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Vorrichtung zum Übertragen der Werkstücke von einer Bearbeitungsstelle
zur anderen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum übertragen der Werkstücke,
insbesondere solcher aus Blech, aber auch massiver Werkstücke, von einer Bearbeitungsstelle
zur anderen in _ Stufenpressen, Kurbelpressen oder ähnlichen Maschinen mit mehreren
eine hin- und hergehende Vorschubbewegung in Längsrichtung und eine Schließ- und
öffnungsbewegung in Querrichtung ausführenden Zangen, deren Antrieb für die beiden
Bewegungen vom Kurbelantrieb für den Stößel der Presse abgeleitet, je für sich über
Stangen und Hebel übertragen und von einem hin- und hergehenden Vorschubglied bezüglich
des Vorschiebens bzw. von zwei parallelen, den gegenüberliegenden Zangenschenkeln
zugeordneten Schwenkwellen bezüglich des Schließens und öffnens bewirkt wird.
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Es ist bekannt, die Hebelsysteme . der übertragungselemente von der
Kurbelwelle mechanisch einerseits mittels einer zusätzlichen am Exzenter angebrachten
Pleuelstange und andererseits durch einen auf der Kurbelwelle sitzenden Nocken anzutreiben,
wobei die Pleuelstange zum Antrieb der übertragungs- und der Nocken zum Antrieb
der Schließ-und Öffnungsbewegung der Zangen bestimmt ist. Diese Anordnung des von
zwei Angriffspunkten der Kurbelwelle aus durch zusätzliche Elemente abgeleiteten
Antriebes stellt eine komplizierte Einrichtung dar, welche aus mehreren Bauteilen
besteht, was erhöhten Platzbedarf im Bereich der Kurbelwelle erfordert. Darüber
hinaus setzt die Anordnung von zusätzlichen Nocken oder Exzentern mit Pleuelstangen
am Kurbelmechanismus die Verwendung einer klassischen Kurbelwelle in der Presse
voraus, deren Enden im Pressengestell durchgehend angebracht sind, die die Befestigung
der erwähnten Bauteile ermöglichen. Außerdem ist in diesem Falle die zeitliche Steuerung
der Arbeitsbewegungen der Zangenschenkel nur durch Verdrehen von Exzenter oder Nocken
möglich.
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Zum Unterschied von diesen Kurbelpressen sind die modernen mechanischen
Kurbelpressen, zu welchen auch das Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung gehört,
mit einem Exzenter ausgestattet, der mit dem Vorgelegerad verbunden und auf dem
festen und geraden, die Seitenwände des geschweißten Pressengestells verbindenden
Zapfen aufgeschoben ist, so daß eine solche Anordnung von zusätzlichen Antriebselementen
bei diesen Maschinen konstruktiv schwierig durchführbar ist.
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Diese Nachteile werden durch den übertragungsmechanismus gemäß der
vorliegenden Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß der Antrieb für
die beiden Zangenbewegungen von einem auf einer der Pleuelstangen des Kurbelantriebes
des Stößels angeordneten Treibzapfen mit zur Kurbelwelle paralleler Achse je über
eine Schubstange abgeleitet ist, wovon die für das Vorschieben quer und die für
das Schließen und öffnen parallel zu der Pleuelstange liegt. Dabei können nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung der Anfang und das Ende des zeitlichen Ablaufes der
Vorschub- bzw. der Schließbewegung der Zangen im Hinblick auf die Bewegung des Stößels
durch die Änderung der Lage der Lagerzapfen von an den Schubstangen angeschlossenen
Hebeln relativ zum Treibzapfen auf der Pleuelstange des Kurbelmechanismus einstellbar
sein.
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Diese Ausführung des Antriebes der übertragungsvorrichtung stellt
eine einfache Anordnung dar, deren Vorteil unter anderem darin besteht, daß eine
der Hauptpleuelstangen, die dem Stößel den Hub erteilen, zum Ableiten der Antriebsbewegung
für die Übertragungseinrichtung benutzt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt F i g. 1 einen seitlichen Schnitt
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine Ansicht von oben, teilweise im
Schnitt, F i g. 3 eine Vorderansicht, F i g. 4 eine Seitenansicht, teilweise im
Schnitt, und
F i g. 5 ein Diagramm der zeitlichen Abstimmung der
Stößel- und Zangenbewegungen.
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Auf dem Pressenständer 1 befindet sich ein Tisch 2 zum Einspannen
der auf einem Werkzeughalter 3 angeordneten Werkzeuge 4 für die Preßstücke 5. Diese
werden von einer Arbeitsstelle zur anderen mittels Zangen 6 übergeführt. Diese bewegen
sich einerseits zum Zwecke des Vorschiebens der Werkstücke 5 längs in Richtung der
die Achsen der Werkzeuge in Richtung des Pfeiles S verbindenden Ebene und andererseits
zum Ergreifen der Werkstücke, d. h. zum Schließen und Öffnen, in vertikaler Richtung
zu dieser Ebene, d. h. quer in Richtung des Pfeiles P.
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Die Querbewegung P der Zangenschenkel 6 ist von Federn 9 abgeleitet,
die zwischen je einem Vorsprung der Zangenschenkel 6 und Vorsprüngen von durch verzahnte,
auf Wellen 12 befestigte Segmente 11 angetriebenen Zahnstangen 10 abgestützt sind.
Den Wellen 12 wird durch einen unten näher erläuterten Antrieb eine Schwenkbewegung
in Richtung des Pfeiles P erteilt.
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Die Längsbewegung S der Zangenschenkel 6 erfolgt auch über die Wellen
12, die sich in Lagern 13 auf dem Pressenständer 1 verschieben und dabei die Segmente
11, die Zahnstangen 10 und die Zangenschenkel 6 mitnehmen..-Die Wellen 12 sind an
einem ihrer Enden durch ein' Querstück 14 verbunden, dem durch einen unten näher
erläuteren Antrieb eine hin-und hergehende Bewegung in Richtung des Pfeiles .S erteilt
wird.
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Im oberen Teil des Ständers 1 ist eine Kupplungswelle 20 gelagert,
die durch ein nicht dargestelltes Schwungrad sowie einen Elektromotor angetrieben
wird. Die Welle 20 treibt über Zahnräder von zwei Vorlagewellen
21 zwei Zahnräder 18 mit je einem Exzenter 17 an, die je auf
einem festen Zapfen 19
drehbar gelagert sind.
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Auf den Exzentern drehbar gelagerte Pleuelstangen 22 erteilen dem
Stößel 23 eine Schwingbewegung. Die Bewegung des Überführungsmechanismus wird von
der Bewegung der Pleuelstangen 22 abgeleitet durch einen in einem Auge 24 der einen
Pleuelstange befestigten Treibzapfen 25, der eine Bewegung auf einer geschlossenen
Kurve e ausführt. Die Bewegung des Treibzapfens 25 wird über eine quer zur Pleuelstange
22 liegende Schubstange 26 auf einen Winkelhebel 27 übertragen, der drehbar auf
einem in dem Ständer 1 befestigten Lagerzapfen 28 gelagert ist.
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Vom Winkelhebel 27 wird die Bewegung übertragen durch die vertikale
Zugstange 29 auf einen zweiten, um den im Ständer 1 befestigten Zapfen 31 ausschwenkbaren
Winkelhebel 30 und von diesem über die Zugstange 32 auf das die beiden Schwenkwellen
12 des Übertragungsmechanismus verbindende und diese in Längsrichtung bewegende
Querstück 14, wobei die Bewegung der beiden Zangenschenkel 6 von dem einen zum anderen
abgeleitet wird.
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Von dem Treibzapfen 25 an der einen Pleuelstange 22 wird auch die
in der Querrichtung P erfolgende öffnungs- und Schließbewegung der Zangenschenkel
6 dadurch abgeleitet, daß eine weitere am Treibzapfen 25 angelenkte, jedoch zur
Pleuelstange parallelliegende Schubstange 33 den um einen an dem Ständer 1 befestigten
Lagerzapfen 35 drehbaren zweiarmigen Hebel 34 ausschwenkt und dieser die Bewegung
über eine vertikale Zugstange 36 und einen Kugelzapfen 37 auf den Hebel 38 (F i
g. 4) überträgt, der die eine Schwenkwelle 12 der Zangenschenkel 6 dreht. Das Drehen
der zweiten Schwenkwelle 12 wird von dem Kugelzapfen 37 über die Zugstange 39 auf
den zweiten Hebel 40 übertragen, der durch einen Federkeil mit der zweiten Welle
12 verbunden ist. Bei der Konstruktion kann man auch mit Vorteil einen gemeinsamen
Zapfen zur Lagerung der Hebel 27 und 34 benutzen, so daß anstatt der Zapfen 28 und
35 ein einziger vorhanden ist.
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Da es nach der Überführung notwendig ist, das Werkstück gegenüber
den Werkzeugen genau einzustellen, muß man den Hub der überführungsbewegung größer
wählen und die Zangen in ihrer Längsbewegung durch eine auf dem Lager 13 befestigte
Anschlagschraube 41 genau einstellen, die auch den Hub des Querstückes
14 regelt. Die Verbindungsteile des Übertragungsantriebes, die aus der Gabel
43 und der Zugstange 32 bestehen, haben einen Hub, der größer als die Entfernung
zwischen den Werkzeugen ist, wobei diese Vergrößerung des Hubes durch das Zusammendrücken
einer Feder 42 zwischen der Gabel 43 und dem Querstück 14 eingestellt wird.
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Ein größerer Hub der Schließbewegung der Zangenschenkel 6 wird durch
die Federn 9 zwischen der Zahnstange und den Zangenschenkeln 6 eingestellt.
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Die Bewegung des Übertragungsmechanismus muß im Hinblick auf ihre
Funktion zeitlich mit der Bewegung des Stößels 23 abgestimmt sein. In F i g. 5 sind
die Stößelbewegungen a, a1, die Querbewegungen b, b1, b', b" usw.
und die Längsbewegungen c, cl, c', c" usw. des Mechanismus der Zangen 6 schematisch
dargestellt. Auf die vertikale Achse des Diagramms sind die zurückzulegenden Strecken
der Mechanismen, auf die horizontale Achse hingegen die Zeitfolge im Hinblick auf
die Umdrehung der Kurbelwelle um 0 bis 360° aufgetragen.
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Bei der Abwärtsbewegung a des Stößels aus der oberen Totlage I in
die untere Lage II wird bei geschlossenen Zangenschenkeln (s. b) das Werkstück durch
die Längsbewegung c von der einen Arbeitsstelle zur anderen vorgeschoben. Nach Beendung
der Längsbewegung c im Punkt A genau gegenüber dem Werkzeug steht der Längsbewegungsmechanismus
still (s. cl), und die Zangenschenkel 6 werden geöffnet (s. b1) bis zum Punkt B,
der durch die Größe der Werkzeuge zeitlich so bestimmt ist, daß die Zangenschenkel
mit Sicherheit den Werkzeugen ausweichen. Nun beginnt die Verformung durch den Stößel.
Bei einem Drehwinkel von 180° wird die Verformung des Werkstückes bei gleichzeitiger
Rückbewegung c.. des Längsbewegungsmechanismus bei geöffneten Zangenschenkeln (s.
b.,) beendet. Im Punkt C ist die Rückbewegung c. der- Zangen beendet. Bei stehendem
Längsbewegungsmechanismus c. werden die Zangenschenkel geschlossen (s. b;"). Im
Punkt D beginnt die Längsbewegung c des von den Zangenschenkeln umschlossenen Werkstückes
(s. b) zur nächsten Bearbeitungsstelle.
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Die mechanischen Antriebe für die Längs- und Querbewegung müssen einen
größeren Hub aufweisen, als die wirkliche Teilung zwischen den Werkzeugen beträgt
bzw. der wirkliche Greifhub erfordert, da ein Teil des Hubes zur Einstellung gegenüber
den Werkzeugen verbraucht wird. Die Zangen haben dazu von Anschlägen begrenzte Hübe,
wobei sich zwischen ihnen und dem Antrieb ein elastisches Glied 9, 42 zur Ausgleichung
der Ungleichmäßigkeiten
des Hubes befindet. Im Zeitdiagramm ist
der Verlauf der Zangenhübe durch den starken Strich b, bl, b_, b3 und
c, cl, C2, c3 dargestellt, wobei der Verlauf der Hübe auf, dem Nocken gestrichelt
dargestellt ist und von dem Verlauf der Zangenbewegung in den Abschnitten b, cl
und c3 abweicht.
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Bei dem Antrieb des Querbewegungsmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der zeitliche Verlauf der Zangenschenkelhübe durch die Abszissen
b', b1', b2', b3' gegeben, und der Verlauf der Antriebshübe weicht von dem
Verlauf der Zangenschenkelhübe durch die Kurven b" und b2' ab. Der entsprechende
Verlauf der Hübe des Längsbewegungsmechanis.mus ist durch die Abszissen c, cl',
c,', c3' gegeben, und sein eigener Antrieb weicht durch die Kurven cl", c3" ab.
Die Wellenkurven b", b2", cl", c3" entstehen durch das Hebelgetriebe und stellen
den Unterschied in Hinsicht auf den Hebelantrieb dar. Aus dem Diagramm ist zu ersehen,
daß der Hubunterschied dieser beiden Teile des Mechanismus gerade seinen Maximalwert
in den Stellen der maximalen Beschleunigung oder Verspätung auf dem übertragenen
Werkstück aufweist und sich durch eine vorteilhafte Vergrößerung der Kraft der das
Werkstück haltenden Federn offenbart.
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Die Zeitabschnitte der Bewegung des übertragungsmechanismus, die durch
die Punkte A', B', C
und D' bestimmt sind, sind in der angedeuteten
Stellung mit der Bewegung des Stößels ungenügend zeitlich abgestimmt. Diese Punkte
entsprechen der gegenseitigen Stellung der Zapfen 25, 28, 35 (F i g. 3). Durch Verschiebung
der Lagerzapfen 28, 35 gegenüber dem Treibzapfen 25 auf der Pleuelstange 22 erhält
man eine zeitliche Verschiebung der Punkte A', B', C, D' im Zeitdiagramm
(F i g. 5) derart, daß die Punkte A', B', C, D' mit der vorteilhaften
Stellung der Punkte A, B, C, D zeitlich identisch sind. Gegebenenfalls kann
auch durch Einstellung der Länge der Schubstangen 33, 26 und der Hebel 27, 34 die
vorteilhafteste unsymmetrische Zeiteinteilung der Bewegungen b1', b2/1
C', c.' derart erzielt werden, daß die Rücklaufbewegung c;, ohne ein Werkstück
kürzer ist als die Bewegung c' mit dem überzuführenden Werkstück, was die Erhöhung
der Bewegungsbeschleunigung und damit der Leistung der ganzen Einrichtung ermöglicht.
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Die Hubgröße des Längsbewegungsmechanismus, die durch die Teilung
der einzelnen Werkzeuge bestimmt wird, kann in bekannter, in der Zeichnung nicht
dargestellter Weise dadurch eingestellt werden, daß es möglich ist, durch eine Schraube
die Stellung des Gleitsteines, der den die Zugstange 29 und den Winkelhebel 30 verbindenden
Zapfen trägt, zu ändern und damit die Länge des Hebelarmes 30 einzustellen. Analog
kann auch der Öffnungsweg der Zangenschenkel 6 durch Veränderung der Länge des Hebelarmes
38 durch Veränderung der Stellung des Zapfens eingestellt werden.