(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの工具ホルダ（２７）並びに工具用行程駆動装置（１５）を備えた工作機械に関する。工具ホルダ（２７）に打ち抜き工具を取り付けるようになっている。工具用行程駆動装置（１５）によって、工具ホルダ（２７）は工作機械の作業領域に対して工作機械の行程方向（６）で往復運動させられるようになっている。このために、工具用行程駆動装置（１５）はスピンドル伝動装置（１６）並びに回転駆動部（１８）を含んでいる。スピンドル伝動装置（１６）は、行程方向（６）に延びるスピンドル（１９）及びスピンドルにねじはめられたスピンドルナット（２０）から成る少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７）を有している。ユニット（１７）のスピンドル（１９）及びスピンドルナット（２０）は、回転駆動部（１８）を用いてスピンドル（１９）の軸線（２１）を中心として互いに相対的に回転させられ、かつこれによってスピンドル（１９）の軸線（２１，３６）の方向で互いに相対的に運動させられて軸線（２１）の方向で工具ホルダ（２７）を駆動するようになっている。スピンドル伝動装置（１６）及び／又は回転駆動部（１８）は、行程方向（６）で工具ホルダ（２７）の開口部（４５）内へ通じる貫通部を有している。
2007500078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち抜き工具用の少なくとも１つの工具ホルダ（２７）並びに工具用行程駆動装置（１５，３０，４７，４８）を備えた工作機械であって、前記工具用行程駆動装置によって前記工具ホルダ（２７）は工作機械の作業領域に対して工作機械の行程方向（６）で往復運動させられるようになっており、この場合に前記工具ホルダ（２７）は、前記行程方向（６）で貫通していてかつ工作機械の作業領域に通じる開口部（４５）を有している形式のものにおいて、工具用行程駆動装置（１５，３０，４７，４８）はスピンドル伝動装置（１６，３１）並びに該スピンドル伝動装置のための回転駆動部（１８，３３）を含んでおり、前記スピンドル伝動装置（１６，３１）は、工作機械の行程方向（６）に延びるスピンドル（１９，３４）及び該スピンドルにねじはめられたスピンドルナット（２０，３５）から成る少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）を有しており、該スピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）のスピンドル（１９，３４）及びスピンドルナット（２０，３５）は、前記回転駆動部（１８，３３）を用いて前記スピンドル（１９，３４）の軸線（２１，３６）を中心として互いに相対的に回転させられ、かつこれによって前記スピンドル（１９，３４）の軸線（２１，３６）の方向で互いに相対的に運動させられて前記軸線（２１，３６）の方向で前記工具ホルダ（２７）を駆動するようになっており、前記スピンドル伝動装置（１６，３１）及び／又は前記回転駆動部（１８，３３）は、前記行程方向（６）で前記工具ホルダ（２７）の開口部（４５）内へ通じる貫通部を有していることを特徴とする、工具用行程駆動装置を備えた工作機械。
【請求項２】
スピンドル伝動装置（１６）は１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７）を有しており、該スピンドル・スピンドルナットユニットのスピンドル（１９）は中空部（２３）を有する中空スピンドルとして形成されており、該中空スピンドルの中空部（２３）は、行程方向（６）で工具ホルダ（２７）の開口部（４５）内へ通じる貫通部を形成している請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
スピンドル伝動装置（３１）は複数のスピンドル・スピンドルナットユニット（３２）を有しており、該スピンドル・スピンドルナットユニット（３２）は、スピンドル伝動装置の軸線を中心として環状に配置されていて、行程方向（６）で工具ホルダ（２７）の開口部（４５）内へ通じる貫通部を画定している請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
回転駆動部（１８，３３）は、少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）のための少なくとも１つの駆動用円筒車を含んでおり、該駆動用円筒車の軸線は行程方向（６）に延びており、該駆動用円筒車の中空部は、行程方向で工具ホルダ（２７）の開口部（４５）内へ通じる貫通部を形成している請求項１から３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
回転駆動部は少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）のスピンドル（１９，３４）若しくはスピンドルナット（２０，３５）に中間伝動装置を介することなく駆動結合されている請求項１から４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
回転駆動部は電動モータのローター（２６，４１）によって、有利にはトルクモータのローター（２６，４１）によって形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
回転駆動部は、駆動すべき少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）を取り囲んでいる請求項１から６のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項８】
回転駆動部は複数のスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）を取り囲んでいて、内壁を介して該複数のスピンドル・スピンドルナットユニットを互いに一緒に駆動するようになっている請求項１から７のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項９】
回転駆動部は太陽車として複数のスピンドル・スピンドルナットユニット（１７，３２）の内側に配置されていて、外壁を介して該複数のスピンドル・スピンドルナットユニットを互いに一緒に駆動するようになっている請求項１から７のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１０】
工具ホルダ（２７）に打ち抜き工具として打ち抜きポンチ（５）を配置してあり、及び／又は工具ホルダ（２７）に打ち抜き工具として打ち抜きダイス（７）を配置してある請求項１から９のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち抜き工具用の少なくとも１つの工具ホルダ並びに工具用行程駆動装置を備えた工作機械であって、前記工具用行程駆動装置によって前記工具ホルダは工作機械の作業領域に対して工作機械の行程方向で往復運動させられるようになっており、この場合に前記工具ホルダは、前記行程方向で該工具ホルダを貫通していてかつ工作機械の作業領域に通じる開口部を有している形式のものに関する。
【０００２】
前記形式の工作機械はヨーロッパ特許第０４１７８３６Ｂ１号明細書に記載されている。該公知技術は昇降可能な１つのダイス若しくは母型を備えた打ち抜き機に関している。ダイスの行程運動は工具用行程駆動装置によって行われるようになっており、該工具用行程駆動装置は液圧式のピストン・シリンダーユニット並びにくさび伝動装置を含んでいる。ピストン・シリンダーユニットは水平方向に配置されていて、くさび伝動装置の第１の伝動装置くさびを水平方向に運動させるようになっている。第１の伝動装置くさびは上方に向いた側に、水平線に対して傾斜されたくさび面を備えている。くさび伝動装置の第１の伝動装置くさびの前記くさび面は、第２の伝動装置くさびの対応するくさび面を支持している。第２の伝動装置くさびは上側でダイスホルダを支承し、かつ該ダイスホルダを介して、上昇させるべき若しくは下降させるべきダイスを支承している。くさび伝動装置によって、ピストン・シリンダーユニットの水平方向な駆動運動はダイスの垂直な運動に変換される。ダイスのほかに、ダイスホルダ並びにくさび伝動装置の伝動装置くさびも、垂直方向に貫通する開口部を備えており、該貫通部を経て打ち抜きくずは工作機械の作業領域を去るようになっている。
【０００３】
公知の打ち抜き機の工具用行程駆動装置、ひいては打ち抜き機は前述の構造に基づき大きな構成寸法を必要としている。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の工作機械を改善して、工具用行程駆動装置のコンパクトな構造、ひいては工作機械全体のコンパクトな構造を達成することである。
【０００５】
前記課題は本発明基づき請求項１に記載の工作機械によって解決されている。本発明では、工具用行程駆動装置はスピンドル伝動装置を備えており、該スピンドル伝動装置のスピンドルは行程方向に延びている。本発明に基づくこのような工具用行程駆動装置は、行程方向に対して横方向で極めてコンパクトに、かつ適当な構成によって行程方向でも極めてコンパクトに形成されている。さらに、行程方向で工具ホルダの開口部内へ通じる貫通部若しくは貫通孔を設けてある。従って工作機械若しくは加工工具の作業領域への、工具ホルダを介したアクセスが、設けられた工具用行程駆動装置によって損なわれることはない。例えば工具ホルダに装着された打ち抜きダイスにおいては、貫通部は打ち抜きくずを工作機械の作業領域から排出させるために役立っている。工具ホルダには打ち抜き工具のほかにレーザ切断ヘッドを装着することも可能であり、この場合にビーム源から到来するレーザビームは、工具用行程駆動装置のスピンドル伝動装置及び／又は回転駆動部から延びる貫通部を通して導かれるようになっている。
【０００６】
請求項１に記載の本発明の有利な実施態様が従属請求項に記載してある。
【０００７】
請求項２に記載の実施態様では、行程方向で工具ホルダの開口部内へ通じる貫通部は、スピンドル伝動装置の中空スピンドルの中空部によって形成されている。本発明に基づくこのような構成は、特にコンパクトな構造によって特徴づけられる。
【０００８】
請求項３に記載の実施態様では、工作機械のスピンドル伝動装置は、スピンドルとナットとから成る複数のユニットを含んでおり、該スピンドル・ナットユニットは、工具ホルダの開口部内へ通じる貫通部の周囲に環状に配置されている。貫通部を形成する１つの中空スピンドルから成る１つのスピンドル・スピンドルナットユニットを設け、かつ別の少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニットを前記貫通部から離間して配置することも考えられる。
【０００９】
複数のスピンドル・スピンドルナットユニットから成る前記構成は、高い作動力によって特徴づけられる。該構成は、工具ホルダの急速な短い複数の行程を高い加速度で実施可能にするものである。さらに、複数のスピンドル・スピンドルナットユニットの使用は、大きな力の伝達を可能にするものである。複数のスピンドル・スピンドルナットユニットを用いると、該スピンドル・スピンドルナットユニットはさらに、工具ホルダの行程作動時に工具ホルダの回動ロック手段若しくは工具ホルダを備えるケーシングの回動ロック手段として機能する。これによって、回動防止のための費用のかかる処置は省略され得る。このことも装置全体の構造のコンパクト化に寄与する。
【００１０】
工具用行程駆動装置の回転駆動部の形成のための有利な実施態様を請求項４乃至９に記載してある。
【００１１】
中空部を有するいわゆる駆動用中空車若しくは駆動用内歯車は、回転駆動部、ひいては工具用行程駆動装置全体のコンパクトな構造にとって有利に設けられる。特にスペースを節減した配置は、回転駆動部としての駆動用中空車若しくは駆動用中空輪によって１つの若しくは複数のスピンドル・スピンドルナットユニットを中間伝動装置若しくは中間伝動部材の介在なしに、即ち直接に駆動することによって達成される（請求項５）。この場合には、駆動用中空車と当該のスピンドル・スピンドルナットユニットとの間にもっぱら１つの連結部しか必要としない。このために弾性的な連結部、若しくは剛性的な連結部、若しくは切換可能又は断ち継ぎ可能な連結部若しくは切換不能な連結部が考えられる。
【００１２】
工具用行程駆動装置の特にコンパクトな構造は、回転駆動部としての駆動用中空車を工具用行程駆動装置のための駆動モータとして役立つ電動モータのローターによって形成してある場合に得られる（請求項６）。特に電動モータとしてトルクモータを用いてある場合には、中間伝動装置なしに高いトルクをスピンドル伝動装置に生ぜしめることができる。
【００１３】
請求項７に記載の実施態様に基づき、回転駆動部としての駆動用中空車は、駆動すべき少なくとも１つのスピンドル・スピンドルナットユニットを取り囲んでいる。
【００１４】
請求項８及び９の実施態様では、唯一の駆動用中空車が複数のスピンドル・スピンドルナットユニットを互いに一緒に駆動するために用いられるようになっている。
【００１５】
工作機械の本発明に基づくコンパクトな構造の工具用行程駆動装置は、特に抜きポンチ及び／又は打ち抜きダイス（打ち抜き型）の駆動のために用いられる（請求項１０）。本発明で行程は、ワークの打ち抜き加工のための加工行程並びに、打ち抜き工具の位置決めのための調節行程を意味する。
【００１６】
次に本発明を実施例の概略図に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、打ち抜きダイス及び打ち抜きポンチを備えた打ち抜き機の、部分的に破断して示す概略的な全体図であり、
図２は、図１に示す打ち抜きダイスのための第１の実施例の行程駆動装置の縦断面図であり、
図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってかつ図２の図平面に垂直に延びる面の横断面図であり、
図４は、図１に示す打ち抜きダイスのための第２の実施例の行程駆動装置の縦断面図であり、
図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿ってかつ図４の図平面に垂直に延びる面の横断面図であり、
図６は、図１に示す打ち抜きポンチのための第１の実施例の行程駆動装置の縦断面図であり、
図７は、図１に示す打ち抜きポンチのための第２の実施例の行程駆動装置の縦断面図である。
【００１７】
図面に示してあるように、工作機械としての打ち抜き機１はＣ字形の機械フレーム２を有しており、該機械フレームは上方のフレーク脚部３と下方のフレーム脚部４とを備えている。上方のフレーク脚部３の自由な端部に打ち抜きポンチ５を設けてあり、該打ち抜きポンチは二重矢印で示す行程方向６に昇降させられるようになっている。打ち抜きポンチ５の昇降運動、即ち行程運動は行程駆動装置によって生ぜしめられるようになっている。打ち抜きポンチ５に相対して下方のフレーム脚部４の自由な端部に打ち抜きダイス７を配置してある。該打ち抜きダイスも、工具・行程駆動装置によって行程方向６に運動させられるようになっている。打ち抜きポンチ５も打ち抜きダイス７も、行程方向６に延びる回転軸線を中心として二重矢印８の方向に回転調節されるようになっている。打ち抜きポンチ５及び打ち抜きダイス７の回転調節も行程運動も手動で制御される。
【００１８】
打ち抜きダイス７の下側で下方のフレーム脚部４の内部に、打ち抜きくず用の捕集容器９を設けてある。打ち抜きポンチ５及び打ち抜きダイス７によって打ち抜き形成された製品は、ワークテーブル１０内に組み込まれていて二重矢印１１の方向に往復旋回可能なフラップ１２を介して打ち抜き機の作業領域から排出される。
【００１９】
打ち抜き機１によって図示の実施例では薄板１３を加工するようになっており、該薄板は、上方のフレーク脚部３と下方のフレーム脚部４との間の空間スペース内に配置された座標案内１４によって、公知の形式で打ち抜きポンチ５及び打ち抜きダイス７に対して位置決めされる。
【００２０】
第１実施例の工具用行程駆動装置１５を図２及び図３に示してある。工具用行程駆動装置は、１つのスピンドル・スピンドルナットユニット１７及び１つの回転駆動部１８から成るスピンドル伝動装置１６を含んでいる。スピンドル・スピンドルナットユニット（スピンドルとスピンドルナットとから成るユニット）１７の一部分は、中空スピンドルとして形成されたスピンドル１９及びスピンドルナット２０である。スピンドル１９の軸線は行程方向６に延びている。スピンドルは、軸線２１を中心として回転可能に、しかしながら軸線２１の方向に移動不能に工具用行程駆動装置１５のケーシング２２に支承されている。スピンドルの内部は、軸線方向の両方の端部で開いている１つの中空部を有している。
【００２１】
スピンドル・スピンドルナットユニット１７のための回転駆動部１８は、電動モータ構造を有している。トルクモータ２４は駆動モータとして用いられていて、ステーター２５でもって工具用行程駆動装置１５のケーシング２２に支承されている。トルクモータ２４のローター２６は、スピンドル１９の軸線２１を中心として回転するようになっていて、スピンドル１９の外周フランジに堅く結合されている。トルクモータ２４の図２に見えるケーシングは、図３には、図面を見やすくするために図示されていない。
【００２２】
スピンドル・スピンドルナットユニット１７のスピンドルナット２０は、打ち抜きダイス７のためのダイホルダ２７に駆動結合されている。スピンドルナット２０とダイホルダ（工具ホルダ）２７との間の適当な形状結合部（形状による束縛に基づく結合部）は、スピンドル１９の軸線２１の方向、ひいては行程方向６で有効である。軸線２１を中心として回転するスピンドル１９によるダイホルダ２７並びにスピンドルナット２０の連行は、ダイホルダ２７の詳細には図示されていない回転ロック装置によって防止されている。しかしながらスピンドル１９の軸線２１を中心としたダイホルダ２７の回転・調節運動は、調節モータ２９を用いて行われるようになっている。調節モータ２９は、図１の二重矢印８の方向での打ち抜きダイ７の調節のために用いられる。ダイホルダ２７若しくは打ち抜きダイス７の回転調節に際して、ダイホルダ２７の回転ロック装置はロック解除される。
【００２３】
工具用行程駆動装置１５によって打ち抜きダイス７は行程方向６で昇降させられる。図２においては、打ち抜きダイス７はその上方の終端位置で図示されている。該位置を打ち抜きダイス７は薄板１３の打ち抜き加工に際して占めるようになっている。打ち抜きの実施の後に薄板１３を座標案内装置１４によって打ち抜きポンチ５及び打ち抜きダイス７に対して移動させる場合に、打ち抜きダイス７は工具用行程駆動装置１５を用いて降下させられる。これによって薄板１３の、座標案内装置１４による続く移動運動時に薄板１３の下面と打ち抜きダイス７とが接触するようなことを避け、その結果、薄板１３の下面における引っかき傷の発生を避けることができる。さらに工具用行程駆動装置１５を、薄板１３の打ち抜き加工のために必要な作業行程の実施のために用いることも可能である。この場合に、打ち抜きポンチ５と打ち抜きダイス７との間の相対運動は、行程方向６で打ち抜きポンチ５を不動に保持した状態で打ち抜きダイス７を行程運動させることによって行われる。
【００２４】
図４及び図５に、打ち抜きダイス７の昇降のための第２実施例の工具用行程駆動装置３０を示してある。該工具用行程駆動装置は、全体で８つのスピンドル・スピンドルナットユニット３２及び１つの回転駆動部３３から成るスピンドル伝動装置３１を含んでいる。
【００２５】
各スピンドル・スピンドルナットユニット３２はそれぞれ、１つのスピンドル３４及び該スピンドルにねじはめられた１つのスピンドルナット３５を有している。スピンドル３４の軸線３６は行程方向６に延びている。スピンドル３４は軸線３６を中心として回転可能に、しかしながら軸線３６の方向で移動不能に工具用行程駆動装置３０のケーシング３７に支承されている。各スピンドル３４は、外歯の付けられた外周つば３８を備えている。
【００２６】
各スピンドル３４を一緒に回転させるために、１つのトルクモータ３９を用いてあり、該トルクモータはステーター４０及びローター４１を備えている。ローターは行程方向６に延びる軸線を中心として回転するようになっていて、内歯４２で、スピンドル３４の外周つば３８の外歯とかみ合っている。図２及び図３のトルクモータ２４のローター２６と同様に、トルクモータ３９のローター４１は、内周に歯の付けられた駆動用円筒車（中空歯車）を形成している。
【００２７】
スピンドル・スピンドルナットユニット３２のスピンドルナット３５は、行程方向６で形状結合部４３を介して打ち抜きダイス７のための工具ホルダ２７に有効に結合されている。工具用行程駆動装置３０を用いて昇降可能な工具ホルダ２７は、調節モータ４４によって、図１に示す二重矢印８の方向に回転調節可能である。
【００２８】
図４及び図５の工具ホルダ２７の内部に設けられた開口部４５は、図２及び図３で工具ホルダの開口部がスピンドル１９の貫通部としての中空部と合致するように、図４及び図５では、環状に配置されたスピンドル・スピンドルナットユニット３２の環状列の内側に設けられていてトルクモータ３９によって閉じられた中空室４６の形の貫通部と合致している。薄板１３の加工に際して発生する打ち抜きくずは重力の作用下で、工具ホルダ２７内の開口部４５及びスピンドル１９の中空部若しくは、スピンドル・スピンドルナットユニット３２の環状列の内側の中空室４６を経て打ち抜き機１の作業領域から離れる。
【００２９】
図２及び図３に示す工具用行程駆動装置１５と同様に、図４及び図５に示す工具用行程駆動装置３０によっても打ち抜きダイス７の送り運動も加工行程も行うことができる。
【００３０】
図６に示す工具用行程駆動装置４７並びに図７に示す工具用行程駆動装置４８は、行程方向６での打ち抜きポンチ５の運動若しくは行程のために用いられる。打ち抜きポンチ５のための工具用行程駆動装置４７の構造は、打ち抜きダイス７のための工具用行程駆動装置１５の構造に相応している。打ち抜きポンチ５のための工具用行程駆動装置４８は、構造的に打ち抜きダイス７のための工具用行程駆動装置３０にほぼ相応している。工具用行程駆動装置４７，４８の構成部分にとって、工具用行程駆動装置１５，３０の構成部分の符号と同じ符号を付けてある。
【００３１】
図６及び図７に示す工具ホルダ２７に、図示の打ち抜きポンチ５の代わりにレーザ切断ヘッドを取り付けてある場合には、レーザ切断ヘッドからのレーザビームは、中空部２３若しくは中空室４６及び工具ホルダ２７の内部の開口部４５内に受容されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】打ち抜きダイス及び打ち抜きポンチを備えた打ち抜き機の、部分的に破断して示す概略的な全体図
【図２】図１に示す打ち抜きダイスのための第１の実施例の行程駆動装置の縦断面図
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってかつ図２の図平面に垂直に延びる面の横断面図
【図４】図１に示す打ち抜きダイスのための第２の実施例の行程駆動装置の縦断面図
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿ってかつ図４の図平面に垂直に延びる面の横断面図
【図６】図１に示す打ち抜きポンチのための第１の実施例の行程駆動装置の縦断面図
【図７】図１に示す打ち抜きポンチのための第２の実施例の行程駆動装置の縦断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  打ち抜き機、  ３，４  フレーム脚部、  ５  打ち抜きポンプ、  ６  行程方向、  ７  打ち抜きダイス、  ８  二重矢印、  ９  捕集容器、  １４  座標案内装置、  １５  工具用行程駆動装置、  １６  スピンドル伝動装置、  １８  回転駆動部、  １９  スピンドル、  ２０  スピンドルナット、  ２１  軸線、  ２７  工具ホルダ、  ３１  スピンドル伝動装置、  ３３  回転駆動部、  ３４  スピンドル、  ３５  スピンドルナット、  ３６  軸線、  ４５  貫通部、  ４７，４８  工具用行程駆動装置
【図１】
2007500078.tif 000003
【図２】
2007500078.tif 000004
【図３】
2007500078.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007500078.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007500078.tif 000009
【国際調査報告】
2007500078.tif 000010
2007500078.tif 000011
2007500078.tif 000012
2007500078.tif 000013
2007500078.tif 000014