu bearbeitende Werkstück direkt oder über eine entsprechende Auflageeinrichtung aufgelegt ist. Beispielsweise geht aus der DE-197 53 549 C2 ein solcher Keiltrieb zur Umlenkung einer vertikalen Preßkraft hervor, der ein Treiberelement mit einer prismatischen Oberfläche aufweist. Die Flanken der prismatischen Oberfläche sind hierbei nach außen hin abfallend gebildet. Außerdem sind Zwangsrückholklammern auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten in jeweiligen Nuten des Schieberelementes und des Treiberelementes angeordnet. Hierdurch wird im Falle eines Bruchs eines das Schieberelement in seine Ausgangsposition zurückholenden Federelements ein Rückholen des Schieberelementes bei Federbruch gewährleistet, um dadurch ein Herausreißen von aufgeschraubten Stanzelementen zu vermeiden. Das Schieberelement ist an dem Schieberführungselement über Winkelleisten und Halteschrauben befestigt und kann entlang den Winkelleisten gegenüber dem Schieberführungselement bewegt werden.
Aus der US-5,101,705 geht ein anderer Keiltrieb hervor, bei dem jedoch ebenfalls das Schieberelement an Winkelleisten hängt bzw. mittels derer an dem Schieberführungselement befestigt ist. Hierbei ist es erforderlich, daß die aneinander liegenden Platten bzw. zur Befestigung erforderlichen Elemente genau eingeschliffen werden, um das zwischen Schieberelement und Schieberführungselement erforderliche Laufspiel zu garantieren. Bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Keiltrieb sowie auch bei den übrigen bekannten Keiltrieben, bei denen Schieberführungselement und Schieberelement über Winkelleisten und Schrauben miteinander verbunden sind, erweist es sich als nachteilig, daß alle Zugkräfte in die Schrauben eingeleitet werden, wodurch insbesondere in dem Augenblick, in dem eine Ausdehnung der Schrauben bzw. des diese umgebenden Materials erfolgt, das Laufspiel der sich gegeneinander bewegenden Schieberführungselemente und Schieberelemente beeinträchtigt wird. Dies führt nachfolgend zu einer schlechteren Standfestigkeit, da der Verschleiß aufgrund des Verspannens des Werkzeugs in diesem Bereich besonders erhöht wird. Außerdem erweist es sich als nachteilig, daß das Schieberelement bei Erwärmung sich nicht seitlich ausdehnen kann, da es von den Winkelleisten diesbezüglich eingeengt wird. Dies kann ebenfalls zu einem erhöhten Verschleiß des Werkzeugs führen bzw. schlimmstenfalls zu einem derart verminderten Laufspiel, daß ein Bewegen von Schieberelement und Schieberführungselement gegeneinander nahezu unmöglich wird.
Die JP 7-290168 offenbart einen Keiltrieb mit einem oberen Teil, eine mit diesem verbundene Halteeinrichtung, hiermit verbunden ein Schieber und hiermit verbunden einen Treiber. Der Schieber und der Treiber sind über zwei Klammern miteinander verschiebbar verbunden. Der obere Teil ist über eine Klammer mit dem Treiber ebenfalls verbunden.
Die US 5,904,064 offenbart einen Keiltrieb mit einer Halteeinrichtung, enthaltend zwei Führungsfedern, einen Schieber und einen Treiber, wobei Schieber und Treiber miteinander über zwei Klammern verbunden sind. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und einen Keiltrieb vorzusehen, dessen Standzeit erheblich höher ist als bei den Keiltrieben des Standes der Technik und bei dem möglichst keine Beeinträchtigung des Laufspiels auftreten kann.
Die Aufgabe wird für einen Keiltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der obere Führungsteil (10, 20) durch zumindest eine Führungsklammer (30) zusammenhaltbar und/oder zusammengehalten ist, wobei die zumindest eine Führungsklammer (30) das Schieberelement (20) und das Schieberführungselement (10) miteinander verbindet, wobei die Führungsklammer (30) formschlüssig in das Schieberführungselement (10) und das Schieberelement (20) eingreift, wobei der Keiltrieb so ausgebildet ist, dass die zumindest eine Führungsklammer (30) Haltevorsprünge (31) aufweist, mittels derer sie in einen Teil (11) des Schieberführungselementes (10) eingreift, wobei die Haltevorsprünge eine Anschrägung (32) aufweisen und die Anschrägung eine geringe Anschrägung ist und die Führungsklammern eine lineare Verstellung des Führungsspiels ermöglichen. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird ein Keiltrieb geschaffen, bei dem insbesondere Schieberelement und Schieberführungselement mittels zumindest einer Führungsklammer zusammengehalten werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, zusätzliche Winkelleisten oder andere diese beiden Elemente verbindende Einrichtungen exakt einzuschleifen, um ein erforderliches Laufspiel zu garantieren. Außerdem wird das Laufspiel auch bei Erwärmung des Keiltriebs bzw. des Werkzeugs nicht beeinträchtigt, da nicht nur Fertigungstoleranzen, sondern auch dabei auftretende Ausdehnungen des Materials durch die Verbindung über eine Führungsklammer aufgefangen werden können. Die Standfestigkeit des Keiltriebs wird daher ebenfalls nicht mehr beeinträchtigt bzw. verkürzt. Auch trotz Wegfalls eines Einschleifens kann eine hohe Laufgenauigkeit erzielt werden. Außerdem können die Kosten für den Keiltrieb erheblich reduziert werden, da nicht nur ein geringerer Materialaufwand, sondern auch ein geringerer Aufwand bei dem Zusammenfügen von Schieberführungselement, Schieberelement und Treiberelement erforderlich ist.
Es ist die Führungsklammer oder sind die Führungsklammern formschlüssig in das Schieberführungselement eingreifbar oder greift/greifen dort formschlüssig ein. Das Schieberelement hängt somit über die Führungsklammern an dem Schieberführungselement über diesen formschlüssigen Eingriff. Somit ist es nicht mehr erforderlich, einen Halt an dem Schieberführungselement über Schrauben vorzusehen, die einerseits verschleißanfällig sind und andererseits eine bereits erwähnte Beeinträchtigung des Laufspiels bei Erwärmung hervorrufen können. Dadurch können vorteilhaft erheblich höhere Haltekräfte zwischen Schieberelement und Schieberführungselement erzielt werden als dies beim Stand der Technik möglich ist. Außerdem kann die Standzeit des Keiltriebs um ein Vielfaches erhöht werden.
Die zumindest eine Führungsklammer weist Haltevorsprünge auf, mittels derer sie in einen Teil des Schieberführungselements eingreift, wobei die Haltevorsprünge eine Anschrägung aufweisen. Die Haltevorsprünge können beispielsweise nasenförmig an einen im wesentlichen flachen Grundkörper der Führungsklammer angeformt sein. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind sie als in Längsrichtung der Führungsklammer gerichtete, von dem flachen Grundkörper der Klammer abstehende Keile gebildet. Die Haltevorsprünge weisen eine geringe Anschrägung, insbesondere eine Anschrägung von etwa 1° in Richtung zu dem Treiberelement auf. Diese Anschrägung ist vorzugsweise lediglich auf einer Seite der Haltevorsprünge vorgesehen und ermöglicht es, die zumindest eine Führungsklammer in Hubrichtung des Keiltriebes linear und parallel zu verschieben. Hierdurch ist eine lineare Verstellung des Führungsspiels und/oder ein Einstellen des Gleitspiels zwischen oberem und unterem Führungsteil durch die Führungsklammer oder Führungsklammern ermöglicht. Besonders bevorzugt sind Führungsklammer und oberer Führungsteil so ineinandergreifbar, daß ein lineares Verschieben der Führungsklammer in Hubrichtung des Keiltriebs zu einer Veränderung des Führungsspiels quer zur Wirkrichtung des Treiberelements bei im wesentlichen gleichbleibender Linearität des Führungsspiels führt. Es verändert sich also durch das lineare Verstellen bzw. Verschieben der Führungsklammer in Hubrichtung des Keiltriebs das Führungsspiel quer zur Wirkrichtung des Treiberelementes, bedingt durch die geringe Anschrägung von insbesondere 1°, ohne dass sich dabei das Führungsspiel in seiner Linearität verändert. Vorteilhaft kann durch die Möglichkeit, eine lineare Verstellung des Führungsspiels zu erzielen, einem im Dauerbetrieb auftretenden Verschleiß schnell und somit kostengünstig entgegengewirkt werden.
Jedes auf dem Werkzeug gefertigte Einzelteil weist im allgemeinen ein eigenes Toleranzfeld auf, wobei das Schieberführungselement in diesem Bereich zur Erzielung der geforderten Laufgenauigkeit nur ein Gleitspiel von insbesondere 0,02 mm aufweisen darf. Dies zu erzielen, ist mit den Keiltrieben des Standes der Technik, bei denen ein Verschrauben von Schieberelement und Schieberführungselement vorgesehen ist, sehr aufwendig und kostenintensiv, da ständiges Nacharbeiten, gepaart mit permanentem Ein- und Ausbau erforderlich ist. Bei der vorteilhaften Verwendung einer Führungsklammer kann durch deren bloßes paralleles Verschieben das Gleitspiel vorteilhaft verändert werden, wodurch die einzelnen zuvor erforderlichen Arbeitsgänge überflüssig werden, nämlich das Ausmessen und Einschleifen der einzelnen Elemente des Keiltriebs. Fertigungstoleranzen können somit vorteilhaft ausgeglichen werden, was zu erheblich geringeren Herstellungskosten der zu fertigenden Einzelteile führt.
Vorzugsweise weisen Schieberelement und Schieberführungselement im wesentlichen die gleiche Breite auf. Außerdem weisen sie bevorzugt im wesentlichen parallele Flächen auf, an denen die zumindest eine Führungsklammer befestigbar ist. Dies erweist sich als vorteilhaft, da ein Keiltrieb nicht nur im Bereich seines unteren Führungsteils mit einem gleichbleibenden Gleitspiel von z.B. 0,02 mm geführt werden sollte, sondern auch zu den Seiten hin, was sich mit den Keiltrieben des Standes der Technik als sehr aufwendig erweist. Durch Vorsehen von Führungsklammern in Verbindung mit Schieberelement und Schieberführungselement von im wesentlichen der gleichen Breite kann zum einen ein aufwendiges Einschleifen der aneinanderliegenden oder -gleitenden Flächen entfallen. Zum anderen ist es völlig unerheblich, wie groß die tatsächliche Breite von Schieberelement und Schieberführungselement ist, solange beide Elemente lediglich im wesentlichen gleich breit sind. Zur Erzielung des geforderten Laufspiels bzw. Gleitspiels werden lediglich zwei, nämlich die beiden einander gegenüberliegenden parallel verlaufenden Flächen vorgesehen, auf denen die Führungsklammer befestigt wird. Hierdurch wird aufgrund der Anlage des im wesentlichen flachen Grundkörpers der Führungsklammer an den Außenflächen von Schieberelement und Schieberführungselement eine Justierung der beiden Elemente erzielt, die wiederum zu der gewünschten Laufgenauigkeit führt, selbst in dem Fall, in dem entweder die Führungsklammer oder Schieberelement oder Schieberführungselement gegen ein Austauschteil ersetzt oder ausgetauscht werden. Hierdurch kann zum einen eine kostengünstige Herstellung und zum anderen ein ebenfalls kostengünstiger Betrieb des Keiltriebs erzielt werden.
Vorzugsweise weist das untere und/oder obere Führungsteil einen prismatischen Teil und/oder zumindest eine prismatische Oberfläche zur Führung des Schieberelementes und/oder zur Aufnahme seitlicher Kräfte zum Erzeugen einer hohen Laufgenauigkeit auf. Da bevorzugt die Arbeitsfläche des Keiltriebs über die gesamte Breite des Keiltriebs reicht, kann vorteilhaft im unteren Führungsteil zum Treiben und/oder zur Führung des oberen Führungsteils der prismatische Teil und/oder die prismatische Oberfläche vorgesehen werden. Je größer der prismatische Teil/die prismatische Oberfläche ist, desto leichter und somit auch besser kann der obere Führungsteil darauf bzw. insbesondere das Schieberelement auf dem Treiberelement getrieben und geführt werden. Auch das Schieberführungselement und/oder Schieberelement kann prismatische Flächen aufweisen, insbesondere aufeinander gleitende oder aneinander fügbare Flächen. Vorzugsweise ist der prismatische Teil/die prismatische Oberfläche in Abhängigkeit von den Abmessungen, insbesondere der Breite und der sonstigen Ausbildung des Schieberelementes dimensioniert. Hierbei weist der Keiltrieb bevorzugt über seine gesamte Breitenerstreckung hinweg im wesentlichen eine gleichmäßige Breite auf. Es ist somit möglich, den prismatischen Teil/die prismatische Oberfläche unter Bezug auf die Breite des Schieberelementes ideal zu dimensionieren, was einen enormen Einfluß auf die Lauf- und Standzeit des Keiltriebes ausübt. Ein Treiberelement oder Schieberführungselement oder Schieberelement mit einer besonders großen prismatischen Oberfläche bzw. einem besonders großen prismatischen Teil ist vorteilhaft in der Lage, größere Preßkräfte in senkrechter Richtung aufzunehmen, über seine V-Form seitliche Schubkräfte besser abzufangen und somit die Laufgenauigkeit zu erhöhen. Eine erhöhte Laufgenauigkeit in Verbindung mit größeren Preßkräften stellt ein Ziel eines Keiltriebs dar. Außerdem kann durch Vorsehen von prismatischen Oberflächen eine bessere stetige Justierung erfolgen. Die tatsächliche Breite des Keiltriebes hat Einfluß auf das Maß der Stabilität des Treiberelementes. Es kann durch die Verwendung des prismatischen Teils/der prismatischen Oberfläche somit eine weitere Verbesserung der Lauf- und Standzeit des Keiltriebes erzielt werden, insbesondere kann die durch die Verwendung der Führungsklammern erzielte Kompaktheit von Schieberführungselement und Schieberelement noch besser für die wirksame Bearbeitung eines Werkstücks genutzt werden.
Vorzugsweise ist ein Federelement, insbesondere eine Gasdruckfeder, zum Zurückholen des Schieberelementes vorgesehen, das mittels eines Sicherungselementes, insbesondere einer Sicherungsschraube, in dem Schieberelement gesichert und darüber demontierbar ist. Durch die Verwendung zweier Führungsklammern kann eine Kompaktbauform des Keiltriebs ermöglicht werden. Diese wiederum ermöglicht es, eine zur Rückholung des Schieberelementes eingesetzte Gasdruckfeder oder ein anderes Federelement im eingebauten Zustand mühelos und, ohne eine komplette Demontage des Keiltriebs zu bedingen, zu wechseln. Da insbesondere eine Gasdruckfeder, aber auch andere Federelemente als Verschleißteile häufiger während des Betriebs einer Presse, eines Stanzwerkzeugs oder eines anderen Werkzeugs, in der der Keiltrieb eingebaut ist, ausgetauscht werden müssen, erweist sich diese leichte Montage und Demontage als besonders vorteilhaft, da nun nicht mehr ein kompletter Ausbau des Keiltriebs aus dem Werkzeug und eine nachfolgende Zerlegung des Keiltriebs erforderlich ist. Besonders vorteilhaft kann eine Sicherungsschraube gelöst und entnommen werden, woraufhin das Federelement ebenfalls vorzugsweise in diese Richtung demontiert werden kann. Andererseits sind vorteilhaft keine weiteren Sicherungsmaßnahmen zur Sicherung des Federelements im Keiltrieb erforderlich, außer dem Vorsehen der Sicherungsschraube. Dies erspart nicht nur Materialkosten und Aufwand bei der Herstellung, sondern führt auch zu einer noch kompakteren Bauform des Keiltriebs.
Vorzugsweise bestehen die einzelnen aufeinander gleitenden Elemente des Keiltriebs aus einer Werkstoffpaarung Bronze und gehärteter Stahl, insbesondere in Kombination mit einem Schmierstoff, insbesondere einem Festschmierstoff. Hierbei werden vorzugsweise die ohnehin häufiger zu wechselnden Verschleißteile aus weicher Bronze gefertigt, die schneller verschleißt als beispielsweise gehärteter Stahl. Dadurch findet im eigentlichen Keiltrieb, also den Elementen Schieberführungselement, Schieberelement und Treiberelement über eine lange Zeit hinweg im wesentlichen kein Verschleiß statt. Ausgetauscht zu werden brauchen lediglich die auf den Gleitflächen vorgesehenen Teile, wie Gleitplatten etc. Durch Verstellen der Führungsklammern kann ein durch Verschleiß erhöhtes Gleitspiel wieder ausgeglichen werden. Besonders vorteilhaft ist hierdurch kein teures Einschleifen der zu erneuernden Verschleißteile mehr erforderlich. Dieser Umstand ist insbesondere für die Standzeit von extremer Bedeutung, da ein Keiltrieb üblicherweise mit extrem hohen Preßkräften belastet bzw. betrieben wird und somit die Gleitflächen bzw. Gleitplatten einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind.
Bevorzugt sind Zwangsrückholeinrichtungen zum Verhindern des Einwirkens seitlicher Momente auf den Keiltrieb zwischen Treiberelement und Schieberelement vorgesehen. Hierbei ist besonders bevorzugt das Schieberelement so mit dem Treiberelement verschiebbar verbindbar oder verbunden, daß ein Abheben von dem prismatischen Teil/der prismatischen Oberfläche des Treiberelements im wesentlichen nur in der Ausgangsposition ermöglicht ist. Das Vorsehen von zwei einander gegenüber angeordneten Zwangsrückholeinrichtungen, die insbesondere als Klammern zwischen Schieberelement und Treiberelement ausgeführt sind, ermöglicht es, selbst bei Auftreten eines Verklemmens oder Verharrens des Keiltriebs für einen reibungslosen weiteren Betrieb zu sorgen, ohne daß seitliche Momente auf den Keiltrieb einwirken. Gerade bei der automatischen Fertigung werden Hubzahlen von 13 bis 25 Hub/min. erzielt, weswegen eine vorübergehende Störung durch Verharren oder Verklemmen des Keiltriebs zu einem kostenintensiven Problem werden würde. Dadurch, daß das Schieberelement so auf dem Treiberelement eingesetzt wird, daß das Schieberelement zunächst einmal einen Arbeitsweg in die Ausgangsposition zurücklegen muß, bevor es von der prismatischen Oberfläche abgehoben werden kann, wird vermieden, daß das Schieberelement in vorgefahrener Arbeitsstellung aus dem Treiberelement nach oben gezogen werden kann, was im allgemeinen zum Bruch der Verformeinrichtung, insbesondere eines Lochstempels, führen würde. Die Zwangsrückholeinrichtung kann dabei klammerartig ausgebildet sein und in eine entsprechende Führungskulisse des Treiberelementes eingreifen, wobei sie in dem Schieberelement vorzugsweise in eine Nut oder eine ähnliche Ausnehmung oder Aussparung eingreift. Um das Auftreten einseitiger Momente auszuschließen, wird vorzugsweise der Keiltrieb im relevanten Bereich, insbesondere dem von Schieberelement und Treiberelement, beidseitig mit Zwangsrückholeinrichtungen versehen.
Vorzugsweise ist eine Fixfläche zum Erzeugen einer reproduzierbaren Ausgangsposition des Keiltriebs zwischen Schieberführungselement und Schieberelement vorgesehen. Zum reproduzierbaren Justieren des Keiltriebs, der eine schräge Fläche aufweist, die über zwei weitere schräge Gleitflächen hin- und herbewegbar ist, in einem Werkzeug kann die schräge Fixfläche zwischen dem Keiltrieb und dessen Aufnahmeelement, als Justierfläche gewählt werden, ein Distanzstück, dessen Abmessungen dem gewünschten Abstand zwischen einer in einem festen Winkel zur schrägen Fläche stehenden schrägen Fläche des Keiltriebs und der Justierfläche entsprechen, auf die Justierfläche aufgelegt werden, und der Keiltrieb in dieser Position fixiert bzw. im Werkzeug befestigt werden. Eine solche Fixfläche kann eine innere Fläche des Schieberführungselementes sein, auf die das Distanzstück aufgefügt und Schieberelement mit Federelement gegengefahren werden kann. Bevorzugt dient die Justierfläche zunächst als reproduzierbare Fixfläche bei der Erstmontage im Werkzeug. Als besonders vorteilhaft erweist sich die Fixfläche jedoch auch beim ständigen Überprüfen und gegebenenfalls Ändern der Position des Keiltriebs. Dies kann besonders dann erforderlich sein, wenn der Keiltrieb während des Betriebs fortwährend vor- und zurückgefahren wird, insbesondere dann, wenn der Keiltrieb einen Lochstempel oder eine Formbacke bewegt, da der Keiltrieb dann stets zu einem reproduzierbaren Punkt bzw. einer reproduzierbaren Fläche zurückgeführt und justiert werden kann. Hierdurch wird also eine reproduzierbare Ausgangsposition geschaffen. Dies führt zu einer erheblichen Arbeitserleichterung im Vergleich zu dem Justieren eines Keiltriebs, wie er im Stand der Technik beschrieben ist. Die erforderlichen Montagezeiten zum Justieren und Montieren des Keiltriebs können sich bei Verwenden dieses Verfahrens um etwa 80 % verkürzen, was auch ein erhebliches Maß an Kostenreduzierung darstellt. Eine weitere Justierung von Schieberelement und Schieberführungselement untereinander muß nicht mehr stattfinden, da bei Verwendung der erfindungsgemäßen Führungsklammern diese beiden Elemente durch deren Verwendung bereits zueinander justiert werden. Es tritt hier somit auch kein zusätzlicher Justageaufwand bei Verwendung der Führungsklammern auf.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

Figur 1: eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Keiltrieb mit zwei Führungsklammern,
Figur 2: eine Schnittansicht durch den Keiltrieb gemäß Figur 1, worin das Schieberelement auf dem Treiberelement in die Arbeitsposition verfahren ist,
Figur 3: eine Schnittansicht des Keilantriebs gemäß Figur 2, worin das Schieberelement auf dem Treiberelement in der Ausgangsposition ruht,
Figur 4: ein Ablaufdiagramm der Verfahrwegsverhältnisse bei der Bewegung von Schieberführungselement, Schieberelement und Treiberelement gemäß Figur 2 und 3,
Figur 5: eine Schnittansicht durch Schieberelement und Treiberelement mit Zwangsrückholeinrichtungen, und
Figur 6: eine Draufsicht auf Schieberführungselement, teilweise geschnitten, und Treiberelement.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Keiltriebs 1. Dieser weist ein Schieberführungselement 10 und ein Schieberelement 20 auf, die durch zwei Führungsklammern 30 miteinander verbunden sind. Zum Verschieben des Schieberelementes gegenüber dem Schieberführungselement ist außerdem ein Federelement 50 vorgesehen. Das Federelement 50 ist eingebettet in das Schieberelement und insbesondere eine Gasdruckfeder. Diese stützt sich, wie Figur 2 und 3 besser entnommen werden kann, auf der einen Seite an dem Schieberführungselement 10 und an der anderen Seite an dem Schieberelement 20 ab.
Die Führungsklammern 30 weisen jeweils Haltevorsprünge 31 auf. Die Haltevorsprünge 31 sind mit einer jeweiligen Anschrägung 32 versehen, die in Richtung zu dem Treiberelement gerichtet ist, was besser Figur 2 entnommen werden kann. Die Anschrägung ist insbesondere in einem Winkel von 1° zum Treiberelement hin gerichtet. Dies führt zu einem auch bei Materialausdehnung sicheren Halt auf Schieberführungselement und Schieberelement, einem gleichbleibenden Laufspiel oder Gleitspiel und somit der Möglichkeit eines gleichbleibend linearen parallelen Verschiebens der Führungsklammern auf Schieberführungselement und Schieberelement, um auftretenden Verschleiß und andere auftretende Toleranzen ausgleichen zu können. Die Haltevorsprünge 31 greifen in entsprechende Nuten 11, 21 von Schieberführungselement und Schieberelement ein, wodurch die Führungsklammern formschlüssig in zumindest der Nut 11 des Schieberführungselementes in Klammerrichtung sitzen. Zur weiteren Befestigung der Führungsklammern an dem Schieberführungselement sind diese durch Schrauben 33 miteinander verbunden. Diese können auch entweder durch andere Befestigungsmittel ersetzt werden oder vollständig entfallen. Vorzugsweise lassen sie das Bewegen der Führungsklammern zu deren Justieren zu, wie Figur 2 besser entnommen werden kann.
Um ein besseres Gleiten von Schieberelement und Schieberführungselement aufeinander zu gewährleisten, ist zwischen beide Elemente eine Gleitplatte 12 eingefügt, die mittels Schrauben 13 an dem Schieberführungselement befestigt ist. Schieberführungselement und Schieberelement weisen im Bereich der Führungsklammern 30 eine im wesentlichen gleiche Breite auf, wodurch diese flach an den Außenflächen von Schieberführungselement und Schieberelement anliegen kann. Auch im Bereich außerhalb der Nuten 11, 21 weisen Schieberführungselement, Schieberelement und die Außenflächen der Führungsklammern eine im wesentlichen gleiche Breite auf bzw. bilden eine im wesentlichen ebene Fläche. Durch die Montage der beiden Führungsklammern auf den einander gegenüberliegenden parallel verlaufenden Außenflächen von Schieberführungselement und Schieberelement kann sogar ein sehr niedriges Gleitspiel oder Laufspiel von Schieberführungselement und Schieberelement gegeneinander erzielt werden, insbesondere ein Gleitspiel von 0,02 mm. Dies ist insbesondere auch aus Figur 2 ersichtlich. Diese Figur zeigt eine Schnittansicht durch den Keiltrieb 1, wobei im Unterschied zu der Darstellung in Figur 1 auch das Treiberelement 40 dargestellt ist. Figur 1 stellt insofern eine Draufsicht entsprechend dem Pfeil X dar. In der Darstellung gemäß Figur 2 ist der Keiltrieb in der Arbeitsposition gezeigt. Hierbei ist das Schieberelement, das eine schräge Fläche 23 aufweist, entlang derer es an der Gleitplatte 12 anliegt, die ebenfalls schräg im Raum angeordnet ist, entlang dem Treiberelement 40 in die Arbeitsposition verschoben. In dieser kann beispielsweise ein Stanzen oder Verformen eines Werkstücks ausgeführt werden, wobei zu diesem Zweck an der Seite 22 des Schieberelementes 20 eine entsprechende zusätzliche Einrichtung befestigt wird. Die Seite 22 und die schräge Fläche 23, an der das Federelement 50 anliegt, bilden einen Winkel α, der beispielsweise einen Wert von 40° annehmen kann. Dieser Winkel wird in Abhängigkeit von der aufzubringenden Preßkraft und in Abhängigkeit von dem Winkel zur Verbindungsfläche zum Treiberelement gewählt. Er kann daher auch einen von α = 40° abweichenden Wert annehmen.
Das schräg angeordnete Federelement 50 stützt sich auf einer zur Gleitplatte 12 im wesentlichen senkrechten Innenfläche 14 des Schieberführungselementes 10 ab und ist auf der entgegengesetzten Seite über eine Lagerplatte 51 sowie ein darauf befestigtes Lagerstück 52, das in das Schieberelement eingeschraubt ist, in dem Schieberelement 20 gelagert. Das Federelement dient dazu, das Schieberelement wieder in die Ausgangsposition, die in Figur 3 dargestellt ist, zurückzuziehen. Eine Rückholkraft kann dabei beispielsweise 800 Newton betragen, wobei die Preßkraft, die über das Schieberführungselement auf das Schieberelement ausgeübt wird, 3 Tonnen betragen kann. Diese Preßkraft wird durch eine entsprechende Antriebseinrichtung, die in Figur 2 nicht dargestellt ist, an der Oberseite 15 des Schieberführungselementes eingeleitet. Zu diesem Zweck sind dort eine Ausnehmung 16 sowie zwei äußere Durchgangsbohrungen 17 vorgesehen. Dies kann der Draufsicht in Figur 6 entnommen werden. Durch Vorsehen einer Verbindung von Schieberführungselement und Schieberelement mittels der Führungsklammern 30 und des daraus folgenden Vorteils der Möglichkeit, einen schmaleren oberen Führungsteil, der das Schieberführungselement und das Schieberelement enthält, vorzusehen, können sogar größere Kräfte umgelenkt werden. Beispielsweise kann bei einer Breite des oberen Führungsteils 10, 20 von 80 mm eine Preßkraft von 20 t bis 26 t umgelenkt werden, wohingegen beim Stand der Technik bei einer Breite von 140 mm lediglich eine Umlenkung von 3 t möglich ist. Außerdem kann das obere Führungsteil lediglich eine Breite von 50 mm aufweisen, beispielsweise um in eine Anlage integriert werden zu können, in der wenig Platz für den Keiltrieb vorhanden ist. Dies ist mit den Keiltrieben des Standes der Technik nicht möglich, da bei diesen platzintensive Schraubverbindungen vorgesehen sind, die eine gewisse Mindestbreite des Keiltriebs bedingen.
Für einen Austausch des Federelements muß lediglich die Lagerplatte 51 durch Lockern der daran vorgesehenen Schraube 53 gelöst und das Federelement entnommen werden. Dies geschieht vorzugsweise aus Richtung X, die in Figur 2 angedeutet ist. In derselben Richtung kann ein neues Federelement eingesetzt und durch die Lagerplatte mit der Schraube 53 wieder in dem Schieberelement gesichert werden.
In den Figuren 2 und 3 ist das Treiberelement 40 zu sehen, entlang dessen Oberfläche das Schieberelement verschoben wird. Um beide Elemente aneinander zu sichern, insbesondere um ein Einwirken seitlicher Momente auf den gesamten Keiltrieb in diesem Bereich zu verhindern, sind beidseitig Zwangsrückholeinrichtungen 60 vorgesehen. Die Zwangsrückholeinrichtungen, wie sie besser Figur 5 entnommen werden können, sind klammerartig und greifen sowohl in das Schieberelement als auch in das Treiberelement mit entsprechenden Haltevorsprüngen 61 ein. Mit dem Schieberelement sind sie über Schrauben 62 fest verbunden. In dem Treiberelement ist eine Fahrkulisse 41 gebildet, entlang derer der untere Haltevorsprung 61 der jeweiligen Zwangsrückholeinrichtung 60 durch die Bewegung des Schieberelementes verschoben wird. Ein Abheben des oberen Führungsteils, bestehend aus Schieberführungselement und Schieberelement von dem unteren Führungsteil, dem Treiberelement 40, ist daher lediglich in der Ausgangsposition, nämlich der in Figur 3 dargestellten Position des Schieberelementes möglich. Hierbei hat der untere Haltevorsprung der Zwangsrückholeinrichtung 60 die Fahrkulisse 41 verlassen, weswegen ein Abheben des oberen Führungsteils von dem unteren Führungsteil in dieser Position ermöglicht ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine Beschädigung einer auf der Seite 22 des Schieberelementes montierten Verform- oder Stanzeinrichtung vermieden, die in der Arbeitsposition in ein Werkstück eingefahren ist zu dessen Bearbeitung und in dieser Position bei Be-lassen der Möglichkeit einer direkten Abnahme zerstört werden könnte. Das Abnehmen des oberen Führungsteils ist beispielsweise bei Auftreten einer Störung erforderlich, um diese so rasch wie möglich beheben zu können.
Um nach einem solchen möglichen Abnehmen des oberen Führungsteils von dem unteren Führungsteil nachfolgend wieder eine exakte Positionierung und Justage innerhalb des Werkzeugs zu erreichen, wird vorzugsweise eine Fixfläche 2 im Werkzeug definiert, anhand deren eine Justierung des Keiltriebs bei der Erstmontage sowie bei späteren Ein- und Ausbauten erfolgen kann. Sowohl in Figur 2 als auch in Figur 3 ist diese Fixfläche 2 sowie weitere Linien angegeben, die parallel zu weiteren Schrägen, horizontalen und vertikalen Flächen des oberen und unteren Führungsteils des Keiltriebs angeordnet sind. Die Fixfläche 2 liegt vorzugsweise auf der Anschlagfläche des Federelementes bzw. des Schieberelementes. Sie kann grundsätzlich auch auf der entgegengesetzten Seite des Federelements in dem Schieberführungselement 10 liegen, jedoch dient dann das Ende des Federelementes als anschlagendes Teil, nicht das Schieberelement 20 selbst. Die Grundfläche 42 des Treiberelementes wird während des Betriebs nicht in der Höhe verschoben. Wie dem Vergleich der Figuren 2 und 3 entnommen werden kann, wird jedoch das Schieberführungselement während des Betriebes hinsichtlich seiner Höhenlage gegenüber der waagerechten Linie 3 verschoben. Die Seite 22 des Schieberelementes ändert während des Betriebes lediglich ihren Abstand zu der senkrechten Linie 4. Außerdem ist eine zu der schrägen Fläche 23 parallele Linie 5 gebildet. Der Abstand der Fläche 23 zur Linie 5 verändert sich vorzugsweise nicht während des Betriebs. Alle Linien 3, 4, 5 treffen sich in einem sog. Toolingpunkt 6, der ein Normungsteil ist. Zur erstmaligen Justierung des Keiltriebs wird ein in den Figuren 2 und 3 nicht dargestelltes Distanzstück verwendet, das parallele Wandungen aufweist, deren Abstand dem Abstand zwischen einer Justier- oder Fixfläche 2, und der Außenfläche 18 des Schieberelementes 20 in der Ausgangsposition entspricht. Das Distanzstück wird an die schräge Fixfläche 2 bezüglich der Außenfläche 18 angelegt und ermöglicht es, den Keiltrieb in dieser Stellung, also parallel zu der Fixfläche 2, zu justieren. Gerade aufgrund der Höhe der durch den Keiltrieb umzulenkenden Kräfte sollte hier eine genaue Justage erfolgen.
Die Verfahrwege, die während der Umlenkung der Kräfte von den einzelnen Komponenten des Keiltriebs zurückgelegt werden, sind in Figur 4 gezeigt. Hierbei gibt die Länge a den Verfahrweg, um den das Schieberführungselement und Schieberelement gegeneinander verschoben werden, die Länge b den Verfahrweg, um den die auf das Schieberführungselement ausgeübte Preßkraft diesen in der Höhe vertikal verschiebt und die Länge c den Verfahrweg an, um den das Schieberelement daraufhin entlang dem Treiberelement verschoben wird. Die Verfahrweglängen a, b, c können beliebig gewählt werden, wodurch insbesondere sich auch ein anderes Längenverhältnis untereinander im Vergleich zu dem dargestellten ergeben kann.
Die bereits vorstehend erwähnte Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das Schieberelement und einen Teil des Treiberelementes in Richtung des Pfeils Y gemäß Figur 2. Wie bereits erwähnt, sind Schieberelement und Treiberelement durch die Zwangsrückholeinrichtungen 60 verbunden. Außerdem läuft das Schieberelement auf einem prismatischen Teil 43 des Treiberelementes. Auf diesen prismatischen Teil 43 sind zum Erzeugen besserer Gleiteigenschaften Gleitplatten 24 aufgefügt, die an der Unterseite des Schieberelementes 20 montiert sind. Die beiden Gleitplatten 24 stützen sich auf den beiden Flanken 44 des prismatischen Teils 43 auf. Die beiden Flanken 44 sind in einem relativ flachen Winkel zueinander angeordnet, so daß sich eine verhältnismäßig große Breite der Lauffläche ergibt. Dadurch kann eine genaue Führung des Schieberelementes auf dem Treiberelement erzielt werden. Da zwar das Treiberelement in dem dargestellten Falle schmaler ist als das Schieberelement, dieses jedoch im wesentlichen die gleiche Breite aufweist wie das Schieberführungselement, und das Schieberelement symmetrisch auf dem Treiberelement bzw. dessen prismatischen Teil sitzt, treten keine Verschiebungen des Kräfteverhältnisses auf den beiden Flanken 44 auf, so daß auch hier eine sehr gute gleichmäßige Laufeigenschaft erzielt werden kann. Seitliche Schubkräfte können ebenfalls sehr gut abgefangen und größere Preßkräfte sehr gut auch in senkrechter Richtung aufgenommen werden. Aufgrund des Vorsehens der beiden Führungsklammern zu beiden Seiten von Schieberführungselement und Schieberelement sowie des Federelementes zentriert in dem Körper des Schieberelementes können die in das Schieberführungselement eingeleiteten Preßkräfte gleichmäßig über den gesamten Keiltrieb verteilt werden, so daß auch die Laufgenauigkeit und Laufruhe beim Verschieben des Schieberelementes auf dem prismatischen Teil des Treiberelementes optimiert werden kann.
Da gerade auf den Keiltrieb einwirkende Seitenkräfte das Verschieben behindern oder zumindest verschlechtern können, sind in einer anderen Ausführungsform die Fixfläche 2 und/oder die gegenüberliegende Fläche 19 als Prisma ausgebildet. Ein solches Prisma kann besonders gut auch höhere Kräfte aufnehmen. Außerdem können ebenso die übrigen Gleitflächen, insbesondere Gleitfläche 18 und Fläche 23, prismatische Form aufweisen.
Einen etwaigen Eindruck der Größenverhältnisse von Schieberführungselement und Treiberelement kann der geschnittenen Draufsicht in Figur 6 entnommen werden. Hierbei ist im oberen Teil das Schieberführungselement und im unteren Teil die Draufsicht auf das Treiberelement zu sehen. Der in dieser Figur angedeutete Schnitt A-A ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
Die aufeinander laufenden Flächen bestehen vorzugsweise aus einer Werkstoffkombination aus einem harten und einem weichen Werkstoff, insbesondere aus einer Kombination aus weicher Bronze und gehärtetem Stahl, wobei bevorzugt zwischen beiden Oberflächen ein Schmierstoff insbesondere ein Fett- oder Festschmierstoff verwendet wird, insbesondere Öl und Graphit. Da die Verschleißteile aus der weichen Bronze bzw. einem weichen Material bestehen sollten, werden die Gleitplatten 18, 24 aus diesem Material hergestellt, hingegen Treiberelement und Schieberelement bevorzugt aus gehärtetem Stahl. Vorzugsweise bestehen auch die Führungsklammern 30 aus Bronze, insbesondere um einerseits einen guten Halt zu ermöglichen und andererseits eine gewünschte Verstellbarkeit vorzusehen, um gegebenenfalls das Gleitspiel wieder entsprechend einzustellen.
Neben den in den vorstehenden Figuren gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind noch zahlreiche andere Ausführungsformen von Keiltrieben möglich, bei denen jeweils der obere Führungsteil, enthaltend insbesondere Schieberführungselement und Schieberelement, mittels Führungsklammern zusammengehalten ist. Die Anordnung und sonstige körperliche Ausbildung des Keiltriebs kann beliebig gewählt werden, solange dadurch die Vorteile, die die Verbindung von dessen Elementen des oberen Führungsteils durch Führungsklammern mit sich bringt, nicht verloren gehen. Beispielsweise kann das Schieberführungselement auch durch eine horizontale Preßkraft betätigt werden, wobei das Schieberelement dann vertikal verfahren wird. Auch hierbei erweist sich das Vorsehen der Führungsklammern als vorteilhaft. Diese können dabei jedoch eine andere Ausrichtung im Raum und eine andere Formgebung aufweisen, die vorzugsweise an den jeweiligen Einzelfall angepaßt ist. Führungsklammern können somit unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung und Verfahrlage des Keiltriebs vorgesehen werden. Sie ermöglichen nicht nur eine besondere Stabilität des Keiltriebs, sondern auch eine kleine Bauform, hohe Laufgenauigkeit und die Aufnahme und Erzeugung hoher Presskräfte. Zudem sind diese Keiltriebe mit Führungsklammern kostengünstig herstellbar, da insbesondere keine Nacharbeit wie beim Stand der Technik zu Justagezwecken erforderlich ist, was beim Stand der Technik regelmäßig mit zahlreichen Aus- und Einbauten des Keiltriebs und seiner Einzelteile, wie Schieberführungselement und Schieberelement, verbunden ist.

Bezugszeichenliste

1: Keiltrieb
2: Fixfläche
3: waagerechte Linie
4: senkrechte Linie
5: schräge Linie
6: Tooling-Punkt

10: Schieberführungselement
11: Nut
12: Gleitplatte
13: Schraube
14: Innenseite
15: Oberseite
16: Ausnehmung
17: Durchgangsbohrung
18: Gleitfläche
19: Fläche

20: Schieberelement
21: Nut
22: Seite
23: schräge Fläche
24: Gleitplatte

30: Führungsklammer
31: Haltevorsprünge
32: Anschrägung
33: Schraube

40: Treiberelement
41: Fahrkulisse
42: Grundfläche

43: prismatischer Teil
44: Flanken

50: Federelement
51: Lagerplatte
52: Lagerstück
53: Sicherungsschraube

60: Zwangsrückholeinrichtung
61: Haltevorsprung
62: Schraube

α: Winkel im Schieberelement
a: Verfahrweg
b: Verfahrweg
c: Verfahrweg

Claims

Keiltrieb mit einem oberen Führungsteil, enthaltend ein Schieberelement (20) und ein Schieberführungselement (10) umfasst mit einem unteren Führungsteil, enthaltend ein Treiberelement (40),
dadurch gekennzeichnet, dass der obere Führungsteil (10, 20) durch zumindest eine Führungsklammer (30) zusammenhaltbar und/oder zusammengehalten ist, wobei die zumindest eine Führungsklammer (30) das Schieberelement (20) und das Schieberführungselement (10) miteinander verbindet, wobei die Führungsklammer (30) formschlüssig in das Schieberführungselement (10) und das Schieberelement (20) eingreift, wobei der Keiltrieb so ausgebildet ist, dass die zumindest eine Führungsklammer (30) Haltevorsprünge (31) aufweist, mittels derer sie in einen Teil (11) des Schieberführungselementes (10) eingreift, wobei die Haltevorsprünge eine Anschrägung (32) aufweisen und die Anschrägung eine geringe Anschrägung ist und die Führungsklammern eine lineare Verstellung des Führüngsspiels ermöglichen.
Keiltrieb nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorsprünge (31) eine geringe Anschrägung (32). von im wesentlichen 1° in Richtung zu dem Treiberelement (40) aufweisen.
Keiltrieb nach Anspruch 1 oder 2.
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsklammer/Führungsklammern (30) und der obere Führungsteil (10, 20) so ineinandergreifbar sind. daß ein lineares Verschieben der Führungsklammer/Führungsklammern in Hubrichtung des Keiltriebs (1) zu einer Veränderung des Führungsspiels quer zur Wirkrichtung des Treiberelements (40) bei im wesentlichen gleichbleibender Linearität des Führungsspiels führt.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekenneichnet, daß
das Schieberelement (20) und das Schieberführungselement (10) im wesentlichen die gleiche Breite und insbesondere im wesentlichen parallele Flächen aufweisen, an denen die zumindest eine Führungsklammer (30) befestigbar ist.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das untere und/oder obere Führungsteil (10,20,40) einen prismatischen Teil (43) und/oder zumindest eine prismatische Oberfläche zur Führung des Schieberelements (20) und/oder zur Aufnahme seitlicher Kräfte zum Erzeugen einer hohen Laufgenauigkeit aufweist.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Keiltrieb (1) über seine gesamte Breitenerstreckung hinweg im wesentlichen eine gleichmäßige Breite aufweist.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine oder mehrere Fixflächen (2) zum Erzeugen einer reproduzierbaren Ausgangsposition des Keiltriebs zwischen Schieberführungselement und Schieberelement vorgesehen ist oder sind.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Federelement (50), insbesondere eine Gasdruckfeder, zum Zurückholen des Schieberelements (20) vorgesehen ist, das mittels eines Sicherungselementes, insbesondere einer Sicherungsschraube (53), in dem Schieberelement gesichert und darüber demontierbar ist.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen aufeinander gleitenden Elemente aus einer Werkstoffpaarung Bronze und gehärteter Stahl bestehen, insbesondere in Kombination mit einem Schmierstoff, insbesondere einem Festschmierstoff.
Keiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
Zwangsrückholeinrichtungen (60) zum Verhindern des Einwirkens seitlicher Momente auf den Keiltrieb zwischen Treiberelement (40) und Schieberelement (20) vorgesehen sind.
Keiltrieb nach Anspruch 10.
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schieberelement (20) so mit dem Treiberelement (40) verschiebbar verbindbar oder verbunden ist, daß ein Abheben von dem prismatischen Teil (43) im wesentlichen nur in der Ausgangsposition ermöglicht ist.