DE2148316C3

DE2148316C3 - Mechanische Sicherheitsvorrichtung für Pressen und Stanzen

Info

Publication number: DE2148316C3
Application number: DE19712148316
Authority: DE
Inventors: Karl 7987 Weingarten Stuetzle
Original assignee: Maschinenfabrik Weingarten AG
Current assignee: Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1975-05-28
Also published as: SE385962B; DE2148316A1; FR2155275A5; DE2148316B2; CH543037A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Sicherheitsvorrichtung für Pressen und Stangen mit einer kombinierten Reibungskupplung und -bremse, bei der ein relativ zur Antriebswelle über ein Steilgewinde verschraubbarer Rastenring vorgesehen Ist, der bei in eine Raste desselben eingeschwenktem Riegel zum Abbremsen der Antriebswelle in Richtung der mit einem mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Bremsbelagträgerrad zusammenwirkenden Bremsdruckscheibe verschoben wird und dabei einen Druckring mitnimmt, an dem sich über Federn die das Abbremsen der Antriebswelle bewirkende Bremsdruckscheibe abstützt.

Es sind bereits kombinierte Reibungskupplungen und ^bremsen für derartige Arbeitsmaschinen bekannt. Deren Antriebswelle für den Stößel trägt eine drehfest mit ihr verbundene, antreibbare Kupplungshälfte und ein ebenfalls drehfest mit ihr verbundenes Bremsbelagträgerrad. Mit der antreibbaren Kupplungshälfte wirkt eine ständig umlaufende, aber verschiebbare, treibende Kupplungshälfte zusammen, deren Schwungmoment relativ groß ist. In ähnlicher Weise wirkt das Bremsbelagträgerrad mit einer verschiebbaren Bremsscheibe zusammen. Das Bremsbelagträgerrad und die antreibende Kupplungshälfte stehen über mechanische Bauteile in Verbindung miteinander, und zwar derart, daß in einer der beiden Endlagen der Verschiebebewegung lediglich die treibende Kupplungshälfte mit der getriebenen Kupplungshälfte und in der anderen Endlage die Bremsdruckscheibe mit dem Bremsbelagträgerrad in Wirkverbindung gelangt

Die Betätigung von wechselweise ein- und ausrückbarer, Reibungskupplungen und -bremsen dieser Art erfolgt in der Regel druckmittelgesteuert. Das zum Einrücken der Reibungskupplung benötigte Druckmittel wird über ein Steuerventil herangeführt und beaufschlagt einen mit der verschiebbaren Kupplungshälfte verbundenen Druckkolben. Gleichzeitig wird die ver-,o schiebbare Bremsscheibe wegen der mechanischen Verbindung mit der verschiebbaren Kupplungshalfte gegen die Kraft von sich an einem feststehenden Gehäuseteil abstützenden Federn außer Eingriff mit dem Brem-belagträgerrad gebracht. Sobald der Druckkoli< ben'nach der Umschaltung des Steuerventils wieder drucklos geworden ist, wird die Reibungsbremse unter dem Einfluß der gespannten Federn automatisch ein- und die Reibungskupplung zwangsweise ausgerückt.

Bei derartigen kombinierten Reibungskupplungen und -bremsen besteht jedoch die Gefahr, daß bei Versagen des Steuerventils während der Betriebsart »Einzelhub« sei es, daß der VentilkoJben klemmt oder daß Steuerkontakte kleben, der Stößel der betreffenden Arbeitsmaschine nicht im oberen Totpunkt seines Hubes stillgesetzt wi.d, sondern daß er einen oder mehrere weitere Arbeitshübe ausführt Dieses sogenannte »Nachschlagen« bedeutet aber für die Bedienungsperson der Maschine eine erhebliche Gefahr, da sich deren Hände unter Umständen bereits zum Einlegen eines neuen Werkstückes in das Werkzeug im Gefahrenbereich des Stößels befinden können.

Die bislang bekanntgewordenen Maßnahmen zur Behebung dieser Gefahr sind insbesondere hinsichtlich der in neuerer Zeit immer schärfer werdenden Unfall-Verhütungsvorschriften nicht ausreichend. Zu diesem Zweck entwickelte Zwillingsmagnetventile bieten für die Bedienungsperson einer nicht sehr schnell laufenden Arbeitsmaschine zwar einen gewissen Schutz, da zwei Ventile parallel in einem gemeinsamen Gehäuse derart zusammengeschaltet sind, daß die Arbeitsmaschine bei Versagen eines Ventils mitteis des noch intakten anderen dennoch rechtzeitig stillgesetzt wird. Bei den heuie üblichen höheren Hubzahlen kann jedoch bei Versagen eines Ventils die zum wirksamen Druckabbau des Druckmittels erforderliche Zeit wegen des durch das fehlerhafte Ventil nachströmenden Druckmittels so groß sein, daß der Bremsvorgang eine Zeitlang nicht mit der höchstmöglichen Bremskraft erfolgt, wodurch der Stöße! naturgemäß erst zu einem späteren Zeitpunkt zum Stillstand kommt.

Greift nun die Bedienungsperson sehr spät während des Arbeitshubes in den Gefahrenbereich des sich schließenden Werkzeuges hinein, so kann der Fall eintreten, daß er von der noch auslaufenden Arbeitsmaschine verletzt wird.

Es ist auch bereits eine kombinierte Reibungskupplung und -bremse bekannt (DT-PS 824 294), bei der das Einrücken der Reibungskupplung aber nicht durch Druckmittelbeaufschlagung eines Druckkolbens erfolgt, sondern durch einen sich zum Lösen der Reibungsbremse auf der Antriebswelle gegen die bewegliche Kupplungshalfte verschraubenden Rastenring (Kupplungsmuffe). Sobald der Rastenring mit einem an der beweglichen Kupplungshalfte, dem Schwungrad, befestigten Reibbelag in Kontakt kommt, wird er durch die Reibwirkung so lange weiter gegen dieselbe verschraubt, bis das von der Reibungskupplung übertragene Drehmoment dem von auszuführenden Umformvor-

fang abhängigen Drehmoment entspricht und keine Relativbewegung zwischen der Antriebswelle und dem Schwungrad mehr vorhanden ist.

Pas Lösen der Reibungskupplung und Einrücken der Reioungsbremse ist auf einfache Weise durchführbar, indem der Rastenring in einer vorbestimmten Stellung durch einen in die Bahn einer seiner Rasten einschwenkenden Riegel an einer weiteren Drehung gehindert und somit der Rastenring wegen der sich zunächst noch weiterdrehenden Antriebswelle so lange gegen den einen von zwei durch Federn auf Abstand gehaltenen bruckringen der Bremse geschraubt wird, bis die Antriebswelle stillgesetzt ist Der dem Rastenring zugewandte Druckring hat hier aber lediglich die Aufgabe, ein weiches Einfallen der Bremse zu ermöglichen.

Da <iie zum Lösen der Kupplungshälften benötigte Kraft in der Regel sehr groß ist, liegt es auf der Hand, daß auch die Beanspruchung der auf den Riegel auftreffenden Rasten sehr hoch ist, zumal ein jeder Stillsetzyorgang ein Zusammenwirken des Riegels mit einer Raste bedingt Damit wächst im gleichen Maß wie die Belastung des Riegels und der Rasten auch die Bruchfahr b_ej einem der zusammenwirkenden Teile. Bei dieser vorbekannten Reibungskupplung und -bremse ist daher kein absoluter Schutz gegen ein ungewolltes Durchlaufen der betreffenden Arbeitsmaschine gegeben.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht

die Aufgabe der Erfindung darin, eine mechanische Sicherheitsvorrichtung für Pressen und Stanzen mit einer kombinierten Reibungskupplung und -bremse der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die ein zwangsweises Einrücken der Reibungsbremse und gleichzeitiges Lösen der Reibungskupplung bewirkt, wenn ein normal eingeleiteter Abbremsvorgang aus den vorerwähnten Gründen nicht ordnungsgemäß verläuft und daher nicht zum Stillstand der Antriebswelle führt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Bremsdruckscheibe zum Abbremsen der Antriebswelle sowohl durch das Ausrücken der Kupplung bei am Bremsgehäuse anliegenden Druckring durch die zwischen der Bremsdruckscheibe und dem Druckring angeordneten Federn als auch bei nach einem Arbeitsspiel nicht ordnungsgemäß ausgerückter Kupplung durch Auflaufen des Rastenringes auf dem Druckring und des dadurch bewirkten Verschiebens desselben mit dem Bremsbelagträgerrad in Eingriff bringbar ist.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin daß die Antriebswelle der betreffenden Arbeitsmaschine mit einer einzigen Reibungsbremse auf zwei voneinander unabhängigen Wegen stillgesetzt werden kann. Sollte die Reibungsbremse nicht einrücken, weil die Reibungskupplung in eingerücktem Zustand verklemmt ist, oder weil deren Druckkolben durch das Steuerventil nicht druckentlastet wird, so wird die Reibungsbremse durch den sich dann auf dieselbe zu bewegenden Rastenring mechanisch zwangsweise ein- und die Reibungskupplung gegen den ein normales Ausrükken der Reibungskupplung verhindernden Widerstand ausgerückt.

Ein anderer mit der Erfindung erzielbarer Vorteil besteht darin, daß die Bremskraft bei einem von der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ausgelösten Bremsvorgang gegenüber der Bremskraft bei einem normalen Bremsvorgang erheblich höher ist, wodurch ein noch schnelleres und sicheres Stillsetzen der Antriebswelle in einer Gefahrensituation gewährleistet ist.

Darüber hinaus ergibt sich für den Rastenring und den mit diesem zusammenarbeitenden Riegel der Vorteil, daß beide nunmehr nur äußerst selten miteinander in Eingriff kommen und somit ein Versagen der Sicherheitsvorrichtung vollkommen ausgeschlossen werden kann.

Um die Beanspruchung des Bremsbelagträgerrades beim Auftreffen der Bremsdruckscheibe möglichst gering zu halten, kann erfindungsgemäß zwischen dem Bremsbelagträgerrad und einem auf der Antriebswelle ίο befestigten Gewindering ein elastisches Glied geschaltet sein. Das elastische Glied ist dabei vorteilhaft eine Tellerfeder. Für diese Weiterbildung der Erfindung wird nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt

'5 Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht der kombinierten Reibungskupplung und -bremse und

F i g. 2 eine Schnittansicht der kombinierten Reibungskupplung und -bremse nach der Linie A-B in Fig. 1.

In den Zeichnungen ist mit 1 die axial unverschiebbar im Gehäuse 2 der nicht vollständig gezeigten Presse gelagerte Antriebswelle für den Stößel bezeichnet Ihr linkes gezeigtes Teilstück trägt am äußersten Ende eine mit Ringspannsätzen 3 drehfest mit der Antriebswelle 1 verbundene Nabe 4. Um die Nabe A\ herum ist die Kupplungsscheibe 5 angeordnet, wobei beide über eine entsprechende Verzahnung 6 der Nabe 4 und der Kupplungsscheibe 3 ebenfalls in drehfester Verbindung stehen. Die Kupplungsscheibe 5 ist «iis mit einem Außen- und Innenkonus versehene Doppelkegelscheibe ausgebildet, wobei der Außenkonus den mit dem Kupplungskonus 7 zusammenwirkenden Reibbelag 5a und der Innenkonus den mit dem Stirnrad 8 zusammenwirkenden Reibbelag 5b trägt. Das Stirnrad 8 wird von einem motorgetriebenen Ritzel andauernd in drehender Bewegung gehalten und ist axial unverschiebbar mittei;. Rollenlagern 9 drehbar auf der Antriebswelle 1 angeordnet An dem Stirnrad 8 ist der Druckzylinder 10 befestigt, in welchem der Kupplungskonus 7 axial verschiebbar geführt ist. Der Kupplungskonus 7 steht wiederum über Stege 11 mii dem ebenfalls im Druckzylinder 10 geführten Druckkolben 12 in Verbindung, der über das Steuerventil 13 und die Zuleitung 14 mit Druckmittel beaufschlagbar ist

Ebenfalls auf der Antriebswelle 1 angeordnet und durch eine Paßfeder 15 drehfest mit ihr verbunden ist ein Gewindering 16 mit Steilgewinde 16a und das Bremsbelagträgerrad 17, wobei letzteres gegen die Kraft einer sich am auf der Antriebswelle 1 angeordneten Gewindering 18 abstützenden Tellerfeder 19 in einer rechten Endlage gehalten wird, in der es vor dem Gewindering 16 zur festen Anlage kommt. Beide Teile 16,17 werden vom fest mit dem Gehäuse 2 der Presse verbundenen Bremsgehäuse 20 umschlossen, in dem mittels Zylinderstifte 21 die Abdrückscheibe 22, die Bremsdruckscheibe 23 und der Druckring axial verschiebbar geführt siiid. Zwischen dem normalerweise mit seiner rechten Stirnfläche am Bremsgehäuse 20 anliegenden Druckring 24 und der Bremsdruckscheibe 23 befinden sich Federn 25, die die Bremsdruckscheibe 23 gegen das Bremsbelagträgerrad 17 zu drücken suchen. An der dem Druckring 24 abge-65 wandten Seite der Bremsdruckscheibe 23 befindet sich die Abdrückscheibe 22, welche über ein Wälzlager die Abdrückscheibe 27 und im Stirnrad 8 geführte Abdrückbolzen 28 mit dem Kupplungskonus >" in Verbin-

iung steht.

Die eigentliche Sicherheitsvorrichtung wird gebildet durch den Gewindering 16, auf dessen Steilgewinde 16a ein im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit 4 Rasten 29a, 296, 29c und 29d versehener Rastenring 29 verschraubbar ist, der sich dabei über ein Wälzlager 30 am Druckring 24 abstützt.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist in die Bahn der Rasten 29a bis 29</ ein auf der Schwenkachse 31 gelagerter Riegel 32 einschwenkbar, welcher seinerseits über das Hebelgestänge 33 von einem Elektromagneten 34 gesteuert wird. Der Elektromagnet 34 steht über der Einfachheit halber nicht dargestellten Leitungen mit der Steuereinrichtung des Steuerventils 13 in Verbindung. '5

Im folgenden wird ein Arbeitsspiel der Presse beschrieben, an dessen Ende die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung wegen Versagens des Steuerventils 13 anspricht.

Nach dem Einlegen eines neuen Werkstückes in das Werkzeug betätigt die Bedienungsperson die Einrückvorrichtung der Presse, worauf das in der Zuleitung 14 zum Druckmittelbehälter montierte Steuerventil 13 den Zufluß des Druckmittels in den Zylinderraum 10a vor dem Druckkolben 12 freigibt. ²S

Der Druckkolben 12 befand sich noch vom vorausgegangenen, normal abgelaufenen Bremsvorgang in einer in F i g. 1 dargestellten linken Endlage und bewegt sich nun nach rechts, wobei seine Stege 11 den Kupplungskonus 7 ebenfalls nach rechts mitnehmen, bis er am Reibbelag 5a der Kupplungsscheibe 5 zum Anliegen kommt Die zusammen mit der Antriebswelle 1 noch stillstehende Kupplungsscheibe 5 bewegt sich nun ebenfalls nach rechts, bis ihr Reibbelag 5a am andauernd zusammen mit dem Druckzylinder 10, dem Druckkolben 12 und dem Kupplungskonus 7 umlaufenden Stirnrad 8 zur Anlage kommt. Beide Reibbeläge 5a und 56 übertragen dabei nach Ausgleich der Relativbewegung zwischen den treibenden und getriebenen Teilen je die Hälfte des gesamten vom Stirnrad 8 auf die Antriebswelle 1 zu übertragenden Drehmoments.

Da die Bremsdruckscheibe 23 ebenfalls über die Abdrückbolzen 28, die Abdrückscheibe 27, das Wälzlager 26 und die Abdrückscheibe 22 gegen die Kraft der Federn 25 vom Bremsbelagträgerrad 17 nach rechts bewegt wurde, ist die Reibungsbremse gelöst und die Kupplungsscheibe 5 wird durch die von beiden Reibbelägen 5a. 56 erzeugte Reibung zusammen mit der Antriebswelle 1 in drehende Bewegung versetzt. Gleichzeitig mit der Ansteuerung des Steuerventils 13 zwecks Einleitung des Druckmittels in den Druckzylinder 10 schwenkt der Elektromagnet 34 über das Hebelgestänge 33 den Riegel 32 aus der Bahn der sich mit der Antriebswelle 1 in drehende Bewegung setzenden Rasten 29a bis 29c/, damit die Sicherheitsvorrichtung nicht anspricht.

Die Antriebswelle 1 führt nun eine Umdrehung aus, wobei das in das Werkzeug gelegte Werkstück bearbeitet wird. Kurz vor Ende der vollen Umdrehung der Antriebswelle 1 wird das Steuerventil 13 umgesteuert und der Elektromagnet 34 abgeschaltet. Der Riegel 32 schwenkt nun wieder in die Bahn der Rasten 29a bis 29c/ein.

Arbeitet das Steuerventil 13 einwandfrei, so wird der Druckzylinder 10 entspannt und die Antriebswelle 1 wird auf normale Weise durch Anpressen der Bremsdruckscheibe 23 an das Bremsbelagträgerrad 17 bei gleichzeitigem Lösen des Kupplungskonus 7 von der Kupplungsscheibe 5 über die Teile 22,26,27 und 28 im oberen Totpunkt stillgesetzt.

Versagt jedoch die normale Stillsetzung der Presse aus irgendeinem Grund, beispielsweise weil das Steuerventil 13 nicht umsteuert, so trifft die mit der Antriebswelle 1 weiter umlaufende Raste 29a auf den Riegel 32. Hierdurch wird die Drehbewegung des die Raste 29a tragenden Rastenringes 29 unterbrochen. Da die Antriebswelle 1 aber weiterläuft, wird er auf dem Steilgewinde 16a in Richtung auf den Druckring 24 zu verschraubt, welcher seinerseits nach Zusammendrücken der Federn 25 an der Bremsdruckscheibe 23 zur Anlage kommt. Diese wird wiederum, solange die Antriebswelle 1 noch rotiert, immer weiter gegen das Bremsbelagträgerrad 17 gepreßt, bis die Antriebswelle 1 stillgesetzt ist. Das Lösen der Reibungskupplung erfolgt hierbei genauso wie beim normalen Bremsvorgang, allerdings gegen die Kraft des noch wirkenden Druckmittels im Druckzylinder 10.

Damit die nun nicht mehr von der Kraft der Federn 25 abhängige Bremskraft bei dieser nur im Notfall erfolgenden Bremsung das Bremsbelagträgerrad 17 nicht überlastet, ist diese auf der Antriebswelle 1 gegen die Kraft der Tellerfeder 19 verschiebbar angeordnet. Je nach Kraft der den normalen Bremsvorgang nicht beeinflussenden Tellerfeder 19, welche selbstverständlich größer sein muß als die der Federn 23, ist es möglich, den reinen Bremsweg für den hier beschriebenen Bremsvorgan mehr oder weniger abzukürzen. Die Lage der ersten Raste 29a, welche in der Zeichnung in der Weise dargestellt ist, daß die Sicherheitsvorrichtung im oberen Totpunkt oder kurz danach anspricht, also dann, wenn die Antriebswelle 1 normalerweise bereits stillgesetzt ist, kann aus diesem Grunde so weit in den Arbeitshub verlegt werden, daß die Sicherheitsvorrichtung auf geringes, durch verölte oder abgenutzte Bremsbeläge verursachtes Überlaufen der Antriebswelle 1 über den oberen Totpunkt hinaus nicht anspricht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanische Sicherheitsvorrichtung für Presien und Stanzen mit einer kombinierten Reibungskupplung und -bremse, bei der ein relativ zur Antriebswelle über ein Steilgewinde verschraubbarer Rastenring vorgesehen ist, der bei in eine Raste desselben eingeschwenktem Riegel zum Abbremsen 4er Antriebswelle in Richtung der mit einem mit #er Antriebswelle drehfest verbundenen Bremsbelagträgerrad zusammenwirkenden Bremsdruck-Scheibe verschoben wird und dabei einen Dmckring mitnimmt, an dem sich über Federn die das Abbremsen der Antriebswelle bewirkende Brems- #ruckscheibe abstützt, dadurch gekenn-χ e i c h η e t, daß die Bremsdruckscheibe (23) zum Abbremsen der Antriebswelle (1) sowohl durch das Ausrücken der Kupplung bei am Bremsgehäuse (20) inliegendem Druckring (24) durch die zwischen der premsdruckscheibe und dem Druckring angeordneten Federn (25) als auch bei nach einem Arbeitsspiel nicht ordnungsgemäß ausgerückter Kupplung durch Auflaufen des Rastenringes (29) auf den Druckring und des dadurch bewirkten Verschiebens desselben mit dem Bremsbelagträgerrad (17) in Eingriff bringbar ist.

2. Mechanische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsbelagträgerrad (17) und einem auf der Antriebswelle (1) befestigten Gewindering (18) ein elastisches Glied geschaltet ist.

3. Mechanische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet- daß das elastische Glied eine Tellerfeder (19) ist.