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Mehrstufenpresse
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrstufenpresse mit insbesondere
in einer Ebene angeordneten Werkzeugen, nämlich Stempeln und Matrizen und mit einer
Werkzeugwechseleinrichtung, die ein Magazin zur Aufnahme von Austauschwerkzeugen
aufweist, das im Schwenkbereich eines mittig aufgehängten, drehbaren Greiferarms
mit endseitig je einem Greifer liegt, wobei der Greiferarm wenigstens parallel zur
Verschieberichtung der Stempel sowie parallel zu der Stempel- bzw.
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Matrizenreihe verfahrbar ist.
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Eine derartige Mehrstufenpresse mit einer Werkzeugwechseleinrichtung
ist durch das DT-Gbm 77 00 301 bekannt. Die Werkzeugwechseleinrichtung weist dabei
einen Greiferarm auf, der an einem in Verschieberichtung der Stempel verfahrbaren
Greiferarmschlitten mittig aufgehängt ist und darüberhinaus auch zusammen mit dem
Schlitten parallel zur Stempel- bzw.
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Matrizenreihe, bei übereinander angeordneten Stempeln und Matrizen
demnach in senkrechter Richtung, bewegbar ist.
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Der Greiferarm selbst ist um eine im Winkel von 450 zur Verschieberichtung
des Greiferarmschlittens verlaufende Schwenkachse drehbar. An den Enden des Greiferarms
sind Greifer angeordnet, mit denen das jeweilige Werkzeug aus seiner Werkzeugaufnahme
entweder im Stempel schlitten oder im Matrizenblock durch Verfahren des Greiferarmschlittens
herausgezogen werden kann.
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Im Schwenkbereich des Greiferarms befindet sich ein Magazin, in dem
Austauschwerkzeuge aufbewahrt bzw. ausgetauschte Werkzeuge abgelegt werden können.
Das Magazin ist so angeordnet, daß, wenn mit dem einen Greifer ein Werkzeug aus
dem Stempel schlitten oder dem Matrizenblock herausgezogen worden ist, sich der
andere Greifer direkt vor einer Magazinaufnahme befindet. Durch einen Ausstoßer
kann dann das neue Werkzeug aus der Magazinaufnahme in den Greifer gestoßen werden.
Dann wird der Greifer um 1800 geschwenkt, so daß das abgenutzte Werkzeug nunmehr
vor der Magazinaufnahme steht und durch einen Einstoßer in diese hineingedrückt
werden kann. Anschließend kann das neue Werkzeug, das von dem anderen Greifer gefaßt
ist, in die leere Aufnahme des Stempel schlittens oder des Matrizenblocks durch
Verfahren des Greiferarmschlittens eingeschoben werden.
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Durch diese Werkzeugwechseleinrichtung konnte der Werkzeugwechsel
sehr vereinfacht und insbesondere beschleunigt werden. Die Rüstzeiten sind dabei
so verkürzt worden, daß sich der zusätzliche maschinelle Aufwand lohnt. Allerdings
weist diese Werkzeugwechseleinrichtung noch verschiedene Nachteile auf. So ist der
Raum vor der Mehrstufenpresse sehr beengt, so daß die Zugänglichkeit und damit die
Wartungsfreundlichkeit verschlechtert wurde. Durch die im 450 Winkel zur Verschieberichtung
verlaufende Drehachse ist es darüberhinaus nicht möglich, beim Herausziehen des
abgenutzten Werkzeuges mit dem einen Greifer gleichzeitig ein neues Werkzeug mit
dem anderen Greifer zu fassen. Dies muß vielmehr zeitlich hintereinander ablaufen,
so daß der Wechselvorgang entsprechend länger dauert. Außerdem bereitet die Zuordnung
der richtigen Werkzeuge in dem als Drehscheibe ausgebildeten Magazin Schwierigkeiten
und bedingt eine relativ komplizierte Steuerung. Schließlich hat es sich gezeigt,
daß die Greiferstellung nicht immer genau mit der der Werkzeuge übereinstimmt, so
daß die Werkzeuge oft nicht korrekt gefaßt werden und deshalb beim Drehen des Greiferarms
herunterfallen. Dies konnte auch nicht durch eine genauere Führung des Greiferarms
verhindert werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bekannte Werkzeugwechseleinrichtung
so weiter zu entwickeln, daß der
Auswechselvorgang einfacher und
damit schneller und darüberhinaus auch sicherer vor sich gehen kann. Außerdem sollte
bei der Weiterentwicklung auf einen möglichst geringen Platzbedarf und damit auf
eine Wiederherstellung der guten Zugänglichkeit geachtet werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachse
des Greiferarms parallel zur Verschieberichtung der Stempel verläuft. Durch diese
Anordnung der Drehachse ist es möglich, sowohl das abgenutzte Werkzeug im Stempelschlitten
oder Matrizenblock als auch das passende neue Werkzeug im Magazin gleichzeitig zu
fassen und darüberhinaus durch die gleiche Ausziehbewegung herauszuziehen. Damit
können die beiden bisher hintereinander ablaufenden Vorgänge, nämlich das Herausziehen
des abgenutzten Werkzeuges und das Aufnehmen des neuen Werkzeuges, nunmehr gleichzeitig
erfolgen, wobei zusätzlich noch von Vorteil ist, daß die Ausziehrichtung beider
Werkzeuge übereinstimmt. Es erübrigen sich somit die bei der bisherigen Anordnung
der Drehachse und des Magazins notwendigen Einstoßer bzw. Ausstoßer.
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Desweiteren konnte mit dieser Drehachsenanordnung die Greifsicherheit
verbessert werden.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Magazin Aufnahmen
für Auswechselwerkzeuge in gleicher Anordnung, Anzahl
und Höhe
wie die Stempel und Matrizen der Mehrstufenpresse aufweist. Auf diese Weise bildet
das Magazin praktisch das Spiegelbild der Anordnung der Preßwerkzeuge in der Mehrstufenpresse.
Hierdurch wird die Zuordnung der neu in das Magazin einzulegenden Werkzeuge wesentlich
erleichtert, so daß auf eine komplizierte Steuerung zur Vermeidung von Verwechslungen
verzichtet werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, die Aufnahmen jeder Seite als auf
einer Aufnahmeschiene aufgeschobene Aufnahmehülsen auszubilden, da hierdurch in
besonders einfacher Weise der Höhenabstand entsprechend den Abständen der Matrizen
bzw. Stempel gewahrt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Greiferarm quer zur Verschieberichtung der Stempel weg von der Mehrstufenpresse
verfahrbar ist. Dies hat den Vorteil, daß nach dem Wegfahren des Greiferarms die
Mehrstufenpresse frei zugänglich ist, so daß deren Wartung und Uberprüfung genauso
einfach ist wie bei einer Mehrstufenpresse ohne Werkzeugwechseleinrichtung. Dabei
bietet sich als eine vorteilhafte Lösung an, Greiferarm und Magazin zusammen verfahrbar
auszubilden. Auf diese Weise bleibt auch beim Verfahren des Greiferarms der Abstand
zwischen diesem und dem Magazin immer der gleiche, so daß ein Fehlgreifen zuverlässig
verhindert wird. Dies kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung konstruktiv
so ausgebildet
werden, daß Greiferarm und Magazin an einem an
einer Schiene hängenden Tragrahmen angeordnet sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Greiferarm
drehbar an einem Greiferarmschlitten aufgehängt ist, der in einer Schlittenführung
parallel zur Verschieberichtung der Stempel verfahrbar ist, und daß die Schlittenführung
an dem Tragrahmen parallel zur Matrizen- bzw. Stempelreihe verfahrbar ist. Bei einer
normalen Mehrstufenpresse mit senkrecht übereinander angeordneten Stempeln und Matrizen
ist der Greiferarm hierdurch sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung
bewegbar und kann zusätzlich noch gedreht werden, so daß die erforderlichen Positionen
leicht erreicht werden können. Der Greiferarmschlitten kann dabei über einen hydraulisch
oder pneumatisch beaufschlagbaren Teleskopzylinder bewegt werden. Damit der Greiferarm
den Tragrahmen nicht asymmetrisch belastet, ist ferner vorgesehen, den Greiferarm
und gegebenenfalls den Schlitten durch ein Gegengewicht zu entlasten.
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Desweiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Magazin aus
dem Schwenkbereich des Greiferarms wegschwenkbar ist. Dies ist insbesondere dann
erforderlich, wenn der Abstand zwischen den Aufnahmen für Stempel- und Matrizenwerkzeuge
relativ gering ist, so daß nach dem Herausziehen eines
Werkzeuges
die Drehbewegung des Greiferarms durch die übrigen Werkzeuge behindert würde. Dabei
ist es zweckmäßig, daß das Magazin um eine parallel zur Drehachse des Greiferarms
verlaufende Achse wegschwenkbar ist.
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Für die Bewegung parallel zu den Matrizen- bzw. Stempelreihen ist
es gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Greiferarm über ein motorisch angetriebenes
Spindelgetriebe bewegbar ist. Dies ermöglicht eine einfühlige Positionierung des
Greiferarms, was ebenfalls zur Verbesserung der Greifsicherheit beiträgt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß der Greiferarm
über eine schwimmende Lagerung aufgehängt ist.
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Diese schwimmende Lagerung ermöglichst es, daß der Greiferarm sich
beim Greifen des abgenutzten und des neuen Werkzeuges durch die Greifkräfte selbst
zentrieren kann, da der Greiferarm nun nicht mehr fest mit seiner Aufhängung verbunden
ist. Diese Selbstzentrierbarkeit stellt sicher, daß die Werkzeuge in jedem Fall
korrekt gefaßt werden, so daß sie beim Transport durch die Drehbewegung des Greiferarms
nicht mehr herunterfallen und damit Personen gefährden können.
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Die Werkzeugwechseleinrichtung ist damit sehr funktionssicher, so
daß eine Kontrolle des richtigen Sitzes der Greifer entfallen kann.
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Für die schwimmende Lagerung bieten sich verschiedene Möglichkeiten
an. Gemäß der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die schwimmende Lagerung aus einer
in Richtung der Stempel- bzw. Matrizenreihe wirkenden Abstützfeder für den Greiferarm
besteht. Auf diese Weise ist die Greiferarmlagerung in Richtung parallel zur Stempel-
bzw. Matrizenreihe nachgiebig, so daß sich der Greiferarm zumindest in dieser Richtung
auf die Höhe der Werkzeuge selbst einstellen kann. Wegen ihrer guten Dämpfungswirkung
bietet es sich an, als Abstützfeder ein Tellerfederpaket zu verwenden.
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In weiterer Ausbildung des Merkmals der schwimmenden Lagerung ist
vorgesehen, daß eine Spanneinrichtung zur Einstellung der Vorspannung der Abstützfeder
vorgesehen ist. Die Spanneinrichtung kann dabei aus einer greiferarmseitig angeordneten
Spanngabel bestehen, deren eines Ende sich auf der Abstützfeder und deren anderes
Ende in vorgespanntem, nicht eingefedertem Zustand sich mit der dem einen Ende zugewandten
Seite gegen die Auflagenrückseite der Abstützfeder oder ein mit jener fest verbundenes
Teil abstützt.
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Zweckmäßigerweise sollte die Abstützfeder zwischen zwei in Tragstegen
od. dgl. in Federrichtung verschieblichen Führungsorganen gespannt sein, die sich
in nicht eingefedertem Zustand der Abstützfeder an den einander zugewandten Seiten
der Tragstege abstützen und mit den Enden der Spanngabel in Verbindung
stehen.
Mit dieser Gestaltung wird nämlich eine in beiden Seiten wirksame Federung erzielt.
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Damit ein genau berechnete Vorspannung zuverlässig eingehalten wird,
sieht die Erfindung ferner vor, daß ein Anschlag für die Begrenzung der Vorspannung
vorgesehen ist. Als Anschlag kann dabei ein zwischen den Enden der Spanngabel verlaufender
und
mit dieser verschieblich geführter Anschlagbolzen vorgesehen sein, der bei stärkster
Vorspannung mit seinem einen Ende an dem mit der Abstützfeder verbundenen Ende der
Spanngabel anliegt und der zwei Abstützflächen aufweist, wovon die eine sich in
vorgespanntem, jedoch nicht eingefedertem Zustand gegen die Auflagenrückseite der
Abstützfeder oder ein damit fest verbundenes Teil abstützt und die andere umseitige
Abstützfläche an dem anderen Ende der Spanngabel anliegt.
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Für eine platzsparende Ausführung ist es dabei zweckmäßig, daß der
Anschlagbolzen koaxial zur Abstützfeder verläuft.
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Die Abstützflächen können dabei die Vor- und Rückseite eines Bundes
an dem Anschlagbolzen bilden.
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Damit die Drehbewegung des Greiferarms nicht durch eine Einfederbewegung
der Abstützfeder überlagert wird, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, daß zur Fixierung einer Einfederstellung eine Klemmeinrichtung vorgesehen
ist. Diese Klemmeinrichtung wird nur dann gelöst, wenn die Greifer des Greiferarms
das Werkzeug fassen. Nach der Selbstzentrierung durch die Greifbewegung wird wieder
die Klemmeinrichtung betätigt, so daß die Drehachse fixiert ist.
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Die Klemmeinrichtung kann, wie die Erfindung ferner vorsieht,
aus
einem in einer Klemmhülse verschieblichen, durch diese festklemmbaren Klemmbolzen
bestehen. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an einem
Ende der Klemmhülse ein Klemmkolben anliegt, der hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar
ist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß der Klemmkolben
durch eine Klemmfeder an der Klemmhülse zur Anlage gebracht wird und daß die gegen
die Klemmfederwirkung gerichtete Kolbenfläche hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar
ist. Diese Anordnung ist insbesondere aus Sicherheitsgründen wichtig, da hierdurch
gesichert ist, daß die Klemmwirkung bei Ausfall des Hydraulik- oder Pneumatiksystems
andauert.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Klemmbolzen eine Verlängerung
des Anschlagbolzens bildet.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Greiferarm,
zumindest die Greifer selbst, in Richtung der Greiferarmlängsachse verschieblich
gelagert ist bzw.
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sind. Da der Greiferarm die Werkzeuge in waagerechter Stellung faßt,
ist somit auch eine Anpassung in dieser Richtung an die Lage der Werkzeuge möglich.
Insbesondere in Verbindung mit der Abstützfeder ergibt sich damit eine volle Anpassungsfähigkeit
und damit Zentrierfähigkeit des Greiferarms in Bezug auf die Lage der Werkzeuge.
Dabei ist es besonders
zweckmäßig, daß die Greifer unabhängig voneinander
in dem Greiferarm verschieblich gelagert sind.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß für jeden
Greifer eine Fixiereinrichtung vorgesehen ist, mit der dieser nach Greifen der Werkzeuge
in der selbst zentrierten Stellung fixiert werden kann. Dabei bietet es sich an,
daß die Fixiereinrichtung jeweils aus einem in Verschieberichtung verlaufenden Gleitbolzen
mit einer Greiferklemmeinrichtung besteht.
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Die Greiferklemmeinrichtung kann gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung aus einer Greiferklemmhülse bestehen, an deren einem Ende ein hydraulisch
oder pneumatisch beaufschlagbarer Greiferklemmkolben anliegt. Dabei ist es von Vorteil,
daß der Greiferklemmkolben durch eine Greiferklemmfeder an der Greiferklemmhülse
anliegt und daß die gegen die Federwirkung gerichtete Kolbenfläche des Greiferklemmkolbens
hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar ist. Auf diese Weise ist gesichert,
daß die Klemmwirkung auch bei Ausfall des Hydraulik- bzw. Pneumatiksystems anhält.
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Die Greiferklemmfeder kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
als Tellerfederpaket ausgebildet sein.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Gleitbolzen mittig
an
der Aufhängung des Greiferarms gehalten ist und die Fixiereinrichtung in dem Greifer
angeordnet ist. Diese Anordnung ergibt eine relativ einfache und kompakte Konstruktion.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß der Greifer
zwei Greiferfinger zum Umfassen der Werkzeuge aufweist, die schwenkbar gelagert
sind und an denen Betätigungshebel angeformt sind, die mit einer Betätigungseinrichtung
verbunden sind. Die Greiferfinger können dabei auf einer gemeinsamen Achse gelagert
sein.
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Die Betätigungseinrichtung kann, wie ferner vorgesehen ist, aus einer
in der Greiferlängsachse verschiebbaren Betätigungsstange bestehen, die zwischen
den beiden Betätigungshebeln verfahrbar ist und mit diesen über im wesentlichen
quer zu jenen verlaufende Lenker verbunden ist. Die Lenker können dabei in Ausnehmungen
in der Betätigungsstange und in den Betätigungshebeln einfassen, wobei andere Federn
für den Kraftschluß zwischen den Lenkern und den Betätigungshebeln bzw. der Betätigungsstange
vorgesehen sind. Die anderen Federn können beispielsweise als an den Außenseiten
der Betätigungshebel anliegende Blattfedern ausgebildet sein, während die Ausnehmungen
in den Betätigungshebeln in Einstellschrauben eingeformt sind, damit die Schließstellung
der
Greifer genau einstellbar ist.
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Die Betätigungsstange kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
mit einem hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbaren Betätigungskolben verbunden
sein. Aus Sicherheitsgründen ist es dabei empfehlenswert, daß der Betätigungskolben
mit einer in Schließrichtung des Greifers wirkende Betätigungsfeder verbunden ist
und die der Federwirkung entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche des Betätigungskolbens
hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar ist. Bei Ausfall des Hydraulik- bzw.
Pneumatiksystems ist damit gesichert, daß der Greifer die Schließstellung einnimmt
bzw. darin verharrt, so daß Werkzeuge nicht herabfallen können.
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Aus Platzgründen ist es zweckmäßig, die Betätigungsfeder als eine
um die Betätigungsstange gelegte Schraubenfeder auszubilden.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Betätigungsstange ein Zahnstangensegment
aufweist, das mit einem Zahnrad für eine Handbetätigung in Eingriff steht. Auf diese
Weise kann der Greifer auch beim Klemmen des Betätigungskolbens von Hand gelöst
werden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen,
daß
eine Blockiereinrichtung zur Fixierung der Schwenkstellung des Greiferarms vorgesehen
ist. Hierfür kann die Blockiereinrichtung einen Zahnkranz aufweisen, in die eine
Blockiergabel einfahrbar ist. Die Blockiergabel kann, wie ferner vorgesehen ist,
einen einem Zahn des Zahnkranzes angepaßten Einschnitt aufweisen, so daß mit der
Blockiergabel ein Zahn gefaßt werden kann,wodurch der Greifer in der jeweils gewünschten
Stellung blockiert ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Blockiergabel im Bereich des
Einschnittes an den Außenseiten zu führen. Beim Einklemmen eines Zahnes weitet sich
die Blockiergabel nämlich auf und klemmt sich selbst an den außenseitigen Führungen
ein. Auf diese Weise kann die Blockiergabel auch bei hohen Blockierkräften nicht
herausspringen, so daß die Blockierung zuverlässig ist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Blockiergabel mit einem hydraulisch
oder pneumatisch beaufschlagbaren Blockierkolben verbunden ist, wobei der Blockierkolben,
wie ferner vorgesehen ist, beidseitig beaufschlagbar ist. Damit kontrolliert werden
kann, daß die Blockiergabel auch tatsächlich in Klemmstellung ist, ist schließlich
vorgesehen, daß die Blockiergabel zwei Endtaster für die Anzeige der Endstellungen
aufweist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher
veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer Mehrstufenpresse mit Werkzeugwechseleinrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Mehrstufenpresse mit Werkzeugwechseleinrichtung;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Werkzeugwechseleinrichtung; Fig. 4 einen Schnitt durch
die Aufhängung des Greiferarms der Werkzeugwechseleinrichtung; Fig. 5 einen Schnitt
durch den Greiferarm und Fig. 6 einen Schnitt durch eine Blockiereinrichtung für
den Greiferarm.
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In den Figuren der Zeichnungen sind jeweils gleiche Teile mit gleichen
Bezugsziffern versehen.
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Figur 1 zeigt in einer schematisch gehaltenen Ansicht eine Mehrstufenpresse
1 mit einer Werkzeugwechseleinrichtung 2.
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Die Mehrstufenpresse 1 weist insgesamt fünf Matrizen 3 und eine entsprechen
Anzahl Stempel 4 auf, ist also fünfstufig
ausgebildet.
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Die Werkzeugwechseleinrichtung 2 weist eine an der Mehrstufenpresse
1 befestigte, quer zur von den Stempeln 4 und Matrizen 3 gebildeten Ebene verlaufende
Tragschiene 5 auf, an der ein Tragrahmen 6 in Richtung des Doppelpfeils A verfahrbar
aufgehängt ist. An dem Tragrahmen 6 befindet sich ein Greiferarm 7, der mittig gelagert
ist und endseitig je einen Greifer 8 aufweist. Der Greiferarm 7 ist um eine parallel
zur Verschieberichtung der Stempel 4 verlaufende Z-Achse entsprechend dem eingezeichneten
Kreisbogen drehbar.
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Desweiteren ist er in Richtung der Z-Achse und in senkrechter Richtung
verfahrbar.
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An dem Tragrahmen 6 ist ferner noch das Magazin 9 aufgehängt.
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Dieses Magazin 9 besteht aus einem Magazinrahmen 10, an dem Aufnahmehülsen
11 für die Auswechselwerkzeuge angehängt sind, und zwar entsprechend der Anzahl
der Matrizen 3 und Stempel 4. Diese Aufnahmehülsen 11 sind in gleicher Anordnung
und Höhe wie die Stempel 4 und Matrizen 3 aufgehängt.
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Der ganze Matrizenrahmen 10 ist über ein Drehgelenk 10a in Richtung
Pfeil B wegschwenkbar.
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Die Werkzeugwechseleinrichtung 2 arbeitet wie folgt. In Figur 1 befindet
sich der Tragrahmen 6 mit dem Greiferarm 7 und dem
Magazin 8 in
einer von der Mehrstufenpresse 1 weggefahrenen Stellung. Auf diese Weise ist die
freie Zugänglichkeit der Mehrstufenpresse 1 gewährleistet. Für einen Werkzeugwechselvorgang
wird der sich in einer Ebene zwischen den Stempeln 4 und den Matrizen 3 befindliche
Greiferarm 7 in waagerechte Stellung geschwenkt und der Tragrahmen 6 soweit in Richtung
auf die Mehrstufenpresse 1 verfahren, daß der eine Greifer 8 sich zwischen dem Stempel-
und Matrizenblock befindet. Gleichzeitig wird der Greiferarm 7 in der Höhe so eingestellt,
daß er genau zwischen dem Stempel 4 und der Matrize 3 einer Stufe angeordnet ist.
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Die sich nach diesen Vorgängen ergebende Stellung zeigt Figur 2 in
der Draufsicht. In dieser Draufsicht ist die Mehrstufenpresse 1 nur durch die Matrize
3 und den Stempel 4, die sich in Matrizenaufnahmen 12 bzw. Stempelaufnahmen 13 befinden,
angedeutet, während die Draufsicht auf das Magazin 9 mit seinem Magazinrahmen 10
die beidseitige Aufhängung der Aufnahmehülsen 11 über eine Schwalbenschwanzführung
14 erkennen läßt. Zwischen Stempel 4 und Matrize 3 sowie zwischen den gegenüberliegenden
Aufnahmehülsen 11 befindet sich je ein Greifer 8 des Greiferarms 7, der an einem
Greiferarmschlitten 15 hängt.
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Hat der Greiferarm 7 diese Stellung eingenommen, so werden die Greifer
8 geöffnet und der Greiferarm 7 in Richtung der
Z-Achse (Figur
1) verfahren. Soll beispielsweise der Stempel 4 ausgewechselt werden, so fährt der
Greiferarm 7 in dieser Ansicht nach rechts, und zwar soweit, bis seine Greifer 8
in die Greifnuten 16a und 16b des abgenutzten Stempels 4 bzw. des neuen Stempelwerkzeuges
17 einfassen kann. Nach Schließen der Greifer 8 wird der Greiferarm 7 in entgegengesetzter
Richtung, also in dieser Ansicht nach links, bewegt. Dabei werden der abgenutzte
Stempel 4 und aus der Stempelaufnahme 13 und das neue Stempelwerkzeug 17 aus der
Aufnahmehülse 11 ganz herausgezogen. Falls für den Vorgang des Drehens des Greiferarms
7 Kollisionsgefahr mit übrigen Maschinenteilen der Mehrstufenpresse 1 besteht, wird
der Greiferarm 7 zusammen mit dem Magazin 9 zunächst aus dem Pressenraum herausgefahren.
Sollte auch innerhalb des Zwischenraums zwischen den Aufnahmehülsen 11 Kollisionsgefahr
bestehen, kann der Magazinrahmen 10 in Richtung des Pfeils B (Figur 1) weggeschwenkt
werden. Dann kann der Greiferarm 7 gefahrlos um 160° gedreht werden, so daß der
abgenutzte Stempel 4, gegebenenfalls nach Zurückschwenken des Magazinrahmens 10,
vor die Aufnahmehülse 10 zu liegen kommt, aus der vorher das neue Stempelwerkzeug
17 herausgezogen worden ist. Dieses Stempelwerkzeug 17 befindet sich nunmehr, gegebenenfalls
nach Zurückfahren des Greiferarms 7 in dem Pressenraum vor der Stempelaufnahme 13.
Durch Verfahren des Greiferarms 7 in Richtung der Z-Achse (Figur 1),und zwar
in
einer in dieser Ansicht rechten Richtung wird das neue Stempelwerkzeug 17 in die
Stempelaufnahme 13 und der abgenutzte Stempel 4 in die Aufnahmehülse 11 eingeschoben.
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Die Greifer 8 werden dann geöffnet und dann der Greiferarm 7 in die
in Figur 1 gezeigte Ruhestellung gebracht. Damit ist der Auswechselvorgang beendet.
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Figur 3 zeigt eine Ansicht der Werkzeugwechseleinrichtung 2 in Richtung
des nach rechts zeigenden Pfeils A gemäß Figur 1, aus der die Führungseinrichtung
für den Greiferarm 7 und die Ausbildung des Magazins 9 mit dem Magazinrahmen 10
und den an ihm aufgehängten Aufnahmehülsen 11 deutlich hervorgehen.
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Der Greiferarm 7 mit den Greifern 8 ist, wie schon aus Figur 2 zu
ersehen ist, drehbar an einem Greiferarmschlitten 15 gelagert. Dieser ist in einer
kastenförmigen Schlittenführung 18 in horizontaler Richtung geführt. Die Verschiebung
besorgt dabei ein unter der Schlittenführung 18 befestigter Hydraulikzylinder 19,
dessen Kolbenstange 20 an dem Greiferarmschlitten 15 angelenkt ist.
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Die Schlittenführung 16 wiederum ist in senkrechter Richtung verschieblich
an dem Tragrahmen 6 auf Führungsschienen 21 gelagert. Die Verschiebung erfolgt über
eine Spindel 22, die
von einem Elektromotor 23 angetrieben wird
und in eine in Figur 4 näher dargestellte Spindelmutter eingreift.
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Die ganze Einheit aus Tragrahmen 6 und den am ihm aufgehängten Magazin
9 und Greiferarm 7 ist an einer Tragschiene 5 aufgehängt. Diese Tragschiene 5 besteht
aus einem Doppel-T-Träger 24, an dem außenseitig Tragstangen 25 befestigt sind,
die von je einer Tragstangenführung 26 umfaßt werden. Die beiden Tragstangenführungen
26 sind über eine Tragplatte 27 verbunden, an der der Tragrahmen 6 hängt.
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Der kastenförmige, an dem Drehgelenk 10a am Tragrahmen 6 aufgehängte
Magazinrahmen 10 trägt je fünf gegenüberliegende Aufnahmehülsen 11, in denen Stempelwerkzeuge
17 auf der einen Seite und Matrizenwerkzeuge 28 auf der anderen Seite angeordnet
sind. Der Höhenabstand der einzelnen Werkzeuge und auch der Abstand in horizontaler
Richtung entspricht dem Abstand der Stempel 4 und Matrizen 3 in der Mehrstufenpresse
1. Das Wegschwenken des Magazinrahmens 10 erfolgt dabei über einen Schwenkzylinder
29.
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Figur 4 zeigt einen Vertikalschnitt der Aufhängung der Schlittenführung
18 an der Spindel 22, wobei die Führung an dem Tragrahmen 6 aus Übersichtsgründen
weggelassen ist.
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Die Schlittenführung 18 ist hier im Querschnitt gezeigt. In
deren
inneren Ecken sind Führungsprofile 30 angeordnet, die den Greiferarmschlitten 15
führen. In diesem Greiferarmschlitten 15 läuft die Drehachse 31 des Greiferarms
7 (vgl.
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Z-Achse in Figur 1). Die Schlittenführung 18 ist, was hier nicht gezeigt
ist, durch die Führungsschienen 21 (vgl.
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Figur 3 ) an dem Tragrahmen 6 geführt und stützt sich über eine unten
näher beschriebene, schwimmende Lagerung und über ein Führungsteil 32 an der Spindel
22 ab. In diesem Führungsteil 32 ist die Spindelmutter 33 über eine Klemmmutter
34 befestigt, die mit der Spindel 22 in Eingriff steht.
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Das Führungsteil 32 weist schlittenseitig zwei im Abstand untereinander
angeformte Tragstege 35,36 auf. Durch diese Tragstege 35,36 hindurchgeführt ist
ein Anschlagbolzen 37, der in zwei Führungshülsen 38,39 geführt ist. Diese Führungshülsen
38,39 sind in den Tragstegen 35,36 verschieblich geführt und weisen an den einander
zugewandten Enden nach außen vorstehende Bunde auf, mit denen sie sich an den ebenfalls
einander zugewandten Seiten der Tragstege 35,36 entweder direkt, wie bei der unteren
Führungshülse 39, oder über ein Distanzstück 41a abstützen können. Zwischen diesen
beiden Führungshülsen 38,39 ist eine als Tellerfederpaket ausgebildete Abstützfeder
40 angeordnet, wobei zwischen der oberen Führungshülse 38 und der Abstützfeder 40
zwei
Distanzringe 41 gelegt sind. An der oberen Führungshülse 38 stützt sich das eine
Ende 42a einer Spanngabel 42 ab, deren anderes Ende 42b den Anschlagbolzen 37 unterhalb
des unteren Tragsteges 36 umgibt, wobei beide Enden 42a, 42b mit der Spanngabel
42 fest verbunden sind. In das untere Ende 42b ist eine Spannschraube 43 eingeschraubt,
die mit ihrem oberen Ende an einem Anschlagbund 44 anliegt. Die obere Fläche dieses
Anschlagbundes 44 stützt sich gegen das untere Ende der unteren Führungshülse 36
ab.
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Mit der Spannschraube 43 kann der Abstützfeder 40 eine genau definierte
Vorspannung aufgeprägt werden, wobei der Anschlagbolzen 37 die maximale Vorspannung
begrenzt. Dies geschieht wie folgt.
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Da der Anschlagbolzen 37 in den beiden Führungshülsen 38,39 lose geführt
ist und nicht mit dem oberen Ende 42a der Spanngabel 42 in Verbindung steht, wird
er lediglich durch die Spannschraube 43 gehalten. Durch Einschrauben dieser Spannschraube
43 kann der Anschlagbund 44 des Anschlagbolzens 37 an der unteren Führungshülse
39 zur Anlage gebracht werden.
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Allerdings besteht dann immer noch ein gewisser Abstand zwischen dem
oberen Ende des Anschlagbolzens 37 und dem oberen Ende 42a der Spanngabel 42. Durch
weiteres Einschrauben der Spannschraube 43 wird der wirksame Abstand der beiden
Enden
42a, 42b der Spanngabel 42 verkürzt. Die Spanngabel 42 wird dabei nach unten gezogen,
während die Spannmutter 43 und der Anschlagbolzen 37 ihre Höhenlage beibehalten.
Hierdurch wird die Abstützfeder 40 gespannt.
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Dieses Spannen muß solange erfolgen, bis der Anschlagbolzen 37 an
dem oberen Ende 42a der Spanngabel 42 anstößt, wie es in Figur 4 dargestellt ist.
Dadurch ist eine starre Verbindung zwischen dem Anschlagbolzen 37 und der Spanngabel
42 sowie der Schlittenführung 18 hergestellt.
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Die Abstützfeder 40 spreizt dabei die Führungshülsen 38,39 soweit
auseinander, daß die untere Führungshülse 39 direkt und die obere Führungshülse
38 über das Distanzstück 41a mit ihren Bunden an den einander zugewandten Seiten
der Tragstege 35 und 36 anliegen. Beim Einfedern nach unten wird die obere Führungshülse
38 zusammen mit dem Anschlagbolzen 37 nach unten bewegt, wobei sich der Anschlagbund
44 von der unteren Führungshülse 39 löst. In umgekehrter Richtung, also beim Einfedern
nach oben wird die untere Führungshülse 39 durch den Anschlagbund 44 nach oben geschoben,
während die obere Führungshülse 38 über das Distanzstück 41a an dem oberen Tragsteg
35 anliegt. Auf diese Weise kann sich der Greiferarm 7 in senkrechter Richtung auf
eine gegenüber der von der Spindel 22 eingestellten Höhelage abweichende Lage
der
Werkzeuge einstellen, wobei durch die Kraft der Greifer 8 die Zentrierung und damit
die Einfederung nach beiden Seiten bewirkt wird.
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Hat sich der Greiferarm 7 in dieser Art auf die gegenüber der vorgegebenen
Höhe abweichende Höhe eingestellt, so kann diese eingefederte Stellung blockiert
werden, damit nicht der sich anschließenden Drehbewegung eine Einfederbewegung überlagert
wird. Hierzu ist in einer an dem Führungsteil 32 aufgehängten Blockierteil 45 eine
Klemmeinrichtung 46 vorgesehen. Diese Klemmeinrichtung 46 weist eine die Verlängerung
des Anschlagbolzens 37 umgebende Klemmhülse 47 auf, deren Eigenart es ist, daß sie
durch axiales Zusammendrücken ihren Durchmesser zu vergrößeren sucht und, da dies
wegen der sie umgebenden Wandung nicht geht, dadurch eine Klemmwirkung hervorruft.
Bei eingeklemmtem Anschlagbolzen 37 ist eine starre Verbindung zwischen der Spindelmutter
33 und der Schlittenführung 18 gegeben. Ist der Anschlagbolzen 37 jedoch nicht eingeklemmt,
so ist diese Verbindung elastisch, d.h. schwimmend.
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Das axiale Zusammendrücken dieser Klemmhülse 47 besorgt eine ebenfalls
als Tellerfederpaket ausgebildete Klemmfeder 48 unter Zwischenschaltung eines stufenförmigen
Klemmkolbens 49. Die durch die stufenförmige Formgebung gebildete, gegen die Wirkung
der Klemmfeder 48 gerichtete Klemmkolbenfläche 50 ist über einen Zuführkanal 51
hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar, so daß der Klemmkolben 49 von der Klemmhülse
47 wegbewegt, die Klemmwirkung also aufgehoben werden kann. Beim Ausfall des Hydraulik-
oder Pneumatiksystems bleibt somit die Klemmwirkung erhalten, was aus Sicherheitsgründen
zweckmäßig ist.
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Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil des Greiferarms
7 mit dem Greifer 8. Der Greiferarm 7 weist ein Greiferarmgehäuse 52 auf, in dem
der Greifer 8 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Der Greifer 8 besteht dabei
aus zwei Greiferplatten 53, von denen die in dieser Ansicht vordere weggenommen
ist, um den Innenraum des Greifers 8 zu zeigen. An den Greiferplatten 53 sind die
Greiferfinger54, 55 auf einer gemeinsamen Greiferachse 56 gelagert. Die Greiferfinger
54, 55 weisen Anlagestücke 57 auf, mit denen die Greiferfinger 54, 55 das jeweilige
Werkzeug fassen. Jeweils auf derselben Seite sind an den Greiferfingern 54, 55 Betätigungshebel
569 59
angeformt, die sich über querverlaufende, als einfache Bolzen
ausgebildete Lenker 60a, 60b an einer Betätigungsstange 61 abstützen. Die Lenker
60a, 60b fassen dabei einfach in zwei Ausnehmungen 62, 63 in der Betätigungsstange
61 und in entsprechende Ausnehmungen 64, 65 in Einstellschrauben 66, 67 der Betätigungshebel
58, 59 ein. Mit diesen Einstellschrauben 66, 67 kann die Stellung der Greiferfinger
54, 55 in der Schließstellung genau auf den Durchmesser des Werkzeuges eingestellt
werden.
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Damit zwischen dem Betätigungshebel 58, 59, den Lenkern 60a, 60b und
der Betätigungsstange 61 ein Kraftschluß vorhanden ist, sind Andrückfedern 68, 69
in Form von Blattfedern vorgesehen, die an den Enden der Betätigungshebel 58, 59
in Öffnungsrichtung wirkend anliegen.
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Die Betätigungsstange 61 ist in einem Führungsgehäuse 70 gelagert
und weist an ihrem in dieser Ansicht rechten Ende einen Betätigungskolben 71 auf,
an dessen greiferseitiger Kolbenfläche sich eine als Druckfeder wirkende Betätigungsfeder
72 abstützt und dessen andere Kolbenfläche von einem über eine Zuführbohrung 73
eingeleiteten, pneumatischen oder hydraulischen Medium beaufschlagbar ist. Durch
die Betätigungsfeder 72 wird somit die Betätigungsstange 61 normalerweise in der
gezeigten Stellung gehalten, in der
die Lenker 60a, 60b genau quer
zur Bestätigungsstange 61 sind und somit der größte Abstand zwischen Betätigungsstange
61 und Betätigungshebeln 58, 59 und damit die Schließstellung bewirkt wird. Erst
durch Druckbeaufschlagung wird die Betätigungsstange 61 nach außen bewegt, so daß
sich die Lenker 60a, 60b schräg stellen, die Betätigungshebel 58,59 unter der Wirkung
der Andrückfedern 68,69 nach innen und die Greiferfinger 54, 55 nach außen in die
Öffnungsstellung schwenken. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei einem Ausfall
des Hydraulik- bzw. Pneumatiksystems die Greifer 8 immer in Schließstellung bleiben
und somit verhindert wird, daß ein einmal gefaßtes Werkzeug herunterfällt.
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Durch die verschiebliche Lagerung des Greifers 8 in den Greiferarm
7 wird ebenfalls eine in dessen Längsrichtung wirkende, schwimmende Lagerung erzielt.
Da ein Greifen der auszuwechselnden Werkzeuge nur bei horizontalem Greiferarm 7
erfolgt, ist somit sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung
eine Selbstzentrierung gegeben, so daß die Werkzeuge immer optimal und zuverlässig
gefaßt werden.
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Der Verschiebeweg ist durch hier nicht näher dargestellte Anschläge
begrenzt. Zusätzlich kann noch der Greifer b nach der Selbstzentrierung in der einmal
eingenommenen Stellung
im Verhältnis zum Greiferarm 7 fixiert werden,
damit beim Drehen des Greifers 7 keine Bewegungsüberlagungen auftreten.
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Hierzu ist eine Greiferklemmeinrichtung 74 vorgesehen. Diese weist
einen Gleitbolzen 75 auf, der über zwei Bolzenbunde 76, 77 von einem gegenüber dem
Greiferarm 7 ortsfesten, in der Drehachse 31 angeordnete Bolzengabel 78 gehalten
wird.
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Dieser Gleitbolzen 75 wird an beiden Enden von einer Greiferklemmhülse
79 umgeben, wovon nur die linke zu sehen ist, während die rechte durch das Greiferklemmgehäuse
80 verdeckt ist.
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An die Greiferklemmhülse 79 wird ein stufenfürmiger Greiferklemmkolben
81 mittels einer als Tellerfeder ausgebildeten Greiferklemmfeder 82 angedrückt,
so daß normalerweise eine Klemmwirkung ausgeübt wird. Für den Greifvorgang kann
zur Ermöglichung der Selbstzentrierung die Klemmwirkung dadurch aufgehoben werden,
daß der stufenförmige Absatz des Greiferklemmkolbens 81 über die Eingangsbohrung
83 beaufschlagt wird, so daß der Greiferklemmkolben 81 gegen die Federwirkung zurückgedrückt
wird.
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Figur 6 zeigt eine Blockiereinrichtung 84 im Teilschnitt, die der
Blockierung der Schwenkstellung des Greiferarms 7 in Bezug auf den Greiferarmschlitten
15 dienen soll. Insbesondere soll der Greiferarm 7 damit in der waagerechten und
in der senkrechter Stellung blockiert werden.
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Der Teilschnitt zeigt die in dem Greiferarmschlitten 15 verlaufende
Drehachse 31 des Greiferarms 7, wobei der hier nicht dargestellte Greiferarm 7 vor
dem Greiferarmschlitten 15 liegt. In einem Ansatz an dem Greiferarmschlitten 15
ist die Blockiereinrichtung 84 angeordnet, die aus einer außenseitig geführten Blockiergabel
85 besteht. Diese Blockiergabel 85 weist einen keilförmigen Einschnitt 86 auf, dessen
Form der Form der Zähne 87 eines Zahnkranzes 88 entspricht. Diese Blockiereinrichtung
84 ist fest mit dem Greiferarmschlitten 15 verbunden, während sich der Zahnkranz
88 immer mit dem Greiferarm 7 mitbewegt.
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An der Rückseite der Biszkiergabel 85 ist ein Blockierkolben 89 angeformt,
der beidseitig über Zuleitungen 90, 91 mit einem Druckmedium beaufschiagbar Ist.
Bei D^uckbeausschlagung der hinteren Kolbenfläche des Slocierolbens 89 wird die
Blockiergabel in Richtung auf den Zahnkranz 88 geschoben, wobei sich der Einschnitt
86 über einen Zahn 87 schiebt.
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Dabei geschieht dies mit einer solchen Kraft, daß die beiden Blockiergabelfinger
nach außen gegen die Führung gepreßt werden, so daß sich die Blockiergabel 85 in
ihrer Führung selbst festklemmt. Auf diese Weise ist gesichert, daß die Blockiergabel
85 auch bei Ausfall des Hydraulik- bzw.
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Pneumatiksystems nicht zurückrutschen kann. Der Greiferarm 7 ist somit
gegenüber dem Greiferarmschlitten 15 verdrehfest blockiert.
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Zum Lösen der Blockiergazel 85 wird über die Zuleitung 91 die andere
Kolbenfläche des Blockierkolbens b9 mit einem Druckmedium beaufschlagt, so daß die
Blockiergabel 85 in ihre Führung zurückfährt. Die Jeweiligen Endstellungen können
dabei über einen mit einer Einschnürung 92 versehenen Taststift 93 mittels hier
nicht dargeste'lter Endtaster kontrolliert werden.
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L e e r s e i t e