DE2800828A1

DE2800828A1 - Vorrichtung zum wenden von werkstuecken

Info

Publication number: DE2800828A1
Application number: DE19782800828
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ziegler
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1979-07-12
Also published as: IT1110693B; GB2011814B; IT7919071A0; GB2011814A

Description

PRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Vorrichtung zum Wenden von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wenden von Werkstücken mit Hilfe von Wendegreifern, die an Wellen angeordnet sind, die in mit den Greiferschienen verbundenen Maschinenteile gelagert sind, wobei die Wellen zumindest in Vorschubrichtung der Greiferschienen von den. Greiferschienen geführt und über jeweils einen Übertragungsmechanismus drehbar sind.

Derartige Wendevorrichtungen werden in Stufenpressen oder zwischen den Pressen einer Transferstraße angeordnet, wenn ein Wenden von Werkstücken aus technologischen oder verfahrensmäSigen Gründen erforderlich ist.

Bei einer bekannten Wendevorrichtung sind die Greifer über eine Welle mit einem mit einer Rolle versehenen Hebel verbunden, wobei die Welle in einem an der Greiferschiene befestigten Verlängerungsstück gelagert ist. Durch eine Federanordnung wird dem Hebel in den Endlagen der Greiferschienen ein Drehmoment im Sinne der gewünschten Drehung der Wendegreifer erteilt. Die Rolle befindet sich in der Ausgangsstellung und in der anderen Endstellung auf dem ebenen Teil eines Kurvenstücks. In Vorschubrichtung der Greiferschienen weist das Kurven-

909828/0455

stück nach etwa einem halben Stufenabstand bzw. dem halben Vorschubweg der Greiferschienen eine Senke auf, in der der Hebel mit der Rolle senkrecht zu stehen kommt. Beim restlichen Vorschubweg wird die Rolle an einer Steigung aus der Senke auf die Höhe der Ausgangslage herausgeführt, so daS der Hebel - und der mit ihr verbundene Wendegreifer - um insgesamt einen halben Yollwinkel gedreht ist. Bei der Rückwärtsbewegung der Greiferschienen durchläuft die Kurvenrolle wieder die Senke, so daß die Wendegreifer wieder in ihre Ausgangsstellung gedrückt werden.

Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht im wesentlichen darin, daß die Kurvenrolle und mit ihr der mit den Wendegreifern verbundene, relativ kurze Hebel abrupt von der Ruhelage in die Drehbewegung überführt wird, wodurch unerwünschte Schläge in die Presse gelangen, die unter Umständen eine Reduzierung der Taktzahl der Maschine erforderlich machen. Außerdem läßt die "Verwendung des beschriebenen Kurvenstücks eine Anordnung von Zwillingswerkzeugen in einer Arbeitsstation nicht zu. Auch ein Heben und Senken der Wendegreifer, wie es für manche Arbeitsschritte erforderlich sein kann, läßt sich mit der beschriebenen Vorrichtung nicht durchführen.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, den Bewegungsablauf beim Drehen der "> Wendegreifer möglichst ruck- und stoßfrei zu ge-

909828/0455

S 2600828

stalten. Dabei soll berücksichtigt sein, daß die Wendegreifer "bei der erfindungsgemäßen Torrichtung heb- und senkbar seien und jeweils zwei Wendegreifer je Arbeitsstation angeordnet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Erfindung geht dabei davon aus, daß der Bewegungsablauf der G-reiferschienen gemäß einer höheren Sinoide oder einer anderen geeigneten Kurve ruck- und stoßfrei gestaltet ist und daß die Führungsstange, die mit ihrem einen Ende in bezug auf die !längsbewegung der Greiferschienen fest angelenkt ist, auch annähernd ruck- und stoßfrei verdreht wird. Da der Drehwinkel der Wendegreifer mit dem Drehwinkel der Führungsstange durch Übersetzungsgetriebe in einem festen Verhältnis steht, ist nach der Erfindung auch der Verlauf des Drehwinkels der Wendegreifer annähernd ruck- und stoßfrei, wodurch somit eine höhere Taktzahl der Maschine ermöglicht wird. In den Endlagen ändert sich der Drehwinkel der Wendegreifer sogar weniger als der Vorschubweg der Greiferschienen, so daß die Wendegreifer in den Endlagen der Greiferschienen einen besonders weichen Drehwinkelverlauf aufv/eisen.

V/eitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

309828/0455

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Wenden von Werkstücken im Längsschnitt.

Fig. 1a das Wendegetriebe einer Vorrichtung nach Fig. 1, äberäit jeweils zwei Wendegreifern und Abtriebsrädern

Fig. 2 die Vorrichtung nach Pig. 1 in einem Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung der Vorrichtung mit Angabe der Bewegungsgrößen

Fig. 4 die Angabe von Drehwinkeln der Führungsstange bei heb- und senkbaren Greiferschienen

Fig. 5 eine Spannvorrichtung im Wendegetriebe

Fig. 6 ein Diagramm mit folgenden Darstellungen: Vorschubweg in Abhängigkeit von der Zeit und

Verdrehwinkel der Wendegreifer in Abhängigkeit von dem Vorschubweg und in Abhängigkeit von der Zeit

Fig. 7 eine Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform mit fest angelenkter Führungs

stange und heb- und senkbarem Wendegetriebe

Fig. 7a die Befestigung des Gehäuses des Kugelgelenkes auf dem Maschinengestell

Fig. 8 die Vorrichtung nach Fig. 7 in einem Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

6
909828/0455

Das eine Ausführungsbeispiel der Torrichtung zum Wenden von Werkstücken weist zwei Greiferschienen auf. Die Greiferschienen 1 können gegebenenfalls durch weitere Schienen 2 verlängert sein, wobei die Greiferschienenlund die weiteren SchienenZjeweils durch ein Koppelstück 3 miteinander verbunden sind. An dem Koppelstück 3 sind sogenannte Wendegetriebe 4 befestigt. Die baugleichen Wendegetriebe 4 sind - wie das gesamte Greifersystem symmetrisch angeordnet. In einer waagerechten in Höhe der Greiferschienen 1 liegenden Bohrung 5 der Wendegetriebe ist eine Welle 6 gelagert, an der der anderen Greiferschiene zugewandten Seite ein Wendegreifer 7 und an der gegenüberliegenden Seite ein Zahnrad 8 angebracht ist. Das Zämrad 8 steht über ein Zwischenrad 9 mit einem Antriebsrad 10 in Eingriff. Das Antriebsrad 10 ist wiederum über eine Welle 11 verdrehsteif mit einer Gelenkgabel 12 verbunden, in der das eine Ende einer Pührungsstange 13 mittels eines Bolzens 14 angelenkt ist. Die Führungsstange 13 ist außerdem in einem mit zwei Gelenkbolzen 15 versehenen Gleitstück 16 geführt. Die Gelenkbolzen 15 sind in Bohrungen 17 von Druckstücken 18 mit kugeliger Oberfläche gelagert. Zur Aufnahme der Druckstücke

18 sind in einem Gehäuse 19 mit zwei Stirnwänden 20 angeordnete und durch Deckel 21 gehaltene kugelige Aufnahmepfannen 22 vorgesehen. Das Gehäuse

19 kann über zwei Kragarme 23 an in der Breite verschiedenen Stellen des Maschinengestells 24 befestigt werden.

In Jig. 2 sind die Wendegreifer 7 in einer mittleren

9G982B/04S5

Stellung mit ->iner mittleren Breite B^ dargestellt. Die Schließstellung mit der Breite B„ und die geöffnete Stellung der Greifer mit der Breite B sind mit strichpunktierten Linien lediglich, angedeutet. Die in den Endlagen in Vorschubriehtung durchgeführten Querbewegungen der Greiferschienen zum Öffnen und Schließen der Greifer haben keinen Einfluß auf die Drehbewegung der Wendegreifer, so daß diese beim Öffnen und Schließen immer in der gleichen Stellung sind.

Die Wendegreifer 7 befinden sich in der Ausgangsstellung der Greiferschienen 1 in der Station oder Stufe St 1 und am Ende der Vorschubbewegung wie in JPig. 1 dargestellt - in der Station St 2. Lediglich aus Gründen der Deutlichkeit ist die ursprünglich unten liegende Greiferbacke 7¹ dicker dargestellt als die andere.

Bei der Torschubbewegung der Greiferschienen 1 werden die Wendegetriebe 4 mit diesen parallel um den Stationsabstand A bewegt. Die Führungsstangen 13 werden dabei mit ihrem oberen, an die Gelenkgabel

12 angelenkteaEnde ebenfalls parallel zur Greiferschienen-Bewegung bewegt. Das untere Ende der !"ührungsstangen 13 wird dabei durch das Gleitstück 16 geschoben und - nach dem halben Vorschubweg A/2 der Greiferschienen 1 - wieder zurückgezogen. Dabei drehen sich die Führungsstangen

13 um den Drehpunkt des Kugelgelenks 19 bezogen auf ihre Ausgangslage um den Winkel ψ. Um den gleichen Winkel ψ wird auch das Antriebsrad 10 gedreht. Über das Zwischenrad 9 wird die Drehbewegung - multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis i-|₀/s ~

8
909828/0455

2600828

auch auf das Zahnrad 8 und die Wendegreifer 7 übertragen. Nach dem Vorschub s der Greiferschienen 1 sind die Wendegreifer um den Winkel α ⁼ⁱio/8 'Ψ gedreht. In der Endlage der Greiferschienen 1 haben sich die Kihrungsstangen gegenüber ihrer Ausgangslage um den Winkel /3 und die Wendegreifer um den Winkel α gedreht. Im allgemeinen beträgt der gesamte Drehwinkel of der Wende-

ges

greifer 7 einen halben Yollwinkel oder Tt rad, je nach Werkstückform kann aber auch jeder andere Winkel - z.B. bei ,
festgelegt v/erden.

Winkel - z.B. bei Schrägablage - er ^ κ rad

gea

Der Winkel /3 ergibt sich aus den konstruktiven Abmessungen A und h. Er beträgt vorzugsweise 120 ° = -§- Jr rad, kann aber auch kleinere Werte an-

ge

das übersetzungsverhältnis des Wendegetriebes 4

nehmen. Bei /3 = -I-Jr rad und α = χ rad beträgt

ge s

ι -

1 · 1

Durch einfaches Auswechseln von Wechselrädern kann das Übersetzungsverhältnis i_Kj_B in einfacher Weise für andere Randbedingungen geändert werden.

In Fig. 6 ist in einem Diagramm der Vorschubweg s(t) ier Greiferschiene 1 dargestellt. Darüber ist auch der Drehwinkel ö(s) der Wendegreifer 7 in Abhängigkeit von dem Yorschubweg s dargestellt, der sich aus ■Isr 3esiehung

- 9 909828/0455

ergibt. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß sich der Winkel a(s) in den Endlagen der Greiferschienen 1 in überraschender Weise langsamer ändert als der Vorschubweg s(t) der Greiferschienen 1 - Damit ergibt sich für den Verlauf des Drehwinkels a(t) der Wendegreifer 7 in Abhängigkeit von der Zeit - wie aus dem dritten Teildiagramm in Fig. 6 hervorgeht - ein sehr weicher Kurvenverlauf in den Endlagen der Greiferschienen 1.

In bestimmten Fällen besteht die Forderung, daß die Greiferschienen 1 vor und nach der waagerechten Vorschubbewegung zusätzlich eine senkrechte Bewegung ausführen. Eine solche Forderung wird z.B. erhoben, wenn die Werkstücke bei der Umformung nicht ganz aus aus dem Unterwerkzeug ausgehoben werden können oder wenn die Werkstücke über der Transportebene bzw. über der Höhe des Unterwerkzeugs gewendet werden sollen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise auch für eine solche 3-dimensionale Vorschub bewegung der Greiferschienen 1 angewandt werden. In Fig. 4 ist ein entsprechender Bewegungsablauf schematisch dargestellt. Beim Heben der Greiferschienen 1 längs des Pfeils H wird das mit der Führungsstange 13 verbundene Antriebsrad aus seiner Ausgangslage 10.1 in die gehobene Stellung 10.2 bewegt. In diesem Punkt hat die Führungsstange 13 einen Winkel y und der Wendegreifer einen entsprechenden Winklei or = i-j₀/o · y surückgelegt. Während der Vorschubbewegung der Greifer-

909823/0455

schienen 1 (Pfeil V) dreht die Führungsstange 13 um den Winkel ß' und "beim Absenken (Pfeil S) noch einmal um den Winkel }f, wobei 2# + ß' = ß.

TJm eine präzise Einstellung der Wendegreifer 7 vornehmen zu können, ist es nach der Erfindung vorgesehen, das Zahnrad 8 mit einer Spannvorrichtung zu befestigen. Die Spannvorrichtung weist einen oder mehrere Paare konischer Spannringe 26, 27 auf, die in einer Ausnehmung 28 des Zahnrades 8 angeordnet sind. Mit Hilfe einer in die Welle 6 eingreifenden Schraube 29 können die Spannringe 26, 27 über ein Druckstück 30 gespannt werden, so daß eine verdrehfeste Einheit zwischen dem Zahnrad 8 und der Welle 6 geschaffen ist.

In Abänderung des beschriebenen Ausführungsbeispiels können an einem Wendegetriebe 4* ohne Schwierigkeiten auch zwei Wendegreifer 7-1 bzw. 7-2 angeordnet werden (i"ig. 1a). Eine solche Anordnung ist im Zusammenhang mit weiteren Zwillingswerkzeugen z.B. dann günstig, wenn kleine Werkstücke auf einer Stufenpresse mit verhältnismäßig großem Stufenabstand hergestellt werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Führungsstangen nicht in einem Gelenkstück gleitbar. Sie sind vielmehr auch an ihrem unteren Ende angelenkt und zwar sind die in ihrer Länge durch gegensinnige GewindePaarungen in bekannter Weise veränderbare Führungsstangen 113 jeweils um ein am Maschinengestell 24 befestigtes Kugelgelenk

11 9Q9828/G4S5

28 Q0828

schwenkbar. Bei dieser Anordnung beschreibt die Tir aero. Wendegetriebe 104 gelagerte "Welle 111 - deren eines als Gelenkgabel 112 ausgebildetes Ende mit dem oberen Ende der !"ührungsstange 113 durch einen BoI-zen 114 verbunden ist -wenn sie" von der Greiferschiene 101 bewegt wird,- statt .(wie im ersten Ausführungsbeispiel) einer linearen Bewegung den Bogen b eines Kreises mit dem Radius"R^^, der durch den Abstand der Gelenkpunkte der Führungsstange 113 gegeben ist. Dabei werden die ¥endegreifer 107 - und die Werkstücke - um die Bogenhöhe h-, über die Transportebene gehoben. Beim Vorschub der Greiferschienen 101 um einen Stationsabstand A werden die Eührungsstangen 113 zweckmäßigerweise um den Winkel /3" = 90 ° gedreht. Der Winkel /3" kann aber auch kleiner gewählt werden.

Dieses Ausführungsbeispiel läßt sich insbesondere dort vorteilhaft anwenden, wo ein Anheben der Werkstücke nur in bzw. nach der Station St1 - bzw. bei der Anordnung von Zwillingswerkzeugen in den Stationen St 1-1 und St 1-2 - erforderlich ist, da dann der sonst erhebliche Aufwand für das Heben und Senken der gesamten Greiferschienen entbehrlich ist. Die lösung dieses Ausführungsbeispieles setzt aber voraus, daß die Werkstücke nicht senkrecht sondern "flach" aus der Station gehoben werden können, was z.B. bei balligen oder schwach kegeligen Werkstücken der Fall ist.

Damit die über die Wellen 111 und das Wendegetriebe verbundenen Wendegreifer 107 die senkrechte Bewegungskomponente ausführen können, weist das Wendegetriebe

9G982S/04H5

104 eine obere und zwei untere Halterungen 132 bzw. 133 auf, die "über je eine Kugelbüchse 134 auf einer langen und einer kurzen an den Greiferschienen befestigten Führungssäule 135 bzw. 136 gleitbar sind.

Das Wendegetriebe 104 ist analog dem Wendegetriebe 4 aufgebaut. In Fig. 7 sind gleich zwei Zahnräder 108-1 und 108-2 als Abtriebsglieder für die Wendegreifer vorgesehen, wobei die Wendegreifer über Wellen 106 mit den Zahnrädern 108-1 bzw. 108-2 fest verbunden sind und die beiden Zahnräder mit einem Zwischenrad 109 in Eingriff stehen, das wiederum mit einem auf der Welle 111 befestigten Zahnradsegment 110 in Eingriff steht, das über die Welle 111 von der Führungsstange 113 angetrieben wird.

Auch beim Schließen und Öffnen der Greifer werden die Wendegetriebe 104 mit all ihren Teilen einschließlich der Wendegreifer 107 auf einem Bogen V eines Kreises mit den Radius R^^, bewegt. Um das Greifen der Werkstücke durch die Wendegreifer zu erleichtern, sind die Wendegreifer 107 mit Formstücken 137 versehen, die an ihrem freien Ende eine winkelige Öffnung 138 aufweisen, deren Winkel ε etwas größer als der bei der Schließbewegung zurückgelegte Winkel δ ist.

Jedes Gehäuse 119 der Kugelgelenke 131 wird mit zwei Schrauben 139 am Maschinengestell 24 befestigt. Der Paß HO des Gehäuses 119 besitzt zwei Langlöcher 141, so daß der Fuß in der durch diese beiden Löcher

909828/04P5

gegbenen Richtung verschieblich ist. Durch zwei weitere Schrauben 142 und 143 kann eine Peineinstellung der Lage des Gehäuses 119 in Vorschub richtung der Greiferschienen 101 vorgenommen werden: Wird die linke Schraube 142 bei gelöster Schraube 143 - nach rechts gedreht, so wandert das Gehäuse 119 nach links, d.h. der waagerechte Abstand I^ zwischen der Mittelsenkrechten des Gehäuses 119 und der Station St 1 wird um das Maß Δ1 kleiner und der waagerechte Abstand Ip zwischen der Mittelsenkrechten des Gehäuses 119 an der Station St um das Maß Δ1 größer als der halbe Stationsab-

trgl. Fig. 7a..

stand A/2/ Damit erhöht sich aber auch die Höhe der Ruhelage der Welle 111 - bzw. der Wendegreifer 107 - in der Station St 1 um Jh^;die Höhe der Ruhelage der Welle 111 bzw. der Wendegreifer 107 in der Station St 2 nimmt entsprechend um Jhg ah. Mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es also möglich, bei Bedarf unterschiedliche Greiferhöhen - bezogen auf die Ruhelage in den einzelnen Stationen - einzustellen.

14

909828/0VE5

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Wenden von Werkstücken mit Hilfe von Wende greif em, die an Wellen angeordnet sind, die in mit den Greiferschienen verbundenen Maschinenteilen gelagert sind, wobei die Wellen zumindest in Vorschubrichtung der Greiferschienen von den Greif er schienen geführt und über jeweils einen Übertragungsmechanismus drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Übertragungsmechanismus aus einem mit den Greiferschienen (1; 101) verbundenen Wendegetriebe (4; 104) und einer Führungsstange (13; 113) besteht, die einerseits mit der Eingangswelle (11; 111) des Wendegetriebes (4; 104) und andererseits mit einem Kugelgelenk (18, 22; 131) verbunden ist, und daß die mit den Wendegreifern (7; 107) verbundene Welle (6; 106) mit dem Abtriebsglied (8; 108) des Wendegetriebes verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe (4; 104) als Übersetzungsgetriebe mit einsr derartigen Übersetzung ausgebildet ist, daß die Wendegreifer (7» 107) in der Endstellung (St 2; St 2-1, St 2-2) am Ende der Vorschubbewegung der Greiferschienen (1; 101) eine lim TT rad gedrehte Stellung gegenüber der Ausgangsstellung (St 1; St1-1, St 1-2) aufweisen.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wendegetriebe (4; 104) das Abtriebsglied (8; 108), die Wendegreifer (7; 107) ■und die mit ihnen verbundenen Wellen (6; 106)

909828/0455

in zweifacher Anzahl aufweist.
4. Torrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendegreifer (7i 107) in ihrer Winkellage gegenüber dem Wendegetriebe (4ϊ 104) einstellbar sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wendegetriebe (4) fest mit einer Greiferschiene (1) verbunden ist und daß die Führungsstange (13) gleitbar in einem, in dem Kugelgelenk (13, 22) drehbaren Gleitstück (16) gehalten ist.
6. Torrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da-3 der Drehwinkel (ß) der Führungsstange (13) um den Drehpunkt des Kugelgelenkes (18, 22) zwischen ihrer Stellung in der Ausgangslage (St 1) und ihrer Endlage (St 2) 120 ° beträgt.
7. Torrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (113) um das Kugelgelenk (131) drehbar ist und daß das Wendegetriebe (104) über in Halterungen (132, 133) aufgenommene Kugelbüchsen (134) an senkrecht an den Greiferschienen (101) befestigtenFührungssäulen (135, 136) auf und ab^bewegbar ist.
8. Torrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da3 der Drehwinkel (ß") der Führungsstange (113) um den Drehpunkt des Kugelgelenkes (131) zwischen ihrer Stellung in der Ausgangslage (St 1) und ihrer Endlage (St 2) 90 ° beträgt.

909828/0455