Die Erfindung betrifft eine Presse mit Verriegelungseinrichtung
für Pressenstößel nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Stand der Technik
Für Reparaturarbeiten an einer Presse oder andere, außer der
üblichen Beschickung notwendige Eingriffe in deren Werkzeugraum
muß eine mechanische Hochhalteeinrichtung, d.h. eine Art
Abstützung in die Presse eingesetzt werden. Sofern diese
Einrichtung nicht die volle Preßkraft aufnehmen kann, muß sie
mit der Pressensteuerung verriegelt sein, so daß kein Hub
ausgeführt werden kann und der Pressenstößel in der oberen
Stellung festgehalten wird.
In der EP-0 314 975 B1 ist ein Stand der Technik zu dieser
Problematik beschrieben. Gegenstand dieser Schrift ist eine
Verriegelungseinrichtung für den Stößel einer Presse, bei
welcher mehrere Sperrstangen im oberen Bereich des auf- und
abfahrenden Stößels vorgesehen sind, die mit ortsfesten
Sperriegeln im Kopfstück der Presse zusammenwirken. Eine solche
Verriegelungseinrichtung muß sehr stabil und aufwendig
aufgebaut sein, um gegebenenfalls die gesamte nach unten
gerichtete Last des Pressenstößels aufzunehmen bzw. zu
kompensieren.
Sofern in einer solchen Presse eine Hubverstellung des
Pressenstößelhubes vorgesehen sein soll, muß die
Verriegelungseinrichtung hierfür ausgelegt sein, d.h. die
Höhenlage der Sperrstange ändert sich hierdurch gegenüber dem
seitlich formschlüssig eingreifenden Sperriegel. Dies erfordert
eine zusätzliche Steuereinrichtung zur Anpassung an solche
Gegebenheiten.
Aus der DE-PS 602 667 ist eine selbsttätige Ausrück- und
Feststellvorrichtung eines Zahnradgetriebes für eine Presse
bekannt geworden, bei welcher das Feststellen oder Lösen des
Zahnradgetriebes selbsttätig bei jeder halben Kurbelumdrehung
erfolgen kann, wobei jedoch diese Festlegung des
Zahnradgetriebes als Sicherung der oberen und unteren Totlage
dient. Hierfür weist diese bekannte Vorrichtung einen Dorn auf,
der durch Federdruck bei jeder halben Kurbelumdrehung in eines
der sich im Zahnradkranz gegenüberliegenden Löcher gestoßen
wird.
Die Anordnung von zwei gegenüberliegenden Bohrungen im
Zahnkranz mit einer zugehörigen Einrastung eines
maschinenfesten Dorns bereitet insbesondere da Probleme, wo die
Winkellage des Zahnkranzes bei einer Hubverstellung variiert.
Eine beliebige Feineinstellung der Stößellage ist ebenfalls mit
diesem System nicht erreichbar. Der Stand der Technik gibt auch
keinerlei Hinweise für eine zentrale Stößelverriegelung bei
modernen Großteilstufenpressen mit mehreren hintereinander
angeordneten Stößeln.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung die Nachteile im Stand der Technik
zu verbessern und ein vielseitig anwendbares
Stößelverriegelungssystem zu schaffen. Insbesondere soll auch
in jeder beliebigen Stellung der Pressenstößel verriegelbar
sein, wobei das System weiterhin so ausgebildet sein kann, daß
auch mehrere Stößel gleichzeitig verriegelbar sind.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruch 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
dargestellt.
Die vorliegende Erfindung hat gegenüber bekannten Einrichtungen
den Vorteil, daß sie universell für Pressen mit konstantem Hub,
als auch für Pressen mit Hubverstellung für die Anpassung der
Stößellage an unterschiedliche Werkzeughöhen einsetzbar ist.
Die vorgeschlagene Lösung erreicht eine vollkommene
Unabhängigkeit von der jeweiligen einzustellenden Werkzeughöhe.
Bei einer zentralen Anordnung im Antriebssystem z. B. einer
Großteilstufenpresse ist auch die Verriegelung mehrerer Stößel
einer Maschine funktionssicher möglich.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich eine
bezogen auf die Stößellage absolut stufenlose
Stößelverriegelung zu erzielen. Kerngedanke der Erfindung ist
es, die Verriegelung direkt an der Hauptantriebswelle der
Presse durchzuführen, wodurch alle Einflüsse durch die
nachfolgenden Einstellparameter ausgeschlossen werden. Durch
ein schwimmend gelagertes Blockiersystem ist keine
Lageveränderung der Antriebswelle erforderlich. Ein weiterer
Vorteil der gewählten Anordnung besteht darin, daß nur ein Teil
des Stößelgewichtes als Drehmoment wirksam wird, wodurch eine
entsprechend günstige Dimensionierung erreicht wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
wobei die Erfindung beispielhaft an einer Großteilstufenpresse
dargestellt ist. Sie läßt sich jedoch auf jede andere Presse
mit vergleichbarer Anordnung übertragen.
Die Figuren zeigen:
- Figur 1
- Gesamtansicht einer Großteilstufenpresse in
Teiletransportrichtung
- Figur 2
- Teilansicht - Antriebswelle in Funktion entriegelt
- Figur 3
- Teilansicht - Antriebswelle in Funktion verriegelt
- Figur 4
- Eine Funktionsgruppe der Verriegelungseinrichtung
in Darstellung nach Schnittlinie A - A von Figur 3.
- Figur 5
- Ausführungsbeispiel Verriegelungseinrichtung
Anbau Wellenende
- Figur 6
- Ansicht von Figur 5 in Blickrichtung Pfeil B
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Die Erfindung wird beispielhaft an einer Großteilstufenpresse
beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Großteilstufenpresse 1. Die Hauptbaugruppen
sind Tisch 2 mit dem das Werkzeug tragenden Schiebetisch 3.
Über Ständer 4 ist das Kopfstück 5 durch Anker 6 mit dem Tisch
2 zu einem starren Pressengestell verbunden.
Im Kopfstück 5 befindet sich der Antrieb 7 mit
Hauptantriebswelle 8. Der Antrieb 7 steht über Hebel, Zahnräder
und Exzenter in Wirkverbindung mit Stößel 9. Beispielhaft ist
der Stößel 9 in der Darstellung 5 mal vorhanden, entsprechend
der Zahl der gewünschten Umformstufen. Die Stößel 9 werden im
Ausführungsbeispiel alle gemeinsam vom Antrieb 7 angetrieben
und tragen das nicht näher dargestellte Werkzeugoberteil. Der
Stößel 9 führt zwei verschiedene Bewegungen aus und zwar als
"Produktionsachse" den eigentlichen Arbeits- bzw. Umformhub und
als "Rüstachse" kann er durch ein vertikales Verfahren auf die
jeweilige Werkzeughöhe eingestellt werden.
Der die Werkstücke durch die einzelnen Umformstationen
transportierende Transfer ist mit 10 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Stößelverriegelungseinrichtung 11, die
beim Pressenstillstand ein unbeabsichtigtes Absenken der Stößel
vermeiden soll, befindet sich auf der Hauptantriebswelle 8.
In Figur 2 ist ein Abschnitt der Hauptantriebswelle 8 mit der
Stößelverriegelungseinrichtung 11 detaillierter dargestellt.
Die Funktion der Stößelverriegelung wird dadurch erreicht, daß
die Hauptantriebswelle sicher gegen Verdrehung gehalten wird.
Zu diesem Zweck ist mit der Hauptantriebswelle 8 eine mit der
Außenverzahnung 13 versehene Buchse 12 z. B. mittels einer
Nut/Federeinrichtung fest verbunden.
Weiter gehört zur Stößelverriegelung eine Schiebe- oder
Führungsbuchse 14 die mit einem Formstück 15 fest verbunden
ist. Das Formstück 15 hat am inneren Durchmesser eine
Innenverzahnung 16 und trägt an seinem oberen Teil eine
Positioniereinrichtung 17 die durch ihre Funktion
gewährleistet, daß bei der Verriegelung die Zuordnung Zahn und
Lücke gewährleistet wird. Die Funktion dieser
Positioniervorrichtung 17 wird unter Figur 4 näher beschrieben.
Die gesamte Einheit kann durch Kolben/Zylindereinheit 18 axial
verschoben werden. Zylinder 18 ist zu diesem Zweck mit seinem
Bodenteil schwenkbar mit dem Kopfstück 5 als Abstützung
verbunden, während die ausfahrbare Kolbenstange mit dem
Formstück 15 ebenfalls schwenkbar verbunden ist.
Die gesamten Funktionen werden durch nicht näher dargestellte
elektrische Signalgeber überwacht, die in einer
Sicherheitsschaltung mit der Pressensteuerung verriegelt sind.
In der Darstellung gemäß Figur 2 ist die Funktion "entriegelt"
dargestellt.
Figur 3 zeigt die beim Pressenstillstand gewünschte Funktion
des verriegelten Stößels. Die Verriegelung wird dadurch
erreicht, daß nach Ermittlung der lagegerechten Zuordnung der
Innenverzahnung 16 mit der Außenverzahnung 13 durch die
Positioniervorrichtung 17, der Kolben von Zylinder 18
beaufschlagt wird und dieser durch Ausfahren seiner
Kolbenstange die Verzahnung in Eingriff bringt.
In Figur 4 ist die bereits erwähnte Positioniervorrichtung 17
dargestellt. Hauptantriebswelle 8 trägt die mit Außenverzahnung
13 versehene Buchse 12. Das Formstück 15 mit Innenverzahnung 16
ist fest verbunden mit Zylindergehäusen 19. In den
Zylindergehäusen 19 befindet sich der linke Kolben 20 und der
rechte Kolben 21. Die beiden Kolben wirken auf eine Abstützung
oder Abstützeinrichtung 22 die fest mit Kopfstück 5 verbunden
ist.
Aufgabe der Positioniervorrichtung 17 ist es vor dem axialen
Verschieben des Formstückes 15 die lagegerechte Zuordnung der
Verzahnung 13 und 16 festzulegen. Das Formstück 15 befindet
sich im entriegelten Zustand in Parkposition, d.h. Kolben 20
ist eingefahren, Kolben 21 ausgefahren. Kolben 20 wird mit
geringem Druck beaufschlagt während Kolben 21 entlastet wird.
Dies bewirkt in Verbindung mit der ortsfesten Abstützung 22
eine Verdrehbewegung des Formstückes 15 und zwar solange bis
Signalgeber 23 die lagegerechte Zuordnung, d.h. Zahn steht vor
Lücke, meldet.
Kolben 20 und 21 werden drucklos geschaltet und die gesamte
Einheit wird durch Zylinder 18 in Verriegelungstellung
verschoben, wie in Figur 3 dargestellt. Ist die verriegelte
Stellung erreicht, so werden beide Kolben 20, 21 mit geringem
Druck beaufschlagt und die Ölvolumen hinter beiden Kolben
leckagefrei eingesperrt. In Verbindung mit Abstützung 22 wird
über die Verzahnung 13, 16 die Hauptantriebswelle drehfest
gehalten. Wenn der Stößel durch eine Abwärtsbewegung versucht
über den Pressenantrieb die Hauptantriebswelle 8 zu verdrehen,
baut sich durch Komprimierung je nach Stößellage und somit
Drehrichtung in einem der beiden Kolbengehäuse ein Druck auf,
der das Formstück 15 und somit auch die Antriebswelle gegen
Verdrehen sichert. Eine Lageveränderung der Stößel ist somit
blockiert.
Aus dem Ablauf ist ersichtlich, daß die Hauptantriebswelle 8
für die Verriegelung nicht selbst verdreht werden muß, sondern
durch die Verriegelungseinrichtung 11 erfolgt eine Anpassung an
die Lage der Hauptantriebswelle 8 in Abhängigkeit zu den
Verzahnungen 13, 16.
Zum Entriegeln werden Kolben 20 und 21 drucklos gemacht und
Formstück 15 durch Zylinder 18 aus dem Zahneingriff geschoben.
Anschließend wird Kolben 21 mit Druck beaufschlagt während
Ölvolumen am Kolben 20 entweicht. Hierdurch schwenkt Formstück
15 in die Parkposition zurück.
Die Position "Verriegelt" als auch "Entriegelt / Parkposition"
werden durch nicht näher dargestellte Signalgeber erfaßt. Ein
unbeabsichtigtes Ein- bzw. Ausrücken der Verriegelung durch die
Pressensteuerung wird somit verhindert.
Figur 5 und Figur 6 zeigt eine Ausführungsvariante die für den
Anbau an einem freien Wellenende 37 gedacht ist.
Die Funktionsweise ist prinzipiell wie bereits dargestellt und
die Beschreibung beschränkt sich auf die unterschiedlichen
Konstruktionsdetails. Die Funktion "Entriegelt" ist aus Figur 5
zu sehen, d.h. Außenverzahnung 13 und Innenverzahnung 16 sind
nicht miteinander im Eingriff. Der mit dem Formstück 15' fest
verbundene Zylinder 24 führt die Verriegelungsbewegung aus,
wobei die Kolbenstange 25 ortsfest gehalten ist.
Die Positioniereinrichtung 17 ist in Figur 6 gezeigt. Im
Gegensatz zu Figur 4 wurden jetzt zwei außenliegende
Abstützungen 26, 27 gewählt. Die Verdrehung des Formetückes 15
zur Erzeugung einer lagegerechten Positionierung der Verzahnung
13, 16 bewirkt die Zylindereinheit 28. Diese Zylindereinheit 28
besteht aus einem Kolben 29, Kolbenstangen 30, 31,
Zylinderräumen 32, 33 und Zylinderdeckel 34, 35.
Zum Verschwenken wird je nach gewünschter Richtung der
Zylinderraum 32 oder 33 mit Druckmedium beaufschlagt. Soll die
Positioniereinrichtung 17 z.B. aus gestrichelter Parkstellung
36 in Verriegelungsstellung geschwenkt werden, so muß im
Zylinderraum 32 Druck aufgebaut werden. Es findet eine
Lageveränderung des Kolben 29 im Zylinder 28 statt. Da der
Zylinder 28 in dem Formstück 15 integriert ist und somit auch
Kolben 29 und Kolbenstange 30, 31 mitschwenken, müßen die Enden
der Kolbenstangen entsprechend sphärisch ausgeführt sein.
Nach erfolgter Verriegelung werden wieder beide Zylinderräume
32, 33 mit Druck beaufschlagt und in Wirkverbindung mit den
ortsfesten Abstützungen 26, 27 ist das gesamte System blockiert
und die Antriebswelle 37 drehfest gehalten.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie umfaßt alle
Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.
So kann z.B. das System auch für Maschinen mit einem
Pressenstößel uneingeschränkt verwendet werden. Abhängig von
dem aufzunehmenden Drehmoment gibt es auch andere Lösungen als
die beschriebene Verzahnung. Als Beispiel für mögliche
Alternativen ist eine Lochscheibe mit wenigstens einem
Verriegelungszylinder genannt. Durch energieunabhängige
Kraftbeaufschlagung wie z.B. durch Federkraft kann die
Verriegelung auch als Sicherheitseinrichtung bei Energieausfall
wirken.
Alternativ kann auch die Verschwenkung und Blockierung der
Positioniereinrichtung durch einen Antrieb mit
Zwischenschaltung eines Getriebes erfolgen welche evtl. auch
über Kupplung zuschaltbar ist.
Schließlich ist ein Blockieren der Antriebswelle (8) im Rahmen
der Erfindung auch durch eine kraftschlüssig wirkende
Verriegelungseinrichtung, wie z. B. eine Kupplung oder
Bremseinrichtung (z. B. Backenbremse) möglich.
- 1
- Großteilstufenpresse
- 2
- Tisch
- 3
- Schiebetisch
- 4
- Ständer
- 5
- Kopfstück
- 6
- Anker
- 7
- Antrieb
- 8
- Hauptantriebswelle
- 9
- Stößel
- 10
- Transfer
- 11
- Stößelverriegelungseinrichtung
- 12
- Buchse
- 13
- Außenverzahnung
- 14
- Schiebe- oder Führungsbuchse
- 15
- Formstück
- 16
- Innenverzahnung
- 17
- Positioniereinrichtung
- 18
- Kolben/Zylindereinheit
- 19
- Zylindergehäuse
- 20
- linker Kolben
- 21
- rechter Kolben
- 22
- Abstützeinrichtung
- 23
- Signalgeber
- 24
- Zylindergehäuse
- 25
- Kolbenstange
- 26
- Abstützung
- 27
- Abstützung
- 28
- Kolben/Zylindereinheit
- 29
- Kolben
- 30
- Kolbenstange
- 31
- Kolbenstange
- 32
- Zylinderraum
- 33
- Zylinderraum
- 34
- Zylinderdeckel
- 35
- Zylinderdeckel
- 36
- Parkstellung
- 37
- Wellenstumpf