-
Die
Erfindung betrifft einen Schiebetisch für eine Presse, insbesondere
für eine
Großteilstufenpresse.
-
Großteilstufenpressen
und andere Pressen werden häufig
durch Wechsel der Werkzeuge auf die Produktion unterschiedlicher
Werkstücke
eingerichtet. Ein typisches Beispiel sind Großteilstufenpressen, beispielsweise
Karosseriepressen. Solche als Pressenanlagen bezeichneten Pressen
weisen Schiebetische auf, die in Betrieb das Unterwerkzeug aufnehmen.
Zum Werkzeugwechsel wird das Oberwerkzeug auf dem Unterwerkzeug
abgelegt und der Schiebetisch fährt
die se Werkzeugeinheit seitlich aus der Pressenanlage heraus. Solche
Werkzeugwechsel sind relativ häufig
erforderlich, denn mit einer Großteilstufenpresse werden meist
verschiedene, zu einer Karosserie gehörige Blechteile, sowie Blechteile
für unterschiedliche
Karosserien hergestellt. Zur Anpassung ist jedoch nicht nur der
Wechsel des Werkzeugs sondern auch der Wechsel des so genannten
Toolings erforderlich. Zu diesem gehören Mittel zum Umsetzen der
Blechteile in der Stufenpresse, die den Transport der Blechteile
durch die Pressenanlage hindurch bewirken. Solche Mittel sind beispielsweise
Saugerspinnen, die an Quertraversen, so genannten Crossbars, gehalten
sind. Diese gehören
zu einer Werkstücktransfereinrichtung,
die für
jede Pressenstufe, d.h. für
jedes Werkzeug, je nach dem ob Zwischenablagen vorhanden sind oder nicht,
ein bis zwei Crossbars aufweist. Beim Werkzeugwechsel werden auch
die Crossbars aus der Pressenanlage heraus gefahren. Dazu ist es
bekannt, die Crossbars mitsamt den werkzeugspezifischen Saugerspinnen
an dem Schiebetisch abzulegen, so dass das Werkzeug mit dem zugehörigen Tooling
aus der Presse heraus gefahren wird.
-
In
einigen Fällen
muss das Werkzeug vom Schiebetisch entfernt werden, um beispielsweise durch
ein anderes ersetzt zu werden. Es wird dazu von dem Schiebetisch
gelöst
und mittels eines Krans abgehoben. Dazu ist seitlicher Zugang zu
den Werkzeugen erforderlich. Ist das Tooling ebenfalls an dem Schiebetisch
abgelegt, befindet es sich jedoch gerade seitlich neben dem Schiebetisch
und ist somit im Wege. Es besteht Beschädigungsgefahr für das Tooling.
Außerdem
ist der Zugang zu dem Werkzeug erschwert.
-
Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schiebetisch zu schaffen,
der einen erleichterten Werkzeugwechsel gestattet.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen Schiebetisch mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst:
Der
erfindungsgemäße Schiebetisch
weist eine Tooling-Aufnahmeeinrichtung
mit Verbindungsmitteln zur Lagerung einer Crossbar auf, wobei diese
Tooling-Aufnahmeeinrichtung unterhalb einer von der Aufspannfläche des
Schiebetischs definierten Ebene gelagert ist. Eine Verstelleinrichtung
ist dazu vorgesehen, die Tooling-Aufnahmerichtung aus einer Ruhe-
oder Speicherposition, die unterhalb der Ebene der Aufnahmefläche lokalisiert
ist, in eine Übernahmeposition
zu verstellen, die deutlich oberhalb der Werkzeugaufspannfläche zu finden
ist. Die Verstelleinrichtung ist somit eine Vertikalverstelleinrichtung für die Aufnahmeeinrichtung.
In Betrieb, d.h. wenn der Schiebetisch mit dem Werkzeug in die Pressenanlage
eingefahren ist, kann die Aufnahmeeinrichtung in Speicherposition überführt sein.
Die Tooling-Aufnahmeeinrichtung stört deshalb nicht während die
Pressenanlage produziert. Sollten kleinere Störungen auftreten oder aus sonstigen
Gründen
ein Begehen der Presse erforderlich werden, haben Bedienpersonen
ungehindert Zugang zu den Werkzeugen.
-
Zur Übernahme
des Toolings beim Werkzeugwechsel werden die Tooling-Aufnahmeeinrichtungen
hingegen vertikal nach oben verstellt, so dass die Crossbars an
den Tooling-Aufnahmeeinrichtungen
abgelegt werden können.
Die Tooling-Aufnahmeeinrichtungen
werden dabei auf eine solche Höhe gefahren,
dass die in Vertikalrichtung geschwenkten und relativ ausgedehnt
ausgebildeten Saugerspinnen oberhalb der Werkzeugaufspannfläche bzw.
etwas seitlich neben dem Schiebetisch gehalten sind. Soll nun Zugang
zu dem Werkzeug geschaffen werden, können zunächst die relativ leichten und
werkstückspezifischen
Saugerspinnen z.B. von Hand von den Crossbars abgenommen werden.
Die in der Regel nicht werkstückspezifischen
Crossbars, die relativ große
und massive Teile darstellen, können
nun mit der Tooling-Aufnahmeeinrichtung
nach unten abgesenkt werden, bis auf eine Höhe unterhalb der Werkzeugaufspannfläche. Nunmehr
ist wiederum freier seitlicher Zugang zu den Werkzeugen gesichert,
so dass das Werkzeug von dem Schiebetisch gelöst und beispielsweise mittels
eines Krans abgehoben werden kann, ohne dass Gefahr für die relativ großen schweren,
dabei aber empfindlichen Crossbars besteht.
-
Somit
ist sowohl während
des Betriebs der Pressenanlage, d.h. während der Produktion, als auch
im Ruhezustand bei abgenommenen Saugerspinnen freier Zugang zu den
Werkzeugen möglich.
-
Die
Tooling-Aufnahmerichtung und die zugehörige Verstelleinrichtung sind
in einem Innenraum des Schiebetischs angeordnet. Dadurch ist die Crossbar
(Toolingträger)
bei Werkzeugwechsel nicht nur aus dem Gefährdungsbereich der zu wechselnden
Werkzeuge entfernt, sondern sie ist darüber hinaus auch sicher und
geschützt
untergebracht. Außerdem
kann der Innenraum an seiner Oberseite eine Öffnung aufweisen, durch die
die Tooling-Aufnahmeeinrichtung bedarfsweise nach oben gefahren
werden kann. Diese Öffnung
kann beispielsweise mittels einer Verschlusseinrichtung, z.B. in
Form schwenkbarer Klappen abgedeckt sein. Dies kommt dem Bedienungspersonal
entgegen, das dann die Presse frei begehen kann, ohne dabei durch
die Verstelleinrichtung gestört
zu werden.
-
Die
Tooling-Aufnahmeeinrichtung weist vorzugsweise zwei Kupplungen auf,
die die Crossbar in der Nähe
ihrer Enden aufnehmen. Sie sind in vorzugsweise konstantem Abstand
zueinander angeordnet, wobei sich dieser Abstand beim Heben und Senken
der Tooling-Aufnahmeeinrichtung nicht ändert. Jede Kupplung durchläuft vorzugsweise
eine reine Vertikalbewegung.
-
Eine
solche Bewegung kann erreicht werden, indem zu der Verstelleinrichtung
ein Hebearm gehört,
der mittig mit einer Lasche verbunden ist, deren Länge der
halben Länge
des Hebearms entspricht. Das untere Ende des Hebearms ist vorzugsweise
in einer Linearführung
horizontal d.h. parallel zu der Werkstückaufspannfläche verschiebbar
geführt,
wodurch das andere Ende des Hebearms ebenfalls eine Linearbewegung
ausführt.
Der Hebearm transformiert somit eine horizontale Stellbewegung,
die seinem unteren Ende eingeprägt
wird, in eine vertikale Stellbewegung der Tooling-Aufnahmeeinrichtung.
Diese Art der Verstelleinrichtung hat sich als besonders platzsparend
erwiesen. Sie ist in ihrer unteren Verstellposition sehr flach,
wodurch die Unterbringung auch in relativ flachen Schiebetischen und
die besonders tiefe Absenkung der Crossbars leicht möglich ist.
Andererseits wird ein großer
Hubbereich erreicht, so dass die Tooling-Aufnahmeeinrichtung in
ihrer oberen Position so weit oberhalb der Werkzeugaufspannfläche steht,
dass auch Tooling mit relativ großen Saugerspinnen aufgenommen werden
kann.
-
Die
Verstellung des Hebearms kann mit einer Linearantriebseinrichtung,
wie beispielsweise einer Gewindespindel, einer Kugelgewindespindel,
einem Zugmittelgetriebe wie einem Riemen-, Seil- oder Kettengetriebe,
oder ähnlichem
erfolgen. Es ist jedoch auch möglich,
an Stelle des linear verschiebbaren Endes des Hebearms die Lasche
mit einem Schwenkantrieb anzutreiben und das untere Ende des Hebearms
in einer Führung
freigängig
zu führen. Die
Führungsrichtung
ist vorzugsweise parallel zu den langen Tischseiten. Dadurch gestaltet
sich die Verstelleinrichtung sehr platzsparend.
-
Zu
der Antriebseinrichtung kann außerdem eine
Vorspanneinrichtung gehören,
die den Hebearm in Hubrichtung vorspannt. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn als Antriebseinrichtung ein Linearantrieb vorgesehen
ist, der auf das untere Ende des Hebearms einwirkt. Die Vorspanneinrichtung
unterstützt
die Antriebseinrichtung dann beim Herausführen des Hebearms aus seiner
unteren Totlage. Die Vorspanneinrichtung kann beispielsweise eine
die Lasche mit einem Drehmoment beaufschlagende Vorspanneinrichtung
sein. Es kann auch das untere Ende des Hebearms mit Vorspanndrehmoment
beaufschlagt werden.
-
Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder
Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
-
1 eine
Pressenanlage mit mehreren Pressenstufen, Schiebetischen und einer
Werkstücktransfereinrichtung
in aufs äußerste schematisierter Seitenansicht,
-
2 einen
Schiebetisch mit darauf angeordnetem Werkzeug in schematisierter
Perspektivansicht,
-
3 den
Schiebetisch nach 2 mit in Übernahmeposition stehender
Tooling-Aufnahmeeinrichtung in einer schematisierten Perspektivdarstellung,
-
4 den
Schiebetisch nach 3 mit abgelegten Tooling in
schematisierter Perspektivdarstellung,
-
5 den
Schiebetisch nach 4 mit von der Crossbar abgenommener
Saugerspinne in schematisierter Perspektivdarstellung,
-
6 den
Schiebetisch nach 5 mit in Speicherposition überführter Crossbar
in schematisierter und teilweise aufgebrochener Perspektivdarstellung
und
-
7 eine
schematische Darstellung der Kinematik der zu der Tooling-Aufnahmeeinrichtung
gehörigen
Verstelleinrichtung.
-
In 1 ist
eine Pressenanlage 1 veranschaulicht, die mehrere Pressenstufen 2, 3, 4, 5 aufweist.
Zu jeder Pressenstufe 2, 3, 4, 5 gehört jeweils ein
Stößel 6, 7, 8, 9,
wobei alle Stößel 6, 7, 8, 9 von einem
nicht weiter veranschaulichten Pressenhauptantrieb im Gleichtakt
auf- und abbewegt
werden. Die Pressenstößel 6, 7, 8, 9 tragen
Oberwerkzeuge 11, 12, 13, 14,
zu denen Unterwerkzeuge 15, 16, 17, 18 gehören. Letztere
sind auf Schiebetischen 21, 22, 23, 24 gelagert,
die auf Schienen 25 bis 32 zwischen benachbarten
Pressenständern 33, 34, 35, 36, 37 seitlich
aus der Pressenanlage 1 herausfahrbar sind.
-
Zu
der Pressenanlage 1 gehört
außerdem eine
Transfereinrichtung 38, die dazu dient, den Werkstücktransport
zwischen den Pressenstufen 2, 3, 4, 5 zu
bewirken. Die Transfereinrichtung 38 weist Führungsschienen 39, 40 auf,
die sich zu beiden Seiten des Transportwegs längs durch die Pressenanlage 1 erstrecken.
In 1 verdecken sie einander. An den Führungsschienen 39, 40 sind
Laufwagen gelagert, die das Tooling 41 bis 47 tragen.
-
Die
Schiebetische 21, 22, 23, 24 werden nachfolgend
anhand des Beispiels des Schiebetischs 21 näher erläutert. Die
Beschreibung des Schiebetischs 21 gilt entsprechend für die anderen
Schiebetische.
-
In 2 ist
der Schiebetisch 21 gesondert veranschaulicht. Er trägt das Unterwerkzeug 15 sowie
das beispielsweise zum Zwecke des Werkzeugwechsels auf dem Unterwerkzeug 15 abgelegte Oberwerkzeug 11,
das hier von dem Stößel 6 gelöst ist.
Spannpratzen oder sonstige Spann- oder
Verbindungsmittel mit denen das Unterwerkzeug 15 auf dem
Schiebetisch 21 befestigt ist, sind nicht weiter veranschaulicht.
Der Schiebetisch 21 weist zur Aufnahme des aus dem Oberwerkzeug 11 und
dem Unterwerkzeug 15 bestehen den Werkzeugs 48 eine Aufspannfläche 49 auf,
die eine horizontale Ebene definiert. Die Aufspannfläche 49 nimmt
dabei nur einen Teil der Oberseite des Schiebetischs 21 ein.
Der Schiebetisch 21 überragt
das Werkzeug 48 bezüglich der
in 2 angedeuteten Teile in Transportrichtung 51.
Der überragende.
Teil ist zur Aufnahme des Toolings 41 vorgesehen. Dazu
ist dieser Teil, wie 3 erkennen lässt, mit einer Öffnung 52 versehen,
die durch eine Klappe 53 abgedeckt ist. Die Klappe ist
an einem langen Rand der schlitzartigen Öffnung 52 schwenkbar
gelagert, so dass sie vorzugsweise zu dem Werkzeug 48 hin
geklappt werden kann (siehe 3). Die Öffnung 52 führt in einen
Innenraum 54, in dem eine Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 und eine
zugehörige
Verstelleinrichtung 56 angeordnet sind. Die Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 wird
durch zwei Kupplungen 57, 58 gebildet, die zum
Anschluss einer Crossbar 59 eingerichtet sind. Die Kupplungen 57, 58 werden
beispielsweise durch vertikal nach oben gerichtete, oben verjüngte Zapfen
gebildet, die von einer Platte aufragen und denen entsprechende Öffnungen
in der Crossbar 59 zugeordnet sind. Ihre Übernahmeposition
ist in 3 veranschaulicht. In dieser sind sie durch die
Verstelleinrichtung 56 oberhalb der Aufspannfläche 49 bzw.
einer von dieser definierten Ebene gehalten. Sie können in
eine in 6 veranschaulichte Speicherposition überführt werden, in
der sie deutlich unterhalb der Aufspannfläche 49 bzw. einer
von dieser definierten Ebene gehalten sind.
-
Die
Verstelleinrichtung 56 wird beispielsweise durch ein Hebelgetriebe
mit zwei Teilgetrieben 61, 62 gebildet, die zueinander
spiegelsymmetrisch aufgebaut sind. Die nachfolgende Beschreibung
des Teilgetriebes 61 gilt somit entsprechend für das Teilgetriebe 62:
Zu
dem Teilgetriebe 61 gehört
ein Hebearm 63, an dessen oberen Ende die Kupplung 57 um
eine Horizontalachse schwenkbar gelagert ist. Wie 6 veranschaulicht,
ist das gegenüber
liegende, untere Ende des Hebearms 63 gelenkig an einem
Schlitten 64 einer nicht weiter veranschaulichten horizontalen Linearführung gelagert.
Parallel zu dem Hebearm ist eine Strebe 65 vorgesehen,
die mit einem Ende gelenkig an dem Schlitten 64 und mit
ihrem anderen Ende gelenkig an der Kupplung 57 gelagert
ist. Der Hebearm 63 und die Strebe 65 bilden eine
Parallelogrammführung 66.
-
An
dem Hebearm 63 ist mittig eine Lasche 67 mit einem
Ende angelenkt, deren anderes Ende an einem tischfesten Schwenklager 68 schwenkbar gelagert
ist. Der Schlitten 64 steht mit einer Antriebseinrichtung 69 in
Verbindung. Diese wird durch einen Antriebsmotor gebildet, der beispielsweise
eine Gewindespindel 72 bedarfsweise drehend antreibt. Letztere
bildet eine Linearantriebseinrichtung für den Schlitten 64,
in dem eine Gleitmutter oder auch eine Kugelumlaufmutter angeordnet
ist.
-
Der
Antriebsmotor ist vorzugsweise ein Elektromotor, wobei die Gewindespindel
beide Teilgetriebe 61, 62 antreiben kann. Dazu
kann sie an beiden Hälften
jeweils mit entgegen gesetzter Gewindesteigung versehen sein (Rechtsgewinde
und Linksgewinde). Anstelle dessen können auch zwei Spindeln mit
gleicher Steigungsrichtung verwendet werden, wobei dann beiden eine
gegensinnige Drehung aufgeprägt
wird. Dies kann durch ein Winkelgetriebe erreicht werden, bei denen
mit den beiden Spindeln verbundene Kegelräder ihre Drehung an einander gegenüber liegenden
Seiten eines eintreibenden Kegelrads abgreifen. Die Gewindesteigungen
(Steigungswinkel) beider Spindeln sind dann vorzugsweise gleich
groß.
-
Die
Kinematik des Teilgetriebes 61 ergibt sich aus 7.
Wie ersichtlich, entspricht die zwischen ihren Schwenk- oder Drehachsen
gemessene Länge
a der Lasche 67 der Teillänge b des Hebearms 63.
Die Teillänge
b wird zwischen der Schwenkachse an dem Verbindungspunkt zwischen
der Lasche 67 und dem Hebearm 63 sowie der Schwenkachse
an dem Schlitten 64 gemessen. Die Teillängen a und b legen somit in
jeder Position des Hebearms 63 ein gleichschenkliges Dreieck
fest. Die Teillängen
a und b stimmen auch mit der Länge
c überein,
die zwischen der Schwenkachse des Verbindungspunkts der Lasche 67 mit
dem Hebearm 63 und der Schwenkachse gemessen wird, die
den Hebearm 63 mit der Kupplung 57 verbindet.
Ein von der Linearführung
vorgegebener horizontaler Weg 73 wird dadurch in einen
vertikalen Weg 74 transformiert.
-
Es
ist in vielen Fällen
vorteilhaft, den Hebearm 63 in seine angehobene Position
vorzuspannen. Dazu dient eine Vorspanneinrichtung 75, die
eine nach oben gerichtete Vorspannkraft erzeugt. Dazu kann die Lasche 67 mit
einem Hebelarm 76 verbunden sein, mit dem sie einen Winkelhebel
bildet. An diesem Hebelarm 76 kann als Vorspanneinrichtung eine
Feder oder der Abtrieb einer Fluid-Betätigungseinrichtung 77 beispielsweise
in Form eines Hydraulikzylinders oder Pneumatikzylinders oder eines
elektrischen Antriebs angreifen.
-
Während der
Schiebetisch 21 an beiden Seiten mit jeweils einer Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 und
einer zugeordneten Verstelleinrichtung 56 versehen ist,
können
die übrigen
Schiebetische z.B. lediglich auf einer Seite des jeweiligen Werkzeugs
mit entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen und Verstelleinrichtungen
versehen sein. Weist ein Schiebetisch zwei Verstelleinrichtungen
auf, können
diese von einem gemeinsamen Motor her angetrieben sein.
-
Die
Pressenanlage 1 und deren Schiebetische arbeiten insbesondere
beim Werkzeugwechsel wie folgt:
Während des Betriebs der Pressenanlage 1 ist
die Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 in dem jeweiligen Pressentisch 21, 22, 23, 24 untergebracht
und tritt nach außen
nicht in Erscheinung. Dies ist in 2 anhand
des Schiebetischs 21 in der Phase des geschlossenen Werkzeugs 48 veranschaulicht.
Die Pressenanlage 1 kann nicht nur ungehindert arbeiten sondern
sie kann bedarfsweise auch begangen werden, wobei die Klappen 53 geschlossen
sind. Sie sind begehbar.
-
Soll
ein Werkzeugwechsel vorgenommen werden, werden die Tooling-Aufnahmeeinrichtungen 55,
wie aus 3 ersichtlich, in ihre Übernahmeposition
gefahren. Dazu wird die Antriebseinrichtung 69 betätigt, damit
die Verstelleinrichtungen 56 die Tooling-Aufnahmeeinrichtungen 55 nach
oben führen. Die
Hebearme 63 werden dabei aus der in 7 gestrichelt
veranschaulichten Position in die in 7 mit durchgehenden
Linien gezeichnete Position überführt. In
dieser Position kann nun, wie 4 veranschaulicht,
eine Crossbar 59 mit einer daran befestigten Saugerspinne 78, 79 abgelegt
werden. Die Crossbar 59 kuppelt dabei mit den Kupplungen 57, 58,
indem sie auf die vertikalen Zapfen derselben aufgesteckt wird und
von ihrem nicht weiter veranschaulichten Laufwagen gelöst wird.
Die Saugerspinne 78, 79 ist dabei um 90° um die Längsachse
der Crossbar 59 in Vertikalposition geschwenkt. In diesem
Zustand kann der Schiebetisch 21, wie auch jeder andere
Schiebetisch 22, 23, 24, seitlich aus
der Pressenanlage 1 herausgefahren werden.
-
Ist
dies erfolgt, kann die in 4 veranschaulichte
Saugerspinne 78, 79 abgenommen werden, so dass
ledig lich noch die Crossbar 5 an der Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 verbleibt,
wie 5 veranschaulicht. Im Weiteren wird die Verstelleinrichtung 56 wiederum
angesteuert, so dass die Tooling-Aufnahmeeinrichtung 55 in
ihre Speicherposition gemäß 6 überführt wird.
Dabei wird die Crossbar 59 durch die Öffnung 52 hindurch
in den Innenraum des Schiebetischs 21 geführt, wonach
die Klappe 53 schließt.
Die Crossbar 59 ist nun im Inneren des Schiebetischs 21 gehalten.
Rundherum ist freier Zugang zu dem Werkzeug 48 sichergestellt.
Es kann von dem Schiebetisch 21 gelöst und mittels eines Krans
oder anderer Hilfsmittel abgehoben werden. Eine Beschädigung des
Toolings ist dabei ausgeschlossen.
-
Die
Wiederbestückung
des Schiebetischs 21 mit Werkzeugen und Tooling erfolgt
in der umgekehrten Reihenfolge.
-
Beim
Werkzeugwechsel von Pressenanlagen soll der an dem Schiebetisch
abgelegte Toolingträger
aus dem Gefährdungsbereich
der zu wechselnden Werkzeuge gebracht werden. Außerdem soll der Mechanismus
zur Aufnahme des Toolingträgers nicht
störend
die Begehbarkeit des Innenraums der Pressenanlage beeinträchtigen.
Dazu wird zur Aufnahme des Toolingträgers eine Lenker-Geradführung vorgesehen,
die wenigstens einen Antrieb, z.B. mit Motorwinkelgetriebe (Schneckengetriebe),
Kardanwelle oder ähnliches
aufweist. Eine Lenker-Geradführung
ermöglicht
eine sehr flache Position der Gelenke bei komplett zusammengefahrenem
Zustand. Zur Anfahrunterstützung
des Motors, d.h. um die Lenker-Geradführung aus
ihrer unteren Totlage herauszuführen,
kann ein Fluidzylinder eingesetzt werden. Anders als bei bekannten
Systemen, bei denen Tooling-Aufnahmen lediglich seitlich vom Schiebetisch
weg geschwenkt werden, ist bei dem erfindungsgemäßen System eine schützende Aufnahme des
Toolings durch den Schiebetisch selbst gegeben. Die Lenker-Geradführung legt
gerade Wege für
die Kupplungen 57, 58 fest. Dadurch kann die Übernahme
des Toolings in jeder gewünschten
Höhe ohne gesonderte
Einstellung erfolgen.