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Dokumentenidentifikation DE102004015739B4 13.04.2006
Titel Transportvorrichtung
Anmelder Müller Weingarten AG, 88250 Weingarten, DE
Erfinder Reichenbach, Rainer, 88281 Schlier, DE
Vertreter Patentanwälte Eisele, Dr. Otten, Dr. Roth & Dr. Dobler, 88212 Ravensburg
DE-Anmeldedatum 29.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004015739
Offenlegungstag 03.11.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse B21D 43/05(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23Q 7/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Werkstücken aus einer Bearbeitungsstation in die nachfolgende Bearbeitungsstation einer Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Erfordert die Herstellung eines Werkstückes mehrere Arbeitsoperationen, wie Schneiden oder Umformen, so werden zur wirtschaftlichen Fertigung die erforderlichen Einzeloperationen in einer so genannten Stufenpresse oder Mehrstößel-Transferpresse durchgeführt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht dann der Anzahl der Arbeitsstufen, die für den Herstellungsprozess erforderlich sind. In den Pressen befinden sich Transporteinrichtungen mit welchen die Werkstücke von einer Arbeitsstation zur nächsten transportiert werden.

Bei Stufen- oder Mehrstößel-Transferpressen bestehen die Transporteinrichtungen aus Greifer- oder Tragschienen die sich durch die gesamte Länge der Umformmaschine erstrecken. Zum Transport der Werkstücke sind die Tragschienen mit Greifer- oder Halteelementen bestückt. Unterschieden wird dabei, je nach Bewegungsablauf, zwischen einem mit Saugertraversen bestückten Zwei-Achstransfer oder einem mit Greiferelementen versehenen Drei-Achstransfer. Als Zusatzbewegung kann auch eine Verschwenkung zur Lageveränderung des Teiles während dem Transportschritt erforderlich sein. Diese Lageveränderung kann auch durch eine zwischen den Umformstufen angeordnete Orientierstation erfolgen, wie in der DE 40 01 590 A1 offenbart.

Die Transferbewegung wird bei älteren Anlagen über Kurven eingeleitet, die über Bewegungsübertragungselemente mit dem Stößelantrieb zwangssynchronisiert sind (DE 38 43 975 C1). Die Herstellung von insbesondere großflächigen Teilen führte zur Entwicklung der Mehrstößel-Transferpressen in immer größeren Dimensionen bezogen auf die Umformkraft und die Transportwege. Werkzeugabstände in einer Größenordnung von 5000 mm sind heute durchaus üblich und damit sind auch entsprechende Transportschritte erforderlich.

Als Ergebnis dieser Entwicklung stehen die zu beschleunigenden und abzubremsenden Massen der Transfersysteme in einem völligen Gegensatz zu den geringen Massen der zu transportierenden Teile. Da der Transportschritt in kürzester Zeit ausgeführt werden soll, um eine möglichst hohe Pressenhubzahl und damit Teileausbringung zu erreichen, muss das System über eine hohe Geschwindigkeit und damit auch Beschleunigung und Verzögerung verfügen.

Ein weiterer Nachteil ist der starre Bewegungsablauf der durch die Kurvenantriebe vorgegeben wird. Die optimale Nutzung der Freiräume zwischen Unter- und Oberwerkzeug während dem Stößelhub ist für den Teiletransport nicht möglich.

Um diese aufgezeigten Nachteile zu vermeiden befassen sich jetzt Neuentwicklungen mit der Ablösung des bisherigen Transfersystems durch modular aufgebaute Systeme. Diese selbständigen Einheiten sind in entsprechender Anzahl zwischen den Bearbeitungsstufen angeordnet, mit Eigenantrieben ausgerüstet und unabhängig voneinander betreibbar. Eine Orientierstation ist nicht mehr erforderlich, da diese Transportvorrichtungen alle zur Lageveränderung der Werkstücke erforderlichen Bewegungen ausführen. Die Neuentwicklungen sind wesentlich masseärmer und ermöglichen eine deutliche Verringerung der Transportzeiten. Eine Erhöhung der Ausbringung und damit der Wirtschaftlichkeit ist somit gewährleistet. Die Synchronisation der Transfervorrichtungen mit den Stößelbewegungen erfolgt über eine elektronische Simulation der Bewegung der Exzenterwelle. Im Regelfall sind diese neuen Transportvorrichtungen im Bereich der Seitenständer der Presse angeordnet. Der Pressenaufbau entspricht dem so genannten 1 + 1 Konzept, d. h. es ist immer nur ein Werkzeug unter einem Stößel angeordnet.

Besteht nun die Forderung ältere Mehrstößel-Transferpressen mit den neu entwickelten Transportvorrichtungen umzurüsten, so ist eine Schwierigkeit, dass diese z. B. als 1 + 3 + 2 Pressen gebaut wurden. Die Angabe 1 + 3 + 2 bedeutet, dass unter dem Stößel 1 ein Werkzeug, unter dem Stößel 2 drei Werkzeuge und unter dem Stößel 3 zwei Werkzeuge angeordnet sind. Die systematische Bezeichnung von Mehrstößel-Transferpressen ist ausführlich dem Fachbuch „Fortschritt-Berichte VDI" Nr. 516, VDI-Verlag GmbH, 1999 Seite 20 – 24 dargestellt und beschrieben. Zusätzlich sei noch auf die DE 43 99 338 verwiesen. Diese älteren Anlagen verfügen nicht über eine ausreichende Anzahl von Seitenständern zur Platzierung der neuen modularen Transportvorrichtungen. Auch können die Transportvorrichtungen nicht so platziert werden, dass jeder Umformstufe eine eigene Transportvorrichtung zugeordnet wird. Bei einer derartigen Anordnung ist das Ausfahren der Schiebetische zum automatischen Werkzeugwechsel nicht mehr möglich.

Ein weiteres Problem für eine Umrüstung ist der Einbau von Orientierstationen zwischen den Ständern, da die älteren Transfersysteme im Regelfall keine Lageveränderung der Werkstücke durchführten.

Eine dem Problem nahe kommende Lösung ist in der DE 43 09 661 A1 offenbart. Es wird vorgeschlagen auf zwei, sich in Pressendurchlaufrichtung erstreckende, Tragschienen jeweils Schlitten mit eigenen Antrieben vorzusehen. Über einen, mit Werkstückhaltemittel bestückten, Querträger sind die Schlitten paarweise miteinander verbunden. Alle zum Werkstücktransport und auch zur Lageveränderung erforderlichen Bewegungen sind vorgesehen. Nachteilig ist bei der vorgeschlagenen Erfindung, dass diese nur für 1 + 1 Mehrstößel-Transferpressen anwendbar ist. Insbesondere die konstruktive Ausführung des Vertikalhubes bedingt, für das Ausfahren der Schiebetische zum Werkzeugwechsel, eine Parkstellung der Transportvorrichtungen im Ständerbereich.

Aus dem Dokument DE 41 10 215 A1 ist eine gattungsgemäße Transportvorrichtung bekannt geworden, bei der über einen zentralen Antrieb sowohl die Hubbewegung der Tragschiene als auch die Längsbewegung von Transportwagen zum Transport von Quertraversen erfolgt. Ein unabhängiger Antrieb der Quertraversen ist hierdurch nicht gegeben.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung für jede Umformstufe einer Mehrstößel-Transferpresse eine eigene Transportvorrichtung vorzuschlagen bei der auf Orientierstationen verzichtet werden kann, ein automatischer Werkzeugwechsel mittels ausfahrbarer Schiebetische möglich ist und die für eine Nachrüstung älterer Mehrstößel-Transferpressen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Transportvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Transportvorrichtung angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die sich in Werkstücktransportrichtung durch die gesamte Pressenlänge erstreckenden, parallel zueinander angeordneten, Tragschienen beizubehalten so, dass diese als Basis für darauf verfahrbare eigen angetriebene Schlitten dienen. Wirkverbunden mit diesen Schlitten sind Quertraversen mit daran befestigten Haltemittel für die Werkstücke. In der einfachsten Ausbaustufe führen die Quertraversen eine Horizontalbewegung und eine im Wesentlichen nach oben gerichtete Schwenkbewegung als Vertikalbewegung aus. Diese Schwenkbewegung kann in ihrer Form dem Radius des Schwenkhebels entsprechen. Durch eine Überlagerung mit der Horizontalbewegung sind auch steile, nahezu vertikale, bis zu sehr flache Kurvenformen möglich. Somit können, unter Berücksichtigung der Freigängigkeit zur Stößelbewegung bzw. Störkanten des Oberwerkzeuges und der Geometrie des Werkstückes, optimale Ein- und Austragkurvenformen gefahren werden.

In weiteren Ausbaustufen ist ein Schwenken in und gegen die Transportrichtung und quer zur Werkstücktransportrichtung, eine Schrägstellung und eine Verfahrbarkeit der Werkstücke möglich. Die Verfahrbarkeit kann sowohl für Einzelteile als auch Doppelteile ausgelegt werden.

Eine Lageveränderung der Tragschienen ist nur in der Funktion als Rüstachse vorgesehen. So erfolgt eine Vertikalverfahrung nach oben um den für den Werkzeugwechsel erforderlichen Freiraum zu erzielen. Ebenfalls mit einer Vertikalbewegung kann die Transportvorrichtung auf die unterschiedlichen Transportebenen für verschiedene Werkzeuge eingestellt werden. Die Schrägstellung der Quertraverse erfolgt durch eine unterschiedliche Höhenlage der Tragschienen zueinander.

Aufgrund der Vielzahl der Freiheitsgrade der Quertraverse ist eine Orientierstation zwischen den einzelnen Umformstufen nicht mehr erforderlich. Vielmehr wird das Werkstück, durch die an der Quertraverse befestigten Haltemittel, in einer Vertikalbewegung entnommen und mit einer Vertikal- und Horizontalbewegung um einen vollen Transportschritt zur nächsten Umformstufe transportiert. Während diesem Transportschritt können alle, zum lagegerechten Einlegen und zur optimalen Nutzung der Freigängigkeit, erforderlichen Lageveränderungen des Werkstückes ausgeführt werden. Nach dem Einlegen des Werkstückes in das Unterwerkzeug fahren die Transportschlitten mit der Quertraverse um ca. einen halben Transportschritt zurück in eine Parkposition.

Da jeder der paarweise angeordneten Transportschlitten über ein eigenes Antriebssystem verfügt, können diese auch unabhängig voneinander verfahren werden. Hierdurch ist eine weitere Optimierung des Transportzyklus möglich, da die Pressenstößel phasenversetzt zueinander ihren Hub ausführen können. Die Freigängigkeit wird zusätzlich verbessert und die Transportzeit verkürzt.

Ebenso ermöglicht die Ausführung der Schlitten und insbesondere deren Antriebssysteme einen Einbau in Mehrstößel-Transferpressen mit den unterschiedlichsten Werkzeuganordnungen und Abständen. Dabei können die Abstände innerhalb der Presse sogar unterschiedlich sein. Auch der bei einer Umrüstung erforderliche Wechsel des teilespezifischen Zubehörs kann in die vorgeschlagene Transportvorrichtung ohne Probleme integriert werden.

Auf eine einfache und kostengünstige Weise ist somit die gestellte Aufgabe erfüllt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus den Zeichnungen ersichtlich und in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt.

Es zeigen:

1 Die Vorderansicht einer Mehrstößel-Transferpresse

2 Ausschnitt der Transportvorrichtung

3 Seitenansicht der Transportvorrichtung

4 Detaildarstellung der Transportvorrichtung

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In 1 ist eine Mehrstößel-Transferpresse 1 der Bauart 2 + 3 dargestellt. Der Stößel 2 ist mit zwei Umform- bzw. Werkzeugstufen 2.1, 2.2 und der Stößel 3 mit drei Umform- bzw. Werkzeugstufen 3.1, 3.2, 3.3 ausgerüstet. Die 5 zugeordneten Schiebetische sind mit 4.1 bis 4.5 bezeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Umformwerkzeuge nicht dargestellt. Weiter sind von der Transferpresse 1 erkennbar die Kopfstücke 5, 6, die Seitenständer 7, 8, 9 und der Tisch 10. Die gesamte Transporteinrichtung 11 besteht aus 6 einzelnen Transportvorrichtungen 1217, die gemeinsam auf Tragschienen 18 angeordnet sind. Jede Transportvorrichtung 1217 hat zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Schlitten, die über eine Quertraverse miteinander verbunden sind, wie noch näher beschrieben wird. Die Transportvorrichtung 12 dient dabei zum Eintragen von im Ständerbereich 7 zugeführten Platinen in die erste Umformstufe 2.1. Die Transportvorrichtungen 13 bis 16 entnehmen jeweils die Werkstücke aus einer Umformstufe 2.1 bis 3.2 und transportieren diese entsprechend der Pressendurchlaufrichtung 19 zur nächsten Umformstufe. Die Transportvorrichtung 17 entnimmt das fertig umgeformte Werkstück aus der Umformstufe 3.3 und legt dieses auf ein Transportband 20 zum Transport zu einer nicht näher dargestellten Abstapelung. Während dem eigentlichen Umformvorgang sind die Transportvorrichtungen 1217 um ca. einen halben Transportschritt in einen Parkbereich zwischen den Umformstufen verfahren. Mittels einer Hubvorrichtung 21 können die Tragschienen 18 und damit auch die Transportvorrichtungen 1217 vertikal nach oben verfahren werden. Diese Bewegung ist nur als Rüstachse vorgesehen und dient zur Vermeidung von Störkanten beim Werkzeugwechsel oder zur Einstellung der Transportebene für unterschiedlichste Werkzeughöhen. Mit den Tragschienen 18 sind auch die Antriebe und die Bewegungsmittel 21 für die Horizontalverfahrung verbunden. Da der zu fahrende Transportweg jeweils 2 Umformstufen umfasst, sind zur Vermeidung von Störkanten die Horizontalantriebe in der Höhe versetzt zueinander angeordnet. So ist z.B. der Horizontalantrieb 22 der Transportvorrichtung 14 zugeordnet während der Horizontalantrieb 23 die Transportvorrichtung 15 antreibt.

Nähere konstruktive Details am Beispiel der Transportvorrichtung 15 zeigen die 2 bis 4. Der Horizontalantrieb 23 besteht aus einem Zahnriementrieb 28 der durch einen regelbaren Antrieb 24 (4) angetrieben wird. In Horizontalführungen 25 ist die Transportvorrichtung 15 gehalten und gelagert. Ein Schlitten 26 ist über eine Klemmvorrichtung 27 am Zahnriemen 28 befestigt. Auf dem Schlitten 26 befindet sich ein Antrieb 29 der über Zahnräder 30, 31 Bolzen 32 und damit verbundenen Zahnriementrieb 33 die Quertraverse 34 um die Achse 35 in und gegen Transportrichtung verschwenkt. Ebenfalls auf den Schlitten 26 befindet sich ein Antrieb 36 der über ein Zahnrad 37 das Zahnrad 38 antriebt. Das Zahnrad 38 ist über die Lageeinheit 39 mit einem Schwenkhebel 40 verbunden und bewirkt eine Schwenkbewegung gemäß einem in seiner Größe regelbaren Schwenkwinkel 46.

In 4 ist ein weiterer Antrieb 41 dargestellt, der über ein Kegelgetriebe 42 die werkstückspezifischen Haltemittel 43 quer zur Transportrichtung verfahren kann. Für den Wechsel der Haltemittel 43 ist am Schiebetisch 4.3 eine Aufnahme 44 vorgesehen in der die Haltemittel 43 abgelegt und gespannt werden. Der Schiebetisch 4.3 kann mit dem Werkzeug und dem Haltemittel 43 ausfahren und das neue Werkzeug mit den zugehörigen Haltemitteln einfahren. Durch ein eigenes Spannsystem 45 übernimmt die Transportvorrichtung 15 die neuen Haltemittel 43 von der Aufnahme 44. Natürlich kann auch die komplette Quertraverse 34 mit Haltemittel 43 ausgetauscht werden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden Anspruches 1. Insbesondere kann die Erfindung sowohl bei einer mechanischen als auch bei einer hydraulischen Presse Anwendung finden. Ohne Einschränkung ist auch der Einsatz in einer Presse nach dem 1 + 1 Prinzip möglich.

1Mehrstößel-Transferpresse 2Stößel 2.2, 2.2Umform- oder Werkzeugstufen 3Stößel 3.1, 3.2, 3.3Umform- oder Werkzeugstufen 4.1–4.4Schiebetisch 5Kopfstück 6Kopfstück 7Seitenständer 8Seitenständer 9Seitenständer 10Tisch 11Transporteinrichtung 12Transportvorrichtung 13Transportvorrichtung 14Transportvorrichtung 15Transportvorrichtung 16Transportvorrichtung 17Transportvorrichtung 18Tragschiene 19Pressendurchlaufrichtung 20Transportband 21Hubvorrichtung 22Horizontalantrieb 23Horizontalantrieb 24Antrieb 25Horizontalführung 26Schlitten 27Klemmverbindung 28Zahnriemen 29Antrieb 30Zahnrad 31Zahnrad 32Bolzen 33Zahnriementrieb 34Quertraverse 35Achse 36Antrieb 37Zahnrad 38Zahnrad 39Lagereinheit 40Schwenkhebel 41Antrieb 42Kegelgetriebe 43Haltemittel 44Aufnahme 45Spannsystem 46Schwenkwinkel

Anspruch[de]
  1. Transportvorrichtung zum Transportieren von Werkstücken in einer Transferpresse mit hintereinander angeordneten Umformstufen, wobei paarweise, spiegelbildlich zueinander angeordnete Schlitten mit Quertraversen verbunden sind welche Haltemittel zum Transportieren der Werkstücke durch die Umformstufen tragen und diese Schlitten eine Horizontalbewegung auf Tragschienen ausführen, die sich durch die gesamte Länge der Presse in Pressendurchlaufrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schlitten mit einem eigenen Antrieb (23) für die Horizontalbewegung versehen ist und dass eine Vertikalbewegung der Quertraverse (34) während des Transportvorgangs ausschließlich durch einen Schwenkhebel (40) derart erfolgt, dass über einen Antrieb (36) und Getriebe- und Lagermittel (37 39) ein Schwenkwinkel (46) in seiner Größe regelbar ist.
  2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrkurve für das Werkstück durch die Überlagerung der Bewegung des Schwenkhebels (40) mit einer Horizontalbewegung mittels einen Horizontalantrieb (22, 23) gebildet wird.
  3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Horizontalantriebe (22, 23) aus regelbaren Antrieben (24) und Zahnriemen (28) gebildet werden, die über Klemmverbindungen (27) Schlitten (26) antreiben und das die Horizontalantriebe (22, 23) vertikal zueinander versetzt angeordnet sind.
  4. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten (26) der Antrieb (36) mit Getriebe- und Lagermittel (37, 38, 39) und der Schwenkhebel (40) gehalten und gelagert sind.
  5. Transportvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten (26) ein Antrieb (29) mit Getriebemittel (30, 31) zum Schwenken der Quertraverse (34) um die Achse (35) vorgesehen ist.
  6. Transportvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (26) einen weiteren Antrieb (41) zum Verfahren der Haltemittel (43) auf der Quertraverse (34) aufweist.
  7. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Schiebetisch (4.3) eine Aufnahme (44) angeordnet ist, zur Übernahme und Transport der Quertraverse 34 und/oder Haltemittel (43).
  8. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschienen (18) über Hubvorrichtungen (21) als Rüstachse vertikal verfahrbar sind.
  9. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Transportvorrichtungen (1217) vorgesehen sind bei denen sich die Schwenkwinkel (46) der Schwenkhebel (40) unabhängig voneinander regeln lassen.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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