DE2741150C3 - Antriebsvorrichtung für einen Werkzeugschlitten, insbesondere an Drahtbiege- und -Stanzautomaten - Google Patents

Description

vorhanden ist, das ausgehend von der Ruhestellung des Werkzeugschlittens erst nach einem Leerhub eine kraft- oder formschlüssige Verbindung herstellt, wobei der Leerhub gleich der Differenz zwischen dem gesamten Vorlaufhub des Werkzeugschlittens und einem Resthub ist, und vorzugsweise eingestellt werden kann. Die Zusatzfeder wird zweckmäßigerweise auch bereits in der Ruhestellung des Werkzeugschlittens vorgespannt sein.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gestänge eine Verbindungsstange umfaßt, die am bzw. im Werkzeugschlitten in dessen Bewegungsrichtung verschiebbar geführt ist und an ihrem schlittenseitigen Ende einen Bund besitzt, und daß der Werkzeugschlitten einen mit dem Bund zusammenwirkenden Mitnehmer aufweist, der in Ruhestellung des Schlittens einen dem Leerhub entsprechenden Abstand vom Bund besitzt. Bei dieser Anordnung kann sich der Werkzeugschlitten im Bereich des Leerhubs bewegen, ohne daß diese Bewegung auf die Verbindungsstange übertragen würde. Erst wenn der Mitnehmer des Werkzeugschlittens beim Schlittenvorlauf gegen den Bund der Verbindungsstange anstößt, wird diese über den nachfolgenden Resthub des Schlittenvorlaufs zwangsläufig mitgenommen.

Ist nun gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Zusatzfeder innerhalb eines Gehäuses aufgenommen und steht einerseits mit einer Gehäusestirnwand und andererseits mit einem an der Verbindungsstange befestigten Übertragungselement im Eingriff, welches innerhalb des Gehäuses in Achsrichtung verschiebbar ist, dann wird die Zusatzfeder bei einer Bewegung der Verbindungsslange in Vorlaufrichtung des Werkzeugschlittens gespannt.

Eine Vorspannung der Zusatzfeder schon vor einer Bewegung des Verbindungshebels ist einfach durch einen Anschlag erzielbar, der im bzw. am Gehäuse vorgesehen ist und die Bewegung des Übertragungselements in Richtung der Entspannung der Feder begrenzt. Die Lage dieses Anschlags kann in Achsrichtung des Gehäuses so eingestellt werden, daß die Zusatzfeder zwischen der Gehäusestirnwand und dem Übertragungselement geeignet vorgespannt ist. Die Verbindung zwischen der Verbindungsstange und dem Übertragungselement ist vorzugsweise lösbar und das Übertragungselement längs der Verbindungsstange verschiebbar und an beliebiger Stelle feststellbar bzw. festklemmbar. Auf diese Weise kann der »Leerhub«, das ist der Abstand zwischen dem Bund der Verbindungsstange und dem Mitnehmer des Werkzeugschlittens, in dessen Ruhestellung auf einfache Weise eingestellt werden. Diese Einstellung ermöglicht die Wahl der Weglänge des Werkzeugschlittens, über die die Zusatzkraft wirkt, und zugleich auch die Wahl der Lage dieses Wegabschnitts bezogen auf den Schlittenhub. Bei einer Änderung des Schlittenhubs läßt sich also auch der Wirkungsbereich der Zusatzkraft leicht nachstellen.

Obwohl sowohl für die normale Rückzugsfeder als auch für die Zusatzfeder sowohl eine Druckfeder als auch eine Zugfeder in Frage kommt, sieht eine einfache Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Zusatzfeder eine Druckfeder ist, daß das Gehäuse von einem Topf gebildet wird, dessen Boden die dem Werkzeugschlitten zugewandten Stirnwand des Gehäuses ist, an welcher die Zusatzfeder mit einem Ende anliegt und welche eine zentrale Bohrung für die Verbindungsstange aufweist, daß die entgegengesetzte Seite des Gehäuses mit einer Spannmutter als Anschlag verschlossen ist und daß das Übertragungselement einer mit der Zusatzfeder im Eingriff stehenden Drucktellei und einen durch die Spannmutter das Gehäuse verlassenden Schaft umfaßt, welcher als Klemmhülse

. zur Befestigung an der Verbindungsstange ausgebildet ist.

Die restlichen Unteransprüche enthalten weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand vor

ι Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die schemati· sehe Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine grundsätzlich bekannte Bearbeitungseinheit mit Werkzeugschlitter und Antrieb für den Werkzeugschlitten,

F i g. 2 einen Teil der Bearbeitungseinheit von F i g. i mit einer Ausführungsform der Erfindung zur Erzeu gung einer Zusatzkraft,

F i g. 3 eine Teilansicht von F i g. 2 mit eine: zusätzlichen Überwachungseinrichtung,

ι F i g. 4 in einer Teildarstellung eine andere Ausfüh rungsform der Zusatzfeder,

Fig.5 eine weitere Abwandlung der in Fig.^ gezeigten Zusatzfeder und
F i g. 6 eine Schutzeinrichtung für den Fall eines trotz

. .Zusatzkraft klemmenden Werkzeugschlittens.

F i g. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine typische, im wesentlichen bekannte, Bearbeitungsein heit mit einem Werkzeugschlitten, wie sie beispielsweise bei Biege- und/oder Stanzautomaten zur Draht- bzw

: Bandbearbeitung eingesetzt wird. In einem Schlittenträ ger 1 ist eine Antriebswelle 2 gelagert, die auf nichi dargestellte Weise mit dem Maschinenantrieb verbunden ist. Die Antriebswelle 2 trägt eine Kurvenscheibe 3 In Führungen 4 ist ein Werkzeugschlitten 5 zwischer

"> einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Arbeitsstellung beweglich. In den Werkzeugschlitten 5 kann das nicht dargestellte, für den jeweiliger Bearbeitungsvorgang erforderliche Werkzeug eingesetzt werden. Am Werkzeugschlitten 5 ist mit Hilfe vor

' Einstellmuttern 6 ein Gabelkopf 7 längenverstellbai befestigt. Der Gabelkopf trägt um eine zur Antriebswelle 2 parallele Achse drehbar einen Gleitstein 8. Dei Gleitstein 8 steht mit einem Zwischenhebel 9 im Eingriff welcher um eine ebenfalls zur Antriebswelle 2 parallele Achse 9a schwenkbar am Schlittenträger 1 angelenkt ist Der Zwischenhebel 9 trägt eine Abnahmerolle 10, die auf der Kurve der Kurvenscheibe 3 abrollt. Zwischer einer gegenüber dem Schlittenträger 1 ortsfester Halterung 11a und dem Werkzeugschlitten 5 ist eine

! Zugfeder 11 gespannt, die über den Gabelkopf 7, der GieitEtein 8 und den Zwischenhebe! 9 dafür sorgt, daE sich die Abnahmerolle 10 ständig im Kontakt mit der Kurve, d. h. der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 3 befindet, und die den Rücklauf des Werkzeugschlittens 5

> in die Ruhestellung bewirkt

Wenn die Kurvenscheibe 3 von der Antriebswelle 2 ir Richtung des Pfeiles A gedreht wird, dann befindet sich bei der nur beispielhaft gewählten Form der dargestellten Kurvenscheibe der Werkzeugschlitten 5 im Bereich ι des Drehwinkels a in seiner zurückgezogenen Ruhestellung, da die dargestellte Kurve in diesem Bereich Kreisform besitzt Im Bereich des Drehwinkels b erfolgi dann der Vorschub des Werkzeugschlittens 5 in seine Arbeitsstellung gegen die Kraft der Feder 11, die dabei

> gespannt wird. In dieser Arbeitsstellung führt das vom Werkzeugschlitten 5 getragene Werkzeug an einem Werkstück die gewünschte Bearbeitung, z.B. einen Biege- oder Stanzvorgang, aus. Im Bereich des

nachfolgenden Drehwinkels c der Kurvenscheibe 3 zieht die Feder 11 den Werkzeugschlitten aus seiner Arbeitsstellung zurück in die Ruhestellung.

Wie eingangs erläutert, können zu Beginn des Drehwinkels c der Kurvenscheibe 3, d. h. nach dem Bearbeitungsvorgang, Klemmkräfte auf das Werkzeug bzw. den Werkzeugschlitten 5 einwirken, die einen Rückfluß des Werkzeugschlittens 5 unter dem alleinigen Einfluß der Feder 11 verhindern. Der Antrieb für den Werkzeugschlitten ist bei der dargestellten Bearbeitungseinheit daher mit einer Einrichtung versehen, die in diesem Anfangsbereich des Drehwinkels c eine die Wirkung der Feder 11 unterstützende Zusatzkraft aufbringt. Eine Ausführungsform dieser die Zusatzkraft erzeugenden Einrichtung wird nachfolgend anhand von F i g. 2 erläutert.

In F i g. 2 sind der besseren Übersicht wegen die dem Vorlauf des Werkzeugschlittens dienenden Antriebselemente 2, 3 und 6 bis 10 fortgelassen worden. Der Werkzeugschlitten 5 und ein auch in F i g. 1 dargestelltes Gehäuse 12 sind in einer zum Schlittenträger 1 parallelen Ebene geschnitten dargestellt. Das Gehäuse 12 ist mit dem Schlittenträger 1 fest oder lösbar verbunden und trägt in diesem Fall die Halterung 11a für die Feder 11, die stattdessen auch auf andere Weise ortsfest am Schlittenträger 1 angebracht werden könnte. Innerhalb des Gehäuses 12 befindet sich eine Zusatzfeder 13, die hier als Schraubendruckfeder dargestellt ist. An die Stelle dieser Schraubendruckfeder können alle denkbaren anderen Federarten treten. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung der Begriff »Feder« im weitesten Sinn zu verstehen ist und beispielsweise auch Gasfedern, Flüssigkeitsfedern sowie hydropneumatische Federn umfaßt.

Die Zusatzfeder 13 steht über ein spielbehaftetes Gestänge, umfassend ein Übertragungselement 15 und eine Übertragungsstange 17, mit dem Werkzeugschlitten 5 in Verbindung. Das Übertragungselement 15 ist mit einer axialen Bohrung für die Verbindungsstange 17 versehen und besitzt einen als Klemmhülse ausgebildeten Schaft 15a, der mit Hilfe einer Klemmschraube 16 auf der Verbindungsstange 17 festgeklemmt ist. Das Übertragungselement 15 wird mit Hilfe einer Spannschraube 14, die mit einer Ringschulter 14a an einem Druckteller \5b des Übertragungselements 15 anliegt und für dieses einen Anschlag darstellt, im Gehäuse 12 gehalten. Die Zusatzfeder 13 liegt mit einem Ende an der Stirnseite des Gehäuses 12 und mit dem anderen Ende am Druckteller \5b an. Durch Verdrehen der Spannschraube 14 gegenüber dem Gehäuse 12 kann die Lage des Übertragungselements 15 in Achsrichtung und damit die Vorspannung der Zusatzfeder 13 eingestellt werden.

Die Verbindungsstange 17 durchsetzt die dem Werkzeugschlitten zugewandte Stirnseite des Gehäuses 12 im Bereich einer Bohrung 12a und tritt auf der entgegengesetzten Seite durch eine Bohrung 5a in den Werkzeugschlitten ein. Der Werkzeugschlitten 5 besitzt zwischen seiner Bohrung 5a und ihrer vergrößerten Verlängerung eine Ringschulter 19, während das schlittenseitige Ende der Verbindungsstange 17 mit einem Bund 18 versehen ist In der dargestellten Ruhestellung des Werkzeugschlittens 5 liegen Bund 18 und Ringschulter 19 im Abstand eines Leerhubs e voneinander.

Nach Beginn der Vorschubbewegung des Werkzeugschlittens 5 legt dieser zunächst eine dem Leerhub e entsprechende Entfernung zurück, ohne daß die Zusatzfeder mit dem Werkzeugschlitten in Verbindung stünde. Innerhalb dieses Anfangshubs wird daher allein die Feder 11 gespannt, so daß die Vorlaufbewegung des Werkzeugschlittens 5 auch nur einen relativ geringen Kraftaufwand erfordert. Nach Durchlaufen des Leerhubs e stoßen Bund 18 und Ringschulter 19 aneinander, so daß die Verbindungsslange 17 während des nachfolgenden Resthubs (h—c) dts Werkzeugschlittens 5 von letzterem mitgenommen wird. Aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Verbindungsstange 17 und Übertragungselement 15 wird nun auch dieses (in F i g. 2 nach rechts) bewegt, so daß bis zum Ende des Schlittenvorlaufs sowohl die Feder U als auch die Zusatzfeder 13 gespannt werden. Entsprechend wirkt beim nachfolgenden Beginn des Rücklaufs des Werkzeugschlittens 5 im Bereich (h—e) außer der Rückstellkraft der Feder 11 noch die von der Zusatzfeder 13 herrührende Zusatzkraft auf den Werkzeugschlitten ein. Diese Zusatzkraft kann abhängig von den Eigenschaften und der Vorspannung der gewählten Zusatzfeder 13 relativ groß sein, da der Spannvorgang der Zusatzfeder nur während des relativ kurzen Resthubs des Werkzeugschlittens dessen Vorlaufantrieb beaufschlagt. Ein in ausreichendem Abstand vom Druckteller \5b auf dem Schaft 15a angeordneter Sicherungsring 20 begrenzt die Bewegung des Übertragungselements 15 in Spannrichtung der Zusatzfeder 13 in ähnlicher Weise, wie die Spannschraube 14 einen Anschlag für die Bewegung des Übertragungselements

15 in der Gegenrichtung darstellt.

Der Leerhub e ist abhängig vom gewünschten Einsetzpunkt der Zusatzkraft und vom Gesamthub Ades Werkzeugschlittens durch Lösen der Klemmschraube

16 und Verschieben der Verbindungsstange 17 relativ zum Übertragungselement 15 leicht einstellbar.

F i g. 3 zeigt eine Überwachungseinrichtung, die verhindern soll, daß im Fall einer falschen Einstellung der Verbindungsstange 17 bei Überschreiten der zwischen dem Übertragungselement 15 und der Verbindungsstange 17 wirkenden Klemmkraft die Verbindungsstange aus dem Übertragungselement herausgezogen wird und dadurch die Erzeugung der Zusatzkraft unmöglich gemacht wird.

Hierfür kann gemäß F i g. 3 beispielsweise mit Hilfe eines Winkels 21 am Schaft 15a des Übertragungselements 15 ein Schalter 22 angebracht sein. Auf der Verbindungsstange 17 ist ein Schaltring 23 festgeklemmt, der den Schalter 22 bei richtiger Reiativlage zwischen Übertragungselement 15 und Verbindungsstange 17 betätigt, so daß die Anschlußpunkte r und ρ über den Schalter 22 beispielsweise verbunden werden. Tritt nun eine Verschiebung der Verbindungsstange 17 relativ zum Übertragungselement 15 auf, wird der Schalter 22 umgeschaltet, da die Ausrichtung zwischen seinem Betätigungsglied 22a und dem Schaltring 23 verloren geht Durch diesen Schaltvorgang kann der Antrieb bzw. die Maschine stillgesetzt oder aber ein Warnsignal erzeugt werden. Der Winkel 24 dient der korrekten Einstellung des Schaltrings 23. Der Abstand s zwischen dem Schaltring 23 und dem Übertragungselement 15 ist so zu bemessen, daß der Antrieb innerhalb einer Zeit abgeschaltet werden kann, die der Werkzeugschlitten beim Vorlauf für den Weg »s« benötigt

In den Fig. 1 und 2 ist die Feder 11 beispielhaft im Abstand von der Verbindungsstange 17 angeordnet Zur Platzersparnis könnte die Feder 11 jedoch auch konzentrisch um die Verbindungsstange 17 herum

angeordnet werden. Im Werkzeugschlitten 5 bzw. im Gehäuse 12 würden dann Einschraubelemente für die Federhalterung befestigt sein. Auch in diesem Fall wäre es möglich, das linke Ende der Feder 11 nicht mit dem Gehäuse 12, sondern mit einer gesonderten Halterung zu verbinden, die unabhängig von der Lage des Gehäuses 12 zur Einstellung der Vorspannung der Feder 11 längs deren Wirkachse verstellbar ist.

Die als Druckfeder dargestellte Zusatzfeder 13 kann bei Umkehrung der Wirkungsrichtungen auch als Zugfeder ausgebildet sein. Dasselbe gilt für die Feder 11, die als Zugfeder dargestellt ist, jedoch grundsätzlich auch eine Druckfeder sein könnte. Es ist jede Kombination von Druck- und Zugfedern möglich. Wenn die Zusatzfeder 13 als Gasdruckfeder ausgebildet wird, hätte dies den Vorteil, daß sie über ihre Wirkiängc, d. h. im Bereich des Resthubs, eine konstante Zusatzkraft aufbringt.

Die zur Erzeugung der Zusatzkraft erforderliche Federwirkung könnte auch dadurch erzielt werden, daß das Gehäuse 12 als Zylinder 12' und das Übertragungselement 15 als Kolben 15' ausgebildet werden, wie dies schematisch in F i g. 4 dargestellt ist. F i g. 4 zeigt nur die obere Hälfte einer entsprechenden Federanordnung, die sich abgesehen von der nachfolgenden Beschreibung nicht von derjenigen gemäß F i g. 2 unterscheidet. In der Bohrung 12a', durch die die Verbindungsstange 17 in den Zylinder 12' eintritt, ist ein Dichtungsring 25 angeordnet. Entsprechende Dichtungsringe 26 und 27 sind in die Innenfläche bzw. die Außenfläche des Kolbens 15' eingelassen. Die Zylinderkammer 28 ist mit einem Gas, beispielsweise Luft, gefüllt. Mit Hilfe der Spannschraube 14 können die Ruhelage des Kolbens 15' und damit ein bestimmter Vordruck des Gases in der Zylinderkammer 28 eingestellt werden. Bei vorgegebenem Hub bzw. Resthub des Werkzeugschlittens kann das Kompressionsverhältnis der Kolben-Zylinder-Anordnung eingestellt werden, um auf diese Weise die gewünschten Kraftwegeverläufe auszuwählen. Über ein einstellbares Drosselventil 29, das über einen Kanal 30 in der Zylinderwand mit der Zylinderkammer 28 in Verbindung steht, kann eine Einstellung der Rückstellkräfte stattfinden. Der Kanal 30 ist ferner über ein Rückschlagventil 31 und eine Leitung 32 mit einer Druckgasquelle verbunden. Durch den Gegendruck P der nicht dargestellten Druckgasquelle kann immer eine genügende Füllung der Zylinderkammer 28 sichergestellt werden.

Anstelle von Gas kann grundsätzlich auch eine Flüssigkeit als Druckmittel verwendet werden.

Bei beengten Platzverhältnissen, je nach Federgröße und Federdurchmesser, ist die in F i g. 5 gezeigte Variante der Ausführungsform von Fig.4 in Betracht zu ziehen. F i g. 5 zeigt nur einen Teil des Zylinders 12' mit dem Kanal 30. Die nicht dargestellten Elemente entsprechen denen von Fig.4. Gemäß Fig.5 ist die Zylinderkammer 28 über den Kanal 30 und eine flexible Leitung 33 mit einem unter dem Druck einer vorgespannten Feder 13' bzw. unter Gas- oder Flüssigkeitsdruck stehenden und beliebig an der Maschine angeordneten Zylinder 34 mit Kolben 35 verbunden. Die Zylinderkammer 28 des Zylinders 12' sowie die Zylinderkammer des Zylinders 34 und die Leitung 33 sind mit einem flüssigen oder gasförmigen Übertragungsmedium gefüllt Mit dieser Anordnung kann die gleiche Wirkung wie mit der Anordnung von F i g. 4 erreicht werden, wobei jedoch die die Federcharakteristik bestimmenden Elemente an beliebiger Stelle der Maschine liegen können.

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die mit einer Sicherheitseinrichtung versehen ist, welche den Antrieb des Werkzeugschlittens bzw. die Maschine abschaltet, wenn die Zusatzkraft nicht ausreichen sollte, den Werkzeugschlitten gegen eine auf sein Werkzeug einwirkende Klemmkraft aus der Arbeitsstellung zurück in die Ruhestellung zu bringen. Es ist klar, daß ein in seiner Arbeitsstellung verbleibender Werkzeugschlitten

to bei weiterlaufender Maschine zu erheblichen Schäden führen kann.

F i g. 6 zeigt wiederum jeweils nur den oberen Teil von Gehäuse 12, Zusatzfeder 13, Spannmutter 14 und Übertragungselement 15, welches wie bei den vorherigen Ausführungsformen an der Verbindungsstange 17 befestigt ist. Das Übertragungselement !5 trägt im Bereich seines Schafts 15a außerhalb des Gehäuses 12, beispielsweise mit Hilfe des dargestellten Winkels 36, einen ersten Endschalter 37, dessen Betätigungsknopf 38 der Spannschraube 14 zugewandt ist. Der Betätigungsknopf 38 liegt in der Ruhestellung von Werkzeugschlitten und Übertragungselement 15 im Abstand tv von der äußeren Stirnfläche der Spannschraube 14. Der Abstand iv ist so bemessen, daß der Betätigungsknopf 38 des Endschalters 37 in der Arbeitsstellung des Werkzeugschlittens zur Betätigung des Endschalters 37 gerade gegen die Spannschraube 14 stößt. Dabei wird der Endschalter 37 geöffnet, während er im dargestellten Ruhezustand geschlossen ist. Ein zweiter Schalter 39 wird mittels einer Kurvenscheibe 40, die synchron mit dem Werkzeugschlittenantrieb gedreht wird, derart betätigt, daß die Kontakte des Schalters 39 geschlossen werden, wenn der Werkzeugschlitten seine Arbeitsstellung erreicht, sonst jedoch geöffnet sind. Über die Parallelschaltung der beiden Schalter 37 und 39 steht die Wicklung eines Relais 41 mit einer Stromquelle 42 in Verbindung. Ein nicht dargestellter Arbeitskontakt des Relais 41 kann beispielsweise im Stromkreis für den Antriebsmotor der Maschine liegen. Solange sich der Werkzeugschlitten nicht in seiner Arbeitsstellung, d. h. am Ende seines Vorlaufhubs befindet, ist der Stromkreis für die Wicklung des Relais 41 über den Schalter 37 geschlossen, während der Stromkreis über den Schalter 39 geöffnet ist. Erreicht nun der Werkzeugschlitten seine Arbeitsstellung, dann wird zwar der Endschalter 37 geöffnet, der Stromkreis für die Wicklung des Relais 41 infolge des gleichzeitigen Schließens des Schalters 39 jedoch aufrechterhalten. Bei Beginn des Rücklaufs des Werkzeugschlittens wird der zwar synchron mit dem Werkzeugschlittenantrieb, aber unabhängig von dessen tatsächlicher Bewegung gesteuerte Schalter 39 wieder geöffnet. Wenn zum gleichen Zeitpunkt der Werkzeugschlitten seine Arbeitsstellung nicht wieder verlassen hat, bleibt auch der Endschalter 37 geöffnet, so daß das Relais 41 stromlos wird und die Abschaltung bewirkt

Reicht jedoch die Rückstellkraft von der Feder 11 und der Zusatzfeder 13 aus, den Werkzeugschlitten aus der Arbeitsstellung zurückzuziehen, dann wird der Endschalter 37 in dem Moment wieder geschlossen, in dem sich der Schalter 39 öffnet, so daß das Relais 41 weiter erregt bleibt

Auf diese Weise kann also festgestellt werden, ob nach beendetem Arbeitsvorgang der Rücklauf des Werkzeugschlittens stattfindet oder nicht Im letzteren Fall kann zur Vermeidung von Schaden die gesamte Maschine stillgesetzt werden.

Anstatt durch die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Feder, die während eines Resthubs des

Schlittenvorlaufs gespannt wird, um im selben Bewegungsbereich zu Beginn des Schlittenrücklaufs die Zusatzkraft zur Überwindung einer möglichen Klemmkraft aufzubringen, kann diese Zusatzkraft auch von einer Kolben-Zylinder-Anordnung erzeugt werden, die unter Steuerung beispielsweise durch eine Kurvenscheibe zu Beginn des Rücklaufs unter Druck gesetzt wird. So könnte beispielsweise bei der Ausführungsform von

F i g. 5 die Feder 13' als Rückstellzugfeder für den Kolben 35 aufgefaßt und der Kolben 35 über eine nicht dargestellte Kolbenstange von einer ebenfalls nicht dargestellten Kurvenscheibe so bewegt werden, daß er sich zu Beginn des Schlittenrücklaufs in der F i g. 5 nach links bewegt und über eine Druckerhöhung in der Zylinderkammer 28 eine Zusatzkraft auf die Verbindungsstange 17 ausübt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für einen zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung hin- und herbeweglichen Werkzeugschlitten, insbesondere an Drahtbiege- und -Stanzautomaten, wobei der Vorlauf des Werkzeugschlittens durch eine Kurvenscheibe und der Rücklauf in die Ruhestellung durch eine beim Vorlauf gespannte Feder erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Feder (11) herrührenden Rückzugskraft wenigstens beim Beginn des Rücklaufs des Werkzeugschlittens (5) eine Zusatzkraft überlagert ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraft durch eine am Werkzeugschlitten (5) angreifende Zusatzfeder (13; 12', 15') aufbringbar ist, die während eines Resthubs der Voriaufbewegung des Werkzeugschlittens (5) spannbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zusatzfeder (13; 12', 15') und dem Werkzeugschlitten (5) ein Gestänge (17) vorhanden ist, das ausgehend von der Ruhestellung des Werkzeugschlittens erst nach einem Leerhub (e) eine kraft- oder formschlüssige Verbindung herstellt, wobei der Leerhub gleich der Differenz zwischen dem gesamten Vorlaufhub (h) des Werkzeugschlittens und dem Resthub ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerhub fej einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (13; 12', 15') unabhängig von der Stellung des Werkzeugschlittens (5) ständig vorgespannt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge eine Verbindungsstange (17) umfaßt, die am bzw. im Werkzeugschlitten (5) in dessen Bewegungsrichtung verschiebbar geführt ist und an ihrem schlittenseitigen Ende einen Bund (18) besitzt, und daß der Werkzeugschlitten einen mit dem Bund zusammenwirkenden Mitnehmer (19) aufweist, der in Ruhestellung des Werkzeugschlittens einen dem Leerhub (e) entsprechenden Abstand vom Bund (18) besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (13) innerhalb eines Gehäuses (12) aufgenommen ist und einerseits mit einer Gehäusestirnwand und andererseits mit einem an der Verbindungsstange (17) befestigten Übertragungselement (15) im Eingriff steht, welches innerhalb des Gehäuses (12) in Achsrichtung verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Anschlag (14) im bzw. am Gehäuse (12), der die Bewegung des Übertragungselements (15) in Richtung der Entspannung der Zusatzfeder (13) begrenzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Anschlags (14) in Achsrichtung verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (15) längs der Verbindungsstange (17) verschiebbar und an beliebiger Stelle feststellbar bzw. festklemmbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (13) eine Druckfeder ist, daß das Gehäuse (12) von einem Topf gebildet wird, dessen Boden die dem Werkzeugschlitten (5) zugewandte Stirnwand des Gehäuses ist, an welcher die Zusatzfeder mit einem Ende anliegt und welches eine zentrale Bohrung (\2a) für die Verbindungsstange (17) aufweist, daß die entgegengesetzte Seite des Gehäuses mit einer Spannmutter (14) als Anschlag verschlossen ist und daß das Übertragungselement (15) einen mit der Zusatzfeder im Eingriff stehenden Druckteller [\5b) und einen durch die Spannmutter das Gehäuse verlassenden Schaft (15a^ umfaßt, welcher als Klemmhülse zur Befestigung an der Verbindungsstange (17) ausgebildet ist

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch einen auf eine relative Verschiebung zwischen der Verbindungsstange (17) und dem Übertragungselement (15) ansprechenden Schalter (22).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder eine Gasdruckfeder bzw. eine Flüssigkeitsdruckfeder ist

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (15') als Kolben und das Gehäuse (12') als gasgefüllter bzw. als flüssigkeitsgefüllter Zylinder ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (28) des Zylinders (12') mit einem einstellbaren Drosselventil (29) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (28) des Zylinders (12') über ein Rückschlagventil (31) mit einer Druckgas- bzw. Druckölquelle verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (28) des Zylinders (12') über eine Leitung (33) mit einer Zylinderkammer einer zusätzlichen Kolben-Zylinder-Anordnung (34, 35) verbunden ist, daß beide Zylinderkammern und die Leitung (33) mit einem flüssigen oder gasförmigen Übertragungsmedium gefüllt sind und daß der Kolben (35) der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Anordnung (34, 35) von einer Druckfeder als Zusatzfeder (13') beaufschlagt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraft von einer Kolben-Zylinder-Anordnung erzeugt wird, die mittels Kurvenscheibensteuerung zum geeigneten Zeitpunkt mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist, durch die der Antrieb bzw. die Maschine abschaltbar ist, wenn der Werkzeugschlitten (5) nach beendetem Vorlauf den Rücklauf nicht beginnt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein abhängig von der Werkzeugschlittenstellung betätigbarer erster Schalter (37) vorgesehen ist, der in der Arbeitsstellung des Werkzeugschlittens geöffnet und sonst geschlossen ist, daß ein zweiter, synchron zum Werkzeugschlittenantrieb, jedoch unabhängig von dessen tatsächlicher Bewegung kurver.scheibengesteuerten Schalter (39) vorgesehen ist, der in der Arbeitsstellung des Werkzeugschlittens geschlossen und sonst geöffnet ist, und daß ein über beide Schalter (37, 39) in Parallelschaltung an eine Stromquelle (42) angeschlossenes Relais (41) vorhanden ist, das im

stromlosen Zustand ein Abschalten des Antriebs bzw. der Maschine bewirkt

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Werkzeugschlitten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Bearbeitungseinheiten, insbesondere bei den ein Stanz- oder Biegewerkzeug tragenden Werkzeugschlitten für Stanz- und Biegeautomaten zur Draht- bzw. Bandbearbeitung kommt es darauf an, daß Vorlauf und Rücklauf des Werkzeugschlittens synchron mit dem Arbeitstakt der Maschine erfolgen, da insbesondere bei Maschinen mit mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsbewegungen bei einem »Außertaktgeraten« eines Werkzeugschlittens bzw. eines Bearbeitungswerkzeugs die Gefahr besteht, daß nachfolgende Werkzeuge auf dieses nicht richtig bewegte Werkzeug auffahren und dadurch große Schaden entstehen.

Die beste Gewähr für einen exakten Bewegungsablauf ergeben in bekannter Weise zwangsläufig gesteuerte Werkzeugschlitten (vgl. DE-AS 16 02 423, »Industrie-Anzeiger«, Nr. 74 vom 4.9.73, S. 1696—1697 sowie »Draht-Welt«, 1963, Nr. 12, S. 548, linke Spalte), bei denen sowohl der Vorlauf als auch der Rücklauf von je einer Kurvenscheibe gesteuert wird, die auf derselben Antriebswelle sitzen und in ihrer Form so aufeinander abgestimmt sind, daß der Werkzeugschlitten exakt die gewünschte Bewegung ausführt. Bei diesem zwangsläufigen Antrieb können auch Maßnahmen getroffen werden, die beim Auftreten von zu großen Kräften infolge von Störungen die Maschine stillsetzen. Hierzu kann beispielsweise eine der Verbindungen zwischen dem Abnahmepunkt einer Kurvenscheibe und dem Werkzeugschlitten mit einer Sicherheitseinrichtung versehen sein, die beim Auftreten von zu großen Kräften nachgabt und z. B. über einen Endschalter auf den Antriebsmotor einwirkt. Solche Störungen können grundsätzlich beim Vorlauf des Werkzeugschlittens, aber auch beim Rücklauf nach beendeter Arbeitsbewegung auftreten. Die Ursachen dafür können nicht ausgeworfene Werkstücke des verhergegangenen Arbeitstaktes, aber auch z. B. Klemmkräfte zwischen Werkzeugführung und Werkstück infolge von seitlichen Kraftkomponenten sein; dieser letztere Fall tritt vor allem am Beginn des Schlittenrücklaufs auf.

Die zwangsläufige Bewegungssteuerung des Werkzeugschlittens mit Hilfe von zwei Kurvenscheiben ist infolge der Herstellung dieser Kurvenscheiben und der erforderlichen Übertragungselemente sowie der erwähnten Sicherungseinrichtungen relativ teuer. Sie wird daher in der Regel nur bei schnellaufenden Maschinen eingesetzt, bei denen schon aus Gründen der Beschleunigungskraft beim Werkzeugschlittenrücklauf mit Rückzugsfedern nicht mehr gewährleistet ist, daß der Werkzeugschlitten genau der Kurvenform der Kurvenscheibe folgt.

In allen anderen Fällen ist die — z. B. der CH-Zeitschrift »Technische Rundschau«, Nr. 8 vom 28.2.1958,S.25-27entneiniibare - Verwendung einer Kurvenscheibe für den Vorlauf in Verbindung mit einem Werkzeugschlitten, an dem eine Zug- bzw. Druckfeder angreift, die wirtschaftlichste Lösung. Diese Feder hai die Aufgabe, während des Schlittenvorlaufs das Abnahmeelement, im allgemeinen eine Abnahmerolle, des Werkzeugschlittens bzw. eines Zwischenglieds in Kontakt mit der Kurvenscheibe zu halten und während des Rücklaufs die Beschleunigungskräfte für den Werkzeugschlitten und die Kraftübertragungselemente aufzubringen sowie die Reibungskräfte in den Schlittenführungen bzw. Werkzeugführungen zu überwinden.

Insbesondere diese letztgenannten Reibungskräfte können erhebliche Größe aufweisen und hängen außerdem bei einem vorgegebenen Werkzeug z. B. von der Materialdicketoleranz des Werkstücks ab. Eine solche Klemmkraft tritt in der Regel gegen Ende des Werkzeugschlittenhubes auf und muß daher beim Schlittenrücklauf im Anfangsbereich der Rücklaufbewegung durch die vorstehend erwähnte Feder aufgebracht werden. Die zur Überwindung der Klemmkraft erforderliche Rückzugskraft kann ein Mehrfaches der Kraft erreichen, die zur Beschleunigung des Werkzeugschlittens gemäß der absteigenden Kurvenform der den Vorlauf steuernden Kurvenscheibe nötig ist

Man könnte nun zwar die für den Rücklauf des Werkzeugschlittens verantwortliche Feder so dimensionieren, daß ihre Federkraft zu Beginn des Rücklaufs ausreicht, auch einen Werkzeugschlitten mit klemmendem Werkzeug zurückzuziehen. Diese Lösung hätte jedoch mehrere Nachteile. Zum einen würde eine derart dimensionierte Feder mit ihrer großen Kraft bereits während des gesamten Vorlaufs alle Elemente in unnötiger Weise beanspruchen. Darüber hinaus ist der Hub des Werkzeugschlitten zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung je nach Werkzeug verschieden groß. Will man nicht die Vorspannung der Feder bei jeder Hubänderung gleichfalls verstellen, was immer unter Spannung zu erfolgen hätte, dann müßte die Feder von vornherein so dimensioniert werden, daß sie die erforderliche Rückzugskraft bereits am Endpunkt des kleinstmöglichen Hubes erreicht. Bei einem größeren Hub wurden dann jedoch enorme Federkräfte zu verarbeiten sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs erwähnten, auf der CH-Zeitschrift »Technische Rundschau« Nr. 8. vom 28. 2. 1958 beruhenden Gattung zu schaffen, bei der am Beginn des Rücklaufs des Werkzeugschlittens über einen kleinen Teilbereich (Resthub) des Rücklaufweges eine relativ große, ausreichende Rückzugskraft auf den Werkzeugschlitten einwirken kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von der Feder herrührenden Rückzugskraft wenigstens beim Beginn des Rücklaufs des Werkzeugschlittens eine Zusatzkraft überlagert ist.

Diese Zusatzkraft kann beispielsweise von einer Zusatzfeder oder einem in geeigneter Weise kurvengesteuerten Hydraulikzylinder aufgebracht werden. Während die Zusatzfeder den Antrieb während des Vorlaufs — allerdings nur im Bereich eines relativ kleinen Resthubs — belastet, wirkt sich die hydraulische Zusatzkraft auf den Vorlauf überhaupt nicht aus. Die Zusatzfeder kann über eine kraft- oder formschlüssige Kupplung mit dem Werkzeugschlitten verbunden sein, so daß die Kupplung zu einem ausgewählten Zeitpunkt während des Schlittenvorlaufs eingerückt wird und die Zusatzfeder über den verbleibenden Resthub des Werkzeugschlittens gespannt wird. Zu Beginn des Rücklaufs übt die Zusatzfeder dann die erwünschte Zi.'satzkraft aus, bis nach einer Anfangsrücklaufbewegung die Kupplung wieder ausgerückt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen einer solchen Zusatzfeder und dem Werkzeugschlitten ein Gestänge