DE2806987A1

DE2806987A1 - Vorrichtung zum manipulieren von werkstuecken

Info

Publication number: DE2806987A1
Application number: DE19782806987
Authority: DE
Inventors: Horst Endter
Original assignee: HASENCLEVER MASCHF GmbH
Current assignee: SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1979-08-23
Also published as: IT1109880B; DE2806987C3; GB2014490B; JPS54120477A; DE2806987B2; BR7901009A; GB2014490A; US4272981A; FR2417355A1; IT7919781A0

Description

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Ärtdrejewskä D:p!om-ir.~ 3r.icu^rr Dr.-«ng. f/icnired Hort!:s C"ip!om-[nger:!eur

Qipiom-Hhysiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaitsakte: 5I 385/RS-

43 Essen 1,Theaterplatz 3, Postf.789

^l. Januar 1978

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung

Maschinenfabrik Hasenclever Gesellschaft mit beschränkter Haftung Witzelstraße 55, 4000 Düsseldorf 1

Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken im Pressenraum einer Schmiedepresse o. dgl., - mit

zwei Umlaufrädergetrieben mit Kurbelabtrieb,

auf die Kurbelabtriebe aufgesetzter Manipulatorbrücke und

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zumindest einer damit verbundenen Manipulierzange,

wobei die Umlaufrädergetriebe eine Reehteckkinematik für ihren Kurbelabtrieb aufweisen und von einem gemeinsamen Antrieb (z. B. aus Motor und Getriebe) über eine gemeinsame Antriebswelle synchron angetrieben sind. - Im folgenden wird stets von einer Manipulierzange gesprochen, obwohl regelmäßig deren mehrere vorgesehen sind. Die Anzahl der Manipulierzangen ist regelmäßig um eins kleiner als die der Gesenke, in die die Werkstücke einzusetzen sind. Falls der Werkzeugraum der Presse es zuläßt, können zusätzlich eine Einlege- und eine Entnahmezange angebaut werden.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Gattung sind mit der Manipulator brücke Hubbalken verbunden, welche die Werkstücke unmittelbar umsetzen oder die Manipulierζangen tragen. Dabei bleibt die Manipulierzange letztenendes stets im Pressenraum, was den Pressenraum beengt und einen Werkzeugwechsel erschwert. Bei gattungsfremden Vorrichtungen ähnlicher Zweckbestimmung (DT-OS 26 13 269) ist es bekannt, einem Kurbelantrieb, der auch mit Umlaufrädergetriebe ausgeführt sein kann, ein kinematisches System vorzuschalten, welches der Drehbewegung des Kurbeltriebes im Bereich der Bewegungsmaxima eine Bewegung so überlagert, daß eine trapezförmige Bewegungscharakteristik mit relativ langen Verweilpausen im Bereich der Bewegungsmaxima entsteht. Das hat jedoch zu einer V7e it er entwicklung der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung dahingehend, daß sich die Manipulierzange während des Schmiedehubes außerhalb des Pressenraumes befindet, nichts beigetragen. Bei anderen (aus der Praxis) bekannten gattungsfremden Vorrichtungen sind dazu besondere Antriebe vorgesehen, was an sich schon aufwendig ist und darüber hinaus aufwendige Folgesteuerungen erforderlich macht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß die Manipulierzange ohne ein zusätzliches Antriebsaggregat zusätzlich translatorisch nach außerhalb des Pressenraumes bewegbar ist und sich während des Schmiedehubes außerhalb des Pressenraumes befindet.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die beiden Umlaufrädergetriebe mit Hilfe eines vorgeschalteten Zykloidengetriebes angetrieben sind, dessen Zykloidenabtrieb die gemeinsame Antriebswelle der Umlaufrädergetriebe auf einem Umlauf an zwei Anhaltepunkten anhält,

daß mit der Manipulatorbrücke mittelbar oder unmittelbar über zumindest eine Vertikalspindel ein Abhebeschlitten verbunden ist, der bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke im Rahmen der Rechteckkinematik nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung auf maschinengestellfesten Führungsleisten aufsetzt (und damit von der Manipulatorbrücke abhebt), während die Manipulatorbrücke sich weiterbewegt und folglich die Vertikalspindel ein Drehmoment erfährt, - und umgekehrt bei der Hubbewegung der Manipulatorbrücke,

daß der Abhebeschlitten einen Zangenschlitten mit zumindest einer Manipulierzange und zumindest einer Verstellzahnstange aufweist, die von einem Ritzel auf der Vertikalspindel antreibbar ist, und daß endlich die Anhaltepunkte der Antriebswelle den Greif- und öffnungspositionen der Manipulierzange zugeordnet sind, die im übrigen mittels Stellzylinderkolbenanordnung zu betätigen ist.

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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erf indungsgemäßert Vorrichtung die Manipulierzange aus dem Pressenraum herausbewegbar ist, so daß der Pressenraum beim Schmiedehub von der Manipulierzange frei ist. Das vereinfacht auch den Werkzeugwechsel. - Obwohl die Manipulierzange eine Raumbewegung ausführt, deren Bewegungsablauf kinematisch einem, z. B. in der Mitte, um 90° abgeknickten Rechteck entspricht, ist nur ein einziger Antrieb erforderlich und entfallen folglich komplizierte Polgesteuerungen, wie sie notwendig sind, wenn mit mehreren Antrieben gearbeitet wird.

Im folgenden werden die beschriebenen und weiteren Merkmale der Erfindung anhand einer lediglich ein .Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Schmiedepresse mit erfindungsgemäßer Vorrichtung,

Pig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Vorrichtung aus dem Gegenstand nach Fig. 1 im Vertikalschnitt,

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Pig. 2 aus Richtung des Pfeiles A,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 teilweise im Schnitt,

Fig. 5 die Rechteckkinematik der Umlaufrädergetriebe und Fig. 6 die Zykloidenkinematik des Zykloidengetriebes.

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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Manipulieren von Werkstücken' 1 im Pressenraum 2 einer Schmiedepresse 3, wie sie in Fig. 1 angedeutet worden ist. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau

zwei Umlaufrädergetriebe 4 mit Kurbelabtrieb 5,

eine auf die Kurbelabtriebe 5 aufgesetzte Manipulatorbrücke 6 und

im Ausführungsbeispiel drei damit verbundene Manipulierzangen 7.

Die Anzahl der Manipulierzangen 7 ist immer um eins kleiner als die Anzahl der Werkzeuge 8 bzw. die Anzahl der Stationen. Die Umlaufrädergetriebe 4 sind so gestaltet, daß sie eine Rechteckkinematik 9 für ihren Kurbelabtrieb 5 aufweisen, wie es in der Fig. 5 angedeutet worden ist. Sie sind von einem gemeinsamen Antrieb lo, 11, der im Ausführungsbeispiel aus einem Motor 10 und einem aufgesetzten Getriebe 11 besteht, über eine gemeinsame Antriebswelle 12 angetrieben, die insbesondere in Fig. 4 erkennbar ist. Der Antrieb aus Motor 10 und Getriebe 11 arbeitet aber nicht unmittelbar·auf diese Antriebswelle 12.

Die beiden Umlaufrädergetriebe 4 sind vielmehr mit Hilfe eines vorgeschalteten Zykloidengetriebes 13 angetrieben, dessen Zykloidenabtrieb die gemeinsame Antriebswelle 12 der Umlaufrädergetriebe 4 auf einem Umlauf an zwei Anhaltepunkten 14 anhält.

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Zur Zykloidenkinematik wird auf die Pig. 6 verwiesen, wo die Anhaltepunkte bei 14 erkennbar sind. Im übrigen ist mit der Manipulatorbrücke 6 über im Ausführungsbeispiel eine Vertikalspindel 15, deren Spindelmutter 16 sich in der Manipulatorbrücke 6 befindet, ein Abhebeschlitten I7 verbunden. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke 6 im Rahmen der Rechteckkinematik 9 nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung der Abhebeschlitten I7 auf maschinenges te Hf es ten Führungsleisten I9 aufsetzt, während die Manipulatorbrücke 6 sich weitei-bewegt. und folglich die Vertikalspindel 15 ein Drehmoment erfährt. Das geschieht auch umgekehrt bei der Aufwärtsbewegung, bei der sich zunächst die Manipulatorbrücke 6 bewegt, die danach erst den Abhebeschlitten I7 mitnimmt. Der Abhebeschlitten I7 trägt seinerseits einen Zangenschlitten 20 mit den schon genannten drei Manipulierzangen 7, wobei der Zangenschlitten 20 zumindest eine Verstellzahnstange 21 aufweist. Diese Verstellzahnstange 21 ist von einem Ritzel auf der Vertikalspindel I5 antreibbar, so daß der Zangenschlitten 20 in der Zeichenebene der Fig. 2 und in Richtung der Pfeile der Fig. 1 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Die Anhaltepunkte der Antriebswelle 12 entsprechen den Greif- und öffnungspositionen der Manipulierzange J₁ die im übrigen mittels Stellzylinderkolbenanordnungen 2j5 öffnend und schließend zu betätigen sind. Im Ausführungsbeispiel weist die gemeinsame Antriebswelle der Umlaufrädergetriebe 4 ein Zahnrad 24 auf, welches die Umlaufrädergetriebe 4 antreibt, wobei auf der Antriebswelle 12 außerdem eine Mitnehmerführung 25·befestigt ist, in die der Zykloidenabtrieb 26 einfaßt. Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel die Anordnung so getroffen, daß auf die Manipulatorbrücke 6 ein Querschlitten 27 aufgesetzt ist, der mit einem Umlenkhebel 28 mit verstellbarem Umlenkhebelarm kombiniert ist. Durch eine

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Verstellung des Umlenkhebelarmes kann die Rechteckkomponente der Rechteckkinematik 9 verstellt werden. Auf den Querschlitten ist der schon erwähnte Abhebeschlitten 17 aufgesetzt.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert im einzelnen wie folgt:

Wie schon erwähnt, wird die Vorrichtung insgesamt von einem Elektromotor Io mit aufgesetztem Getriebe 11 angetrieben. Der Abtriebzapfen dieses Antriebes Io, 11 greift in die Ritzelxielle 29 ein und treibt sie an. Das zugehörige Ritzel 3o überträgt sein Drehmoment auf das Zahnrad 31. In dem Zahnrad 31 ist eine Kurbelwelle 32 exzentrisch gelagert. Am linken Ende der Kurbelwelle 32 sitzt das Zahnrad 33., das sich auf dem feststehenden Zahnrad 34, das mit zum Zykloidengetriebe 13 gehört, bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:2, abwälzt. Dadurch dreht sich die Kurbelwelle 32 zweimal um die eigene Achse, wenn sich das Zahnrad 31 einmal gedreht hat. Auf der rechten Seite der Kurbelwelle 32 sitzt die Laufrolle 35 auf dem exzentrischen Kurbelzapfen 36· Diese Laufrolle 35 greift in die Mitnehmerführung ein, die auf der Antriebswelle 12 befestigt ist. Die Exzentrizität· der Kurbelwelle 32 im Zahnrad 31 und die Exzentrizität der Laufrolle 35 an der. Kurbelwelle 32 sind so gewählt, daß die Laufrolle 35 eine Zykloidenkurve beschreibt und während des Umlaufs jeweils die Antriebswelle 12 zweimal anhält. Die Anhaltestrecke beträgt jeweils 2o°.

Auf der Antriebswelle 12 sitzt das Zahnrad 24, das die beiden Umlaufrädergetriebe 4 antreibt. Exzentrisch in den Umlaufräderge- ■ trieben'4 sind die Kurbelwellen 5 gelagert. Sie haben an der linken Seite je ein Zahnritzel 38, die in den feststehenden Innen-,

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zahnrädern 39 eingreifen. Das Übersetzungsverhältnis beträgt 1:4. Dadurch drehen sich die Kurbelwellen 5 viermal so schnell wie die Umlaufrädergetriebe 4.

Auf dem rechten exzentrischen Teil der Kurbelwellen 5 wird die Manipulatorbrücke 6 befestigt. Dadurch, daß zwei Kurbeltriebe vorhanden sind, bewegt sich die Manipulatorbrücke 6 parallel. Die Exzentrizität der der Kurbelwellen 5 in den Umlaufrädergetrieben K und die Exzentrizität der Zapfen 4o an den Kurbelwellen 5 sind so gewählt, daß die Manipulatorbrücke 6 eine Viereck-Bewegung ausführt. Auf der Manipulatorbrücke β ist der Querschlitten 27 gelagert. Durch den Umlenkhebel 28 wird die Vierkantbewegung der Manipulatorbrücke 6 gestreckt, so daß der Querschlitten 27 eine Rechteckbewegung ausführt. Durch Veränderung des Hebelarmes am Umlenkhebel 28 kann die Querfanrt-Btrecke verändert werden.

Da die Manipulierzangen 7 aber eine Raumbewegung ausführen müssen, muß die untere Hälfte der Rechteckbewegung um 90° umgelenkt werden. Das wird dadurch erreicht, daß der im Querschlitten geführte Abhebeschlitten 17 bei der Abwärtsbewegung nur die obere Hälfte des Rechtecks abfährt und dann mit seinen Rollen 18 auf den Führungsleisten I9 aufsetzt. Abhebeschlitten I7 und Querschlitten 27 sind durch die Vertikalspindel I5 (Steilgewinde) miteinander verbunden. Beim Absenken bleibt der Abhebeschlitten 17 auf der Hälfte des Weges stehen, und der Querschlitten 27 fährt weiter. Dabei dreht sich die Vertikalspindel I5 in der Spindelmutter 16. Am oberen Ende der Vertikalspindel 15 ist das Ritzel 22 befestigt, das über die Verstellzahnstange 21 den Zangenschlitten 20 in horizontaler Richtung bewegt. Dadurch fährt der

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Zangenschlitten 20 mit den Manipulierzangen J in den Pressenraum 2.

Durch das oben beschriebene Getriebe führen die Manipulierzangen 7 eine Raumbewegung aus, dessen Bewegungsablauf eines in der Mitte um 90° abgeknickten Rechtecks entspricht. Dabei führt die Manipulierzange ¹J oder führen die Manipulierzangen die folgenden Bewegungen aus:

Einfahren in den Pressenraum 2, Werkstück 1 greifen,

Werkstück 1 heben,

Werkstück 1 zum nächsten Gesenk 8 transportieren, V/erkstück 1 senken,

Manipulierzange J öffnen,

Herausfahren aus dem Pressenraum 2, Zurückfahren.

Den Bewegungsphasen "Werkstück greifen" und "zange öffnen" sind die Anhaltepunkte des Zykloidengetriebes 13 in der beschriebenen Weise zugeordnet. Beim Zurückfahren wird der Schmiedehub ausgeführt. Die Geschwindigkeit der Bewegungsabläufe kann über den Antrieb 10, 11 gesteuert werden. Alle Bewegungen bzw. Bewegungsphasen haben einen sinusförmigen Verlauf, so daß keine Stöße am Ende oder am Beginn einer Bewegung bzw. Bewegungsphase entstehen. Es versteht sich von selbst, daß der Abstand nebeneinander angeordneter Manipulierzangen 7 dem Stichabstand zwischen den Gesenken 8 entsprechen muß, - über den schon erwähnten Um- " lenkhebel 28 ist die Größe des Stichabstandes einstellbar.

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Leerseite

Claims

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Ans prüche

J Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken im Pressenraum einer Schmiedepresse ο. dgl., - mit

zwei Umlaufrädergetrieben mit Kurbelabtrieb,

auf die Kurbelabtriebe aufgesetzter Manipulatorbrüoke und

zumindest einer damit verbundenen Manipulierzange,

wobei die Umlaufrädergetriebe eine Rechteckkinematik für ihren Kurbelabtrieb aufweisen und von einem gemeinsamen Antrieb über eine gemeinsame Antriebswelle synchron angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlaufrädergetriebe (4) mit Hilfe eines vorgeschalteten Zykloidengetriebes (13) angetrieben sind, dessen Zykloidenabtrieb die gemeinsame Antriebswelle (12) der Umlaufrädergetriebe (4) auf einem Umlauf an zwei Anhaltepunkten (14) anhält,

daß mit der Manipulatorbrücke (6) mittelbar oder unmittelbar über zumindest eine Vertikalspindel (I5) ein Abhebe-Schlitten (I7) verbunden ist, der bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke (6) im Rahmen der Rechteckkinematik (9) nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung auf maschinengestellfesten Führungsleisten (I9) aufsetzt, während die Manipulatorbrücke (6) sich weiterbewegt und folglich die Vertikalspindel (15) ^ein Drehmoment erfährt,

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ORIGINAL INSPECTED

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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

daß der Abhebeschlitten (I7) einen Zangenschlitten (20) mit zumindest einer Manipulierzange (7) und mit zumindest einer Verstellzahnstange (21) aufweist, die von einem Ritzel (22) auf der Vertikalspindel (I5) antreibbar ist, und daß endlich die Anhaltepunkte (14) der Antriebsrolle (12) den Greif- und Öffnungspositionen der Manipulierzange (7) zugeordnet sind, die im übrigen mittels Stellzylinderkolbenanordnung (23) zu betätigen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Antriebswelle (12) der Umlaufrädergetriebe (4) ein Zahnrad (24) aufweist, welches die Umlaufrädergetriebe (4) antreibt, und daß auf der Antriebswelle (12) außerdem eine Mitnehmerführung (25) befestigt ist, in die der Zykloidenantrieb (I3) einfaßt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Manipulatorbrücke (6) ein Querschlitten (27) aufgesetzt ist, der mit einem Umlenkhebel (28) mit verstellbarem Umlenkhebelarm kombiniert ist, wobei durch Verstellung des Umlenkhebelarmes die Horizontalkomponente der Rechteckkinematik (9) verstellbar ist, und daß auf den Querschlitten (27) der Abhebeschlitten (I7) aufgesetzt ist.

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