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Die
Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für eine Presse nach dem Oberbegriff
des Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Eine
Transportvorrichtung zum Transportieren von Werkstücken in
einer Transferpresse besteht in der Regel aus zwei in Transportrichtung
der Werkstücke
verlaufenden Greiferschienen, die neben der Längs- und Hubbewegung eine zusätzliche
Querbewegung durchführen,
wobei Greiferelemente an den Greiferschienen vorgesehen sind. Zum
Antrieb dieser Greiferschienen verwendet man in jüngster Zeit unterschiedliche
elektrische Antriebe, welche die früher üblichen mechanischen, an den
Pressenantrieb gekoppelten Antriebe nahezu vollständig abgelöst haben.
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Nach
der
DE 195 06 079
A1 ist eine Vorrichtung zum Transfer von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen einer Presse, eines Simulators
oder dergleichen bekannt, die zwei parallel im Abstand zueinander,
sich in Transportrichtung erstreckende Transportschienen aufweist.
An den Transportschienen sind Aufnahmeeinrichtungen für die zu transportierenden
Werkstücke
angeordnet. Die Transportschienen sind insgesamt mittels jeweils paarweise
angeordneten Linearmotoren in vertikaler Richtung und horizontal
aufeinander zu bewegbar. Die Antriebseinrichtungen für die Bewegungen
in den drei Bewegungsachsen sind als paarweise angeordnete Linearmotoren
ausgeführt,
wobei die sich bezüglich
der Mittelachse der Presse gegenüberliegenden
Linearmotoren synchron ansteuerbar sind. Nachteilig bei dieser Lösung sind
die großen
Massen an bewegten Teilen. Insbesondere die Antriebe der einzelnen
Bewegungsachsen sind übereinander
angeordnet und müssen
dadurch während
der Transportbewegung mitbewegt werden. Dies wirkt sich negativ
auf die Dynamik des Gesamtsystems aus. Weiterhin nachteilig ist,
dass die eingesetzten Linearmotoren nur bedingt für den Einsatz
in Umformmaschinen geeignet sind, weil durch eine magnetische Anziehungskraft
Partikel angezogen werden und so zusammen mit anderen Schmutzteilchen
die Laufflächen
der Linearantriebe verunreinigen. Dies hat einen erhöhten Wartungsaufwand
zur Folge. Durch den Einsatz von Linearführungen müssen außerdem Nachteile wie zum Beispiel
Verschließ der
Führungen
oder Verschmutzung der Anlage durch die Schmierung der Führungen
in Kauf genommen werden. Auch die Schmierleitungen müssen konstruktiv vorgesehen
werden.
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Die
DE 100 12 022 A1 tritt
diesen Nachteilen bereits entgegen. Es wird ein Transferantrieb
offenbart, der weitgehenst auf wartungsintensive Führungen
für die
einzelnen Bewegungselemente verzichtet. Vorgeschlagen wird ein Antrieb,
der aus beweglichen Gelenkstangen in hängender Anordnung besteht.
Durch die Verwendung eines dreidimensionalen Antriebs wird eine
Art "Mehr-Punkt-Aufhängung" geschaffen, das
heißt,
die Greiferschienen sind in allen drei Bewegungsachsen definiert
an Gelenken aufgehängt,
so dass auf übliche
Führungen
verzichtet werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, dass sämtliche
Gelenkstangen und Schubstangen oberhalb der Transportebene der Werkstücke angeordnet
sind, so dass der Werkzeugraum sehr gut zugänglich ist und keine störenden Bodengeräte vorhanden
sind. Insbesondere beim Einsatz von Förderbändern oder Ablagestationen
wirkt sich dies vorteilhaft aus.
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Nachteilig
an dieser Anordnung ist, dass die konstruktive Anordnung der Antriebe
und der Gelenkstangen sehr viel Platz beansprucht. Insbesondere
die Bewegungsübertragung
für die Öffnen- und Schließbewegung
der Greiferschienen wird über
einen sehr ausladenden Mechanismus aus Drehgelenken und Gelenkstangen übertragen.
Dies hat zur Folge, dass der oben beschriebene Transferantrieb komplett
außerhalb
der Ständer
in Durchlaufrichtung angebracht werden muss. Dadurch müssen die
Greiferschienen so lang sein, dass sie beidseitig aus den Ständerbereichen
herausragen. Dies bedeutet wiederum eine große Masse, welche bei der Transportbewegung
mitbewegt werden muss und somit eine Verschlechterung der Dynamik
im Vergleich zum Einsatz von kürzeren
Greiferschienen. Durch die Aufhängung
der Greiferschienen außerhalb
der Pressenständer
ist der Auflagenabstand relativ groß, was eine große Durchbiegung
der Greiferschienen zur Folge hat. Um die Durchbiegung zu verringern
müssen
die Greiferschienen mit größeren Wandstärken ausgestaltet
werden. Dies wirkt sich auf die Dynamik wiederum negativ aus.
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Ein
weiterer Nachteil, der aus dem großen Platzbedarf des beschriebenen
Transferantriebes resultiert ist, dass für einige Anwendungen, bei denen kundenseitig
nur ein begrenzter Platz zur Verfügung steht, dieser Transfer
nicht einsetzbar ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ausgehend vom oben beschriebenen
Stand der Technik einen Transferantrieb zu entwickeln, bei dem die
Greiferschienen über
Gelenkstangen gehalten und mittels Servomotoren angetrieben werden
und bei dem die Antriebsmittel und die Bewegungsübertragungsmittel größtenteils
im Ständerbereich
angeordnet sind. Mit einem Minimum an bewegten Teilen soll der erfindungsgemäße Transferantrieb
außerdem
kompakt und somit kostengünstig
gestaltet werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Transfervorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruch 1 gelöst.
In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Transfervorrichtung verwirklicht.
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Der
Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde die Bewegungsübertragungsmittel,
welche zwischen den Antrieben und den Greiferschienen wirken so
anzuordnen, dass diese größtenteils
zwischen den Ständern
Platz finden. Dabei sollen keine Linearführungen zum Einsatz kommen,
sondern ausschließlich
Gelenke welche sich aufgrund geringer Reibverluste durch einen höheren Wirkungsgrad auszeichnen.
Außerdem
lassen sich Gelenke besser schmieren und abdichten.
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Trotz
der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung sind
neben den Transportfunktionen auch alle weiteren Funktionen wie
sie aus dem Stand der Technik für
eine Greifertransfervorrichtung bekannt sind, wie zum Beispiel Greiferschienenweitenverstellung
oder Werkzeugwechselfunktionen, durchführbar.
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Die
erfindungsgemäße Transfervorrichtung ist
auf zwei Traversen gelagert, welche an den jeweiligen Ständerpaaren
befestigt sind. Auf diesen Traversen sind die Antriebe quer zur
Durchlaufrichtung verstellbar gelagert, um eine Weitenverstellung
der Greiferschiene zu ermöglichen.
Die Vorschubbewegung, die Hebehubbewegung und die Öffnen-/Schließbewegung
werden dadurch erzeugt, dass an den Greiferschienenenden Gelenkstangen bzw.
Gelenkstangenpaare sphärisch
gelagert sind. Die entgegengesetzten Enden der Gelenkstangen sind
wiederum sphärisch
an Hebeln gelagert, welche mit den jeweiligen Antrieben drehbar
verbunden sind.
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Ein
wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung ist
die Anordnung des Öffnen-/Schließbewegungsstranges.
Durch die oben genannte Aufgabenstellung, die Bewegungsübertragungsmittel
im Ständerbereich
so zu platzieren, ist es nicht mehr möglich wie im Stand der Technik
bekannt, die Greiferschiene von außen anzulenken und mit geeigneten
Hebelmechanismen eine Bewegung einzuleiten.
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Bei
der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung
werden daher die Antriebsstränge
für die Öffnen-/Schließbewegungen
mittig zwischen den Greiferschienen, symmetrisch zur Maschinenmittellinie angeordnet.
Für jedes
Greiferschienenende ist vorzugsweise ein Antriebsstrang vorgesehen.
Auch die Antriebseinheit für
die Öffnen-/Schließbewegung
ist wie auch die Antriebseinheiten für den Vorschub und den Hebehub
auf einer Traverse, quer zur Durchlaufrichtung verstellbar bzw.
verfahrbar angebracht. Durch die platzsparende Anordnung im Ständerbereich
ist die erfindungsgemäße Transfervorrichtung prinzipiell
auch für
einen Einsatz in Mehrstößelpressen
geeignet.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung.
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Es
zeigen:
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1 Presse
mit Transfervorrichtung in einer Seitenansicht
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2 Transfervorrichtung
in einer Draufsicht
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3 Schnittdarstellung
der Transfervorrichtung in Durchlaufrichtung
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4 Mehrstößelpresse
mit Transfervorrichtung in einer Seitenansicht
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5 Schnittdarstellung
in Durchlaufrichtung
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Ausführungsbeispiel für den Einsatz
in einer Einstößelpresse
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1 zeigt
einen Ausschnitt aus einer Presse 1 in einer Seitenansicht
in vereinfachter Darstellung. Zu sehen sind die Ständer 2, 3 an
denen ein Stößel 4 vertikal
verfahrbar geführt
wird. Der Antrieb des Stößels 4 ist
in dieser Figur nicht dargestellt. Ebenfalls nicht dargestellt ist
das Werkzeug, bestehend aus Ober- und Unterwerkzeug. Während das Oberwerkzeug
mit dem Stößel 4 verbunden
ist, ist das Unterwerkzeug auf einem Schiebetisch 5 befestigt,
welcher seinerseits während
der Produktion mit einem Tisch 6 verspannt ist.
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Die
erfindungsgemäße Transfervorrichtung 7 ist
auf der einen Seite über
eine Traverse 8 an dem Ständerpaar 2 und auf
der anderen Seite über
eine Traverse 9 an dem Ständerpaar 3 befestigt.
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2 veranschaulicht
die Anbausituation in einer Draufsicht. Die Greiferschienen 10, 11 sind
um einen Werkzeugwechsel zu ermöglichen
geteilt. Die Greiferschienenendstücke 10a, 10b und 11a, 11b verbleiben
bei einem Werkzeugwechsel in der Presse 1, während die
Greiferschienenteile 10 und 11 gemeinsam mit dem
Werkzeug und dem Schiebetisch 5 aus der Presse 1 herausgefahren
werden. Die Greiferschienenendstücke 10a,
b, 11a, b sind jeweils an drei Gelenkstangen bzw. Gelenkstangenpaaren
aufgehängt
und über
diese mit den jeweiligen Antrieben verbunden. Die Vorschubbewegung
der Greiferschienen 10 und 11 werden über die
Antriebe 12a, b erzeugt, welche über Schwenkhebel 13 und
eine Gelenkstange 14 auf das Greiferschienenendstück 11b einwirken.
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Sowohl
das Greiferschienenendstück 11b mit
der Gelenkstange 14, als auch die Gelenkstange 14 mit
dem Schwenkhebel 13 sind über eine sphärische Lagerung 15 miteinander
verbunden. Die Antriebsstränge
für die
Vorschubbewegung sind an den Ständerpaaren 3a, 3b spiegelbildlich
zur Maschinenmitte 16 angeordnet. Die Antriebsstränge für die Hubbewegung
und für
die Öffnen-/Schließbewegung greifen
hingegen an allen vier Greiferschienenendstücken 10a, b und 11a,
b an. Ein Antriebsstrang für die
Hubbewegung beispielsweise der Greiferschiene 10 besteht
aus einem Antrieb 17, einem Schwenkhebel 18 und
einem Gelenkstangenpaar 19. Für den Hubantrieb wird keine
einzelne Gelenkstange sondern ein Gelenkstangenpaar 19 vorgesehen,
damit ein Kippen der Greiferschiene 10 um ihre Längsachse
verhindert wird. Das Gelenkstangenpaar 19 ist ähnlich einen
Parallelogramm angeordnet, so dass die Ausrichtung der Greiferschiene 10 immer
gleich bleibt. In 3 ist diese Anordnung gut zu
erkennen.
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Der
Antriebsstrang für
die Öffnen-/Schließbewegung
besteht aus einem Antrieb 20, einem Schwenkhebel 21 und
einer Gelenkstange 22. Wie bei allen Antriebssträngen sind
auch in diesem Fall die einzelnen Bauteile sphärisch gelagert miteinander
verbunden. Kennzeichnend für
den Öffnen-/Schließantrieb 20 ist
seine Position zwischen den Hubantrieben 17, symmetrisch
zur Maschinenmitte 16. Die Vorteile dieser Anordnung wurden
bereits beschrieben, problematisch bei dieser Anordnung ist allerdings
die Anlenkung der Greiferschienen 10, 11 über die
Gelenkstangen 22 aufgrund der Platzverhältnisse durch die Anlenkung
des Hubantriebes 17 über
die Gelenkstangenpaare 19. Die erfindungsgemäße Transfervorrichtung
löst diese
Problematik dadurch, dass die Gelenkstange 22 an ihrem
der Greiferschiene zugewandten Ende als eine Art Gabel ausgebildet
ist, welche zumindest eine Gelenkstange des Gelenkstangenpaares 19 umschließt und so
an einem sphärischen
Gelenk 15 an der Greiferschiene 10, 11 angreifen
kann. Obwohl in dieser Beschreibung die Antriebsstränge für die drei
Bewegungen Vorschub, Hebehub und Öffnen-/Schließen beschrieben
werden, ist aus der konstruktiven Gestaltung ersichtlich, dass diese
Bewegungen jede für sich
nur aus Bewegungsüberlagerungen
aller Antriebe realisierbar sind. Diese Bewegungsüberlagerungen
werden durch eine geeignete Steuerung errechnet und an die Servoantriebe übertragen.
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Alle
Antriebe sind über
Schlitten 23 verfahrbar entlang einer Traverse 9 gelagert.
Mittels eines Antriebes 24a können diese beispielsweise über ein Spindel 24/Spindelmutter 25-System
verfahren werden. Auch andere aus dem Stand der Technik bekannten
Bewegungsübertragungsmittel
sind denkbar.
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Ausführungsbeispiel für den Einsatz
in einer Mehrstößelpresse
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In 4 ist
der Einsatz der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung 27 in
einer Mehrstößeltransferpresse
dargestellt. Wie man sieht ist in jedem Ständerbereich eine Transfereinheit 27 angebracht, bestehend
aus Hubantrieb 17 und Öffnen-/Schließantrieb 20 sowie
den zugehörigen
Bewegungsübertragungsmittel.
Der Vorschub für
die durchgehenden Greiferschienen erfolgt über einen Antrieb 29.
Da die Greiferschienen 28 in Mehrstößelpressen in der Regel sehr
lang sind und somit eine große
Masse besitzen ist es möglich,
wie in 4 dargestellt, zwei oder mehrere Antriebe einzusetzen,
welche auf denselben Vorschubhebel wirken. Weiterhin dargestellt
ist eine Variante der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung 27,
bei der die Drehachsen der Schwenkhebel für die Hubbewegung und für die Öffnen-/Schließbewegung um
90° gedreht
werden. Dies hat den Vorteil, dass der Platzbedarf der Transfervorrichtung 27 zwischen den
Ständern
noch geringer wird.
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In 5 ist
diese Variante in einer Ansicht in Durchlaufrichtung dargestellt.
Die Gelenkstangenpaare 19 für den Hubantrieb 17 werden
von einem Schwenkhebel 30 bewegt, welcher um eine Achse
in Durchlaufrichtung schwenkt. In gleicher Richtung schwenkt der
Hebel 31 um die Gelenkstangen 22 für die Öffnen-/Schließbewegung
anzutreiben.
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Die
Erfindung sieht weiterhin vor, dass für die Öffnen-/Schließbewegung statt einem Schwenkhebel 31 oder 21 ein
Linearantrieb Verwendung findet. Das Gelenk 32 könnte dabei
beispielsweise auf einem Schlitten gelagert werden, welcher in vertikaler Richtung
antreibbar ist. Die Erfindung sieht außerdem vor, dass die Öffnen-/Schließbewegung
durch eine dynamische Längenänderung
der Gelenkstange erfolgt. Diese Längenveränderungen können beispielsweise durch einen
Spindelmechanismus erzeugt werden, aber auch andere im Stand der
Technik bekannte Antriebsmechanismen, wie zum Beispiel Hydraulikzylinder
sind denkbar.
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Die
Erfindung sieht weiterhin vor, die oben beschriebene dynamische
Längenänderung
der Gelenkstange in Kombination mit einem Antrieb über Schwenkhebel
oder einem Linearantrieb einzusetzen um so über eine Bewegungsüberlagerung
die Dynamik nochmals zu verbessern.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen
im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.
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- 1
- Presse
- 2,
2a, b, 3, 3a, b
- Ständer, Ständerpaar
- 4
- Stößel
- 5
- Schiebetisch
- 6
- Tisch
- 7
- Transfervorrichtung
- 8,
9
- Traversen
- 10,
11
- Greiferschienen
- 10a,
b
- Greiferschienenendstücke
- 11a,
b
- Greiferschienenendstücke
- 12a,
b
- Vorschubantriebe
- 13
- Schwenkhebel
Vorschub
- 14
- Gelenkstange
Vorschub
- 15
- sphärische Lagerung,
Kardangelenk
- 16
- Maschinenmitte
- 17
- Hubantrieb
- 18
- Schwenkhebel
Hubantrieb
- 19
- Gelenkstangenpaar
- 20
- Öffnen-/Schließantrieb
- 21
- Schwenkhebel
Schließen
- 22
- Gelenkstange
Schließen
- 23
- Schlitten
Weitenverstellung
- 24
- Spindel
Weitenverstellung
- 24a
- Antrieb
Weitenverstellung
- 25
- Spindelmutter
- 26
- Mehrstößelpresse
- 27
- Transfereinheit
- 28
- Greiferschienen
- 29
- Vorschubantriebe
- 30,
30a
- Schwenkhebel
Heben
- 31
- Schwenkhebel
Schließen
- 32
- Gelenke