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Werkzeugmaschine, insbesondere Press- oder Stanzmaschine Die Erfindung
bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere Press- oder Stanzmaschine,
vornehmlich eine solche, bei der die Werkstücke durch eine Bedienperson von Hand
eingelegt werden, im wesentlichen bestehend aus einem zur Aufnahme des Werkstückes
dienenden ersten Werkzeug und einem zusammen mit dem ersten Werkzeug die Bearbeitung
vornehmenden zweiten Werkzeug.
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Bei bekannten Press- oder Stanzmaschinen der vorbezeichneten Art wird
das Werkstück, üblicherweise ein spanlos zu bearbeitendes Blechteil, durch die Bedienperson
von Hand in ein ortsfestes, unten liegendes erstes Werkzeug eingelegt. Das anschließende
In-Gang-Setzen des Bearbeitungsvorganges erfolgt in der Regel durch Zweihandbedienung
eines Schalters, um Unfälle zu vermeiden. Die bebeschriebene Anordnung genügt zwar
den geltenden Sicherheitsvorschriften für derartige Werkzeugmaschinen. Dennoch ist
es nicht ausgeschlossen, daß hin und wieder trotz sorgfältiger Beachtung aller Sicherheitsvorschriften
schwerwiedende Unfälle, z.B das
Einklemmen der Hände der Bedienungsperson
zwischen den beiden Werkzeugen der Presse, auftreten. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn der Bearbeitungsvorgang ohne Betätigung des Zweihandschalters selbsttätig
in Gang gesetzt wird, z.B. durch einen Kriechstrom oder andere Defekte am elektrischen
Leitungs und Schaltsystem.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Werkzeugmaschinen der
eingangs genannten Art für eine absolute Sicherheit der Bedienperson zu sorgen.
Ein weiteres wesentliches Anliegen der Erfindung besteht darin, den Arbeitsablauf
an derartigen Werkzeugmaschinen zu erleichtern und damit zu beschleunigen. Nach
dem Grundgedanken der Erfindung läßt sich dieses komplexe Problem in einfacher und
vorteilhafter Weise dadurch lösen, daß das erste Werkzeug auf einer aus dem Gefahrenbereich
der Werkzeugmaschine heraus verfahrbaren Aufnahmevorrichtung für das Werkstück angeordnet
ist. Die Erfindung ermöglicht es der Bedienperson, das Werkstück nunmehr außerhalb
des Gefahrenbereiches des bearbeitenden oberen zweiten Werkzeuges in das auf der
Aufnahmevorrichtung befindliche untere erste Werkzeug einzulegen. Erst danach fährt
die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung unter das obere Werkzeug der Werkzeugmaschine,
wo dann das Werkstück bearbeitet werden kann.
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Anschließend fährt die Aufnahmevorrichtung wieder aus dem Bereich
des oberen Werkzeugs heraus, und das bearbeitete Werkstück kann von der Bedienperson
gefahrlos der Aufnahmevorrichtung entnommen werden.
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Die Verfahrbewegung der Aufnahmevorrichtung ist zweckmäßig durch die
Bedienperson steuerbar, was durch Betätigung eines Schalters oder dgl. geschehen
kann. Ein Zweihandschalter, wie er bei Pressen normalerweise erforderlich ist, kann
hier vorteilhaft entfallen. Z.B. ist eine Betätigung durch einen Fußschalter möglich,
wodurch die Bedienperson die Hände für andere wichtige Arbeitsvorgänge frei bekommt.
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Im einzelnen wird nach weiteren Merkmalen der Erfindung für den Bewegungsablauf
der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung vorgeschlagen, daß die Aufnahmevorrichtung
nach Einlegen des Werkstükkes und nach Betätigung eines Schalters oder dgl. durch
die Bedienperson unter das zweite Werkzeug und nach Bearbeitung des Werkstückes
selbsttätig aus dem Arbeitsbereich des zweiten Werkzeugs heraus verfahrbar ist.
Um eine zweimalige Schalterbetätigung durch die Bedienperson zu vermeiden, empfiehlt
es sich, den Bearbeitungsvorgang des Werkstückes selbsttätig durch die ver.-fahrbare
Aufnahmevorrichtung auszulösen und zwar dann, wenn diese ihre Endstellung unter
dem zweiten Werkzeug eingenommen hat.
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Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung kann mechanisch, z.B.
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durch einen Zahntrieb, bewegbar sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird indessen vorgeschlagen, daß die Aufnahmevorrichtung durch' ein
Druckmittel , vorzugsweise Preßluft, bewegbar ist. Die vorgenannte Ausführungsform
bietet sich deshalb als besonders zweckmäßig an, weil bei Pressen der hier
in
Rede stehenden Art in der Regel ohnehin Pneumatiksystem vorhanden sind, die dann
ohne großen Aufwand auch für die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung mitverwendet
werden können.
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Auch hinsichtlich der praktischen konstruktiven Lösung der Verfahrbarkeit
der Aufnahmevorrichtung sollen dem Fachmann im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung
keine engen Grenzen gesetzt sein. So ist es z.B. denkbar, die Aufnahmevorrichtung
längs einer Gleitführung, auf z.B. Rechteck- oder Schwalbenschwanzführungen, verschiebbar
auszugestalten. Erfindungsgemäß wird jedoch eine Ausführungsform bevorzugt, die
sich dadurch auszeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung Rollen aufweist und auf -Schienen
verfahrbar ist. Die vorgenannte Ausführungsform ermöglicht vorteilhaft ohne großen
Aufwand ein Verfahren der Aufnahmevorrichtung und Einhaltung der für die Endposition
erforderlichen engen Toleranzen. Um eine kräftemäßige Beanspruchung der Rollen-
und Schienenführung durch das Bearbeitungswerkzeug zu vermeiden, wird nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung eine derartige Anordnung und Ausbildung der Rollen-
und Schienenführung vorgeschlagen, daß die Aufnahmevorrichtung in ihrer Endstellung
die Schienen nicht mehr oder nicht mehr wesentlich belastet, sondern die auf sie
durch das zweite Werkzeug ausgeübten Kräfte voll durch das Maschinengestell aufgenommen
werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform läßt sich dieser Gedanke praktisch
dadurch verwirklichen, daß die Schienen Vertiefungen aufweisen, in die die Rollen
der Aufnahmevorrichtung bei deren Endstellung unterhalb des zweiten Werkzeuges eintauchen,
so daß
die Aufnahmevorrichtung auf einer Amboßplatte aufliegt, die
auf dem Maschinengestell montiert ist. Es ist jedoch auch möglich, die Schienen
in Richtung der vom oberen zweiten Werkzeug auf den Aufnahmetisch ausgeübten Kräfte
gegenüber dem Maschinengestell federnd anzuordnen.
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Der durch die Erfindung für die Bedienperson erreichte Schutz läßt
sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch noch verbessern, daß zwischen
der Aufnahmevorrichtung in ihrer herausgefahrenen Stellung und dem Arbeitsbereich
der Werkzeuge eine Schutzvorrichtung so angeordnet ist, daß nach Hineinfahren der
Aufnahmevorrichtung der Arbeitsbereich der Werkzeuge für die Bedienperson nicht
zugänglich ist. Es ist jedoch alternativ auch denkbar, daß zwischen der Aufnahmevorrichtung
in ihrer herausgefahrenen Stellung und dem Arbeitsbereich der Werkzeuge eine Schutzvorrichtung
angeordnet ist, die bei einem Hineingreifen der Bedienperson in den Arbeitsbereich
der Werkzeuge diese auf ihre Ausgangsposition zurücksteuert.
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Nach einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen,
am zweiten Werkzeug eine nach Abschluß der Bearbeitung des Werkstückes in Tätigkeit
tretende Haltevorrichtung für das Werkstück anzuordnen und unterhalb der Aufnahmevorrichtung
eine nach dem Herausfahren derselben das Werkstück von der Haltevorrichtung abnehmende
und auf eine Transportvorrichtung oder dgl. ablegende automatische Abnahmevorrichtung
vorzusehen.
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Als Abnahmevorrichtung kann zweckmäßig ein die Haltekraft der Haltevorrichtung
überwindender Magnet dienen. Auch die Haltevorrichtung kann auf magnetischer oder
pneumatischer (Vakuum) Basis arbeiten. Durch die vorstehenden Gedanken läßt sich
vorteilhaft der Vorgang der Herausnahme des fertig bearbeiteten Werkstückes aus
der Werkzeugmaschine sowie die Weiterbeförderung der Werkstücke automatisieren,
so daß sich die Bedienperson bereits wieder dem Einlegen eines neuen Werkstückes
in das auf der Aufnahmevorrichtung befindliche erste Werkzeug widmen kann. Der Zeitaufwand
für die Fertigung der einzelnen Werkstücke kann somit wesentlich vermindert werden.
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Die Beförderung des fertig bearbeiteten Werkstückes kann nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung z.B. derart erfolgen,daß auf dem Maschinengestell
unterhalb des ersten Werkzeugs eine Transportvorrichtung zur Weiterbeförderung des
bearbeiteten Werkstücks, vorzugsweise ein Transportband angeordnet und die Abnahmevorrichtung
unter die Transportvorrichtung absenkbar ist.
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Die Erfindung ist nun anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung
veranschaulicht und in der nachstehenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine Presse mit verfahrbarer Aufnahmevorrichtung nach der Erfindung
in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II, wobei das untere erste
Werkzeug weggelassen ist,
Fig. 3 eine Teilansicht der verschiebbaren
Aufnahmevorrichtung (Ansicht in Richtung Pfeil B in Fig. 1), Fig. 4 die Presse nach
Fig. 1 bis 3 im Schnitt längs IV-IV Fig. 5 den Gegenstand von Fig. 4 in Draufsicht,
und Fig. 6 einen Schnitt längs VI-VI in Fig. 2.
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Wie aus der Zeichnung, insbesondere Fig. 1 ersichtlich, besteht die
erfindungsgemäße Presse - wie üblich - aus einem Maschinengestell 10.
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Die Aufnahmevorrichtung, auf der ein mit 12 beziffertes unteres erstes
Werkzeug montiert ist, besteht aus einer Platte 13 mit Rollen 14,14a und einem Bolzen
15 zur Führung der Platte 13 (vgl. auch Fig. 3 und 6) Wie aus Fig. 2 hervorgeht,
enthält die verfahrbare Aufnahmevorrichtung (Platte 13) Schlitze 16 zur Werkzeugbefestigung.
Die Platte 13 wird durch Zylinder 17 pneumatisch angetrieben. Selbstverständlich
ist auch eine andersartige Antriebsmöglichkeit, z.B. auf hydraulischem oder hydropneumatischem
Wege denkbar. Die Zylinder 17 sind auf einer Grundplatte 18 montiert. Die Grundplatte
18 trägt weiter Schienen 19, auf bzw. an denen die Führungsrollen 14 und 14a laufen,
ferner eine Amboßplatte 20 Anschläge 21 für die Endlage der verfahrbaren Aufnahmevorrichtung
(Platte 13) in Arbeitsstellung sowie eine Indexiereinrichtung 22 (Fig. 2), welche
die jeweilige Lage der Aufnahmevorrichtung 13 ab fragt, um bei richtiger Lage derselben
ein Sigmal zur Betätigung des mit 23 bezeichnetenPressenbärs, an dem das obere zweite
Werkzeug 34 montiert ist, abzugeben. Weiterhin sind auf der Grundplatte 18 die notwendigen
Schaltelemente für die Steuerung (nicht gezeigt) angeordnet.
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Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung 13 in
ihrer ausgefahrenen Stellung, bei der das Werkstück eingelegt werden kann. In ihrer
Arbeitsstellung, d.h. unterhalb des Pressenbärs 23, stehen die Rollen 14 über Vertiefungen
24, wodurch ein Aufliegen der Aufnahmevorrichtung 13 auf dem Amboß 20 bewirkt wird
und die Presskräfte von diesem direkt auf das Maschinengegestell 10 abgeleitet werden
können. Auch ergibt sich auf diese Weise eine gute Lagegenauigkeit der erfindungsgemäßen
Aufnahmevorrichtung 13. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Vertiefungen 24 auf
den Schienen 19 jeweils versetzt angeordnet. Durch die versetzte Anordnung der vorderen
zur hinteren Vertiefung 24 wird ein Holpern beim Fahren der Aufnahmevorrichtung
13 über die Vertiefungen 24 vorteilhaft vermieden. Die Aufnahmevorrichtung 13 kommt
also nur im letzten Stadium ihrer Bewegung auf den Amboß 20 zur Auflage. Ein Reiben
zwischen Aufnahmevorrichtung 13 und Amboß 20 wird dadurch vorteilhaft vermieden.
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Die Steuerung läuft nun wie folgt ab. Die Bedienperson betätigt nach
dem Einlegen des Werkstückes einen Schalter, (nicht gezeigt), wodurch die Verfahrbewegung
der Aufnahmevorrichtung 13 in Richtung des Pfeiles B ausgelöst wird. Für die notwendige
Beschleunigung bzw. Verzögerung der Aufnahmevorrichtung 13 sorgen die bereits erwähnten
Zylinder 17 sowie bekannte geeignete Steuerventile, die wegabhängig die Geschwindigkeit
der Aufnahmevorrichtung 13 beeinflussen. In ihrer Endlage unterhalb des Pressenbärs
23 fährt die Aufnahmevorrichtung 13 gegen die bereits erwähnten einstellbaren Anschläge
21 und betätigt dabei einen Endschalter 26
mittels eines Nockens
27 der auf einer Rolle 28 des Endschalters 26 aufläuft. Der Endschalter 26 löst
über ein nicht dargestelltes Ventil einen Betätigungszylinder 29 der Indexiereinrichtung
22 aus.
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Wenn der Betätigungszylinder 29 in eine entsprechende Vertiefung 30
in der verfahrbaren Aufnahmevorrichtung 13 eingerastet ists ist gesichert, daß die
Aufnahmevorrichtung 13 und Werkzeug 12 in der richtigen Endlage sind. Ein durch
einen Nocken 31 über eine Rolle 32 betätigter Endschalter 33 löst daraufhin die
Bewegung des Pressenbärs 23 aus, an dem das mit 34 bezifferte obere zweite Werkzeug
befestigt ist. Hat der Pressenbär 23 wieder seinen oberen Totpunkt erreicht und
ist die Pressenkupplung gelöst, so wird von dort ein Impuls abgenommen, der den
Indexbolzen 29a zurücksteuert. Dabei betätigt dieser durch den bereits erwähnten
Nocken 31 über eine Rolle 35 einen Endschalter 36, der eine Auswärtsbewegung (entgegen
der Pfeilrichtung B) der Aufnahmevorrichtung 13 einleitet. Damit ist ein Arbeitszyklus
der erfindungsgemäßen Presse beendet. Es kann nun ein Werkstückwechsel erfolgen
und die Bedienperson gibt erneut das Startkommando.
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Damit die Werkzeuge 12 und 34 exakt zueinander in Eingriff kommen,
ist am oberen zweiten Werkzeug 34 ein konischer Suchbolzen 37 angeordnet, der mit
einer entsprechenden Zentrierbuchse 38 am unteren ersten Werkzeug 12 kooperiert.
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Die durch die erfindungsgemäße Presse hergestellten Werkstücke können
nach Beendigung des Arbeitsvorganges, der wie oben beschrieben
abläuft,
von Hand aus dem unteren ersten Werkzeug 12 gefahrlos herausgenommen und abgelegt
werden. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung soll jedoch die Entnahme
der fertiggestellten Werkstücke automatisch erfolgen. Eine Presse mit derartiger
automatischer Entnahme ist aus Fig. 4 und 5 ersichtlich. Abgesehen von der automatischen
Entnahmevorrichtung, ist die Presse nach Fig. 4 und 5 ebenso aufgebaut wie die vorstehend
beschriebene Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3. Es werden daher nachstehend nur
Aufbau und Wirkungsweise der automatischen Entnahme erläutert.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 ist die hier mit 18a bezifferte
Grundplatte etwas anders ausgeführt als die Grundplatte 18 bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 bis 3. Auf der Grundplatte 18 a sind zusätzlich montiert eine Abnahmevorrichtung
39 zum Entnehmen des Werkstückes aus dem Werkzeugoberteil (vgl. Teil 34 in Fig.
1), eine aus mehreren Teilen bestehende insgesamt mit 40 bezifferte Transporteinrichtung
zum Abtransport der Werkstücke aus dem Werkzeug/Pressenbereich. Ein weiterer Unterschied
gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 besteht darin, daß hier die Amboßplatte,
(vergleiche Teil 20 in Fig. 1) entfällt. Dafür ist die Grundplatte 18a - soweit
es die baulichen Gegebenheiten zulassen - mit Rippen (z.B. 41 in Fig. 5) und Auflageflächen
für die verfahrbare Aufnahmevorrichtung 13 versehen. Außerdem ist die Aufnahmevorrichtung
13 kräftiger ausgeführt, so daß die Presskräfte noch ausreichend aufgenommen und
auf die Grundplatte 18a übertragen werden können, die ihrerseits
direkt
auf dem Maschinengestell 10 steht.
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Die Abnahmevorrichtung 39 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Zylinder 42, der an seiner durch Führungselemente 43 gegen Verdrehen gesicherten
Kolbenstange 44 das eigentliche Abnahmeelement 45 trägt. Das Abnehmeelement 45 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Magnetleiste ausgebildet, könnte aber
auch eine Greifzange, ein Vakuumsauger oder ähnliches sein.
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Die insgesamt mit 40 bezeichnete Transporteinrichtung besteht im wesentlichen
aus einem geeignet angeordneten Transportband.
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Ein solches Transportband ist insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich
und dort mit 46 beziffert. Das Transportband 46 ist als Doppelband ausgeführt, zwischen
dessen Ober- und Untertrum die Magnetleiste 45 eintaucht, und das die bearbeiteten
Teile aus der Presse nach außen abtransportiert.
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Die im Vorstehenden beschriebene Abnahmeeinrichtung ist in erster
Linie für flächige Produkte geeignet. Es ist jedoch ohne weitere vorstellbar, daß
nach geeigneten Änderungen an der Abnahmevorrichtung mit dieser auch anders geformte
Werkstücke befördert werden können.
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Die beschriebene Abnahmevorrichtung arbeitet nun wie folgt.
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Nach dem Einlegen des Werk stückes in das untere erste Werkzeug 12
wird
durch die Bedienperson ein Schalter betätigt, wodurch -wie oben dargelegt - die
Bewegung der Aufnahmevorrichtung 13 ausgelöst wird. Der Arbeitsablauf geschieht
zunächst wie oben (vgl. Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3) beschrieben. Da jedoch
im oberen zweiten Werkzeug 34 Magnete (nicht gezeigt) oder andere Haltevorrichtungen
(z.B. Zangen, Sauger o. ähnliches) angebracht sind, bleibt das Werkstück am oberen
zweiten Werkzeug 34 hängen und die Aufnahmevorrichtung 13 fährt mit dem unteren
ersten Werkzeug 12 nach außen und kann daraufhin sofort wieder von der Bedienperson
mit einem neuen Werkstück beschickt werden. Sobald die Aufnahmevorrichtung 13 beim
Ausfahren den Raum der magnetischen Abnahmeleiste 45 frei gegeben hat, betätigt
sie einen nicht dargestellten Endschalter, der die Aufwärtsbewegung der Kolbenstange
44 des Zylinders 42 einleitet.
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Hat die Magnetleiste 45 das Werkstück erreicht, so wird der Zylinder
42 durch einen Endschalter 53 umgesteuert und fährt wieder nach unten. Da die Magnetkräfte
in der Abnahmeleiste 45 größer sind als die der Magnete (nicht gezeigt) im oberen
Werkzeug 34, wird dabei das Werkstück mitgenommen und beim Durchfahren der Bandebene
des einen entsprechenden Zwischenraum 54 (siehe Fig. 5) aufweisenden Bandes an dessen
oberem Gurt von der Leiste 45 abgerissen. Das Werkstück bleibt auf dem Band 46 liegen
und wird nach außen transportiert.
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Sobald bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 44 des Zylinders 42 ein
Endschalter 55 angefahren wird, ist es möglich, die Bewegung der Aufnahmevorrichtung
13 erneut zu starten. Ein Arbeitszyklus
ist damit beendet.
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Aus Fig. 1 und 4 ist eine weitere Schutzmaßnahme für die Bedienperson
ersichtlich. Es handelt sich dabei um ein Schutzgitter 47, das an zwei beidseitig
der Aufnahmevorrichtung 13 am. Maschinengestell 10 angeordneten Stangen 48, 49 um
eine Achse 50 schwenkbar angelenkt ist. Das Schutzgitter 47 kooperiert mit einem
an seinem oberen Ende angebrachten Endschalter 51 derart, daß bei einem - z.B. durch
die Hand der Bedienperson - hervorgerufenen Pendelausschlag des Schutzgitters 47
die Aufnahmevorrichtung 13 zurückgesteuert und damit der Bearbeitungsvorgang unterbrochen
bzw. das obere Werkzeug 34 wieder in seine obere Ausgangsposition zurückgesteuert
wird.
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Es wäre aber auch denkbar, das Schutzgitter starr anzuordnen, so daß
ein Hineingreifen in den Arbeitsbereich der Werkzeuge 12, 34 von vornherein nicht
möglich ist. Weiterhin wäre es als Alternative möglich, als Schutzvorrichtung eine
Lichtschranke vorzusehen, die beim Hineingreifen in den Arbeitsbereich der Werkzeuge
12, 34 unterbrochen wird und daraufhin die Aufnahmevorrichtung 13 zurücksteuert
bzw. den Arbeitsvorgang der Werkzeuge 12, 34 unterbricht.
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Patentansprüche