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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transport von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen in Großteilstufenpressen, Transferpressen
oder dergleichen Pressenanlagen.
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Bekannterweise
werden Platinen und Blechformteile vor, zwischen und nach den Umformvorgängen mittels
einer Teiletransporteinrichtung durch die Großteilstufenpressen, Transferpressen
oder dergleichen Pressenanlagen transportiert. Die Teiletransporteinrichtung
besteht üblicherweise
aus zwei mit teilespezifischen Festhaltemitteln versehenen Tragmitteln,
wie Tragschienen oder Tragbalken, und deren Antriebssystemen und
führt vorzugsweise dreidimensionale
Bewegungen aus, nämlich
die Teiletransport-, die Hub- und Schließbewegung.
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Nach
der
EP 0 650 781 A2 ist
eine Antriebseinrichtung für
Heben-Senken und Öffnen-Schließen bekannt,
bei der ein Hubmechanismus, angetrieben über ei nen separaten elektrischen
Antrieb, mittels Hebelgestänge
den Vertikalantrieb von Hubsäulen übernimmt,
die mit Tragschienen verbunden sind. Ein Öffnungs- und Schließmechanismus besteht aus einem
durch einen separaten elektrischen Antrieb angetriebenen Gewindespindel-
oder Zahnriementrieb und realisiert die Querverschiebung der Hubsäulen. Bei
dieser Lösung
ist für
jeden der Freiheitsgrade der Teiletransporteinrichtung mindestens
ein Stellantrieb mit den dazugehörigen
Führungs-
und Übertragungselementen
erforderlich, wobei die Anordnung der Antriebsmodule für die Verstellachsen
seriell erfolgt, d.h. eine Verstellachse trägt die andere mit. Somit sind
bei dem jeweilig unteren Antriebsmodul sehr große Massebeschleunigungen erforderlich,
die die Dynamik und erreichbare Arbeitsgeschwindigkeiten der Einrichtung
eingrenzen.
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Nach
DE 196 45 793 A1 ,
DE 198 19 277 A1 und
DE 10128184 A1 sind
Lösungen
bekannt, die gegenüber
der vorgenannten Lösung
eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweisen und bei denen für die Verstellbewegungen
in den einzelnen Achsen während
des Betreibens nur geringe Massen beschleunigt oder gebremst werden
müssen.
Allerdings sind die Antriebe dieser Lösungen innerhalb des Pressegestells
angeordnet und engen somit die Platzverhältnisse im Werkzeugraum ein.
Beim Werkzeugwechsel muss entweder die geteilt ausgebildeten Tragschienen
mit den teilespezifischen Festhaltemitteln oder die von den Tragschienen
entkoppelten Festhaltemittel auf dem Schiebetisch abgelegt und mit
diesem aus dem Werkzeugraum herausgefahren werden.
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In
EP 1 129 800 A2 ,
DE 100 64 155 A1 und
EP 0 850 710 A1 sind
Transporteinrichtungen zum Teiletransport in Pressenstraßen oder
Großteilstufenpressen
beschrieben, bei denen jeder Bearbeitungsstation eine unabhängige Transporteinrichtung zugeordnet
ist. Jede Transporteinrichtung weist dabei eine quer zur Transportrichtung
angeordnete Traverse auf. Die jeweilige Traverse wird von einer
Ablageposition (Werkzeug) über
eine vertikale Mittenlage, in der sich ebenfalls die Antriebe der
Lenkergetriebe befinden, auf die folgende Ablageposition (Werkzeug)
bewegt, d.h., die Lenkergetriebe vollführen eine Schwingbewe gung um
ihre vertikale Mittenlage. Die eigentlichen Antriebe für die jeweilige
Transporteinrichtung sind als unterschiedliche Linearantriebe oder
als eine Kombination aus Linear- und Drehantrieb ausgebildet. Diese
Transporteinrichtungen selbst führen
nur eine Transport- und eine Hubbewegung aus und sind nicht geeignet
für den
Teiletransport in Großteilstufenpressen,
Transferpressen und ähnlichen
Pressenanlagen, bei denen mehrere Werkzeuge unter einem Pressenstößel angeordnet sind.
Bei Transporteinrichtungen für
diese Pressenanlagen sind Tragbalken in Transportrichtung angeordnet
und tragen jeweils einen oder mehrere mit den Greif- oder Halteelementen
bestückte
Transportschlitten, die den Transport der Teile von einem Werkzeug
zum nächsten
realisieren. Lediglich die Hub- und/oder Schließbewegung wird dabei von den Tragbalken
selbst ausgeführt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Transporteinrichtung zu schaffen, die
den geforderten Bewegungs- und Leistungsparametern und den statischen und
dynamischen Belastungen gerecht wird und deren modulare Gestaltung
quasi unabhängig
von den Pressenkonfigurationen ist und sich nicht auf die Platzverhältnisse
im Werkzeugraum auswirkt, wobei die zu beschleunigenden und abzubremsenden
Teile auch eine geringe Masse aufweisen sollen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung zum Transport von Werkstücken mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht. Weitere detaillierte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 9 beschrieben.
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Die
Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch die
Anordnung der Linearantriebe außerhalb
des Werkzeugraumes die Transporteinrichtung einfach an oder in vorhandene
Pressenanlagen integrierbar ist. Damit können im Rahmen von Rekonstruktionsmaßnahmen ältere mechanische
Pressen ohne bisherige Transporteinrichtung und Pressen mit bisher
mechanischen, kurvengesteuerten Antrieben modernisiert und mit flexiblen Handhabungsein richtungen
ergänzt
werden. Weiterhin ist durch die Anordnung der Linearantriebe mit den
zugehörigen
Hebelgetrieben die Möglichkeit
des unkomplizierten Herausfahrens der Tragbalken aus dem Werkzeugraum
gegeben, wodurch auch eine gute Zugänglichkeit für Wartung
und Instandhaltung erreicht wird. Der modulare Aufbau der Linearantriebe
und der Hebelgetriebe gewährleistet
eine kostenoptimierte Anpassung an die jeweils vorhandene Maschinenkonfiguration
mit eventuellen Störkonturen und
an das zu verarbeitende Teilespektrum. Neben der üblicherweise
dreidimensionalen Betriebsweise der Transporteinrichtung ist bei
entsprechender Transportaufgabe auch eine zweidimensionale Betriebsweise
möglich.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
zugehörige Zeichnung
zeigt:
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1 Perspektivische
Gesamtdarstellung der Transfereinrichtung an einer Presse nach einem ersten
Ausführungsbeispiel
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2 Prinzipielle
Gesamtdarstellung der Transfereinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels
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3 Perspektivische
Ansicht des Hebelgetriebes von der Transfereinrichtung vom ersten
Ausführungsbeispiel
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4 Perspektivische
Gesamtdarstellung der Transfereinrichtung an einer Presse nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel
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5 Perspektivische
Ansicht des Hebelgetriebes von der Transfereinrichtung vom zweiten
Ausführungsbeispiel
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6 Perspektivische,
rückseitige
Ansicht des Hebelgetriebes von der Transfereinrichtung vom zweiten
Ausführungsbeispiel
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Die
Transfereinrichtung 1 zum Transport von Werkstücken durch
eine Folge von Bearbeitungsstationen in Großteilstufenpressen, Transferpressen oder
dergleichen Pressenanlagen besteht aus vier modular aufgebauten
Antriebseinhei ten zur Erzeugung der Bewegungen für das Heben-Senken und Schließen-Öffnen sowie aus zwei im Abstand
zueinander parallelen Tragbalken 10, 11 mit jeweils
einen Antrieb für
die Transportbewegung. Die Tragbalken 10, 11 sind
mit nicht dargestellten Greif- oder Halteelementen zur Aufnahme
der Werkstücke
versehen.
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Jede
Antriebseinheit der Transporteinrichtung 1 besteht aus
einem Hebelgetriebe 6, 7, 8, 9 für die Hub-
und/oder Schließbewegung
und ist seitlich im quer zur Transportrichtung befindlichen Torbereich
des Pressengestells 32 angeordnet. Weiterhin weist jede
Antriebseinheit einen Linearantrieb 2, 3, 4, 5 auf,
der außerhalb
des quer zur Transportrichtung befindlichen Torbereiches vertikal
am Pressengestell 32 angeordnet ist. Das tragbalkenseitigen
Ende jedes Hebelgetriebes 6, 7, 8, 9 ist
mit dem jeweils korrespondierenden Ende des Tragbalkens 10, 11 fest verbunden.
Damit weist jedes Ende vom Tragbalken 10, 11 ein
Hebelgetriebe 6, 7, 8, 9 auf.
Die feste und biegesteife Verbindung bezieht sich auf die Transportbewegungsrichtung,
wodurch die Funktionsfähigkeit
und Steifigkeit der Transporteinrichtung 1 auf jeder Einrichtungsseite
erreicht wird.
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Jedes
Hebelgetriebe 6, 7, 8, 9 besteht
aus einem zueinander beabstandet angeordneten Stabelementenpaar,
bei dem Stabelemente 16, 17 parallel übereinander
angeordnet sind. Dabei sind die einen Enden der Stabelemente 16, 17 über Scharniergelenke 19, 20 schwenkbar
in einer fest mit dem Ende des Tragbalkens 10, 11 verbundenen
Konsole 18 gelagert. Die anderen Enden der Stabelemente 16, 17 sind über Scharniergelenke 21, 22 mit
einem Schlitten 23 des Linearantriebs 2, 3, 4, 5 schwenkbar
verbunden. Eines der Stabelemente 16, 17 ist in
einem mittigen Längenbereich über das
Scharniergelenk 28 mit einem Ende eines weiteren Stabelements 27 schwenkbar
verbunden, wobei das andere Ende dieses weiteren Stabelements 27 mittels
des Scharniergelenks 29 mit einem Schlitten 30 des
Linearantriebs 2, 3, 4, 5 schwenkbar
verbunden ist.
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Jeder
Linearantrieb 2, 3, 4, 5 besteht
aus einem vertikal am Pressengestell 32 angeordneten und
mit Führungen 24 versehenen
Träger 25.
In den Führungen 24 sind
die Schlitten 23, 30 verfahrbar gelagert. Die
Stabelemente 16, 17 sind mittels Scharniergelenken 21, 22 mit
dem Schlitten 23 verbunden und das Stabelement 27 ist über das
Scharniergelenk 29 mit dem Schlitten 30 verbunden.
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Der
Antrieb der Schlitten 23, 30 erfolgt jeweils mittels
eines Zahnriementriebs. Dazu ist der Schlitten 23 mit einem
Zahnriemen 26 und der Schlitten 30 mit einem Zahnriemen 31 fest
verbunden. Jeder der beiden Zahnriemen 26, 31 läuft über beidseitig
der Schlittenanbindung angeordnete Riemenscheiben. Dabei ist jeweils
eine Riemenscheibe mit einem Antrieb 36, 37, 38, 39 verbunden.
Diese Antriebsverbindung erfolgt über mehrere, umgelenkte Antriebswellen,
so dass für
die jeweils gleichlaufenden Zahnriementriebe der gegenüberliegenden
Linearantriebe 2 und 3 sowie 4 und 5 nur
ein Antrieb 36, 37, 38, 39 erforderlich
ist und gleichzeitig eine mechanische Synchronisierung dieser verbundenen
Linearantriebe 2 und 3 sowie 4 und 5 erreicht
wird.
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Auf
jedem Tragbalken (10, 11) ist ein Transportschlitten
(12, 13) gelagert, der mit einer auf dem Tragbalken 10, 11 angeordnetem
Antriebseinheit 14, 15, die als Spindeltrieb ausgebildet
ist, angetrieben wird.
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Beim
Werkzeugwechsel werden die teilespezifischen Greif- oder Haltemittel
von den Tragbalken 10, 11 entkoppelt und auf dem
Schiebetisch abgelegt und mit diesem aus dem Werkzeugraum herausgefahren.
Vor dem Herausfahren werden die Tragbalken 10, 11 aus
dem Werkzeugraum heraus in ihre obere Position neben dem Stößel gefahren,
so dass sie bei Herausfahren des Schiebetisches nicht behindern.
Weiterhin ist durch das unkomplizierte Herausfahren der Tragbalken
aus dem Werkzeugraum eine gute Zugänglichkeit für Wartung
und Instandhaltung gewährleistet.
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Zur
Erzeugung der Öffnungs-
und Schließbewegung
der Transporteinrichtung 1 werden über die Antriebe 36, 37, 38, 39 die
Zahnriemen 26 und 31 gegenläufig angetrieben. Diese Bewegungscharakteristik
wird auf die Schlitten 23 und 30 übertragen.
Zur Erzeugung der Schließbewegung
laufen die Schlitten 23, 30 aufeinander zu. Somit
verringert sich der Abstand der Schlitten 23 und 30 zueinander.
Dadurch verringern gleichzeitig die Stabelemente 16, 17 und 27 ihre
Winkellage zueinander, wodurch sich die Tragbalken 10, 11 zum
Aufnehmen des Blechteils aufeinander zu bewegen. Zur Erzeugung der Öffnungsbewegung
laufen die Zahnriemen 26 und 31 in entgegengesetzter
Richtung, d.h. die Schlitten 23 und 30 bewegen
sich auseinander. Für
die Erzeugung der Hubbewegung der Transporteinrichtung laufen die
Schlitten 23 und 30 synchron in gleicher Richtung.
Die Transportbewegung wird durch den Spindeltrieb erzeugt.
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Für das Betreiben
der Transporteinrichtung 1 werden die drei Bewegungsrichtungen
in werkzeugabhängigen
Konturen überlagert
gefahren. Eine Überlagerung
der Bewegungen und damit die Abbildung beliebiger Bewegungskurven
ist durch entsprechende programmierbare Ansteuerung der Linearantriebe 2, 3, 4, 5 möglich.
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Die
Positionen der Schlitten 23, 30 und der Transportschlitten 12, 13 werden
vorteilhafterweise über
Messsysteme erfasst und einer entsprechenden, nicht dargestellten
Steuereinrichtung verarbeitet.
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Durch
nicht dargestellte pneumatische Zylinder oder mechanische Federn
an geeigneten Anlenkpunkten lässt
sich ein Gewichtsausgleich realisieren.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
ist gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
grundsätzlich gleich
aufgebaut und besitzt eine analoge Funktionsweise. Folglich werden
nachfolgend nur die unterschiedlichen Ausgestaltungen dargestellt.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist anstelle des Spindeltriebs für
die Transportbewegung ein Getriebe mit einem außerhalb des Tragbalkens 10, 11 angeordneten
Antriebsmotor 33 eingesetzt. Dieser Antriebsmotor 33 ist
am Schlitten 23 angeordnet. Der mit dem Antriebsmotor 33 wirkverbundene Zahnriementrieb 34 ist
am Stabelement 16 angeordnet. Dabei sind die Achse der
Riemenscheibe im Schlitten 23 mit der Achse des Antriebsmotors 33 und
die Achse der Riemenscheibe in der Konsole 18 mit der Achse
eines im Tragbalken 10, 11 angeordnetem, die Transportbewegung
des nicht dargestellten Transportschlittens 12, 13 erzeugenden
Spindeltriebs 35 gleichfluchtend angeordnet. Diese Ausführung wird
vor allem eingesetzt bei dynamischen Bewegungen mit hohen Beschleunigungen
der Transporteinrichtung 1, wodurch ein eventuelles Schwingen
der Tragbalken 10, 11 vermieden wird.
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- 1
- Transporteinrichtung
- 2
- Linearantriebseinheit
- 3
- Linearantriebseinheit
- 4
- Linearantriebseinheit
- 5
- Linearantriebseinheit
- 6
- Hebelgetriebe
- 7
- Hebelgetriebe
- 8
- Hebelgetriebe
- 9
- Hebelgetriebe
- 10
- Tragbalken
- 11
- Tragbalken
- 12
- Transportschlitten
- 13
- Transportschlitten
- 14
- Antriebseinheit
- 15
- Antriebseinheit
- 16
- Stabelement
- 17
- Stabelement
- 18
- Konsole
- 19
- Scharniergelenk
- 20
- Scharniergelenk
- 21
- Scharniergelenk
- 22
- Scharniergelenk
- 23
- Schlitten
- 24
- Führung
- 25
- Träger
- 26
- Zahnriemen
- 27
- Stabelement
- 28
- Scharniergelenk
- 29
- Scharniergelenk
- 30
- Schlitten
- 31
- Zahnriemen
- 32
- Pressengestell
- 33
- Antriebsmotor
- 34
- Zahnriementrieb
- 35
- Spindeltrieb
- 36
- Antrieb
- 37
- Antrieb
- 38
- Antrieb
- 39
- Antrieb