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Bearbeitungsmaschine wie Presse, Stanze oder dergleichen
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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine wie Presse, Stanze
od.dgl. zum aufeinanderfolgenden Bearbeiten von Werkstücken in einer Bearbeitungsstation
zwischen einem eine linear hin und her gehende Hubbewegung ausführenden Oberwerkzeug
und einem Unterwerkzeug.
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Die Erfindung bezieht sich also z.B. auf eine Presse, die zum Herstellen
von Massenartikeln verwendet wird. Hierzu wird bislang regelmäßig so vorgegangen,
daß eine Bedienungsperson den jeweiligen Rohling aus einem bereitstehenden Vorrat
entnimmt und den Rohling als Werkstück von Hand
auf das Unterwerkzeug
der Presse auflegt, wonach beim Abwärtshub des Oberwerkzeugs das Werkstück auf die
gewünschte Weise bearbeitet wird. Das bearbeitete Werkstück wird sodann, wenn das
Oberwerkzeug wieder nach oben fährt, entnommen.
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Bei diesem Vorgehen muß die Bedienungsperson genau im Maschinentakt
arbeiten, falls keine leerhübe auftreten sollen. Die Bedienungsperson steht somit
dauernd unter einem sie stark belastenden Zeitdruck. Um diesen zu vermindern, kann
man an der Bearbeitungsmaschine auch eine Schalteranordnung od.dgl.
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vorsehen, die von der Bedienungsperson jedes Mal dann, wenn ein Werkstück
auf das Unterwerkzeug aufgelegt ist, betätigt wird. Diese zusätzliche Manipulation
führt jedoch zu einem Zeitverlust und zur Verringerung der Produktionsgeschwindigkeit.
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Ferner wird in den Zeiten, in denen die Bedienungsperson auch nur
kurz abwesend ist, kein einziges Werkstück bearbeitet.
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Dazuhin ist die Bedienungsperson, selbst bei den üblichen Sicherheitsmaßnahmen
am Arbeitsplatz, durch das die Hubbewegung ausführende Oberwerkzeug gefährdet und
kann von diesem bei Unachtsamkeit verletzt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe in
konstanter Aufeinanderfolge ohne Zeitverlust und ohne daß die Bedienungsperson unter
Zeitdruck gerät Werkstücke bearbeitet werden können. Auch sollen kurzzeitige Abwesenheiten
die Produktionsrate nicht verringern und für die Bedienungsperson soll keine Verletzungsgefahr
bestehen.
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Diese Aufgabe wird erfindungs#emäß dadurch gelöst, daß der Bearbeitungsstation
ein endlos umlaufender, auf seinem Weg die Bearbeitungsstation durchquerender Zubringer
z.B. in Gestalt eines Förderbandes oder Förderkette zugeordnet ist, der an seiner
in der Bearbeitungsstation dem Oberwerkzeug zugewandten Oberseite in regelmäßigem
Abstand Aufnahmen für die Werkstücke trägt sowie eine von einem Taktvorschubgerät
gesteuerte Schrittbewegung mit einer dem Abstand zwischen den Aufnahmen entsprechenden
Schrittlänge und einer auf die Hubfrequenz des Oberwerkzeugs abgestimmten Schrittzeit
ausführt, die sich aus einer Stillstandszeit, in der sich jeweils eine Aufnahme
in der Bearbeitungsstation befindet, und aus einer Vorschubzeit zusammensetzt, während
der die nachfolgende Aufnahme in die Bearbeitungsstation gefördert wird, daß die
Aufnahmen als Unterwerkzeuge ausgebildet sind und daß in der Bearbeitungsstation
der dem Oberwerkzeug abgewandten Unterseite des Zubringers ein Widerlager zum Abstützen
des jeweils wirksamen Unterwerkzeugs gegenüberliegt.
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Es liegt also eine Anordnung vor, die eine Vielzahl von Unterwerkzeugen
enthält, die auf dem endlos umlaufenden Zubringer montiert sind und hier gleichzeitig
als Aufnahmen für die Werkstücke dienen. Die Werkstücke können somit an einer von
der Bearbeitungsstation entfernten Stelle auf die vom Taktvorschubgerät fortgeschalteten
Aufnahmen aufgelegt und von diesen nach Durchlaufen der Bearbeitungsstation wiederum
an einer hiervon entfernten Stelle fertig bearbeitet abgenommen werden. Infolge
der zur Hubbewegung des Oberwerkzeugs synchron ablaufenden Schrittbewegung des Zubringers
steht bei jedem
Niedergang des Oberwerkzeugs ein Unterwerkzeug mit
einem Werkstück bereit. Je nach der Länge des Zubringers und dem Ort, wo die Werkstücke
auf die Aufnahmen aufgebracht werden, ergibt sich vor der Bearbeitungsstation eine
entsprechende Anzahl von für die Bearbeitung vorbereiteten Einheiten aus Werkstücken
und Unterwerkzeugen, die anschließend selbsttätig die Bearbeitungsstation durchlaufen,
so daß die Bedienungsperson unabhängiger vom Takt der Bearbeitungsmaschine wird.
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Kurze Ruhe- oder Abwesenheitszeiten der Bedienungsperson können durch
ein vorhergehendes schnelleres Arbeiten ausgeglichen werden.
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Da die Bedienungsperson nicht im Bereich der Bearbeitungsstation tätig
ist, ist eine optimale Sicherheit gewährleistet und das Betätigen von Sicherheitsschaltern
od.dgl., z.B. eine Zweihandsteuerung, erübrigt sich. Wegen der Doppelfunktion der
Aufnahmen, die zum einen mit Hilfe des entlos umlaufenden Zubringers zum Heranführen
der Werkstücke und zum anderen beim Bearbeiten der Werkstücke als Unterwerkzeug
dienen, entfällt ein Umsetzen der Werkstücke im Bereich der Bearbeitungsstation.
Die in der Bearbeitungsstation vom Oberwerkzeug ausgeübten Kräfte werden von dem
Widerlager sicher aufgenommen.
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Das Widerlager kann ortsfest an der Bearbeitungsmaschine angeordnet
sein, es kann beispielsweise vom Pressentisch oder einem an diesem festsitzenden
Teil gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, daß das Widerlager vertikal verfahrbar
ist, wobei es während der Vorschubzeit mit Abstand zum Zubringer und/oder zum jeweils
wirksamen Unterwerkzeug angeordnet ist und während der Stillstandszeit am Zubringer
und/oder am jeweils wirksamen Unterwerkzeug anliegt. In diesem Falle führt
das
Widerlager also ebenfalls eine Hoch-Tiefbewegung im Maschinentakt aus, wobei während
der Vorschubzeit keine durch das Widerlager bedingten Gleitkräfte od.dgl. auftreten.
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Vor allem aus Platzgründen kann es zweckmäßig sein, daß der Zubringer
in einer vertikalen Ebene umläuft. Dabei kann der Zubringer unterhalb der Bearbeitungsstation
unter Umfahren des Widerlagers zurücklaufen. In diesem Falle kann der Rücklauf des
Zubringers im Inneren des Maschinenuntergestellts erfolgen.
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Je nach den örtlichen Gegebenheiten ist es jedoch auch möglich, daß
der Zubringer in einer horizontalen Ebene umläuft. Bei einem solchen Umlauf können
die unbearbeiteten Werkstücke praktisch unmittelbar hinter der Bearbeitungsstation,
wenn das soeben bearbeitete Werkstück abgenommen ist, auf die jeweilige Aufnahme
aufgebracht werden, so daß die Anzahl der zur Bearbeitung vorbereiteten Einheiten
aus Werkstücken und Aufnahmen im wesentlichen der Gesamtzahl der vorhandenen Aufnahmen
entspricht.
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Die Anordnung kann so getroffen werden, daß das jeweils wirksame Unterwerkzeug
über den z.B. yon einem Förderband gebildeten Zubringer mittelbar auf dem Widerlager
aufliegt, so daß die Kräfte über den Zubringer auf das Widerlager übertragen werden.
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Hierdurch unterliegt der Zubringer einer mechanischen Belastung.
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Dies kann man dadurch vermeiden, daß das jeweils wirksame Unterwerkzeug
unmittelbar auf dem Widerlager aufliegt,
z.B. indem der Zubringer
die Aufnahmen quer zur Bewegungsrich#ung des Zubringers gesehen nur teilweise untergreift
und die vom Zubringer freien Partien des jeweils wirksamen Werkzeugs am Widerlager
aufliegen. Auf diese Weise erfolgt eine direkte Kraftübertragung zum Widerlager.
Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß der Zubringer z.B. in Gestalt einer
Förderkette in mindestens einer Nut im Widerlager geführt st und daß das jeweils
wirksame Unterwerkzeug am Nutrandbereich des Widerlagers aufl cgt. Dies ergibt gleichzeitig
eine sichere Führung für den Zubringer im Bereich der Bearbeitungsstation.
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Ferner kann die Bearbeitungsstation zweckmäßigerweise eine im Takt
des Zubringers arbeitende Klemm- oder Spanneinrichtung nnd/oder eine Positioniereinrichtung
zum festen Haltern bzw.
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Positionieren des jeweils wirksamen Unterwerkzeugs während der Stillstandszeit
enthalten.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungcmaschine kann auch zu einer vollautomatisch
arbeitenden Maschine weitergebildet werden.
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Hierzt kann vorgesehen sein, daß der Bearbeitungsstation eine Beladestation
mit einer automatisierten Bestückeinrichtung zum Bestücken der Aufnahmen mit den
Werkstücken vorgelagert ist.
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Entsprechend ist es möglich, der Bearbeitungsstation eine Entnahmestation
mit einer automatisierten Entnahmeeinrichtung nachzulagern.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig.
1 die schematische Vorderansicht einer Presse in Teildarstellung, Fig. 2 die schematische
Draufsicht eines in Verbindung mit der Presse nach Fig. 1 verwendbaren endlos umlaufenden
Zubringers mit einem Taktvorschubgerät in Teildarstellung, Fig. 3 die schematische
Seitenansicht der Bearbeitungsstation einer Variante der Presse nach Fig. 1 in Teildarstellung,
Fig. 4 eine Einzelheit der Bearbeitungsstation einer weiteren Variante der Erfindung
im Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 1 und Fig. 5 eine der Fig. 2
entsprechenden Draufsicht des b Zubringers mit einer Einrichtung zum Haltern und
Positionieren des Unterwerkzeugs in der Bearbeitungsstation.
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In Fig. 1 sind nur die in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
interessierenden Teile einer Presse dargestellt.
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Im Pressenobergestell 1 ist ein Oberwerkzeug 2 mit Hilfe eines Kolben-Zylinder-Aggregats
3 in vertikaler Richtung linear hin und her verschiebbar gelagert. Vom Pressenantrieb
wird das Oberwerkzeug 2 zu einer Hubbewegung in Richtung des Doppelpfeils 4 angetrieben.
Bei seinem Abwärtshub gelangt das Oberwerkzeug 2 in Eingriff mit einem zu bearbeitenden
Werkstück 5,
das auf einem dem Oberwerkzeug 2 gegenüberliegenden
und diesem zugeordneten Unterwerkzeug 6 gelagert ist. Das Werkstück 5 wird zwischen
dem Ober- und dem Unterwerkzeug in dieser Bearbeitungsstation 7 der Presse entsprechend
der Gestalt der beiden Werkzeuge bearbeitet. Beim Aufwärtshub des Oberwerkzeugs
2 kommt das bearbeitete Werkstück frei und liegt zur Entnahme bereit.
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Das Unterwerkzeug 6 ist jedoch nicht wie üblich ortsfest an der Presse
angeordnet. Das Unterwerkzeug 6 ist vielmehr zusammen mit einer Vielzahl entsprechender
Unterwerkzeuge, z.B die Unterwerkzeuge 6a, 6b, 6c, fest an einem endlos umlaufenden
Zubringer 8 montiert, der z.B. von einem Förderband oder einer Förderkette gebildet
werden kann. Der Weg dieses Zubringers durchquert die Bearbeitungsstation 7 und
die Unterwerkzeuge 6 bis 6c sind an seiner in der Bearbeitungsstation 7 dem Oberwerkzeug
2 zugewandten Oberseite angeordnet.
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Diese Unterwerkzeuge 6 bis 6c bilden gleichzeitig Aufnahmen für die
Werkstücke, d.h. die Werkstücke oder Aufnahmen besitzen eine Doppelfunktion. Zum
einen dienen sie zum Vorfördern der Werkstücke von einer der Bearbeitungsstation
7 vorgelagerten Beladestation, in der die Werkstücke auf die Unterwerkzeuge oder
Aufnahmen aufgebracht werden, zur Bearbeitungsstation.
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Zum anderen bilden sie, wenn sie in die Bearbeitungsstation 7 gelangen,
das Gegenstück zum Oberwerkzeug 2.
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Der Zubringer 8 trägt die Aufnahmen oder Unterwerkzeuge in regelmäßigem
Abstand. Er führt ferner eine Schrittbewegung
aus, deren Schrittlänge
dem Abstand a zwischen den Aufnahmen oder Unterwerkzeugen entspricht und deren Schrittzeit
auf die Hubfrequenz des Oberwerkzeugs 2 abgestimmt ist. Die Schrittzeit setzt sich
aus einer Stillstandszeit und einer Vorschubzeit zusammen, wobei sich in der Stillstandszeit
des Zubringers 8 jeweils eine Aufnahme. in der Bearbeitungsstation 7 befindet und
dort das wirksame Unterwerkzeug 6 bildet. Während der Vorschubzeit wird die jeweils
nachfolgende Aufnahme 6a in die Bearbeitungsstation gefördert. Fig. 1 zeigt den
Zubringer 8 in einer Stellung während der Stillstandszeit, in der das wirksame Unterwerkzeug
6 dem Oberwerkzeug 2 fluchtend gegenüberliegt und das Oberwerkzeug 2 gegen das zu
bearbeitende Werkstück 5 fährt. In Umlaufrichtung 9 des Zubringers 8 gesehen vor
der Bearbeitungsstation steht bereits die von der Aufnahme 6a und dem auf ihm liegenden
Werkstück 5a gebildete Einheit bereit. Ist das Werkstück 5 bearbeitet und fährt
das Oberwerkzeug 2 nach oben, beginnt die Vorschubzeit, innerhalb der die Aufnahme
6a mit dem unbearbeiteten Werkstück 5a um den Abstand a in die Bearbeitungsstation
7 gefördert wird.
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Dort bildet dann die Aufnahme 6a das wirksame Unterwerkzeug.
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Während dieser Vorschubzeit gelangt die Aufnahme 6 mit dem nunmehr
bearbeiteten Werkstück 5 an die Stelle der Aufnahme 6b.
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In Wirklichkeit stehen selbstverständlich mehr als eine Einheit aus
Aufnahme und Werkstück vor der Bearbeitungsstation bereit.
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Die Anzahl richtet sich nach der Länge des Zubringers und den örtlichen
Gegebenheiten.
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Zum schrittweisen Fortschalten des Zubringers 8 synchron zur Hubbewegung
des Oberwerkzeugs 2 wird ein Taktvorschubgerät verwendet, das in Fig. 1 der Ubersichtlichkeit
wegen nicht eingezeichnet ist. Derartige Taktvorschubgeräte sind an sich bekannt.
Ein mögliches Taktvorschubgerät ist in Fig. 2 skizziert.
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Dieses Taktvorschubgerät 10 ist in paralleler Ausrichtung zu dem von
einem Förderband gebildeten Zubringer 8 seitlich von diesem angeordnet. Es enthält
eine ortsfest gelagerte Halteklammer 11 und in Längsrichtung des Zubringers 8 gesehen
mit Abstand zu dieser angeordnet eine Vorschubklammer 12. Die Vorschubklamtner 12
ist an Längsfthrungen 13 parallel zum Zubringer 8 hin und her verschiebbar gelagert.
Die Hin- und Herbewegung wird von einem doppelt beaufschlagbaren Kolben gesteuert,
dessen Kolbenstange 14 an der Vorschubklammer 12 angreift.
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Synchron mit der Hin- und Herbewegung der Vorschubklammer 12 erfolgt
eine öffnung und Schließbewegung der beiden Klammern 11,12, wobei die Halteklammer
11 bei geöffneter Vorschubklammer 12 geschlossen und bei geschlossener Vorschubklammer
12 geöffnet ist. Insgesamt ist die Wirkungsweise die, daß bei geöffneter Halteklammer
11 und geschlossener Vorschubklammer 12 diese eine Bewegung in der Umlaufrichtung
9 des Zubringers ausführt und diesen mitnimmt. Diese Bewegung findet während der
Vorschubzeit statt. In der Stillstandszeit ist die Halteklammer 11 geschlossen und
die Vorschubklammer 12 fährt in geöffnetem Zustand, wenn sie mit dem Zubringer nicht
mehr in Eingriff steht, auf die Halteklammer 11 hin in die Ausgangsstellung zurück.
Der Hub der Vorschubklammer 12 entspricht dem Abstand a zwischen den Aufnahmen oder
Unterwerkzeugen. An der dem Taktvorschubgerät 1o gegenüberliegenden Seite des Zubringers
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greift ein gleich ausgebildetes Taktvorschubgerät 1o a an.
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Wie bereits angedeutet, können auch andere auch bekannte Taktvorschubgeräte
verwendet werden.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß in der Bearbeitungsstation 7 der dem
Oberwerkzeug 2 abgewandten Unterseite des Zubringers 8 ein Widerlager 15 zum Abstützen
des jeweils wirksamen Unterwerkzeugs 6 gegenüberliegt. Dieses Widerlager 15 nimmt
also beim Bearbeiten des Werkstücks 5 die vom Oberwerkzeug 2 ausgehenden Kräfte
auf. Das Widerlager 15 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ortsfest an der Presse
angeordnet und wird beispielsweise vom Pressentisch oder von einem mit diesem fest
verbundenen Teil gebildet. Des weiteren geht aus Fig. 1 hervor, daß der Zubringer
8 in einer vertikalen Ebene umläuft. Die für den Umlauf erforderlichen Umlenk- und
Antriebsräder sind der tibersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet. Dabei läuft
der Zubringer 8, hat er die Bearbeitungsstation 7 verlassen'nach einer Entnahmestation,
in der die bearbeiteten Werkstücke entnommen wrden, unterhalb der Bearbeitungsstation
7 unter Umfahren des Widerlagers 15 zurück.
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Dieser Rücklauf erfolgt beim Ausführungsbeispiel im Inneren des gestrichelt
angedeuteten Pressenuntergestells 16, das hierzu eine Eintrittsöffnung 17 und eine
Austrittsöffnung 18 aufweist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform läuft der
Zubringer in einer horizontalen Ebene um, d.h. in der Ebene der Bearbeitungsstation.
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Eine Variante des Widerlagers zeigt Fig. 3. In diesem Falle ist das
Widerlager 15a in vertikaler Richtung verfahrbar,
wobei es während
der Vorschubzeit mit Abstand zum Zubringer und/oder zum jeweils wirksamen Unterwerkzeug
angeordnet ist und während der Stillstandszeit am Zubringer und/oder am jeweils
wirksamen Unterwerkzeug anliegt. Hierzu kann das verfahrbare Widerlager 15a von
der Kolbenstange 19 eines ortsfest an der Presse installierten Zylinders 20 getragen
werden.
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In der in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet sich der Zubringer
8 in seiner Bewegungsphase während der Vorschubzeit.
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Während dieser Zeit ist das Widerlager 15a vom Zubringer 8 abgehoben,
so daß keine Gleit- oder Reibungskräfte auftreten.
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Gelangt eine der mit einem Werkstück bestückten Aufnahmen in die Bearbeitungsstation,
fährt das Widerlager 15a in Richtung gemäß Pfeil 21 nach oben und liegt am Zubringer
8 an, so daß sich eine exakte Abstützung ergibt.
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Im Unterschied zu dem bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiel,
bei dem sich das Unterwerkzeug mittelbar über den Zubringer am Widerlager abstützt,
ist auch eine unmittelbare Abstützung des Unterwerkzeugs auf dem Widerlageiöglich.
Eine solche Ausführungsform ist aus Fig. 4 ersichtlich.
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In diesem Falle liegt das jeweils wirksame Unterwerkzeug 6d unmittelbar
auf dem Widerlager 15b auf, in dem der Zubringer 8a die Aufnahmen bzw. das Unterwerkzeug
6d quer zur Bewegungsrichtung des Zubringers 8a gesehen, die rechtwinklig zur Zeichenebene
verläuft, nur teilweise untergreift und die vom Zubringer 8a freien Partien 22,
23,24 des jeweils wirksamen Werkzeugs 6d am Widerlager 15b aufliegen.
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Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß der Zubringer 8a
von einer zweispurigen Förderkette gebildet wird, wobei jede Kettenspur in einer
Nut 25,26 des Widerlagers 15b geführt ist. Die von den Kettenspuren freien Partien
22,23,24 des Unterwerkzeugs 6d liegen auf den Randbereichen der Nuten 25,26 des
Widerlagers 15b auf.
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Gemäß Fig. 5 kann der Bearbeitungsstation eine weitere Einrichtung
zugeordnet sein, die zum festen Haltern und/oder Positionieren des jeweils wirksamen
Unterwerkzeugs während der Stillstandszeit dient. Hierzu kann zu jeder Seite des
Zubringers 8 beispielsweise ein Spannzylinder 27 fest mit der Presse verbunden sein,
dessen Spannkolbenstange rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Zubringers hin und
her verfahrbar ist. In der vorgeschobenen Stellung verspannen die Kolbenstangen
28 der beiden Spannzylinder 27 das sich in der Bearbeitungsstation befindende Unterwerkzeug
zwischen sich. Während der Vorschubzeit ist die Verspannung gelöst, d.h. die Kolbenstangen
befinden sich im eingefahrenen Zustand.
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Diese Klemm- und/oder Spann- und/oder Positioniereinrichtung arbeitet
also ebenfalls im Takt des Zubringers bzw. im Takt der Presse.
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Eine noch weitergehende Automatisierung erhält man, wenn der Bearbeitungsstation
7 eine Beladestation mit einer automatisierten Bestückeinrichtung 29 (Fig. 1) zum
Bestücken der Aufnahmen mit den Werkstücken vorgelagert ist. Des weiteren kann der
Bearbeitungsstation 7 eine Entnahmestation
mit einer automatisierten
Entnahmeeinrichtung 30 nachgelagert sein.
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Die obige Figurenbeschreibung bezieht sich zwar auf eine Presse.
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Die Erfindung kann jedoch selbstverständlich auch für andere Bearbeitungsmaschinen,
z.B. für Stanzen, angewendet werden.
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