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Umformanlage Die Erfindung betrifft eine Umformanlage, in welcher
aus Draht, Stab- oder Bandmaterial verschiedenste aus Eisen oder einem sonstigen
Metall bestehende Werkstücke in einem oder mehreren hintereinander ablaufenden Umformvorgängen
in einer Presse hergestellt werden.
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Die Erfindung bezweckt ein Umformzentrum der Art zu schaffen, daß
einer Presse als Arbeitsmaschine verschiedene Hilfseinrichtungen, wie Zuführeinrichtungen
oder Werkzeugwechseleinrichtungen, zugeordnet sind. Die Erfindung befaßt sich mit
dem konstruktiven Aufbau eines solchen Zentrums.
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Ein solches Zentrum soll in der Kleinserienfertigung mehrere Einzweckmaschinen
dadurch ersetzen, daß es durch Wechsel der Werkzeuge und Hilfseinrichtungen ermöglicht
ist, verschiedene Teile zu fertigen. Die Umstellung und Vorbereitung des Zentrums
für eine andere Fertigung soll eine minimale Zeit dauern und automatisch, bzw. unter
Programmsteuerung erfolgen.
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Zur Verwirklichung dieses Zieles müssen in einer einzigen Funktionsanlage
Einrichtungen für die Manipulation mit dem Material, den Werkzeugwechsel und das
Einrichten aller sich für den spezifischen Fall an der Funktion beteiligenden Mechanismen
vereinigt werden.
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Für die Herstellung von Teilen aus Bandmaterial hat man versucht,
eine Anlage mit verschiedenen Werkzeugen aufzubauen, welche gewechselt werden können,
wobei der Werkzeugwechsel, das Einrichten der Maschine und deren Arbeit nach Programm
gesteuert werden. Diese Anlage ist für eine bestimmte durch das Ausgangsmaterial
beschränkte Arbeitsweise vorgesehen. Es mangelt dieser Anlage die Universalität.
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Die vorliegende Erfindung schafft nun eine universell einsetzbare
Anlage der bezweckten Art dadurch, daß die Arbeitsmaschine des Zentrums eine Presse
ist, zu welcher als Bestandteil der Anlage Hilfsmanipulationseinheiten zur Einführung,
Übertragung und Abführung von Ausgangsmaterial und Halbfabrikaten, Antriebseinrichtungen
dieser Manipulationseinheiten, ein kombinierter
Zugniederhalter
und ein mechanischer Auswerfer, auswechselbare Werkzeughalter, Organe zum Einspannen
auswechselbarer Werkzeughalter mit Werkzeugen, eine Programmvorrichtung mit Bewegungsorganen
zur Ausführung einzelner Bewegungen von Manipulationseinheiten und Hilfseinheiten
zur Vorbereitung und zum Werkzeugwechsel dauernd angeschlossen sind, wobei die einzelnen
Manipulationseinheiten nach Bedarf aus der Vorbereitungs- in die Arbeitsstellung
verstellbar und mit zugehörigen Antriebseinheiten kuppelbar sind.
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Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes näher
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Gesamtdraufsicht auf eine Umformanlage
mit einem Schnitt im Bereich des Arbeitsraumes einer Presse; Fig. 2 eine Vorderansicht;
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch den Arbeitsraum mit einem Werkzeughalter und
dem Pressentisch; Fig. 4 ein Schema von Antriebseinrichtungen der Manipulationseinheiten.
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Die Arbeitsmaschine der Anlage ist eine mechanische Presse 1 mit einem
Säulenführungsgestell, welches sowohl Seitendurchlässe für die Zufuhr und Abfuhr
eines
zu verarbeitenden Materiales, als auch Stirndurchlässe für
die Bedienung der Maschine und für einen Werkzeugwechsel hat.
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Auf den einzelnen Säulen der Presse sind Manipulationseinheiten auf
Vertikalwellen bzw. Zapfen horizontal schwenkbar bzw. abklappbar gelagert, und zwar
eine um eine Vertikalwelle 3 schwenkbar gelagerte Zuführeinrichtung von Zuschnitten
2, eine durch ein um eine Vertikalwelle 5 schwenkbar gelagertes Eingangs gehäuse
4a sowie durch ein um eine Vertikalwelle 6 schwenkbar gelagertes Ausgangsgehäuse
4b gebildete Bandzuführeinrichtung 4 und weiter eine um eine Vertikalwelle 8 schwenkbar
gelagerte Antriebseinheit 7 für eine Zwischenstufen-übertragungseinrichtung.
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Auf der Eingangsseite der Presse ist ein Vorratsbehälter für Halbfabrikate
9 angeordnet. Er ist mit Hilfe von Hebeln 10 aufgehängt. Mit diesen ist er über
das Niveau des Pressentisches la in die Arbeitsstellung anzuheben.
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Die angeführten Einrichtungen 2, 4a, 4b, 7 sind in zwei Stellungen
verschwenkbar. In der einen nehmen sie ihre Arbeitsstellung ein, in welcher sie
wirksam sind und sich an den für den gegebenen Zweck üblichen Stellen befinden,
z.B. in den Seitendurchlässen des Gestelles. Die Antriebseinheit 7 befindet sich
in Arbeitsstellung auf der Rückseite des Arbeitsraumes der Presse an einer Stelle,
an der bei der Arbeit
ein Serkzeughalter 11 mittels Spannzeug 29
eingespannt ist. Die andere Stellung ist eine Vorbereitungsstellung, in welcher
die erwähnten Einrichtungen außerhalb des Arbeitsraumes der Presse ausgeschwenkt
und daher nicht in Tätigkeit sind.
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Im Arbeitsraum der Presse ist zwischen den Säulen des Gestelles der
Werkzeughalter 11 untergebracht, welcher auf einer Tischplatte Ib des Pressentisches
la aufliegt.
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Im Unterteil des Werkzeughalters 11 sind Übertragungsleisten 12 mit
Greifzangen in Führungen verschiebbar gelagert. Diese enthalten Stellorgane 13 für
die Leistenbewegung. Die Übertragungsleisten 12 sind an die Antriebseinheit 7 durch
nicht dargestellte Verbindungsorgane anschließbar.
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Die Verstellung der Einheiten 2, 4, 7 und 9 aus der Vorbereitungs-
in die Arbeitsstellung und zurück erfolgt mit Hilfe bekannter, hier nicht dargestellter
Bewegungsorgane, z.B. mit Hilfe von Hydraulikzylindern.
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Die Presse enthält weiter eine Antriebseinrichtung für die einzelnen
Manipulationseinheiten, welche später ausführlicher beschrieben ist.
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Im Pressentisch ist ein Zugniederhalter 20 eingebaut, welcher mit
Hilfe von Stiften 21 eine Druckplatte 22 trägt, in der ein Hohlraum 23 für einen
Auswerfer 24 ausgebildet ist, der vom Hauptantrieb der Presse mittels
an
sich bekannter, nicht dargestellter Organe betätigt wird. Dieser Auswerfer 24 drückt
auf einen nicht dargestellten Auswerferstift, welcher in an sich bekannter Weise
durch den Achsenhohlraum eines unteren Werkzeuges, z.B. Ziehers, hindurchgeht.
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Der Umformanlage ist weiter eine Rollbahn 14 zur Beförderung von Werkzeughaltern
11 in den Arbeitsraum der Presse und zurück, ein Vorratsbehälter 15 für Werkzeughalter
mit einem weiteren Werkzeughalter 16, eine Abstellbühne 17, ein Montagetisch 18
und ein Lager 19 für die Werkzeughalter mit den von ihnen gehaltenen Werkzeugen
angeschlossen. Der Antrieb für die Manipulationseinheiten erfolgt durch eine Antriebseinrichtung.
Die Antriebseinrichtung für die Manipulationseinheiten der Umformanlage übernimmt
die Bewegung von einem Zentralorgan in Form der Hauptwelle 102, welche eine Schubstange
103 bewegt. Mit der Hauptwelle 102 ist eine Hilfswelle 104 durch Zahnräder mit einem
Ubersetzungsverhältnis 1 : 1 verbunden, die mittels Kurbel einen Hauptantriebszapfen
105 trägt. Auf diesem Zapfen 105 ist ein Antriebsgleitstein 106 angeordnet, der
sich in einer Nut 107 einer Antriebskulisse 108 verschiebt. Diese ist auf einem
ortsfesten Tragzapfen 109 des Pressengestelles schwenkbar gelagert.
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Auf dem Hauptantriebszapfen 105 ist eine Zugstange 110 gelagert, die
mit einem Doppelarmhebel 111 verbunden ist, der auf einem radialen Stellzapfen 112
im Pressengestell ruht. Der Doppelarmhebel 111 ist durch eine
lange
Zugstange 151 mit einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung verbunden, welche
z.B. eine öffnungseinrichtung der Greifzangen einer Zwischenstufen-Ubertragungseinrichtung
ist.
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Der Antrieb der Zuführeinrichtung für Zuschnitte 2 erfolgt von der
Antriebskulisse 108 durch eine Hauptzugstange214, die mit Hilfe eines Doppelzapfens
215 einen Doppelarmhebel 216 bewegt, der mittels eines Hilf stragzapfens 217 im
Pressengestell gelagert ist.
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Der Doppelarmhebel 216 ist durch eine horizontale Zugstange 218 mit
einem Winkelhebel 219 verbunden, der auf einem Zapfen 220 im Pressengestell ruht.
Der Winkelhebel 219 ist durch eine vertikale Zugstange 221 mit einem Schwenkarm
222 verbunden, der auf einer Durchgangswelle 223 im Pressengestell gelagert ist,
und ist mit einem Arm 224 verbunden, der die Bewegung der Zuführeinrichtung für
Zuschnitte 2 betätigt.
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Die Bewegung der Bandzuführeinrichtung 4 ist von dem Doppelzapfen
215 durch eine kurze Zugstange 325 auf einen Schwenkhebel 326 und auf eine Welle
327 abgeleitet, auf der ein einstellbarer Hebel 328 gelagert ist, der durch eine
außen angeordnete Zugstange 329 und einen darunter angeordneten Doppelarmhebel 330
eine Schwenkbewegung auf eine kurze Welle 331 ausübt. Auf dieser Welle ist eine
Freilaufkupplung mit Bremse 333 aufgekeilt. Diese wandelt die Schwenkbewegung in
eine in einer Drehrichtung mit Unterbrechungen ablaufende Drehbewegung. Diese wird
mittels einer
Stirnzahnkupplung 332 auf Ausgangszuführwalzen im
Ausgangsgehäuse 4b übertragen. Mit Hilfe einer unteren Zugstange 334 wird die Schwenkbewegung
über einen unteren Hebel 335 auf eine Eingangswelle 336 übertragen, auf der eine
Freilaufkupplung mit Bremse 357 aufgekeilt ist, welche die Schwenkbewegung in eine
in einer Drehrichtung verlaufende Drehbewegung mit Unterbrechungen wandelt. Eine
auf der Freilaufkupplung 337 angeordnete Zahnkupplung 338 dreht die entsprechende
Zahnkupplung im Eingangs gehäuse 4a durch nicht dargestellte Zuführwalzen für das
Band.
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An den Schwenkhebel 226 schließt sich ein auf einem Zapfen 443 schwenkbar
gelagertes Hebel- und Zugstangensystem 440, 442, 445, 446 an. Die Zugstange 440
ist elastisch. Die abgeleitete Schwenkbewegung des Hebels 446 treibt die Antriebseinheit
7 für die Ubertragungsbewegung mit Hilfe einer Zahnkupplung 450 an, die mit der
entsprechenden Kupplung der Antriebseinheit 7 im Eingriff steht.
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Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Der eigentliche Arbeitszyklus
läuft wie bei gebräuchrichten Maschinen ab. Jene Manipulationseinheiten, welche
in Betrieb gesetzt sind, arbeiten auf übliche Weise.
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Nach Beendigung einer Arbeit wird mit Hilfe der Programmvorrichtung
eine Folge von Verrichtungen, z.B. für eine Vorbereitung der Anlage zu einer anderen
Arbeit, ausgelöst und gesteuert.
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Dazu wird die Rollbahn in getrieb gesetzt. Es wird der
Werkzeughalter
von der Verbindung mit dem Pressentisch gelöst, der Halter wird auf die Rollbahn
angehoben, die ihn in den Vorratsbehälter zurückbefördert, von wo ein anderer Halter
ausgeschoben wird, den die Rollbahn in den Pressenraum befördert, wo er mit dem
Pressentisch verbunden wird.
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Inzwischen findet auch z.B. ein Wechsel der bisher tätigen Zuführeinrichtung
statt. Diese wird in die Vorbereitungsstellung zurückgeschwenkt und eine andere
Zuführeinrichtung wird in die Arbeitsstellung geschwenkt. Dabei verbinden sich Kupplungsorgane
der zugehörigen Antriebseinrichtung mit Kupplungsorganen der zugehörigen Manipulationseinheit.
Die eventuelle Einstellung anderer Tätigkeitsparameter der Einstellung der Manipulationsanlage
als Ganzes wird z.B. gleichfalls automatisch durchgeführt und ist hier nicht weiter
beschrieben.
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Hiermit ist die Anlage zu einer weiteren Arbeit vorbereitet.