DE1962293A1

DE1962293A1 - Sicherheitseinrichtung fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1962293A1
Application number: DE19691962293
Authority: DE
Inventors: Paul Ramseier
Original assignee: Braecker AG
Current assignee: Braecker AG
Priority date: 1968-12-13
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3613981A; CH500043A; CS151537B2; JPS50309B1; GB1293559A; FR2026071A1

Description

Dr. Werner Haßler

PATE N T A N ν/A LT Lüdenscheid, den 11. Dezember 1 ;69 -

588 LuDEN=XHEID a 69 394

Asenberg 3i-Post.'odi 1704

Bräcker AG-, Pfäffikon ZH

(Schweiz)

Sicherheitseinrichtung für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für Werkzeugmaschinen, mit einem Zustellorgan, das während

/wo des Betriebes eine Vorschubbewegung ausführt, ferner Mittel zur Unterbrechung der Vorschubbewegung beim Vorliegen anomaler Zustände vorhanden sind.

Bei vielen \7erkzeugmaschinen ist es besonders schwierig, Vorkehrungen für einen wirksamen Unfallschutz und einen Schutz gegen anomale Betriebsverhältnisse vorzusehen, da

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einerseits der für Sicherheitseinrichtungen zur Verfügung stehende Raum meistens sehr beschränkt ist und anderseits ein ungehindertes Arbeiten möglich sein soll.

Es sind zwar bereits Unfallschutz-Einrichtungen bekannt, beispielsweise mit Zweihand-Einschaltung, die aber gerade bei Nietmaschinen das Zusammennieten von Kleinteilen stark erschweren oder verunmöglichen. Ferner sind Lichtschranken bekannt, die aber verhältnismässig aufwendig sind und sich bei vielen Werkzeugmaschinen nur schv/er unterbringen lassen,

Durch die Erfindung soll eine wirksame Sicherheitseinrichtung geschaffen werden, die in ihrem Aufbau verhältnismässig einfach ist und das Arbeiten an der Werkzeugmaschine nicht behindert oder unübersichtlich macht.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass erste Schalt- oder Steuerorgane vorhanden sind, welche während eines Leerhubes des Zustellorganes eine Unterbrechung desselben bewirken, wenn auf das Werkzeug ein der Vorschubbewegung entgegenwirkender Druck ausgeübt wird, und zweite Schalt- oder Steuerorgane vorhanden sind, welche die ersten Schalt- oder Steuerorgane überbrücken oder verhindern, dass sie in die Ausschaltlage gelangen,.sobald der Leerhub des Zustellorganes ein vorbestimmtes Mass überschritten hat.

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Dadurch gelingt es nicht nur, einen guten Unfallschutz für die Bedienungspersonen zu erhalten, sondern darüber hinaus auch die Haschine und das Werkzeug zu schützen, wenn anomale Verhältnisse vorliegen, sei es, dass ein Werkstück unrichtig oder doppelt eingelegt wurde oder Vorschub- bzw. Zufuhrorgane unrichtig funktionieren. Da keine die Sicht auf das Werkzeug behindernden Teile oder Fühler vorhanden sind, wird die Einlegearbeit nicht gestört.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Spindel mit einem Nietdöpper in der Ruhelage,

Fig. 2 einen zu Fig. 1 analogen Schnitt in der Arbeitslage ,

Fig. 3 ein Detail mit Nietdöpper und Niete.

In einem Maschinengehäuse 1 ist ein Zustellorgan, im vorliegenden Fall eine Spindel 2 in Axialrichtung verschiebbar angeordnet. Am unteren Ende dieser Spindel 2 befindet sich eine Büchse 3, die ebenfalls in . ^x ialrichtung beweglich ist. Eine Feder 4 drückt diese Büchse 3 in eine äussere Endlage, wobei sie gegen eine Schulter 5 anliegt. In diese Büchse 3 ist das T/erkzeug, nämlich ein Nietdöpper

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eingesetzt, der im Innern durch einen Permanentmagneten 7 gehalten ist. Gegen die obere Stirnseite der Büchse 3 liegt ein Stift 8 an, der mit einer Metallkugel 9 zusammenwirkt. Diese durch eine Feder 18 belastete Kugel 9 bildet zusammen mit einem stationären Kontaktstück 15 einen elektrischen Schalter, der durch Anheben der Kugel 9 geöffnet werden kann, so dass dann der Stromkreis unter brochen ist.

Dieser Schalter 9» 15 steht über eine elektrische Leitung 23 mit einem weiteren elektrischen Schalter 10 in Verbindung. Dieser zweite Schalter 10 ist ausserhalb der Spindel 2 angeordnet und wird durch eine Schraube 16 am Maschinengehäuse festgehalten. Durch Lösen dieser Schraube 16 kann der Schalter 10 - allenfalls mit Hilfe einer nicht

dargestellten Einstellschraube - in der Höhenlage eingestellt werden. Seine Betätigungsrolle 12 liegt gegen die Mantelfläche der Spindel 2 an, die aussen mit einem Ringansatz 13 versehen ist. Bei einer Abwärtsbewegung dieser Spindel 2 wird dieser Schalter 10 geschlossen. Anstelle eines Ringansatzes 13 könnten auch andere Betätigungsmittel vorhanden sein, die bei einer Axialbewegung der Spindel 2 eine Sehaltbewegung bewirken. Die beiden Schalter 9, 15 und 10 sind elektrisch parallel geschaltet und stehen über die elektrische. Leitung 23 mit einer Steuereinrichtung 11 der Maschine in Verbindung

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Die Betätigungsrolle 12 ist relativ zum Ringansatz 13 so angeordnet, dass die Spindel 2 - von der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage ausgehend - vorerst einen Leerhub ausführt, bevor eine Schliessung des Schalters 10 erfolgt. Anderseits kann sich die Spindel 2 nach diesem Schaltvorgang noch weiter in Vorschubrichtung bewegen, ohne dass dies, den Schalter 10 in seiner Schliesslage beeinflusst. Damit die Schaltposition eingestellt und den Erfordernissen angepasst werden kann, ist der Schalter 10 im Maschinengehäuse höhenverschiebbar ausgebildet, oder die Lage des Ringansatzes 13 ist entlang der Spindelachse verschiebbar.

Diese Sicherheitseinrichtung wird in bevorzugter Weise bei Nietmaschinen angewendet, wie sie in der schweizerischen Patentschrift Nr. 450 118 beschrieben sind, bei denen also der Nietdöpper, bzw. sein Halter nicht nur eine Axialbewegung ausführt, sondern darüber hinaus eine nicht-zentrisehe Bewegung zur Verformung des Nietkopfes macht. Die Büchse 3 und mit ihr das Werkzeug kann somit relativ zur Spindel entweder nur in Axialrichtung beweglich sein, oder zusätzlich zentrisch oder exzentrisch drehbar sein oder eine Taumelbewegung mit oder ohne gleichzeitiger Drehung um die eigene Aciise ausführen.

Die \7irkungsweise dieser Sicherheitseinrichtung ist folgende:

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Durch die Einrichtung soll erreicht werden, dass die Vorschubbewegung der das Werkzeug aufnehmenden Spindel unterbrochen wird, wenn anomale BetriebsVerhältnisse vorliegen, also wenn sich beispielsweise ein Pinger unter dem Nietdöpper 6 befindet, eine Niete nicht richtig eingesetzt ist oder der zu vernietende Gegenstand sich nicht in der richtigen Lage befindet.

Es sei angenommen, dass die Maschine in Punktion gesetzt wird, wobei sich die Spindel 2 samt dem in die Büchse 3 eingesetzten Nietdöpper 6 in Abwärtsrichtung bewegt als Folge einer von der Steuereinrichtung 11 bewirkten Steuerung. Der Nietdöpper 6, bzw. die Büchse 3 nimmt dabei die in Fig. 1 gezeigte Lage ein. Wenn normale Betriebsbedingungen vorliegen, legt die Spindel 2 und damit der Nietdöpper 6 vorerst einen Leerhub zurück, ohne dass einer der Schalter betätigt wird. Unter Leerhub wird somit derjenige Weg verstanden, den das Werkzeug zwischen seiner Ruhelage und der Lage ausführt, bei der es in Berührung mit dem Werkstück kommt. Wenn zwischen der Stirnseite 24 des Nietdöppers 6 und dem Kopf einer in ein Werkstück 21 eingelegten Hiete 20 nur noch ein verhältnismässig geringer Spalt 14 (Pig. 3) verbleibt, erfolgt ein Schaltvorgang, nämlich die Schliessung des Schalters 10. Dieser Schaltvorgang findet somit statt, bevor der Nietdöpper 6 in Berührung mit der Niet 20 gelangt.

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Bei der weiteren Abwärtsbewegung der Spindel 2 liegt dann der Nietdöpper 6 auf dem Nietkopf auf, und die Büchse 3 wird entgegen der Kraft der Feder 4 in den Raum 19 hineingeschoben, bis ihre obere Stirnseite auf einer Zwischenwand der Spindel 2 oder sonst einem hierfür bestimmten Ansatz ansteht. Durch diese Bewegung der Büchse 3 wird die Kugel 9 angehoben und dadurch der erste Schalter geöffnet, da die elektrische Verbindung zwischen Kontaktstück 15 und Kugel 9 unterbrochen ist. Diese Unterbrechung bleibt für die Steuereinrichtung 11 indessen wirkungslos, da ja zuvor der im gleichen Stromkreis parallel liegende Schalter 10 geschlossen wurde, so dass der Arbeitsablauf fortgesetzt wird, bzw. die eigentliche Nietverformung beginnt.

Wenn sich der Abwärtsbewegung des Nietdöppers 6 indessen ein Hindernis entgegenstellt, bevor er die in Fig. 3 gezeigte Umschalt^-position erreicht hat, dann unterbricht die aufwärts gestossene Kugel 9 den ersten Schalter 15, was bei der Steuereinrichtung 11 entweder ein sofortiges Stillsetzen des weiteren Spindelvorschubes oder eine entgegengesetzte Bewegung der Spindel 2 bewirkt, da ja der zweite Schalter 10 immer noch offen ist. Die Umschaltposition, welche die Höhe des Spaltes 14 ergibt, wird so gewählt, dass der Spalt 14 möglichst klein wird, jedenfalls geringer als Fingerdicke, um einen möglichst guten Schutz gegen Handverletzungen zu gewährleisten.

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Auf diese Weise gelingt es, eine zuverlässig arbeitende Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die bewirkt, dass bei normalen Zuständen gearbeitet werden kann, ohne dass die Sicherheitsvorrichtung störend in Erscheinung tritt und nur bei anomalen Zuständen die Vorschubbewegung der Spindel

2 sofort unterbrochen wird. Dies ist namentlich bei automatisch arbeitenden Maschinen von Bedeutung, bei denen nicht richtig zugeführte oder eingelegte Werkstücke zu deren Beschädigung oder zum Werkzeugbruch führen können.

Ausser für Nietmaschinen kann diese Sicherheitseinrichtung auch für andere Werkzeugmaschinen verwendet werden, beispielsweise in Pabrikationsstrassen mit sich drehenden Werkecugen oder bei Maschinen mit Drehtellern.

Der Schalter 9, 15 könnte auch ausserhalb der Spindel 2 an einem mit ihr bewegungsverbundenen Teil angeordnet werden, v/obei dann die Uebertragung der Bev/egung der Büchse

3 durch mechanische Zwischenglieder zu erfolgen hat. Die

in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des Schalters 9, 15 könnte auch durch einen handelsüblichen Mikroschalter ersetzt werden.

Anstelle elektrischer Schaltermittel könnten auch Schaltoder Steuermittel, die auf mechanischer, pneumatischer

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oder hydraulischer Basis arbeiten, verwendet werden, die sinngemäss den gleichen Effekt err lan.

Es ist auch möglich, die Bewegung der Büchse 3 mechanisch beispielsweise durch einen Winkelhebel - auf die Aussenseite der Spindel 2 so zu übertragen, dass diese Bewegung auf einen einzigen Schalter 10 einwirkt. Dieser wird geöffnet, wenn sich die Büchse 3 nach oben - also in die in Fig. 2 dargestellten Lage - bewegt, ausser der Leerhub der Spindel 2 und damit des Yferkzeuges 6 habe bereits die Umschaltlage nach Fig. 3 überschritten, wodurch der Ringansatz 13 bewirkt, dass der Schalter 10 nicht mehr in die Oeffnungslage gelangen kann.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Sicherheitseinrichtung für Werkzeugmaschinen, mit einem Zustellorgan, das während des Betriebes eine Vorschubbewegung ausführt, ferner Mittel zur Unterbrechung der Vorschubbewegung beim Vorliegen anomaler Zustände vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass erste Schalt- oder Steuerorgane (9, 15) vorhanden sind, welche während eines Leerhubes des Zustellorganes (2) eine Unterbrechung desselben bewirken, wenn auf das Yferkzeug (6) ein der Vorschubbewegung entgegenwirkender Druck ausgeübt wird, und zweite Schalt- oder Steuerorgane (10) vorhanden sind, welche die ersten Schalt- oder Steuerorgane (9, 15) überbrücken oder verhindern, dass sie in die Ausschaltlage gelangen, sobald der Leerhub des Zustellorganes (2) ein vorbestimmtes Mass überschritten hat.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im oder am Zustellorgan (2) ein Y/erkzeugaufnähmeorgan (3) befindet, das parallel oder angenähert parallel zur Vorschubrichtung relativ zum Zustellorgan (2) verschiebbar ist, Feder- oder G-ewichtsmittel (4) vorhanden sind, welche das Y/erkzeugauf nähme organ (3) in der Ruhelage in eine äussere Endlage drücken, die Frei-

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gäbe- oder Sperrposition der Schalt- oder Steuerorgane (9i 10, 15) einerseits von der Relativlage des Yterkzeugaufnähmeorganes (3) zum Zustellorgan (2) und anderseits von der Vorschublage dieses Zustellorganes abhängig ist, derart, dass die Vorschubbewegung unterbrochen wird, wenn durch anomale Zustände das Workzeugaufnähmeorgan (3) während eines vorbestimmten Leerhubes entgegen dem Druck der Feder- oder Gewichtsmittel (4) aus der Endlage herausgelangt .

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Y/erkzeug auf nähme organ (3) mit einem ersten elektrischen Schalter (9, 15) in ^v'irkungsverbindung steht, ein zweiter elektrischer Schalter (10) vorhanden ist, dessen Schaltstellung von der Vorschublage des Zustellorganes (2) abhängig i3t, die beiden Schalter (9. 15; 10) zueinander parallel geschaltet sind und mit Steuermitteln (11) für die Vorschubbewegung des Zustellorganes in Verbindung stehen, der mit dem Y'erkzeugaufnahmoorgan (3) zusammenwirkende Schalter (9, 15) in der Ruhestellung geschlossen ist und sich durch eine der Vorschubbewegung des V/erkzGugaufnahmeorganes (3) entgegenwirkende Kraft in die Ausschaltlage bringen lässt, während der andere, in der Ruhestellung offene Schalter (10) nach Zurücklegung eines Leerhubes des Zustellorganes (2) bei normalen Be-

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triebsverhältnissen vor dem Oeffnen des mit dem Werkzeugauf nähme organ (3) zusammenwirkenden Schalters (9» 15) schliesst.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Y/erkzeugauf nähme organ (3) über mechanische Zwischenglieder mit einem elektrischen Schalter

^ (10) in V/irkungsverbindung steht, die Schaltposition dieses Schalters (10) zudem von der Vorschublage des Zustell-. organes (2) abhängig ist und der Schalter mit Steuermitteln (11) für die Vorschubbewegung des Zustellorganes (2) in Verbindung steht, derart, dass sich der Schalter (10) bei anomalen Zuständen während des Leerhubes öffnet und bei normalen Zuständen die Oeffnung des Schalters nach Zurücklegung des Leerhubes mechanisch unterdrückt ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, dass die *> Werkzeugmaschine eine Nietmaschine und das Zustellorgan eine Spindel (2) ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb das "Terkzeugauf nähme organ

(3) relativ zur Spindel (.2) eine nichtzentrische Umlaufbewegung ausführt.

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7. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das V/erkze^v _oauf nähme organ (3) und der von diesem betätigte Schalter (9, 15) im Innern der Spindel (2) angeordnet sind.

8. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Yterkzeugaufnahmeorgan eine sich im Innern der Spindel (2) befindliche Büchse (3) ist, die eine Bohrung zur auswechselbaren Aufnahme eines Nietdöppe'rs (6) aufweist und der Hub dieser Büchse (3) durch Anschläge begrenzt ist.

9. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schalter (10) an einem ortsfesten Maschinenteil (1) befestigt ist und dessen Betätigungsorgan (12) gegen das verschiebbare Zustellorgan (2) oder eine mit diesem bewegungsverbundene Schaltkurve anliegt.

10. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1, 5 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass am Mantel der Spindel (2) ein Ansatz (13) oder eine Vertiefung vorhanden ist, die mit dem Betätigungsorgan (12) des Schalters (10) zusammenwirkt.

11. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 10, dadurch

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gekennzeichnet, dass der Schalter (12) odor der Ansatz (13) zur mechanischen Veränderung der Schaltposition in der Höhenlage einstellbar ausgebildet ist.

12. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 9> dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (2) nach erfolgter Umschaltung des Schalters (10) noch einen Nachlaufweg ausführen kann.

13. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (11) so ausgebildet sind, dass bei einer Oeffnung des mit dem üerkzeugaufnahmeorgan (3) zusammenwirkenden Schalters (9, 15) während des Leerhubes eine Umkehrung der Vorschubbewegung erfolgt.

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