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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Stufen-Umformer, genauer auf einen neuen und
verbesserten Aufbau eines Stufen-Umformers, der eine Herstellung mit geringen Kosten
und einen schnellen Werkzeugwechsel erlaubt.
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Stufen-Umformer oder Stufen-Schmiedemaschinen weisen gewöhnlich einen Formrahmen
auf der ein Teil des Grundrahmens der Maschine ist oder auf diesem befestigt ist. Auf dem
Grundrahmen ist ebenfalls ein Schlitten für die Hin- und Herbewegung zu dem
Formrahmen und von diesem weg vorgesehen. Es ist ein geeigneter Antrieb vorgesehen, um den
Schlitten hin- und herzubewegen. Ein solcher Antrieb kann beispielsweise ein Kurbel- und
Treibstangenantrieb oder ein Kniehebelantrieb sein. Die in den Formrahmen eingesetzten
Formen arbeiten mit von dem Schlitten gehaltenen Werkzeugen zusammen und bilden so
Bearbeitungsstationen, an welchen die Werkstücke stufenweise bis zu der gewünschten
Endform geformt werden.
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Derartige Maschinen weisen weiter Transvereinrichtungen auf, die die Werkstücke
stufenweise zu jeder Bearbeitungsstation transportieren, an denen das aufeinanderfolgende
Formen des Werkstücks erfolgt. Weiter umfassen viele derartige Maschinen eine
Schneideinrichtung, die Werkstücke vom Ende eines Stangen- oder Drahtvorrats abschneiden.
Derartige Maschinen können beispielsweise zwei oder mehrere Bearbeitungsstationen enthalten.
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Die Bezeichnung von Stufen-Umformern erfolgt im allgemeinen anhand des Durchmessers
des zu schmiedenden Materials und der Zahl der vorgesehenen Bearbeitungsstationen.
Beispielsweise werden Maschinen zum Formen von Material mit 1,27 cm (0,5 inch)
grundsätzlich als 1,27 cm-Maschinen (0,5 inch-machines) bezeichnet, selbst dann, wenn sie zwei
bis fünf oder mehr Bearbeitungsstationen aufweisen. Weiter können solche Maschinen
Kaitumformer, die nicht erwärmtes Material bearbeiten, Warmumformer, die mit Material
beschickt werden, das auf eine erhöhte Temperatur unterhalb der
Rekristallisationstemperatur
des Materials aufgeheizt worden ist, oder Heißumformer sei, die Material bearbeiten,
das auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erhitzt worden ist.
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In der Vergangenheit waren viele der verschiedenen Bauteile und Unterbaugruppen der
Maschine einzigartig, sowohl hinsichtlich der Größe der Maschine als auch hinsichtlich der
szahl der Bearbeitungsstationen einer bestimmten Maschine mit vorgegebener Größe. Als
Konsequenz hieraus waren die Maschinenkosten hoch. Weiterhin war die erforderliche
Voriaufzeit zwischen dem Zeitpunkt in dem die Maschine geordert wurde, und ihrer
Auslieferung lang.
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Stufen-Umformer sind Hochleistungsmaschinen und werden oftmals zur Herstellung von
Teilen verwendet, die nicht das volle Ausbringpotential der Maschine erfordern. Aus
diesem Grund wird in der Praxis in vielen Fällen eine Zahl von verschiedenen Teilen in
aufeinanderfolgenden Maschinenläufen hergestellt. Das Verändern der Maschine zum
Herstellen von unterschiedlichen Werkstücken erfordert normalerweise den Wechsel des gesamten
Werkzeugsatzes und eine Neueinstellung oder Veränderung einiger der
Maschinenzubehörteile.
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In der Vergangenheit waren Wechsel, während derer das Werkzeug gewechselt wurde, um
ein anderes Werkstück herzustellen, sehr zeitraubend und resultierten in wesentlichen
Verlusten der potentiellen Maschinenproduktion. Wenn beispielsweise ein Werkzeugwechsel
innerhalb der Maschine selbst vorgenommen wird, ist es üblich, daß der Wechsel zwischen
8 und 16 Stunden dauert. Tatsächlich benötigen derartige Wechsel oft noch viel längere
Zeiten.
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Um die Umrüstzeiten zu verringern sind einige Maschinen gebaut worden, die das
Entfernen des Formrahmens und der in diesem enthaltenen Formen als Einheit, und die das
Entfernen der auf dem Schlitten gehaltenen Werkzeuge als Einheit erlauben. Nennenswerte
Verringerungen der Umrüstzeit werden mit solchen Systemen erzielt, bei denen die
Werkzeuge zunächst in getrennte Halterungen eingesetzt werden, so daß ein wesentlicher Teil der
Aufbauzeit abgeschlossen ist, bevor die zusammengesetzte Werkzeugausrüstung in der
Maschine installiert wird. Da jedoch die Halterungen nicht die tatsächlichen
Betriebsbedingungen der Maschine nachahmen können, ist es immer noch notwendig, die Einstellung der
Werkzeugausrüstung innerhalb der Maschine selbst anzupassen.
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Der Oberbegriff des Anspruchs 1 bezieht sich auf einen Stufen-Umformer wie in der
US-A-3,559,446 offenbart. Die bekannte Schmiedemaschine umfaßt Klauenmittel zum
lösbaren Festklemmen der Einspannplattenbaugruppe auf dem Schlitten der Maschine. Die
Einspannplattenbaugruppe umfaßt eine Einspannplatte und einzelne Spannvorrichtungen,
von denen jede so ausgelegt ist, daß sie ein Werkzeug an einer der Formstationen halten
kann. Die Einstellung jeder Spannvorrichtung erfolgt durch Einstellschrauben. Diese
Schrauben erlauben die vertikale Einstellung und die laterale Einstellung der Einspannplatte.
Die bekannte Schmiedemaschine umfaßt weiter einen Einstellkeil, der ein Einstellen der
Vorderlage des von der Einstellplatte gehaltenen Werkzeugs erlaubt. Dieser Einstellkeil ist
ein Teil des Schlittens der Maschine.
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Bei dem oben genannten Aufbau kann jede der Werkzeughalteplatten nur in vertikaler und
lateraler Richtung, d.h. in zwei aufeinander senkrechten Richtungen und senkrecht zu der
Richtung der Hin- und Herbewegung des Schlittens eingestellt werden. Aus diesem Grunde
ist jedesmal dann, wenn die Werkzeuge installiert werden, ein Feineinstellen der
Werkzeuge erforderlich. Als Konsequenz daraus erfordert der Werkzeugwechsel selbst mit einem
solchen System gewöhnlich mehrere Stunden, was in einem wesentlichen Verlust der
möglichen Produktionskapazität der Maschine resultiert. Weiterhin erfordert das Feineinstellen
der Anpassung der Werkzeuge hochqualifiziertes Personal.
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Es ist weiterhin bekannt, ein automatisiertes System zum Entfernen der
Werkzeugausstattung aus einer Maschine und zum Installieren einer Ersatzwerkzeugausstattung darin
vorzusehen. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in der US-A-4,387,502 dargestellt. Obwohl
das System automatisiert ist, ist es auch hier wieder notwendig, die Einstellung der
Werkzeugausstattung feineinzustellen, und es sind erhebliche Zeitspannen nötig, wenn ein
vollständiger Werkzeugwechsel durchgeführt wird.
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Bei einigen kleineren Maschinen ist es ebenfalls bekannt, eine Werkzeugeinheit zu
verwenden, die sowohl die stationären Formen als auch die sich hin- und herbewegenden
Werkzeuge mit einem Transfersystem umfaßt. Ein derartiges System ist in der US-A-4,631,950
beschrieben. Da die gesamte Werkzeugausstattung in dem Transfersystem als Einheit
entfernt und durch eine vollständig zusammengebaute Einheit ersetzt werden kann, wird die
zuni Wechsel erforderliche Zeit durch eine derartige Maschine mit Werkzeugeinheit weiter
reduziert. Allerdings sind derartige Systeme mit vollständigen Werkzeugeinheiten für
größere Maschinen wirtschaftlich nicht praktikabel.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stufen-Umformer bereitzustellen, der
eine schnelle Entfernung der Werkzeugbaugruppe ohne Verlust der Feineinstellungen
ermöglicht, so daß die Werkzeugbaugruppe in der Folge wieder eingebaut werden kann, ohne
daß zeitraubende Neueinstellungen der Maschinenwerkzeugausstattung erforderlich sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß der Erfindung kann ein kompletter Werkzeugwechsel schnell, gewöhnlich in
weniger als 20 Minuten, durchgeführt werden. Ein derartiges Werkzeugsystem ist selbst für
Verwendungen in größeren Maschinen wirtschaftlich brauchbar.
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Die Werkzeughaltebaugruppe der Erfindung umfaßt alle Einstelleinrichtungen zum
Ausrichten des Werkzeugs. Demzufolge kann eine derartige Werkzeugbaugruppe aus der Maschine
entfernt und anschließend wieder als Einheit eingesetzt werden, ohne däß ein
Wiedereinstellen oder Wiederanpassen der Werkzeugausstattung erforderlich ist.
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Weil die Werkzeugausstattung als zwei getrennte Unterbaugruppen entfernbar und
einsetzbar ist, kann das anfängliche Einrichten des gesamten Satzes von Werkzeugen auf einer
getrennten Einspannvorrichtung durchgeführt und anschließend die Werkzeugausstattung
schnell in der Maschine installiert werden. Beim ersten Einsetzen der Werkzeugausstattung
muß die Feineinstellung in der Maschine durchgeführt werden. Allerdings ist, da die
Einstellvorrichtung zum Feineinstellen Teil der entfernbaren Baugruppe ist, diese
Feineinstellung nicht verloren, wenn der Werkzeugsatz entfernt wird. Demzufolge ist, wenn die
Werkzeugausstattung wieder zurückgesetzt wird, kein zusätzliches Feineinstellen
erforderlich und der Wechsel kann sehr schnell durchgeführt werden.
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Diese und andere Aspekte dieser Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungsfiguren
dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung eingehender beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren:
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Figur 1 ist eine Seitenansicht einer Stufen-Schmiedemaschine, die die Erfindung aufweist;
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Figur 2 ist eine senkrechte Schnittdarstellung der in Figur 1 dargestellten Maschine,
wobei zum Zwecke der Darstellung Teile entfernt worden sind;
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Figur 3 ist eine Teilansicht im wesentlichen entlang der Linie 3-3 aus Figur 2, die die
entfernbar auf dem Schlitten befestigte Haltebaugruppe für die
Werkzeugausstattung zeigt;
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Figur 3a ist eine Teilschnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 3a-3a aus Figur 3,
die die Haltebaugruppe für die Werkzeugausstattung darstellt, die einen
einstellbaren Haltekeil umfaßt;
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Figur 4 ist eine vergrößerte Teilansicht, die den Aufbau zum Einstellen der Querlage der
Werkzeughalter relativ zu der Werkzeughaltebaugruppe darstellt;
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Figur 5 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 aus Figur 4;
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Figur 6 ist eine Teilschnittansicht im wesentlichen genommen entlang der Linie 6-6 aus
Figur 2, die die Vorderseite des Formrahmens mit der Transfereinrichtung und
der Schneideinrichtung zeigt, wobei Teile zum Zwecke der Darstellung entfernt
worden sind;
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Figur 7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das Verbindungssystem der
Transfergreifer sowohl in der offenen wie auch in der geschlossenen Position zeigt;
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Figur 8 ist eine Teilschnittansicht mit zum Zwecke der Darstellung entfernten Teilen, die
die Nockenantriebsverbindung zum Öffnen und Schließen der Transfergreifer
zeigt;
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Figur 8a ist eine Teilansicht entlang der Linie 8a-8a aus Figur 8, die die Kupplung der
Transfernockenwelle darstellt;
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Figur 9 ist eine Teilschnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 9-9 aus Figur 8;
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Figur 9a ist eine Teilansicht ähnlich Figur 9, die jedoch das Transfergehäuse in seiner
gehobenen oder zurückgezogenen Lage zeigt, um einen Zugang zu den Formen
innerhalb des Formrahmens zu ermöglichen;
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Figur 9b ist eine Teilansicht ähnlich Figur 9, die das Entfernen des Formensatzes und den
Transfer während eines Wechsels der Werkzeugausstattung darstellt;
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Figur 10 ist eine Teilschnittansicht, die die Verbindung des Transferantriebs darstellt;
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Figur 11 ist eine entlang der Linie 11-11 aus Figur 9 genommene Teilansicht, die den
Verbindungsaufbau darstellt, der es erlaubt, die Transfereinrichtung wahlweise
von dem Formrahmen abzuheben oder auf dem Formrahmen aufsitzen zu lassen;
und
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Figur 12 stellt eine Spanneinrichtung dar, die verwendet wird, um einen konstanten,
gleichförmigen und vorbestimmten Abstand zwischen den die Werkzeuge
haltenden Oberflächen aller Maschinen mit vorgegebener Größe und vorgegebener Zahl
von Bearbeitungsstationen bereitzustellen.
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Die Maschine umfaßt eine Rahmenbaugruppe 10. Auf dem Rahmen 10 sitzt eine
Kupplungs- und Bremsenbaugruppe 11, die von einem Motor 12 angetrieben wird. Die
Kupplungs- und Bremsenbaugruppe 11 umfaßt ein Antriebsgetriebe 13, das mit einem Räderwerk
in Verbindung steht und dieses antreibt, um die verschiedenen Systemkomponenten der
Maschine in aufeinander abgestimmter Weise anzutreiben. Das Räderwerk umfaßt ein Zahnrad
14 auf der Hauptkurbelwelle 16 der Maschine, ein Zahnrad 17 auf der Nockenwelle 20 des
getakteten Ausstoßsystems, und ein Zahnrad 18 auf der Ausstoßnockenwelle 19. Es steht
ebenfalls in Verbindung mit einem Kettentrieb 22, der ein Transferritzel 24 und ein
Materialzuführritzel 26 antreibt. Alle Systeme drehen sich während einer Umdrehung der
Kurbelwelle einmal um sich selbst, außer die getaktete Ausstoßnockenwelle 20, die sich
zweimal um sich selbst dreht. Dieser Antrieb erzielt einen zeitlich aufeinander abgestimmten
Betrieb der verschiedenen Komponenten der Maschine.
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Es wird nun auf die Figur 2 Bezug genommen. Die Maschine umfaßt einen Formrahmen
27, der entfernbar auf dem Rahmen 10 angebracht ist und in dem stationäre Formen
befestigt sind. Unmittelbar hinter diesem Formrahmen 27 angeordnet und an diesem befestigt ist
eine Stirnplatte 28, durch die die Kräfte auf die in dem Formrahmen 27 enthaltenen Formen
auf die Rahmenplatte 30 der Rahmenbaugruppe 10 übertragen werden.
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Auf dem Rahmen ist ein sich hin- und herbewegender Schlitten 29 befestigt und gehalten,
um eine hin- und herbewegende, geradlinige Bewegung auf den Formrahmen 27 zu und von
diesem weg auszuführen. Bei der dargestellten Maschine wird der Schlitten 29 von einer
Triebstange 31 hin- und herbewegt, die zwischen dem Schlitten 29 und der Kurbelwelle 16
verbunden ist, so daß die Drehung der Kurbelwelle um eine volle Drehung den Schlitten 29
zwischen dem in der Figur 2 dargestellten vorderen Totpunkt und hinteren Totpunkt, der
von dem Formrahmen beabstandet zurückliegt, vor- und zurückbewegt. Nicht dargestellte,
auf der Nockenwelle 20 befestigte Nocken betätigen ein Verbindungsgestänge 32 zum
Auswerfen der Werkstücke aus den von dem Schlitten 29 gehaltenen Werkzeugen. In ähnlicher
Weise treiben auf der Nockenwelle 19 befestigte Nocken 33 ein Verbindungsgestange 34
an, das die Werkstücke aus den von dem Formrahmen 27 gehaltenen Formen ausstößt. Für
eine detailliertere Beschreibung des Aufbaus und der Art des Betriebs der
Verbindungsgestänge 32 und 34 wird auf die oben genannte ebenfalls anhängige Anmeldung verwiesen.
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Gemäß dieser Erfindung werden ähnliche Maschinen hergestellt, die einen konstanten
vorbestimmten Abstand zwischen der Stirn des Schlittens 29 und der Stirn der Rahmenplatte 30
aufweisen, so daß Sätze von Werkzeugausstattungen, die in der einen Maschine
feineingestellt worden sind, in der Folge in einer ähnlichen Maschine installiert werden können, ohne
daß weiteres Feineinstellen nötig wäre.
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Ein derartiger konstanter Abstand wird durch eine Spannvorrichtung 9 erzielt, die zwischen
einer Druckplatte 51 und der Rabmenplatte 30 einer zusammengebauten Maschine
angeordnet wird, um die Lager unter Spannung zu setzen und alle Zwischenräume in dem System
aufzunehmen. Der Zwischenraum zwischen der Stirn der Druckplatte 51 und der Stirn der
Rahmenplatte 30 wird dann gemessen, um die Abweichung von dem gewünschten
vorbestimmten Zwischenraum zu bestimmen.
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Die Spannvorrichtung 9 wird dann entfernt und neu bemessen, um den gewünschten
einheitlichen vorbestimmten Abstand in allen Maschinen einer vorgegebenen Größenklasse zu
erhalten. In ähnlicher Weise werden die relativen Lagen der Richtplatte 48 und der
Prüfplatte 49 in Bezug zu der Richtoberfläche für den Formrahmen sorgfältig von einer Maschine
auf eine andere Maschine mit vorgegebenen Größe und vorgegebenen Zahl von
Bearbeitungsstationen übertragen. Wenn Gruppen von Maschinen auf diese Art und Weise
hergestellt werden, ist es möglich, komplette Werkzeugsätze mit Feineinstellungen in einer
ähnlichen
aber unterschiedlichen Maschine zu installieren, ohne daß ein weiteres Feineinstellen
der Werkzeugausstattung erforderlich ist.
Die von dem Schlitten getragene Werkzeugausstattung
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Es wird nun auf die Figuren 3 und 3a Bezug genommen. Eine Werkzeughaltebaugruppe 36
ist entfernbar an der Stirn der auf dem Schlitten 29 befestigten Druckplatte 51 befestigt. Die
dargestellte Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Stufen-Umformer mit fünf Stationen,
bei dem die Werkstücke bei jeder Bearbeitungsstation stufenweise umgeformt werden, um
das gewünschte Endteil herzustellen. Allerdings ist es möglich, die vorliegende Erfindung
bei Maschinen anzuwenden, die eine geringere oder größere Zahl von Bearbeitungsstationen
aufweist.
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Da in der dargestellten Maschine fünf Bearbeitungsstationen vorgesehen sind, ist die
Werkzeughaltebaugruppe 36 so aufgebaut, daß sie fünf getrennte, horizontal ausgerichtete
Werkzeuge halten kann, was unten noch detaillierter beschrieben wird. Die
Werkzeughaltebaugruppe umfaßt eine Sicherungs- oder Druckplatte 35, die sich vollständig hinter dem
Rükken der Haltebaugruppe 36 erstreckt, und eine Hauptkörperplatte 38. Zwischen den Platten
37 und 38 sind mehrere vertikal verstellbare Keile 39a bis 39e angeordnet, wobei jeweils
ein Keil für jede der Bearbeitungsstationen der Maschine vorgesehen ist. Die Keile stellen
die Lage der entsprechenden Werkzeuge in einer Richtung ein, die zu der Richtung der
Hin- und Herbewegung des Schlittens ausgerichtet ist.
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Die Keile sind in vertikaler Richtung einzeln durch eine Schraube 41 (am besten dargestellt
in Figur 5) einstellbar, die in dem oberen Ende des entsprechenden Keils 39 sitzt. Auf das
obere Ende jeder Schraube ist eine Röhrenmutter 42 aufgeschraubt, die gedreht wird, um
die Lage des entsprechenden Keils 39 einzustellen. Die Keile 39 sind zwischen einer
obersten Einstellposition, die in Figur 3 für die Keile 39a und 39b dargestellt ist, und einer
untersten Position einstellbar, die in Figur 3 für den Keil 39c dargestellt ist. In Figur 3
befinden sich die vertikalen Lagen der beiden Keile 39d und 39e zwischen diesen beiden
möglichen extremen Einstellpositionen.
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Für jede Mutter 42 sind ein Klemmschuh 43 und eine Schraube 44 vorgesehen, die, wenn
sie fest angezogen werden, die entsprechende Mutter 42 in ihrer eingestellten Lage so
sichern, daß die vertikal eingestellte Lage des entsprechenden Keils bestehen bleibt.
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Die gesamte Werkzeughaltebaugruppe 36 wird zusammen mit den darauf angebrachten
Werkzeugen leicht als Einheit von dem Schlitten 29 entfernt oder wieder auf diesem
befestigt, ohne die Einstellung der Keile 39 oder andere Einstellungen der Werkzeuge wie unten
dargestellt zu stören. Die exakte Lage der Werkzeughaltebaugruppe 36 wird durch zwei
srichtstifte 46 und 47 erzielt, die auf der Baugruppe 36 befestigt sind und sich von der
hinteren Oberfläche derselben erstrecken. Wenn diese auf den Schlitten aufgesetzt wird, ruht
der Richtstift 47 in einem Zapfenloch, das exakt in einer Richtplatte 48 ausgebildet worden
ist, und der Richtstift 46 ruht auf der flachen oberen Fläche einer Prüfplatte 49. Der
Richtstift 47 bestimmt in Zusammenarbeit mit dem in der Richtplatte 48 ausgebildeten
Zapfenloch die vertikale Lage der rechten Seite der Baugruppe, wie in Figur 3 dargestellt, und
weiterhin die horizontale Lage der gesamten Baugruppe. Der Richtstift 46 und die
Prüfplatte 49 bestimmen lediglich die vertikale Lage der linken Seite der Baugruppe 36. Diese
Richtstifte und -platten sind sehr exakt ausgebildet, so daß die Haltebaugruppe, wenn sie
auf den Schlitten 29 aufgesetzt wird, in Bezug auf den Schlitten, das Fundament und den
Formrahmen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung exakt ausgerichtet wird.
Die Tiefenausrichtung der Baugruppe in Richtung der Hin- und Herbewegung des Schlittens
wird exakt durch das Eingreifen in die Sicherungsplatte 37 und eine Druckplatte 51, die
dauerhaft an der Vorderseite des Schlittens 29 befestigt ist, erzielt.
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Es ist ein einfacher Klemmaufbau vorgesehen, der die Baugruppe 36 lösbar an der
Druckplatte 51 festklemmt. Dieser Klemmaufbau umfaßt ein Paar von Zugbolzen 52, die sich
durch zusammenpassende Bohrungen in der Werkzeughaltebaugruppe erstrecken und an
ihrem Hinterende in einer Klemmplatte 53 verankert sind, die in eine nach hinten gerichtete
Fläche 54 auf dem Schlitten 29 eingreift. Muttern 56 auf den Zugbolzen klemmen, wenn sie
angezogen werden, den oberen Abschnitt der Baugruppe 36 gegen die Druckplatte 51.
Wenn die Muttern 56 gelöst werden, können die Zugbolzen im Verhältnis zu dem Schlitten
angehoben werden, und zwar durch vertikal offene Bohrungen 57, die in dem Schlitten 29
und der Druckplatte 51 ausgebildet sind.
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Der untere Abschnitt der Baugruppe 36 wird gegen die Druckplatte durch ein Paar von
Stiftschrauben 58 geklemmt, die auf dem Schlitten 29 befestigt sind und sich durch nach
unten offene Bohrungen erstrecken, die in der Körperplatte 38 und der Druckplatte 37
ausgebildet sind. Auch hier sind Muttern 60 auf die Stiftschrauben 58 aufgeschraubt und
klemmen, wenn sie angezogen werden, den unteren Abschnitt der Baugruppe gegen die
Druckplatte 51.
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Um die Schlittenwerkzeugbaugruppe 36 zu entfernen, ist es lediglich notwendig, die
Mutterii 56 und 60 zu lösen und die gesamte Baugruppe vertikal nach oben aus der Maschine zu
heben. Das Wiedereinsetzen erfolgt einfach durch Absenken der Baugruppe entlang der
Vorderseite des Schlittens nach unten, bis die beiden Richtstifte die Baugruppe in der
exakten gewünschten Lage halten, woraufhin die vier Muttern 56 und 60 angezogen werden, um
die Installation abzuschließen.
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Auf der Vorderseite der Körperplatte 38 ist an jeder der Formstationen eine
Werkzeughaltebaugruppe 61 befestigt, von denen jede so ausgelegt ist, daß sie die sich hin- und
herbewegenden Werkzeuge 61a der entsprechenden Formstation halten können. In den Figuren 4
und 5 ist die Werkzeugausrüstung selbst nicht detailliert dargestellt, da die an jeder
Bearbeitungsstation vorgesehene Werkzeugausrüstung spezifisch für den bestimmten, an dem
Werkstück dieser Station durchzuführenden Arbeitsvorgang ausgebildet ist und sich von
einer Station zur anderen oder von einem Werkzeugsatz zu einem anderen unterscheidet.
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Jede Werkzeughaltebaugruppe umfaßt eine Werkzeughalteplatte 62, auf der durch
Schrauben 63 ein Werkzeugkranz 64 gehalten ist. Durch den Kranz 64 und die Platte 62 erstreckt
sich eine Werkzeughülse 66, die so bemessen ist, daß sie eng paßt und den Rand des
Werkzeugs an der entsprechenden Bearbeitungsstation hält.
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Die vertikalen und lateralen Lagen jeder Platte 62 werden durch ein Einstellsystem
bestimmt, das eine sich vertikal erstreckende Einstellschraube 67, die in eine vertikale
Bohrung in der Werkzeughalteplatte 62 eingeschraubt ist, und gegenüberliegende, sich
horizontal erstreckende Einstellschrauben 68 und 69 umfaßt, die ebenfalls in die
Werkzeughalteplatte 62 eingeschraubt sind.
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Die Einstellschrauben 67, 68 und 69 erstrecken sich jeweils an ihrem inneren Ende in eine
vergrößerte Bohrung 71, die in der Platte 62 ausgebildet ist, durch die sich eine
Stiftschraube 72 mit einem nennenswerten Spalt erstreckt.
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Eine zweite Stiftschraube 73 erstreckt sich durch eine nach unten offene Bohrung 74, die so
bemessen ist, daß sie eng zu der Stiftschraube 73 paßt, um so sicher die Querlage der
Werkzeughalteplatte an ihrem unteren Ende zu bestimmen, während sie dazwischen eine
vertikale Einstellbewegung erlaubt.
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Die inneren Enden der drei Einstellschrauben 67, 68 und 69 greifen in die Stiftschraube 72
ein und erlauben eine Einstellung der Lage des oberen Endes der Werkzeughalteplatte 62
ssowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung. Mit diesem Aufbau kann jede der
Werkzeughalteplatten auf eine präzise Lage in vertikaler Richtung und in lateraler,
horizontaler Richtung relativ zu der Körperplatte eingestellt werden. Nachdem die Einstellung
vollzogen worden ist, werden die Muttern 76 auf den Stiftschrauben 76 angezogen, um die
Einstellung zu sichern. Ein in gewisser Weise ähnlicher Werkzeugjustieraufbau ist in der
US-A-3,559,446 beschrieben. Allerdings offenbart dieses Patent keinen Aufbau, in dem der
eingestellte Keil zusammen mit der Werkzeugausrüstung entfernt wird, so daß jedesmal,
wenn die Werkzeuge installiert werden, eine Feineinstellung der Werkzeuge erforderlich
ist.
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Bei diesem Aufbau ermöglicht der Keil 39 eine präzise Einstellung in einer Richtung, die zu
der Bewegung des Schlittens ausgerichtet ist, während die drei Schrauben 67 bis 69 eine
präzise Einstellung in den anderen beiden Richtungen senkrecht zu der Richtung der
Einstellung, die durch den Keil 39 ermöglicht wird, erlauben.
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Normalerweise wird die gesamte Werkzeugbaugruppe vor ihrer ersten Installation in der
Maschine in einer getrennten Spannvorrichtung eingerichtet. Da jedoch eine
Spannvorrichtung normalerweise nicht die Lastbedingungen nachahmen kann, die während des Betriebs
der Maschine auftreten, muß die Einstellung der verschiedenen, von dem Schlitten
getragenen Werkzeuge innerhalb der Maschine selbst feineingestellt werden. Durch die vorliegende
Erfindung wird allerdings diese Feineinstellung nicht geändert, wenn die gesamte
Werkzeughaltebaugruppe 36 aus der Maschine entfernt wird. Aus diesem Grunde kann die
gesamte Werkzeugbaugruppe wieder in die Maschine eingesetzt werden und die Maschine, in
den meisten Fällen, ohne zusätzliche Einstellung der Werkzeuge nach der Wiederinstallation
weiterbetrieben werden. Da weiter die Richtstifte 46 und 47 die Werkzeughaltebaugruppe in
Bezug auf den Schlitten exakt ausrichten, wird automatisch eine saubere Ausrichtung der
Werkzeuge in Bezug auf die Formen auf dem Formrahmen erzielt. Hierdurch wird die für
den Werkzeugwechsel erforderliche Zeit erheblich reduziert und eine bessere Ausnutzung
der Produktionskapazität der Maschine ermöglicht.
Der entfernbare Formrahmen und die Transfereinrichtung
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Gemäß dieser Erfindung kann auch der Formrahmen und das Transfersystem entfernt und
anschließend wieder eingebaut werden, ohne das ein Neueinstellen dieser Komponenten der
Maschine erforderlich wäre.
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Es wird nun Bezug auf die Figuren 6 bis 11 genommen, die die strukturelle Anordnung des
Formrahmens und des Transfersystems darstellt. Figur 6 ist eine Schnittansicht durch die
Maschine, die die Vorderseite des Formrahmens und die Art und Weise darstellt, wie dieser
in dem Rahmen 10 der Maschine befestigt ist. Der Formrahmen 27 weist Verlängerungen
81 und 82 auf, die über exakt ausgebildete Richtflächen 83 bzw. 84 überstehen und auf
diesen ruhen. Diese Flächen richten die beiden Enden des Formrahmens in vertikaler Richtung
präzise aus. Die laterale Ausrichtung des Formrahmens 27 wird durch Eingreifen zwischen
die in vertikaler Richtung benachbart zu dem Flügel 81 sich erstreckende
Formrahmenfläche 86 und die vertikale Fläche 87 erzielt, die exakt auf einem Block ausgebildet ist, der
auf dem Rahmen 10 befestigt ist. Ein durch den Rahmen 10 benachbart zu dem Flügel 82
geschraubter Bolzen 88 wird nach vorne geschraubt, um sicherzustellen, daß die zwei
vertikalen Flächen 86 und 87 ineinander eingreifen, um eine präzise laterale Ausrichtung des
Formrahmens innerhalb der Maschine zu erzielen. Falls es also irgendeine
Toleranzabweichung in dem Zwischenraum zwischen den beiden Seiten des Maschinenrahmens geben
sollte, hat diese keine Auswirkungen auf die laterale Ausrichtung des Formrähmens
innerhalb der Maschine.
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Stiftschrauben 89 sind in der dargestellten Ausführungsform an vier Stellen über die Breite
der Rahmenplatte 30 angeordnet und erstrecken sich nach vorne durch die nach unten
geöffneten Bohrungen 90 in den Formrahmen und die Stirnplatte 28 hinein. Auf die
Stiftschrauben 89 aufgeschraubte Muttern 91 klemmen, wenn sie angezogen werden, den
Formrahmen 27 und die Stirnplatte 28 fest gegen die Rähmenplatte 30.
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Eine Schneidbaugruppe 92 ist auf dem Flügelabschnitt 81 des Formrahmens befestigt und
schneidet Werkstücke aus Längen eines Stab- oder Drähtvorrats, das in die Maschine durch
die Materialzuführbaugruppe 21 (dargestellt in Figur 1) zugeführt wurde. Die
Schneidbaugruppe 92 umfaßt einen Schneidring 53, der von einem Schneidarm 84 gehalten wird, der
wiederum für eine Pendelbewegung auf einem Drehstift 96 drehbar gelagert ist. Während
des Betriebs der Schneideinrichtung wird der Schneidring von der dargestellten Position
durch eine von einer Nockenwelle betätigten Druckstange 97 nach oben bewegt, um ein
Werkstück von dem Ende des sich in den Schneidring erstreckenden Materials
abzuschneiden. Dies erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Formrahmen, so daß ein
Klemmschuh 98 vorgesehen ist, um den Flügel 81 während der Betätigung der Schneideinrichtung
gegen die Oberfläche 83 zu klemmen. Eine Feder 95, die durch einen Kolben- und
Zylinderbetätiger 100 belastet wird, spannt den Schneidarm 94 gegen die Druckstange 97
elastisch vor.
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Der Formrahmen und die Schneidbaugruppe können zusammen mit der Transfereinrichtung
leicht aus der Maschine dadurch entfernt werden, daß die Muttern 91 und der Klemmschuh
98 gelöst werden. Die Art und Weise, auf die das Entfernen geschieht, wird unten noch
detaillierter dargestellt werden.
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Der Schlitten 29 ist mit Führungslagern versehen, die den Schlitten in Querrichtung
ausrichten, und zwar mit Bezug auf die Seite des Rahmens 10a, die dieselbe Seite wie die Seite des
Rahmens ist, die die Querausrichtung des Formrahmens bewirkt. Aus diesem Grund wird
eine exakte relative Querposition der in dem Formrahmen enthaltenen Formen und der von
dem Schlitten gehaltenen Werkzeuge selbst dann erzielt, wenn Herstellungstoleranzen oder
thermische Expansionen in Abweichungen der Breite des Rahmens resultieren.
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Wie vorstehend bemerkt umfaßt die dargestellte Maschine fünf Bearbeitungsstationen. Aus
diesem Grunde gibt es, wie am besten in der Figur 6 dargestellt ist, fünf Formen 101a bis
101e, die auf dem Formrahmen 27 an in Querrichtung beabstandeten Stellen entlang der
Vorderseite des Formrahmens befestigt sind. Eine Transferbaugruppe 102 ist vorgesehen,
um die von dem Material durch die Schneidbaugruppe 92 abgeschnittenen Werkstücke
nacheinander von der Schneidbaugruppe zu jeder der Formen 101a bis 101e zu
transportieren. Die Transferbaugruppe umfaßt einen Schlitten 103, der auf dem Kopf des
Formrahmens für eine Hin- und Herbewegung entlang der Länge des Formrahmens befestigt ist. Es
ist eine nockenangetriebene Transferantriebsverbindung 104 vorgesehen, um den Schlitten
für diese Hin- und Herbewegung anzutreiben.
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Auf dem Transferschlitten 103 sind fünf identische Greiferbaugruppen 106a bis 106e
angebracht, von denen jede ein Paar von Greiffingern 107 umfaßt. Die Greiffinger können
zwischen
einer geschlossenen Greifposition, in der sie ein Werkstück zum Transfer zu einer
folgenden Formstation greifen, und einer offenen Position, in der das Werkstück in einer
unten detaillierter beschriebenen Art und Weise freigegeben wird, angetrieben werden.
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Im Betrieb bewegen sich die Greiffinger 107 der Greiferbaugruppe 106a während sie
geöffnet sind zu einer Aufnahmeposition 108 der Schneidbaugruppe 92, wo sie sich schließen
und ein Werkstück zum Transfer zu der ersten Bearbeitungsstation vor der Form 101a
greifen. Ähnlich arbeiten die verbleibenden Greifer 107, um die Werkstücke nacheinander zu
jeder der Formen 101 zu transportieren. Das fertige Werkstück wird zu einer
Ausbringposition transportiert, nachdem es nacheinander an jeder der Bearbeitungsstationen bearbeitet
worden ist.
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Mit Bezug auf die Figuren 7 bis 9 umfaßt jede Greiferbaugruppe 106a bis 106e eine
Kipphebelachse 111, die in dem Transferschlitten 103 sitzt. Auf dem vorderen Ende jeder
Kipphebelachse 111 sitzt ein Arm 112, der gegen Drehung relativ zu der entsprechenden
Kipphebelachse fixiert ist. Auf dem hinteren Ende jeder Kipphebelachse ist ein Mitnehmerarm
113 befestigt, der einen Walzenmitnehmer 114 an seinem Ende trägt. Der
Walzenmitnehmer greift in den Schienenabschnitt 116 eines Kipphebelarms 117 ein, der für eine
pendelnde Drehung auf einem Drehbolzen 118 sitzt. Der Kipphebelarm 117 trägt einen
Walzenmitnehmer 119, der in eine entsprechende Nockenbaugruppe 121 eingreift, die auf einer
Nokkenwelle 122 befestigt ist und sich mit dieser dreht, wobei die Nockenwelle von dem
Nokkenwellentransferritzel 24 (dargestellt in Figur 1) angetrieben wird. Es ist eine Feder 123
vorgesehen, die den Mitnehmer 119 elastisch gegen die Nockenbaugruppe 121 vorspannt.
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Wenn sich die Nockenwelle 122 dreht, bewirkt die Nockenbaugruppe 121, daß sich der
Kipphebelarm von der in Figur 9 dargestellten Lage im Gegenuhrzeigersinn dreht, wodurch
die Walze 114 niedergedrückt und eine Drehung der Kipphebelachse 111 im Uhrzeigersinn
wie in den Figuren 6 und 7 gezeigt verursacht wird. Dies verursacht wiederum eine
Drehung des Arms 112 im Uhrzeigersinn und bewirkt daß dieser die damit in Verbindung
stehenden Greiffinger 124 der Paare von Fingern 107 von der geschlossenen Lage der
Greiferbaugruppe 106c und 106d zu einer offenen Lage der Greifer 106e bewegt. Wenn es die
Nockenbaugruppe dem Kipphebelarm 117 erlaubt, in die in Figur 9 dargestellte Lage
zurückzukehren, tritt eine entgegengesetzte Drehung der entsprechenden Kipphebelachse 111
auf und die dadurch gestützten Finger bewegen sich zu der geschlossenen Lage, die in der
Figur 7 anhand der Greiferbaugruppen 106c und 106d dargestellt ist.
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Der Schienenabschnitt 116 des Kipphebelarms 117 erstreckt sich parallel zu der Richtung
der Schlittenbewegung, so daß die Hin- und Herbewegung des Schlittens nur die Walze 114
dazu veranlaßt sich nach hinten und vorne entlang des entsprechenden Schienenabschnitts
116 zu bewegen und nicht das Öffnen oder Schließen der Finger zu beeinträchtigen. Ein
ähnliches Verbindungssystem zum Öffnen und Schließen der Greifer ist in der
US-A-3 ,685,070 dargestellt. Allerdings erfordert ein derartiges Verbindungssystem
Komponenten, die an benachbarten Bearbeitungsstationen unterschiedlich sind.
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Der andere Greiffinger 126 jedes Paares von Greiffingern 107 ist auf dem Ende eines Arms
127 befestigt, der für eine Drehbewegung entlang der Achse der nächsten benachbarten
Kipphebelachse sitzt. Ein derartiger Arm 127 ist an dem entsprechenden Arm 112 durch
einen Bolzen 128 verbunden, der sich durch eine Öffnungsbohrung 125 in dem
entsprechenden Arm 112 und durch ein Paar von entgegengesetzten Einstellschrauben 129
erstreckt. Der Bolzen verbindet deshalb benachbarte Arme 112 und 127, so daß, wenn ein
Arm 112 von dem Nockenantrieb im Uhrzeigersinn gedreht wird, sich der entsprechende
Arm 127 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Aus diesem Grunde öffnen und schließen sich
die Finger 124 und 126 gleichzeitig. Eine Feder 131 spannt die entsprechenden Finger 124
und 126 auf die geschlossene Lage hin elastisch vor und hält die Walze 114 in Kontakt mit
dem entsprechenden Schienenabschnitt 116, außer wenn nichts gegriffen wird.
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Das Öffnen und Schließen der einzelnen Finger kann einzeln durch Einstellen der
entsprechenden Nockenbaugruppe 121 eingestellt werden. Jede der Nockenbaugruppen 121 umfaßt
zwei Nocken 132 und 133, die getrennt auf der Nockenwelle 122 aufgeklemmt sind. Jeder
der Nocken 132 und 133 weist den gleichen Durchmesser entlang eines äußeren
Rastabschnitts 134 und den gleichen Durchmesser entlang eines inneren Rastabschnitts 136 auf.
Aus diesem Grunde wird der Hub des Mitnehmerarms und entsprechend die Größe der
Drehung der damit in Verbindung stehenden Kipphebelachse 111 während der Einstellung
der entsprechenden Nocken nicht verändert. Allerdings wird der Punkt in dem
Maschinenzyklus, an dem der Mitnehmer 119 in den Hubabschnitt oder den Fallabschnitt der
Nockenbaugruppe eingreift, von der eingestellten Lage der Nocken 132 und 133 auf der
Nockenwelle 122 bestimmt. Im Betrieb werden die Finger von einem der Nocken jedes Paares
geöffnet und von dem anderen eines benachbarten Paares von Nocken geschlossen. Da jeder
Nocken einzeln auf der Nockenwelle eingestellt werden kann, wird hiermit die volle
Einstellbarkeit der Öffnungs- und Schließoperation jeder Transferunterbaugruppe gewährleistet.
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Da sich der Transferschlitten 103 zwischen der Aufnahme- oder Greiflage und der
Abgabesoder Freigabelage hin- und herbewegt, bewegen sich die Walzen 114 von dem
Schienenabschnitt 116 des einen Kipphebelarms 117 zu dem Schienenabschnitt des nächsten
benachbarten Kipphebelarms 117. Aus diesem Grunde befinden sich die Schienenabschnitte aller
Kipphebelarme 117 in Ausrichtung zueinander, während der Transferschlitten bewirkt, daß
sich die Walzen über die Zwischenabschnitte zwischen benachbarten Schienenabschnitten
116 bewegen. Deshalb sind alle Nocken so ausgerichtet, daß die Walzen 119 in den einen
oder anderen Rastabschnitt der entsprechenden Nocken eingreifen, wenn sich die Walzen
von dem einen Schienenabschnitt zum nächsten bewegen.
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Für jeden Kipphebelarm 117 ist ein Kolben- und Zylinderbetätiger 114 vorgesehen. Wenn
dieser unter Druck gesetzt wird, drückt der Betätiger den entsprechenden Schienenabschnitt
116 nieder, um zu verhindern, daß sich der entsprechende Greifer schließt. Dies erlaubt das
Fallenlassen oder Zurückstoßen der Werkstücke.
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Wie am besten in Figur 8 dargestellt ist, besteht der Transfermechanismus aus einer
Vielzahl von identischen Modulen 136, wobei je ein Modul für jede Bearbeitungsstation
vorgesehen ist. Bei einer Maschine mit fünf Stationen sind dementsprechend fünf identische
Module zusammengeschraubt, um eine Transferbaugruppe zu bilden.
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Jedes Modul umfaßt eine Rahmenbaugruppe 137, einen Kipphebelarm 117 und einen
Betätiger 140. Für den Fall, daß eine Maschine mit einer geringeren Anzahl von
Bearbeitungsstationen wie z.B. mit drei Bearbeitungsstationen hergestellt wird, werden drei Module
zusammengeschraubt, um eine Transferbaugruppe zu bilden. Da die Module für eine
Maschine mit vorgegebener Größe identisch sind, ist es praktisch, diese Module vorzufertigen und
diese Module dann in Abhängigkeit von der bestimmten zu fertigenden Maschine
zusammenzubauen. Dies resultiert in Produktionseinsparungen und reduziert die Vorlaufzeit, die
nötig ist, um eine bestimmte Maschine herzustellen. Da weiterhin alle Nockenbaugruppen
121 identisch sind, werden die Nocken vorgefertigt und die genaue Zahl von
Nockenbaugruppen entsprechend der Zahl der Bearbeitungsstationen der herzustellenden Maschine
lediglich auf der Nockenwelle 122 zusammengesetzt. In ähnlicher Weise bilden jede der
Kipphebelachsen 111 und die damit verbundenen Greifer und Mitnehmerarme identische
Unterbaugruppen, so daß die Unterbaugruppen so installiert werden, daß jeweils eine für
jede Bearbeitungsstation vorgesehen ist.
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Weiter ist die Transferantriebsverbindung 104 für alle Maschinen einer vorgegebenen Größe
identisch, unabhängig von der Zahl der vorgesehenen Bearbeitungsstationen.
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Der Aufbau und der Betrieb der Transferantriebsverbindung 104 kann am besten anhand der
Figuren 6, 8 und 10 dargestellt werden. Eine derartige Verbindung umfaßt einen im
wesentlichen T-förmigen Kipphebelarm 135, am besten dargestellt in der Figur 6, der für eine
Drehbewegung auf einem Drehbolzen 138 sitzt und an seinem unteren Ende einen
Antriebsblock 139 hält, der zwischen einem Paar von Plattenteilen 141 angeordnet ist, die auf
das Ende des Transferschlittens 103 geschraubt sind. Wenn der Kipphebelarm 135 zwischen
der Lage mit durchgezogenen Linien in Figur 6 und der Lage mit gestrichelten Linien in
Figur 6 pendelt, bewegt sich daher der Transferschlitten zwischen seiner Greif- oder
Hebelage und seiner Lieferungs- oder Freigabelage hin und her.
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Der Kipphebelarm 135 ist durch ein Paar von ähnlichen Mitnehmerarmen 142 und 143
angetrieben, die in den Figuren 8 und 10 dargestellt sind und die für eine pendelnde Drehung
um eine Drehachse parallel zur Achse der Nockenwelle 122 auf Drehbolzen 144 sitzen.
Jeder dieser Mitnehmerarme umfaßt einen Walzenmitnehmer 146, der in einen
entsprechenden Nocken 147 eingreift. Die Nocken sind so aufeinander abgestimmt und so geformt,
daß, wenn sich der Mitnehmerarm 142 in der einen Richtung bewegt der Mitnehmerarm
143 in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Auf dem Ende jedes Mitnehmerarms 142 und
143 befindet sich gegenüber den entsprechenden Walzen 146 ein drehbar gelagerter
gehärteter Lagerblock 148, der in einen gehärteten Block 149 eingreift, der drehbar in den
gegenüberliegenden Arm des Kipphebelarms 135 eingreift. Wenn sich die Nocken drehen,
bewegen sie den Kipphebelarm 135 vor und zurück und erzeugen so eine Hin- und Herbewegung
des Schlittens 103.
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Die Nockenwelle 122 besteht aus zwei Wellenabschnitten 122a und 122b, die durch eine
lösbare Verbindung oder Kupplung 151 miteinander verbunden sind, um sich als Einheit zu
drehen. Diese Kupplung umfaßt gegenüberliegende Keilwellenflächen 150, die in den
einander
gegenüberliegenden Enden der beiden Schaftabschnitte 122a und 122b ausgebildet
sind und die ineinanderpassende, sich in radialer Richtung erstreckende Zähne 152
aufweisen (siehe Figur 8a). Die Zähne greifen ineinander ein, um eine Antriebsverbindung
zwischen den beiden Wellenabschnitten 122a und 122b zu erzielen.
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Die Kupplung 151 umfaßt weiterhin einen Richtstift 153, der auf dem Wellenabschnitt 122a
befestigt ist und der in eine entsprechende Bohrung in dem Wellenabschnitt 122b
hineinragt, wenn die beiden Wellenabschnitte in Drehrichtung relativ zueinander in der richtigen
Lage ausgerichtet sind. Eine Stiftschraube 154 erstreckt sich durch den Wellenabschnitt
122b und wird in das anliegende Ende des Wellenabschnitts 122a eingeschraubt, um die
Nockenfiächen in einem sperrenden Eingriff zu sichern.
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Wenn es erwünscht ist die beiden Wellenabschnitte 122a und 122b zu trennen, ist es
lediglich notwendig, die Stiftschraube 154 zu lösen und den Wellenabschnitt 122 wie in Figur 8
dargestellt nach rechts zu bewegen, um die Verbindung zwischen den beiden
Schaftabschniuen zu lösen. Wenn wieder eine Verbindung gewünscht ist, wird der Schaftabschnitt
122b so lange gedreht, bis der Sicherungsstift in die entsprechende Bohrung greift, und der
Wellenabschnitt wird dann wie in Figur 8 dargestellt nach links bewegt und die
Stiftschraube angezogen.
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Da die Nockenbaugruppen 121 eingestellt sind, um eine bestimmte zeitliche Abfolge der
Greiffinger zu erzielen, ist der Wellenabschnitt 122b, der die Nockenbaugruppen 121 trägt,
aus der Maschine zusammen mit dem Formrahmen und dem Transferschlitten 103
entfernbar. Aus diesem Grunde ist es, wenn ein Werkzeugsatz wieder eingesetzt wird, nicht
notwendig, die Transferbaugruppe neu einzustellen, und der Betrieb der Maschine kann ohne
Neueinstellung der Nockenbaugruppen 121 wiederaufgenommen werden.
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Der Vorgang des Auswechselns einzelner Formen oder des Entfernens eines gesamten
Formsatzes kann am besten unter Bezug auf die Figuren 9, 9a und 9b dargestellt werden.
Figur 9 stellt die Maschine in ihrem Betriebszustand dar. In diesem Zustand wird der
Transferschlitten von einer Lagerplatte 156 gehalten, die auf den Formrahmen 27 für ihre
Hinund Herbewegung zwischen der Aufnahme und der Abgabeposition festgeschraubt ist. An
der Oberseite des Transferschlittens ist ein Keil 157 befestigt, der mit einem Paar von
Führungslagern 158 und 159 zusammenarbeitet, die von dem Transferrahmen gehalten sind, um
den Transferschlitten 103 während der Hin- und Herbewegung zu führen. Die gesamte
Transfergehäusebaugruppe 161 ist auf einer Drehwelle 162 so befestigt, daß sie sich von
einer Betriebslage zu einer angehobenen oder zurückgezogenen Lage bewegen läßt, wenn
Formwechsel erforderlich sind. Ein Kolben- und Zylinderbetätiger 163 ist damit verbunden,
um das Transfergehäuse zwischen seiner angehobenen oder zurückgezogenen Lage und
seiner unteren oder Betriebslage anzutreiben.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, die Transferbaugruppe zusammen mit dem Gehäuse zu
heben, so daß ein Zugang zu den Vorderseiten der Formen möglich ist. Dies ist z.B. dann
erforderlich, wenn eine einzelne Form ausgewechselt werden muß, weil sie abgenutzt ist. In
anderen Fällen ist es erwünscht, die eingestellten Komponenten der Transfereinrichtungen
mil dem Formrahmen zu entfernen, z.B. wenn ein Wechsel eines gesamten Werkzeugsatzes
durchgeführt wird.
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Wie am besten in den Figuren 9 und 11 dargestellt, ist eine Schraube 164 in den Keil 157
eingeschraubt und bewegt sich zusammen mit dem Transferschlitten nach vorne und hinten,
wenn sich dieser vor- und zurückbewegt. Der Kopf der Schraube 164 erstreckt sich über die
zwei Führungslager 158 und 159 in allen Lagen des Transferschlittens außer einer, und in
dieser Lage ist die Schraube über einem Paar von Öffnungen 166 angeordnet, das in den
Führungslagern 158 und 159 ausgebildet ist. In einer derartigen Lage ragt der Kopf der
Schraube 164 durch die Bohrungen 166, wenn die Führungslager 158 und 159 mit dem
Gehäuse 161 angehoben werden und der Transferschlitten auf dem Formrahmen verbleibt.
Außer in der Position, wenn das Transfergehäuse 161 in seiner angehobene Lage
verschwenkt wird, greift der Kopf der Schraube 164 in die obere Fläche der beiden
Führungslager 158 und 159 ein und hebt den Transferschlitten mit dem Gehäuse an.
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Figur 9a zeigt die Lage der verschiedenen Komponenten des Systems wenn ein Zugang zu
den Formen innerhalb des Formrahmens erforderlich ist, ohne den Formrahmen aus seiner
befestigten Lage zu entfernen. Ein derartiger Zugang wird durch einfaches Anhalten der
Maschine in einer Lage erzielt, in der die Schrauben 164 von den Bohrungen 166
beabstandet sind. Wenn die Maschine in einer derartigen Lage angehalten wird und wenn der
Betätiger 163 betätigt wird, um das Transfergehäuse 161 vollständig über den Formrahmen zu
verschwenken, werden der Schlitten 103 und die Greifer mit dem Gehäuse 161 nach oben
getragen. Eine derartige Verschwenkbewegung bewirkt auch, daß die Kipphebelarme 117
und die Antriebsverbindung 104 vollständig oberhalb des Formrahmens angehoben wird.
Dieser einfache Vorgang des Anhebens des Transfergehäuses kann sehr schnell
durchgeführt werden und ermöglicht vollen Zugang zu den Formen für die Wartung einer
bestimmten Form, die ersetzt oder repariert werden muß.
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Bei anderen Gelegenheiten, wenn ein vollständiger Werkzeugwechsel erforderlich ist, wird
die Maschine in ihrer Abgabeposition gestoppt, in der die Schrauben 164 mit den
Bohrungen 166 in den Führungslagern 158 und 159 ausgerichtet sind. In einer derartigen Lage, in
der das Gehäuse 161 in seine angehobene Lage durch den Betätiger 163 verschwenkt ist,
verbleibt die Transfereinrichtung an ihrer Stelle auf dem Formrahmen 27. Allerdings
werden die Kipphebelarme 117 der Transferantriebsverbindung zusammen mit dem
Transfergehäuse angehoben. In dieser Position befindet sich der Kipphebelarm 135 in der Lage mit
durchgezogenen Linien in Figur 6 und der Antriebsblock 139 ist über die zwei Plattenteile
141 hinaus angehoben. Hierdurch wird eine automatische Lösung der sich hin- und
herbewegenden Antriebsverbindung 104 und des Schlittens bewirkt.
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Um sicherzustellen, daß der Kipphebelarm 135 in dieser Position verbleibt, bis er wieder
mit einem Transferschlitten 103 verbunden wird, ist ein in Figur 6 dargestellter Magnet 165
in dem Gehäuse vorgesehen, um den Kipphebelarm 135 in der Lage mit durchgezogenen
Linien in Figur 6 zu halten. Der gesamte Formrahmen und der Transferschlitten 103 kann
zusammen mit dem Nockenwellenabschnitt 122b aus der Maschine als Einheit entfernt
werden, wie am besten in der Figur 9b gezeigt ist.
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Bevor der Formrahmen entfernt wird, wird die Stiftschraube 154 gelöst und der
Nockenwellenabschnitt 122b in Querrichtung nach rechts (wie in Figur 8 dargestellt) bewegt um die
Kupplung 151 zu lösen. Weiterhin wird ein Lagerblock 169 gelöst und nach oben bewegt,
um das andere Ende des Nockenwellenabschnitts 122b freizugeben. Eine Hebevorrichtung
161 wird mit dem Formrahmen 27 verbunden, um den gesamten Formrahmen und den
Großteil der Transfereinrichtung aus der Maschine zu heben.
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An der Hinterseite der Stirnplatte 28 ist ein Gestell 172 befestigt, das unter den
Nockenabschnitt 122b paßt, und zwar während des Betriebs mit einem kleinen Zwischenraum. Dieses
Gestell hebt den Nockenwellenabschnitt 122b mit den darauf befestigten Nocken aus der
Maschine, wenn der Formrahmen entfernt wird. Weiter ist die Montagevorrichtung 171
vorgesehen, die einen Rückhaltefinger 171a umfaßt, der zwischen die Federtürme 173 paßt,
wenn die Montagevorrichtung 171 installiert wird, um den Transferschlitten in Position auf
dem Formrahmen 27 zu halten. Eine Winde, die an dem Hebering 174 der
Montageeinrichtung 171 befestigt ist, wird dazu verwendet, den Formrahmen 27, die Formplatte 28, den
Transferschlitten 103 und den Nockenwellenabschnitt 122d hoch und aus der Maschine wie
in Figur 9b dargestellt zu heben.
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Wie am besten in Figur 2 dargestellt, umfaßt die Stirnplatte 30 nach oben offene Bohrungen
191, durch die die Ausstoßbolzen für die Formen ragen. Diese Bohrungen 191 sind so
bemessen, daß die hinteren Enden der Ausstoßbolzen 190, die mit den Formen entfernt
werden, innerhalb der Bohrungen 191 angeordnet sind. Die Ausstoßstangen 192 verbleiben
allerdings in der Maschine. Deshalb können, wenn der Formrahmen entfernt wird, die in
die Formen ragenden Ausstoßbolzen 190 zusammen mit dem Formrahmen und unabhängig
von der Lage der Ausstoßstangen 192 entfernt werden.
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Da alle einstellbaren Elemente der Transfereinrichtung als einzelne Einheit aus der
Maschine gemeinsam mit dem Formrahmen entfernt werden, wird die Feineinstellung der
Transferanpassung während der Entfernung des gesamten Werkzeugsatzes aus der Maschine in
keinster Weise gestört. Als Konsequenz hieraus wird, wenn es nötig ist, einen derartigen
Werkzeugsatz wieder in die Maschine einzusetzen, die gesamte Baugruppe wieder
eingesetzt wobei typischerweise keine weiteren Betriebseinstellungen der Werkzeugausrüstung
und der Transfereinrichtung erforderlich sind.
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Es sollte bemerkt werden, daß wenn der Formrahmen und der Nockenwellenabschnitt 122b
entfernt werden, der Nockenwellenabschnitt 122a in der Maschine verbleibt. Da die von
dem Nockenwellenabschnitt 122a getragenen Nocken nicht für eine bestimmte Tätigkeit
eingestellt sind, sondern nur für einen grundlegenden Zeitablauf der Maschine, der konstant
verbleibt, ist es nicht nötig, den Kurbelwellenabschnitt 122a zu entfernen, wenn ein
vollständiger Werkzeugwechsel durchgeführt wird.
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Bevor man jedoch den Formrahmen entfernt, ist es nötig, den Klemmschuh 98 zu lösen und
den Kolben- und Zylinderbetätiger 100, der die Feder 95 der Schneidvorrichtung belastet,
zurückzuziehen. Da die Schneidbaugruppe 92 von dem Formrahmen gehalten wird, wird sie
ebenfalls entfernt, wenn der Formrahmen für einen Werkzeugwechsel entfernt wird. Eine
derartige Schneidevorrichtung kann jedoch auch einzeln dadurch entfernt werden, daß
wenn beispielsweise ein Schneidring ersetzt werden muß, einfach eine Platte 181 entfernt
wird und der Kolben- und Zylinderbetätiger 100 zurückgezogen wird.
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Mit dieser Erfindung ist es möglich, einen kompletten Werkzeugwechsel schnell
durchzuführen. Beispielsweise wird die Schlittenwerkzeugausrüstung einfach dadurch entfernt, daß
vier Muttern gelöst werden, wobei nach dem Entfernen alle Feineinstellungen der
Schlittenwerkzeugausrüstung erhalten bleiben. In ähnlicher Weise kann der Formrahmen mit den
darin angeordneten Formen leicht und schnell zusammen mit allen Abschnitten der
Transfereinrichtung entfernt werden, die für einen bestimmten Werkzeugsatz eingestellt sind.
Auch hier ist eine Neueinstellung der Formen und der Transfereinrichtung nicht notwendig,
wenn der Werkzeugsatz wieder in die Maschine zurückgesetzt wird.
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Weiterhin erfordert das Lösen und Wiederfestklemmen der Bauteile keine Entfernung von
irgendwelchen Schrauben oder Muttern. Deshalb muß die Person, die den
Werkzeugwechsei durchführt, keine einzelnen Bauteile ersetzen, wenn ein Werkzeugsatz installiert wird.
Vorzugsweise erfordern alle Klemmschrauben oder Muttern lediglich einen oder höchstens
zwei Schraubenschlüsselgrößen. Dies erlaubt einen kompletten Werkzeugwechsel mit einer
minimalen Anzahl von Handwerkzeugen.
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Darüber hinaus sind im weiten Maße einzelne Elemente der Maschine und verschiedene
Baugruppen der Maschine identisch für Maschinen mit vorgegebener Größe, so daß
nennenswerte Stückzahlen der Bauteile der Maschine unter ökonomischen
Produktionsbedingungen hergestellt werden können. Wenn dann eine vorgegebene Maschine mit einer
vorgegebenen Zahl von Bearbeitungsstationen hergestellt werden soll, kann eine große Zahl der
Bauteile der Maschine durch einfaches Zusammenbauen von Lagerbeständen hergestellt
werden, so daß die Vorlaufzeiten reduziert werden.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen kompletten Wechsel der gesamten
Werkzeugausrüstung in weniger als 20 Minuten durchzuführen, so daß eine gegebene
Maschine von der einen Aufgabe auf die andere ohne nennenswerten Verlust der
Produktionskapazität der Maschine umgerüstet werden kann. Typischerweise wird die gesamte
Werkzeugausrüstung einschließlich der Transfereinrichtung vorher auf Montageeinrichtungen
befestigt um die Installation in die Maschine als Einheiten durchzuführen. Während der
ersten Installation der Werkzeugausrüstung in der Maschine ist es oft nötig,
Feineinstellungen der Werkzeugausrüstung vorzunehmen. Allerdings ist, nachdem der Werkzeugsatz
einmal feineingestellt ist, ein darauffolgendes Entfernen durchführbar, ohne irgendeine der
Feineinstellungen zu beeinträchtigen. Daher kann die Produktion sofort normal
weiterlaufen, wenn eine derartige Werkzeugausrüstung wieder in die Maschine eingesetzt wird. Dies
steht im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen, bei denen ein Werkzeugwechsel mehrere
Stunden dauert, bevor die Produktion wieder aufgenommen werden kann.
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Da weiter bis zu einem gewissen Grade ein modularer Aufbau vorgesehen ist, kann durch
Herstellen einer Zahl von Bauteilen und Komponentenbaugruppen für Lagerbestände eine
ökonomische Fertigung realisiert werden. Da viele der Komponenten und Unterbaugruppen
für eine Maschine mit vorgegebener Größe modularisiert sind, und da diese in geeigneten
Anzahlen in einer vorgegebenen Maschine mit einer vorgegebenen Zahl von
Bearbeitungsstationen zusammengesetzt werden, ist es praktisch, für Lagerbestände zu produzieren und
die erforderlichen Maschinen bei verminderter Vorlaufzeit zusammenzubauen.