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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schnellkupplungs- und
-entkupplungsvorrichtung für
das Oberwerkzeug einer Biegemaschine, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis
4. Diese Vorrichtung ist in
JP-A-6
182 447 beschrieben.
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Die
Biegepressen sind üblicherweise
mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, um zu verhindern, dass
die Oberwerkzeuge herausfallen können, jedes
Mal wenn die Werkzeugbügel
in Öffnungsstellung
angeordnet sind.
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Zufolge
der Anwesenheit einer solchen das Herausfallen verhindernden Sicherheitseinrichtung erfolgen
der Zusammenbau und der Ausbau eines Werkzeuges am oberen Träger und
an einem Zwischenträger
(Verlängerungseinheit
des Schaftes oder Verbindungseinheit des Werkzeuges, eingesetzt
zwischen dem Werkzeugschaft und dem oberen Träger) in horizobtaler Richtung,
was bedeutet, dass das Werkzeug mit dem Bügel des Werkzeugschaftes- in Öffnungsstellung,
seitlich längs
der Aussparung des oberen Trägers
oder der Zwischeneinheit verschoben wird, wo der Werkzeugschaft
eingebracht ist.
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Da
diese Notwendigkeit einer Verschiebung des Werkzeugs in horizontaler
Richtung die Zeiträu me
der Maschineneinstellung eher lang gestaltet, wurden Sicherheitseinrichtungen
entwickelt, um das Herausfallen derart zu verhindern, dass sie imstande sind,
den Zusammenbau und den Ausbau des Werkzeuges in vertikaler Richtung
zu erlauben, wo daher eine erhebliche Verringerung in der Einstellzeit
der Maschine ermöglicht
wird. Der größte Teil
dieser Lösungen
erfordert jedoch einen zusätzlichen
Einbau eines Zusammenbau- Ausbausystems eines pneumatischen oder
hydraulischen Werkzeuges, wobei so die Betriebskosten erheblich
aufgebläht
werden.
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Es
sind auch vollständig
mechanische Systeme für
den vertikalen Zusammenbau und Ausbau von Werkzeugen bekannt. Diese
sind jedoch eher kompliziert und zwingen die Bedienungsperson den Stempel
mit einer einzigen Hand während
des Kupplungsschrittes zu halten, während man die andere Hand dazu
benutzen muss, um eine Einrichtung zu betätigen, die imstande ist das
Werkzeug zu entkuppeln. Eines dieser letzteren unter Bezug auf
2A dargestellten
Systeme ist im Dokument
EP 494
714 beschrieben.
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Es
ist aus dem
JP06182447 eine
Einrichtung zur Befestigung der oberen Formen bekannt, um die obere
geteilte Form zu hindern herauszufallen, auch wenn ein Versteifungselement, über das
die obere Form verspannt ist, eher abgelenkt ist, und um so eine
Verbesserung in der Sicherheit zu erreichen. Es wird ein Versteifungselement
bereitgestellt, über
das eine obere Form mit oberen geteilten Formen auf einen oberen
Tisch in einer Biegepresse gepresst und befestigt wird. Es ist eine
Nut an der Oberfläche
eines Plattenträgers
vorgesehen, mit dem die oben genannten Formen in Berührung kommen
und ein Niederhalter, das mit der Nut in Eingriff steht, ist an
den oberen, geteilten Formen vorgesehen.
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Das
Dokument
DE 3524694 zeigt
eine Klemmvorrichtung für
Oberwerkzeuge in Biegepressen. Die Klemmvorrichtung besitzt einen
Klemmkörper,
der beweglich am Werkzeugträger über einen Anker
gehalten ist und kann gegen das Werkzeug von einer Seite und gegen
den Werkzeugträger
von der anderen Seite über
Klemmorgane gedrückt
werden, wobei eine Sicherheitsarretierung für das Werkzeug über Vorsprünge in den
Ausnehmungen des Werkzeuges in Eingriff kommt. Diese Sicherheitsarretierungsvorrichtung
besteht aus Arretierungselementen, die im Klemmkörper derart geführt sind, dass
diesen erlaubt wird, sich senkrecht zur Klemmfläche des Werkzeuges zu bewegen,
und gegen die Wirkung des Werkzeuges durch eine Feder belastet werden.
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Das
Dokument
JP10277647 beschreibt
eine obere Formträgervorrichtung.
Es wird eine obere Form bereitgestellt, die frei über einen
oberen Formbügel
am oberen Formträger
befestigt und gelöst werden
kann, der am unteren Ende des oberen Tisches der Biegepresse eingebaut
ist. Eine erste, das Herausfallen verhindernde Nut, die gegenüber einem am
unteren Ende des oberen Formbügels
angebauten Angriffsvorsprungs in Eingriff/außer Eingriff steht, ist am
oberen, vorderen Teil der oberen Form gebildet. Eine Sicherheitseinrichtung
gegen das Herausfallen wird am oberen, vorderen Teil des oberen Formträgers bereitgestellt,
der mit dem oberen, hinteren Teil der oberen Form in Berührung steht.
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Das
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung
einer Schnellkupplungs- und -entkupplungsvorrichtung für Werkzeuge
in einer Biegepresse, die imstande ist, mindestens einen der folgenden
Vorteile zu erzielen:
- – eine eher einfachere Struktur
zu haben,
- – deren
Einbau zu erlauben, ohne in erheblicher Art und Weise die Struktur
des Werkzeuges und der Biegepresse und/oder des Zwischenträgers zu
beeinflussen,
- – deren
Einbau an einer weiten Reihe von Biegepressen und Werkzeugen zu
erlauben, und die bestehenden Biegepressen auf den letzten Stand zu
bringen, wobei kleine Änderungen
an den Werkzeugen und/oder an den bestehenden Bügeln vorgenommen werden,
- – auch
deren Verwendung an Werkzeugen zu erlauben, die mehr als 12,5 kg
wiegen,
- – zu
erlauben, dass sie auch an Werkzeugen kleiner Abmessungen benutzt
wird,
- – zu
erlauben, dass das Werkzeug bei der Trennung in der geeignetsten
Weise ergriffen wird, ohne gleichzeitig irgend eine Freigabevorrichtung zu
betätigen.
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Dieses
Problem wird durch die Vorrichtungen gelöst, wie sie in Anspruch 1 bis
4 definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtungen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
von 5 bis 9 angegeben.
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Die
Merkmale und die Vorteile der Erfindung gehen näher aus der folgenden Beschreibung
hervor, die sich auf einige bevorzugter Ausführungsform nicht begrenzender
Natur bezieht, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert werden,
deren Figuren zeigen:
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1, 2, 3:
typische Beispiele von Schäften/Werkzeugverbindungen
mit einem oberen Presseträger,
wobei Zusammenbau und Ausbauarbeiten eines Werkzeuges in einer Seitenrichtung, nicht
gemäß der Erfindung
abgewickelt werden,
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2A:
eine bekannte Vorrichtung, die es erlaubt, dass der Schaft aus 2 in
einen Schaft stirnseitiger Art abgeändert wird, was bedeutet, dass die
Kupplung und die Entkupplung des Werkzeugs in vertikaler Richtung
erlaubt wird,
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4, 5B, 7, 7A, 7B, 8, 8A:
bevorzugte Ausführungsformen
gemäß der Erfindung
mit mehreren Varianten,
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9, 9A, 9B, 9C:
ein nicht erfindungsgemäßes Anwendungsbeispiel,
das imstande ist einen Schaft seitlicher Art wie in 2 in
einen stirnseitigen Schaft umzuwandeln,
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10A, 10B, 10D: erfindungsgemäße Anwendungsbeispiele, die
imstande sind, einen Schaft seitlicher Art wie in 1 in
einen stirnseitigen Schaft umzuwandeln,
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11A, 11B, 11D: erfindungsgemäße Anwendungsbeispiele, die
imstande sind, einen seitlichen Schaft wie in 1 in
einen stirnseitigen Schaft umzuwandeln.
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1, 2, 3 zeigen
typische Verbindungsbeispiele (Schafte) eines Werkzeuges am oberen
Träger
oder am Zwischenträger
einer Biegepresse, Verbindungen, die Kupplungs- und Entkupplungsarbeiten
des Werkzeuges ermöglichen,
die eine Verschiebung des Werkzeuges in seitlicher Richtung erfordern.
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- 1a,
1b, 1c
- obere
Träger
oder Zwischenträger
der Presse,
- 2a,
2b, 2c
- Werkzeuge,
- 3a,
3b, 3c
- Verbindungen
oder Werkzeugschäfte,
- 4a,
4b, 4c
- Werkzeugbügel am oberen
Träger oder
am Zwischenträger,
- 5a,
5b, 5c
- Vorsprünge, die
sich längs
der unteren Kante des Bügels
erstrecken,
- 6a,
6b
- Vorsprünge, die
sich längs
einer Flanke des Werkzeugschaftes erstrecken,
- 7
- zylindrische
Bolzen, die an den Flanken des Werkzeugschaftes befestigt sind,
- 8a,
8b
- Nuten,
die am oberen Träger
anwesend sind,
- 9
- Vorsprung,
der von einer Flanke des Werkzeugschaftes hervorkragt.
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In 1 ist
die Sicherheitseinrichtung gegen das Herausfallen des Werkzeuges
durch die Teile 5a und 6a dargestellt. Sobald
der Werkzeugschaft freigegeben wird, als Ergebnis der Entkupplung
des Bügels 4a,
wird das Werkzeug 2a tatsächlich nicht herausfallen,
da der Vorsprung 5a in der Nut 6a in Eingriff
bleibt. Um das Werkzeug auseinander zu bauen, kann dasselbe horizontal
längs des
Vorderteils der Presse verschoben werden, solange die Nut 6a nicht vom
Vorsprung 5a freigegeben wird.
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In 2 ist
die Sicherheitseinrichtung gegen das Herausfallen des Werkzeuges
durch die Teile 7 und 8a dargestellt. Sobald der
Werkzeugschaft nach Entkupplung des Bügels 4b freigegeben
wird, wird das Werkzeug 2b tatsächlich nicht herausfallen,
da die zylindrischen Bolzen 7 in den Nuten 8a in
Eingriff bleiben. Auch in diesem Fall erfordert der Ausbau des Werkzeuges,
dass es horizontal längs
des oberen Teils der Presse verschoben wird, bis sich die Nut 8a von dem
Bolzen 7 befreit.
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In 3 ist
die Sicherheitseinrichtung gegen das Herausfallen des Werkzeuges
durch die Teile 5c und 9 dargestellt. Sobald der
Werkzeugschaft, nachdem der Bügel 4c entkuppelt
wurde, freigegeben wird, wird das Werkzeug 2c nicht herausfallen,
da der Vorsprung 9 mit dem Vorsprung 5c in Eingriff
bleibt (wäre
das Werkzeug mit dem Vorsprung 9 rechts angebracht, würde es nicht
herausfallen, aufgrund seines Eingriffes mit der Nut 8b).
Für den
Ausbau des Werkzeuges, wird es horizontal längs des vorderen Teils der
Presse verschoben, solange sich der Vorsprung 9 nicht vom
Vorsprung 5c befreit.
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2A zeigt
schematisch eine Schnittansicht einer bekannten Vorrichtung, die
erlaubt, die Verbindung seitlicher Art in 2 in eine
Verbindung stirnseitiger Art umzuwandeln, was bedeutet, dass sie
die Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge des Werkzeuges in vertikaler
Richtung erlaubt. Gemäß dieser
Vorrichtung, sind die Bolzen 7 beseitigt und durch einen
Zahn 10 ersetzt, der imstande ist, in einer Ausnehmung
des Werkzeugschaftes horizontal verschöben zu werden und von einer
Feder 12 gedrückt
zu werden, um mit einer der beiden Ausnehmungen 8a in Eingriffstellung
zu bleiben. Sobald der Bügel 4b nach
links in eine Freigabestellung verschoben wird, wird das Werkzeug
zufolge dieses Eingriffes nicht herausfallen.
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Um
die das Herausfallen verhindernde Vorrichtung zu deaktivieren, muss
die Drucktaste 11 (zur Befreiung des Zahns 10 von
der Ausnehmung 8a) gedrückt
werden und das Werkzeug muss gleichzeitig mit einer Hand gehalten
werden, um zu verhindern, dass es herausfällt. Das durch die Hand der
Bedienungsperson gehaltene Werkzeug kann nun mit einer vertikalen
Bewegung in Richtung des Bodens ausgebaut oder abgebaut werden.
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5, 6, 7, 8 zeigen
schematisch das untere Ende 1 des oberen Trägers einer Presse
(oder eines dort eingebauten Zwischenträgers), das obere Ende 2 eines
eingebauten Werkzeuges, einen Bügel 4 und
eine erfindungsgemäße Schnellkupplungs-
und -entkupplungsvorrichtung, im Wesentlichen bestehend aus einem
Niederhalter 12, das imstande ist, in den Bügel 4 oder
in den Werkzeugschaft 2 oder im oberen Träger/Zwischenträger eingebracht
zu werden, umfassend einen Läufer,
der imstande ist, verschoben zu werden, und einen Endabschnitt verjüngter Form
zu besitzen, der imstande ist, mit einer Nut (16, 17, 18, 19)
in Eingriff zu kommen, die jeweils im Werkzeugschaft oder im Bügel oder
im oberen Träger/Zwischenträger vorhanden
ist.
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Insbesondere
umfasst das in 4 vergrößert dargestellte
Niederhalter 12 gemäß einer
bevorzugen Ausführungsform:
- – eine
Aufnahme 13 mit einer Öffnung
an einer Seite,
- – einen
kugelförmigen
Läufer 14 aus
Metall, der imstande ist, in dieser Aufnahme verschoben zu werden
und aus der Öffnung
mit einem Teil teilweise vorzustehen, der wie eine Spitze wirkt,
- – eine
Feder 15, die den Läufer
derart drückt,
dass er von der Öffnung
mit der Spitze vorsteht.
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Gemäß der genannten,
bevorzugten Ausführungsform,
besitzt die Aufnahme eine zylindrische Form. Sie könnte jedoch
auch eine andere Form besitzen, wie z.B. eine prismatische.
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Was
die Nut betrifft, besitzt sie eine horizontale Achse am vorderen
Teil der Presse und ist angeordnet:
- – gemäß einer
ersten Variante (5B und 7, 7B)
an einer vertikalen Fläche
des Teils des Werkzeugschaftes, der in der Ausnehmung des oberen
Trägers
eingebracht ist, die dazu bestimmt ist, den Werkzeugschaft aufzunehmen
(siehe die Nut 16 mit rechteckigem Querschritt in 5 und
die Nut 18 mit "V" ausgebildetem Querschnitt
auf 7, 7B und 5B; in 7A,
siehe die Erweiterungen der mit einer punktierten Linie in 7 gezogenen
Teile;
- – gemäß einer
zweiten Variante, die nicht erfindungsgemäß ist (6), auf
dem oberen Träger/Zwischenträger in der
Aufnahme des Werkzeugschaftes (siehe Nut 17 mit rechtecki gem Querschnitt
in der mit der punktierten Linie in 6 gezogenen
Teil und in 6A vergrößert dargestellt);
- – gemäß einer
dritten Variante (8), auf dem Werkzeugkupplungs-
und Entkupplungsbügel (siehe "V" ausgebildete Nut 19 im mit
einer punktierten Linie in 8 gezogenen
Teil und in 8A vergrößert dargestellt).
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Wie
auf den Zeichnungen hervorgehoben, ist der Niederhalter angeordnet:
- – gemäß der genannten
ersten Variante, innerhalb des Werkzeugkupplungs- und -entkupplungsbügels oder
innerhalb des oberen Trägers oder
Zwischenträgers,
mit einer genannten Öffnung,
die an einem Teil der Fläche
bzw. des Bügels
oder des oberen Trägers
oder des Zwischenträgers
gegenüberliegt,
die zur Nut abgewandt ist, sobald das Werkzeug eingebaut ist;
- – gemäß der genannten
zweiten und dritten Variante, innerhalb des Werkzeugschaftes, mit
der genannten Öffnung,
die auf einem Teil der Fläche des
Werkzeugschaftes gegenüberliegt,
die zur Nut abgewandt ist.
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Jede
der Zeichnungen auf den 5 – 8 zeigt
nur einen Niederhalter. Es ist jedoch klar, dass auch mehrere Niederhalter
auf einem und demselben Bügel
oder auf einem und demselben Werkzeugschaft eingebaut werden können, die
alle dazu bestimmt sind, mit der einen und derselben Nut in Eingriff
zu kommen.
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Der
Niederhalter ist derart positioniert, dass der Spitze des Läufers erlaubt
wird, in die Nut zu treten und einen Druck gegen einen Rand der
Nut selbst auszuüben. Überdies
wurde die Feder derart gewählt und
kalibriert, dass bei Berührung
der Spitze mit der Nut in einer Stellung eines höchsten Eintritts, die von derselben
auf dem Läufer
ausgeübte
Druck derart ist, dass das Werkzeug verhindert wird, herauszufallen, sobald
der entsprechende Bügel
sich in der Kupplungsstellung befindet.
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In
der genannten ersten Variante, ist der Rand der Nut, gegen den die
Spitze des Läufers
gedrückt
wird, der obere Rand, während
in den genannten zweiten und dritten Varianten es der untere Rand ist.
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Was
die bevorzugten, in 5 bis 8 gezeigten
Ausführungsformen
betrifft, werden folgende Kriterien vorgezogen:
- – höchster Vorsprung
des kugelförmigen
Läufers aus
der Öffnung
der Aufnahme des Niederhalters: Vorsprung im Bereich von 30% bis
33% des Durchmessers der Kugel;
- – Winkelabstand
der beiden Ebenen, die "V" ausgebildeten Nuten
der 7 und 8 bildenden Flächen: 90°, da die
Neigung der beiden Flächen jeweils
45° und –45° ist;
- – Öffnung (Abstand
zwischen den Rändern)
der "V" ausgebildeten Nuten:
etwa 90% des Durchmessers des kugelförmigen Läufers;
- – vertikale
Komponente der von der Spitze auf die Nut ausgeübten Kraft: mindestens gleich
P/n, wo "P" das Gewicht des
Werkzeuges und "n" die Anzahl der Niederhalter
auf dem Bügel
ist, die gegen die Nut drücken;
- – Anzahl
der am Bügel
selbst oder am Werkzeugschaft eingebauten Niederhalter: einer pro
1,5 kg Gewicht des Werkzeuges.
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Was
die Zusammenbau- und Ausbauarten von Hand aus der Werkzeuge betrifft,
die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
versehen sind, wurde beobachtet, dass das einfachste Vorgehen jenes
ist, das Werkzeug zusammenzubauen und auseinanderzubauen, indem
es gegenüber
seiner wirksamen Achse um ungefähr
30% gedreht wird, bevor eine Kraft (Belastung) nach oben oder eine
Kraft (Entlastung) nach unten ausgeübt wird.
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9A, 9B, 9C zeigen
ein nicht erfindungsgemäßes Anwendungsbeispiel,
das imstande ist, eine seitliche Verbindung der Art nach 2 (dargestellt
in 9) in eine stirnseitige Verbindung umzuwandeln.
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Diese
Verwendung sieht tatsächlich
vor, die Zylindrischen Bolzen 7 zu beseitigen und sie durch eine
in den Werkzeugschaft eingebrachten Niederhalter 12 zu
ersetzen.
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9A zeigt
das durch den Bügel 4b gespannte
Werkzeug.
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9B zeigt
die Stellung des Werkzeuges, nachdem der Bügel in Klemmstellung bewegt
wurde: anstatt herauszufallen, wurde das Werkzeug durch die Wirkung
des Niederhalters gegen den unteren Rand 8a aufgehoben
gehalten.
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9C zeigt
wie der Niederhalter während der
manuellen Entkupplungsarbeit des Werkzeuges erscheint.
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10A, 10B und 10D zeigen Anwendungsbeispiele gemäß der Erfindung,
die imstande sind, eine seitliche Verbindung der in 1 verwendeten
Art (dargestellt in 10) in eine stirnseitige Verbindung
umzuwandeln.
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Gemäß diesen
Beispielen, wurde der Vorsprung 5a des Bügels 4a beseitigt
und ersetzt:
- – eine im Bügel vorgesehene "V" ausgebildete Nut und durch einen Niederhalter,
der im Werkzeugschaft eingebracht ist, gemäß dem Beispiel aus 10A;
- – durch
eine im Werkzeugschaft vorgesehene, "V" ausgebildete
Nut und durch einen Niederhalter, der im Bügel gemäß dem Beispiel aus 10B eingebracht ist;
- – durch
eine im Werkzeugschaft vorgesehene, "V" ausgebildete
Nut und durch einen Niederhalter, der im oberen Träger/Zwischenträger gemäß dem Beispiel
aus 10B eingebracht ist. Das Beispiel
aus 10C ist nicht erfindungsgemäß.
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11A, 11B und 11D zeigen erfindungsgemäße Anwendungsbeispiele, die
imstande sind, eine seitliche Verbindung der in 3 verwendeten
Art (dargestellt in 11) in eine stirnseitige Verbindung
umzuwandeln.
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Gemäß diesen
Beispielen, ist der Vorsprung 9 im Werkzeugschaft beseitigt und
ersetzt:
- – durch
eine im Werkzeugschaft vorgesehene "V" ausgebildete
Nut und durch einen Niederhalter, der in den Schaft gemäß dem Beispiel
aus 11A eingebracht ist (in 11A sind zwei am Werkzeugschaft einander abgewandte
Nuten derart vorgesehen, dass es ermöglicht wird, das Werkzeug in
zwei möglichen
Stellungen einzubauen; jene in der Figur angegebene und jene die erhalten
wird, indem das Werkzeug um 180° um die
Achse des Werkzeugschaftes gedreht wird);
- – durch
eine im Bügel
vorgesehene "V" ausgebildete Nut
und einen Niederhalter, der im Werkzeugschaft gemäß dem Beispiel
aus 11B eingebracht ist (11B stellt mit den punktierten Linien eine zweite
Nut am oberen Träger/Zwischenträger dar,
die bereitgestellt werden muss, wenn man einen Einbau des Werkzeuges
gemäß zwei möglichen
Stellungen wie in 11A gewünscht wird;
- – durch
einen im Werkzeugschaft vorgesehene "V" ausgebildete
Nut und einen Niederhalter, der im oberen Träger/Zwischenträger gemäß dem Beispiel
aus 10D eingebracht ist. Das Beispiel
aus 11C ist nicht erfindungs gemäß.
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Es
liegt nahe, dass die oben beispielsweise und nicht begrenzender
Weise beschriebenen Beispiele von Ausführungsformen zahlreichen naheliegenden Änderungen,
Anpassungen, Varianten und Ersetzungen einiger Elemente mit anderen
funktionell äquivalenter
Art innerhalb des Bereiches der nachfolgenden Patentansprüche unterliegen.