DE1577246C3

DE1577246C3 - Sicherungseinrichtung für Arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DE1577246C3
Application number: DE1577246A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7321 Weissenstein Naegele
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1966-03-26
Filing date: 1966-03-26
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR1519015A; BE695172A; JPS5012624B1; CH470962A; DE1577246B2; GB1139156A; US3452618A; DE1577246A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherlingseinrichtung für Arbeitsmaschinen mit geradlinig bewegten Werkzeugträgern, insbesondere für mechanische Pressen,

ίο mit einem synchron zum Werkzeugträger angetriebenen Anschlag, in dessen Bewegungsbereich ein im Ruhezustand in Sicherungsstellung verharrendes Sicherungsglied angeordnet ist, das beim Einschalten seiner Betätigungsvorrichtung in seine Frcigabestellung bewegt wird und dabei am Ende dieser Bewegungsphase einen Sehalter zum Auslösen eines Arbeitszyklus der Arbeitsmaschine betätigt, wobei das Sicherungsglied am Ende jedes Arbeitszyklus in seine Sicherungsstellung bewegt wird und so bei unprogrammgemäß durchlaufendem Werkzeugträger der Anschlag das Sicherungsglied betätigt, das seinerseits auf ein Verformungselement zur Vernichtung der Bewegungsenergie der Arbeitsmaschine wirkt.

Es ist allgemein bekannt, bei mechanischen Pressen mit geradlinig bewegten Werkzeugträgern eine Sicherungseinrichtung vorzusehen, um zu verhindern, daß ein unvorhergesehenes Durchlaufen des betreffenden Werkzeugträgers erfolgen kann. Die Sicherungseinrichtung soll gewährleisten, daß die betreffende Bedienungsperson bei schnellem Arbeiten im Einzelhub ihre Hände in den Werkzeugbereich der Maschine bringen kann, ohne daß bei einem unbeabsichtigten Durchlauf der Maschine ein Unfall eintreten kann.

Bei mechanischen Pressen mit einer verhältnismäßig großen gespeicherten Energie finden üblicherweise Sicherungseinrichtungen Verwendung, die einen synchron zum Werkzeugträger angetriebenen Anschlag aufweisen, in dessen Bewegungsbereich ein im Ruhezustand, in Sicherungsstellung fahrendes Sicherungsglied angeordnet ist, das sich bei Einschalten der Werkzeugmaschine in eine Freigabestellung bewegt und in der Endphase dieser Bewegung einen Schalter im Kreis der Einschaltelemente zum Einrükken der Maschine betätigt, wobei das Sicherungsglied, wenn es in seiner Sicherungsstellung verharrt, bei unprogrammgemäß durchfahrendem Werkzeugträger, auf ein Verformungselement zur Vernichtung der Energie wirkt. Als Verformungselement findet hierbei ein Metallstück, insbesondere aus Kupfer, Verwendung, das bei Auftreffen des Sicherungsglicdes eine Verformung erfährt, wodurch die kinetische Energie vernichtet wird. Die Verformung führt zu einer starken Materialverdrängung des Verformungselementes, so daß Verformungsweg und Verformungskraft nicht genau zu ermitteln sind. Die Berechnung der Elemente solcher Sicherungseinrichtungen ist schwierig. Der hauptsächliche Naciiteil dieser bekannten Sicherungseinrichtungen besteht jedoch darin, daß diese Art der Verformung des Verformungselementes zu Brüchen und Beschädigungen der Antriebselemente der betreffenden Werkzeugmaschine führen kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, solche Sicherungseinrichtungen derart zu verbessern, daß Verformungsweg und Verformungskrai't genau bestimmbar sind, so daß sich die Sicherungsgliedcr nach der Maximal auftretenden Beanspruchung di-

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mensionieren lassen und so bei den am höchsten be- diglich die Matrize im Aufnahmekörper zu halten

lasteten Antriebselementen der Arbeitsmaschine eine und die Konstruktion so zu treffen, daß die das

Beschädigung mit Sicherheit vermieden wird. Übertragungsglied aufnehmende Führung auf die

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Matrize aufsteckbar ist. Diese Konstruktion stellt silöst, daß 5 eher, daß das stempelartige Übertragungsglied, wel-

a) dem Sicherungsglied eine das Verformungsele- ^ches fuvveise _auch in die Matrize eingreift nicht ment enthaltende Matrize zugeordnet ist, die ein zwischen der letzteren und seiner Fuhrung bei festge-Abstreckwerkzeug für das Verformungselement spannter Spannpratze klemmen kann.

darstellt, so daß das Verformungselement unter _u ^In derZerctoiung ^ist,^em bevorzugtes Ausfuhrungs-

Einwirkung des durch den Anschlag beauf- ¹⁰ beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

schlagten Sicherungsgliedes einen Fließpreßvor- . ^Fl§- \ ^eme Vorderansicht emer Exzenterpresse,

gang mit genau vorherbestimmbarer, unter der ^{die mt emer} Sicherungseinrichtung gemäß der Erfin-

Bruchlast für die Arbeitsmaschine liegenden dung ausgerüstet ist .

Verformungskraft unterworfen ist, und ^Fl§·^{2 eine} Teilansicht der Fig.l m größerem

15 Maßstab zur Veranschauhchung der Sicherungsein-

b) das Sicherungsglied während des Fließpreßvor- richtung,

ganges einen weiteren Schalter betätigt, der den Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung entStromkreis für den Maschinenantrieb unter- sprechend der F i g. 2 in Richtung des Pfeiles A der bricht. Fig. 2 gesehen,

Durch die Erfindung wird damit einerseits am so F i g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3 in Verformungselement eine vorbestimmte Verformung größerem Maßstab als F i g. 3,

erreicht, zu deren Durchführung eine vorbestimm- F i g. 5 eine Draufsicht auf die in F i g. 3 erkennbare Verformungskraft auf einem vorbestimmten bare Schalteranordnung der Sicherungseinrichtung Weg notwendig ist; während andererseits durch den zur Steuerung der Maschine in größerem Maßstab Schalter der Stromkreis für den Maschinenantrieb 25 als in Fig. 3.

sofort unterbrochen wird, wenn der betreffende Die in Fig.l dargestellte Exzenterpresse hat ein

Werkzeugträger unprogrammgemäß durchläuft, so als Ganzes mit 10 bezeichnetes Pressengestell, das daß der Antriebsmechanismus bei blockiertem Werk- einen Unterteil 11, zwei Seitenteile 12 und ein Oberzeugträger keinen weiteren Belastungen ausgesetzt teil 13 aufweist. Die in F i g. 1 hintereinanderliegenist. 30 den Seitenteile 12 haben jeweils zwei im Abstand

Bei einer bevorzugten Konstruktion ist das Siehe- voneinander angeordente und einander gegenüberlierungsglied als Schwenkhebel ausgebildet, und zwi- gende Führungsbahnen 18 und 19. Auf diesen insgeschen diesem und der Matrize ist ein in einer Füh- samt zwei Paaren von Führungsbahnen ist ein als rung geradlinig geführtes, stempelartiges Übertra- Ganzes mit 16 bezeichneter Arbeitsstößel mit Hilfe gungsglied angeordnet, das mit einem Teil des 35 einer Pleuelstange 20 bewegbar, die im mittleren Teil Schwenkhebels formschlüssig zusammenwirkt. Bei bei 22 am Stößel angelenkt ist. Mit 24 ist eine Fest-Auflaufen des Anschlages wird der Schwenkhebel in punktwelle bezeichnet, die mit ihren Wellenlagerseine Betätigungsstellung bewegt, so daß das die stücken 26 in jeweils einem Radialvollager 28 gela-Funktion eines Stempels ausübende Übertragungs- gert ist. Um zu verhindern, daß beim Arbeiten im glied die Verformung des Verformungselementes 40 Einzelhub der Arbeitsstößel nachschlagen, d.h. undurchfuhren kann, programmgemäß durchlaufen, kann, ist der Fest-

Matrize und Führung des Ubertragungsgliedes punktwelle 24 eine als Ganzes mit 30 bezeichnete können in einem Teil des betreffenden Maschinenge- Sicherungseinrichtung zugeordnet, mit deren Hilfe steiles untergebracht sein. Eine wesentlich günstigere der Arbeitsstößel bei Versagen der elektrischen oder Konstruktion ergibt sich jedoch, wenn Matrize und 45 pneumatischen Steuerung für Kupplungen und Führung in einem am Maschinengestell auswechsel- Bremse, ferner der Bremse oder der Kupplung selbst bar angeordneten Aufnahmekörper auswechselbar oder schließlich beim Zusammentreffen solcher untergebracht sind. Der das Sicherungsglied bildende Schadensfälle selbsttätig blockiert wird, so daß die Schwenkhebel kann in diesem Fall in einem Lager- betreffende Bedienungsperson der Presse, die beim kopf des Aufnahmekörpers gelagert sein, so daß die 50 Arbeiten im Einzelhub zum Einlegen der Werkstücke gesamte Sicherungseinrichtung eine in sich geschlos- in den Werkzeugbereich der Presse hineingreifen sene Baueinheit bildet. Das Sicherungsglied selbst muß, vor einer Verletzung ihrer Hände bewahrt kann magnet- oder druckmediumgesteuert sein und bleibt. Zu diesem Zweck ist am Umfang der Fest-Betätigungselemente zum Schalten der mindestens punktwelle eine mit 32 bezeichnete Anschlagnase anzwei Schalter tragen, die stationär, vorzugsweise am 55 geformt, die bei dem obenerwähnten Versagen oder Aufnahmekörper, befestigt sind. bei Drehen der Festpunktwelle auf ein Sicherungs-

Günstig ist es ferner, Matrize und Führung als zy- glied der Sicherungseinrichtung einwirkt, wodurch lindrische Teile, vorzugsweise gleichen Durchmes- die Festpunktwelle blockiert und damit der Arbeitssers, auszubilden und sie im Aufnahmekörper in stößel abgebremst wird. An Hand der F i g. 2 bis 5 einer seitlich offenen Ausnehmung anzuordnen und 60 soll nun die Sicherungseinrichtung im einzelnen bemit Hilfe einer abnehmbaren Spannpratze zu halten. schrieben werden.

Damit kann nach erfolgter Verformung des Verfor- Gemäß F i g. 2 und 3 weist die Sicherungseinrich-

mungselementes das Verformungswerkzeug nach Lö- tung einen mit 34 bezeichneten, mit Hilfe eines angesen der Spannpratze seitlich aus dem Aufnahmekör- formten zylindrischen Ansatzstückes 36 neben der per herausgenommen werden, so daß nach Anspre- 65 Festpunktwelle 24 in einer Ausnehmung 38 eines der chen der Sicherungseinrichtung diese in kürzester Seitenteile 12 befestigbaren Aufnahmekörper auf, Zeit wieder betriebsbereit gemacht werden kann. der mit Hilfe einer Spannplatte 40 am Seitenteil 12 Hierbei empfiehlt es sich, durch die Spannpratze le- befestigt ist. Der Aufnahmekörper weist einen als

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Ganzes mit 42 bezeichneten, durch zwei im Abstand rungsglied in seiner Sicherungsstellung gemäß F i g. 1 voneinander angeordnete Lagerschenkel 44 und 46 und 2, in der es mit seinem freien Ende in den Weggebildeten Lagerkopf auf. Zwischen den Lagerschen- bereich des Anschlages 32 hineinragt. In dieser Stelkeln ist auf einer Schwenkwelle 48 ein ein Siehe- lung ist beispielsweise der mittlere Schalter 88 durch rungsglied bildender Schwenkhebel 50 schwenkbar 5 den Schaltnocken 98 betätigt und schließt einen gelagert, der mit Hilfe einer Steuervorrichtung 52 aus Steuerstromkreis. Ferner stellt sich der Schwenkheeiner Sicherungsstellung (s. F i g. 1 und 2) in eine bei 50 in seine Sicherungsstellung ein, wenn der Freigabestellung bewegbar ist. Die Steuervorrichtung Strom ausfällt oder die Maschinensteuerung ausge-52 ist im vorliegenden Beispiel (F i g. 3) durch ein schaltet ist. Durch den über den Elektroschalter 88 druckluftbetätigtes Zylinderaggregat gebildet, das am io in dieser Stellung geschlossenen Stromkreis wird, Gestell bei 54 schwenkbar angelenkt ist und dessen wenn die Maschine beispielsweise auf Einzelhub geKolbenstange 56 ein im Querschnitt U-förmiges Mit- schaltet ist, bei Drücken der Bedienungsknöpfe die nahmestück 58 trägt, dessen Schenkel 60, 62 den Steuervorrichtung 52 eingeschaltet, die daraufhin den Schwenkhebel 50 übergreifen, der mit Hilfe eines Schwenkhebel 50 in seine in Fig. 2 strichpunktiert Bolzens 64 an diesen Schenkeln schwenkbar befestigt 15 angedeutete Freigabestellung schwenkt. In der Endist. Die Länge des Schwenkhebels ist so getroffen, phase dieser Schwenkbewegung, während die Schaltdaß sein freies Ende in der Sicherungsstellung in den nocken gemäß F i g. 3 nach oben bewegt werden, Bewegungsbereich der Anschlagnase 32 der Fest- trifft der Schaltnocken 96 auf das Schaltglied des punktwelle 24 reicht, so daß bei einem Nachschlagen Elektroschalters 86 auf, der nun seinerseits einen der Maschine durch den Schwenkhebel 50 ein Vor- 20 Stromkreis zum Einrücken der Maschine schließt. Ist gang zum Blockieren des Arbeitsstößels ausgelöst der Arbeitsstößel 16 in seiner unteren Totpunktlage werden kann. Unterhalb des Schwenkhebels 50 ist im angelangt, so wird durch eine weitere Schaltvorrich-Aufnahmekörper eine Matrize 66 auswechselbar an- tung, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist und die geordnet, die zur Aufnahme eines Verformungsele- vom Antriebsmechanismus der Exzenterpresse gementes 68 dient. Koaxial zu dieser und zwischen ihr 25 steuert wird, die Steuervorrichtung 52 umgeschaltet, und dem Schwenkhebel 50 ist eine Führung 70 vor- so daß der Schwenkhebel wieder in seine Sicherungsgesehen, in der ein als Stößel wirkendes Ubertra- bzw. Bereitschaftsstellung gemäß F i g. 2 zurückgegungsglied 72 verschiebbar vorgesehen ist, das teil- schwenkt wird. Unter normalen Betriebsbedingungen weise in die Ausnehmung zur Aufnahme des Verfor- hält nun die Exzenterpresse in der oberen Totpunktmungselementes 68 der Matrize 66 eingreift. Die 30 lage an. Dies ist auch aus der Lage der Anschlagnase Führung 70 und die Matrize 66 zusammen bilden ein 32 relativ zum Schwenkhebel 50 gemäß F i g. 2 er-Fließpreß- oder ein Abstreckwerkzeug. Dieses Werk- sichtlich.

zeug ist ein einer seitlich offenen Ausnehmung 74 Bei Versagen beispielsweise der elektrischen oder des Aufnahmekörpers 34 angeordnet, wobei der of- pneumatischen Steuerung einer Premse oder Kuppfene Teil der Ausnehmung mindestens dem Durch- 35 lung würde der Arbeitsstößel ohne Unterbrechung messer der als zylindrische Teile ausgebildeten Füh- den nächsten Arbeitshub ausführen, d. h., er würde rung und Matrize entspricht, so daß das Abstreck- nachschlagen und Unfälle bei Einlegearbeiten verurwerkzeug von der Seite her in den Aufnahmekörper sachen. Dadurch aber, daß sich der Schwenkhebel 50 einsetzbar ist. Zur Halterung des Abstreckwerkzeu- in seiner Sicherungsstellung befindet, sobald die Anges (F i g. 4) dient eine mit einem Fixierstück 76 in 40 schlagnase 32 der Festpunktwelle 24 ihre untere Totden seitlich offenen Teil der Ausnehmung einsteck- punktlage erreicht hat, trifft nun die Anschlagnase 32 bare Spannpratze 78, die mit Hilfe von Schrauben 80 auf den Schwenkhebel 50 auf, welcher das in der und 82 an Aufnahmekörper befestigt ist. Daß die Führung 70 geführte, die Funktion eines Stempels Spannpratze lediglich die Matrize 66 im Aufnahme- ausübende Übertragungsglied 72 beaufschlagt, so körper 34 verspannt, ist aus F i g. 3 zu entnehmen, 45 daß das sich in der Matrize 66 befindende Verforwährend die Führung 70 auf einen zylindrischen An- mungselement 68, beispielsweise ein Kupferbolzen, satz 84 der Matrize aufgesteckt ist. Dadurch wird ein fließgepreßt oder abgestreckt wird. Der Verfor-Verkanten der Teile 66 und 70 und damit ein Klem- mungsvorgang erfolgt hierbei unter einer konstanten men des Übertragungsgliedes 72 vermieden. Am Auf- und bestimmbaren Verformungskraft, die man entnahmekörper 34 sind des weiteren mindestens zwei 50 sprechend dem Material und den Durchmesserveroder auch drei Elektroschalter 86, 88, 90 mit Hilfe hältnissen ermitteln kann. Diese bleibt auf der für eines am Aufnahmekörper verschraubten Halters 92 das Fließpressen erforderlichen Wegstrecke im weangeordnet, deren durch Rollenstößel 94 gebildeten sentlichen konstant, so daß keine Brüche an den An-Schaltgliedern jeweils ein Schaltnocken 96, 98, 100 triebselementen, beispielsweise an der Festpunktzugeordnet ist. Diese Schaltnocken, die in der Siehe- 55 welle, an Pleuelstangen und in Getrieben solcher rungsstellung bzw. in der oberen oder in der unteren Pressen, eintreten.

Endstellung des Schwenkhebels 50 Stromkreise Mit Hilfe des Schaltnockens 100 läßt sich beim

schließen bzw. unterbrechen, sind mit Hilfe einer Absenken des Schwenkhebels 50 unter der Einwir-

Konsole 102 am Mitnehmerstück 58 der Steuervor- kung der Anschlagnase 32 über den Elektroschalter

richtung 52 befestigt, d. h., sie verändern ihre Lage 60 90 der Stromkreis zum Antrieb der Exzenterpresse

bei Verstellung des Schwenkhebels 50 und bewirken ausschalten, so daß bei blockiertem Arbeitsstößel der

so eine Betätigung der verschiedenen Schalter. Antrieb keiner weiteren Belastung unterworfen ist.

Im folgenden ist nun die Wirkungsweise der Siehe- Gleichzeitig wird die Maschinensteuerung elektrisch

rungseinrichtung des näheren beschrieben. Wird mit verriegelt, damit ein Einrücken der Exzenterpresse so

der Exzenterpresse im Einzelhub gearbeitet, befindet 65 lange unmöglich ist, bis der Ausgangszustand wieder

sich das durch den Schwenkhebel gebildete Siehe- hergestellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sichcrungseinrichtung für Arbeitsmaschinen mit geradlinig bewegten Werkzeugträgern, insbesondere für mechanische Pressen, mit einem synchron zum Werkzeugträger angetriebenen Anschlag, in dessen Bewegungsbereich ein im Ruhezustand in Sicherungsstellung verharrendes Sicherungsglied angeordnet ist, das beim Einschalten seiner Betätigungsvorrichtung in seine Freigabe-Stellung bewegt wird und dabei am Ende dieser Bewegungsphase einen Schalter zum Auslösen eines Arbeitszyklus der Arbeitsmaschine betätigt, wobei das Sicherungsglied am Ende jedes Arbeitszyklus in seine Sichcrungsstellung bewegt wird und so bei unprogrammgemäß durchlaufendem Werkzeugträger der Anschlag das Sicherungsglied betätigt, das seinerseits auf ein Verformungselement zur Vernichtung der Bewegungsenergie der Arbeitsmaschine wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) dem Sicherungsglied (50) eine das Verformungselement (68) enthaltende Matrize (66) zugeordnet ist, die ein Abstreckwerkzeug für das Verformungselement darstellt, so daß das Verformungselement unter Einwirkung des durch den Anschlag (32) beaufschlagten Sicherungsgliedes einen Fließpreßvorgang mit genau vorherbestimmbarer, unter der Bruchlast für die Arbeitsmaschine liegenden Verformungskraft unterworfen ist, und

b) das Sicherungsglied während des Fließpreßvorganges einen weiteren Schalter (100) betätigt, der den Stromkreis für den Maschinenantrieb unterbricht.

2. Sicherlingseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsglied (50) ein Schwenkhebel ist und zwischen diesem und der Matrize (66) ein in einer Führung geradlinig geführtes, stempelartiges Übertragungsglied (72) angeordnet ist.

3. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Matrize (66) und Führung (70) des Übertragungsgliedes (72) in einem am Maschinengestell (10) auswechselbar angeordneten Aufnahmekörper (34) auswechselbar untergebracht sind.

4. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Sicherungsglied (50) bildende Schwenkhebel in einem Lagerkopf (42) des Aufnahmekörpers (34) schwenkbar gelagert ist und druckmediumgesteuert ist und Betätigungselemente (96, 100) zum Schalten der mindestens zwei Schalter (86, 90) trägt, die stationär am Aufnahmekörper (34) befestigt sind.

5. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Matrize (66) und Führung (70) als zylindrische Teile gleichen Durchmessers ausgebildet sind, die im Aufnahmekörper (34) in einer seitlich offenen Ausnehmung (74) angeordnet und mit Hilfe einer abnehmbaren Spannpratze (78) gehalten sind.

6. Sicherlingseinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (70) auf die Matrize (66) aufgesteckt und lediglich die letztere durch die Spannpratze (78) im Aufnahmekörper (34) gehalten ist.