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Die
Erfindung betrifft ein System zum Transport von Formteilen nach
dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Stand der
Technik
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Nach
DE 44 31 359 C1 ist
eine Vorrichtung zum Transportieren eines Gutes entlang einer X-
und einer Z-Achsenrichtung zwischen zwei Bearbeitungsmaschinen bekannt.
Die Vorrichtung weist eine in Teiletransportrichtung (X-Achsenrichtung)
angeordnete Führungsbahn
auf. Auf der Führungsbahn
ist ein in X-Richtung
verfahrbarer Schlitten angeordnet, der seinerseits einen Hubschlitten
für das
Anheben und Ablegen (Z-Richtung) des Transportgutes trägt. Die Vorrichtung
kann in Y-Richtung (quer zur Transportrichtung) aus der Arbeitsposition
in eine Warteposition verfahren werden. Hierzu ist eine nicht näher beschriebene
portalähnliche
Vorrichtung vorgesehen, die die Bewegung der Gesamtvorrichtung ermöglicht. Diese
Transporteinrichtung kann allerdings das Transportgut nur aus der
vorgelagerten Bearbeitungsstation entnehmen und auf einer zwischen
den Bearbeitungsstationen angeordneten Ablagestation ablegen. Von
dort wird das Transportgut von einer weiteren, analogen Transporteinrichtung
aufgenommen und in die nachgeordnete Bearbeitungsstation befördert und
abgelegt. Die Gesamt Einrichtung ist baulich aufwendig, auch weil
zwei getrennte Transporteinrichtungen und eine Ablagestation erforderlich sind.
Der Abstand der Bearbeitungsstationen zueinander kann bei dieser
Lösung
zwar in einer gewissen Enge ausgeführt werden, diese ist jedoch
auch wegen der Ablagestation und der zwei Transporteinrichtungen
begrenzt, d.h. der Abstand der Bearbeitungsstationen erfordert einen
Mindestabstand der Bearbeitungsstationen.
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An
einem der vorgenannten Hubschlitten kann auch eine nicht näher beschriebene
Drehvorrichtung angeordnet werden, mit der es möglich werden soll, das Transportgut
so auszurichten, das es mit ein und derselben Transportvorrichtung
aus einer Bearbeitungsstation in die nächste befördert werden kann. Allerdings
erfordert diese Ausbildung einen größeren Abstand zwischen den
Bearbeitungsstationen als den Mindestabstand. Bei dem Mindestabstand
von Bearbeitungsstationen ist laut Patent
DE 44 31 359 C1 für die Drehbewegung
des einteiligen Schwenkarmes vom Hubschlitten kein Raum, wodurch
diese Lösung
hier nicht eingesetzt werden kann. Die X-Achse führt nach dem Ergreifen des
Gutes und dem Heben in der Bearbeitungsstufe A nur eine kontinuierliche
Bewegung zur Bearbeitungsstufe B aus.
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Aus
der
EP 0 693 334 A1 ist
ein Transportsystem bekannt, das ebenfalls eine in Teiletransportrichtung
zwischen den Pressen angeordnete Traverse mit Führungsbahn aufweist, auf der
ein in Teiledurchlaufrichtung verfahrbaren Schlitten angeordnet ist.
Dieser Schlitten ist mit einer Hubeinrichtung (Heben und Senken)
versehen, in der ein zweigliedriger Schwenkarm angeordnet ist, wobei
das freie Ende des einen Schwenkarmes den Saugerbalken zur Aufnahme
des Saugerbalkentoolings für
die Teileaufnahme trägt.
Durch den am Schlitten angeordneten Schwenkarm kann dieses Transportsystem
das Formteil aus der vorgelagerten Presse entnehmen und ohne Zwischenablage
in die nachgeordnete Pressen befördern
und abgelegen.
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Die
Traverse selbst kann zwischen beiden benachbarten Pressen quer zur
Durchlaufrichtung verfahren werden. Diese Verfahrbarkeit ist jedoch
nur als Rüstachse
anzusehen, beispielsweise für
das Wechseln des Werkzeuges, weil der zweiteilige Schwenkarm den
Teiletransport durch die konstruktive Gestaltung ohne diese Bewegung
realisiert.
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Dieses
Transportsystem, insbesondere die Antriebskinematik im Schwenkarm,
ist ebenfalls Konstruktiv und baulich sehr aufwendig. Der Schwenkarm
selbst fährt
bei der Formteileentnahme und – ablage
jeweils in den Pressenbereich ein und würde in einem Kollisionsfall
neben dem Saugerbalken und dem Saugerbalkentooling zerstört. Außerdem erfordert
dieses Transportsystem eigens dafür ausgebildete Saugerbalkentoolings.
Es kann nicht mit Saugerspinnen, bekannt durch Pressenverkettungen
mit Gelenkarmrobotern, betrieben werden.
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Die
Länge des
zweigliedrigen Schwenkarms ist durch die erreichbare Steifigkeit
begrenzt und nicht für
alle Anwendungsfälle
ausreichend. Die Steifigkeit und damit die Länge des zweigliedrigen Schwenkarms
kann nicht wesentlich vergrößert werden.
Innerhalb des Schwenkarmes sind Antriebselemente platziert und vor
allem die Höhe
des Schwenkarms kann nicht vergrößert werden,
um die Freigängigkeit
zu Oberwerkzeug nicht zu verschlechtern.
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Durch
die Verwendung des Saugerbalkens zur Aufnahme des Saugerbalkentoolings
ist die Freigängigkeit
zum Oberwerkzeug prinzipiell ungünstiger als
bei der Verwendung von Saugerspinnen. Das hat insbesondere bei Nachrüstungen
an vorhandenen Pressen mit kleinem Stößelhub einen negativen Einfluss
auf die Freigängigkeit
und damit auf die Produktivität.
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Aufgabe und
Vorteil der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes System zum Transport von
Formteilen zu schaffen, welches unaufwendig gestaltet und an zueinander
benachbart angeordneten Pressen oder Umformstufen einsetzbar ist,
wobei die Pressen mit dem Mindestabstand für Betreiben mit Zwischenablage
oder mit geringerem Abstand aufgestellt sind und nur das Tooling
in den Werkzeugraum oder unter den Pressenstößel fahren soll.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein System zum Transport von Formteilen mit den Merkmalen
des Schutzanspruchs 1 gelöst.
Weitere detaillierte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis
8 beschrieben.
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Die
Haupttransportbewegung wird durch den Transportschlitten in Durchlaufrichtung
der Blechformteile (X-Richtung) und durch die 180° Schwenkbewegung
des Schwenkarmes um die Hubachse (Z-Achse) ausgeführt. Zum
Ausgleich des Lageversatzes durch das Schwenken um die Z-Achse wird die
Y-Achse quer zur Durchlaufrichtung der Blechformteile als dynamische
Achse genutzt, welche ebenfalls für den Werkzeugwechsel des Umformwerkzeuges
erforderlich ist.
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Während der
Schwenkbewegung erfolgen ein zueinander abgestimmtes Schwenken des Schwenkarmes
und ein Verfahren der Traverse in Y-Richtung. Mit dem Ausfahren
des Blechformteiles aus der vorgelagerten Presse oder Umformstufe
wird die Bewegung des Schlittens in der X-Achse abgebremst und in
eine Bewegung in die Gegenrichtung umgekehrt. Gleichzeitig verfährt die
Traverse in Y-Richtung zur Gegenseite des Schwenkarmbereiches. Während der überlagerten
Bewegung in X- und Y-Richtung
schwenkt der Schwenkarm 6 weiter und das Blechformteil
durchläuft
den Scheitelpunkt der Bewegungskurve. Vor Beendigung der 180° Schwenkbewegung
um die Z-Achse wird der Schlitten in X-Richtung zur nachgelagerten
Presse oder Umformstufe wieder beschleunigt und die Traverse fährt in Y-Richtung aus der
Gegenseite des Schwenkarmbereiches zurück, um das Blechformteil in
die nachgelagerte Presse oder Umformstation einzufahren. Durch diese Überlagerung
der Bewegungen ist es möglich
den Mittelpunkt des zu transportierenden Formteiles auf einer annährend geradlinigen
und für beengte
Platzverhältnisse
optimierten Bahn von Umformstufe zur nächsten Umformstufe zu befördern und
das Teil gleichzeitig um 180° horizontal
zu schwenken. Zur Verringerung der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
der Y-Achse kann auch eine bogenförmige Mittelpunktsbahn des
Formteils sehr günstig
sein. Die Lösung
ist vorzugsweise bei Pressenstraßen mit einem Mindestabstand
und vor allem bei Pressenstraßen
mit noch geringerem Abstand der Pressen verwendbar, wodurch auch
ein Nachrüsten
an bereits vorhandenen Pressenstraßen und ähnlichen Umformanlagen möglich wird.
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Wenn
bei dem Transportsystem die Enden der Traverse zur Führung des
Transportschlittens in den Torraum der jeweils zugeordneten Presse
hineinragen kann der Abstand der Pressen bei Pressenstraßen besonders
gering sein gegenüber
dem Mindestabstand. Gleichzeitig kann der Schwenkarm 6 auch äußerst kurz
ausgebildet werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass dieses Transportsystem
baulich einfach mit handelsüblichen
Portalachsen ausgebildet werden kann und unabhängig vom Abstand benachbarten Pressen
einsetzbar ist.
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Da
nur das Tooling in den Werkzeugraum bzw. unter den Pressenstößel fährt, wird
nur diese im Kollisionsfall zerstört. Auch der Einsatz von Saugerbalkentooling
ist möglich,
wenn mittels eines Adapterstückes
der Saugerbalken an dem Schwenkarm befestigt wird. Dafür kann die
vorhandene Kupplung der Saugerspinne genutzt werden.
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Optional
erfüllt
die vorgeschlagene Lösung auch
die Funktionen einer Blechformteilorientierung, Wenden des Blechformteiles,
Verwendung von Saugerbalkentooling und automatisches oder halbautomatisches
Wechseln des Toolings.
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Ausführungsbeispiele
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Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
zugehörige Zeichnung
zeigt:
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1 Schematische
Perspektivdarstellung der Teiletransportvorrichtung in einer Pressenstraße
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2 Schematische
Seitendarstellung nach 1
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3 Schematische
Draufsicht nach 1
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4 Schematische
Darstellung der Teiletransportvorrichtung in Toolingwechselstellung
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5 Schematische
Draufsicht nach 1 mit Darstellung des Bewegungsverlaufes
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6 Schematische
Perspektivdarstellung einer weiteren Teiletransportvorrichtung in
einer Pressenstraße
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7 Schematische
Seitendarstellung nach 6
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8 Schematische
Draufsicht nach 6
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9 Schematische
Darstellung der Teiletransportvorrichtung nach 6 in
Toolingwechselstellung
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
ist gemäß 1 eine
Vorrichtung zum Transport von Formteilen durch eine Pressenstraße dargestellt.
Diese Vorrichtung besteht aus zwei Grundträgern 1, welche an den
Pressenständern
benachbarter Pressen quer zur Teiledurchlaufrichtung angeordnet
sind. Jeder Grundträger 1 trägt einen
beweglichen Schlitten 2, die mittels einer Traverse 3 miteinander
verbunden sind. Auf der Traverse 3 ist eine Transportschlitten 4 verfahrbar
angeordnet, der über
eine Hubeinrichtung 5 einen in sich starren Schwenkarm 6 trägt. Das
freie Ende dieses Schwenkarms ist über eine Kupplung 7 mit
der das Blechformteil 9 aufnehmenden Toolingspinne 8 verbunden.
Die Vorschubachse X, die Querachse Y und die Hubachse Z weisen übliche Antriebsmittel
auf, wie Zahnriemen oder Zahnstange und Ritzel oder Direktantriebe.
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Die
Grundträger 1 können anstelle
des Verbundes mit den Pressenständern
auch von auf den Hallenboden stehenden gesonder ten Ständern 10 getragen
werden, wie in 3 beispielhaft an der rechten
Seite der Vorrichtung dargestellt.
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Die
Haupttransportbewegung wird durch den Transportschlitten 4 in
Durchlaufrichtung der Blechformteile (Vorschubachse in X-Richtung)
und durch die 180° Schwenkbewegung
des Schwenkarmes 6 um die Z-Achse ausgeführt. Zum
Ausgleich des Lageversatzes durch das Schwenken um die Z-Achse wird
die Y-Achse quer zur Durchlaufrichtung der Blechformteile 9 als
dynamische Achse genutzt, welche ebenfalls für den Werkzeugwechsel des Umformwerkzeuges
erforderlich ist. Während
der Schwenkbewegung erfolgt ein zueinander abgestimmtes Schwenken
des Schwenkarmes und ein Verfahren der Traverse 3 in Y-Richtung.
Nach den Einfahren der Toolingspinne 8 durch den Schlitten 2 in
X-Richtung in den Pressenraum der vorgelagerten Presse, durch Schwenken
des Schwenkarmes 6 und Verfahren der Traverse 3 in
Y-Richtung, einem Absenken durch die Hubeinrichtung 5 saugt
die Toolingspinne 8 das Blechformteil 9 an (5 Stellung
I). Danach hebt die Hubeinrichtung 5 den Schwenkarm 6 mit
Toolingspinne 8 und Blechformteil 9 an, wodurch
das Blechformteil aus dem Pressenwerkzeug entnommen wird. Mit dem
Ausfahren des Blechformteiles 9 aus der vorgelagerten Presse
(5, Stellung III) wird die Bewegung des Schlittens 2 in
der X-Achse abgebremst und in eine Bewegung in die Gegenrichtung
umgekehrt. Gleichzeitig verfährt
die Traverse 3 in Y-Richtung
zur Gegenseite des Schwenkarmbereiches. Während der überlagerten Bewegung in X-
und Y-Richtung schwenkt der Schwenkarm 6 weiter und das
Blechformteil 9 durchläuft
den Scheitelpunkt der Bewegungskurve (5, Stellung
IV). Vor Beendigung der 180° Schwenkbewegung
(5, Stellung V) um die Achse Z wird der Schlitten 2 in
X-Richtung zur nachgelagerten Presse wieder beschleunigt und die
Traverse 3 fährt
in Y-Richtung aus
der Gegenseite des Schwenkarmbereiches zurück, um das Blechformteil 9 endgültig in die
nachgelagerte Presse einzufahren (5, Stellung
VII). Durch diese Überlagerung
der Bewegungen ist es möglich
den Mittelpunkt des zu transportierenden Formteiles auf einer annährend geradlinigen und
für beengte
Platzverhältnisse
optimierten Bahn von Umformstufe zur nächsten Umformstufe zu befördern und
das Teil gleichzeitig um 180° horizontal zu
schwenken. Zur Verringerung der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
der Y-Achse kann auch eine bogenförmige Mittelpunktsbahn des
Formteils sehr günstig
sein. Mit der Beendigung der 180° Schwenkbewegung
des Schwenkarmes 6 um die Z-Achse und der Vorschubbewegung
in X-Richtung wird
das Blechformteil 9 in dem Werkzeug der nachgelagerten
Presse abgesenkt und abgelegt.
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Die
Schwenkbewegung des Schwenkarmes 6 kann rechts- oder linksdrehend
durchgeführt
werden. So kann die Schwenkbewegung aller Transporteinrichtungen
in einer Pressenstraße
in gleicher oder unterschiedlicher Schwenkrichtung ausgeführt werden.
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Beim
Betreiben mit Toolingspinne 8 fahren keine Komponenten
der Erfindung in den Werkzeugbereich ein.
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Für die Grundfunktionen
des Teiletransportes und des Werkzeugwechsel sind nur vier angetriebene
Achsen notwendig. In der Grundausführung ist bereits eine Blechteilorientierung
in X-, Y- und Z- Richtung möglich.
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Zum
Werkzeugwechsel werden die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse und der Schwenkarm
in die Wechselstellung 11 verfahren, so dass das Umformwerkzeug
vom in Teiledurchlaufrichtung ausgefahrenen Schiebetisch 12 mit
dem Kran ungehindert angehoben werden kann. In der Wechselstellung
kann das Tooling zur gleichen Zeit manuell gewechselt werden. Das
Tooling kann automatisch bzw. halbautomatisch in einem seitlich
neben der Pressenstrasse stehenden Regal pro Pressenlücke oder
einem mobilen Toolingträgersystem
abgelegt werden. Insbesondere durch die vorhandene Y-Achse und den Schwenkarm
um die Z-Achse ist
das Anfahren des seitlich stehenden Regals möglich.
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Weiterhin
kann der Schwenkarm 6 mit zusätzlichen Schwenkantrieben ausgeführt werden,
um die optionalen Orientierfunktionen Schwenken um die X-Achse und
Y-Achse realisieren zu können.
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Durch
den Einsatz von zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit einem
zusätzlichen Schwenkantrieb
um die X-Achse kann mittels Shake-Hand-Betrieb ein Blechformteil 9 gewendet werden.
Das ist ebenfalls mit einer zusätzlichen
Wendestation zwischen zwei Pressen möglich.
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Weiterhin
ist das Betreiben der Erfindung mit Saugertraversentooling möglich. Durch
die Verwendung einer Saugertraverse an einen verlängerten Schwenkarm
ist die Aufnahme von bekannten Saugertraversentooling möglich. Die
Saugertraverse kann starr mit dem Schwenkarm verbunden werden. Eine
Saugertraverse kann über
Schwenkantriebe am Schwenkarm befestigt werden. Somit ist eine Lageorientierung
um die X-Achse bzw. auch um die Y-Achse möglich.
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Das
Trennen von Doppelteilen bzw. ein Lageversatz in Y-Richtung ist ebenfalls über Verschiebung
der Toolingaufnahmen auf dem Saugerbalken möglich.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
nach 6 ist Traverse 3 so lang ausgebildet,
dass deren Enden in Teiledurchlaufrichtung in den Torraum der jeweils
zugeordneten Presse hineinragen. Die Traverse 3 trägt ebenfalls
den Transportschlitten 4, an dem der Schwenkarm 6 angeordnet
ist. An den Endbereichen der Traverse 3 ist jeweils eine
Rubeinrichtung 13 gelenkig angeordnet, deren anderes Ende mit
dem in Y-Richtung
verfahrbaren Schlitten 2 verbunden ist. Der Bewegungsablauf
erfolgt analog dem vorherigen Beispiel. Durch die in die Presse
hineinragende Traverse kann der Schwenkarm 6 äußerst kurz
ausgebildet werden. Auch kann die Traverse 3 durch unterschiedliche
Hubbewegungen der beiden Hubeinrichtungen 5 und einem erforderlichen
Längenausgleichsstück in Teiledurchlaufrichtung
geschwenkt werden, wodurch bereits eine Teileorientierung in der
Grundausführung
möglich
ist.
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- 1
- Grundträger
- 2
- Schlitten
- 3
- Traverse
- 4
- Transportschlitten
- 5
- Hubeinrichtung
- 6
- Schwenkarm
- 7
- Kupplung
- 8
- Toolingspinne
- 9
- Blechformteil
- 10
- Ständer
- 11
- Wechselstellung
des Transportsystems
- 12
- Schiebetisch
in Werkzeugwechselposition
- 13
- Hubeinrichtung