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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung und
insbesondere die Saugerbalkenwechselvorrichtung in
Pressenstraßen, Großteilstufenpressen oder dergleichen nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Bei einer Presse, Pressenstraße oder Großteilstufenpresse sind
Umsetzeinrichtungen für den Teiletransport vorgesehen. Bei
neueren Entwicklungen gemäß DE 100 09 574, erfolgt der
Transportvorgang durch separate, jeder Presse bzw.
Pressenstufe zugeordneten Transportsystemen. Diese individuell
steuer- oder regelbaren Einrichtungen dienen zur Abführung des
umzuformenden Werkstückes aus einer Werkzeugstufe und zur
Zuführung in die nachfolgende Werkzeugstufe. Ausgeführt ist
das Transportsystem als eine Art Schwenkarm. Durch Integration
einer hohen Anzahl von Freiheitsgraden bzw. Bewegungsachsen
kann, während der Transportbewegung, eine dem Umformprozess
optimal angepasste Lageveränderung des Werkstückes
durchgeführt werden. Dieses ermöglicht auch auf
Zwischenablagen zu verzichten und damit die Abstände der
Werkzeugstufen wesentlich zu verringern. Die Gesamtlänge der
Pressenanlage wird durch diese Maßnahme deutlich reduziert.
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Ebenfalls als Stand der Technik ist ein vollautomatisierter
Werkzeugwechsel einschließlich des teilespezifischen Zubehörs
des Transportsystems bekannt. Eine entsprechende Darstellung
ist der DE 43 09 661 zu entnehmen. Beim Werkzeugwechsel werden
die die Werkstücke tragenden Quertraversen oder Saugerbalken
auf Absteckbolzen abgesteckt. Diese Absteckbolzen sind am
Schiebetisch befestigt und damit kann die Quertraverse aus dem
Pressenraum ausgefahren werden. Während der Produktionsphase
werden die Absteckbolzen seitlich oberhalb der Oberkante des
Schiebetisches in eine etwa Horizontale geschwenkt. Zur
Vermeidung einer Kollision mit dem Transportsystem ist dieses
Schwenken der Absteckbolzen aus dem Werkstücktransportbereich
erforderlich.
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Nachteilig bei diesem und anderen bekannten Systemen ist die
unzureichende Begehbarkeit der Presse. Durch die raumsparende
Ausführung aufgrund neuerer Transfersysteme ist der Zugang in
den Freiräumen zwischen dem Schiebetisch mit Werkzeug und dem
Pressenständer sehr klein. Kommt es nun während der Produktion
zu Betriebsstörungen, muss ein Zugang in den Pressenraum
möglich sein. Durch die auf größerer Höhe angeordneten,
verschwenkten Absteckbolzen ist dieser Zugang wesentlich
behindert. In gleicher Weise nachteilig ist die in der GB 21 99 781
offenbarte Lösung mit seitlich, im äußeren Bereichen
der Schiebetische angebrachte Konsolen mit schwenkbarer
Entnahmeeinrichtung für Saugerbalken.
Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor
beschriebenen Nachteile beim Stand der Technik zu vermeiden
und eine Werkzeugwechselvorrichtung und insbesondere eine
Wechselvorrichtung für das teilespezifische Zubehör so zu
gestalten, dass die Zugänglichkeit in den Pressenraum durch
dieses nicht behindert wird. Die Wechselvorrichtung soll
kostengünstig sein und als eine Art Baukastensystem
raumsparend ausführbar sein.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Transportsystem und
Werkzeugwechselvorrichtung der einleitend beschriebenen Art
erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 2
beschriebenen Merkmale gelöst.
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In den Unteransprüchen 3 bis 11 sind zweckmäßige und
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
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Vorteil der Erfindung
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Durch die erfinderische Lösung kann die gestellte Aufgabe
sowohl durch Anwendung einzelner Merkmale, als auch in
erfinderischer Kombination die Nachteile des Standes der
Technik vermeiden. Dabei liegt der Erfindung der Gedanke
zugrunde, die Wechselvorrichtung für das teilespezifische
Zubehör derart anzuordnen und den Bewegungsablauf so zu
gestalten, dass dadurch eine Behinderung der Begehbarkeit des
Pressenraumes vermieden wird.
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In einer kompakten Bauform besteht die Wechselvorrichtung im
Regelfall aus zwei Einheiten von denen je eine an den
Endbereichen der Schiebetische angebracht wird. Für das
Einfahren in die Wechselstellung werden zwei Formen der
Bewegung vorgeschlagen:
- 1. Schwenkbewegung, insgesamt ca. 90°
- 2. Vertikale Linearbewegung
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Der Schwenkantrieb ermöglicht unterschiedliche Stellungen der
Wechselvorrichtung. Diese können beispielhaft sein:
- - horizontale Lage während der Produktionsphase
- - schräge Stellung, in der erforderlichen Winkelgröße, für die
Saugerbalkenübergabe in der Presse und auch für den
Saugerbalkenwechsel außerhalb der Presse. Ebenfalls günstig
ist diese Stellung für den Werkzeugwechsel.
- - senkrechte Stellung als Aus- oder Einfahrstellung oder auch
in einer alternativen Variante zur Übergabe des
Saugerbalkens in der Presse.
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Bei einer Ausführung mittels Linearantrieb sind eine
eingefahrene Parkstellung und eine ausgefahrene
Wechselstellung vorgesehen.
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Ausgerüstet ist die Wechselvorrichtung mit einem Aufnahme- und
gegebenenfalls mit einem Spannsystem für den Saugerbalken. Zur
Vermeidung von Störkanten, durch die auf dem Saugerbalken
befestigten Saugerspinnen, muss gegebenenfalls der
Saugerbalken um seine Achse drehbar sein. Diese
Dreheinrichtung kann entweder Bestandteil der
Wechselvorrichtung als auch alternativ des Transportsystems
sein.
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Beim Werkzeugwechsel befindet sich das Transportsystem mit dem
Saugerbalken im Ständerbereich in einer Parkstellung. Das
Oberwerkzeug wird durch eine Abwärtsbewegung des Stößels auf
das Unterwerkzeug gefahren und die Werkzeugspanner gelöst.
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Danach fährt der Stößel hoch und die
Werkzeugwechselvorrichtung fährt in Wechselposition, zur
Übernahme des Saugerbalkens. Beispielhaft sind dabei bei der
Schwenkausführung zwei Varianten möglich:
- 1. Die Werkzeugwechselvorrichtung schwenkt soweit, dass der
Saugerbalken in der Parkstellung des Transportsystems
übergeben werden kann. Dabei wird mittels dem Aufnahme- und
Spannsystems der Wechselvorrichtung der Saugerbalken in
exakter Lage übernommen und dann vom Transportsystem
abgekuppelt. Die Abkupplung ist auch für die
energieführenden Leitungen und das Unterdrucksystem
erforderlich. Nach der Übernahme schwenkt die
Werkzeugwechselvorrichtung in eine senkrechte Stellung und
dreht dabei den Saugerbalken derart um seine Achse, dass die
Saugerspinnen in die für das störungsfreie Ausfahren
erforderliche Lage kommen.
- 2. Bei der alternativen Variante schwenkt die
Werkzeugwechselvorrichtung um ca. 90° aus der horizontalen
Lage in die Vertikale. Das Transportsystem schwenkt aus der
Parkstellung soweit in Richtung Werkzeugwechselvorrichtung,
dass eine Übergabe des Saugerbalkens möglich ist. Zusätzlich
dreht das Transportsystem den Saugerbalken um einen Betrag
der wiederum das problemlose Ausfahren auch der
Saugerspinnen ermöglicht. Bei dieser vorgeschlagenen Lösung
kann gegebenenfalls das Saugerbalken-Spannsystem in der
Werkzeugwechselvorrichtung entfallen.
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Bei dem Antrieb der Wechselvorrichtung mittels Linearantrieb
ist der Bewegungsablauf des Transportsystems wie unter 2.
beschrieben. Zur Reduzierung des erforderlichen Ausfahrweges
der Wechselvorrichtung fährt das Transportsystem zusätzlich in
eine untere Position, die geringfügig größer als die halbe
Breite der Saugerspinne ist. Die Übergabe des Saugerbalkens an
die Wechselvorrichtung kann je nach Ausbildung und Lage der
Aufnahme durch eine Vertikal- als auch eine Horizontalbewegung
erfolgen.
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Besonders zweckmäßig ist die Erfindung so ausgestaltet, dass
die Werkzeugwechselvorrichtung eine Art Baukastensystem
darstellt. Durch die vorgeschlagenen Lösungen wird eine
kostengünstige und sehr kompakte Bauform erreicht.
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Der Antrieb für die Schwenkbewegung als auch der Linearantrieb
ist ortsfest am Schiebetisch befestigt, was neben einer
Reduzierung der zu beschleunigenden Massen auch für den
Anschluss der elektrischen Leitungen vorteilhaft ist.
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Auch die Umrüstung außerhalb der Presse wird durch die
Erfindung erleichtert. Die Zugänglichkeit zu den Spannstellen
der Unterwerkzeuge ist ohne Behinderung möglich. Durch z. B.
Verschwenkung der Wechselvorrichtung mit dem Saugerbalken um
einen beliebigen Winkelbereich innerhalb 90° kann eine optimale
Wechselstellung eingeschwenkt werden. Ebenso gibt es keine
störenden Bereiche für die Anbringung und Funktion der
Transportseile, die für das Abheben oder Aufsetzen der
Werkzeuge mittels Kran erforderlich sind.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus den
Zeichnungen ersichtlich und in der nachfolgenden Beschreibung
von drei Ausführungsbeispielen näher dargestellt.
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Es zeigen:
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Fig. 1 Teilansicht einer Großteilstufenpresse während der
Produktion
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Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch Saugerbalken in Wechselstellung
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Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch Schiebetisch in Ausfahrstellung
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Fig. 4 Teilansicht quer zur Teiletransportrichtung
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Fig. 5 alternatives Ausführungsbeispiel mit Schwenkantrieb
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Fig. 6 alternatives Ausführungsbeispiel mit Linearantrieb
während der Produktion
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Fig. 7 wie Fig. 6, jedoch Saugerbalken in Wechselstellung
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Der Ausschnitt einer Großteilstufenpresse 1 ist aus Fig. 1 zu
ersehen. Die Umformstufen sind mit 2.1 bis 2.3 bezeichnet,
wobei 2.1 und 2.3 nur in einer halben Ansicht dargestellt
sind. Von der Presse 1 sind in vereinfachter Form die Stößel
3.1 bis 3.3 und die Ständer 4.1 und 4.2 zu sehen. In der
Presse 1 eingefahren sind die Schiebetische 5.1-5.3 die die
Unterwerkzeuge 6.1 bis 6.3 tragen. Die Oberwerkzeuge 7.1 bis
7.3 sind mittels Spannzeuge an den Stößeln 3.1 bis 3.3
befestigt. Mittels dem Transportsystem 9.1, 9.2 werden die
nicht näher dargestellten Werkstücke in Transportrichtung 8
durch die Presse 1 transportiert. Zu diesem Zweck sind an den
Transportsystemen 9.1, 9.2 Saugerbalken 10.1, 10.2 schwenkbar
gelagert und befestigt. Zur Aufnahme und zum Halten der
Werkstücke sind Saugerspinnen 11.1, 11.2 vorgesehen. Die
Wechselvorrichtungen 12.1, 12.2 für die Saugerbalken 10.1,
10.2 ist um die Achse 13.1, 13.2 drehbar an den Schiebetischen
5.2, 5.3 gelagert. Die Fig. 1 entspricht der
Produktionssituation und aus diesem Grunde ist die
Wechselvorrichtung 12.1, 12.2 in eine horizontale Lage
geschwenkt. Aufgrund der vorgeschlagenen Lage der Achse 13.1,
13.2 ist es möglich die Wechselvorrichtung 12.1, 12.2
unterhalb des Niveaus der begehbaren Abdeckung 14 der
Schrottschächte zu positionieren. Somit ist der Zwischenraum
15 frei zugänglich.
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In Fig. 2 ist die Situation der Übergabe der Saugerbalken 10
von dem Transportsystem 9 an die Wechselvorrichtung 12
dargestellt. Der Schwenkarm des Transportsystems 9 befindet
sich in einer vertikalen Stellung und die Aufnahme der
Wechselvorrichtung 12 ist auf die gleiche vertikale Achse 16
geschwenkt. Mittels eines Antriebs 17 ist das Transportsystem
9 vertikal verfahrbar und dadurch kann der Saugerbalken 10 in
einer als Gabelkopf 18 ausgebildeten Aufnahme der
Wechselvorrichtung 12 übergeben werden. An dem Gabelkopf 18
ist auch eine Klemmvorrichtung für ein sicheres halten des
Saugerbalkens 10 befestigt. Die Saugerspinne 11 befindet sich
in einer waagerechten Lage.
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Die für das Ausfahren der Schiebetische 5 erforderliche
vertikale Lage der Saugerspinne 11 zeigt Fig. 3. Die
erforderliche Drehbewegung des Saugerbalkens 10 erfolgt durch
Wechselvorrichtung 12. Dabei wird während der Schwenkbewegung
der Wechselvorrichtung 12 durch einen sich abrollenden
Riementrieb 19 der Gabelkopf 18 geschwenkt. Da der
Saugerbalken 10 in diesem Gabelkopf 18 gehalten ist erfolgt
somit seine Schwenkung um ca. 90°. Wird der Riementrieb 19 in
einer entsprechenden Übersetzung ausgeführt sind keine
weiteren Antriebsmittel zur Schwenkung erforderlich, da diese
ausschließlich durch die Bewegung der Wechselvorrichtung 12
erfolgt.
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Ohne Störkanten kann das Ausfahren des Schiebetischs 5 aus der
Presse 1 erfolgen. Außerhalb der Presse 1 kann die
Wechselvorrichtung 12 zum Wechsel des Saugerbalkens 10 in eine
ergonomisch günstige Stellung geschwenkt werden. Die
Handhabung des Wechselvorganges durch das Bedienungspersonal
wird wesentlich vereinfacht.
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Weitere Ausführungsdetails sind in Fig. 4 dargestellt. Die
Wechselvorrichtung 12 ist zweifach ausgeführt und jeweils im
Endbereich des Schiebetisches 5 befestigt und gelagert. Die
Gabelköpfe 18 zur Aufnahme des Saugerbalkens 10 sind an einem
Ende mit dem Schwenkarm 20 verbunden. Um die Drehachse 13 ist
der Schwenkarm 20 mit seinem anderen Ende drehbar gelagert.
Die Schwenkbewegung bewirkt der Antrieb 21. Der die
Schwenkbewegung des Gabelkopf 18 durchführende Riementrieb 19
ist in Schwenkarm 20 integriert.
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Eine alternative Ausführungsform zeigt Fig. 5. Auf die
Schwenkung des Gabelkopfes 18 wird verzichtet und der
Riementrieb 19 der Wechselvorrichtung 12 entfällt. Dass Drehen
des Saugerbalkens 10 in eine vertikale Lage der Saugerspinnen
11 führt das Transportsystem 9 aus. Zu diesem Zweck schwenkt
das Transportsystem 9 in die Wechselstellung und dreht dabei
den Saugerbalken 10 derart, dass die Saugerspinne 11 vertikal
angeordnet ist. Durch eine vertikale Absenkbewegung des
Transportsystems 9 wird der Saugerbalken 10 in den Gabelkopf
18 gelegt. Nach dem vollautomatischen Abkuppeln des
Saugerbalkens 10 von der Transportvorrichtung kann das
Transportsystem in eine Lage schwenken die ein störungsfreies
Ausfahren des Schiebetisches ermöglicht. Bei der
vorgeschlagenen Lösung kann gegebenenfalls auf die Klemmung im
Gabelkopf 18 für den Saugerbalken 10 verzichtet werden,
wodurch nochmals eine Vereinfachung der Wechselvorrichtung 12
erreicht wird.
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Die strichpunktierte Darstellung der Lage der
Wechselvorrichtung 12 entspricht der Situation während dem
Wechsel des Saugerbalkens 10 oder allgemein beim Werkzeug- und
Zubehörwechsel.
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Wie im ersten Ausführungsbeispiel erläutert ist die
Wechselvorrichtung, während der Produktion, unterhalb der
begehbaren Abdeckung in Parkstellung. In der Fig. 5 ist
dieses mit Voll-Linie gezeichnet.
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Die gezeigte Parkstellung kann auch ohne Einschränkung für
beide Ausführungsbeispiele um 180° gedreht, unmittelbar auf den
Frontseiten des Schiebetisches, sein.
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Zur Erhöhung der Flexibilität kann die Wechselvorrichtung 12
noch mit einer weiteren Bewegungsachse ausgerüstet werden. Der
Schwenkarm 20 würde als Teleskoparm bewegbar, wie durch Pfeil
23 in Fig. 5 angedeutet, ausgeführt. Die Bewegung kann
mittels Spindeltrieb oder Zylinder erfolgen. Ist der
Schiebetisch breit ausgeführt und damit das Ausfahren der
Saugerspinne aufgrund des beengten Raumes problematisch kann
diese auf das Werkzeug 6, 7 abgelegt werden. Der Schwenkarm 20
würde zu diesem Zweck als eine Art Teleskop ausfahren auf eine
Stellung oberhalb des auf das untere Werkzeug 6 abgelegten
Oberwerkzeuges 7. Die schwenkbare Aufnahme 18, gemäß Fig. 1
bis 3, kann dann mit der Saugerspinne 11 über das Werkzeug 6,
7 einschwenken. Der Schwenkarm 20 kann gegebenenfalls noch
weiter Richtung Werkzeug geschwenkt werden, um zusätzlich die
Ausfahrsituation zu optimieren.
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Eine beispielhafte Ausführung mittels Linearantrieb ist in
Fig. 6 und 7 dargestellt. Während der Produktion befindet
sich die Wechselvorrichtung 12 unterhalb der Abdeckung 14 in
abgesenkter Stellung und der Zwischenraum 15 ist frei
begehbar.
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Fig. 7 zeigt die Wechselstellung. Deutlich erkennbar ist,
dass durch die eingefahrene tiefe Stellung des
Transportsystems 9 der Ausfahrweg der Wechselvorrichtung 12
gering sein kann. Dieser Hubweg wird mittels eines
Teleskopzylinders 22 gefahren. Als Antrieb für die
Vertikalbewegung können auch andere teleskopierbare Systeme,
wie z. B. eine Art Scherentisch dienen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Ausführungen beschränkt. Sie umfasst auch alle
fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen der geltenden
Ansprüche.
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So ist die Aufnahme für den Saugerbalken nicht auf einen
Gabelkopf beschränkt, sondern kann auch in anderen Formen
ausgebildet sein, wie z. B. als Aufnahmebolzen.
1 Großteilstufenpresse
2.1-2.3 Umformstufen
3.1-3.3 Stößel
4.1, 4.2 Ständer
5.1-5.3 Schiebetisch
6.1-6.3 Unterwerkzeug
7.1-7.3 Oberwerkzeug
8 Transportrichtung
9.1, 9.2 Transportsystem
10.1, 10.2 Saugerbalken
11.1, 11.2 Saugerspinnen
12.1, 12.2 Wechselvorrichtung
13.1, 13.2 Drehachse
14 Abdeckung
15 Zwischenraum
16 Vertikale
17 Antrieb
18 Aufnahme, Gabelkopf
19 Riementrieb
20 Schwenkarm
21 Antrieb
22 Teleskopzylinder
23 Pfeil