DE102017123544B4

DE102017123544B4 - Bearbeitungsvorrichtung und Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE102017123544B4
Application number: DE102017123544.2A
Authority: DE
Inventors: Manfred Weis
Original assignee: Mall und Herlan GmbH; Mall Herlan MB GmbH
Current assignee: Mall und Herlan GmbH
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: CH714240A2; JP2019069472A; DE102017123544A1; CN109648402A

Abstract

Bearbeitungsvorrichtung (1) für eine sequentielle Bearbeitung von Werkstücken (5), miteiner Vielzahl von Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931), die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind,einer Vielzahl von Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504), die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück (5) entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) zuzuführen, undwenigstens drei Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500), die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) von unterschiedlichen Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) getragen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Bearbeitungsvorrichtungen und Bearbeitungsverfahren und insbesondere das Gebiet semi-kontinuierlicher Bearbeitungsvorrichtungen und -verfahren für mehrschrittige Bearbeitungsprozesse.
In der Industrie sind Prozesse bekannt, mit denen Produkte durch mehrere aufeinanderfolgende und/oder aufeinander aufbauende Bearbeitungsprozesse hergestellt werden. Beispiele für entsprechende Bearbeitungsvorrichtungen aus dem Bereich der Metallumformung sind Transferpressen oder Einziehmaschinen.
Üblicherweise kann man bei diesen Maschinen zwischen kontinuierliche und taktenden Prozessen unterschieden. Beiden gemeinsam ist, dass die Haltelemente für die Werkstücke und die Werkzeuge in gleichen Abständen und im Arbeitsbereich auch auf gleichen bzw. entsprechenden Teilkreisen angeordnet sind.
DE 38 11 394 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Verändern von Abständen zwischen hintereinander bewegten Gegenständen. Von einer Nabe, die um eine Drehachse drehantreibbar ist, ragen mehrere Speichen in bestimmten Winkelabständen weg. An einem Ende jeder Speiche ist ein Mitnehmer angeordnet, der zum Mitnehmen jeweils eines Gegenstandes ausgebildet ist. Mittels einer Führung lässt sich der radiale Abstand der Mitnehmer von der Nabe während deren Drehung periodisch verändern. Dabei ändern sich die Abstände der Mitnehmer voneinander entsprechend.
US 8,935,947 B2 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von eingehalsten Dosen. Gemäß US 8,935,947 B2 verarbeitet eine Vorrichtung zur Herstellung von eingehalsten Dosen Einlässe von Dosen, für die Ziehvorgänge abgeschlossen sind, wobei die Vorrichtung eine untere Druckplatte; eine obere Druckplatte, die so angeordnet ist, dass sie sich linear in Aufwärts- und Abwärtsrichtung relativ zur unteren Druckplatte bewegt; eine Formgebungseinheit mit einer an der unteren Druckplatte ausgebildeten Führung, eine Vielzahl von Haltern, die an der Führung so angeordnet sind, dass die Halter bewegt werden können, eine Vielzahl von Formen aufweist, die an der oberen Druckplatte angeordnet sind, eine Übertragungseinrichtung zum Bewegen der Halter entlang der Führung; und eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der oberen Druckplatte umfasst.
Bei bekannten kontinuierlichen Einziehmaschinen werden die Werkstücke in einem kontinuierlichen Prozess durch die einzelnen ebenfalls kontinuierlichen Bearbeitungsstationen der Gesamtmaschine geführt. Das führt zu hohen Leistungen pro Zeiteinheit, allerdings auch zu vergleichsweise langen Gesamtmaschinen, da üblicherweise in einer Bearbeitungsstation mehrere Werkzeuge ausschließlich des gleichen Typs angeordnet sind, da ohne Zusatzmaßnahmen sonst nicht die Bearbeitung des Werkstückes mit allen vorgesehenen Prozessschritten erfolgen kann. Sieht man eine Rezyklierung der Werkstücke durch die gleiche Maschine vor, insbesondere mit gezielter Zuweisung anderer Positionen auf den Bearbeitungsstationen, können so soviele verschiedene Werkzeuge auf einer Bearbeitungseinheit angeordnet werden wie Rezyklierungen vorgesehen sind. Hierzu kann beispielsweise auf WO 2006/095215 A1 oder WO 2015/131114 A1 verwiesen werden. Die Anzahl produzierter Werkstücke pro Zeiteinheit nimmt mit der Anzahl der Rezyklierungen reziprok ab.
Bei bekannten taktenden Maschinen gibt es üblicherweise nur 1 Werkzeug pro Bearbeitungsschritt, was zu kurzen Maschinen aber auch geringerer Leistung pro Zeiteinheit führt. Eine weitere Eigenschaft dieser taktenden Maschinen ist, dass alle Werkzeuge gleichzeitig im Takt der Maschine bewegt werden und immer alle den gleichen Hub machen.
Durch die immer komplexeren Formen, die gewünscht werden, und auch angesichts von Materialien, die einerseits bei höherer Festigkeit dünnere Wandstärken erlauben andererseits aber für die gleiche Form mehr Bearbeitungsschritte benötigen, benötigen die Maschinen immer mehr Positionen für Bearbeitungsschritte und werden dadurch immer grösser bzw. es müssen mehr Einheiten hintereinander genutzt werden. Eine Folge ist, dass die größeren Abmessungen bei gleichen Toleranzanforderungen überproportionale Massesteigerungen mit sich bringen, die bewegten Massen also immer höher werden und die Schwingungen, die von den bewegten Massen ausgehen, immer aufwändiger kompensiert oder aufgefangen werden müssen. Alternativ könnten mehrere kleinere Maschinen hintereinander geschaltet werden, was allerdings zu wiederholtem Neugreifen der Werkstücke führt, verbunden mit insbesondere einem Risiko von Ausrichtungsungenauigkeiten zwischen den aufeinanderfolgenden Maschinen. Außerdem wird dadurch auch die Anzahl der Komponenten erhöht, die ausfallen können.
Ein weiterer Nachteil der bekannten taktenden Maschinen liegt in dem gleichen Hub, den alle Werkzeuge ausführen müssen, da die hohen Beschleunigungen bei hohen Taktzahlen und großem Hub zur Reduktion der maximal zulässigen Taktzahl führt. Gleichzeitig wird für die Stationen, die nicht so viel Hub benötigen, die eigentliche Arbeitszeit unnötig verkürzt.
In WO2016/051224 A1 ist vorgesehen, die Werkzeuge einzeln durch Motoren mit Kugelspindeln anzutreiben, so dass die Werkzeugbewegungen verschiedene Hübe ausführen können. Selbst wenn man gewillt ist, den hiermit verbundenen Aufwand zu treiben, bleibt im Einzelfall fraglich, ob mit den Motorspindeln die gewünschten hohen Taktzahlen auch bei großem Hub erreicht werden können.
In EP 1 588 961 A2 wird eine Transportvorrichtung gezeigt, die kontinuierlich laufend ein virtuelles Zellenrad bildet, das zwei unterschiedliche Teilungen mit jeweils konstanter aber unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit an zwei einander gegenüberliegenden Bereichen des Zellenrades realisiert. Dies geschieht durch geschickte Auslegung und Anordnung von Teilzellrädern und Geschwindigkeitsprofilen der einzelnen Teilräder.
Ähnlich geht eine Prüfvorrichtung aus EP 1 145 993 B1 vor, bei der zwei alternierend langsam und schnell bewegte Werkstückträger mit mehreren direkt nebeneinander liegenden Haltevorrichtungen Produkte aus einem Werkstückstrom kontinuierlich aufnehmen, diese dann in einer schnellen Transportbewegung einer Teststation zuführen, dort im Stillstand verweilen und dann diese Produkte schnell aus dem Testbereich fördern und anschließend gleichmäßig wieder abgeben, während auf der Gegenüberliegenden Seite gleichzeitig neue Werkstücke aufgenommen werden. Diese Vorrichtung ist auf zwei Transporteinrichtungen beschränkt. Mit dieser Art der Bewegungsaufteilung lässt sich zwar die Frequenz der induzierten Schwingungen günstig beeinflussen und die Masse der jeweils gemeinsam bewegten Komponenten reduzieren, aber ein direkter Ausgleich der Bewegungsenergie innerhalb der Maschine ist nicht möglich.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Ziel ist es, eine Bearbeitungsvorrichtung und ein entsprechendes Bearbeitungsverfahren vorzuschlagen, die die Nachteile bekannter Lösungen aus dem Stand der Technik vermeidet oder zumindest vermindert.
Es ist daher insbesondere gewünscht, eine Lösung vorzustellen, bei der einerseits ausreichend Platz für viele Bearbeitungsstationen geboten ist und dabei anderseits die auftretenden Belastungen klein gehalten werden, insbesondere die bewegten Massen und idealerweise auch die Biegelängen der beteiligten Bauteile reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird nach einem ersten Aspekt eine Bearbeitungsvorrichtung für eine sequentielle Bearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, nämlich mit einer Vielzahl von Werkzeugstationen, die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind, einer Vielzahl von Halteeinrichtungen, die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation zuzuführen, und wenigstens drei Trageeinrichtungen, die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen von unterschiedlichen Trageeinrichtungen getragen werden.
Erfindungsgemäß wird nach einem zweiten Aspekt ein Bearbeitungsverfahren für eine sequentielle Bearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, wie es in Anspruch 11 definiert ist, nämlich mit einem Zuführen eines Werkstücks zu einer Halteeinrichtung einer Bearbeitungsvorrichtung für die sequentielle Bearbeitung mit einer Vielzahl von Werkzeugstationen, die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind, einer Vielzahl von Halteeinrichtungen, die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation zuzuführen, und wenigstens drei Trageeinrichtungen, die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen von unterschiedlichen Trageeinrichtungen getragen werden, einem sequentiellen Zuführen des Werkstücks zu den Werkzeugstationen der Bearbeitungsvorrichtung durch intermittierendes Rotieren der Trageeinrichtung, die die Halteeinrichtung trägt, die das Werkstück trägt, und einem sequentiellen Bearbeiten des Werkstücks durch die Vielzahl von Werkzeugstationen nach der jeweiligen Zuführung.
Ein Teil des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung findet sich in den folgenden Überlegungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das bisher üblicherweise in einem Stück ausgebildete Trageelement, das die eigentlichen Halteeinrichtungen trägt, in mindestens drei, vorzugsweise in fünf oder mehr separate Trageeinrichtungen unterteilt.
Auf diesen Trageeinrichtungen sind die Halteelemente vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen platziert, die einem ganzzahligen Vielfachen der Werkzeugabstände auf dem gemeinsamen Teilkreis entsprechen - und zwar bevorzugt dergestalt, dass es bis zum nächsten Haltelementen auf der gleichen Trageeinrichtung um eine Station mehr, als die Anzahl der Trageeinrichtungen selbst beträgt, Platz gibt,- also z.B. bei fünf Trageeinrichtungen sechs Stationen bis zur nächsten Halteeinrichtung der gleichen Trageeinrichtung. Auf diese Weise können die verschiedenen Trageeinrichtungen vorteilhafterweise so zueinander angeordnet werden, dass die Halteeinrichtungen in der gleichen Teilung wie die Werkzeugteilung positioniert werden und jeweils eine Position zwischen zwei benachbarten Halteeinrichtungen auf der gleichen Trageeinrichtung frei bleibt.
Durch die z.B. fünf Trageeinrichtungen kann die Bewegung der Trageeinrichtungen so gestaltet werden, dass bei einer Aufteilung des Maschinenzyklus in 1/3 Bewegungszeit und 2/3 Bearbeitungszeit immer 2 Trageeinrichtungen versetzt in Bewegung sind, während die anderen in Ruhe sind. Dadurch ergibt sich eine fortwährende in einander übergehende Abfolge von Transportvorgängen, wobei es immer gleichzeitig eine beschleunigende Trageeinrichtung und eine verzögernde Trageeinrichtung gibt. Das bewirkt, das die Transportbewegung nicht mehr 1 mal pro Zyklus stattfindet, sondern mehrfach, verteilt mit kleineren Massen und durch die Gleichzeitigkeit von Beschleunigung und Verzögerung innerhalb der gleichen Maschine auch noch sich gegenseitig in Bezug auf die resultierenden Schwingungen kompensierend.
Durch eine solche semikontinuierliche Transportbewegung der Werkstücke durch die Maschine muss auch die Werkzeugbewegung selbst nicht mehr gleichzeitig getaktet erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Werkzeugbewegung durch Ankopplung der Werkzeuge an Kurven auf einer rotierenden Kurventrommel erzeugt, auf der die Kurve der gewünschten Werkzeugbewegung so oft auf dem Umfang abgebildet ist, wie Haltevorrichtungen auf einer Trageeinrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise machen alle Werkzeuge, die den Haltevorrichtungen einer Tragvorrichtung gegenüberliegen, die Bewegung in gleicher Phasenlage. Die Kurventrommel rotiert entgegen der Transportrichtung der Werkstücke. Wenn also der Transportweg der Werkstücke im Uhrzeigersinn durch die Maschine führt, dreht sich die Kurventrommel gegen den Uhrzeigersinn.
Eine beispielhafte Auslegung sieht fünf Trageeinrichtungen mit je acht Haltevorrichtungen vor, so dass acht Kurvenzyklen auf dem Umfang der Kurventrommel benötigt werden, was 48 Positionen einer konventionellen Maschine entspricht, da ja zwischen zwei Halteelementen eines Transportelementes noch eine Position frei bleibt
Eine Alternative sieht sieben Trageeinrichtungen mit je sechs Haltevorrichtungen vor, was ebenfalls 48 Stationen ergibt. Im Vergleich zum obigen Beispiel ergeben sich aber für die Hubkurven günstigere Zeitanteile.
Die Bewegung der Kurventrommel ist vorzugsweise so zu den Haltevorrichtungen auf den Tragelementen synchronisiert, dass das Minimum der Kurven immer dort durchlaufen wird, wo die Tragelemente die Transportbewegung ausführen.
Entsprechend heißt das, dass der Bereich der Kurve, der sich um das Maximum erstreckt dem Arbeitsbereich der Werkzeuge entspricht.
Da es in den Maschinen durchaus unterschiedliche Anforderungen an die Werkzeugbewegung geben kann, ist es eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, mehrere Kurven mit unterschiedlicher Charakteristik (etwa anderer Form oder mit einem anderen Bewegungsgesetz) und Amplitude, angepasst an die jeweiligen Erfordernisse vorzusehen und eine Möglichkeit zu schaffen, die einzelnen Werkzeuge individuell und beliebig an einer der Kurven ankoppeln zu können.
Das zu bearbeitende Werkstück ist vorzugsweise ein Hohlkörper und insbesondere ein Getränkebehälter bzw. ein Rohling hierfür.
Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen definiert, wobei weitere vorteilhafte Merkmale, Ausführungen und Ausgestaltungen für den Fachmann zudem aus den obigen Erläuterung und der folgenden Diskussion zu entnehmen sind.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weiter illustriert und erläutert. Hierbei zeigt

1 eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Positionierung von Halteeinrichtungen und Trageeinrichtungen,
3 eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Positionierung von Halteeinrichtungen und Trageeinrichtungen,
4 eine schematische Darstellung einer dritten beispielhaften Positionierung von Halteeinrichtungen und Trageeinrichtungen,
5 eine Darstellung zur Illustration der Bewegungen der Werkzeugstationen bzw. Werkzeuge und
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente - soweit zweckdienlich - mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.
1 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
1. zeigt eine Einziehmaschine 1, die nach den hier beschriebenen Prinzipien aufgebaut ist, als ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungseinrichtung.
Die Einziehmaschine 1 umfasst ein Trageeinrichtungsgehäuse 2 und ein Werkzeugträgergehäuse 3.
Am Trageeinrichtungsgehäuse 2 sind im hier dargestellten Beispiel mehrere Trageeinrichtungen vorgesehen, von denen fünf einzelne Trageeinrichtungen 100, 200, 300, 400, 500 bezeichnet sind, die jeweils Halteeinrichtungen 101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504 tragen. Der Übersichtlichkeit halber sind nur in einigen Halteeinrichtungen Werkstücke 5 dargestellt. Die Trageeinrichtungen 100-500 sind jeweils für ein Rotieren um eine gemeinsame Achse ausgestaltet und überlappen sich in Sicht entlang dieser Achse dabei teilweise.
Das Werkzeugträgergehäuse 3 weist einen Kurventräger auf, der in diesem Beispiel drei Kurven 10, 20, 30 für jeweils großen, mittleren und kleinen Hub aufweist. An diese Kurven sind die Werkzeugträger 110, 210, 121 für die Werkzeugstationen angekoppelt. Die Werkzeugträger werden vom Werkzeugträgergehäuse innen und außen geführt und sind dazwischen an die jeweilige Kurve angekoppelt.
Vorn am Werkzeugträgergehäuse 3 sind zudem Führungen für eine Längenverstellung dargestellt.
In 1 sind zudem noch schematisch ein Einlaufband 6 und ein Auslaufband 7 dargestellt.
2 bis 4 zeigen schematische Darstellungen einer ersten, zweiten und dritten beispielhaften Positionierung von Halteeinrichtungen und Trageeinrichtungen und illustrieren prinziphaft einen Bewegungsablauf der Trageeinrichtungen 100, 200, 300, 400, 500 mit den von ihnen getragenen Halteeinrichtungen. Für Trageeinrichtung 100 sind dies die Halteeinrichtungen 101, 102, 103, 104, entsprechendes gilt analog für die übrigen Trageeinrichtungen.
In 2 ist die Trageeinrichtung 100 mitten in der Bewegung und beginnt gerade zu verzögern, während die Trageeinrichtung 200 gerade gestoppt hat und die Trageeinrichtung 500 gerade beginnt, sich zu bewegen. Aufgrund der starren, sternförmigen Ausgestaltung der Trageeinrichtungen machen alle von einer Trageeinrichtung getragenen Halteeinrichtungen die gleichen Bewegungen, d.h. im Moment der Darstellung befinden sich gerade die Halteeinrichtungen 101, 102, 103 und 104 in der Mitte der Bewegung, am Umkehrpunkt von Beschleunigen zu Verzögern.
In 3 ist die Bewegung ein Stück weiter fortgeschritten. Die Trageeinrichtung 100 hat angehalten, die Trageeinrichtung 500 ist mitten in der Bewegung und die Trageeinrichtung 400 wird beginnen, sich zu bewegen.
In 4 ist die Bewegung wiederum einen halben Teilzyklus fortgeschritten. Die Trageeinrichtung 500 hat angehalten, die Trageeinrichtung 400 ist mitten in der Bewegung und die Trageeinrichtung 300 wird die Bewegungsphase beginnen.
Aus der Zusammenschau der 2 bis 4 ist dabei zu erkennen, dass die Bewegungen gewissermaßen gestaffelt erfolgen und jeweils eine Beschleunigung einer Trageeinrichtung mit einer Abbremsung einer anderen Trageeinrichtung einhergeht, so dass hier eine interne Kompensation erfolgt.
5 zeigt eine Darstellung zur Illustration der Bewegungen der Werkzeugstationen bzw. Werkzeuge, insbesondere sind hier die in die Ebene abgewickelten Bewegungsprinzipen der Werkzeugbewegungen dargestellt. Es gibt vier Kurven: Kurve 10 für den größten Hub, Kurve 20 für einen mittleren Hub, Kurve 30 für den Hub der rotierenden oder sonstigen Prozessstufen und Kurve 40 für stillgesetzte Positionen (etwa wenn nicht alle verfügbaren Positionen benötigt werden). Es ist zu erkennen, dass die Werkzeugträger 110, 210, 310, 410 an Kurve 10 angekoppelt sind, die Stufe 540 stillgesetzt ist, die Stufen 610 und 710 sind an die Kurve 10 und die Stufe 830 an Kurve 30 angekoppelt sind. Werkzeugträger 121 bewegt sich phasengleich zu Werkzeugträger 110, aber mit einem anderen Hub. Das gleiche gilt auch für Werkzeugträger 132. Die Hub erzeugende Relativbewegung zwischen Kurventrommel und den einzelnen, radial gelagerten Werkzeugträgern kann man sich so vorstehen, als würden die Kurven seitlich unter den nur vertikal beweglichen Werkzeugträgern weggezogen.
In der Ausführungsform einer Bearbeitungsvorrichtung in Form einer Einziehmaschine, die oben anhand der 1 bis 5 diskutiert ist, sind die Halteeinrichtungen jeweils dazu ausgestaltet, ein einzelnes Werkstück zu halten bzw. zu tragen. Es ist allerdings auch möglich, dass die Halteeinrichtungen jeweils zum Halten oder Tragen von zwei oder mehr Werkstücken vorgesehen sind, wobei in diesem Fall auch an jeder der Werkzeugstationen eine entsprechende Anzahl von Werkzeugen vorgesehen ist.
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei erfolgt nach einem Zuführen S1 eines Werkstücks zu einer Halteeinrichtung einer Bearbeitungsvorrichtung für die sequentielle Bearbeitung mit einer Vielzahl von Werkzeugstationen, die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind, einer Vielzahl von Halteeinrichtungen, die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation zuzuführen, und wenigstens drei Trageeinrichtungen, die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen von unterschiedlichen Trageeinrichtungen getragen werden, jeweils mehrfach wiederholt ein sequentielles Zuführen S2 des Werkstücks zu den Werkzeugstationen der Bearbeitungsvorrichtung durch intermittierendes Rotieren der Trageeinrichtung, die die Halteeinrichtung trägt, die das Werkstück trägt, und ein sequentielles Bearbeiten S3 des Werkstücks durch die Vielzahl von Werkzeugstationen nach der jeweiligen Zuführung, bis das Werkstück die Bearbeitungsvorrichtung durchlaufen hat.
In einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verformen von Behältern vorgesehen, mit einer Vielzahl von Halteeinrichtungen, die auf einem gemeinsamen Teilkreisangeordnet sind und die Behälter sukzessive verschiedenen Werkzeugstationen zuführen, die ihrerseits, die auf dem gleichen Teilkreis gegenüber den Halteeinrichtungen angeordnet sind, wobei die Halteinrichtungen auf mindestens drei Trageinrichtungen angeordnet sind.
Hierbei kann auf jeder Trageeinrichtung jeweils die gleiche Anzahl Halteeinrichtungen in gleichmäßigen Abständen befestigt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtungen so angeordnet sind, dass die Reihenfolge der Halteeinrichtungen in der immer gleichen Reihenfolge der Tragelemente entspricht, auf denen sie befestigt sind.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Werkzeugpositionen zwischen zwei Halteeinrichtungen auf einer Trageeinrichtung immer um 1 grösser als die Anzahl der Tragelemente.
Es ist möglich, dass die Trageeinrichtungen hintereinander überlappend eine taktende Rotation zum Weitertransport der Behälter ausführen.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn die den Trageeinrichtungen gegenüber liegenden Werkzeuge einzeln angetrieben sind, insbesondere durch eine Ankopplung an eine Kurve, die auf einem rotierenden Kurventräger angeordnet ist, hierbei hat diese Kurve auf dem Gesamtumfang die gleiche Anzahl Maxima und Minima wie die Anzahl von Halteeinrichtungen, die von einer Trageeinrichtung getragen werden.
Bevorzugt ist die Bewegung so synchronisiert, dass die Rotationsvorgänge der Trageeinrichtungen zu der Zeit passieren, zu der das angekoppelte Werkzeug durch die Kurve auf dem Kurventräger in der Minimumposition positioniert ist.
Vorzugsweise enthält der Kurventräger mehrere Kurven mit verschiedener Amplitude und ggf. Charakteristik, wobei zudem die Werkzeuge beliebig an die verschiedenen Kurven angekoppelt werden können.
In einer anderen beispielhaften Implementierung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Umformen von Hohlkörpern vorgesehen, mit Halteeinrrichtungen auf einem gemeinsamen Teilkreis, in denen die Hohlkörper während des Bearbeitungsvorganges gehalten werden und sequentiell durch getaktete Rotation des Tragelements der Haltevorrichtungen zu den einzelnen auf dem gleichen Teilkreisdurchmesser liegenden Werkzeugpositionen transportiert werden, und Werkzeugen, die die jeweiligen Hohlkörper durch relative Bewegung zwischen Hohlkörper und Werkzeug Richtung umformen, wobei die Summe der Haltevorrichtungen aus drei und mehr einzelnen Trageeinrichtungen gebildet wird, auf denen jeweils die gleiche Anzahl Halteeinrichtungen in gleichmäßigen Abständen befestigt ist und die so angeordnet sind, dass die Reihenfolge der Halteeinrichtungen in immer gleicher Reihenfolge der Trageeinrichtungen, auf denen sie befestigt sind, gegeben ist, wobei die Anzahl der Werkzeugpositionen zwischen zwei Halteeinrichtungen auf einer Trageeinrichtung immer um 1 grösser ist, als die Anzahl der Trageeinrichtungen, wobei die Tragelemente hintereinander überlappend eine taktende Rotation zum Weitertransportieren der Behälter ausführen; wobei die den Trageeinrichtungen gegenüberliegenden Werkzeuge einzeln durch eine Ankopplung an eine Kurve angetrieben sind, die auf einem rotierenden Kurventräger angeordnet ist, auf dem diese Kurve auf dem Gesamtumfang die gleiche Anzahl Maxima und Minima hat, wie auf einer Trageinrichtung Haltevorrichtungen angeordnet sind und wobei die Bewegung so synchronisiert ist, dass die Rotationsvorgänge der Trageeinrichtungen zu der Zeit passieren, zu der das angekoppelte Werkzeug durch die Kurve auf dem Kurventräger in der Minimumposition positioniert ist.
Bezugszeichenliste

1: Einziehmaschine
2: Trageeinrichtungsgehäuse^
3: Werkzeugträgergehäuse
5: Werkstücks
6: Einlaufband
7: Auslaufband
10, 20, 30, 40: Kurve
100: Trageeinrichtung
101-104: Halteeinrichtung
110,121, 132: Werkzeugträger
200: Trageeinrichtung
201-204: Halteeinrichtung
210, 221: Werkzeugträger
300: Trageeinrichtung
301-304: Halteeinrichtung
310, 321: Werkzeugträger
400: Trageeinrichtung
401-404: Halteeinrichtung
410, 421: Werkzeugträger
500: Trageeinrichtung
501-504: Halteeinrichtung
521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931: Werkzeugträger
S1, S2: Zuführen
S3: Bearbeiten

Claims

Bearbeitungsvorrichtung (1) für eine sequentielle Bearbeitung von Werkstücken (5), mit einer Vielzahl von Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931), die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind, einer Vielzahl von Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504), die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück (5) entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) zuzuführen, und wenigstens drei Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500), die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) von unterschiedlichen Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) getragen werden.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) jeweils die gleiche Zahl von Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) in gleichen Intervallen entlang des zweiten Teilkreises tragen und/oder wobei alle Halteeinrichtungen (101-104), die von einer ersten Trageeinrichtung (100) getragen werden, entlang des zweiten Teilkreises jeweils vor einer Halteeinrichtung (501-504) angeordnet sind, die von einer zweiten Trageeinrichtung (500) getragen wird, und jeweils hinter einer Halteeinrichtung (201-204) angeordnet sind, die von einer dritten Trageeinrichtung (200) getragen wird.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn eine erste Halteeinrichtung (101), die von einer Trageeinrichtung (100) getragen wird, mit einer ersten Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) ausgerichtet ist und eine zweite Halteeinrichtung (102), die von der selben Trageeinrichtung (100) benachbart zur ersten Halteeinrichtung (101) getragen wird, mit einer zweiten Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) ausgerichtet ist, die Zahl der Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) zwischen der ersten und der zweiten Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) entlang des ersten Teilkreises größer ist als die Zahl der Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) der Bearbeitungsvorrichtung (1), insbesondere um genau 1 größer.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche. wobei die Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) für eine intermittierende Rotation um eine gemeinsame Achse ausgestaltet sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) aus einer Sicht parallel zu der Achse teilweise überlappend angeordnet sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (1) dazu ausgestaltet ist, dass eine zur Bearbeitung des Werkstücks (5) vorgesehene Bewegung an einer jeweiligen Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) getrennt von einer an einer anderen Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931)vorgesehenen Bewegung steuer- und/oder bewirkbar ist.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, ferner mit einem rotierenden Kurventräger mit wenigstens einer Steuerkurve (10, 20, 30, 40), an die eine Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) zur Steuerung ankoppelbar ist.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der Kurventräger mehrere Steuerkurven (10, 20, 30, 40) aufweist, insbesondere mehrere Steuerkurven (10, 20, 30, 40) mit voneinander unterschiedlichen Amplituden und/oder Charakteristiken, wobei die Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) vorzugsweise jeweils für eine wahlweise Kopplung an eine der Steuerkurven (10, 20, 30, 40) ausgestaltet sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Anzahl der Perioden einer jeden Steuerkurve (10, 20, 30, 40) über ihren Gesamtumfang gleich der Anzahl von Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) ist, die von einer Trageeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500) getragen werden.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (1) zu einer derartigen synchronisierten Steuerung ausgestaltet ist, dass eine Rotation einer Trageeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500) in einem Zeitabschnitt erfolgt, bei dem sich die den von der Trageeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500) getragenen Halteinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) jeweils gegenüberliegenden Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) außerhalb des Arbeitsbereichs befinden, insbesondere dann, wenn die Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) in einem maximal von den Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) zurückgezogenen Zustand sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zahl von Werkstücken (5), zu deren Halterung eine einzelne Halteeinrichtung (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) ausgestaltet ist, identisch ist zu der Zahl von Werkzeugen, die in einer Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) vorgesehen sind.
Bearbeitungsverfahren für eine sequentielle Bearbeitung von Werkstücken (5), mit den Schritten, Zuführen (S1) eines Werkstücks (5) zu einer Halteeinrichtung einer Bearbeitungsvorrichtung (1) für die sequentielle Bearbeitung mit einer Vielzahl von Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931), die auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis angeordnet sind, einer Vielzahl von Halteeinrichtungen(101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504), die auf einem gemeinsamen zweiten Teilkreis entsprechend dem ersten Teilkreis angeordnet sind und die jeweils dazu ausgestaltet sind, ein Werkstück (5) entlang des zweiten Teilkreises einer Werkzeugstation (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) zuzuführen, und wenigstens drei Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500), die jeweils rotierbar angeordnet sind und eine jeweilige Teilmenge der Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) tragen, wobei entlang des zweiten Teilkreises benachbarte Halteeinrichtungen (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) von unterschiedlichen Trageeinrichtungen (100, 200, 300, 400, 500) getragen werden, Sequentielles Zuführen (S2) des Werkstücks zu den Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) der Bearbeitungsvorrichtung (1) durch intermittierendes Rotieren der Trageeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500), die die Halteeinrichtung (101-104, 201-204, 301-304, 401-404, 501-504) trägt, die das Werkstück (5) trägt, und Sequentielles Bearbeiten (S3) des Werkstücks (5) durch die Vielzahl von Werkzeugstationen (110, 121, 132, 210, 221, 310, 321, 410, 421, 521, 540, 610, 621, 710, 721, 830, 831, 920, 931) nach der jeweiligen Zuführung.