EP0929370B1

EP0929370B1 - Vorrichtung zum automatischen transport von werkstücken an einer mehrstufigen umformmaschine

Info

Publication number: EP0929370B1
Application number: EP97918875A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Steinhauser; Stefan STÖCKLE; Christoph Pergher
Original assignee: Hatebur Umformmaschinen AG
Current assignee: Hatebur Umformmaschinen AG
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: CZ111399A3; KR100322945B1; EA000551B1; EA199900076A1; AU4293597A; CN1228723A; ES2157069T3; KR20000022397A; US6247578B1; TW378163B; CZ288949B6; UA49038C2; JP3397327B2; DE59703614D1; EP0929370A1; CN1072045C; WO1998014289A1; JP2000507509A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken an einer mehrstufigen, zur spanlosen Umformung von Metallteilen dienenden Umformmaschine, wie sie im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist (siehe z.B. DE-A-29 29 800).

Eine derartige, aus der EP-B-0 206 186 bekannte Vorrichtung weist ein oberes und ein unteres, im Arbeitstakt der Umformmaschine angetriebenes und in deren Umformbereich in ortsfesten Lagern hin- und hergehend geführtes Quertransportrohr auf, an denen ein oberer bzw. unterer Zangenkasten angebracht ist. Die beiden Quertransportrohre sind zur Bildung einer gleitend verschiebbaren Einheit durch ein Joch verbunden. Das Erfassen von Werkstücken erfolgt mittels paarweise zusammenwirkender Zangengreifer, wobei jeweils der eine im oberen Zangenkasten und der andere im unteren Zangenkasten angeordnet ist und die Öffnungs- und Schliessbewegung der durch die jeweils zusammenwirkenden Zangengreifer gebildeten Zangen durch in den Quertransportrohren drehbar angeordnete Steuerwellen in Form von Nockenwellen über Übertragungshebel gesteuert wird. Derartige Zangen ermöglichen auf einfache Weise das bei Warmumformmaschinen notwendige Erfassen von sehr verschieden grossen Werkstücken.

Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass zum Erfassen eines Werkstücks ein Zangengreifer von unten her an dieses herangeführt wird, wodurch für den Zangengreifer eine grosse Gefahr der Kollision mit fallenden Teilen besteht. Die Zangengreifer sind ausserdem vor allem in Warmumformmaschinen einer starken Verschmutzung, beispielsweise durch Schmiermittel und/oder Zunder und/oder Wasser ausgesetzt. Zudem sind für die Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung der Zangen zwei Nockenwellen und für die Hin- und Herbewegung der Zangen zwei Quertransportrohre notwendig, wobei die Bewegungen der beiden Nockenwellen und der beiden Quertransportrohre jeweils koordiniert werden müssen.

Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Vorrichtung liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zum automatischen Transport von Werkstücken an einer mehrstufigen Umformmaschine, die ohne einen von unten her an ein zu erfassendes Werkstück heranzuführenden Zangengreifer auskommt, wobei auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet sein soll, dass Werkstücke sehr verschiedenen Durchmessers bzw. abgestufte Werkstücke, wie Flanschwellen oder ähnliche Teile mit unterschiedlichen Durchmessern, an freiwählbaren Stellen erfasst werden können. Zudem soll die Vorrichtung möglichst einfach aufgebaut sein.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei einer Vorrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken an einer mehrstufigen, zur spanlosen Umformung von Metallteilen dienenden Umformmaschine ein an einem Quertransportrohr angebrachter Zangenkasten einen Zangenkastengrundkörper umfasst, an dem eine oder mehrere auswechselbare Zangenkassetten mit je einer Zange, mit der ein Werkstück von oben her seitlich erfassbar ist, angeordnet sind. Jede Zange ist über eine Koppelstelle mit ihr zugeordneten, im Zangenkastengrundkörper angeordneten, eine Zangenkurve zur Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung der Zange aufweisenden Übertragungsmitteln verbunden, die ihrerseits mit einer im Quertransportrohr drehbar gelagerten Steuerwelle in Wirkverbindung stehen. Das Transportieren eines von einer Zange mit paarweise zusammenwirkenden Zangengreifern erfassten Werkstücks von einer Umformstation zur benachbarten Umformstation und die Zurückbewegung der Zangen erfolgt durch Hin- und Herbewegung des Quertransportrohrs, das im Arbeitstakt der Umformmaschine angetrieben und in deren Umformbereich in ortsfesten Lagern geführt ist. Durch den Einsatz von Zangenkassetten mit Zangen mit geeigneten Hebelverhältnissen und/ oder Einstellen oder Austauschen der Zangenkurven sind die Zangenhübe und/oder das zeitliche Verhalten der Zangenbewegungen den Werkstücken anpassbar.

Durch die Verwendung von Zangen, die die Werkstücke von oben her seitlich erfassen, kann eine übermässige Verschmutzung beider jeweils zusammenwirkender Zangengreifer weitgehend verhindert werden. Es ist auch gewährleistet, dass beispielsweise bei durch Verschleiss der Umformwerkzeuge grösser werdenden Werkstücken diese immer zentrisch in den jeweils zusammenwirkenden Zangengreifern erfasst werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zudem einfach aufgebaut, da die Zangen an einem einzigen, an einem Quertransportrohr angebrachten Zangenkasten angeordnet sind und die Öffnungs- und Schliessbewegung der Zangen von einer einzigen Steuerwelle gesteuert wird.

Werkstücke von oben her seitlich erfassende Zangen werden zwar bei Kaltumformmaschinen schon seit einiger Zeit eingesetzt, doch die bekannten Vorrichtungen und Zangen erlauben es nicht, Werkstücke sehr verschiedenen und verhältnismässig grossen Durchmessers zu erfassen. Derartige Zangen sind im allgemeinen nur für geringe Zangenhubdifferenzen und damit nur für Werkstücke innerhalb eines begrenzten Durchmesserbereichs ausgelegt.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Zangenhub durch den Einsatz von Zangenkassetten mit Zangen mit geeigneten Hebelverhältnissen und/oder Einstellen oder Austauschen der Zangenkurven für die Steuerung der Zangen den verschiedenen Werkstücken optimal anpassbar, so dass unter anderem keine unnötig grossen Zangenbewegungen ausgeführt werden müssen. Durch die Wahl von Zangen mit geeigneten Hebelverhältnissen ist es möglich, relativ grosse Werkstücke zu erfassen, ohne dass sich die Zangen von benachbarten Zangenkassetten in die Quere kommen. Anderseits können auch Werkstücke mit grossen Flanschen an Stellen mit kleinem Durchmesser erfasst werden, wobei dann die Zangen aufgrund des Platzbedarfs des Flansches einen grossen Hub ausführen.

Das Auswechseln von Zangenkassetten ist bei der erfindungsgemässen Vorrichtung dadurch einfach, dass jede Zange über nur eine Koppelstelle mit den ihr zugeordneten, im Zangenkastengrundkörper angeordneten Übertragungsmitteln verbunden ist, die die Verbindung zur Steuerwelle für die Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung herstellen.

Da die einer Zange zugeordneten Übertragungsmittel jeweils eine Zangenkurve aufweisen, ist der Öffnungs- und Schliessbewegungsablauf jeder Zange einzeln einstellbar. Die Einstellung ist zudem bedienerfreundlich, da hierzu nicht wie bei den bisher bekannten Vorrichtungen die Steuerwelle aus dem Quertransportrohr herausgenommen werden muss.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante umfassen die einer Zange zugeordneten Übertragungsmittel eine rechtwinklig zur Steuerwelle angeordnete, mit dieser über ein Kegelgetriebe in Wirkverbindung stehende Zangenantriebswelle, auf der die Zangenkurve angeordnet ist, mit der über mindestens einen weiteren Hebel, dessen eines Ende über die Koppelstelle mit der Zange bzw. einem Zangenarm in Wirkverbindung steht, die Öffnungs- und Schliessbewegung der Zange gesteuert wird.

Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass die die Öffnungs- und Schliessbewegung einer Zange mittels einer Zangenkurve steuernde Zangenantriebswelle sich in Richtung der Öffnungs- und Schliessbewegung dreht, d.h. dass keine Bewegungsumlenkung notwendig ist. Dadurch kann die Masse nach der Zangenkurve niedriger gehalten werden als bei den bisher bekannten Vorrichtungen, was eine schnellere und präzisere Bewegung erlaubt. Zudem ist das Schwingverhalten verbessert. Die zwischen Steuerwelle und Zangenantriebswelle über ein Kegelgetriebe erfolgende Bewegungsumlenkung hat keinen negativen Einfluss auf das Schwingverhalten, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Steuerwelle im Normalbetrieb konstant ist.

Um nach der Freigabe der Werkstücke in den jeweiligen Ziel-Umformstationen eine sofortige Zurückbewegung der leeren Zangen zu ermöglichen, ist das Quertransportrohr, an dem der Zangenkasten angebracht ist, drehbar angeordnet, so dass durch Drehen des Quertransportrohrs mittels einer ausserhalb des Umformbereichs angeordneten Quertransportrohrdreheinrichtung der Zangenkasten anhebbar bzw. niedersenkbar ist.

Um ein Anschlagen der Zangen an den Stempeln bzw. dem Stempelhalter der Umformmaschine beim Anheben des Zangenkastens zu verhindern und kurze Stempelwerkzeuge zu ermöglichen, sind die Zangenkassetten vorzugsweise in einem Kassettenträger angeordnet, der mit dem Zangenkastengrundkörper über eine Kassettenträgerschwenkachse so verbunden und beim Anheben des Zangenkastens so gesteuert ist, dass er zusammen mit den Zangenkassetten in die Gegenrichtung verschwenkt wird.

Zur Steuerung der Verschwenkung des Kassettenträgers zum Zangenkastengrundkörper ist mit Vorteil auf der bereits vorhandenen Steuerwelle mindestens eine Verschwenkkurve vorgesehen, wobei zwischen Verschwenkkurve und Kassettenträger ein Stössel oder Hebel angeordnet ist. Dadurch ist die Verschwenkung des Kassettenträgers auf einfache Weise mit der Zangenbewegung koordiniert.

Vorteilhafterweise sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die Koppelstellen der Zangen mit den jeweils zugeordneten, im Zangenkastengrundkörper angeordneten Übertragungsmitteln im Bereich der Kassettenträgerschwenkachse angeordnet. Dadurch bewirkt eine Verschwenkung des Kassettenträgers nicht auch automatisch eine Zangenöffnungs- oder - schliessbewegung.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Vorrichtung an einer im Werkzeugraum einen Amboss aufweisenden Umformmaschine ist der Zangenkasten in seiner niedergesenkten Position auf dem Amboss abgestützt, wobei die Abstützung über eine Wälz- oder Gleitführung erfolgt, die gewährleistet, dass die Zangen in den Umformstationen vertikal genau positioniert sind. Auf diese Weise ist die vertikale Positioniergenauigkeit der Zangen vom Bewegungsmechanismus entkoppelt.

Im folgenden wird die erfindungsgemässe Vorrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken an einer mehrstufigen Umformmaschine unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Unter Berücksichtigung, dass in den Zeichnungen zur besseren Darstellung der verschiedenen Konstruktionsmerkmale jeweils unterschiedliche Teile weggelassen wurden, zeigen in teilweise geschnittener Darstellung:

Fig. 1 -: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Transportvorrichtung an einer vierstufigen Umformmaschine;
Fig. 2 -: einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 im Umformbereich der Umformmaschine, wobei drei Zangen mit unterschiedlichen Hüben dargestellt sind;
Fig. 3, 4 -: Querschnitte durch einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 im Umformbereich der Umformmaschine zur Illustration der Öffnungs- und Schliessbewegung der Zangen;
Fig. 5 -: eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 im Umformbereich der Umformmaschine zur Illustration der Öffnungs- und Schliessbewegung der Zangen;
Fig. 6 -: einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 im Umformbereich der Umformmaschine, wobei zur Illustration der Öffnungs- und Schliessbewegung sowie der genauen Positionierung der Zangen im Unterschied zu Fig. 1 vier Zangenantriebe dargestellt sind;
Fig. 7 -: eine Perspektivansicht einer Kopplung von Zangenarm und Zangenantriebshebel;
Fig. 8, 9 -: Querschnitte durch einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 im Umformbereich der Umformmaschine zur Illustration der Kassettenträgerverschwenkung;
Fig. 10, 11 -: zwei Varianten von Wälzführungen zur genauen Positionierung der Zangen;
Fig. 12 -: eine Draufsicht auf eine Quertransportantriebseinrichtung;
Fig. 13 -: einen Querschnitt durch die Quertransportantriebseinrichtung gemäss Linie A-A in Fig. 12;
Fig. 14 -: eine Frontansicht der Quertransportantriebseinrichtung von Fig. 12;
Fig. 15, 17, 18 -: Frontansichten einer Quertransportrohrdreheinrichtung, einer Steuerwellenantriebseinrichtung und eines Teils der Quertransportantriebseinrichtung von Fig. 12 und
Fig. 16 -: eine Seitenansicht der Quertransportrohrdreheinrichtung von Fig. 15.

Figur 1

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken ist an einer vierstufigen, zur spanlosen Umformung von Metallteilen dienenden Umformmaschine angeordnet, die einen Maschinenkörper 6, eine Scherstation S und einen Amboss 8 mit vier Umformstationen U1, U2, U3, U4 aufweist.

Die Transportvorrichtung ist mit einem in im Maschinenkörper 6 angebrachten Quertransportrohrlagern 20, 21 drehbar und in Transportrichtung hin- und herbewegbar gelagerten Quertransportrohr 2 versehen, in dem koaxial eine Steuerwelle 3 angeordnet ist.

Im Umformbereich der Umformmaschine ist am Quertransportrohr 2 ein Zangenkasten 1 mit einem Zangenkastengrundkörper 10, einem Kassettenträger 11 und drei Zangenkassetten 12a, 12b, 12c angebracht, wobei die Zangenkassette 12a hier nicht gezeichnet ist, so dass der dahinterliegende Teil des Kassettenträgers 11 mit Befestigungsgewinde 125 sichtbar ist. Die Zangenkassetten 12a, 12b, 12c weisen je eine Zange mit Zangenarmen 13, 14 auf und sind mittels zentraler Kassettenbefestigungsschrauben 121 am Kassettenträger 11 befestigt. In der viereckigen Öffnung 119 im Kassettenträger 11 sieht man das eine Ende eines Zangenantriebshebels 18 in der linken und rechten Endlage. Stützbolzen 152 an den Zangenkassetten, z.B. Schrauben, deren eine Endfläche jeweils auf einem Auflageelement 123 des Kassettenträgers 11 aufliegt, dienen zur Stabilisierung der Zangenkassetten 12a, 12b, 12c auf dem Kassettenträger 11. An Auflageelementen 122 am Kassettenträger 11 sind Drehgelenke 132, 142 der Zangen je nach gewünschtem Zangenhub angeordnet. Die kassettenträgerseitigen Enden der Drehgelenke 132, 142 und der Stützbolzen 152 liegen auf den Auflageelementen 122 bzw. 123 auf und bilden so eine zentrierende 3-Punkt-Auflage für jede Zangenkassette. Die Zange der Zangenkassette 12c befindet sich in ihrer geschlossenen Stellung und erfasst ein Werkstück W3, während sich die Zange der Zangenkassette 12b in ihrer offenen Stellung befindet und ein Werkstück W2 noch nicht erfasst hat.

Die Öffnungs- und Schliessbewegung der Zangen wird, wie weiter unten im Detail beschrieben, von der Steuerwelle 3 gesteuert, die von einer ausserhalb des Umformbereichs der Umformmaschine angeordneten Steuerwellenantriebseinrichtung 30 angetrieben wird. Die Hin- und Herbewegung des Quertransportrohrs 2 erfolgt mittels einer Quertransportantriebseinrichtung 4, und mittels einer Quertransportrohrdreheinrichtung 5 wird das Quertransportrohr 2 zum Anheben und Niedersenken des Zangenkastens 1 gedreht. Die Quertransportantriebseinrichtung 4 und die Quertransportrohrdreheinrichtung 5 sind ebenfalls ausserhalb des Umformbereichs der Umformmaschine angeordnet und weiter unten genauer beschrieben.

Der Arbeitsablauf ist im allgemeinen wie folgt: Die Zangen erfassen ihre jeweils zugeordneten Werkstücke, werden durch Querverschieben des Quertransportrohrs 2 von einer Umformstation U1, U2, U3 zur jeweils benachbarten Umformstation U2, U3, U4 transportiert und geben dort die Werkstücke für den Umformprozess frei. Der Zangenkasten 1 mit den Zangen wird dann durch Drehen des Quertransportrohrs 2 angehoben, das Quertransportrohr 2 mit dem Zangenkasten 1 wieder zurückverschoben und der Zangenkasten 1 wieder in die Ausgangsposition niedergesenkt.

Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, oder umgekehrt, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.

Figur 2

Die drei Zangen der Zangenkassetten 12a, 12b, 12c sind jeweils in ihrer geschlossenen Stellung, in der sie drei Werkstücke W1, W2, W3 erfassen, und ihrer offenen Stellung dargestellt. Jede Zange umfasst zwei als doppelarmige Hebel ausgebildete, an Drehgelenken 132, 142 drehbar aufgehängte Zangenarme 13, 14, deren eines Ende durch mit Zangenschuhen 131, 141 versehene Zangengreifer 130, 140 gebildet wird. Die Zangengreifer 130, 140 sind über Sollbruchstellen 133, 143 mit dem Rest des Zangenarms 13, 14 verbunden, so dass bei einer Fehlfunktion bei der Umformung im allgemeinen nur die Zangengreifer 130, 140 abbrechen und der Rest der Vorrichtung intakt bleibt. Die Sollbruchstellen 133, 143 werden vorzugsweise mit Sensoren 134, 144 überwacht.

Die Drehgelenke 132, 142 jeder Zange sind so angeordnet bzw. die Längen der beiden Hebel jedes Zangenarms 13, 14 so gewählt, dass die Zange einen für das zu erfassende Werkstück W1, W2, W3 geeigneten Zangenhub aufweist. Die Zangenkassetten 12a, 12b, 12c sind hier mit Zangen dargestellt, die für Werkstücke kleinen, mittleren bzw. grossen Durchmessers geeignet sind. Durch Auswechseln von Zangenkassetten kann die Transportvorrichtung der Umformmaschine bei einer Produktionsumstellung auf einfache Weise auf neue Werkstücke umgestellt werden.

Das Öffnen und Schliessen der Zangen erfolgt durch Drehen der Zangenarme 13, 14 um die Drehgelenke 132, 142. Hierzu ist das eine Ende des Zangenarms 14 an einer Koppelstelle 19 an im Zangenkastengrundkörper 10 angeordnete Übertragungsmittel gekoppelt, die die Rotation der Steuerwelle 3 in eine geeignete Hin- und Herdrehbewegung umwandeln. Über an den beiden Zangenarmen 13, 14 angeordnete, in Wirkverbindung stehende Führungsflächen 135, 145 wird der Zangenarm 13 vom Zangenarm 14 mitgedreht. Eine Feder 136 sorgt dafür, dass die Führungsfläche 135 ständig an die Führungsfläche 145 gedrückt wird und die Zange so vorgespannt ist, dass sie die Tendenz hat, sich zu schliessen.

In Fig. 2 ist ausserdem ersichtlich, dass der Kassettenträger 11 über vorzugsweise vorgespannte Wälzlager 110 schwenkbar am Zangenkastengrundkörper 10 angebracht ist. Der Zweck dieser Anordnung ist weiter unten in Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 erläutert.

Figuren 3 bis 6

Im Umformbereich der Umformmaschine ist gegenüber dem Amboss 8 ein Stempelhalter 7 zur Aufnahme von Umformstempeln angeordnet, wobei die Zangen für den Werkstücktransport in den Raum zwischen Stempelhalter 7 und Amboss 8 hineingreifen.

Zum Öffnen und Schliessen der Zangen sind zwischen der Steuerwelle 3 und dem Zangenarm 14 Übertragungsmittel vorgesehen, die eine Zangenantriebswelle 15 mit einer Zangenkurve 16, einen Rollenhebel 17 und einen Zangenantriebshebel 18 umfassen. Die im allgemeinen gleichmässige Rotation der Steuerwelle 3 wird über ein Kegelgetriebe 150 auf die Zangenantriebswelle 15 übertragen, auf der die Zangenkurve 16 angebracht ist. An der Zangenkurve 16 liegt eine an einem ersten Ende eines Rollenhebels 17 drehbar angeordnete Rolle 170 an (s. Fig. 3 und 6), während das zweite Ende des Rollenhebels 17 fest mit einem ersten Ende des Zangenantriebshebels 18 verbunden ist (s. Fig. 4 bis 6). Das zweite Ende des Zangenantriebshebels 18 ist über eine Koppeleinrichtung 180 mit dem Zangenarm 14 drehbar verbunden (s. Fig. 4 und 6).

In Fig. 6 ist der erste Zangenantriebshebel 18 von links in einer Stellung dargestellt, in der die dazugehörige Zange geschlossen ist, während der zweite Zangenantriebshebel 18 von links in einer Stellung dargestellt ist, in der die dazugehörige Zange offen ist. Die aufgrund der Rotation der Zangenantriebswelle 15 sich drehende Zangenkurve 16 drückt bei der Zangenöffnung das die Rolle 170 tragende erste Ende des Rollenhebels 17 nach unten, wodurch der Zangenantriebshebel 18 nach links gedreht wird. Bei der Zangenschliessung drückt eine am Zangenkastengrundkörper ansetzende Feder 171 den Zangenantriebshebel 18 nach rechts, wodurch das erste Ende des Rollenhebels 17 nach oben bewegt wird, so dass die Rolle 170 immer an der Zangenkurve 16 anliegt.

Die Zangenkurve 16 ist durch eine im Zangenkastengrundkörper vorhandene, mit einem Deckel 162 verschliessbare Verstellöffnung 161 (s. Fig. 3) hindurch verstellbar, so dass verschiedene Öffnungs- und Schliessbewegungsabläufe und Zangenhübe auf einfache Weise einstellbar sind.

In Fig. 5 sind zwei Stössel 112 erkennbar, die zwischen an der Steuerwelle 3 angebrachten Verschwenkkurven 111 und dem Kassettenträger 11 angeordnet sind und dem Verschwenken des Kassettenträgers 11 relativ zum Zangenkastengrundkörper 10 dienen, das im Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 näher beschrieben ist.

In Fig. 6 ist noch ein auf dem Amboss 8 angeordnetes Lineal 80 dargestellt, das zur genauen vertikalen Positionierung der Zangen in den Umformstationen U1, U2, U3, U4 dient. Hierzu ist der Zangenkasten 1 mit einer Rolle 101 versehen, mit der er sich auf das Lineal 80 abstützt. Die vertikale Positioniergenauigkeit der Zangen in den Umformstationen U1, U2, U3, U4 ist auf diese Weise unabhängig von der Genauigkeit beim Niedersenken und Verschieben des Zangenkastens 1 in Transportrichtung. Zwei Varianten des Anbringens der Rolle 101 am Zangenkasten 1 sind in Zusammenhang mit den Fig. 10 und 11 erläutert.

Figur 7

Der Zangenarm 14 weist an seinem der Koppeleinrichtung 180 zugewandten Ende einen Kopplungsbolzen 146 auf, auf dem ein erstes kubisches Teil 182 drehbar gelagert ist. Die Koppeleinrichtung 180 umfasst weiter ein zweites kubisches Teil 181, das auf einem zweiten, zum ersten ungefähr rechtwinklig stehenden Kopplungsbolzen 185, der am Zangenantriebshebel 18 angebracht ist, drehbar gelagert ist. Die beiden kubischen Teile sind über Gleitflächen 183, 183' gegeneinander dreh- und verschiebbar. Auf diese Weise wird ein Übertragen der Bewegung des Zangenantriebshebels 18 auf den Zangenarm 14 auch beim Verschwenken des Kassettenträgers 11 - mit dem Zangenarm 14 - relativ zum Zangenkastengrundkörper 10- mit dem Zangenantriebshebel 18 - ermöglicht.

Durch Zangenkassettenwechsel können sich unterschiedliche Hebellängen des Zangenarms 14 ergeben (gestrichelt dargestellt), und die kubischen Teile 181, 182 können verdreht und unter Umständen über zwei andere Gleitflächen wieder gekoppelt werden.

An seinem der Koppeleinrichtung 180 entgegengesetzten Ende ist der Zangenantriebshebel 18 mit einem vom Hebelgrundkörper sich rechtwinklig wegerstreckenden Ansatz 184 für den Rollenhebel 17 versehen.

Figuren 8 und 9

Um zu verhindern, dass beim Anheben des Zangenkastens 1 die Zangen am Stempelhalter 7 bzw. an einem daran angebrachten Werkzeug anschlagen, wird der untere, dem Amboss 8 zugewandte Teil des die Zangen tragenden Kassettenträgers 11 gleichzeitig um eine Kassettenträgerschwenkachse 113 zum Amboss 8 hin verschwenkt. Die Verschwenkung wird durch die auf der Steuerwelle 3 angebrachte Verschwenkkurve 111 gesteuert, wobei eine Verschwenkfeder 114 eine Kraft ausübt, die den unteren Kassettenträgerteil gegen das eine Ende des Stössels 112 drückt, dessen anderes Ende an der Verschwenkkurve 111 anliegt. Um unsymmetrische Belastungen zu vermeiden sind vorteilhafterweise zwei Verschwenkfedern 114, zwei Stössel 112 und zwei Verschwenkkurven 111 vorhanden (s. Fig. 5).

In Fig. 8 ist der Zangenkasten 1 zusätzlich noch in einer vom Amboss 8 ganz abgehobenen Stellung dargestellt, in die er, für Werkzeugwechsel oder Wartungsarbeiten im Werkzeugraum, gebracht wird.

Figuren 10 und 11

Zur genauen vertikalen Positionierung der Zangen in den Umformstationen U1, U2, U3, U4 stützt sich der Zangenkasten 1 in der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsvariante über eine am Zangenkastengrundkörper 10 drehbar angebrachte Rolle 101 auf das am Amboss 8 angebrachte Lineal 80, während in der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsvariante die Rolle 101 an einem zum Zangenkastengrundkörper 10 verschwenkbaren Positionierteil 103 angebracht ist, das auch bei angehobenem Zangenkasten 1 den Kontakt der Rolle 101 mit dem Lineal 80 gewährleistet.

Figuren 12 bis 14

Die Quertransportantriebseinrichtung 4 für die Hin- und Herbewegung des Quertransportrohrs 2 in Richtung der Pfeile X umfasst eine zum Quertransportrohr 2 rechtwinklig stehende Antriebswelle 41, die über zwei Kurbeln 42, 43 und zwei Pleuelstangen 44, 45 einen von zwei zum Quertransportrohr 2 parallelen Führungsstangen 46, 47 getragenen Kreuzkopf 40 hin- und herbewegt. Die Führungsstangen 46, 47 sind mittels Befestigungselementen 461, 462, 471, 472 am Maschinenkörper 6 angebracht.

Das eine Ende des Quertransportrohrs 2 ist im Kreuzkopf 40 so gelagert, dass es mit diesem drehbar und axial vorgespannt verbunden ist. Auf diese Weise wird einerseits das Anheben und Niedersenken und anderseits das Hin- und Herbewegen des Zangenkastens 1 durch Drehen bzw. Querverschieben des Quertransportrohrs 2 ermöglicht.

Figuren 15 bis 18

Der Antrieb der Steuerwelle 3 erfolgt hier mit einer Steuerwellenantriebseinrichtung 30, die eine parallel zur Steuerwelle 3 angeordnete Antriebswelle 31 aufweist. Die Rotation der Antriebswelle 31 wird über ein Rädergetriebe 32 auf die Steuerwelle 3 übertragen.

Die Quertransportrohrdreheinrichtung 5 für die Drehung des Quertransportrohrs 2 umfasst zwei Steuerkurven 51, 52, an denen je eine Rolle 531, 532 eines um eine Achse 54 drehbaren Antriebshebels 53 anliegt. Über einen Gelenkzapfen 55 ist ein Ausgleichshebel 56 an den Antriebshebel 53 angelenkt. Der Ausgleichshebel 56 verfügt über eine Kontaktfläche 561, die in der in Fig. 15 dargestellten Ausgangsstellung durch eine Ausgleichsfeder 50 an eine am Antriebshebel 53 vorhandene Kontaktfläche 533 gedrückt wird. Über einen weiteren Gelenkzapfen 57 ist der Ausgleichshebel 56 an das untere Ende einer Koppelstange 58 angelenkt. Das obere Ende der Koppelstange 58 ist mit einem um das Quertransportrohr 2 herum angeordneten, manschettenartigen Übertragungshebel 59 verbunden, der Koppelstangenbewegungen auf das Quertransportrohr 2 überträgt. Dies kann beispielsweise mittels einer mit Fluidzylindern steuerbaren Pressverbindung zwischen Quertransportrohr 2 und Übertragungshebel 59 erreicht werden, um durch Lösen der Pressverbindung den Zangenkasten 1 in die in Fig. 8 dargestellte, ganz abgehobene Stellung bringen zu können.

In der in Fig. 15 dargestellten Ausgangsstellung befindet sich der Zangenkasten 1 in der niedergesenkten Stellung und die Zangen sind den ersten drei Umformstationen U1, U2, U3 zugeordnet. Bei einer Bewegung der Zangen zu den benachbarten Umformstationen U2, U3, U4 hin, d.h. einer Querverschiebung des Quertransportrohrs 2 nach rechts, wird, wie in Fig. 17 ersichtlich, das obere Ende der Koppelstange 58 nach rechts verschoben und in einer ersten Phase der Bewegung, bis die Koppelstange 58 die vertikale Lage erreicht hat, der Gelenkzapfen 57 mit dem ihm zugeordneten Ende des Ausgleichshebel 56 nach unten und die Kontaktfläche 561 nach oben gedrückt. Da der Antriebshebel 53 beim gleichzeitigen Drehen der Steuerkurven 51, 52 in Richtung des Pfeils Y seine Stellung vorerst nicht ändert, öffnet sich zwischen den beiden Kontaktflächen 533 und 561 ein Spalt 500. In einer zweiten Phase des Nach-rechts-Bewegens des Quertransportrohrs 2 wird der Spalt 500 wieder geschlossen, da der Gelenkzapfen 57 mit dem ihm zugeordneten Ende des Ausgleichshebels 56 wieder nach oben gezogen und somit die Kontaktfläche 561 nach unten gedrückt wird.

Auf diese Weise kann das durch das Verschieben des Quertransportrohrs 2 und damit des oberen Endes der Koppelstange 58 erfolgende Aufrichten der Koppelstange 58 aufgefangen werden, so dass ein ungewolltes Drehen des Quertransportrohrs 2 verhindert wird.

In der in Fig. 18 dargestellten Stellung befindet sich der Zangenkasten 1 am Ende der Querverschiebung nach rechts, in welcher die Werkstücke W1, W2, W3 bereits von den Umformstationen U2, U3, U4 übernommen und von den Zangengreifern freigegeben worden sind. Durch Weiterdrehen der Steuerkurven 51, 52 wurde der Antriebshebel 53 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und hatte die Kontaktfläche 561 des Ausgleichshebels 56 nach oben und damit den Gelenkzapfen 57 nach unten gedrückt. Dadurch wurde die Koppelstange 58 nach unten gezogen, was über den Übertragungshebel 59 ein Drehen des Quertransportrohrs 2 und ein Anheben des Zangenkastens 1 bewirkte. In der dargestellten Stellung ist der Zangenkasten 1 bereit zum Zurückverschieben.

Beim Zurückverschieben und Niedersenken des Zangenkastens 1 ist der Bewegungsablauf umgekehrt, wobei jedoch kein Spalt entsteht.

Zu der vorbeschriebenen Transportvorrichtung sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass es alternativ zu den in den Fig. 10 und 11 dargestellten Varianten zur genauen vertikalen Positionierung der Zangen selbstverständlich auch möglich ist, die Rolle 101 am Amboss 8 und entsprechend das Lineal 80 am Zangenkastengrundkörper 10 oder am Positionierteil 103 anzubringen oder anstelle einer Wälzführung eine Gleitführung zu verwenden.

Anstatt die Rotationsgeschwindigkeit der Steuerwelle 3 konstant zu halten, kann diese auch zur Kompensation der beim Anheben bzw. Niedersenken des Zangenkastens 1 durch Abwälzen der auf den Zangenantriebswellen 15 angeordneten Getriebekegel des Kegelgetriebes 150 auf den auf der Steuerwelle 3 angeordneten Getriebekegeln veränderten Zangenöffnungs- bzw. Zangenschliessgeschwindigkeit während des Anhebens und Niedersenkens des Zangenkastens 1 entsprechend variiert werden.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Transport von Werkstücken an einer mehrstufigen, zur spanlosen Umformung von Metallteilen dienenden Umformmaschine, wobei je ein Werkstück (W1, W2, W3) von Zangen mit paarweise zusammenwirkenden Zangengreifern (130, 140) an einer Umformstation (U1, U2, U3) erfasst, zur benachbarten Umformstation (U2, U3, U4) transportiert und dort freigegeben wird, mit einem im Arbeitstakt der Umformmaschine angetriebenen und in deren Umformbereich in ortsfesten Lagern hin- und hergehend geführten Quertransportrohr (2), an dem ein Zangenkasten (1) angebracht ist, der zum Transport der Zangen dient und in dem Übertragungsmittel angeordnet sind, die einerseits mit den Zangen und anderseits mit einer im Quertransportrohr (2) drehbar gelagerten Steuerwelle (3) in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zangenkasten (1) einen Zangenkastengrundkörper (10) umfasst, an dem eine oder mehrere auswechselbare Zangenkassetten (12a, 12b, 12c) mit je einer Zange, mit der ein Werkstück (W1, W2, W3) von oben her seitlich erfassbar ist, angeordnet sind, wobei jede Zange über eine Koppelstelle (19) mit den ihr zugeordneten, im Zangenkastengrundkörper (10) angeordneten, eine Zangenkurve (16) zur Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung der Zange aufweisenden Übertragungsmitteln verbunden ist und der Zangenhub durch den Einsatz von Zangenkassetten (12a, 12b, 12c) mit Zangen mit geeigneten Hebelverhältnissen und/oder Einstellen oder Austauschen der Zangenkurven (16) den Werkstücken (W1, W2, W3) anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zange zwei als doppelarmige Hebel ausgebildete, drehbar aufgehängte Zangenarme (13, 14) mit den genannten Zangengreifern (130, 140) umfasst, wobei einer der Zangenarme (14) über die zugehörige Koppelstelle (19) durch die zugehörigen Übertragungsmittel drehbar ist und bei einer Drehung den anderen Zangenarm (13) über an den beiden Zangenarmen (13, 14) angeordnete, in Wirkverbindung stehende Führungsflächen (135, 145) mitdreht, wobei auswechselbare Zangenkassetten (12a, 12b, 12c) durch unterschiedliche Ausbildung der Hebelarme und unterschiedliche Anordnung der Drehgelenke (132, 142) der Zangenarme (13, 14) Zangen mit unterschiedlichen Hebelverhältnissen, aber gleichen Koppelstellen (19), haben können.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Zange zugeordneten Übertragungsmittel eine rechtwinklig zur Steuerwelle (3) angeordnete, mit dieser über ein Kegelgetriebe (150) in Wirkverbindung stehende Zangenantriebswelle (15) umfassen, auf der die Zangenkurve (16) angeordnet ist, mit der über mindestens einen weiteren Hebel, dessen eines Ende über die Koppelstelle (19) mit der Zange bzw. dem einen Zangenarm (14) in Wirkverbindung steht, die Öffnungs- und Schliessbewegung der Zange gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Quertransportrohr (2) drehbar angeordnet ist und der Zangenkasten (1) durch Drehen des Quertransportrohrs (2) mittels einer ausserhalb des Umformbereichs angeordneten Quertransportrohrdreheinrichtung (5) anhebbar bzw. niedersenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zangenkassetten (12a, 12b, 12c) in einem Kassettenträger (11) angeordnet sind, der mit dem Zangenkastengrundkörper (10) über eine Kassettenträgerschwenkachse (113) so verbunden ist, dass beim Anheben des Zangenkastens (1) der Kassettenträger (11) mit den Zangenkassetten (12a, 12b, 12c) in die Gegenrichtung verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Verschwenkung des Kassettenträgers (11) zum Zangenkastengrundkörper (10) auf der Steuerwelle (3) mindestens eine Verschwenkkurve (111) vorgesehen ist, wobei zwischen Verschwenkkurve (111) und Kassettenträger (11) ein Stössel (112) oder Hebel angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstellen (19) im Bereich der Kassettenträgerschwenkachse (113) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstellen aus Koppeleinrichtungen (180) bestehen, die jeweils zwei auf sich kreuzenden Kopplungsbolzen (146, 185) drehbar angeordnete kubische Teile (181, 182) umfassen, die über aufeinanderliegende Gleitflächen (183, 183') eine Kopplung bewirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 an einer im Werkzeugraum einen Amboss (8) aufweisenden Umformmaschine,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zangenkasten (1) in seiner niedergesenkten Position auf dem Amboss (8) abgestützt ist und die Abstützung über eine Wälz- oder Gleitführung erfolgt, die gewährleistet, dass die Zangen in den Umformstationen (U1, U2, U3, U4) vertikal genau positioniert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzführung ein Lineal (80) und mindestens eine Rolle (101) umfasst, wobei das Lineal (80) auf dem Amboss (8) und die Rolle (101) oder Rollen am Zangenkasten (1) angeordnet sind oder umgekehrt, wobei die Rolle (101) oder Rollen bzw. das Lineal (80) am Zangenkastengrundkörper (10) oder an einem dazu verschwenkbaren Positionierteil (103) angebracht sind, das auch bei angehobenem Zangenkasten (1) den Kontakt der Rolle (101) oder Rollen mit dem Lineal (80) gewährleistet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Quertransportrohrs (2) in einem ausserhalb des Umformbereichs angeordneten Kreuzkopf (40), der von zwei zum Quertransportrohr (2) parallelen Führungsstangen (46, 47) hin- und herbewegbar getragen wird, so gelagert ist, dass es mit diesem drehbar und axial vorgespannt verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quertransportantriebseinrichtung (4) für die Hin- und Herbewegung des Quertransportrohrs (2) eine Antriebswelle (41) aufweist, mit der über eine oder zwei Kurbeln (42, 43) und entsprechend eine oder zwei Pleuelstangen (44, 45) der Kreuzkopf (40) hin- und herbewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformmaschine eine Warmumformmaschine ist.