DE19611801A1 - Transporteinrichtung - Google Patents
TransporteinrichtungInfo
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
- B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
- B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
- B21D43/10—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by grippers
- B21D43/11—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by grippers for feeding sheet or strip material
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung für dünne Transportmaterialien mit einer
stationären Klemmzange und einer, mit einem hin- und hergehenden Linearantrieb
verbundenen Klemmzange, wobei beide Klemmzangen im wesentlichen den gleichen
Aufbau haben, mit je einer Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schließen der
Klemmzangen und mit einer Steuereinrichtung, die beide Klemmzangen wechselseitig
aktiviert.
Derartige Transporteinrichtungen werden als Einzugssysteme bezeichnet und in
Verbindung mit Bearbeitungsmaschinen, z. B. Stanzbiegemaschinen verwendet, um
draht- oder bandförmiges Material intermitierend vorzuschieben, um daraus Biegeteile
zu fertigen. Für die Klemmzangen sind kurvengesteuerte oder mittels Wippen
kulissengesteuerte Antriebe bekannt. Die Nachteile sind die begrenzte Flexibilität, d. h.
ein hoher Rüstaufwand bei Einzugszeitänderung, erhebliche Ansprechzeiten wegen der
Massenträgheit der mechanischen Bauteile, begrenzte Taktfrequenzen insbesondere bei
langen Einzugswegen und bei mechanischer Ansteuerung der Klemmbewegung die
Notwendigkeit der Taktkoppelung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Transporteinrichtung zu schaffen, die eine
größere Flexibilität bei geringerem mechanischen Bauaufwand und kürzere
Ansprechzeiten der Antriebsvorrichtungen für die Klemmzangen ergibt.
Diese Aufgabe wird bei einer Transporteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß die Antriebsvorrichtung jeder Klemmzange aus mindestens einem
Elektromagneten besteht, der einen Eisenkern und eine diesen umschließende
Erregerspule sowie einen Gegenanker aufweist, zwischen dem und dem Eisenkern in
der Offenstellung der Klemmzange ein Luftspalt gebildet ist, wobei gemäß einem ersten
Aspekt der Erfindung das Transportmaterial magnetisierbar ist und den Gegenanker
bildet und der Luftspalt Teil des Klemmspaltes ist.
Gemäß einer Alternative der Erfindung ist wenigstens eine der Klemmzangen
wenigstens angenähert rechtwinklig zur Laufebene des Transportmaterials beweglich
angeordnet. Eine der beiden Zangenbacken weist den Eisenkern mit Erregerspule auf
und die andere Zangenbacke ist mit dem Gegenanker verbunden und der Luftspalt ist
quer zur Bewegungsbahn des Transportmaterials vom Klemmspalt distanziert und
außerhalb dieser Bewegungsbahn angeordnet.
Beim ersten Lösungsprinzip bildet das insbesondere aus Stahlblech bestehende
Transportmaterial selbst den Gegenanker. Die bewegliche Zangenbacke wird dann
durch den magnetischen Fluß gebildet. Diese magnetische Zange hat einen besonders
einfachen Aufbau, da jegliche beweglichen Teile fehlen. Allerdings ist der Einsatz auf
magnetisierbare Materialien beschränkt. Die erfindungsgemäße Alternative bringt den
Vorteil eines wesentlich höheren Wirkungsgrades, da dank des zusätzlichen
Gegenankers in der beweglichen Klemmbacke der magnetische Fluß optimiert werden
kann. Wesentlich ist dabei, daß der zwischen Eisenkern und Gegenanker vorhandene
Luftspalt vom Klemmspalt distanziert ist, so daß es möglich ist Getriebe- insbesondere
Hebelübersetzungen zur Klemmkraftverstärkung einzusetzen.
Da die Dickentoleranzen von Blechbändern- oder platinen üblicherweise nur wenige
zehntel Millimeter betragen, benötigt die bewegliche Zangenbacke nur einen Arbeitshub
von z. B. 0,5 mm. Der zu überbrückende Luftspalt des Elektromagneten kann also sehr
klein gehalten werden, so daß die Abwärme der Spule und damit die Verlustleistung
niedrig bleibt. Die Erfindung erlaubt extrem kurze Ansprechzeiten, die nur zwei
Millisekunden oder weniger betragen. Dies wirkt sich unmittelbar in einer Erhöhung der
Taktfrequenz aus. Da die Ansteuerung der Elektromagnete beider Klemmzangen
programmgesteuert erfolgt, ist der mechanische Aufwand äußerst gering. Das gleiche
gilt für Umrüstzeiten, da lediglich die Programmierung zu ändern ist.
Schließlich wird noch ein ganz wesentlicher Vorteil erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Klemmkraft auf sehr einfache Weise dosiert werden kann. So läßt sich am Ende
des Einzughubes der bewegten Klemmzange deren Klemmkraft auf einen sehr geringen
Wert von beispielsweise unter 10% der, während des Materialtransportes anliegenden
Klemmkraft reduzieren, um eine Feinjustierung des Werkstückes unter
Relativverlagerung zur beweglichen Klemmzange zu erreichen.
Die Erfindung umfaßt also auch ein Arbeitsverfahren, bei dem das Transportgut
während des Transportes mit hoher Kraft elektromagnetisch geklemmt wird und in der
Endphase des Arbeitshubes die Klemmkraft durch Verringerung der elektrischen
Energiezufuhr kurzzeitig für einen Justiervorgang auf einen Wert unter 20% der
normalen Klemmkraft reduziert wird und während des Justiervorganges das
Transportgut relativ zur beweglichen Klemmzange geringfügig verlagert und dabei
ausgerichtet wird. Dieses Ausrichten übernehmen konische Zentrierdorne, die in
entsprechende Zentrierlöcher des Transportgutes einfahren.
Die neuartige elektromagnetische Klemmvorrichtung der Transporteinrichtung kann in
Verbindung mit allen bekannten Linearantrieben eingesetzt werden, bringt jedoch die
meisten Vorteile, wenn der Linearantrieb aus einem digitalsteuerbaren,
freiprogrammierbaren Linearmotor mit relativ zueinander beweglichen und
berührungslosen Primär- und Sekundärteilen besteht. Solche Linearmotoren sind an sich
bekannt, wurden aber bisher für Materialeinzüge bei Bearbeitungs- und
Montageautomaten noch nicht eingesetzt. Obwohl das Sekundärteil eines solchen
Linearmotors wesentlich länger als das Primärteil ist, wird erfindungsgemäß die
bewegliche Klemmzange am Sekundärteil befestigt, um die bewegten Massen gering zu
halten.
Die Kombination eines derartigen Linearmotors bei einer gattungsgemäßen
Transporteinrichtung mit einer elektromagnetischen Klemmung gemäß beider
vorstehender Erfindungsvarianten bringt den Vorteil einer hochgenauen und nicht durch
Abnutzung beeinflußbaren Einstellung der Einzugslänge und die äußerst genaue
Ansteuerung der Klemmzangenbewegungen in Abhängigkeit von der Längsbewegung
der Klemmzange aufgrund der digitalen Ansteuerung.
Anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung
näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Frontansicht eines Fertigungsautomaten, der hier mit Stanz- und
Biegewerkzeugen ausgestattet ist und die erfindungsgemäße Transporteinrichtung
enthält,
Fig. 2 eine Frontansicht der Transporteinrichtung in größerem Maßstab,
Fig. 3 eine Frontansicht einer Klemmzange der Transporteinrichtung,
Fig. 4 eine Schnittansicht quer zur Transportrichtung des Transportgutes längs der Linie
4-4 der Fig. 3,
Fig. 5 eine Stirnansicht der Klemmzange,
Fig. 6 eine horizontale Schnittansicht längs der Linie 6-6 der Fig. 5, und
Fig. 7 eine Stirnansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Klemmzange.
Ein in Fig. 1 dargestellter Fertigungsautomat 10 weist ein aufrechtes Gehäuse 12 auf,
an dessen Frontseite eine Transporteinrichtung 14 befestigt ist, mit der bandförmiges
Material längs der strichpunktierten Linie 16 nacheinander durch eine erste Biegestation
18, eine Stanzstation 20 und eine weitere Biegestation 22 transportiert wird. Die in
Fig. 2 in größerem Maßstab veranschaulichte Transporteinrichtung 14 weist einen
Linearmotor 24 mit stationärem Primärteil 26 und beweglichem Sekundärteil 28 auf.
Letzteres ist im Primärteil 26 berührungslos längsverschiebbar geführt. Das Primärteil
besteht im Allgemeinen aus einem Blechpaket mit Drehstromwicklung, während das
Sekundärteil einen Kurzschlußkäfig mit Eisenkern aufweist. Dem Sekundärteil ist ein
lineares Wegmeßsystem zugeordnet. An dem langen beweglichen Sekundärteil 28 ist
eine erste Klemmzange 30 befestigt, die von dem zu transportierenden Materialband 32
durchsetzt wird, welches zu einer stationären Klemmzange 34 führt, die dicht vor der
ersten Biegestation 18 angeordnet ist. Die Transporteinrichtung 14 hat ein
Montagegestell 36, auf dem die aus Linearmotor 24 und stationärer Klemmbacke 34
bestehende Baugruppe montiert ist.
Die Klemmzangen 30 und 34 sind gleich ausgebildet, so daß die Beschreibung der
Klemmzange 30 ausreicht. Diese besteht aus einem Grundkörper 40, an dem ein Hebel
42 um einen sich parallel zur Transportrichtung erstreckenden Schwenkbolzen 46
schwenkbar gelagert ist. Dieser Bolzen 46 hat zwei Exenterzapfen 48, die den Hebel 42
lagern durch Verdrehen des Bolzens 46 läßt sich der Abstand zwischen Hebel 42 und
Grundkörper 40 auf die Materialstärke des Transportgutes 32 einstellen. An der
Unterseite des Hebels 42 ist eine Klemmbacke 50 angebracht, die mit einer
gegenüberliegenden Stützbacke 52 des Grundkörpers 40 einen Klemmspalt 54
begrenzt. An dem vom Schwenklager 46 abgewandten Ende des Grundkörpers 40 ist
ein aus Trafoblechen gebildeter, im Längsschnitt E-förmiger Eisenkern 56 montiert, der
eine Erregerspule 58 aufweist. Der Kern 56 und die Spule 58 sind in den Grundkörper
40 eingesetzt und mittels Vergußmasse 60 vergossen, durch die der Spulenanschluß
62 bodenseitig herausgeführt ist. Im Hebel 42 ist - mit dem Eisenkern 56 ausgerichtet
und dessen Außendimensionen im Format angepaßt - ein Gegenanker 64 eingesetzt,
der ebenfalls aus Kernblechen besteht. Zwei Druckfedern 66 im Grundkörper 40
drücken den Hebel 42 nach oben gegen einen Anschlag 68. Ein Thermofühler 70 dient
der Überwachung der Temperatur der Spulenwicklung.
Der Klemmspalt 54 zwischen der mit übertriebener Bodenwölbung dargestellten
Klemmbacke 50 und der Stützbacke 52 wird so eingestellt, daß die Spaltbreite um
etwa 0,5 mm größer als die Materialdicke des Materialbandes 32 ist, wenn sich der
Hebel 42 am Anschlag 68 befindet. Zwischen dem Eisenkern 56 und dem Gegenanker
64 herrscht dann ein Luftspalt von höchstens 0,8 mm. Bei Stromzufuhr über den
Anschluß 62 baut die Spule 58 in weniger als 0,2 ms ein Magnetfeld auf, wobei der
Gegenanker 64 gegen den Spulenkern 56 gezogen wird und zwar mit einer
Magnetkraft, die von den Dimensionen des aus Eisenkern 56, Erregerspule 58 und
Gegenanker 64 bestehenden Elektromagneten 72 abhängig ist. Der Eisenkern 56 hat
einen aufrechten Mittelschenkel und zwei Endschenkel. Die drei Schenkel liegen in einer
Ebene, die zu der Bodenebene des Gegenankers 64 exakt parallel liegt. Dank dieser
Gestaltung und der geringen Luftspaltbreite sind die magnetischen Streuverluste gering.
Die Mitte des Elektromagneten 72 hat vom Schwenklager des Hebels 42 etwa den
doppelten Abstand wie die Mitte der Klemmbacke 50 von diesem Schwenklager 48, so
daß die für die Materialklemmung zur Verfügung stehende Klemmkraft doppelt so groß
ist wie die magnetische Anzugskraft.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 ist ein Kontaktelement 74 in eine sich längs der
Bandtransportrichtung erstreckende zylindrische Bodenausnehmung eingesetzt, die eine
abgeflachte, dem Transportband 32 zugewandte Kontaktfläche aufweist. Dieses
Kontaktelement ist um seine Längsachse drehbar und damit selbsteinstellend
ausgebildet. Die Kontaktfläche ist schmaler als das Transportband 34, so daß die
Flächenpressung erhöht wird. Bei Abnutzung kann das Kontaktelement 74 leicht
ausgewechselt werden.
Die Schwenklagerung des Hebels 42 gemäß Fig. 3-6 läßt sich ohne weiteres auch
durch eine einseitige Parallelogrammführung oder durch eine beidseitige Säulenführung
des Hebels 42 ersetzen.
Fig. 7 veranschaulicht eine Klemmzange 30, deren Grundkörper 40 beidseitig des
Klemmspaltes 54 jeweils einen Elektromagneten 72 aufweist. Entsprechend hat der
Klemmbackenhebel 42 zwei Gegenanker 64. Die Elektromagneten 72 werden synchron
angesteuert, so daß sich eine translatorische Bewegung der Klemmbacke 50 ergibt. Die
Klemmzange 30 gemäß Fig. 7 ist zu ihrer Längsmittelebene spiegelbildlich ausgebildet
und weist vier Druckfedern 66 auf, die den Hebel 42 in Offenstellung vorspannen. Eine
Linearführung für den Hebel 42 kann hier entfallen, da eine schwimmende Lagerung
ausreicht.
In Betrieb arbeitet die Transporteinrichtung 14 wie folgt. Die Klemmzange 30 klemmt
das Materialband 32 fest. Die stationäre Klemmzange 34 ist offen. Das Sekundärteil 28
des Linearmotors 24 schiebt dann das Materialband 32 um eine vorprogrammierte
Einzugslänge durch die stationäre Klemmzange 34. In der letzten Bewegungsphase der
beweglichen Klemmzange oder anschließend an den durchgeführten Einzugshub wird
die Magnetkraft durch Drosselung der Stromzufuhr auf 2% oder 5% der normalen
Magnetkraft reduziert. Das Materialband 32 wird dann mittels einer nicht dargestellten
Feinjustiereinrichtung relativ zur beweglichen Klemmzange 30 verschoben, wonach die
Klemmzange 30 öffnet und gleichzeitig die stationäre Klemmzange 34 schließt. Die
Sekundärteil-Schiene 28 des Linearmotors 14 führt dann ihren Rückhub in die
Anfangsstellung aus, wo die bewegliche Klemmzange 30 wieder schließt und die
stationäre Klemmzange 34 öffnet.
Claims (10)
1. Transporteinrichtung für dünne Transportmaterialien (32), mit einer stationären
Klemmzange (34) und einer, mit einem hin- und hergehenden Linearantrieb (24)
verbundenen Klemmzange (30), wobei beide Klemmzangen (30, 34) im
wesentlichen den gleichen Aufbau haben, weiterhin mit je einer
Antriebsvorrichtung (72) zum Öffnen und Schließen der Klemmzangen (30, 34)
und mit einer Steuereinrichtung, die beide Klemmzangen wechselseitig aktiviert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (72) jeder Klemmzange (30,
34) aus mindestens einem Elektromagneten (72) besteht, der einen Eisenkern (56)
und eine, diesen umschließende Erregerspule (58) sowie einen Gegenanker (64)
aufweist, zwischen dem und dem Eisenkern (56) in der Offenstellung der
Klemmzange ein Luftspalt gebildet ist, daß das Transportmaterial (32)
magnetisierbar ist und den Gegenanker (64) bildet und der Luftspalt Teil des
Klemmspaltes (54) ist.
2. Transporteinrichtung für dünne Transportmaterialien (32) mit einer stationären
Klemmzange (34) und einer, mit einem hin- und hergehenden Linearantrieb (24)
verbundenen Klemmzange (30), wobei beide Klemmzangen (30, 34) im
wesentlichen den gleichen Aufbau haben und eine wenigstens angenähert
rechtwinklig zur Laufebene des Transportmaterials (32) bewegliche Klemmbacke
(50) sowie eine Stützbacke (52) und einen zwischen beiden Backen (50, 52)
gebildeten Klemmspalt (54) aufweisen, weiterhin mit je einer Antriebsvorrichtung
(72) zum Öffnen und Schließen der Klemmzangen (30, 34) und mit einer
Steuereinrichtung, die beide Klemmzangen (30, 34) wechselseitig aktiviert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (72) jeder Klemmzange (30,
34) aus mindestens einem Elektromagneten (72) besteht, der einen Eisenkern (56)
und eine diesen umschießende Erregerspule (58) sowie einen Gegenanker (64)
aufweist, zwischen dem und dem Eisenkern (56) in der Offenstellung der
Klemmzange (30, 34) ein Luftspalt gebildet ist, daß der Eisenkern (56) mit einer
der beiden Zangenbacken (50, 52) und der Gegenanker (64) mit der anderen
Zangenbacke verbunden ist, und daß der Luftspalt quer zur Bewegungsbahn des
Transportmaterials (32) vom Klemmspalt (54) distanziert ist und außerhalb dieser
Bewegungsbahn angeordnet ist.
3. Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegliche Klemmbacke (50) an dem vom Gegenanker (64) abgewandten Ende
schwenkbar gelagert ist.
4. Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegliche Klemmbacke (50) translatorisch geführt ist.
5. Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Elektromagneten (72) jeweils an den einander gegenüberliegenden Enden der
Klemmbacke (50) angeordnet und synchron betätigbar sind.
6. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegliche Klemmbacke (50) mittels mindestens einer Feder (66) in ihre
Offenstellung gegen einen Anschlag (68) vorgespannt ist.
7. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegliche Klemmbacke (50) je mindestens ein beweglich gelagertes,
sich selbsteinstellendes Kontaktelement (74) mit einer dem Transportmaterial (32)
zugewandten Kontaktfläche aufweist.
8. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Achse des Schwenklagers (48) parallel zur Transportrichtung des
Transportmaterials (32) erstreckt und eine Exenterbuchse aufweist, bei deren
Verdrehung sich die Breite des Klemmspaltes (54) verändert.
9. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eisenkern (56) einen E-förmigen Längsschnitt mit einem Joch einem
Mittelschenkel und zwei Endschenkeln aufweist und der Gegenanker (64) die
Stirnflächen der drei Schenkel vollflächig überdeckt.
10. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Linearantrieb (24) aus einem digital ansteuerbaren, freiprogrammierbaren
Linearmotor mit relativ zueinander beweglichen und berührungslosen Primär- und
Sekundärteilen (26, 28) besteht.
Priority Applications (1)
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DE1996111801 DE19611801C2 (de) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Transporteinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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