DE1627455B2 - Transfereinrichtung zum schrittweisen Vorschub von Einzelwerkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung zum schrittweisen Vorschub von Einzelwerkstücken bei Mehrstufenpressen mit wenigstens einem Greiferpaar aus zwei spiegelbildlich zur Vorschubachse an je einer Verschiebestange vorgesehenen Greiferteilen, die jeweils eine Greifbewegung zueinander, eine gemeinsame Vorschubbewegung, eine Lösebewegung auseinander und einen Leerrückhub ausführen, wobei die Verschiebestangen in Längs- und Querrichtung jeweils über Schlitten auf parallelen Stangen gleitend geführt sind und für Längs- und Querbewegung getrennte Antriebsmittel aufweisen, deren für die Querbewegung vorgesehene Antriebsmittel aus miteinander gekoppelten, beidseits der Presse mittig zwischen den Verschiebestangen auf Antriebswellen angeordneten symmetrischen Doppelarmhebeln bestehen, die über Schublenker an dem die Verschiebestangen tragenden Schlitten angreifen.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Auslegung des Antriebsmittels für den Längsvorschub.

Es ist bekannt. Werkstücke entweder manuell oder automatisch zu fördern. Beim manuellen Vorschub trägt die Bedienungsperson, sobald ein Preßvorgang ausgeführt werden soll, die Einzelwerkstücke nacheinander an die Bearbeitungsstation, beispielsweise eine Presse, heran. Der manuelle Vorschub ist jedoch sehr mühselig sowie zeitraubend und keineswegs für den Betrieb einer Hochgeschwindigkeitspresse geeignet. Beim Bandtransfer, beispielsweise in Form eines Metallstreifens, wird dieser intermittierend durch Förderwalzen oder Greifmechanismen in bestimmten Zeitabständen der Bearbeitungsstation an der Presse zugeführt. Nach der Bearbeitung werden die Einzelteile vom Streifen abgetrennt. Die Streifenförderung eignet sich für. Hochgeschwindigkeitspressen, ist jedoch beschränkt, auf die Herstellung von Werkstücken, die in

ίο Gestalt eines kontinuierlichen Streifens zugeführt werden können. Außerdem ist es beim Streifentransfer unmöglich, Einzelwerkstücke aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Bearbeitungsstationen reihenweise zuzuführen.

Für die automatische Förderung von Einzelwerkstücken sind Lösungen, die mit Greifern arbeiten, bekannt.

Bei Transfereinrichtungen (amerikanische Patentschrift 26 76 799 und französische Patentschrift

ao 14 20 837) ist schon bekannt, den Längs-Bewegungsablauf der Verschiebestangen in Form einer etwa quadratischen Kurve mit abgerundeten Ecken zu erzielen. Eine solche Kurve kann lediglich mittels des Prinzips einer Hypotrochoide erzeugt werden, die allerdings auch Ellipsenform haben kann; es ist jedoch zu diesem Zweck ein aufwendiger und teurer Zahnkranz mit einem sich innen abwälzenden Zahnrad notwendig. Eine solche Einrichtung ist außerdem in ihrer Ausbildung komplizierter. Darüber hinaus ist der sich ergebende Geschwindigkeitsverlauf nicht optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bei Einsatz eines derartigen Antriebes zu beseitigen und den Längsantrieb der Transfereinrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die bewegten Einzelteile minimale Beschleunigungen und Verzögerungen erfahren, so daß die Einrichtung mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann und die Lebensdauer der gesamten Maschine erhöht ist. Insbesondere soll hierbei ein elliptisch geformter Kurvenverlauf zur Anwendung gelangen.

Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Längsantriebes an Transfereinrichtung für Einzelteile ergeben sich aus dem Anspruch.
Im Vergleich zum Stand der Technik ist der Sonnen- und Planetenrad-Getriebemechanismus gemäß der Erfindung stabiler, kompakter und wirtschaftlicher. Trotzdem der Weg des exzentrischen Stiftes außerhalb des Sonnenrades verläuft, können die Gesamtabmessungen der Vorrichtung klein gehalten werden, und es ist auch der Stift sehr leicht zugänglich. Bei der erfindungsgemäß ausgelegten Transfereinrichtung startet die Verschiebestange aus der Geschwindigkeit 0 (Verweilperiode), steigert ihre Geschwindigkeit allmählich bis zum maximalen Wert in der Mitte dieses Verschiebeweges, von wo aus die Geschwindigkeit dann allmählich auf 0 am Ende des Verschiebeweges verringert wird. Der Bewegungsablauf der Verschiebestange ist daher äußerst gleichförmig und weist keinerlei abrupten Geschwindigkeitswechsel auf, was einen gleichförmigen und wirksamen Betrieb der Verschiebestange gewährleistet. Hierdurch werden insgesamt die Beschleunigungsund Verzögerungsanteile der sich bewegenden Teile reduziert.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

F i g. 1 perspektivisch die Transfereinrichtung an einer Presse,

F i g. 2 das Schema eines Bewegungsablaufs, der mit

Hilfe eines Planetenradgetriebes erzielt wird,

F i g. 3 schematisch die Verschiebestangen mit ihrem vorgesehenen Bewegungsablauf,

F i g. 4 die Transfereinrichtung im Querschnitt und
'■ F i g. 5 in Draufsicht bei entfernter Abdeckung,
! F i g. 6 eine Scheiben-Lenkerverbindung zur Ab- ^; Standsänderung zwischen den Verschiebestangen gemaß F i g. 5,

F i g. 7 die Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung der Scheiben-Lenkerverbindungen in Seitenansicht und F i g. 8 im Querschnitt längs Linie VIII-VIII in F i g. 7,

F i g. 9 schematisch den Bewegungsablauf bei Zuführ-, Rückführ- und Querbewegung der parallelen ! Verschiebestangen im Verhältnis zum Drehwinkel der Pressenhauptwelle und

Fig. 10 schematisch in Draufsicht den Bewegungsablauf der Verschiebestangen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, wird die Transfereinrichtung bei einer Mehrstufenpresse P verwendet. Auf zwei Seiten von Preßformen Di, Dz und Di ist eine Stange eines Stangenpaares Fangeordnet. Die Preßformen Di, Di und Di sind auf dem Tisch Γ der Presse P parallel angeordnet und besitzen längs einer geraden Linie ' konstanten Abstand voneinander. In jeder dieser Formen wird ein bestimmter Bearbeitungsvorgang gemäß einem vorbestimmten Zeitplan durchgeführt, jede Verschiebestange F trägt eine Anzahl nach innen ragender Greifarme in einem Abstand voneinander, der dem Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Preßformen entspricht. Diese Greifarme ergreifen gleichzeitig auf den Preßformen befindliche Werkstücke und fördern sie zur entsprechenden darauffolgenden Preßform weiter, in der nach einem bestimmten Zeitablauf der nächste Arbeitsgang durchgeführt werden soll. Die Förderbewegung ist so eingestellt, daß der Preßvorgang nicht beeinträchtigt wird. Die Förderbewegung erfolgt in der Weise, daß sich die Verschiebestangen aufeinander zu bewegen, daß die Greifarme an die Preßformen herangeschoben werden, so daß sie gleichzeitig die darin befindlichen Werkstücke erfassen können und anschließend durch Längsverschiebung der Verschiebestangen um einen entsprechenden Betrag zwischen den beiden Preßformen weiterbefördert werden. Während dieser Weiterverschiebung sind die Werkstücke durch die Greifarme gehalten. Nach Erreichen der nächsten Preßform entfernen sich die beiden Verschiebestangen wieder voneinander, so daß hierdurch die Werkstücke freigegeben werden und in der erforderlichen Preßform liegenbleiben. Anschließend werden die Verschiebestangen in Längsrichtung wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Dieser Transferzyklus wird kontinuierlich wiederholt, so daß reihenweise ein oder mehrere Werkstücke gleichzeitig den Preßformen entsprechend dem Zeitablauf der Arbeitsgänge in der Presse zugeführt werden.

Um die Geschwindigkeit beim Start und gegen Ende der Transferbewegung zu verringern, wird nur die Geschwindigkeitskomponente der Längsbewegung der Verschiebestangen längs Bogenbereichen aa', b'b des Umfangsbogens Teines exzentrisch angeordneten Stiftes E(F i g. 3,4 und 5) auf einem Planetenrad W ausgenutzt. Das Planetenrad W rollt auf einem stationären Sonnenrad S ab. Die erwähnte Geschwindigkeitskomponente wird dadurch erzielt, daß die Bewegung des exzentrischen Stiftes E längs der Bogenstücke aa', b'b auf eine Gerade zur Längsachse des annähernd elliptischen Bogens Γ projiziert wird. Der exzentrische Stift E läuft längs des annähernd elliptischen Bogens T, der zwei gerade Abschnitte ab und a't/ parallel zu seiner Längsachse besitzt. Die gewünschten Bewegungsverhältnisse werden erzielt, wenn sich der Durchmesser des Sonnenrades S, der Durchmesser des Planetenrades W und die Exzentrizität des exzentrisch angeordneten Stiftes E wie 10:5:1 verhalten. Eine Änderung dieses Verhältnisses liefert zwei andere parallele Abschnitte ab, a'b' in dem elliptischen Bogen T.
Zur Erzielung der Längsbewegung der Verschiebestangen Fist der exzentrisch angeordnete Stift £auf dem Planetenrad W drehbar mit einem Gleitstein k

. (F i g. 4 und 5) verbunden. Der Gleitstein k ist innerhalb einer Nut H an der Unterseite einer Gleitführung 2 geführt, die wiederum durch Gleitschienen 3 in Längsrichtung der Verschiebestangen F beweglich gehalten ist. Die Gleitführung 2 trägt an ihrer Oberseite eine Gleitbahn s in Querrichtung zu den Verschiebestangen F. Zwei Sätze von Spannelementen 13, 13' sind verschieblich auf der Gleitbahn s befestigt. Jeder der bei-

ao den Sätze von Spannelementen 13, 13' greift formschlüssig in eine der Verschiebestangen F, so daß bei der Längsbewegung der Gleitführung 2 durch die Spannelemente 13, 13' die Verschiebestangen F mitgenommen werden. Beim Auftreten eines Fehlers, durch den die Längsbewegung der Verschiebestangen Fblokkiert wird, kommen die Spannelemente 13,13' von den Verschiebestangen F frei, so daß eine Beschädigung vermieden wird.

Wie bereits erwähnt, wird die Längsbewegung der Verschiebestangen F durch die Bewegung des exzentrisch angeordneten Stiftes E längs der Bogenstücke aa', b'b mittels der den Gleitstein k aufnehmenden Gleitführung 2 erzielt. Die Beschleunigung und Verzögerung bei der Längsbewegung der Verschiebestangen F wird durch Ausnutzung der axialen Geschwindigkeitskomponente des exzentrisch angeordneten Stiftes E längs dieser Bogenstücke auf dem elliptischen Bogen Tvermindert.
Die Querbewegung der parallelliegenden Verschiebestangen Faufeinander zu und voneinander weg wird durch die Betätigung einer Scheiben-Lenkerverbindung 4, 6, 7 erzielt, während der exzentrisch angeordnete Stift E auf dem Planetenrad W längs der geraden Abschnitte ab, a't/ des elliptischen Bogens Tbewegt wird.

In diesem Zeitintervall werden die Verschiebestangen F an einer Längsbewegung für die Dauer der Querbewegung gehindert. Ein Ende von Schublenkern 7 ist gelenkig auf einem Paar exzentrisch angeordneter Stifte E gelagert. Die Stifte E sind diametral einander gegenüber auf einer Drehscheibe 6 angeordnet, die jeweils um einen Halbkreis vor- und zurückgedreht wird, so daß das Ende jedes Schublenkers 7 auf einem Halbkreisbogen T hin- und herbewegt wird. Das andere Ende jedes Schublenkers 7 ist gelenkig an einem Schieber 4 befestigt, der an jeder Verschiebestange F angeordnet ist und auf Führungen 5 läuft. Die Führungen 5 erlauben eine Bewegung des Schiebers 4 in Querrichtung zu den Verschiebestangen F. Durch die Betätigung der Schublenker 7 bewegen sich die Schieber 4 zusammen mit den Enden der Schublenker 7 geradlinig quer zur Längsbewegung der Verschiebestangen F Auf Grund der Scheiben-Lenkeranordnung 4,6,7 wird eine minimale Anfangs- und Endgeschwindigkeit bei der Querbewegung der Verschiebestange Ferzielt.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Transfereinrichtung an Hand von F i g. 4 bis 8 im einzelnen erläutert.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist das Planetenrad W

drehbar in einem Käfig 8 gelagert, der auf einer Welle 9 befestigt ist. Die Welle 9 trägt außerdem ein Kettenritzel 10, das durch eine Kette Cvon einem nicht dargestellten Antrieb her angetrieben wird. Das Planetenrad W bewegt sich um das stationär angeordnete Sonnenrad S, das mit einem Gehäuse 11 eine Einheit bildet und koaxial zur Welle 9 angeordnet ist. Auf dem Planetenrad W ist exzentrisch ein Stift E befestigt, der drehbeweglich mit einem rechteckigen oder quadratischen Gleitstein k gekoppelt ist Der Gleitstein gleitet innerhalb einer Nut H, die an der Unterseite einer Gleitführung 2 vorgesehen ist Wie in F i g. 5 dargestellt, besitzt die Gleitführung 2 an ihren beiden unterseitigen Enden ein Paar Gleitmuffen 12. Am Gehäuse 11 ist parallel zur Längserstreckung der Verschiebestangen F ein Paar Gleitschienen 3 befestigt. Die Gleitmuffen 12 gleiten auf den Gleitschienen 3 und führen somit die Gleitführung 2 parallel zur Längsrichtung der Verschiebestangen F. Die Gleitführung 2 trägt an ihrer Oberseite die Gleitbahn s, in der die beiden Sätze der Spannelemente 13, 13' verschieblich befestigt sind. Jedes Paar dieser Spannelemente 13, 13' ist mittels eines Stiftes 14 verbunden und wird durch eine Feder aufeinander zugezogen. Dadurch werden die Verschiebestangen F federnd umspannt Die zueinander gerichteten Seiten der Spannelemente 13,13' sind an den Kanten abgeschrägt und greifen in komplementär geformte Ausnehmungen der Verschiebestangen Fein. Diese Anordnung erlaubt die bereits erwähnte Trennung der Spannelemente 13, 13' von den Verschiebestangen F, wenn ein Maschinenfehler auftritt

Das Kettenritzel 10 ist zweiteilig und besitzt an den aneinanderliegenden Oberflächen Vertiefungen und Erhöhungen, um eine Einstellbarkeit des Drehwinkels zwischen der Welle 9 und der Pressenhauptwelle zu ermöglichen. Durch Relativverschiebung der beiden Teile des Kettenritzels 10 läßt sich ein bestimmtes Zeitverhältnis zwischen dem Preßvorgang und der Transferbewegung der Werkstücke erzielen.

Am Käfig 8 ist mittels eines Bolzens 16 eine Scheibe 15 mit einer Kurve K befestigt Auf einer im Gehäuse 11 befestigten Achse i8 ist ein Winkelhebel 17 schwenkbar befestigt, dessen eines Ende eine Gleitrolle 19 trägt, die auf der Kurve K abrollt Im anderen Arm des Winkelhebels 17 ist ein Langloch 20 vorgesehen, in dem ein Stift 21 gleitet Der Stift 21 sitzt auf einer Zahnstange 22, die im Gehäuse 11 verschiebbar ist und rechtwinklig zur Längsrichtung der Verschiebestangen F verläuft Die Zahnstange 22 wird durch Federkraft 24' oder durch pneumatisch erzeugte Druckkräfte in Richtung des Pfeiles A geschoben, so daß der Winkelhebel 17 durch den Stift 21 im Langloch 20 im Uhrzeigergegensinn gedreht wird (s. F i g. 5). Dadurch wird die Gleitrolle 19 immer in Kontakt mit der Kurve K gehalten und bewegt den Winkelhebel 17 bei Drehung der Scheibe 15 in einer Schwingbewegung. Die Zahnstange 22 kämmt an ihrem Ende mit einem Ritzel 24, das unmittelbar auf der Drehscheibe 6 koaxial hierzu befestigt ist. Wenn der Winkelhebel 17 auf Grund der Drehung der Scheibe 15 seine Schwingbewegung ausführt, so daß dadurch die Zahnstange 22 hin und herbewegt wird, resultiert daraus die bereits erwähnte halbkreisbogenförmige Bewegung der Drehscheibe 6. Die Kurve K ist im Verhältnis zur Drehung des Käfigs 8 so angeordnet, daß die Querbewegung des Winkelhebels 17 dann erfolgt, wenn die Längsbewegung der Verschiebestangen Fgerade unterbrochen ist.

Die Drehscheibe 6 trägt diametral einander gegenüberliegend angeordnete Stifte E, die mit dem einen Ende der Schublenker gekoppelt sind, während deren anderes Ende gelenkig über einen Stift R mit den Schiebern 4 verbunden ist. Die Schieber 4 sind in Querrichtung zu den Verschiebestangen F auf den Führungen 5, die am Gehäuse 11 befestigt sind, verschiebbar.

Durch die halbkreisförmige hin- und hergehende Drehbewegung der Drehscheibe 6 werden die Verschiebestangen F in bestimmten Zeitabständen aufeinander zu und voneinander weg bewegt.

Das zeitliche Verhältnis der Betätigung des Planetengetriebes und der Scheiben-Lenkerverbindung sowie der daraus resultierenden aufeinanderfolgenden Längs- und Querbewegung der Verschiebestangen F ergibt sich aus Fig.9 und 10. In Fig.9 ist der Drehwinkel der Pressenhauptwelle zeichnerisch in Bezug auf die Bewegungen der Verschiebestangen F aufgezeigt. Der Winkel / repräsentiert den der Längsbewegung der Verschiebestangen Fentsprechenden Win-

ao kel, beispielsweise 120°. Daran anschließend folgt ein Leerlaufwinkel /1, beispielsweise 5°, und darauf der Winkel u, beispielsweise 60°, während die Querbewegung der Verschiebestangen F stattfindet. Der Leerlaufwinkel /1 gewährleistet den Stillstand der Verschiebestangen Fvor dem Einsetzen der Querbewegung, um ein exaktes Positionieren der Werkstücke auf den einzelnen Preßformen zu ermöglichen. Weiterhin folgt ein Verschiebewinkel ai, ebenfalls etwa 5°, am Ende des Winkels u, um die längsgerichtete Rückführbewegung der Verschiebestangen F, die durch den beispielsweise mit 120° bemessenen Winkel r repräsentiert wird, einzuleiten. Vor dem Abschluß der Querbewegung der Verschiebestangen F, die durch den Winkel u repräsentiert ist, ist ein Vorwinkel ai, beispielsweise 5°, vorgesehen, der sich an den Winkel ranschließt, um die Querbewegung der Verschiebestangen F einzuleiten. Diese erfolgt während des Winkels c, beispielsweise 60°, während die Werkstücke erfaßt werden. Ein weiterer Leerlaufwinkel h, beispielsweise 5°, ist zwischen dem Ende des Winkels cund dem Beginn des Winkels /"vorgesehen, um ebenfalls wieder den Stillstand der Verschiebestangen Fvor der Längsbewegung zu gewährleisten. In diesem Zeitintervall werden die Werkstücke erfaßt.
Der tatsächliche Bewegungsablauf der Verschiebe-

stangen Fist in Fi g. 10 dargestellt Darin ist in Übereinstimmung mit F i g. 9 die Verschiebebewegung mit f, die Querbewegung mit u, die Leerbewegung mit /1 bezeichnet, während die Längsrückführbewegung vor dem Abschluß der Querbewegung u und der mit a\ bezeichneten Zeitperiode mit r bezeichnet ist Die Zueinanderbewegung der Verschiebestangen F ist durch c angedeutet Diese setzt vor dem Abschluß der Längsrückführbewegung rein, und zwar um das Zeitintervall ai früher, während die Leerlaufzeit η zwischen der Beendigung der Querbewegung c und dem Beginn der Längsbewegung /eingeschoben ist. Wie zu erkennen ist, wird ein weitgehend rechteckiger Arbeitszyklus erhalten. Die Scheiben-Lenkerverbindung zur Erzielung der Querbewegung der Verschiebestangen Fist an beiden Seiten der Presse bei A und B gemäß F i g. 1 angeordnet und wird synchron gemäß F i g. 7 und 8 betätigt.

Die Zahnstangen 22 an den beiden Seiten A und B der Presse sind gelenkig mit Stäben 22' verbunden (s.

Fig.7). Diese Stäbe stehen unter der Wirkung der Druckkräfte 24'. Jeder Stab 22' ist mit dem Ende eines Kurbelarmes 25 verbunden, der seinerseits an einer durch den Rahmen F der Presse hindurchragenden

Welle 26 befestigt ist. Die Welle 26 ist in Lagern 28 in Lagerblöcken 27 zu beiden Seiten der Presse gelagert. Dadurch werden die Zahnstangen 22 synchron betätigt und eine effektive Parallelverschiebung der Verschiebestangen Ferzielt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird lediglich ein Planetengetriebe zur Erzielung der Längsbewegung zusammen mit der Gleitführung 2 verwendet. Bei Verwendung von zwei Planetengetrieben wird eine noch stabilere Bewegung der Gleitführung erzielt. In

diesem Fall wird parallel zur Gleitführung ein Paar stationärer Sonnenräder angeordnet, um die zwei Planetenräder in entgegengesetztem Drehsinn symmetrisch zueinander abrollen.

Stattdessen kann auch gleicher Drehsinn und gleiche Phasenlage der Planetenräder gewählt werden. Die in den Planetenrädern angeordneten exzentrischen Stifte werden gleitend in der Nut an der Unterseite der Gleitführung durch Gleitsteine aufgenommen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

509513/16

Claims (1)

1. Palentanspruch:

   Transfereinrichtung zum schrittweisen Vorschub von Einzelwerkstücken bei Mehrstufenpressen mit wenigstens einem Greiferpaar aus zwei spiegelbildlich zur Vorschubachse an je einer Verschiebestange vorgesehenen Greiferteilen, die jeweils eine Greifbewegung zueinander, eine gemeinsame Vorschubbewegung, eine Lösebewegung auseinander und einen Leerrückhub ausführen, wobei die Verschiebestangen in Längs- und Querrichtung jeweils über Schlitten auf parallelen Stangen gleitend geführt sind und für Längs- und Querbewegung getrennte Antriebsmittel aufweisen, deren für die Querbewegung vorgesehene Antriebsmittel aus miteinander gekoppelten, beidseits der Presse mittig zwischen den Verschiebestangen auf Antriebswellen angeordneten symmetrischen Doppelarmhebeln bestehen, die über Schublenker an dem die Verschiebestangen tragenden Schlitten angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längsbewegung der Verschiebestangen (F) ein auf einem Planetenrad (W) exzentrisch angeordneter Stift (E) quer zur Längsrichtung der Verschiebestangen gleitend geführt ist, daß das Planetenrad (W) außen auf einem stationären Sonnenrad (S) abrollt, dessen Durchmesser sich zu dem des Planetenrades (W) und zur Exzentrizität des Stiftes (E) von der Planetenradachse wie 10:5:1 verhält, daß der Stift (E) einen drehbar befestigten und in einer Gleitführung (2) gleitenden Gleitstein (k) trägt, der mit den Verschiebestangen (F) verbunden ist, und daß die Verbindungsstrecke zwischen dem Mittelpunkt des Sonnenrades (S) und dem des Stiftes (E) am kürzesten ist, wenn sie im Betrieb parallel zur Längsrichtung der Verschiebestangen (F) liegt.