Vorrichtung zum schrittweisen Vorschieben eines langgestreckten Werkstückes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schrittweisen Vorschieben eines langgestreckten Werkstückes mit einer zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegbar angetriebenen Vorschubzange, die über eine erste Betätigungseinrichtung während ihrer Vorschubbewegung in Schliesslage und während ihrer Rücklaufbewegung in Offenlage gehalten ist.
Bei den bekannten Vorschubvorrichtungen obiger Art, bei denen die Vorschubzange während ihrer Vorschubbewegung das Werkstück ergreift und verschiebt, bewegt sich das Werkstück nach dem Loslassen durch die Vorschubzange wegen seiner Trägheit noch weiter vorwärts. Dadurch wird ein wiederholtes Verschieben des Werkstückes um jeweils dasselbe genau bestimmte Mass erschwert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Vorschubvorrichtung zu schaffen, die ein Vorschieben eines langgestreckten Werkstückes um jeweils ein Teilstück vorgegebener Länge erlaubt, wobei die Grösse des jeweils vorgeschobenen Teilstückes auch bei verschieden grossen Vorschublängen nur innerhalb engen Toleranzgrenzen von einem Nennmass abweichen soll.
Es stellt sich somit die Aufgabe, das von der Vorschubzange losgelassene Werkstück erneut zu erfassen, wobei der Zeitpunkt des erneuten Erfassens leicht einstellbar sein soll, um diesen bei Änderung der Vorschublänge und somit des Zeitpunktes des Loslassens durch die Vorschubzange anpassen zu können.
Diese Aufgabe wird mit der eingangs erwähnten Vorrichtung dadurch gelöst, dass mindestens der einen der Endstellungen der Vorschubzange eine ortsfeste Haltezange zugeordnet ist, die über eine zweite Betätigungsvorrichtung im Gegentakt zu den Zustandslagen der Vorschubzange in Offenlage und Schliesslage gehalten ist, wobei die Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Betätigungseinrichtung eine Schleppverbindung aufweist
Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein mechanisches Schema einer Vorschubrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht und
Fig. 3 einen Grundriss einer Vorschubvorrichtung.
In Fig. 1 sind schematisch die mechanischen Bauteile einer Vorschubvorrichtung dargestellt. Auf einem Schlitten 1 ist eine Vorschubzange 2 befestigt. Der Schlitten 1 lässt sich entlang einer Bewegungsbahn 3 hin und her bewegen, an deren Enden je eine ortsfeste Haltezange 4 bzw. 5 angeordnet ist. Der Schlitten 1 wird durch ein Kurbelgetriebe in Form einer bekannten schwingenden Kurbelschleife 6 angetrieben. Eine von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung umlaufend angetriebene Kurbel 7 trägt in bekannter Weise einen Gleitstein, der sich in der Gleitbahn eines als Schleife ausgebildeten Hebels 8 verschieben kann. Der Gleitstein ist entlang der Kurbel 7 verschiebbar an dieser befestigt.
Der Hebel 8 ist am einen Ende um den Drehpunkt 8a drehbar und am anderen Ende mit dem Schlitten 1 verbunden.
Der Abstand des Gleitsteines vom Drehpunkt 9 der Kurbel 7 bestimmt die Länge des Vorschubes des Schlittens 1.
Der mit 10 bezeichnete, gestrichelt dargestellte Kreis entspricht der Bewegungsbahn eines möglichen Befestigungspunktes des Gleitsteines an der Kurbel 7. Die Kreisbahn 10 wird durch die beiden mit U1 und U2 bezeichneten Berührungspunkte der durch den Drehpunkt 8a laufenden Tangenten 11 in zwei Bogenabschnitte 10a und 10b unterteilt.
Bewegt sich der Befestigungspunkt des Gleitsteines entlang des Bogenabschnittes 10a, so wird der Schlitten 1 gegen die Haltezange 4, d.h. nach vorwärts, bewegt. Läuft der besagte Befestigungspunkt entlang des Bogenabschnittes 10b, so wird der Schlitten 1 gegen die Haltezange 5, d.h. rücklaufend, bewegt. In den Punkten U1 und U2 erfolgt jeweils die Umkehrung der Bewegungsrichtung des Schlittens 1.
Synchron mit der Kurbel 7 wird eine Steuerscheibe 12 umlaufend angetrieben. Diese Steuerscheibe 12 ist mit einer durch zwei äquidistante, geschlossene Kurven 13 und 14 begrenzten Führungsnut 15 versehen.
Die Führungsnut 15 weist zwei kreisringförmige Abschnitte 15a und 15b auf, wobei der mittlere Radius des Abschnittes 15a grösser ist als derjenige des Abschnittes 15b.
Die beiden Abschnitte 15a und 15b sind durch Übergangsabschnitte 15c miteinander verbunden.
In der Führungsnut 15 verläuft eine Rolle 16, die drehbar mit einem am einen Ende drehbar gelagerten Hebelarm 17 verbunden ist. Am Hebelarm 17 sind gelenkig zwei Zugstangen 18 und 19 befestigt, die an ihrem freien Ende ein Gewinde tragen, auf die je eine in ihrer Lage verstellbare Mutter 20 bzw. 21 aufgeschraubt ist.
Die Steuerscheibe 12 ist lagemässig bezüglich der Kurbel 7 derart angeordnet, dass bei der Vorwärtsbewegung des Schlittens 1 die Rolle 16 im Abschnitt 15a und während der Rücklaufbewegung des Schlittens 1 im Abschnitt 15b der Führungsnut 15 geführt ist.
Die Zugstange 18 wirkt in noch genauer zu beschreibender Weise mittels der Mutter 20 auf einen Gelenkhebel 22 einer Betätigungsvorrichtung für die Vorschubzange 2. Der Gelenkhebel 22 ist am einen Ende 22a drehbar gelagert und am anderen Ende an eine Zugfeder 23 angeschlossen. Am drehbar gelagerten Ende 22a des Gelenkhebels 22 ist drehfest ein erstes Verbindungselement 24 befestigt, das gelenkig mit dem einen Ende eines Betätigungshebels 25 verbunden ist, dessen anderes Ende ebenfalls gelenkig an ein zweites Verbindungselement 26 angeschlossen ist. Der Betätigungshebel 25 wirkt mit einer Rolle 27 zusammen, die an einem Winkelhebel 28 befestigt ist. Der Winkelhebel 28 ist am Schlitten 1 gelagert und mit dem einen beweglichen Zangenbacken der Vorschubzange 2 verbunden.
Wird der Gelenkhebel 22 gemäss Zeichnung nach rechts bewegt, so wird der B etätigungshebel 25 gehoben, der über die Rolle 27 auf den Winkelhebel 28 eine Kraft ausübt, die die Vorschubzange 2 in Schliesslage bringt. Wird der Gelenkhebel 22 nach links bewegt, so senkt sich der Betätigungshebel 25 und die Vorschubzange 2 wird geöffnet. Wirkt die Zugstange 18 nicht auf den Gelenkhebel 22 ein, so wird dieser durch die Zugfeder 23 nach rechts gezogen, wodurch die Vorschubzange 2 in ihrer Schliesslage gehalten wird.
Die Zugstange 19 wirkt mittels ihrer Mutter 21 auf einen Hebelarm 29, der am einen Ende 29a drehbar gelagert ist und an diesem Ende mit einem Betätigungsnocken 30 verbunden ist. Am anderen Ende ist der Hebelarm 29 an eine Zugfeder 31 angeschlossen. Der Betätigungsnocken 30 wirkt auf einen Winkelhebel 32, der mit dem einen, beweglichen Zangenbacken der Haltezange 4 verbunden ist. Der Hebelarm 29 ist mittels einer Verbindungsstange 33 gelenkig mit dem einen Ende eines Hebels 34 verbunden, der an seinem anderen, drehbar gelagerten Ende einen Betätigungsnocken 35 trägt, welcher mit einem Winkelhebel 36 zusammenwirkt.
Der Winkelhebel 36 ist mit dem einen, beweglichen Zangenbacken der Haltezange 5 verbunden.
Wird der Hebelarm 29 gemäss Zeichnung nach links bewegt, so drehen sich die Betätigungsnocken 30 und 35 gleichzeitig und üben auf die Winkelhebel 32 bzw. 36 eine Kraft aus, die ein synchrones Schliessen der Haltezangen 4 bzw. 5 bewirkt. Eine Bewegung des Hebelarmes 29 nach rechts bewirkt analog ein Öffnen der beiden Haltezangen. Durch die Zugfeder 31 wird ohne Einwirkung der Zugstange 19 auf den
Hebelarm 29 dieser nach links gezogen, wodurch die Haltezangen 4 und 5 in ihrer Schliesslage gehalten werden.
Anhand der Fig. 1 wird nun die Arbeitsweise der darge stellten Vorschubvorrichtung beschrieben.
In der Fig. 1 ist die Vorrichtung während der Vorschub bewegung des Schlittens gezeigt. Die im Gegenuhrzeiger sinn umlaufend angetriebene Kurbel 7 bewegt den Gleitstein entlang des Kreisbogenabschnittes 10a in Richtung des Punktes Ut. Der Schlitten 1 wird nach vorwärts, also gegen die Haltezange 4 bewegt. Wie früher erwähnt, ist während der Vorwärtsbewegung des Schlittens 1 die Rolle 16 im Ab schnitt 15a der Führungsnut 15 geführt. Der Hebelarm 17 wird demnach durch die Steuerscheibe 16 nach rechts ge schwenkt und in dieser Lage gehalten, solange sich die Rolle
16 im Abschnitt 15a der Führungsnut 15 befindet. Durch diese Schwenkung des Hebelarmes 17 werden die Zugstangen 18 und 19 zwangsläufig ebenfalls nach rechts bewegt. Dadurch kommt die Mutter 20 nicht zum Zusammenwirken mit dem Gelenkhebel 22.
Die Zugfeder 23 wirkt mit ihrer ganzen Zugkraft auf den Gelenkhebel 22, wodurch wie oben erwähnt, die Vorschubzange 2 in Schliesslage gehalten wird.
Die nach rechts bewegte Zugstange 19 bewegt mit ihrer am Hebelarm 29 angreifenden Mutter 21 diesen entgegen der Kraft der Zugfeder 31 nach rechts, was wie beschrieben zur Folge hat, dass die Haltezangen 4 und 5 in ihrer Offenlage gehalten werden.
Nähert sich der Befestigungspunkt des an der Kurbel 7 befestigten Gleitsteines nun dem Punkt U1 und der Schlitten 1 mit der Vorschubzange 2 somit seiner vorderen Endlage, so übernimmt der Übergangsabschnitt 15c die Führung der Rolle 16 vom kreisringförmigen Abschnitt 15a der Führungsnut 15. Damit beginnt eine Bewegung des Hebelarmes 17 aus seiner rechten Stellung nach links, wodurch auch die Zugstangen 18 und 19 nach links verschoben werden. Der Hebelarm 17 und die Zugstangen 18 und 19 haben ihre linke Endstellung erreicht, sobald die Rolle 16 in den kreisringförmigen Abschnitt 15b der Führungsnut 15 eintritt. Während dieser Bewegung des Hebelarmes 17 und der Zugstangen 18 und 19 erreicht der Befestigungspunkt des Gleitsteines den Punkt U1 und es erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Schlittens 1.
Ist der Hebelarm 17 durch die im Abschnitt 15b geführte Rolle 16 in seiner linken Endlage gehalten, so zieht die Zugstange 18 mittels ihrer Mutter 20 den Gelenkhebel 22 entgegen der Kraft der Zugfeder 23 nach links. Dadurch wird der Betätigungshebel 25 nach unten bewegt und die Vorschubzange 2 geöffnet. Die Zugstange 19 wirkt hingegen nicht mehr auf den Hebelarm 29, der somit durch die Zugfeder 31 nach links gezogen wird. Dadurch werden die Betätigungsnocken 30 und 35 verdreht und betätigen die Winkelhebel 32 bzw. 36, welche ihrerseits die Haltezangen 4 bzw. 5 schliessen. Während der Rücklaufbewegung des Schlittens 1 bleibt somit die Vorschubzange 2 geöffnet und die Haltezangen 4 und 5 geschlossen.
Erreicht der rücklaufende Schlitten 1 den Bereich seiner hinteren Endstellung, nähert sich der sich entlang des Kreisbogenabschnittes 10b bewegende Befestigungspunkt des Gleitsteines dem Punkt U2. Zudem übernimmt der zweite Übergangsabschnitt 15c die Führung der Rolle 16, was eine allmähliche Schwenkung des Hebelarmes 17 und Verschiebung der Zugstangen 18 und 19 nach rechts zur Folge hat.
Befindet sich der besagte Befestigungspunkt im Punkt U2, erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Schlittens 1 und ebenfalls ein Umschalten der Zustandslagen der Vorschubzange 2 und der Haltezangen 4 und 5. Dieses Umschalten erfolgt mittels des durch die im Abschnitt 15a der Führungsnut 15 geführte Rolle 16 nach rechts bewegten Hebelarmes 17, welcher während der Vorwärtsbewegung des Schlittens 1 wie schon beschrieben über die auf den Hebelarm 29 wirkende Zugstange 19 die Haltezangen 4 und 5 offen hält, während die auf den Gelenkhebel 22 wirkende Zugfeder 23 die Vorschubzange 2 in Schliesslage hält.
Durch die hin und her bewegten Zugstangen 18 und 19 werden die Vorschubzange 2, die mittels der Zugfeder 23 in Schliesslage gehalten wird, und die Haltezangen 4 und 5, die durch die Zugfeder 31 in Schliesslage gehalten werden, im Gegentakt geöffnet, wobei jeweils während der Vorwärtsbewegung des Schlittens 1 die Vorschubzange 2 in Schliesslage, die Haltezangen 4 und 5 in Offenlage gehalten sind.
Während der Rücklaufbewegung des Schlittens sind die Vorschubzange 2 und die Haltezangen 4 und 5 in umgekehrter Zustandslage gehalten.
Das Umschalten von einer Zustandslage in die andere erfolgt wie erwähnt im Bereich der Endpunkte der Bewegung des Schlittens 1, in denen eine Umkehr der Bewegungsrichtung stattfindet. Der Zeitpunkt des Umschaltens kann einerseits durch die Ausbildung der Übergangsabschnitte 15c der Führungsbahn 15 in der Steuerscheibe 12 und anderseits durch die Wahl der Lage der Muttern 20 und 21 auf den entsprechenden Zugstangen 18 bzw. 19 eingestellt werden.
Wird die Länge des Vorschubweges des Schlittens 1 durch Verschieben des Gleitsteines auf der Kurbel 7 und somit durch Ändern des Abstandes des Gleitsteines vom Drehpunkt 9 der Kurbel 7 geändert, so muss auch die Öffnungszeit der Vorschubzange 2 und der Haltezangen 4 sowie der Zeitpunkt deren Betätigung angepasst werden. Diese Anpassung erfolgt bei der vorliegenden Vorschubvorrichtung leicht durch Verstellen der Muttern 20 und 21 entlang der Zugstangen 18 bzw. 19. Ein Auswechseln der Steuerscheibe
12 ist nicht erforderlich.
Da die Vorschubzange 2 und die Haltezangen 4 und 5 durch die Zugfedern 23 und 31 geschlossen werden, können .die gewünschten Zangendrücke durch die Wahl von Zugfedern mit entsprechender Zugkraft erreicht werden.
Das Verschieben eines band- oder stangenförmigen Werk stückes mittels der beschriebenen Vorschubvorrichtung geschieht folgendermassen:
Während der Vorschubbewegung des Schlittens 1 wird das von der geschlossenen Vorschubzange 2 gehaltene Werkstück vorgeschoben und gleitet an den sich in Offenlage befindlichen Haltezangen 4 und 5 vorbei. Beim Erreichen der vorderen Endstellung durch den Schlitten 2 erfolgt in beschriebener Weise eine Umsteuerung der Zangen. Die
Haltezangen 4 und 5 schliessen sich und erfassen das Werk stück, während sich die Vorschubzange 2 öffnet. Der Schlitten 1 läuft mit geöffneter Vorschubzange 2 zurück. In der hinteren Endstellung erfolgt eine Umsteuerung der Zangen, worauf ein erneutes Verschieben des Werkstückes stattfindet.
In den Fig. 2 und 3 ist in Seitenansicht und im Grundriss eine Vorrichtung zum Vorschieben langgestreckter Werkstücke gezeigt, die Doppelzangen aufweist. Diese Vorrich tung ist im wesentlichen entsprechend dem in Fig. 1 dargestellten mechanischen Schema aufgebaut. Die zu den Bau teilen der Fig. 1 analogen Bauteile in den Fig. 2 und 3 sind mit denselben Bezugsziffern versehen.
Als Führung für den hin und her verschiebbar angetrie benen Schlitten 1 mit der Vorschubzange 2, die im vorlie genden Fall eine Doppelzange ist, dienen zwei die Bewe gungsbahn bestimmende Führungsschienen 50, die an einem die gesamte Vorrichtung tragenden Gestell 51 befestigt sind.
An den beiden Enden der Führungsschienen 50 sind die ebenfalls als Doppelzangen ausgebildeten Haltezangen 4 und 5 angeordnet. Der Schlitten 1 wird wie im Zusammen hang mit Fig. 1 beschrieben von einem Kurbelgetriebe an getrieben. Eine Kurbel 7 ist auf einer Welle 52 befestigt.
Die Welle 52 wird mittels eines über eine auf der Welle 52 befestigten Scheibe 54 laufenden Transmissionselementes 55, das von einem Motor 53 angetrieben ist, in Drehung versetzt.
Die Kurbel 7 wirkt auf die früher beschriebene Weise mit einem Hebel 8 zusammen und bildet mit diesem eine schwin gende Kurbelschleife. Der Hebel 8 ist an seinem unteren
Ende 8a drehbar am Gestell 51 befestigt. Das obere Ende des Hebels 8 ist über eine Kupplungsstange 56 mit dem
Schlitten 1 verbunden.
Auf der Welle 52 ist eine Steuerscheibe 12 befestigt, die synchron mit der Kurbel 7 umläuft. Die Steuerscheibe 12 weist eine nicht gezeigte Führungsnut auf, die der Führungs nut 15 gemäss Fig. 1 entspricht. Durch diese Führungsnut wird eine ebenfalls nicht dargestellte, der Rolle 16 nach Fig. 1 entsprechende Rolle geführt, die mit einem Hebelarm 17 verbunden ist. Der Hebelarm 17 ist an seinem unteren Ende mit einer Welle 57 verbunden, die drehbar im Gestell 51 gelagert ist. Am oberen Ende des Hebelarmes 17 sind gelenkig zwei Zugstangen 18 und 19 befestigt, die an ihrem freien Ende je ein Gewinde 18a, bzw. 19a aufweisen, das eine Mutter 20 bzw. 21 trägt.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, wirkt die Zugstange 18 mittels der Mutter 20 auf einen Gelenkhebel 22. Der Gelenkhebel 22 ist am einen Ende mit einer Welle 58 verbunden, die drehbar im Gestell 51 gelagert ist. Am anderen Ende ist der Gelenkhebel 22 an eine einerends am Gestell 51 befestigte Zugfeder 23 angeschlossen. Auf der Welle 58 sitzt drehfest ein erstes Verbindungselement 24, das seinerseits gelenkig mit dem einen Ende eines Betätigungshebels 25 verbunden ist. Das andere Ende ist ebenfalls gelenkig mit einem zweiten Verbindungselement 26 verbunden, das an einer drehbar im Gestell 51 befestigten Welle 59 angebracht ist. Der Betätigungshebel 25 wirkt mit einer Rolle 27 zusammen, die an einem Winkelhebel 28 befestigt ist. Der Winkelhebel 28 ist am Schlitten 1 gelagert und wirkt auf die einen, beweglichen Backen der doppelten Vorschubzange 2.
Die Zugstange 19 mit der Mutter 22 ist dazu bestimmt, mit einem Hebelarm 29 zusammenzuwirken. Dieser ist am oberen Ende mit einer in Gestell 51 drehbar gelagerten Welle 60 verbunden, und am unteren Ende an eine Zugfeder 31 angeschlossen, die andernends am Gestell 51 angebracht ist.
Auf der Welle 60 sitzt ein Betätigungsnocken (nicht sichtbar), der auf die einen, beweglichen Backen der doppelten Haltezangen 4 wirkt.
Der Hebelarm 29 ist mittels einer nur teilweise dargestellten Verbindungsstange 33 gelenkig mit dem einen Ende eines Hebels 34 verbunden, der an seinem anderen Ende an einer drehbar im Gestell 51 gelagerten Welle 61 befestigt ist. Auf der Welle 61 sitzt ein nicht sichtbarer Betätigungsnocken, der auf die einen, beweglichen Backen der doppelten Haltezange 5 wirkt.
Die Arbeitsweise der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung entspricht im wesentlichen der schon im Zusammenhang mit Fig. 1 ausführlich beschriebenen Arbeitsweise.
Der Vorschubvorrichtung wird normalerweise eine Bearbeitungsmaschine, z. B. eine Stanzmaschine nachgeschaltet, die den jeweils vorgeschobenen Werkstückteil bearbeitet.
Die Steuerung der Vorschubvorrichtung und der Bearbeitungsmaschine muss aufeinander abgestimmt sein. So ist es z.B. möglich, den Antriebsmotor 53 der Vorschubvorrichtung gleichzeitig als Steuerungsantrieb für die Bearbeitungsmaschine zu verwenden.
Mit der vorstehend beschriebenen Vorschubvorrichtung kann das Werkstück sehr rasch um ein Stück vorgeschoben werden, dessen Länge selbst bei verhältnismässig grossen Vorschublängen nur gering von einem gewünschten Nennmass abweicht.
Der Antrieb des Schlittens mittels eines Kurbelgetriebes erlaubt ein leichtes Ändern der Vorschublänge. Die mit dem Antrieb gekoppelte mechanische Steuerung der Schliessund Öffnungsbewegung der Zangen erlaubt wie beschrieben ein leichtes Anpassen der Betätigungspunkte der Zangen an Änderungen in der Vorschublänge.