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Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse aus einem Pressentisch, einem Pressenstößel, vier Hubspindeln mit Spindelantrieben und vier ebenfalls in einem Rechteck angeordneten Führungssäulen für den Pressenstößel.
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Zum Transport von in Spindelpressen von Fertigungsschritt zu Fertigungsschritt zu bearbeitenden Werkstücken dienen separate Transfersysteme, welche ein zu bearbeitendes Werkstück mit Werkstückhaltern greifen, ggf. anheben, einen kurzen Weg in Transferrichtung X bzw. in Vorschubrichtung transportieren und ggf. wieder absenken, woraufhin sich die Werkstückhalter öffnen und zum Ausgangspunkt zurückbewegt werden. Um mehrere Teile eines Fertigungsablaufes gleichzeitig zu transportieren, werden bei bekannten Ausführungsformen von Transfersystemen zwei zueinander parallele Transferbalken eingesetzt, die zueinander und auseinander sowie gemeinsam in Transferrichtung X und zurück beweglich sind und die für die entsprechenden Handlingsaufgaben von einem Werkzeug zum nächsten Werkzeug mit mehreren Werkstückhaltern bestückt sind. Diese Transferbalken müssen also die Bewegungen Zustellen und Öffnen, Transportieren und Zurückfahren und ggf. Heben und Senken ausführen können. Dazu werden diese Transferbalken bekannter Spindelpressen an den Stirnseiten der Presse befestigt. Dabei ist jeweils einer der Antriebe ortsfest am Maschinenkörper befestigt und der zweite Antrieb muss dann von dem ersten Anrieb mitbewegt werden. Ein gegebenenfalls vorhandener dritter Antrieb für eine dritte Bewegungsachse muss dann sowohl von den Antrieben der ersten und der zweiten Achse mitbewegt werden.
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Nachteilig an dieser vorbekannten Technik ist, dass durch die Mitbewegung der Antriebe große zu bewegende Massen entstehen. Des Weiteren fordern diese bekannten Vorschubsysteme lange Transferbalken, da sie die komplette Transferlänge der Spindelpresse zuzüglich der erforderlichen Länge für die Anbindung der Antriebe aufweisen müssen. Zusammen mit den sehr robust auszulegenden Antrieben, die teilweise als bewegte Massen mitbewegt werden müssen, ergibt sich damit ein sehr ungünstiges Verhältnis zwischen der Masse der Werkstücke, welche letztendlich bewegt werden müssen und den für diesen Prozess notwendigen Massen des Transfersystems, da die zu bewegenden Massen des Transfersystems ein mehrfaches größer sind als die Massen der zu bewegenden Werkstücke. Dieses geht stark zu Lasten der Geschwindigkeit und somit zu Lasten der erreichbaren Hubzahlen der Spindelpresse, da die Zeit für den Transfer immer eine additive Zeit zum eigentlichen Pressvorgang ist. Nachteilig ist des Weiteren, dass durch die langen Transferbalken ein Schwingen dieser Transferbalken selber auftritt, wenn diese entweder zu filigran dimensioniert sind oder die Beschleunigungen zu groß werden, die für die Taktrate der Spindelpresse mit verantwortlich sind.
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Ein bekannter Traversen-Dreiachsen-Transfer,
DE 198 19 965 A1 , ist zwischen aufeinanderfolgenden Pressenanlagen vorgesehen, bei dem noch größere Massen bewegt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spindelpresse mit einer Transfervorrichtung auszustatten, deren bewegte Massen minimal sind und das mit sehr wenig Aufwand an einer Spindelpresse angeordnet und eingerichtet oder nachgerüstet werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des ersten Patentanspruches erfindungsgemäß zusammen mit dessen kennzeichnenden Merkmalen dadurch, dass die Spindelpresse zum schrittweisen Transport der zu fertigenden Werkstücke von Fertigungsschritt zu Fertigungsschritt mit einer schleppenden Zwei-Achs-Transfervorrichtung ausgestattet ist, die aus zwei zueinander parallelen und mit mehreren zueinander gerichteten Werkstückhaltern ausgestatteten Transferbalken besteht, die sich über die Breite der Spindelpresse mittig zwischen den Hubspindeln und Führungssäulen hindurch erstrecken und die in und entgegen der Transferrichtung X und in Öffnungs- und Schließrichtung Y bewegbar an den Führungssäulen festgelegt sind.
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Ein besonderer Vorteil der erfinderischen Transfervorrichtung liegt darin begründet, dass die Befestigung der gesamten Transfervorrichtung an den ohnehin vorhandenen und stabil ausgebildeten Führungssäulen der Spindelpresse erfolgt, was bedeutet, dass die ortsfeste Installation der Transfervorrichtung in die Spindelpresse mit wenig Aufwand, aber doch sehr robust möglich ist, ebenso wie die erfinderische Transfervorrichtung in bestehende Spindelpressen der vorgenannten Bauart, die bisher nur einen im Folgeverbund arbeitenden Transfer aufwiesen, nun einfach nachrüstbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Länge der Transferbalken auf die tatsächlich notwendige Länge reduziert werden kann, da sie nicht mehr seitlich über eine Spindelpresse hinausgeführt werden müssen, wodurch sich zum einen deren Masse und zum anderen deren Schwingungsanregung sehr stark reduziert, was eine deutlich höhere Dynamik, insbesondere bei der Zustellungsbewegung, zulässt.
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Von besonderem Vorteil der erfinderischen Spindelpresse ist des Weiteren, dass insbesondere bei einem Zwei-Achssystem die Antriebe ortsfest mit an den Führungssäulen angeordnet werden können, sodass sich die bewegten Massen insgesamt auf ein Minimum reduzieren. Gleiches gilt für ein mögliches Drei-Achssystem, bei dem zwar die Antriebe für die Vorschub- und Zustellachse vom Antrieb des Hebehubs mitbewegt werden würden, wobei dies allerdings die Bewegung mit dem geringsten Weg darstellte.
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Ein weiterer Vorteil der erfinderischen Spindelpresse besteht in den wesentlichen Service- und Wartungsvorteilen der Transfervorrichtung, deren Technik aufgrund der exponierten Anordnung an den Führungssäulen sehr einfach und offen zugänglich ist.
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Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus und im Zusammenhang mit den weiteren Unteransprüchen.
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Besonders bevorzugt ist die Erfindung auch deswegen, weil sich die Transfereinrichtung in wahlfreiem Abstand zum Pressentisch an den Führungssäulen der Spindelpresse anordnen lässt und damit unabhängig von der Ausgestaltung des Pressentisches oder der Werkzeuge ist, bzw. sich darauf anpassen lässt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jeder Transferbalken an zwei Führungssäulen parallel und längsverschieblich gelagert, wobei sich jede einzelne Lagerung an einer Führungssäule aus einem Lagerring mit einem Mitnehmerarm in Transferrichtung und einem Lagerring mit einem Mitnahmearm in Öffnungs- und Schließrichtung Y zusammensetzt und die Lagerringe mittels der ortsfesten Motoren drehbar um die Führungssäulen herum ausgebildet sind und wobei der Mitnehmerarm für die Transferrichtung X an einem Querschlitten entlang einer Querführung in Öffnungs- und Schließrichtung querverschieblich gelagert ist und der Mitnehmerarm für die Öffnungs- und Schließrichtung Y drehbar und längsverschieblich entlang einer Längsführung auf einem Längsschlitten an dem Transferbalken angelenkt ist.
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Eine Drehung der Lagerringe der Mitnehmerarme für die Transferrichtung X wird durch deren gelenkige Anlenkung an die Querschlitten ermöglicht, ebenso wie die Drehung der Lagerringe der Mitnehmerarme für die Öffnungs- und Schließrichtung Y durch deren gelenkige Anlenkung an die Längsschlitten ermöglicht wird, wobei die Bewegung der Transferbalken in oder entgegen der Transferrichtung X von den Querschlitten der Mitnehmerarme für die Transferrichtung X bestimmt wird und die Bewegung der Transferbalken in Öffnungs- und Schließrichtung Y von den Längsschlitten der Mittnehmerarme für die Öffnungs- und Schließrichtung Y. Dies ermöglicht ein paralleles Öffnen und Schließen der an den Transferbalken in zueinander gerichteten Richtung angeordneten Werkstückhaltern, ebenso wie eine parallele Bewegung der im geöffneten oder geschlossenen Zustand befindlichen Transferbalken in oder entgegengesetzt der Transferrichtung X.
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Bei einer Ausführung der Transferbalken als Leichtmetallhohlprofile mit einer Länge in Transferrichtung X, die nur etwa der Breite der Spindelpresse entsprecht, ergibt sich eine weitere drastische Verringerung der zu bewegenden Massen.
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An einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Lagerring zwischen zwei Wangenscheiben gehalten, wobei die Lagerringe und die Wangenscheiben jeweils in teilkreisförmige Scheibensegmente unterteilt sind, sodass diese einfach und ggf. auch nachträglich um eine Führungssäule herum anordbar sind.
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Die Lagerringe sind dazu bevorzugt mit axialen Riemenradscheibenabschnitten ausgestattet und die Antriebsmotoren für die Transferrichtung X und für die Öffnungs- und Schließrichtung Y unmittelbar an den Wangenscheiben angeordnet, wobei die Antriebsmotoren Ritzel aufweisen, sodass jeder Lagerring über einen offenen Zahnriemen beweglich ist, wodurch eine Antriebsart zu Verfügung gestellt wird, die sehr leicht, wartungsarm und robust ausgebildet ist.
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Besonders vorteilhaft an dieser Ausgestaltung der Antriebe der Transfereinrichtung ist, dass die Antriebsmotoren vorteilhaferweise auf der den Transferbalken entgegengesetzten Seite der Hubspindeln und Führungssäulen außerhalb jedes Werkzeugbereiches der Spindelpresse in deren Randbereich angeordnet sind, sodass der Arbeitsbereich einer Spindelpresse in keinster Weise von der Transfervorrichtung eingeschränkt wird.
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Vorzugsweise sind die Oberflächen der Wangenscheiben als gehärtete Lageroberflächen zur Abstützung von in den Lagerringen angeordneten vertikalen Drehlagerungen ausgeführt, ebenso wie in den Lagerringen sich über deren Innenrand heraus nach innen erstreckende radiale Drehlagerungen angeordnet sind, die sich unmittelbar auf der Oberfläche der Führungssäulen abstützen, sodass auch hier der Materialeinsatz und die zu bewegenden Massen auf das Notwendigste reduziert sind, ohne die Dauerhaltbarkeit zu gefährden.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Spindelpresse ohne Werkzeug in einer Seitenansicht,
- 2 die Spindelpresse gemäß 1 in einer Vorderansicht,
- 3 eine unterhalb des Pressenstößels geschnittene Aufsicht auf den Pressentisch der Spindelpresse gemäß den 1 und 2,
- 4 eine vergrößerte räumliche Teilansicht mit dem Mitnehmerarm der Öffnungs- und Schließ-Richtung Y,
- 5 eine vergrößerte räumliche Teilansicht des Mitnehmerarmes für die Transferrichtung X,
- 6 eine Teilansicht auf den Pressentisch vor dem Ergreifen eines zu transportierenden Werkstückes mit noch geöffneten Werkstückhaltern,
- 7 eine Teilansicht gemäß 6 mit gegriffenem Werkstück,
- 8 eine Teilansicht gemäß 6 und 7 mit nach rechts transportiertem und noch gegriffenem Werkstück, und
- 9 eine Teilansicht gemäß 8 mit in Öffnungsrichtung Y voneinander entfernten Transferbalken und freien Werkstückhaltern.
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Die Spindelpresse 1 besteht aus einem Pressentisch 2, einem geteilten Pressenstößel 3, vier Hubspindeln 4 mit vier Spindelantrieben 5, vier ebenfalls in einem Rechteck angeordneten Führungssäulen 6 für den Pressenstößel 3 und einer Transfervorrichtung 7 für zu bearbeitende Werkstücke 27. Die Transfervorrichtung 7 ist an den vier Führungssäulen 6 angeordnet, ohne notwendigerweise mit der Oberfläche des Presstisches 2 verbunden zu sein.
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Die Transfervorrichtung 7 ist als Zwei-Achs-Transfervorrichtung ausgebildet und besteht aus zwei zueinander parallelen und mit mehreren zueinander gerichteten mit Werkstückhaltern 8 ausgestatteten Transferbalken 9, mit einem Längenmaß, welches etwa dem Breitenmaß der Spindelpresse 1 entspricht, wobei sich die Transferbalken 9 mittig zwischen den Hubspindeln 4 und den Führungssäulen 6 in Transferrichtung X 10 hindurcherstrecken und dabei parallel zueinander und gemeinsam miteinander in oder entgegen der Transferrichtung X 10 und in Öffnungs- und Schließrichtung Y 11 bewegbar an den Führungssäulen 6 festgelegt sind.
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Wie in den 1, 2, 4 und 5 dargestellt ist, ist die Transfervorrichtung 7 in ihrer tiefst möglichen Position im Verhältnis zur Oberfläche des Pressentisches 2 angeordnet. Sie könnte jedoch auch beabstandet davon an den Führungssäulen 6 nach oben versetzt dort angeordnet sein.
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Jeweils ein Transferbalken 9 ist an zwei Führungssäulen 6 im Verhältnis zum gegenüberliegenden Transferbalken 9 parallel und mit diesem zusammen im Verhältnis zur Spindelpresse 1 längsverschieblich gelagert, wobei sich die Lagerung aus einem Lagerring 12 mit einem Mitnehmerarm 13 in Transferrichtung X 10 und einem Lagerring 14 mit einem Mitnehmerarm 15 in Öffnungs- und Schließrichtung Y 11 zusammensetzt. Die Lagerringe 12;14sind über ortsfeste Motoren 16 drehbar um die Führungssäulen 6 herum gelagert, wobei der Mitnehmerarm 13 für die Transferrichtung X 10 an einem Querschlitten 29 entlang einer Querführung 17 in Öffnungs- und Schließrichtung Y 11 querverschieblich gelagert ist und der Mitnehmerarm 15 für die Transferrichtung X 10 drehbar und längsverschieblich entlang einer Längsführung 28 auf einem Längsschlitten 18 an dem Transferbalken 9 angelenkt ist.
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Jeder Lagerring 12;14 wird zwischen zwei Wangenscheiben 19 gehalten, wobei die Lagerringe 12;14 und die Wangenscheibe 19 jeweils in teilkreisförmige Scheibensegmente 20-23 unterteilt sind, um sie nachträglich um die Führungssäulen 6 herum anordnen zu können, wobei die Wangenscheiben 19 reib- und kraftschlüssig auf den Führungssäulen 6 geklemmt werden und die Lagerringe 12;14 zu den Wangenscheiben 19 gerichtete vertikale Drehlagerungen 26 aufweisen sowie nach innen in Richtung der Führungssäulen 6 gerichtete Radiallager, die sich auf der Oberfläche der Führungssäulen 6 darauf abstützen, um die reibungsfreie Drehung der Lagerringe 12;14 zu gewährleisten.
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Die Lagerringe 12;14 sind mit zusätzlichen axialen Riemenscheibenabschnitten 24 ausgestattet und die unmittelbar an den Wangenscheiben 19 angeordneten Antriebsmotoren 16 mit Antriebsritzeln, sodass die Lagerringe 12; 14 mit um die Antriebsritzel und teilweise um die Riemenscheibenabschnitte 24 geführten Zahnriemen 25 herum drehbar ausgebildet sind.
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Die Antriebsmotoren 16 sind dabei auf der den Transferbalken 9 entgegengesetzten Seiten der Hubspindeln 4 und den Führungssäulen 6 außerhalb des Werkzeugbereiches der Spindelpresse 1 in deren Randbereich angeordnet, sodass die Größe des Werkzeugbereiches optimiert ist.
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Die Oberflächen der Wangenscheiben 19 sind als gehärte Lageroberflächen zur Abstützung von den in den Lagerringen 12;14 angeordneten vertikalen Drehlagerungen 26 ausgeführt.
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Ein Transportschritt eines Werkstückstückes 27 wird in den 6-9 näher dargestellt. In 6 ist ein Werkstück 27 bei auseinandergefahrenen Transferbalken 9 und noch außer Eingriff der Werkstückhalter 8 auf dem Pressentisch 2 liegend gezeigt, wobei die am Mitnehmerarm 15 angeordneten Pfeile die nachfolgende Schließbewegung der Transferbalken 9 in Y-Richtung andeuten, wie sie in 7 nach Drehung der Lagerringe 12 um wenige Grad stattgefunden hat. Dort deuten die an dem Mitnehmerarm 13 angeordneten Pfeile die nachfolgende Bewegung an, mittels derer die geschlossenen Transferbalken 9 in Transferrichtung X bewegt werden. Die Mitnehmerarme 15 sind dabei auf den Längsschlitten 18 entlang der Längsführungen 28 auf den Transferbalken 9 so gelagert, dass die Transferbalken 9 in der geschlossenen Position bleiben.
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In 8 ist eine Situation dargestellt, in der das Werkstück 27 um einen Schritt transportiert ist, aber noch von den Werkstückhaltern 8 gehalten wird, wobei durch die an den Mitnehmerarmen 15 angeordneten Pfeile deren kommende Öffnungsbewegung angedeutet ist, bei der die Transferbalken 9 durch ein Zurückdrehen der Lagerringe 12 wieder in eine Öffnungsrichtung bewegt werden, wobei die Mitnehmerarme 13 über Querschlitten 29 an Querführungen 17 angeordnet ist, sodass eine Bewegung der Transferbalken 9 in oder entgegen der Transferrichtung X verhindert ist.
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In 9 ist eine Situation dargestellt, in der das transportierte Werkstück 27 frei auf dem Pressentisch 2 aufliegt, wobei die an den Mitnehmerarmen 13 dargestellten Pfeile die kommende Bewegung der voneinander entfernten Transferbalken 9 entgegen der Transportrichtung X andeuten, wobei die Transferbalken 9 wiederum von den Mitnehmerarmen 15 und den Längsschlitten 18 auf ihren Längsführungen 28 in der Öffnungsstellung gehalten werden.
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Anschließend wiederholt sich der Zyklus, bis das Werkstück 27 die Spindelpresse 1 durchlaufen hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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