DE2556516A1 - Arbeitsmaschine mit fingerschutzeinrichtung fuer das bewegbare oberwerkzeug - Google Patents

Description

• Arbeitsmaschine mit Fingerschutz-
• einrichtung für das bewegbare Oberwerkzeug.
• Die Erfindung bezieht sich auf Arbeitsmaschinen, bei denen zur Erledigung einer Arbeitsoperation ein Oberwerkzeug gegen ein Unterwerkzeug bewegt wird; derartige Arbeitsmaschinen dienen beispielsweise zum Einsetzen von Nieten, Druckknopfteilen, Oesen u.dgl. in Werkstücke. Bei der Bedienung derartiger Arbeitsmaschinen besteht die Gefahr, daß die Hand der Bedienungsperson in den Wirkungsbereich des bewegten Oberwerkzeuges gelangt und verletzt wird. Zur Vermeidung dieser Unfallgefahr ist nicht nur die sog. Zweihandbedienung der Arbeitsmaschine bekannt,-bei welcher beide Hände der Bedienungsperson entfernt vom Wirkungsbereich des Oberwerkzeugs ein Betätigungsmittel bedienen müssen. Es ist auch schon bekannt, dem bewegten Werkzeug eine Schutzvorrichtung zuzuordnen, die vor dem gefährdendem Arbeitshub des Oberwerkzeuges vor letzterem schutzgitterartig so weit abgesenkt wird, daß zwischen dem unteren Rand dieser Schutzeinrichtung und dem Unterwerkzeug nur ein minimaler Abstand verbleibt, der eine Bewegung der Hand in dem Wirkungsbereich des Oberwerkzeugs verhindert. Dabei ist bei diesen bekannten Schutxgitt eranordnunl gen die Ausführung so gestaltet, daß die Absenkung des Schutzgitters zum Ausschluß einer Handverletzung nur mit geringer Kraft erfolgt, und daß die wesentlich größere Kraft für den eigentlichen Arbeitshub gesperrt wird, falls bei der Abwärtsbewegung die Hand oder Xeile der Hand der Bedienungsperson im Gefahrenbereich liegen.
• Bei Stanzen und Pressen ist zur Durchführung der WerkstUckeinlegearbeit schon bekannt, mit Sperrvorrichtungen versehene Werkstückniederhalter zu verwenden, wobei durch geeigP nete kinematische Verbindungsmittel Vorsorge getroffen ist, daß das Arbeitswerkzeug erst ausgelöst werden kann, nachdem das zu befestigende Werkstück in dem vom Arbeitswerkzeug durchsetzten Niederhalter angeordnet und durch dessen außerhalb des Wirkungsbereichs des Werkzeugs liegendes Bedienung mittel die Verriegelung unwirksam gemacht worden ist.
• Bei einer anderen bekannten Maschine wird die Bewegung des gefährdenden Arbeitswerkzeugs mit einem zweistufigen Arbeitskolben durchgeführt, wobei das Arbeitsmedium mit vorbestimmt en Druck zunächst an einer kleinen Kolbenfläche wirksam ist, um das Arbeitswerkzeug zunächst auf einen minimalen Abstand abzusenken, bei dem die Eindringung der Hand in den Gefahrenbereich nicht mehr möglich ist. Nach Erreichen der minimalen Arbeitslage wird das Medium auf eine große Kolbenfläche zugeführt, um alsdann den Arbeitsvorgang zu erledigen. Dabei ist Vorsorge getroffen, daß der Preßdruck bei der vorbereitenden Handschutzsenkung so niedrig ist, daß eine Verletzung im Falle der unsachgemäßen Bedienung ausgeschlossen ist0 Ferner wird bei einer bekannten Nietensetzmaschine der Hand schutz dadurch erreicht, daß die am Oberwerkzeug vorgesehene Nietenhaltevorrichtung als Zange ausgebildet ist, deren BakZ ken den Schaft des Druckwerkzeuges umgeben, und daß vor dem Einschalten des Oberwerkzeuges zunächst mittels fuß oder handbetätigten Mitteln die das Werkstück haltende Zange auf das Unterwerkzeug abgesenkt wird. Erst nach Verbringung der Zange in eine eine Gefahrbewegung ausschließende minimale Stellung werden die Schaltmittel zur Ingangsetzung der Arbeitsbewegung freigegeben0 Alle bekannten Sicherungseinrichtungen, bei denen das Oberwerkzeug durch eine auf Minimalabstand gesenkte Schutzeinrichtung abgedeckt werden, arbeiten nach dem Prinzip, daß zunächst mit kleiner Kraft das als Schutzeinrichtung wirkende Teil auf Minimalabstand abgesenkt wird, und daß erst nach Erreichen der Minimallage der Schutzeinrichtung die Blockierung zur Ingangsetzung des eigentlichen Arbeitshubes freigegeben wird. Unabhängig davon, ob die vorbereitende Absenkung der Schutzvorrichtung unmittelbar durch menschliche Arbeitskraft oder durch eine Servomaschine erfolgt, in jedem Fall erfordern die bekannten Einrichtungen technisch aufwendige Mittel zur Verblockung der beiden Arbeitsphasen. Da ausserdem die beiden Wirkungsphasen der vorbereitenden Schutzmittelabsenkung und des eigentlichen Arbeitshubes zwingend zeitlich nacheinander ablaufen müssen, ist nur ein vergleichsweise niedriges Arbeitstempo bei den bekannten Anordnungen erreichbar. Der wesentliche Nachteil der bekannten Anordnungen ist aber in dem Umstand begründet, daß nur mit Einzelhüben, nicht dagegen im Dauerhub gearbeitet werden kann.
• Nachdem aber insbesondere bei Maschinen zum Einsetzen von NieF ten, Oesen und Druckknöpfen durch Verwendung von selbsttätig beschickenden Magazinen das Anbringen von mehreren Werkstükken an einem Träger weitgehend rationalisiert worden ist, ist das Erfordernis des Wegfalles der Einzelhubbetriebsweise in besonderer Weise erwünscht0 Mit der Erfindung wird die Beseitigung der soeben erwähnten Nachteile der bekannten Maschinen bezweckt, dehe es wird eine Bauform angestrebt, die bezüglich des technischen Aufwandes minimalisiert ist und die eine schnelle Phasenfolge sowie Dauerhubsb etriebsweis e ermöglicht.
• Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, bei der angesprochenen Maschinengattung die Arbeitsbewegung des Oberwerkzeugs gleichzeitig mit der Bewegung der Fingerschutzeinrichtung einzuleiten, d.h., die beiden für die angesprochene Maschinengattung charakteristischen Arbeitsphasen der Abwärtsbewegung der Fingerschutzeinrichtung einerseits und des Oberwerkzeuges andererseits sollen gleichzeitig beginnen und am Anfang der Bewegung synchron verlaufen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß bei der angesprochenen Maschinengattung die Verwendung eines mit Stillstandsbremsmitteln versehenen Elektromotors zum Antrieb des Oberwerkzeuges über einen Exzenter der Hauptantriebswelle und die Ausbildung der voreilend angetriebenen Fingerschutzeinrichtung als das Oberwerkzeug umgreifenden zangenartigen Werkstückniederhalter schon bekannt ist. Nach der Erfindung wird die gestellte technische Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Antrieb der Fingerschutzeinrichtung ein am Maschinengehäuse schwenkbar gelagerter und in Wirkverbindung mit dem Steuernocken der Hauptantriebswelle stehender und in Strecklage wirkender Kniehebel angeordnet ist, und daß an den beiden Hebeln des Kniehebels eine die Stillstandsbremse des Elektromotors steuernde Schalteinrichtung befestigt ist. Solange bei dieser Anordnung der Kniehebel in Strecklage sich befindet, wird die Fingerschutzeinrichtung abwärts bewegt und durch entsprechende Gestaltung des den Kniehebel betätigenden Steuernockens und dessen Relativlage zum Exzenter für die Oberwerkzeugbewegung wird erreicht, daß die Abwärtsbewegung des Oberwerkzeuges mit geringerer Geschwindigkeit einsetzte Liegt im Bewegungsweg des Oberwerkzeuges ein Hindernis, z.B. der Finger der Bedienungsperson, so gelangt der Kniehebel in seine Knickstellung, wobei durch Betätigung der am Kniehebel befestigten Schaltmittel der Antriebsmotor augenblicklich stillgesetzt und die weitere Abwärtsbewegung des Oberwerkzeuges unterbunden wird0 Eine konstruktiv besonders einfache und betriebssichere Bauart ergibt sich, wenn die beiden Hebel des Kniehebels als Winkelhebel ausgebildet werden, und wenn die gelenkige Verbindung der beiden Winkelhebel mittels einer am einen Winkelhebel angeordneten Lasche oder Gabel bewirkt wird, die im Winkel des anderen Winkelhebels gelenkig gelagert ist; in diesem Fall können die elektrischen Schaltmittel an den beiden senkrecht zur Strecklinie sich erstreckenden Schenkeln der Winkelhebel angeordnet sein.
• Zweckdienlich ist es weiterhin, daß die Antriebsverbindung des Kniehebels mit seinem Steuernocken kraftschlüssig mittels einer Feder bewirkt wird, und daß in Bezug auf die Anlagestelle des Kniehebels an seinem Steuernocken diese Feder am freien Ende des Winkelhebels an der dem Knie abgewandten Seite angeordnet ist: in diesem Fall ist sichergestellt, daß im Falle des Bruches oder der Längung der Feder der Abwärtshub des Oberwerkzeuges unterbunden wird.
• Grundsätzlich kann die Gelenkachse des Winkelhebels mit dessen gehäusefester Lagerachse fluchten. Doch ergeben sich konstruktive Vereinfachungen, wenn die beiden Achsen im Abstand zueinander liegen.
• An Hand der zeichnerischen Unterlagen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel eingehend erläutert.
• In den Abbildungen zeigen: Fig. I: eine erfindungsgemäß ausgestattete Arbeitsmaschine in schaubildlicher Darstellung, jedoch unter Weglassung der in üblicher Weise ausgebildeten Magazine und Zufuhrungsmittel für die zu befestigenden Werkstuecke und des Antriebsmotors. Die Maschine ist in dieser Figur mit abgesenktem Oberwerkzeug und abgesenkter Schutzeinrichtung dargestellt.
• Fig. II: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung bei auf Minimalhöhe abgesenkter Schutzeinrichtung0 Fig. III: eine schematische Darstellung gemäß Fig. II, jedoch für den Fall, daß zwischen dem Unterwerkzeug und der Schutzeinrichtung ein Hindernis (z.B. der Finger der Bedienungsperson) liegt, Die in Fig. I dargestellte Nietensetzmaschine enthält den Arbeitsstößel 12, der im Maschinengehäuse für vertikale Bewegung gelagert ist. Zum Antrieb des Arbeitsstößels 12 ist auf der Hauptwelle 1 eine Exzenterscheibe 13 angeordnet, die über einen bei 1? am Maschinengehäuse drehbar gelagerten Antriebshebel 16 den Arbeitsstößel 12 in Bewegung setzt. Der Arbeitsstößel 12 wirkt mit dem Unterwerkzeug 14 zusammen. Der Arbeitsstößel 12 ist von den beiden Zangenbacken des Werkstückniederhalters 4 umgeben, der im Maschinengehäuse parallel zum Arbeitsstößel 12 vertikal beweglich gelagert ist. Die Zangen des Werkstückniederhalters 4 halten den zu befestigenden Niet.
• Der Antrieb der Hauptwelle 1 erfolgt von einem nicht dargestellten Elektromotor, der in an sich bekannter Weise mit einer Anlaßvorrichtung 15 und einer Stillstandsbremseinrichtung versehen ist. Derartige für momentane Stillstandsbremsungen eingerichtete Elektromotoren sind allgemein bekannt und insbesondere bei Industrienähmaschinen mit höchster Stillstandsgenauigkeit eingeführt. Die Nietansetzmaschine weist außerdem Magazine und Zuführungsmittel für die zu bearbeitenden Werkstücke auf, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, da sie bekannt sind und nicht mit der Erfindung im Zusammenhang stehen.
• Dieser im wesentlichen bekannte Aufbau einer Nietensetzmaschine wird nach der Erfindung dahin weitergebildet, daß die vertikale Bewegung der den Werkstückniederhalter 4 tragenden Zangenstange 3 von einem auf der Hauptwelle 1 zusätzlich angeordneten und mit dieser Welle 1 fest verbundenen Steuernokken 2 abgeleitet wird. Zur Bewegungsübertragung ist am Maschinengehäuse bei 7 ein aus zwei Winkelhebeln 5 und 6 bestehender Kniehebel drehbar gelagert, dessen einer im wesentlichen waagerecht liegender Winkelarm 5 mit einer Laufrolle durch eine Zugfeder 11 in Anlageberührung mit dem Steuernocken 2 gehalten wird, während das freie Ende des im wesentlichen waagerecht liegenden anderen Winkelarms 6 über einen Lenker die Zangenstange 4 antreibt0 Im Winkelbereich ist der Winkelhebel 6 mit einer in den Bereich des Winkelhebels 5 sich erstreckenden Lasche 6a versehen, mittels welcher die beiden Winkelhebel 5 und 6 bei 8 gelenkig miteinander verbunden sind. Statt der Lasche 6a kann der Winkelhebel 6 auch eine den Winkelhebel 5 beidseitig umfassende Gabel erhalten. Die beiden nach unten sich erstreckenden Schenkel der Winkelhebel 5 und 6 versteifen bei ihrem gegenseitigen Anliegen die gelenkige Verbindung bei 8, so daß in der hierdurch bestimmten Strecklage die beiden waagerecht sich erstreckenden Schenkel der Winkelhebel 5 und 6 funktionell einen bei7 schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel bilden. An den freien Enden der nach unten weisenden Schenkel der Winkelhebel 5 und 6 sind die zusammenwirkenden Kontakte 9 und 1o der Stillstandsbremseinrichtung befestigt.
• Der Steuernocken 2 ist hinsichtlich seiner Formgebung und seiner Radialeinstellung zur Exzenterscheibe 13 so ausgebildet, bezw. eingestellt, daß die Abwärtsbewegung der Zangenstange 3 synchron mit der Abwärtsbewegung des Arbeitsstössels 12, jedoch mit wesentlich größerer Beschleunigung beginnt. o Der Werkstückniederhalter 4 wird also in einer wesentlich kürzeren Zeit von seiner Hochstellung in eine Tiefstellung verbracht, als der Arbeitsstößel 12.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Handschutzeinrichtung wird unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. II und III wie folgt erläutert: In der Ausgangsstellung der Arbeitsmaschine befindet sich die Antriebswelle 1 in einer Stellung, die gegenüber der in den Fig. I, II und III dargestellten um etwa 900 im Gegenuhrzeigersinn verdreht isto Wird in dieser Ausgangsstellung durch Betätigung des Fußschalters die Maschine eingeschaltet, so bewegt sich zunächst der Steuernocken 2 in die in den Fig. I und II gezeigte Stellung, wobei die Zangenstange 3 mit dem Werkstückniederhalter 4 auf das Unterwerkzeug 14 abgesenkt wird, wie in Fig. II dargestellt ist. Mit einer zeitlichen Verschiebung wird durch den Steuerexzenter 13 auch der Arbeitsstößel 12 in seine Tiefstellung und damit in seine Arbeitsstellung gebrachte Sofern jedoch in der Bewegungsbahn des Werkstückniederhalters 4 ein Hindernis, z.B. in der Form eines Fingers, liegt, führt der Winkelhebel 6 relativ zum Winkelhebel 5 eine Schwenkbewegung über die Gelenkachse 8 aus, so daß die Schaltkontakte 9 und lo geöffnet werden, wodurch der Elektromotor abgeschaltet und seine Momentstillstandsbremsung eingeschaltet werden. Hierdurch wird eine weitere Absenkung des Arbeitsstößels 12 verhindert, so daß es zu einer Verletzung nicht mehr kommen kann. Diese Sachlage ist in Fig. III dargestellt, in welcher die Unterkante des Werkstückniederhalters 4 die strichpunktiert gezeichnete Lage einnimmt, die wesentlich höher ist, als der ungefährliche Sicherheitsabstand nach der in den Figo II und III durch volle Linienführung gekennzeichneten Einstellung. Es ist erkennbar, daß nach Beseitigung des Hindernisses unter der Wirkung der Spannfeder 11 die Schaltkontakte 9 und 1o wieder geschlossen werden und der begonnene Arbeitsablauf fortgesetzt wird0 Bei der beschriebenen Betriebsweise ist ein kontinuierlicher Arbeitsvorgang (Dauerhub) möglich, solange die Schalteinrichtung 15 betätigt wird. Bei der Rückstellung des Schalters 15 wird in üblicher Weise die Stillstandsbremsung eingeschaltet.
• Es ist aber bei der offenbarten Vorrichtung auch ohne weiteres möglich, unter Verwendung von an sich bekannten elektrischen Schaltmitteln wahlweise auf eine sog. Einzelhubbetriebsweise umzustellen.
• Leerseite

Claims (1)

1. Arbeitsmaschine mit Fingerschutzeinrichtung für das bewegbare Oberwerkzeug.

   5 chut zansprüche Arbeitsmaschine mit einem gegen ein Unterwerkzeug bewegbaren Oberwerkzeug, insbesondere Maschine zum Einsetzen von Nieten, Druckknöpfen, Oesen u.dgl.

   bei welcher der Antrieb des Oberwerkzeuges von einer Hauptantriebswelle über einen Exzenter erfolgt, und welche eine das Oberwerkzeug umgreifende, gegenüber letzterem voreilend angetriebene und vorzugsweise als zangenartiger Werkstückniederhalter ausgebildete Fingerschutzeinrichtung aufweist sowie mit einem auf die Hauptantriebswelle wirkenden elektrischen Antriebsmotor mit Steuer- und Stillstandbremsmitteln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Fingerschutzeinrichtung (4) ein am Maschinengehäuse bei (7) schwenkbar gelagerter und in Wirkverbindung mit dem Steuernocken (2) der Hauptantriebswelle (1) stehender und in Strecklage wirkender Kniehebel (5, 6) angeordnet ist, und daß an den beiden Hebeln (5, 6) des Kniehebels eine die Stillstandsbremse des Elektromotors steuernde Schalteinrichtung (9, lo) befestigt ist.

   2.) Arbeitsmaschlne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Hebel (5, 6) des Kniehebels als Winkelhebel ausgebildet ist, und daß die gelenkige Verbindung (8) des einen Winkelhebels (6) mittels einer Lasche (6a) o.dgl. im Winkel des anderen Winkelhebels (5) angeordnet ist, so daß die beiden senkrecht zur Strecklinie sich erstrekkenden Schenkel der Winkelhebel (5, 6) die Strecklage des Winkelhebels bestimmen und an ihren freien Enden die Schaltkontakte (9, lo) tragen, 30) Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung zwischen dem Kniehebel (5, 6) und dem Steuernocken (2) kraftschlüssig mittels einer Feder (11) bewirkt ist.

   40) Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (tl) an dem dem Knie des Kniehebels abgewandten freien Ende des Winkelhebels (5) angeordnet ist.

   5.) Arbeitsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (8) des Kniehebels (5, 6) im Abstand zur gehäusefesten Lagerachse (7) dieses Kniehebels angeordnet ist.