DD227629A1

DD227629A1 - Kurvengetriebe fuer transfereinrichtungen zur pressenmechanisierung

Info

Publication number: DD227629A1
Application number: DD26708284A
Authority: DD
Inventors: Hans Dresig; Juergen Roessler; Johannes Schroepel; Bernd Arnold
Original assignee: Fz F Umform U Plastverarbeitun
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1985-09-25
Also published as: DE3530823A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe fuer eine Transfereinrichtung zur Pressenmechanisierung, insbesondere zur Erzeugung einer Vorschubbewegung, wobei das Getriebe aus einer Antriebswelle mit einer Kurvenscheibe, Rollenschieber mit Rollen und dem Uebertragungsmechanismus zum Arbeitsorgan (Transferschienen mit Greifern) besteht. Die Erfindung hat das Ziel, die dynamischen Belastungen und Positionierungenauigkeiten zu minimieren und damit eine Erhoehung der Hubzahl bzw. die Verbesserung der Zuverlaessigkeit einer Transfereinrichtung zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurvengetriebe mit verminderter Schwingungsanregung zu schaffen. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass - die Kurvenscheibe ueber 360 Grad ein sich staendig aenderndes Kurvenprofil besitzt und an der Stelle der Werkstueckpositionierung die Kontaktstelle Kurvenprofil Abtastrolle einen kleinsten oder groessten Abstand von der Drehachse der Kurvenwelle aufweist und-die kinematische Abtriebsbewegung h nach der Beziehung hA0A1 cos fA3 cos 3 fB1 sin fB3 sin 3 f bestimmt ist, wobei A0, A1, A3, B1 und B3 die aus konkreten Randbedingungen der Bewegung, der Greifergeometrie und dem Bewegungsgesetz des Querhubgetriebes ermittelbare Koeffizienten sind und f der Antriebswinkel der Kurvenscheibe ist. Fig. 3

Description

Titel der Erfindung

Kurvengetriebe für Transfereinrichtungen zur Pressenmechanisierung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe für eine Transfereinrichtung zur Pressenmechanisierung, insbesondere zur Erzeugung einer Vorschubbewegung, wobei das Getriebe aus einer Antriebswelle mit einer Kurvenscheibe, Rollenschieber mit Rollen und dem Übertragungsmechanismus zum Arbeitsorgan (Transferschienen mit Greifern) besteht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei bekannten Transfereinrichtungen wird der für das Fassen und Transportieren erforderliche Bewegungszyklus von zwei Greiferschienen durch zwei wechselseitig arbeitende Kurvengetriebe, dem Längshubgetriebe zum Transport und dem Querhubgetriebe zum Fassen der Werkstücke, reicht. In der Rastphase des einen Getriebes liegt dabei jeweils die Bewegungsphase des anderen.

-7 Q <U-fH

Das Vorschubgetriebe ist als formschlüssiges Kurvengetriebe mit einer Gleichdickkurve, z. B". nach DE-OS 22 00 754, ausgebildet, wobei die Kurvenkontur aus Bereichen kinematisch exakter Rast endlicher Dauer Und Bereichen mit Abtriebsbewegung nach einer aus der Literatur VDI-Riehfclinie Nr. 2143, Tafel 1, Seite 5 oder Autorenkollektiv (Herausgeber 3. Volmer): Getriebetechnik-Lehrbuch, 4. Auflage 1980, Seite 359 üblichen'Übertragungsfunktion gebildet wird.

Das Kurvengetriebe in der bisherigen Ausführung realisiert kinematisch in den Endlagen der Transferschienen eine exakte Rast. Infolge der Elastizität der Getriebeglieder und des die Übertragungsfunktion charakterisierenden Erregerspektrums (Harmonische) kommt es bei hohen Hubzahlen am An- und Abtrieb besonders des Längshubsgetriebes zu unerwünschten Schwingungen, die eine genaue Positionierung der Werkstücke verhindern, zu erhöhten Belastungen der Getriebeglieder führen und dementsprechend die max. Hubzahl der Transfereinrichtung begrenzen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die dynamischen Belastungen und Positionierungenauigkeiten zu minimieren und damit eine Erhöhung der Hubzahl bzw. die Verbesserung der Zuverlässigkeit einer Transfereinrichtung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurvengetriebe mit verminderter Schwingungsanregung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

- die Kurvenscheibe(11)über 360 Grad ein sich ständig änderndes Kurvenprofil (I2)besitzt und an der Stell-e der Werkstückpositionierung (10)die Kontaktstelle Kurven-¹ profil(12)Abtastrolle(15)einen kleinsten oder größten Abstand von der Drehachse der Kurvenwelle(13)aufweist und

- die kinematische Abtriebsbewegung h nach der Beziehung h = A + A₁ cos f + A₀ cos 3ψ + B₁ sin Φ + 8_Ο sin 3f

O 1 ' ό ' 1 ' ο

best im nit ist, wobei A_, A.,., A₀, B., und B₀ die aus

'·*-> Jw O -i. V-·

konkreten Randbedingungen der Bewegung, der Greifergeometrie und dem Bewegungsgesetz des Querhubgetriebes ermittelbare Koeffizienten sind und ^P der Antriebswinkel der Kurvenscheibe (11)ist.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß die Transfereinrichtung höhere Hubzahlen mit automatisierter Werkstückhandhabung ausgerüsteten Presse erlaubt. Mit dem erfindungsgemäßen Kurvengetriebe werden die Schwingungen der Transferschienen an der Stelle der

Werkstückpositionierung nahezu vollständig vermieden, so daß ein störungsfreier Werkstücktransport möglich ist

Die d'urch Fehlpositionierung hervorgerufenen Folgeschäden an der Presse, am Werkzeug und an den Greifertaschen uar Transferschienen werden ausgeschalten.

Die Schwankungen des Drehmomentes im Antrieb und das effektive Antriebsdrehmoment verringern sich wesentlich und folglich wird eine höhere Lebensdauer der Getriebeglieder erreicht. Dasselbe gilt für die Abtriebsseite des Kurvengetriebes. Hier führt die Verringerung der Gelenkkräfte zu einer erhöhten Lebensdauer der Lager und ist Voraussetzung für eine massesparende Bauweise.

Die Leistungsaufnahme der Transfereinrichtung sinkt infolge des kleineren effektiven Antriebsdrehmomentes.

Der Herstellungsaufwand erhöht sich nicht, und die erfindungsgemäßen Kurvenscheiben sind gegen solche.der bisherigen Art austauschbar. Damit besteht die Möglichkeit, bereits im Einsatz befindliche Transfereinrichtungen mit den erfindungsgemäßen Kurvenscheiben nachzurüsten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll am Ausführungsbeispiel einer Transfereinrichtung erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : Diagramm der Längshubbewegung und Längshubschwingung der Transferschienen als Funktion des Antriebswinkels ψ der Kurvenscheibe bei der bisherigen Ausführung

Fig. 2 : Diagramm der Längshubbewegung und Längshubschwingung der Transferschienen als Funktion des Antriebsvvinkels ψ der Kurvenscheibe bei der erfindungsgemäßen Ausführung

Fig. 3 : Getriebeschema des Kurvengetriebes mit der erfindungsgemäßen Kurvenscheibe

Fig. 4 : Getriebeschema der Transfereinrichtung Fig. 5 : Bevvegungszyklus der Transferschienen

Fig. 1 zeigt die Längshubbewegung und Längshubschwingung der Transferschienen als Funktion des Antriebsvvinkels der Kurvenscheibe bei der bisherigen Ausführung des Kurvenprofils. Hier setzt sich die Übertragungsfunktion der Kurve aus vier Teilabschnitten, Gleichlaufabschnitt 1, vordere Rast 2, Gegenlaufabschnitt 3, hintere Rast 4, zusammen, die in ihren Anschlußstellen 5 bis 8 Unstetigkeiten in den höheren Ableitungen aufweisen und demzufolge ein Erregerspektrum der Längshubschwingung 9 mit unendlich vielen

Harmonischen hervorrufen. Die an der Stelle der Werkstückpositionierung 5 vorhandenen Längsschwingung 9 der Amplitude S₁ rufen beim öffnen der Transferschienen ein wiederholtes, ungewolltes und unkontrolliertes Berühren der Greifer mit dem Werkstück hervor. Als Folge bleibt das Werkstück nicht in der geforderten Sollposition zum Werkzeug liegen und es treten Störungen beim Umformvorgang und hohe dynamische Belastungen auf, wodurch die Zuverlässigkeit der Anlage sinkt und letztendlich die Produktivität der Anlage begrenzt wird.

Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 2 das Diagramm der Längshubbewegung und der verringerten Langshubschwingung 9' der Transferschienen als Funktion des Antriebswinkels ψ der Kurvenscheibe bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Kurvenprofils. Hier werden keine Bewegungsabschnitte unterschieden, .und die Übertragungsfunktion der Kurve hat keine Unstetigkeiten in den höheren Ableitungen, weil die Bewegung der mathematisch geschlossenen Beziehung h = A_q + A₁ cos Ψ + A₃ cos 3 9 + B₁ sin ψ + B₃ sin 3ψ gehorcht.

Die Folge ist eine wesentliche Verringerung der Amplitude S der Längsschwingung 9' an der Stelle der Werkstückpositionierung 10.

Kurvengetriebe für Transfereinrichtungen der beschriebenen Art bestehen gemäß Fig. 3 und 4 aus der Kurvenscheibe 11, die das Kurvenprofil 12 trägt. Die Kurvenscheibe 11 ist auf der von der Presse synchron zur Stößelbewegung angetriebenen Kurvenwelle 13 befestigt. Der Rollenschieber trägt die Abtastrollen 15 und 16 und lenkt über die Koppel 17 den Schwenkhebel 18 an. Dieser überträgt den Weg h des Rollenschiebers 14 in den Längshubweg s der Transferschienen 21 und 22. Bei Berücksichtigung der Hebellängen I₁ und 1„ am Schwenkhebel 18 (Fig. 3) und Vernachlässigung der

geringen Ungleichförmigkeit der Übersetzung folgt für den Zusammenhang zwischen Weg des Rollenschiebers und Längshubweg der Transferschienen:

¹I ⁺ ¹Z s = ± £_ χ h

Die Koppel 19 überträgt die Bewegung vom Schwenkhebel 18 auf die Traverse 20, die in nicht dargestellter Art auf die' Transferschienen 21 und 22 die Längshubbewegung überträgt. Für die Querhubbewegung erzeugt ein nicht dargestelltes Kurvengetriebe an der Schwenkwelle 23 eine Schwenkbewegung 24, die über die Querhubeinheiten 25 und 26 in die gegensinnige Querhubbewegung der Transferschienen gewandelt wird Die Transferschienen 21 und 22 tragen die Greiforgane 27 und 28, diese bewegen die Werkstücke 29.

Die Transferschienen 21 und 22 führen dabei einen Bewegungszyklus aus, der entgegen dem bisher üblichen Zyklus einen Verlauf gemäß Fig. 5 aufweist. Die Zuordnung des Antriebswinkels f zur Bewegung läßt in der Umgebung des Werkstückpositionspunktes 10 erkennen, daß die Transferschienen sehr langsam iß-die>Endlage einfahren.

Für die erfindungsgemäße Form der Längshubbewegung nach Fig. 2 und dem Bewegungszyklus.nach Fig. 5 werden die Koeffizienten für die Gleichung der Abtriebsbewegung nach folgenden Randbedingungen berechnet:

- Die Stelle der Werkstückpositionierung 10 befindet sich in der vordersten Position der Transferschienen ^(h =

- An der Stelle der Werkstückpositionierung 10 muß die Geschwindigkeit der Transferschienen Null sein (h = 0)

- An der Stelle der Werkstückpositionierung 10 muß die

• ·

Beschleunigung der Transferschienen Null sein (h = 0)

Nach Aufstellung der Übertragungsfunktion nullter, erster und zweiter Ordnung und Lösung des Gleichungssystems ergibt sich z. 8. für einen Hub des Rollenschiebers 14 von h = 140 mm für h die Beziehung h = 70-78,75 cos f + 8,75 cos 3 φ in mm.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Kurvengeometrie wird überraschenderweise eine wesentliche Steigerung der Produktivität der Gesamtanlage bei einer hohen Zuverlässigkeit in der Werkstückhandhabung erreicht.

Claims

Erfindungsanspruch

Kurvengetriebe für eine Transfereinrichtung zur Pressenmechanisierung, insbesondere zur Erzeugung einer Vorschubbewegung, wobei das Getriebe aus einer Antriebswelle mit einer Kurvenscheibe, Rollenschieber mit Rolle und dem Obertragungsmechanismus zum Arbeitsorgan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Kurvenscheibe (11) über 360 Grad ein sich ständig änderndes Kurvenprofil (12) besitzt und an der Stelle der Werkstückpositionierung (10) die Kontaktstelle Kurvenprofil (12) Abtastrolle (15) einen kleinsten oder größten Abstand von der Drehachse der Kurvenwelle (13) aufweist und

-die kinematische Abtriebsbewegung h nach der Beziehung h = A₀ + A₁ cos 9 - + A₃ cos 3f +B₁ sin^f + B₃ sin 3 bestimmt ist, wobei A , A₁, A₃, B₁ und B₃ die aus konkreten Randbedingungen der Bewegung, der Greifergeometrie und dem Bewegungsgesetz des Querhubgetriebes ermittelbare Koeffizienten sind und ψ der Antriebswinkel der Kurvenscheibe (11) ist.·