CH643761A5 - Vorrichtung zum periodischen abtasten und kuehlen der stirnflaeche mindestens eines stempels an einer automatischen quertransportpresse. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum periodischen Abtasten und Kühlen der Stirnfläche mindestens eines Stempels an einer automatischen Quertransportpresse zur Umformung von Metallteilen, mit einem gleitend gelagerten Pressschlitten, der durch einen Kurbeltrieb hin und her gehend angetrieben ist und an dessen Frontseite der Stempel starr befestigt ist, sowie mit einer Abtastwippe, die, im Arbeitstakt des Stempels angetrieben, an ihrem vorderen Ende mindestens ein Abtastorgan trägt und um eine Schwenkachse so gelagert ist, dass die Abtastwippe im Normalbetrieb der Presse im Bereich des hinteren Pressschlitten-Totpunktes vor der Front-fläche des Stempels vorbeifährt und beim Auftreffen auf ein Hindernis die Presse stillsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastwippe (9) mindestens einen neben dem Stempel (5) am Pressenrahmen (1) angeordneten Wippenarm (8) um-fasst, der um eine horizontale Achse (A) drehbar gelagert ist und an welchem das eine Ende eines Übertragungshebels (17) gelenkig angreift, dessen anderes Ende vom Kurbeltrieb (3,4) aus angetrieben ist, wobei an dem Wippenarm. (8) ein Anschlag (15) vorgesehen ist, der die untere Lage des Übertragungshebels (17) festlegt und ferner der Übertragungshebel (17) durch ein elastisches Glied (25) auf dem Anschlag (15) des Wippenarmes (8) gehalten ist, derart, dass sich der Übertragungshebel (17) entgegen der Rückstellkraft des elastischen Gliedes (25) von dem genannten Anschlag (15) abhebt, wenn das Abtastorgan (27) seine uiitere Endstellung nicht erreichen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastwippe (9) zwei beidseits des Stempels (5) drehbar am Pressenrahmen (1) gelagerte Wippenarme (8) umfasst, die über ein Trägerrohr (26), das mit Abtastor-ganen (27) und Kühlbrausen versehen ist und der Zufuhr der Kühlflüssigkeit dient, miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungshebel (17) eine gekrümmte bzw. abgewinkelte Form aufweist und mit seiner Kehle auf dem Anschlag (15) aufliegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied eine Schraubenfeder (25) ist, welche danach trachtet, den Übertragungshebel (17) gegen den Anschlag (15) zu pressen, und die so eingestellt ist, dass sie ein Abheben des Übertragungshebels (17) von dem Anschlag (15) unter dem Einfluss der Massenkräfte nicht gestattet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied ein pneumatisch beaufschlagter, im Pressenrahmen (1) schwenkbar gelagerter Zylinder (31) ist, dessen Schwenkachse mit derjenigen des zugeordneten Wippenarmes (8) zusammenfällt und der unter einer derartigen pneumatischen Vorspannung steht, dass diese ein Abheben des Übertragungshebels (17) von dem Anschlag (15) unter dem Einfluss der Massenkräfte nicht gestattet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatisch betätigte Zylinder (31) mit einem Steuerventil versehen und der Kolbenhub so bemessen ist, dass sich der Wippenarm (8) auf Wunsch in eine obere Ruhelage ausschwenken lässt (Fig. 4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungshebel (17) mit dem Pressschlitten (2) über eine Koppel (20) verbunden ist und Wippenarm (8), Übertragungshebel (17) und Koppel (20) so aufeinander abgestimmt sind, dass einerseits die gewünschte periodische Bewegung der Abtastwippe (9) beim Passieren der Frontfläche (F) des Stempels (5) erzielt und anderseits der in seine Ruhelage hochgeschwenkte Wippenarm (8) in minimalem Ausmasse relativ zum Pressenrahmen (1) bewegt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastwippe (9) als Rohrkonstruktion ausgeführt ist und damit gleichzeitig die Zuleitung für das Kühlmittel bildet.

5 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bewegungsweg der Abtastwippe (9) ein Steuerorgan angeordnet ist, das die Kühlmittelzufuhr beim Hochschwenken über ein Ventil unterbindet.

Bei der spanlosen Umformung von Metallteilen auf au-i5 tomatischen Quertransportpressen wird bekanntlich ein Abschnitt eines zugeführten Drahtes abgetrennt und in mehreren, nebeneinander angeordneten Umformstationen sukzessive in die gewünschte Form gebracht. Jede Umformstation weist eine Matrize und einen koaxial zu derselben ange-20 ordneten, auf einem Pressschlitten hin und her gehenden Stempel auf.

Unmittelbar nach der Umformung wird der Pressling an jeder Station durch einen Greifer erfasst und zur Nachbarstation transportiert bzw. nach der letzten Station ausgewor-25 fen. Dabei kann es vorkommen, dass der Pressling nach der Umformung am Stempel hängengeblieben ist, mit dem Stempel zurückläuft und es somit beim Zuführen des neuen Presslings zu einem sogenannten «Doppellader» kommt. Dies kann für die Presswerkzeuge aufgrund der grossen auf-30 tretenden Antriebs- und Massenkräfte Störungen zur Folge haben.

Um derart hervorgerufene Beschädigungen der Presswerkzeuge zu vermeiden, wurden Abtastvorrichtungen entwickelt, welche nach jedem Umformvorgang an der Front-35 fläche des Stempels entlanggleiten und die Presse stillsetzen, sobald sie auf ein Hindernis stossen.

Die bekannten Abtastmechanismen dieser Art sind im Arbeitstakt der Presse über Kurvenscheiben angetrieben. Diese Antriebsart ist ausserordentlich kostspielig und gestat-40 tet es auch nicht, den Abtastmechanismus bei Betriebsunterbrechungen (Reparaturen, Werkzeugwechsel usw.) selbsttätig in eine obere Ruhelage ausschwenken zu lassen; das Hochschwenken muss vielmehr von Hand erfolgen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Abtast- und Kühl-45 Vorrichtungen dieser Art liegt in der aufwendigen und störungsanfälligen Kühlmittelzufuhr, die bisher durchwegs mittels biegsamer Schläuche bewerkstelligt werden musste.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum periodischen Abtasten und Kühlen der Stirn-50 fläche mindestens eines Stempels vorzuschlagen, welche keine kostspieligen Steuerkurven erfordert und ein selbsttätiges Hochschwenken der Abtastwippe in deren obere Ruhelage gestattet, derart, dass alle Gelenkverbindungen des zugehörigen Antriebsmechanismus fest und mit minimalem Spiel 55 ausgebildet werden können und das Hochschwenken der Vorrichtung keinerlei Lösen eines Gelenkes erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die im Patentanspruch 1 definierte Merkmalskombination.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbei-60 spiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Perspektivdarstellung des stempelseitigen Werkzeugteils einer automatischen Quertransportpresse.

Fig. 2 bis 5 sind vereinfachte Seitenansichten und zeigen 65 die Vorrichtung in vier verschiedenen Stellungen.

Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 2.

In einem Pressenrahmen 1 ist ein Pressschlitten 2 gleitend gelagert und von einer Kurbelwelle 3 aus (Fig. 2) über einen

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Pleuel 4 hin und her gehend angetrieben. An seiner Stirnseite trägt der Pressschlitten drei starr befestigte Stempel 5. Diese Stempel 5 werden beim Betrieb der Presse mit dem Pressschlitten in Richtung des Doppelpfeiles 6 periodisch bewegt und wirken dabei in bekannter Weise mit koaxial zu denselben angeordneten, nicht dargestellten Matrizen zusammen.

Zu beiden Seiten des Pressschlittens 2 ist am Pressenrahmen 1 je ein Lagerbock 7 befestigt (vgl. auch Fig. 6), an welchem jeweils ein Wippenarm 8 einer insgesamt mit 9 bezeichneten Abtastwippe drehbar gelagert ist. Jeder Wippenarm 8 weist zwei Rohre 10 auf, die über zwei Rohrstutzen 11 (Fig. 6) an einer Hülse 12 befestigt und ferner durch eine Distanzhülse 1 la gehalten sind. Die stirnseitig durch zwei Scheiben 13 und 14 verschlossene, als Lagerzapfen dienende Hülse 12 ist in einer Bohrung des Lagerbocks 7 schwenkbar angeordnet. Auf der Hülse 12 ist ein Anschlag 15 drehbar gelagert, an dessen Aussenfläche ein Federteller 16 befestigt ist. Der Anschlag 15 nimmt mit dem Federteller 16 an der periodischen Winkelbewegung der Hülse 12, welche nachstehend noch beschrieben wird, teil.

Auf die obere, gewölbte Stützfläche des Anschlags 15 stützt sich ein leicht abgewinkelter Übertragungshebel 17, der einerseits (Gelenk 18) am Wippenarm 8, anderseits (Gelenk 19) an einer Koppel 20 angreift, die ihrerseits am Schlitten 2 (Gelenk 21) über eine Achse 21ä drehbar angeordnet ist und somit an der Schlittenbewegung teilnimmt.

Etwa im Mittelbereich des Übertragungshebels 17 greift eine Zugstange 22 (Gelenk 23) an, die an ihrem unteren Ende einen zweiten Federteller 24 trägt. Die Zugstange ist lose gleitend durch den Anschlag 15 hindurchgeführt. Sie zieht den Übertragungshebel 17 unter dem Einfluss einer Feder 25 gegen den Anschlag 15, wobei die elastische Vorspannung der Feder 25 so gewählt ist, dass sich der Übertragungshebel 17 im Normalbetrieb der Presse, d.h. unter dem Einfluss der normalerweise wirkenden Massenkräfte, nicht vom Anschlag abheben kann.

Abtastorgane 27, welche bei der dargestellten Ausführungsform einen praktisch U-förmigen Querschnitt haben, sind mittels einer Hülse 27a auf das Trägerrohr 26 aufgeschoben und in ihrer Betriebslage beispielsweise durch eine Schraube verklemmt.

Beim Betrieb der Umformpresse wird die hin und her gehende Bewegung des Schlittens 2 über die Koppel 20 und den Übertragungshebel 17 auf die Abtastwippe 9 übertragen, die somit im Arbeitstakt der Stempel 5 so auf und ab wippt, dass die am Trägerrohr 26 befestigten Abtastorgane 27 jeweils um die hintere Totpunktlage knapp an den Stem-pel-Frontflächen F (Fig. 2) vorbeigleiten und dabei abtasten, ob diese frei bzw. noch mit einem Pressling behaftet sind. Ist kein solches Hindernis vorhanden (vgl. Fig. 2), so erreichen die Abtastorgane 27 ihre untere Endlage, in welcher sie einen berührungslosen Annäherungsschalter betätigen und damit sicherstellen, dass die Presse nicht abgeschaltet wird.

Trifft nun eines der Abtastorgane 27 auf einen solchen, am Stempel hängengebliebenen Pressling oder auf ein anderes, an der Stempel-Stirnfläche befindliches Hindernis, so wird die nach unten gerichtete Wippbewegung der Abtastwippe 9 abrupt unterbrochen; die durch diesen Aufschlag auf das Hebelsystem 8-17-20 wirkenden Kräfte heben den Übertragungshebel 17, entgegen der Rückstellkraft der Feder 25, vom Anschlag 15 ab, so dass eine Beschädigung vermieden wird. Gleichzeitig wurde die Presse infolge Ansprechens eines berührungslosen Annäherungsschalters stillgesetzt. Die entsprechende Stellung der Vorrichtung ist in Fig. 5 veranschaulicht.

Die beschriebene Vorrichtung übt jedoch nicht nur die Abtastkontrolle, sondern auch eine Kühlwirkung auf die

Stirnflächen der abgetasteten Stempel aus, was bei der Warmumformung zeitlich möglichst lange notwendig ist. Wie Fig. 6 zeigt, sind die Wippenarme 8 aus Rohren 10 gebildet, die das Kühlmittel zum Trägerrohr 26 (Fig. 1) leiten, wo es durch Kühlbrausen, d.h. an der Innenfläche der Abtastorgane 27 angeordnete Lochreihen, auf die Stempel aufgespritzt wird.

Die Zufuhr des flüssigen Kühlmittels erfolgt über einen im Lagerbock 7 angeordneten Ringkanal 29, von wo es durch Radialbohrungen 30 in die Hülse 12 und von dort über seitliche Bohrungen 33 in die Wippenarme 8 gelangt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die elastische Vorspannung, welche über die Zugstange 22 auf den Übertragungshebel 17 wirkt, nicht über eine Feder, sondern ein pneumatisch beaufschlagtes Zylinder-Kolben-Aggregat erzielt. Am unteren Ende der Zugstange 22 ist bei dieser Variante ein Kolben 32 befestigt, der in einem doppeltwirkenden Zylinder gelagert ist und unter einer nach unten wirkenden pneumatischen Vorspannung steht. Trifft ein Abtastorgan 27 beim Fahren in die Kontrollage auf ein Hindernis, so übt das pneumatische Polster die gleiche Funktion aus wie die Feder 25.

Über diese elastische Beschädigungssicherung hinaus gestattet es das Kolben-Zylinder-Aggregat jedoch, die Abtastwippe 9 mit einem Knopfdruck in eine obere, in Fig. 4 dargestellte Ruhelage zu schwenken. Der Hub des Kolbens ist zu diesem Zwecke so gross bemessen, dass die Stange 22 den Übertragungshebel 17 beim Anlegen eines entsprechenden pneumatischen Druckes vom Anschlag abhebt und nach oben schiebt. Diese Stellung ist für Werkzeugwechsel- und Einstellarbeiten besonders wichtig. Die geometrischen Verhältnisse von Koppel 20, Übertragungshebel 17 und Wippenarm 8 sind bei dieser Variante so aufeinander abgestimmt, dass die Maschine auch bei hochgeschwenkter Abtastwippe durchgedreht werden kann. Die entsprechende Abstimmung der Hebellänge und Anlenkpunkte hängt selbstverständlich von der Grössenordnung der einzelnen Teile ab und kann im übrigen dem Fachmann zugemutet werden, so dass auf die Beschreibung eines Zahlenbeispiels verzichtet wird.

In Fig. 4, welche die Abtastwippe 9 in ihrer hochgeschwenkten Lage zeigt, ist solch ein doppeltwirkender, pneumatisch beaufschlagter Zylinder mit 31 bezeichnet. Die Stange 22 ist an ihrem unteren Ende an einem Kolben 32 befestigt, der sich in der hochgeschwenkten Lage der Abtastwippe in seinem oberen Totpunkt befindet. Der doppeltwirkende Zylinder 31 ist in bekannter Weise mit Druckluftanschlüssen und Auslassöffnungen versehen, welche eine beliebige Betätigung des Kolbens in beiden Richtungen gestatten.

Dank dieser Möglichkeit, die Abtastwippe bei Bedarf hochzuschwenken, ist der Werkzeugraum optimal zugänglich. Dieses Hochschwenken kann in jeder beliebigen Pressschlittenstellung vorgenommen werden.

Gleichzeitig mit dem Hochschwenken der Wippe wird ein Ventil betätigt, das die Zuführung des Kühlmittels unterbindet.

Gegenüber den bekannten, dem gleichen Zweck dienenden Systemen bringt die beschriebene Vorrichtung die folgenden Hauptvorteile mit sich:

- Die Schwingbewegung der Abtastwippe erfolgt im Bereich der Kontrollage langsam, d.h. die Kühlzeit ist lang.

- Die an der Innenfläche jedes Abtastorganes 27 angeordnete Kühlbrause nähert sich dem Stempel von vorne oben und geht wieder nach vorne oben weg, sie folgt also der Stempelbewegung.

- Es lässt sich ohne weiteres einrichten, dass die Abtastwippe 9 beim Auftreffen auf ein Hindernis automatisch durch

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den pneumatisch beaufschlagten Kolben 32 in ihre Ruhelage hochgeschwenkt wird.

- Sämtliche Lagerungen und Dichtungen befinden sich ausserhalb der Hitze- und Schmutzzone.

- Die einfachen Befestigungsmöglichkeiten der Abtast- 5 organe 27 und der mit diesen verbundenen Kühlbrausen sowie die Möglichkeit, die Abtastwippe hochzuschwen-ken, tragen zu kurzen Umrüstzeiten bei.

Die beschriebene Ausführungsform lässt sich vom Fachmann in mannigfaltiger Weise abwandeln. Bei einer einstufigen, d.h. mit einem einzigen Stempel 5 versehenen Presse kann es beispielsweise genügen, die Abtastwippe 9 mit nur einem Arm 8 einseitig zu lagern. Bei mehrstufigen Pressen dürfte sich allerdings ausschliesslich die dargestellte zweiarmige Ausführungsform bewähren.

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2 Blatt Zeichnungen