Die Erfindung betrifft eine Greifer-Transporteinrichtung für dünnwandige, oberflächenempfindliche Hohlkörper aus Metall auf schnellaufenden Stufenpressen, mit mindestens einer Reihe schwenkbar gelagerter Greiferpaare, welche auf einem hin- und hergehenden Schlitten angeordnet sind und bei jedem Pressenhub eine Stadie erfassen, diese von einer Umformstation zur andern transportieren, sich dort öffnen und zur Ausgangsstation zurückkehren.
Bei der automatischen Herstellung von Metallbehältern, beispielsweise Dosen, auf Stufenpressen wird ein durch Tiefziehen vorgeformter Napf auf mehreren, hintereinander angeordneten Umformstationen einer sukzessive sich steigernden Umformung unterzogen, indem die Wanddicke durch Abstrecken verringert, die B ehälterhöhe entsprechend vergrössert wird. Dabei ist es von grösster Wichtigkeit, dass die Stadien exakt im Arbeitstakt der Presse von einer Umformstation zur andern transportiert werden.
Der Versuch, dünnwandige Hohlkörper für Verpackungs.
zwecke auf Stufenpressen mit hoher Produktionskadenz herzustellen, ist bisher an der Tatsache gescheitert, dass es für diesen Sondereinsatz ein geeignetes Transportsystem nicht gab. Man kannte zwar das Schienensystem und die Schleppgreiferanlage, die nachstehend noch eingehender gewürdigt werden; vor deren Anwendung auf die Herstellung dünnwandiger Hohlkörper auf schnellaufenden, kurzhubigen Maschinen schreckte man aber zurück, da diese Einrichtungen die beim Zentrieren der Stadien an der neuen Umformstation erforderliche Präzision nicht gewährleisten konnten.
Eine bekannte, diesem Zwecke dienende Transportanlage weist beispielsweise zwei parallele Schienen auf, welche beidseits der Umformstrecke angeordnet und mit starren Greifern versehen sind. Die gegenseitigen in der Bewegungsrichtung des Formteils gemessenen Abstände dieser Greifer entsprechen den Abständen der einzelnen Umformstationen. Die Schienen sind mechanisch zwangsläufig so angetrieben, dass sie sich periodisch abwechselnd gegen die Stadien bewegen, mit diesen um den Abstand zweier benachbarter Umformstationen vorrücken und sich dann von den Stadien abheben, um in die Ausgangslage zurückzukehren. Die Greifer sind bei dieser Anlage armlose, klemmbackenförmige Bügel, die fest an den oszillierenden Schienen angeschraubt sind.
Derartige Anlagen haben sich zum Transport relativ dickwandiger Metallbehälter bei niedrigen Arbeitsfrequenzen zwar bewährt, versagen aber - wie Versuche gezeigt haben -, sobald mit höheren Hubfrequenzen (beispielsweise 120 - 200 pro Minute) gefahren wird und es sich um dünnwandige und oberflächenempfindliche Metallbehälter handelt.
Die die Greifer tragenden Schienen setzen der Hubfrequenz durch ihre relativ grosse Masse eine nicht überschreitbare Grenze, oberhalb welcher die erforderlichen, ständig sich abwechselnden Beschleunigungen und Verzögerungen einfach nicht mehr realisierbar sind.
Bei höheren Hubfrequenzen schlagen die Greiferschienen ausserdem gegen die Stadien und beschädigen dieselben.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, dass sie sich für zweireihige, d.h. mit zwei parallelen Umformstrecken versehene Anlagen nicht oder nur unter Inkaufnahme beträchtlicher Nachteile verwenden lassen. Da sich die Schienen nach dem Loslassen der Stadien nämlich zwecks Umgehung der Stadienrundung relativ weit von der Umformstrecke nach aussen bewegen müssen, wäre es erforderlich, zwischen den beiden mittleren Schienen einer doppelspurigen Transporteinrichtung einen breiten Freiraum einzuplanen, was den Platzbedarf der Anlage erheblich vergrössert und auch einen grösseren Kostenaufwand erfordert.
Aus diesen Gründen konnten derartige, mit parallelen Schienen ausgerüstete Transporteinrichtungen bisher für den Transport dünnwandiger, oberflächenempfindlicher Behälter auf schnellaufenden Stufenpressen nicht eingesetzt werden.
Da die jüngsten Bestrebungeri der spanlosen Umformtechnik aber auf eine ständige Erhöhung der Hubfrequenzen und damit der Produktivität abzielen (vgl. beispielsweise CH Patent Nr. 550 620), hat der Einsatz dieser bekannten Transportsysteme eine Grenze erreicht, welche das Beschreiten neuartiger, grundsätzlich verschiedener Wege erforderlich macht.
Dem Fachmann ist ferner bekannt, dass für den Stadientransport auf automatischen Stufenpressen auch die sogenannten Schleppgreifer verwendet werden. Es handelt sich hier um hebelartige, schwenkbar gelagerte und elastisch vorgespannte Greifer, welche auf einem hin- und hergehend angetriebenen Schlitten sitzen und paarweise zusammenwirken. Bei Erfassen einer Stadie werden jeweils zwei zusammengehörige Greifer durch die Schlittenbewegung unter Überwindung der elastischen Vorspannkraft über den Umfang der Stadie geschoben, bei der Freigabe der Stadien gleicherweise wieder abgezogen.
Die nicht zwangsläufig gesteuerten Greifer schleifen dabei auf der empfindlichen Oberfläche der Metallbehälter, welche im allgemeinen eine Wanddicke von nur 0,3 bis 0,08 mm aufweisen und daher nach einem solchen Transport häufig Beulen und/oder Schleifspuren zeigen, wodurch das anschliessende Lackieren und Bedrucken erschwert bzw. ganz unmöglich gemacht wird.
Vorallem machen diese Schleppgreifer aber beim Erfassen der Stadien einen beträchtlichen Lärm, der mit steigender Arbeitsfrequenz bis ins Unerträgliche gesteigert werden kann.
Auch lässt sich an den Arbeitsflächen der Schleppgreifer ein hoher Materialverschleiss feststellen, da hierfür selbstverständlich kein sehr harter Werkstoff verwendet werden kann.
Dies kann bedeuten, dass die Greiferbeläge beim Dauerbetrieb der Anlage innert weniger Tage ausgewechselt werden müssen.
Es ist daher verständlich, dass auch die Schleppgreifer den Anforderungen der modernen Umformtechnik hinsichtlich des Stadientransports nicht mehr gewachsen sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Greifer-Transporteinrichtung für schnellaufende Stufenpressen zu schaffen, welche - eine exakt auf den Arbeitstakt der Maschine abgestimmte
Förderung der Stadien gestattet, - auch extrem dünnwandige Stadien nicht deformiert, - auf den vielfach verzinnten Oberflächen der Stadien keine Kratz- oder Schleifspuren hinterlässt, - aufgrund ihrer geringen Masse extrem hohe Beschleuni gungen und Verzögerungen bzw. Hubfrequenzen zulässt und - auch bei doppelspurigen Umformeinrichtungen keinen aussergewöhnlich grossen Platzbedarf aufweist.
Diese Forderungen, welchen bisher keine der bekannten Anlagen gemeinsam gerecht werden konnte, werden dank der vorliegenden Erfindung dadurch erfüllt, dass jeder Greifer so mit dem als Stange oder Zugseil ausgebildeten Mitnehmerelement lose gekoppelt ist, dass das Öffnen der Greifer zwangsläufig durch eine lineare Translationsbewegung des Mitnehmerelementes, das Schliessen der Greifer und der Rücklauf des Mitnehmerelementes dagegen durch an den einzelnen Greifern angeordnete Druck- oder Zugfedern bewirkt wird.
Dank dieser Ausbildung der neuen Greifer-Transporteinrichtung können auch extrem dünnwandige und oberflächenempfindliche Stadien bei hohen Hubfrequenzen mit Sicherheit und ohne das Risiko einer Beschädigung transportiert werden. Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt darin, dass es in mehrfacher Hinsicht Justierungen gestattet, wodurch die zwangsläufige Bewegung der Stadien so präzise auf die einzelnen Umformationen abgestimmt werden kann, dass in den meisten Fällen auf eine besondere Zentriervorrichtung verzichtet werden kann.
Wenn das genannte Mitnehmerelement als Zugseil ausgebildet ist, kann die Anlage gemäss einer speziellen Ausführungsform ferner dadurch gekennzeichnet sein, dass der Antrieb derZugseile beimAustrittsende derUmformstrecke liegt und die Zugseile praktisch am Beginn der Umformstrecke umgelenkt sind, so dass jedes Zugseil zwei parallellaufende Stränge aufweist und nur der umgelenkte Strang im Bereich der Greifer mit beispielsweise als Klemmen ausgebildeten Mitnahmeorganen versehen ist.
Dabei erfolgt der Antrieb jedes Zugseiles zweckmässigerweise über einen starr mit dem Seilende verbundenen schwenkbar gelagerten und mit einer Betätigungsstange zusammenwirkenden Übertragungshebel, wobei die Betätigungsstange eine Seite eines Gelenkparallelogramms bildet und über einen Winkelhebel mit einem Steuerkurvenhebel in Wirkungsverbindung steht.
Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass der Winkelhebel mit einer Rolle an dem pendelnd aufgehängten Steuerkurvenhebel anliegt und an der dieser Rolle gegenüberliegenden Seite des Steuerkurvenhebels eine Gegenrolle angeordnet ist, welche auf einem verstellbaren Exzenter montiert ist und damit eine Regulierung des Öffnungsweges der Greifer gestattet.
Die Lage des Steuerkurvenhebels bezüglich der Rolle des genannten Winkelhebels kann zwecks Regulierung des Öffnungszeitpunktes der Greifer mittels einer Spindel verstellbar sein.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Fig. list eine schematische Draufsicht auf eine doppelspurige Transporteinrichtung einer mit zwei parallellaufenden Umformstrecken versehenen automatischen Stufenpresse zur Massenproduktion von Metalldosen,
Fig. la zeigt ein Detail in grösserem Massstab und
Fig. 2 ist ein vereinfachter Vertikalschnitt dieser Einrichtung längs der Linie II-II in Fig. 1.
Die beiden parallellaufenden Umformstrecken A und B der dargestellten Anlage weisen jeweils mehrere Umformstufen la, .... . auf. Die strichpunktiert eingezeichneten Metallnäpfe und Dosenrümpfe, nachstehend nur noch als Stadien S bezeichnet, durchlaufen die Umformstrecken in Richtung der Pfeile 5 und müssen dabei im Arbeitstakt der Maschine von einer Umformstation zur anderen transportiert werden. Diesem Transport dient die nachstehend beschriebene Einrichtung.
Auf dem Maschinenständer ist ein gleitend gelagerter Greiferschlitten 6 angeordnet, welcher über einen Kupplungsbolzen 7 mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden ist und infolgedessen eine periodisch hin- und hergehende Bewegung ausführt. Der Schlitten ist längs einer Ausnehmung 8 mit Führungsleisten 9 versehen, welche an ortsfest im Maschinenständer angeordneten Kugellagern 10a geführt sind.
Die vertikale Abstützung des Schlittens 6 erfolgt ebenfalls über Kugellager 10b, so dass der Schlitten nicht auf den Werkzeugflächen reibt. Die Einzelheiten dieser Führung stehen mit dem Erfindungsgegenstand nicht in unmittelbarem Zusammenhang und wurden daher auch nicht dargestellt.
Auf dem Greiferschlitten 6 sind zwei Reihen mit je fünf Greiferpaaren angeordnet. Die einzelnen, winkelhebelförmigen Greifer 11 sind mittels Zapfen 12 auf dem Schlitten 6 schwenkbar gelagert und paarweise so einander zugeordnet, dass jeweils zwei zusammenwirkende Greifer einer Umform- strecke eine Stadie S erfassen und transportieren.
Betrachten wir beispielsweise den äusseren Greifer 11 der Umformstation 3a, so weist dieser einen winkelhebelförmigen Grundkörper auf, dessen einer Endabschnitt-eine - vorzugsweise aus Kunststoff bestehende - Klemmbacke 1 in besitzt.
Eine am gegenüberliegenden Endabschnitt des Greifers angreifende Druckfeder 13d verleiht dem Greifer eine ständige Vorspannung, die den Greifer so gegen einen Anschlagstift 26 drückt, dass die Stadie entweder nur mit leichtem Druck oder mit geringem Spiel vor den Greifern umfasst wird. Dadurch wird die relativ leicht verformbare Stadienwand geschont.
Aus konstruktiven Gründen sind nicht alle Greifer 11 mit Druckfedern 13d versehen. So weist beispielsweise der äus sere Greifer 11 der Umformstation 2a eine Zugfeder 13z auf, die aber dem gleichen Zwecke dient, den Greifer gegen die Stadie S zu drücken.
Die Betätigung der Greifer erfolgt zwangsläufig über Zugseile 14, 15, 16. Wie Fig. 2 zeigt, ist jedes Zugseil mit einem Endabschnitt 17 an einem später noch zu beschreibenden Antriebsmechanismus angeschlossen, während das andere Zugseilende 18 auf dem Schlitten 6 mittels einer Klemmvorrichtung 19 befestigt ist. Das in Fig. 2 dargestellte mittlere Zugseil 15, das zwei Greiferreihen bedient, ist - wie auch die anderen beiden Zugseile 14 und 16 - am Beginn der Umformstrecke über eine Umlenkrolle 20 geführt und durch eine Spannrolle 21 gespannt. Jedes Zugseil 14, 15, 16 weist somit zwei parallellaufende Stränge (z.B. l5a/ l5b) auf, von welchen nur der umgelenkte Strang (z.B. 15b) mit Klemmvorrichtungen 22 versehen ist.
Diese Klemmvorrichtungen 22 des mittleren Zugseils 15 sind mit jeweils zwei Schrauben am Seil befestigt und weisen einen gegenseitigen Abstand auf, der genau dem Abstand zweier benachbarter, hintereinander angeordneter Greiferpaare bzw. Umformstationen entspricht. Mit ihren seitlich herausragenden flügelförmigen Mitnahmefingern 22a und 22b stossen die Klemmvorrichtungen bei einer Axialbewegung des Zugseiles 15 auf die Greifer 11 auf und bewirken deren Verschwenkung um die Achsen 12.
Wird somit der Strang 15a des Zugseils 15 im Sinne des Pfeiles 23 bewegt, so bewegt sich der Strang 15b dank der Umlenkung in Gegenrichtung (Pfeil 24), wobei die Mitnehmerklemmen 22 die Greifer 11 verschwenken und damit von den Stadien S abheben. Sobald die auf das Zugseil wirkende Antriebskraft nachlässt, werden die Greifer 11 - und mit diesen auch das Zugseil 15 - durch die Rückstellfedern l3d/ 13z über eine Ausgangsstellung gebracht, in welcher die Greiferbacken 12 am Umfang der Stadien S anliegen bzw. die Stadien mit leichem Spiel umfassen.
Die Arbeitsweise der äusseren Zugseile 14 und 16 im Zusammenwirken der äusseren Greiferreihen entspricht in allen wesentlichen Teilen derjenigen des mittleren Zugseils 15. Da die äusseren Zugseile jeweils nur eine einzige Greiferreihe betätigen müssen, sind hier etwas einfachere Mitnehmerklemmen 25 vorgesehen, die mittels Schrauben am Zugseil befestigt sind.
Im Hinblick auf die Dünnwandigkeit und Oberflächenempfindlichkeit der Stadien, die meist verzinnt sind, eine Dikke zwischen 0,3 und 0,08 mm aufweisen und anschliessend lackiert bzw. bedruckt werden müssen, muss die dargestellte Schliesslage derGreifer 11 sehr genau einregulierbar sein.Zu diesem Zwecke ist im Bereich jedes Greifers 11 eine Regulierschraube 26 angeordnet, welche eine Gewindebohrung des Greifers durchdringt und mit einem Anschlag 26' zusammenwirkt. Durch Betätigung der Schrauben 26 können somit die Greifer 11 individuell bezüglich der gewünschten Schliesslage eingestellt werden.
Die Seilenden 17 sind über an sich bekannte Klemmvorrichtungen 28 an den unteren Enden von Schwinghebeln 29a, 29b und 29m gelagert, welche als Winkelhebel ausgebildet und um eine Achse 30 frei schwenkbar gelagert sind. Die oberen Endabschnitte dieser Schwinghebel tragen eine Krupp lungsstange 31, die sich quer über die gesamte Breite der beiden Umformstrecken A und B erstreckt und an ihren beiden Enden mit auf Kugellagern laufenden Rollen 32 und 33 ver sehen ist. Drückt man die Stange 31 somit im Sinne des Pfeiles 34nach unten, so werden die Schwinghebel 29 und deren Ach sen 30 verschwenkt und das Zugseil 15a/15b wird angezogen (Öffnen der Greiferpaare).
Die beiden äusseren Schwinghebel 29a und 29b sind mit ihren hülsenförmigen oberen Abschnitten auf die Enden der Kupplungsstange 31 aufgesteckt, während der mittlere Schwinghebel 29 m die Kupplungsstange 31 lediglich von unten her auf der unteren Hälfte ihres Umfangs umgreift.
Oberhalb der beiden auf der Kupplungsstange 31 lose gelagerten Rollen 32 und 33 ist hier eine Betätigungsstange 35 angeordnet, welche über zwei Gelenklaschen 36 und 37 auf einem zweiarmigen Support 38 gelagert ist und damit die obere Seite eines Gelenk-Parallelogramms bildet. An einer Stirnseite jeder Betätigungsstange 35 greift der mittels einer Einstellschraube 39 verstellbare Arm eines Winkelhebels 40 an.
Dieser Winkelhebel 40 ist um eine ortsfest am Maschinenständer angeordnete Achse 41 schwenkbar und weist an seinem oberen Ende eine lose drehbare Rolle 42 auf, die mit der Steuerkurve 43 eines Steuerhebels 44 zusammenwirkt. Bei der periodisch oszillierenden Bewegung des Steuerhebels 40 im Sinne des Pfeiles 45 trifft die Steuerkurve 43 auf die Rolle 42 auf, verschwenkt damit den Winkelhebel 40 und dessen Achse 41 und betätigt so das Zugseil über die Einstellschraube 39, die Betätigungsstange 35, die Kupplungsstange 31 und den Schwinghebel 29.
Der Steuerhebel 44 ist an einem Kupplungsstück 46 bei 47 pendelnd aufgehängt, wobei das Kupplungsstück 46 seinerseits mit dem Stössel der Presse gekoppelt und in seiner Höhenlage mittels einer Spindel 48 einstellbar ist. Auf der der Steuerkurve 43 gegenüberliegenden Seite des Steuerhebels 44 ist eine Gegenrolle 49 auf einem verstellbaren Exzenter 50 gelagert.
Der beschriebene Antriebsmechanismus kann somit in mehrfacher Hinsicht mit grosser Genauigkeit eingestellt werden: - Die Höhenregulierung des Steuerhebels 44 mittels der
Spindel48 gestattet die präzise Einstellung des Betäti gungs-Zeitpunktes der Greifer.
- Die exzentrische Lagerung der Gegenrolle 49 dient zur genauen Verstellung des Hubweges.
- Die gegenseitige Abstimmung der Arbeitsweise der beiden
Parallelogramme 35/36/37/38 kann mittels der Einstell schrauben 39 erfolgen.
- Die individuelle Regulierung des maximalen Schwenk winkels der einzelnen Greifer wird mittels der Einstell schrauben 26 erzielt und - die Regulierung der elastischen Rückstellkraft erfolgt durch die Einstellung der Rückstellfedern 13d/13z.
Diese Rückstellfedern l3d/ 13z besorgen bei der beschriebenen Einrichtung die Rückstellung der gesamten bewegten Antriebsteile; d.h. der Greifer, der Zugseile und des Über- tragungsgestänges bis zum Winkelhebel 40. Gegebenenfalls kann am Winkelhebel 40 jedoch noch ein zusätzliches elastischesRückstellorgan angreifen.
Aus Platzgründen sind bei der beschriebenen Einrichtung die der ersten Umformstufe la zugeordneten Greiferpaare nicht direkt mit den Zugseilen 14, 15, 16, sondern mit den Nachbargreifern über Verbindungslaschen 51 gekuppelt.
Die Zuführung der vorgeformten Näpfe erfolgt in bekannter Weise über zwei parallele Bahnen 56 und 57 mit je einer Sperre 52. Die beiden um die Achsen 53 schwenkbar gelagerten und über Federn 54 vorgespannten Sperren werden durch einen am Schlitten 6 befestigten Steuerkeil 55 periodisch betätigt und gewährleisten so, dass die ankommenden Stadien im richtigen Moment freigegeben werden und vom ersten Greiferpaar übernommen werden können. Die Detailkonstruktion dieser Sperren ist dem Fachmann bekannt.
Zum Prinzip der beschriebenen Transfermaschine sei er gänzend erwähnt, dassjede Umformstation ein Werkzeug unterteil (Matrize) und ein Werkzeugoberteil (Stempel) aufweist und die Stadien beim Niedergang des Stempels von den Greifern gehalten werden. Noch während der Abwärtsbewe gung des Stempels werden die Greifer im Hinblick auf den Rücklauf des gesamten Greiferschlittens geöffnet. Nach er folgtem Rücklauf in die Ausgangsstellung schliessen die Grei fer, nachdem die Stadien ganz aus den Werkzeugunterteilen herausgetreten sind.
Die beschriebene Einrichtung weist im Gegensatz zu den bekannten Transporteinrichtungen dieser Art eine sehr geringe Masse der zur Greiferöffnung verwendeten Elemente auf.
Dank der vielfachen Reguliermöglichkeiten ist auch bei extrem hohen Hubzahlen gewährleistet, dass die Greiferbewegung auf den Arbeitstakt der Maschine sehr präzise abstimmbar ist und die Stadien weder deformiert noch verkratzt werden.
Das zwangsläufig gesteuerte Abheben der Greiferbacken von den Stadien bringt ferner eine erhebliche Reduzierung des Greiferbacken-Verschleisses und des Betriebs-Geräusches mit sich.
Auch zwei- und mehrreihige Umformanlagen können mit der beschriebenen Einrichtung auf kleinstem Raum untergebracht werden. Dank diesen Vorteilen, insbesondere aber der vereinfachten, in direkter Abhängigkeit von der Stösselbewegung erfolgenden Greiferöffnung, kann die Arbeitsfrequenz der Anlage gegenüber den bisher üblichen 60 bis 80 Hüben pro Minute auf 150 bis 200 Hübe pro Minute erhöht werden, was selbstverständlich eine beträchtliche Steigerung der Produktivität mit sich bringt.
Die notwendigen Überwachungselemente (elektronische Schadenkontrolle) können auch bei der beschriebenen Einrichtung ohne weiteres angebracht werden.
Die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform stellt selbstverständlich nur ein zur Erläuterung des Erfmdungsge- dankens beschriebenes Beispiel dar, das vom Fachmann in mannigfaltiger Weise abgewandelt werden kann.
So wäre es beispielsweise ohne weiteres möglich, statt der Zugseile 14, 15, 16 Aluminiumstangen oder dünnwandige Stahlrohre zu verwenden, deren oszillierende Bewegung in ähnlicher Weise ebenfalls von der Stempelbewegung abgeleitet werden könnte.
Der gesamte Greiferschlitten einschliesslich der Greiferpaare wird zweckmässigerweise aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellt.