DE10234072B4 - Stepless locking device for workpiece transport systems in presses - Google Patents

Abstract

Stufenlose Verriegelungsvorrichtung für Werkstücktransportsysteme in Simulatoren, Pressen, Pressenstraßen oder dergleichen mit wenigstens einer Antriebseinrichtung,
– wobei zur formschlüssigen Verriegelung ein auf einer Motorwelle (4) drehfest angeordnetes Zahnrad (5) mit Außen-Geradverzahnung (6) und ein axial zur Motorwelle (4) verschiebbarer Zahnring (8) mit Innen-Geradverzahnung (7) wirkverbindbar sind,
– wobei der Zahnring (8) eine Außen-Schrägverzahnung (9) aufweist und mittels eines über Druckfedern (15) horizontal verschiebbaren Rings (11) mit Innen-Schrägverzahnung (10) verdrehbar ist und
– wobei der Ring (11) verdrehgesichert ist.Stepless locking device for workpiece transport systems in simulators, presses, press lines or the like with at least one drive device,
- Wherein for positive locking on a motor shaft (4) rotatably mounted gear (5) with external spur toothing (6) and an axially to the motor shaft (4) displaceable toothed ring (8) with internal spur toothing (7) are operatively connected,
- Wherein the toothed ring (8) has an external helical toothing (9) and by means of a compression springs (15) horizontally displaceable ring (11) with internal helical toothing (10) is rotatable and
- Wherein the ring (11) is secured against rotation.

Description

Die Erfindung betrifft eine stufenlose Verriegelungsvorrichtung insbesondere für Transportsysteme zum Transportieren von Blechteilen und Werkstücken in Simulatoren, Pressen, Pressenstraßen oder dergleichen.The The invention relates to a continuously variable locking device in particular for transport systems for transporting sheet metal parts and workpieces in simulators, presses, press lines or similar.

Erfordert die Herstellung eines Werkstückes mehrere Arbeitsoperationen, so werden zur wirtschaftlichen Fertigung des Blechteils die erforderlichen Einzeloperationen in einer so genannten Transferpresse oder Pressenstraße durchgeführt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht dann der Anzahl der Arbeitsstufen, die zur Herstellung erforderlich sind. Derartige Stufen- oder Transferpressen besitzen eine Transporteinrichtung, mit welcher die Werkstücke von einer Arbeitsstation zur nächsten weitertransportiert werden.requires the production of a workpiece several Work operations, so become the economic production of the Sheet metal part the required individual operations in a so-called Transfer press or press line carried out. The number of tools then corresponds to the number of work stages, which are necessary for the production. Such step or transfer presses have a transport device with which the workpieces of one workstation to the next be transported further.

Neuere Entwicklungen sind hochflexible Transportsysteme die paarweise und spiegelbildlich zueinander z. B. im Ständerbereich angeordnet sind. Zum Teiletransport sind diese Transportsysteme durch einen Saugerbalken mit Haltemittel für das Werkstück miteinander verbunden. Jedes Transportsystem verfügt über eigene Antriebsmotoren. Ausführlich ist ein solches Transportsystem, welches mit Schwenkarmen ausgerüstet ist, in der DE 100 10 079 A1 beschrieben.Recent developments are highly flexible transport systems in pairs and mirror images of each other z. B. are arranged in the stand area. For part transport these transport systems are connected by a suction bar with holding means for the workpiece. Each transport system has its own drive motors. In detail, such a transport system, which is equipped with swivel arms, in the DE 100 10 079 A1 described.

Ist es aufgrund von Störungen, Umrüstungs- und Wartungsarbeiten oder dergleichen erforderlich den Pressenraum zu betreten, müssen Sicherheitseinrichtungen jegliche unkontrollierten Anlagenbewegungen blockieren. Für die Presse ist, insbesondere zur Vermeidung einer Absenkbewegung des Stößels durch die Lageenergie, eine Stößelverriegelung bekannt. Das Transportsystem muss ebenfalls mit einem eigenen Sicherheitssystem ausgerüstet werden.is it due to disturbances, Conversion and Maintenance work or the like required the press room too have to enter Safety devices any uncontrolled system movements To block. For the press is, in particular to avoid a lowering movement the ram through the positional energy, a ram lock known. The transport system must also have its own security system equipped become.

Ein derartiges Sicherheitssystem ist in der DE 100 28 147 A1 offenbart. Vorgeschlagen wird eine Bremseinrichtung die zur Sicherheitsüberprüfung der Bremswirkung mit einem vorbestimmten Drehmoment, welches durch die Antriebseinrichtung aufgebracht wird, zyklisch belastet wird. Die Werkstücktransporteinrichtung wird nicht gestartet, wenn das aufgebrachte Drehmoment das maximale Haltemoment der Bremseinrichtung überschreitet. Dieser aufwendige Belastungstest ist erforderlich, weil durch den zunehmenden Verschleiß der Reibbeläge die Bremswirkung vermindert wird und ein sicheres Halten nicht mehr gewährleistet ist.Such a security system is in the DE 100 28 147 A1 disclosed. Proposed is a braking device which is cyclically loaded for safety checking of the braking effect with a predetermined torque which is applied by the drive means. The workpiece transport device is not started when the applied torque exceeds the maximum holding torque of the braking device. This complex load test is required because the braking effect is reduced by the increasing wear of the friction linings and a secure hold is no longer guaranteed.

Ein weiterer Nachteil ist in dem Austausch der verschlissenen und verölten Reibbeläge zu sehen. Dieses hat Materialkosten und insbesondere Stillstandszeiten der Großanlagen zur Folge. Vorteilhaft bei. der Verwendung von Bremsen ist die Möglichkeit der stufenlosen Funktionalität einer Bremse durch Reibschluss.One Another disadvantage is seen in the exchange of worn and oily friction linings. This has material costs and in particular downtime of large plants result. Advantageous in. The use of brakes is the possibility the stepless functionality a brake by friction.

Aus der JP 10 216 998 A ist eine bei einem Werkstück-Transportsystem einsetzbare stufenlose Verriegelungs vorrichtung mit wenigstens einer Antriebseinrichtung zur Stößelsicherung bei Pressen bzw. pressenstraßen bekannt. Diese Verriegelungsvorrichtung weist zur formschlüssigen Verriegelung ein auf einer Antriebswelle fest angeordnetes Zahnrad mit einer Außen-Geradverzahnung und einen mit einem Zahnrad in Wirkverbindung bringbaren Zahnring mit Innen-Geradverzahnung auf, wobei der Zahnring verdrehbar ist.From the JP 10 216 998 A is a usable in a workpiece transport system stepless locking device with at least one drive device for ram securing in presses or press lines known. This locking device has for positive locking on a drive shaft fixedly arranged gear with an external spur toothing and engageable with a gear operatively connected toothed ring with internal spur toothing, wherein the toothed ring is rotatable.

Die Drehbewegung zur Synchronisation des Zahnrings mit dem Zahnrad erfolgt über aktiv gesteuerte Antriebselemente, nämlich durch einen am Zahnring angreifenden Hydraulikzylinder.The Rotary movement to synchronize the ring gear with the gear via active controlled drive elements, namely by a hydraulic cylinder acting on the toothed ring.

Aufgabe und Vorteil der ErfindungTask and Advantage of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine stufenlos verriegelbare, formschlüssige Sicherheitsvorrichtung für Werkstück-Transportsysteme in Pressen zu schaffen.Of the The invention is based on the object of a continuously lockable, positive Safety device for Workpiece transport systems to create in presses.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Werkstück-Transportsystem durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.These Task is based on a workpiece transport system by the features of claim 1 solved. In the dependent claims 2 to 6 are advantageous and expedient developments of the invention specified.

Dabei wird bevorzugt zwischen dem regelbaren Antriebsmotor und dem mit dem Transportsystem wirkverbundenen Getriebe eine Verriegelungsvorrichtung eingebaut. Diese Einbaulage ist darum besonders günstig, weil nur das durch den Antrieb erzeugte Drehmoment verriegelt und gehalten wird. Die Verriegelung erfolgt durch Federwirkung wie dieses als Sicherheitsprinzip bei Bremsen angewendet wird. Das Öffnen der Verriegelung bewirkt ein druckbeaufschlagbarer Ringkolben. Zur Erzielung der formschlüssigen Verriegelung in jeder beliebigen Position, d. h. stufenlos, wird eine Kombination von Bauteilen mit Gerad- und Schrägverzahnung vorgeschlagen. Der Winkel der Schrägverzahnung wird dabei so gewählt, dass eine abgestimmte Horizontalbewegung eine definierte Drehbewegung auf einen mit innen liegender Geradverzahnung versehenen Zahnring bewirkt. Durch die Drehbewegung wird erreicht, dass ein Zahn auf eine Zahnlücke eines stehenden Zahnrads positioniert wird. Druckfedern schieben dann den Zahnring formschlüssig verriegelnd auf das stehende Zahnrad. Durch einfache konstruktive Maßnahmen wird eine Verriegelungsvorrichtung mit einem hohen Sicherheitsstandard geschaffen.In this case, a locking device is preferably installed between the controllable drive motor and the transmission operatively connected to the transport system. This mounting position is therefore particularly advantageous because only the torque generated by the drive is locked and held. The locking is done by spring action as this is used as a safety principle during braking. The opening of the lock causes a druckbeaufschlagbarer annular piston. To achieve the positive locking in any position, ie continuously, a combination of components with straight and helical teeth is proposed. The angle of the helical toothing is chosen so that a coordinated horizontal movement causes a defined rotational movement on a provided with internal straight toothing ring gear. By the rotational movement is achieved that a tooth is positioned on a tooth gap of a stationary gear. Compression springs then push the toothed ring locking onto the stationary gear. By simple design measures is a locking device with created a high safety standard.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment.

Die Figuren zeigen:The Figures show:

1 Verriegelungsvorrichtung geöffnet 1 Locking device opened

2 Verriegelungsvorrichtung verriegelt Beschreibung eines Ausführungsbeispiels 2 Locking device locks Description of an embodiment

1 zeigt die Darstellung während der Produktionsphase. Die Verriegelungsvorrichtung 3 ist geöffnet. Der regelbare Motor 1 treibt über das Getriebe 2 eine nicht näher dargestellte Achse des Werkstücktransportsystems an. Diese Achse kann zum Beispiel einen Transportschritt, eine Vertikal- oder eine Schwenkbewegung auslösen. 1 shows the presentation during the production phase. The locking device 3 it is open. The controllable engine 1 drives over the transmission 2 an axis, not shown, of the workpiece transport system. This axis can trigger, for example, a transport step, a vertical or a pivoting movement.

Fest verbunden mit der Motorwelle 4 ist das Zahnrad 5. Dieses Zahnrad 5 hat an seinem Außendurchmesser eine Geradverzahnung 6. Eine entsprechende Geradverzahnung 7, als Innenverzahnung, hat auch der Zahnring 8. Zusätzlich hat der Zahnring 8 eine Außenverzahnung als Schrägverzahnung 9 die im Eingriff mit der Schrägverzahnung 10 steht. Die Schrägverzahnung 10 befindet sich als Innenverzahnung am Ring 11, der mit dem Ringkolben 12 verschraubt ist. Gemäß der Darstellung ist der Ringraum 13 über Anschluss 14 druckbeaufschlagt. Durch die wirkende Kraft des Ringkolbens 12 sind die Druckfedern 15 zusammengedrückt. Zusätzlich hat der Ringkolben 12 über seine Fläche 16 den Zahnring 8 gegen, die über Federbolzen 17, wirksame Kraft der Druckfedern 18 horizontal verschoben. Diese Schiebebewegung brachte die Geradverzahnung 6, 7 aus ihrem Eingriff.Firmly connected to the motor shaft 4 is the gear 5 , This gear 5 has a straight toothing on its outer diameter 6 , A corresponding spur toothing 7 , as internal toothing, also has the toothed ring 8th , In addition, the toothed ring has 8th an external toothing as a helical toothing 9 in engagement with the helical gearing 10 stands. The helical toothing 10 is located as internal toothing on the ring 11 that with the ring piston 12 is screwed. As shown, the annulus 13 via connection 14 pressurized. By the acting force of the ring piston 12 are the compression springs 15 pressed together. In addition, the ring piston has 12 over its surface 16 the toothed ring 8th against, over feather bolts 17 , effective force of compression springs 18 moved horizontally. This sliding movement brought the spur toothing 6 . 7 out of their intervention.

Geführt und gelagert ist die Verriegelungsvorrichtung in dem Gehäuse 19. Zur Verdrehsicherung dient die Passfeder 20 an der für die Lageabfrage ein Kontaktstift 21 befestigt ist. Die bekannten Signalgeber sind nicht näher dargestellt. Wird, z.B. aufgrund einer Störung, die Anlage abgeschaltet so dreht sich die Motorwelle 4 und das Getriebe 2 nicht mehr. Ein statisches Drehmoment, hervorgerufen durch die Gewichtskräfte des Transportsystems, wirkt jedoch auf das Getriebe 2 und versucht den Antriebsstrang zu verdrehen bis ein Kräfte-Gleichgewicht eintritt. Hierdurch entsteht beim Betreten des Pressenraumes eine hohe Unfallgefahr. Zur Vermeidung ungewollter und unkontrollierter Bewegungen wird der Antriebsstrang verriegelt wie in 2 dargestellt.Guided and stored is the locking device in the housing 19 , The feather key serves to prevent rotation 20 at the for the location query a contact pin 21 is attached. The known signal generator are not shown in detail. If, for example due to a malfunction, the system is switched off, the motor shaft rotates 4 and the gearbox 2 no more. However, a static torque, caused by the weight forces of the transport system, acts on the transmission 2 and tries to twist the drive train until a balance of forces occurs. This creates a high risk of accident when entering the press room. To avoid unwanted and uncontrolled movements, the drive train is locked as in 2 shown.

Zur Verriegelung wird zunächst der Ringraum 13 druckentlastet. Durch die Kraft der Druckfedern 15 wird der Ringkolben 12 und der mit diesem verbundene Ring 11 verschoben. Ebenfalls verschoben wird der Zahnring 8 durch die Kraft der Druckfedern 18 die über den Federbolzen 17 auf den Zahnring 8 wirken. Die Schrägverzahnung 9, 10 ist miteinander im Eingriff.For locking, first the annulus 13 depressurized. By the force of the compression springs 15 becomes the ring piston 12 and the ring associated with it 11 postponed. Also moved is the toothed ring 8th by the force of the compression springs 18 the over the spring bolt 17 on the toothed ring 8th Act. The helical toothing 9 . 10 is engaged with each other.

Die Horizontalbewegung vom Zahnring 8 wird unterbrochen, wenn die Innen-Geradverzahnung 7 derart auf die Außen-Geradverzahnung 6 des Zahnrades 5 trifft, dass diese nicht ineinander einschiebbar sind. Dieses ist der Fall, wenn ein Zahn nicht auf eine entsprechende Zahnlücke trifft.The horizontal movement of the toothed ring 8th is interrupted when the internal spur toothing 7 so on the external spur toothing 6 of the gear 5 that they can not be inserted into each other. This is the case when a tooth does not hit a corresponding tooth gap.

Diese Funktionsbedingung wird dadurch erreicht, dass der Ring 11 seine Bewegung beibehält und die Schrägverzahnung 10 so auf die Schrägverzahnung 9 einwirkt, dass der Zahnring 8 eine Drehbewegung ausführt. Die Drehbewegung wird dabei durch die sich bei der Schrägverzahnung ergebende Umfangskraft ausgelöst. Sobald ein Zahn dann den erforderlichen Freiraum in Form einer Zahnlücke hat, wird durch die Kraft der Federn 18 der Zahnring 8 horizontal verschoben und die Geradverzahnung 6, 7 in Wirkverbindung gebracht. Die Verriegelungsvorrichtung hat damit das Transportsystem sicher formschlüssig verriegelt.This functional condition is achieved by the fact that the ring 11 maintains its movement and the helical gearing 10 so on the helical gearing 9 acts on the toothed ring 8th performs a rotational movement. The rotational movement is triggered by the resulting in the helical gearing circumferential force. As soon as a tooth has the required clearance in the form of a tooth gap, it is caused by the force of the springs 18 the toothed ring 8th moved horizontally and the spur toothing 6 . 7 brought into operative connection. The locking device has thus securely locked the transport system positively.

Für ein leichteres Einfädeln der Geradverzahnung 6, 7 ist es vorteilhaft, wenn diese stirnseitig mit einer entsprechenden Einfädelschräge versehen wird. Die ebenfalls zur Verriegelung und zusätzlich zur Erzielung der Verdrehung vom Zahnring 8 vorgesehene Schrägverzahnung wird unter einem bevorzugten Schrägwinkelbereich von 35 bis 45 Grad ausgeführt.For easier threading of the spur toothing 6 . 7 It is advantageous if it is provided with a corresponding Einfädelschräge frontally. The also for locking and in addition to achieving the rotation of the toothed ring 8th provided helical gearing is carried out under a preferred oblique angle range of 35 to 45 degrees.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungen beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen der geltenden Ansprüche.The Invention is not limited to the described and illustrated embodiments limited. It also includes all expert Embodiments within the scope of the valid claims.

11

Motorengine

22

Getriebetransmission

33

Verriegelungsvorrichtunglocking device

44

Motorwellemotor shaft

55

Zahnradgear

66

Geradverzahnung aussenstraight teeth Outside

77

Geradverzahnung innenstraight teeth Inside

88th

Zahnringtoothed ring

99

Schrägverzahnung aussenhelical teeth Outside

1010

Schrägverzahnung innenhelical teeth Inside

1111

Ringring

1212

Ringkolbenannular piston

1313

Ringraumannulus

1414

Anschlussconnection

1515

Druckfedercompression spring

1616

Flächearea

1717

FederbolzenPlungers

1818

Druckfedercompression spring

1919

Gehäusecasing

2020

PassfederAdjusting spring

2121

Kontaktstiftpin

Claims (6)

Stufenlose Verriegelungsvorrichtung für Werkstücktransportsysteme in Simulatoren, Pressen, Pressenstraßen oder dergleichen mit wenigstens einer Antriebseinrichtung, – wobei zur formschlüssigen Verriegelung ein auf einer Motorwelle (4) drehfest angeordnetes Zahnrad (5) mit Außen-Geradverzahnung (6) und ein axial zur Motorwelle (4) verschiebbarer Zahnring (8) mit Innen-Geradverzahnung (7) wirkverbindbar sind, – wobei der Zahnring (8) eine Außen-Schrägverzahnung (9) aufweist und mittels eines über Druckfedern (15) horizontal verschiebbaren Rings (11) mit Innen-Schrägverzahnung (10) verdrehbar ist und – wobei der Ring (11) verdrehgesichert ist.Stepless locking device for workpiece transport systems in simulators, presses, press lines or the like with at least one drive device, - wherein for positive locking on a motor shaft ( 4 ) non-rotatably mounted gear ( 5 ) with external spur toothing ( 6 ) and an axial to the motor shaft ( 4 ) displaceable toothed ring ( 8th ) with internal spur toothing ( 7 ) are operatively connected, - wherein the toothed ring ( 8th ) an external helical toothing ( 9 ) and by means of a compression springs ( 15 ) horizontally displaceable ring ( 11 ) with internal helical toothing ( 10 ) is rotatable and - wherein the ring ( 11 ) is secured against rotation. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Horizontalverschiebung und Verriegelung des mit Außen-Schrägverzahnung (9) und mit Innen-Geradverzahnung (7) versehenen Zahnrings (8) Druckfedern (18) wirksam sind.Locking device according to claim 1, characterized in that for horizontal displacement and locking of the external helical toothing ( 9 ) and with internal spur toothing ( 7 ) provided toothed ring ( 8th ) Compression springs ( 18 ) are effective. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet; dass der Winkel der Schrägverzahnung (9, 10) in einem Bereich von 35 bis 45 Grad ist.Locking device according to claims 1 and 2, characterized in that; that the angle of helical gearing ( 9 . 10 ) is in a range of 35 to 45 degrees. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entriegelung durch die Druckbeaufschlagung eines Ringkolbens (12) durchführbar ist.Locking device according to claim 1, characterized in that an unlocking by the pressurization of an annular piston ( 12 ) is feasible. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagekontrolle ein Kontaktstift (21) vorgesehen ist.Locking device according to claim 1, characterized in that for attitude control a contact pin ( 21 ) is provided. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau der Verriegelungsvorrichtung (3) zwischen Motor (1) und Getriebe (2) vorgesehen ist.Locking device according to claim 1, characterized in that the installation of the locking device ( 3 ) between engine ( 1 ) and gearboxes ( 2 ) is provided.