DE3329900A1

DE3329900A1 - Vorrichtung zum dreidimensionalen transfer von werkstuecken

Info

Publication number: DE3329900A1
Application number: DE19833329900
Authority: DE
Inventors: Masakatsu Kanazawa Ishikawa Mizumoto
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1984-02-23
Also published as: KR840005700A; US4540087A; KR890002735B1

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dreidimensionalen Transfer von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung dient dazu, in unterschiedlicher Weise zu bearbeitende Werkstücke vorzurücken oder zu indexieren, und umfaßt zwei parallel in Abstand zueinander angeordnete Transferbalken, mit denen die Werkstücke durch eine Folge von Bearbeitungsstationen, beispielsweise in einer dreidimensionalen Transferpresse, transportiert werden.

Eine dreidimensionale Transferpresse ist eine automatisch oder seriell arbeitende Maschine mit einer Folge von Preßstationen, in denen flache Werkstücke fortlaufend zu unterschiedlichen Blechprodukten verarbeitet werden, wie sie beispielsweise als Dächer, Bodenwannen und Türen von Fahrzeugen oder dergleichen verwendet werden. Die oben erwähnten Transferbalken erstrecken sich waagerecht durch die gesamte Presse und sind sowohl in Längsrichtung als auch aufeinander zu und voneinander weg sowie aufwärts und abwärts hin-und hergehend beweglich. Die Wiederholung dieser Bewegungen in einer vorgegebenen Abfolge ermöglicht es, mit Hilfe der Transferbalken die Werkstücke zu erfassen, anzuheben und nacheinander von einer Preßstation zur nächsten zu überführen.

Herkömmliche Mechanismen zur Erzeugung derartiger Längs-Quer- und Vertikalbewegungen der Transferbalken wurden sämtlich über Getriebezüge, Verbindungsgestänge und dergleichen durch die Transferpresse selbst angetrieben. Um mehrere unterschiedlich weite Transferbalken-Hübe in jeder der möglichen Bewegungsrichtungen zu ermöglichen,

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mußte in jedem Antriebsmechanismus eine entsprechende Anzahl von Nocken oder entsprechenden Maschinenteilen vorgesehen sein. Die Antriebsmechanismen hatten daher eine komplizierte Konstruktion und waren verhältnismäßig groß und sperrig.

Darüber hinaus hat die Verwendung von Nocken oder dergleichen den Nachteil, daß die Transferbalken-Hübe nicht stufenlos sondern lediglich schrittweise veränderbar sind.

Es besteht auch keine Möglichkeit, die Ausgangs- und Endpositionen der Transferbalken in Längs- Quer- oder Vertikalrichtung auf einfache Weise nachzustellen. Dies ist besonders nachteilig, da auf der Transferpresse Werkstücke unterschiedlicher Formen und Größen zur Herstellung entsprechend unterschiedlicher Preßteile bearbeitet werden sollen.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, daß die Mechanismen zur Erzeugung der Längs-Quer- und Vertikalbewegungen der Transferbalken mechanische und funktionell miteinander verbunden sein mußten. Hierdurch wurde es erschwert, die einzelnen Mechanismen zu warten und die Transferbalken zum Auswechseln der Preßformen sowie zum Auswechseln von Greiferfingern an den Transferbalken in eine erforderliche Anzahl einzelner Segmente zu zerlegen.

Die Erfindung ist-.darauf gerichtet, eine stufenlose Verstellung der Hublängen der Transferbalken in den verschiedenen Bewegungsrichtungen sowie eine Einstellung der jeweiligen Anfangs- und Endpositionen auf einfache Weise zu ermöglichen und die Wartung der Antriebsmechanismen für die Transferbalken sowie das Zerlegen der Transferbalken in Segmente zu erleichtern.

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Die Erfindung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Vorrückmechanismus zur Erzeugung der hin- und hergehenden Längsbewegung der Transferbalken an einem Ende der Transferbalken angeordnet. Zwei Spannmechanismen zur Erzeugung der gleichzeitigen Bewegungen der beiden Transferbalken aufeinander zu und voneinander weg sind im Bereich der entgegengesetzten Enden der Transferbalken vorgesehen. Zwei ebenfalls in der Nähe der beiden Enden der Transferbalken angeordnete Hubmechanismen dienen zur Erzeugung der gleichzeitigen Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Transferbalken. Die Vorrück- Spann- und Hubmechanismen werden jeweils durch getrennte Antriebseinrichtungen angetrieben, die jeweils wenigstens einen Gleichstrom-Servomotor umfassen.

Die Gleichstrom-Servomotoren lassen sich auf einfache Weise derart steuern, daß die gewünschten Längs- Quer- und Vertikalbewegungen der Transferbalken in vorgegebener Abfolge erfolgen. Darüber hinaus ermöglichen die Servomotoren eine stufenlose Verstellung der Transferbalken-Hübe in Längs- Quer- und Vertikalrichtung sowie eine Einstellung der jeweiligen Extrempositionen der Transferbalken in den verschiedenen Richtungen. Aufgrund der unabhängigen Servomotor-Antriebe ist es darüber hinaus nicht mehr erforderlich, die Vorrück- Spann- und Hubmechanismen mechanisch zu verbinden. Hierdurch wird die Wartung der einzelnen Mechanismen und das Aufteilen der Transferbalken zum Wechsel der Preßformen wesentlich vereinfacht.

Darüber hinaus wird durch die Erfindung eine beträchtliehe Vereinfachung der gesamten Konstruktion der Vor-

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richtung ermöglicht.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich mit Überlastungssicherungen versehen, die in die Spannmechanismen integriert sind. Die Überlastungssicherungen dienen dazu, ein Durchbiegen oder Brechen der Transferbalken zu verhindern, wenn bei der aufeinander zu gerichteten Einwärtsbewegung der Transferbalken eine überbeanspruchung auftritt, beispielsweise weil die Bewegung durch ein zwischen die Transferbalken geratenes Teil blockiert wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. 15

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer für den Einsatz zusammen mit einer Transferpresse vorgesehenen dreidimensionalen Transfervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Grundriß eines

Zufuhrmechanismus der Vorrichtung aus Fig. 1;
25

Fig. 3 ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Zufuhrmechanismus aus Fig. 2;

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch den Zufuhrmechanismus längs der Linie IV-

IV in Fig. 3;

Fig. 5 ist ein vergrößerter waagerechter Schnitt

durch einen Spannmechanismus und einen zugeordneten Hubmechanismus der Vorrichtung

aus Fig. 1

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Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch die

Spann- und Hubvorrichtungen aus Fig. 5;

Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 ist ein Grundriß einer Überlastungssicherung der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

ist ein senkrechter Längsschnitt durch die überlastungssicherung aus Fig. 9;

ist ein Schnitt durch die überlastungssicherung längs der Linie XI-XI in Fig. 10;

ist eine schematisierte perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Vorrichtung.

Mit Bezug auf Figur 1 soll der grundlegende Aufbau eines Beispiels einer erfindungsgemäßen dreidimensionalen Werkstück-Transfervorrichtung erläutert werden, die für den Einsatz zusammen mit einer Transferpresse vorgesehen ist. Die insgesamt mit 20 bezeichnete Transfervorrichtung umfaßt zwei waagerechte, parallel in Abstand zueinander verlaufende Transferbalken 22. Auf jeder Seite der Transferbalken 22 sind mehrere - im gezeigten Beispiel zwei aufrecht stehende Säulen 24 vorgesehen, die lediglich zeit-

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	Fig.	11
20
	Fig.	12

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weise installiert sind und die am oberen Ende das nicht gezeigte Oberteil der Transferpresse tragen.

Zum Auswechseln der nicht gezeigten Preßformen müssen die Transferbalken 42 seitwärts aus der Presse hinausbewegt werden. Da die Transferbalken jedoch länger sind als der Abstand zwischen den auf jeder Seite vorgesehenen Säulen 24, können die Transferbalken nur dann nach außen bewegt werden, wenn sie zuvor geteilt werden. Jeder Transferbalken ist im gezeigten Beispiel in drei Abschnitte 22-1, 22-2 und 22-3 unterteilt, wobei der mittlere Abschnitt 22-2 kürzer ist als der Abstand zwischen den Säulen 24. Die drei Abschnitte eines jeden Transferbalkens sind normalerweise starr miteinander verbunden. Zum Auswechseln der Formen werden die beiden End-Abschnitte 22-1 und 22-3 eines jeden Transferbalkens in Längsrichtung von dem mittleren Abschnitt 22-2 weg bewegt. Sodann werden die mittleren Abschnitte 22-2 der beiden Transferbalken zusammen mit den nicht gezeigten Preßformen auf einer beweglichen Aufspannplatte 26 aus der Presse herausbewegt. Die bewegliche Aufspannplatte 26 trägt Auflager 28, auf die die mittleren Transferbalken-Abschnitte 22-2 nach dem Lösen von den End-Abschnitten 22-1 und 22-3 aufgesetzt werden.

Derartige unterteilte Transferbalken sind für sich bekannt.

An einem ausgangsseitigen Ende des Transferbalkenpaares, rechts in Figur 1, ist ein Vorrückmechanismus 30 vorgesehen, mit dem die Transferbalken 22 in Längsrichtung hin- und hergehend bewegbar sind. Der Vorrückmechanismus 30 ist in einem Gehäuse- 32 untergebracht. Unmittelbar stromaufwärts des Vorrückmechanismus - bezogen auf die Bewegungsrichtung der Werkstücke - ist ein weiteres Gehäuse 34 zur Aufnahme eines Spannmechanismus 36 und eines Hubmechanismus 38 vorgesehen. Ein weiteres Gehäuse

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34' befindet sich am Eingangs-Ende des Transferbalkenpaares. Dieses Gehäuse nimmt einen weiteren Spannmechanismus 36' und einen weiteren Hubmechanismus 38' auf. Die Mechanismen 36' und 38' sind jeweils ähnlich den entsprechenden Mechanismen 36 und 38 ausgebildet. Die beiden Spanninechanismen 36 und 38 bewirken gemeinsam die Bewegung der Transferbalken 22 aufeinander zu und voneinander weg, während die beiden Hubmechanismen 38 und 38' gemeinsam die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Transferbalken bewirken.

Obgleich dies in Figur 1 nicht deutlich erkennbar ist, sind Überlastungsmechanismen sowohl baulich als auch funktionell in die Spannmechanismen 36 und 36' integriert. Die Überlastungssicherungen verhindern ein Durchbiegen oder Brechen der Transferbalken 22, falls diese bei der durch die Spannmechanismen 36 und 36' bewirkten Bewegung aufeinander zu übermäßig beansprucht werden sollten.

Nachfolgend sollen der Vorrückmechanismus 30, die beiden Spannmechanismen 36 und 36', die beiden Hubmechanismen 38 und 38' und die Überlastungssicherungen in der angegebenen Reihenfolge im einzelnen beschrieben werden, und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung wird im Anschluß an diese Beschreibungen erläutert.

Vorrückmechanismus

Zur Beschreibung der Einzelheiten des Vorrückmechanismus 30 wird außer auf Figur 1 auch auf die Figuren 2, 3 und 4 Bezug genommen. Wie aus diesen Figuren erkennbar ist, weist das den Vorrückmechanismus 30 aufnehmende Gehäuse 32 eine Aussparung 40 auf, die ein Förderband 42 zum Abtransport nicht gezeigter fertiger Preßteile

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von der Vorrichtung aufnimmt. Dieses Förderband ist eigentlich kein Bestandteil des Vorrückmechanismus 30, obgleich die verbesserte Konstruktion des Vorrückmechanismus die Installation des Förderbandes ermöglicht hat, wie nachfolgend näher erläutert werden soll.

Der Vorrückmechanismus 30 wird angetrieben durch einen Gleichstrom-Servomotor 44 (Figuren 1 und 4), der unterhalb des Gehäuses 32 angeordnet ist. Zur besseren Unterscheidung von nachfolgend beschriebenen weiteren Gleichstrom-Servomotoren soll der Servomotor 44 als Vorrück-Motor bezeichnet werden. Der Vorrück-Motor 44 ist über ein Reduziergetriebe 46 und einen Steuerriemen oder eine ähnliche Antriebsverbindung 48 mit einem Fortsatz 50 einer Antriebswelle 52 verbunden, die waagerecht im rechten Winkel zu den Transferbalken 22 in dem Gehäuse 32 angeordnet ist.

Wie am deutlichsten in Figur 4 zu erkennen ist, ist die Antriebswelle 52 an ihren entgegengesetzten Enden in zwei Lagern 54 drehbar in den gegenüberliegenden Wänden 56 des Gehäuses 32 gelagert. Zwei jeweils mit einer Zahnstange 60 kämmende Ritzel 58 sind in der Nähe der entgegengesetzten Enden der Antriebswelle 52 drehfest auf der Antriebswelle montiert. Die Zahnstangen 60 sind jeweils an der Unterseite eines Schlittens 62 befestigt und verlaufen parallel zu den Transferbalken 22. Die Schlitten 62 weisen annähernd die Form eines oben offenen Kastens auf und sind unmittelbar unter den End-Abschnitten 22-3 der Transferbalken 22 in Längsrichtung der Transferbalken beweglich. Zur Führung der Schlitten 62 sind jeweils zwei Führungsstangen 64 vorgesehen. Auf jedem Schlitten 62 sind zwei weitere, rechtwinklig zu den Transferbalken 22 verlaufende Führungsstangen 66 befestigt. Entlang jedem Paar der Führungsstangen 66

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ist ein weiterer Schlitten 68 verschiebbar, auf dem ein aufragender Führungszapfen 70 starr befestigt ist. Die beiden zuerst genannten Schlitten 62 sollen nachfolgend als Längs-Schlitten bezeichnet werden, während die beiden anderen Schlitten 68 als Quer-Schlitten bezeichnet werden. Die Führungszapfen 70 sind über Lagerhülsen 72 gleitend verschiebbar in Bohrungen in den Ausgangs-Enden der Abschnitte 22-3 der Transferbalken 22 gelagert.

Der Vorrückmechanismus 30 bewirkt eine hin- und hergehende Längsbewegung der Transferbalken 22 und gestattet darüber hinaus eine Bewegung der Transferbalken aufwärts und abwärts sowie aufeinander zu und voneinander weg. Die aufragenden Führungszapfen 70 sind langer als der vorgegebene maximale Aufwärts-Abwärts-Hub der Transferbalken. Anstelle der beiden Längs-Schlitten 62 kann ein einziger Längs-Schlitten vorgesehen sein. Die Verwendung zweier getrennter Längs-Schlitten hat jedoch den Vorteil, daß zwischen den beiden Schlitten ein großer Freiraum zur Installation des Förderbandes 42 besteht.

In Figur 4 sind ferner ein Nachlaufsensor-Nocken 74, ein diesem zugeordneter kontaktloser Schalter 76 und ein Drehmelder 78 oder eine ähnliche Einrichtung zur Erzeugung eines Signals erkennbar, mit der die Arbeitsweise des Vorrückmechanismus zeitlich auf die Arbeitsweisen der übrigen Mechanismen abgestimmt wird.

Spannmechanismen

Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 erwähnt wurde, sind die Spannmechanismen 36 und 36' sowie die beiden Hubmechanismen 38 und 38' jeweils in den betreffenden Gehäusen 34 und 34' zwischen den beiden Säulen-Paaren 24 untergebracht. Es soll daher mit Bezug auf Figuren

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5 und 6 lediglich der rechte Spannmechanismus im einzelnen beschrieben werden, und diese Beschreibung ist auch auf den anderen Spannmechanismus 36' anwendbar. Die Einzelheiten des Spannmechanismus 36' sind mit den gleichen, nur jeweils mit einem ' versehenen Bezugszeichen wie die entsprechenden Kirr/elheil.o.n do a Spanntmichaülsnum 36 bezeichnet.

Zum Antrieb des Spannmechanismus 36 ist ein weiterer Gleichspannungs-Servomotor 80 (Figur 1) außerhalb des Gehäuses 34 angeordnet. Der Servomotor 80 soll im folgenden als Spann-Motor bezeichnet werden. Der Spann-Motor ist gemäß Figuren 1 und 6 über ein Reduziergetriebe 84 und einen Steuerriemen oder eine ähnliche Antriebsverbindung 86 mit einer Kegelradanordnung 82 verbunden. Die

Kegelradanordnung 82 ist an der Unterseite des Gehäuses 34 für die Spann- und Hubmechanismen montiert und weist eine sich aufwärts in das Gehäuse erstreckende Ausgangswelle 88 auf.
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Ein Ritzel 90 ist fest auf dem oberen Ende der Ausgangswelle 88 der Kegelradanordnung montiert und befindet sich in der Mitte zwischen den beiden Transferbalken 22. Zwei parallel zueinander verlaufende Zahnstangen 92 gehen jeweils von einem Spannschlitten 94 aus und stehen mit entgegengesetzten Seiten des Ritzels 90 in Eingriff. Die Spannschlitten 94 sind jeweils mit einem der Endabschnitte 22-3 der Transferbalken 22 verbunden, wie später näher beschrieben werden soll.
30

Wie aus Figuren 1, 5 und 7 hervorgeht, ist jeder der Spannschlitten 94 gleitend verschiebbar auf zwei rechtwinklig zu den Transferbalken 22 verlaufenden Führungsstangen 96 montiert. Die Spannschlitten 9 4 sind einander gegenüberliegend angeordnet, und die Zahnstangen 92

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verlaufen von den einander zugewandten Flächen der Spannschlitten aufeinander zu, so daß sie an entgegengesetzten Seiten mit dem Ritzel 90 kämmen. Die Spannschlitten sind zusammen mit den Transferbalken 22 entlang den Führungsstangen 96 verschiebbar.

Die Drehung des Ritzels 90 im Uhrzeigersinn in Figur 5 wird somit zu einer aufeinander zu gerichteten Bewegung der Transferbalken 22, während die Drehung des Ritzels im Gegenuhrzeigersinn eine voneinander weg gerichtete Bewegung der Transferbalken bewirkt. Die Anordnung des Ritzels 90 in der Mitte zwischen den Transferbalken 22 und der gleichzeitige Eingriff des Ritzels mit den von den gegenüberliegenden Oberflächen der Spannschlitten 94 vorspringenden Zahnstangen bildet eines der wesentlichen Merkmale des Spannmechanismus 36. Durch diese Anordnung wird verhindert, daß die Zahnstangen während der voneinander weg gerichteten Bewegung der Transferbalken an den Säulen 24 anstoßen. Die Säulen brauchen daher nicht mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Zahnstangen versehen zu sein.

Gemäß Figur 6 geht von der Kegelradanordnung 82 in waagerechter Richtung eine weitere Welle 98 aus. Diese Welle 98 trägt einen Nachlaufsensor-Nocken 100, der einem kontaktlosen Schalter 102 zugeordnet ist. Ein Drehmelder 104 oder dergleichen erzeugt ein Signal zur Steuerung des Betriebs des Spannmechanismus in zeitlicher Abstimmung mit der Arbeitsweise der übrigen Mechanismen.

• - Hubmechanismus

Die Figuren 5,6,7 und 8 veranschaulichen den Aufbau des Hubmechanismus 38. Der andere Hubmechanismus 38' weist die gleiche Konstruktion auf. Zum Antrieb des Hubmechanis-

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mus ist ein dritter Gleichstrom-Servomotor 106 (Figur 5) vorgesehen, der nachfolgend als Hub-Motor bezeichnet werden soll. Der Hub-Motor 106 ist an einer Seite des Gehäuses 34 für die Spann- und Hubmechanismen angeordnet und über ein Reduziergetriebe 110 und einen Steuerriemen oder eine ähnliche Antriebsverbindung 112 mit einer längsgeriffelten Antriebswelle 108 verbunden. Die Antriebswelle 108 ist rechtwinklig zu den Transferbalken 22 innerhalb des Gehäuses 34 angeordnet und in ihrem Mittelabschnitt drehbar in einem Lager 114 gelagert. Zwei Ritzel 116 sind derart auf die Antriebswelle 108 aufgekeilt, daß sie zusammen mit dieser drehbar und in Axialrichtung der Antriebswelle aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind. Die Ritzel 116 sind jeweils drehbar in einem der Spannschlitten 94 montiert, so daß sie gemeinsam mit diesem entlang der Antriebswelle 108 bzw. entlang der Führungsstangeη 96 verschiebbar sind.

Jeder der Spannschlitten 94 nimmt zwei aufrecht stehende Führungsstangen 118 und 120 auf, die an ihren oberen Enden mit einer rinnenförmigen Halterung für einen der Transferbalken 22 verbunden sind. Die Transferbalken 22 sind jeweils in Längsrichtung in Bezug auf die betreffende Halterung 122 verschiebbar, jedoch in der Richtung aufeinander zu bzw. voneinander weg nur gemeinsam mit den Halterungen und den Spannschlitten 94 beweglich. Die sich parallel in Abstand zueinander von den Halterungen 122 aus nach unten erstreckenden Führungs stangen 118 und 120 sind auf entgegengesetzten Seiten eines der Ritzel 116 auf der Antriebswelle 108 angeordnet.

Wie insbesondere in Figur 8 zu erkennen ist, ist jeweils die Führungsstange 118 in Längsrichtung mit einer Zahnung 124 versehen, die mit dem betreffenden Ritzel 116 auf der Antriebswelle 108 kämmt. Somit bewirkt die Drehung

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der Ritzel 116 in entgegengesetzte Richtungen die Aufwärtsund Abwärts-Bewegung der Transferbalken 22. Die nicht gezahnten Führungsstangen 120 dienen lediglich zur Führung der Transferbalken bei der Aufwärts- und Abwärts-Bewegung in Bezug auf die Spannschlitten 94.

Figur 5 zeigt einen Nachlaufsensor-Nocken 126 und einen zugeordneten kontaktlosen Schalter 128. Ein Drehmelder 130 oder eine ähnliche Einrichtung erzeugt ein Signal zur Zeitsteuerung der Arbeitsweise des Hubmechanismus 38.

Überlastungssicherungen

Die uberlastungssicherungen sind in den zuvor beschriebenen Figuren nicht dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch ohne die Überlastungssicherungen voll funktionsfähig. Aus den nachfolgend erläuterten Gründen stellen die Überlastungssicherungen jedoch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dar.

Wie oben beschrieben wurde, werden die beiden Spannmechanismen 36 und 36' jeweils durch die betreffenden Antriebsmechanismen angetrieben, die die Spann-Motoren oder Gleichstrom-Servormotoren 80 und 80' umfassen. Die beiden Gleichstrom-Servomotoren sind elektrisch synchronisiert, so daß die beiden Spannmechanismen 36 und 36' die Transferbalken 22 simultan aufeinander zu und voneinander weg bewegen. Es soll nunmehr angenommen werden, daß während der aufeinander zu gerichteten Bewegung der Transferbalken an einem Ende des Transferbalken ein Fremdkörper eingeklemmt wird. In diesem Fall wird durch ein nicht gezeigtes elektrisches Steuersystem der Vorrichtung der überlastete der beiden Spann-Motoren unverzüglich angehalten. Der andere Spann-Motor verhin-

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dert jedoch nicht, daß sich die beiden anderen Enden der Transferbalken nach der Erzeugung des Nothalt-Signals aufgrund ihrer Trägheit noch ein gewisses Stück aufeinander zu bewegen. Ohne die nachfolgend beschriebenen Überlastungssicherungen könnten die Transferbalken daher verbogen oder zerbrochen werden.

Die überlastungssicherungen sind den Spannmechanismen 36 und 36' umittelbar zugeordnet. An dem Spannmechanismus 36 sind jeweils zwei Überlastungssicherungen zwischen dem einen Paar der aufragenden Führungsstangen 118 und 120 und der den einen Transferbalken 22 tragenden rinnenförmigen Halterung 122 angeordnet.

Figuren 9,10 und 11 zeigen eine dieser Überlastungssicherungen, die insgesamt mit 132 bezeichnet ist. Wie in Figur 10 zu erkennen ist, sind die beiden aufragenden Führungsstangen 118 und 120 an ihren oberen Enden nicht wie in Figuren 6,7 und 8 unmittelbar mit der rinnenförmigen Halterung 122, sondern starr mit einer diese Halterung unterfangenden Plattform 134 verbunden. Ein mit einem Kopf versehener Zapfen oder Drehzapfen 136 erstreckt sich von der Halterung 122 nach unten und steht über eine Lagerhülse 140 drehbar mit einer in der Plattform 134 gebildeten Bohrung 138 in Eingriff. Der Drehzapfen ist zwischen den beiden Führungsstangen 118 und 120 angeordnet. Die Halterung 122 ist in Bezug auf die Plattform 134 um den Drehzapfen 136 drehbar. Normalerweise wird jedoch eine solche Drehung durch nachfolgend beschriebene Einrichtungen verhindert.

An der Unterseite der Halterung 122 ist ein Gehäuse befestigt, das einen Block 144 aus Polyurethan-Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material aufnimmt. Das Gehäuse 142 ist in Längsrichtung des Transferbalkens

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gegenüber der Plattform 134 versetzt und liegt dieser mit einem geringen Zwischenraum gegenüber.

Der elastische Block 144 wird innerhalb des Gehäuses 142 zwischen zwei in Längsrichtung der Transferbalken 22 verschiebbaren Druckplatten 146 eingespannt. Eine Stellschraube 148 oder ein ähnliches mit Gewinde versehenes Befestigungselement an dem Gehäuse 142 liegt an der linken Druckplatte 146 in Figur 2 an, so daß der Block 144 zu einem gewissen einstellbaren Grad zwischen den beiden Druckplatten komprimiert wird. Der auf diese Weise auf die rechte Druckplatte 146 ausgeübte Druck überträgt sich auf eine Kugel 150, die dadurch normalerweise mit einem in der gegenüberliegenden Wand der Plattform 134 ausgebildeten Sockel 152 in Eingriff gehalten wird. Solange die Kugel 150 bzw. ein Segment dieser Kugel mit dem Sockel 152 in Eingriff steht, wird die rinnenförmige Halterung 122 gegen eine Drehung in Bezug auf die Plattform 134 gesichert.

Wirkungsweise

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der oben beschriebenen dreidimensionalen Transfervorrichtung soll auf Figur 12 Bezug genommen werden. Bei dieser Figur handelt es sich jedoch um eine stark schematisierte, lediglich zur Erläuterung der Wirkungsweise dienende Darstellung, die die tatsächliche Konstruktion der Vorrichtung nicht genau wiedergibt. Bezüglich in Figur nicht gezeigter Einzelheiten wird auf die übrigen Figuren, insbesondere Figur 1 verwiesen.

Die Vorrichtung überführt oder indexiert der Reihe nach nicht gezeigte, im wesentlichen flache Werkstücke durch

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eine Folge von Preßstationen, wo die Werkstücke zu den gewünschten Preßteilen verarbeitet werden. Die Werkstücke werden am linken Ende eins nach dem andern auf die Vorrichtung aufgegeben, während die fertigen Preßteile die Vorrichtung am rechten Ende verlassen.

Nach dem Aufgeben der einzelnen Werkstücke am linken oder Eingangs-Ende der Vorrichtung liefert das nicht gezeigte Steuersystem ein Steuersignal an die beiden Spann-Motoren 80 und 80', die daraufhin in einer vorgegebenen, als Vorwärtsrichtung bezeichneten Richtung anlaufen. Die Drehung der Spann-Motoren 80 und 80' wird über die Reduziergetriebe 84 und 84·, die Antriebsverbindungen 86 und 86' und die Kegeradanordnungen 82 und 82' auf die Ritzel 90 und 90' der Spannmechanismen 36 und 36' übertragen. Daraufhin bewirken die Ritzel 90 und 90' Bewegungen der jeweils zugeordneten beiden Zahnstangen 92 und 92' in entgegengesetzte Richtungen, so daß die einander paarweise gegenüberliegenden Spannschlitten 94 und 94' sich zusammen mit den beiden Transferbalken 22 aufeinander zu bewegen. Die Querbewegung der Transferbalken wird durch den Vorrückmechanismus 30 nicht behindert, da sich die beiden querlaufenden Schlitten entlang den betreffenden Führungsstangen 66 verschieben.

Die Transferbalken 22 sind in vorgegebenen Längsabständen mit nicht gezeigten, einander gegenüberliegenden Greiffingern versehen. Bei der aufeinander zu gerichteten Bewegung der Transferbalken wird das aufgegebene Werkstück durch eines dieser Greiffinger-Paare erfaßt.

Unmittelbar nachdem das Werkstück in diser Weise durch die Spannmechanismen 36 und 36' zwischen den Transferbalken 22 eingespannt wurde, erregt das Steuersystem

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die beiden Hub-Motoren 106 und 106¹, so daß diese ebenfalls in einer als Vorwärtsrichtung bezeichneten Richtung anlaufen. Die Drehung der Hub-Motoren 106 und 106' wird über die Reduziergetriebe 110, 110' usw. auf die längsgeriffelten Antriebswellen 108 und 108¹ der Hubmechanismen 38 und 38' übertragen. Die Antriebswellen und 108¹ drehen sich jeweils zusammen mit den beiden aufgekeilten Ritzeln 116 bzw. 116". Da diese Ritzel mit den Zahnungen der aufragenden Führungsstangeη 118 bzw. 118' kämmen, bewirkt die Drehung der Ritzel in Vorwärtsrichtung eine über die überlastungssicherung 132 (Figuren 9 bis 11) übertragene Aufwärtsbewegung der Transferbalken 22. Während dieser Aufwärtsbewegung der Transferbalken 22 nehmen die nicht gezahnten Führungsstangen 120 15iöT und 120' der Hubmechanismen 38 und 38' die bei der Aufwärtsbewegung der gezahnten Führungsstangen 118,118' im Eingriff mit den Ritzeln 116 und 116' auftretenden Gegenkräfte auf und tragen so zu einer gleichmäßigen senkrechten Bewegung der Transferbalken bei. 20

Auch die vertikale Bewegung der Transferbalken 22 wird durch den Vorrückmechanismus nicht behindert, da die Transferbalken entlang den aufragenden Führungszapfen 70 auf den Quer-Schlitten 68 verschiebbar sind. Das erfaßte Werkstück wird somit auf eine gewünschte Höhe zur überführung an die erste Preßstation angehoben.

Sodann wird durch das Steuersystem der Vorrück-Motor 44 in Vorwärtsrichtung angetrieben. Die Drehung des Vorrück-Motors wird über das Reduziergetriebe 46 und die Antriebsverbindung 48 auf die beiden fest auf der Antriebswelle 52 montierten Ritzel 58 übertragen. Die Ritzel wirken auf die Zahnstangen 60 ein und erzeugen so eine Vorwärtsbewegung der längsbeweglichen Schlitten 62 entlang der Führungsstangen-Paare 64. Die Transferbalken 22 bewegen

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sich zusammen mit den Schlitten 62 nach vorn, da sie mit diesen über die Führungszapfen 70 verbunden sind. Bei der Vorwärtsbewegung gleiten die Transferbalken ebenso wie bei der Rückwärtsbewegung über die in Figuren 6 bis 8 oder 9 bis 11 gezeigten rinnenförmigen Halterungen 122.

Wenn der Vorrück-Motor 44 am Ende des Vorwärtshubes der Transferbalken 22 angehalten wird, werden beide Hub-Motoren 106 und 106" in Rückwärtsrichtung in Bewegung gesetzt, so daß sich die Transferbalken 22 absenken.

Unmittelbar anschließend werden die Spann-Motoren 80 und 80' in Rückwärtsrichtung angetrieben. Daraufhin werden die Transferbalken 22 durch die Spannmechanismen 36 und 36' voneinander weg bewegt. Bei dieser Bewegung der Transferbalken geben die nicht gezeigten Greiffinger das Werkstück frei, so daß dieses in der Preßstation abgesetzt wird, wo es in der gewünschten Weise weiter bearbeitet wird.

Nach dem Absetzen des ersten Werkstückes in der ersten Preßstation müssen die Transferbalken in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Zu diesem Zweck wird der Vorrück-Motor 44 in Rückwärtsrichtung angetrieben, bis die Transferbalken wieder ihre Ausgangsstellung erreichen.

Anschließend wiederholt die Vorrichtung den oben beschriebenen, durch Pfeile in Figur 12 veranschaulichten Arbeitszyklus, so daß die Werkstücke nacheinander von Preßstation zu Preßstation indexiert werden. Das Indexieren der Werkstücke in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt im Wechsel mit der Bearbeitung der Werkstücke in der Folge der Preßstationen der Transfer-

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presse. Die fertiggestellten Preßteile werden durch das in Figuren 2 und 4 gezeigte Förderband der Reihe nach von den Transferbalken abgenommen.

Während des oben beschriebenen normalen Betriebs der Vorrichtung bleiben die Überlastungssicherungen 132 (Figuren 9 bis 11) außer Betrieb, d.h., die Kugel 150 einer jeden der überlastungssicherungen steht unter der Kraft des komprimierten elastischen Blockes 144 mit dem Sockel 152 in der Plattform 134 in Eingriff. Die Transferbalken 22 werden auf diese Weise gegen eine Schwenkbewegung, in Bezug auf die Plattformen 134 gesichert.

Wenn die Transferbalken 22 während des Spann-Hubes blockiert oder überlastet werden, so wird ein Durchbiegen oder Brechen der Transferbalken oder die Beschädigung anderer wesentlicher Teile der Vorrichtung auf folgende Weise durch die Überlastungssicherungen 132 verhindert. Die blockierten Transferbalken haben die Tendenz, sich um die Drehzapfen 136 der Halterungen 122 zu drehen. Hierdurch werden die Kugeln 150 entgegen der Kraft der komprimierten Blöcke 144 aus den Sockeln 152 herausgedrückt, so daß die rinnenförmigen Halterungen 122 freigegeben werden. Die Transferbalken sind zusammen mit diesen Halterungen um die Drehzapfen 136 drehbar und auf diese Weise gegen überlastung geschützt.

Obgleich die Funktion der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung oben im Zusammenhang mit einer Transferpresse beschrieben wurde, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein zum Indexieren von Werkstücken auch in anderen Maschinen einsetzbar.

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Claims

332990Q

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister τΐίΑβ Jr ^MÜller Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 32 D-48OO BIELEFELD 1

FP 83-19-Ger. St/Wi/sc

\ 3, Aug. 1983

KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO 3-6, Akasaka 2-chome, Minato-ku, Tokyo,
Japan

VORRICHTUNG ZUM DREIDIMENSIONALEN TRANSFER VON WERKSTÜCKEN

PRIORITÄTEN: 19.08.1982, Japan, Nr. 142693/82 (Pat)

19.08.1982, Japan, Nr. 124444/82 (Gbm)

19.08.1982, Japan, Nr. 124445/82 (Gbm)

19.08.1982, Japan, Nr. 124446/82 (Gbm)

19.08.1982, Japan, Nr. 124447/82 (Gbm)

PATENTANSPRÜCHE

f1 .j Vorrichtung zum dreidimensionalen Transfer von Werkstücken, insbesondere durch eine Folge von Bearbeitungsstatxonen einer

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Transferpresse, mit zwei parallel in Abstand zueinander verlaufenden Transferbalken, die mit Hilfe von Vorrück-, Spann- und Hubmechanismen hin und hergehend in Längsrichtung, aufeinander zu und voneinander weg bzw. auf und ab beweglich sind₇ dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrückmechanismus (30) an einem Ende des Transferbalken-Paares angeordnet ist, daß zwei synchron arbeitende Spannmechanismen (36,36') sowie zwei synchron arbeitende Hubmechanismen (38,38') an den entgegengesetzten Enden des Transferbalken-Paares angeordnet sind, daß drei getrennte, jeweils wenigstens einen Gleichstrom-Servomotor (44,80,80',106,106') aufweisende Antriebseinrichtungen für den Vorrückmechanismus, die Spannmechanismen bzw. die Hubmechanismen vorgesehen sind und daß die Servomotoren zur Erzeugung der Vorrück- Spann- und Hubbewegungen in vorgegebener Abfolge zeitlich aufeinander abgestimmt steuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Vorrückmechanismus (30)

a) in Längsrichtung der Transferbalken (22) verlaufende erste Führungseinrichtungen (64),

b) zwei mit dem Vorrück-Antrieb verbundene und entlang der ersten Führungseinrichtungen (64) hin- und hergehend bewegliche Längs-Schlitten (62),

c) rechtwinklig zu den Transferbalken (22) verlaufende zweite Führungseinrichtungen (66) an jedem der Längs-Schlitten,

d) zwei jeweils auf einem der Längs-Schlitten (62) montierte, entlang den zweiten Führungseinrichtungen

(66) hin und hergehend bewegliche Quer-Schlitten (68) und

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER . : KomatSU ■ 3329900

e) Verbindungseinrichtungen (70) umfaßt, die die Transferbalken derart mit dem jeweils zugeordneten Quer-Schlitten (68) verbinden, daß die Transferbalken in Längsrichtung nur gemeinsam mit den Längs-Schlitten (62) aber aufwärts und abwärts in Bezug auf die Quer-Schlitten (68) beweglich sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Spannmechanismen (36,36")

a) ein drehbar zwischen den beiden Transferbalken (22) angeordnetes und mit dem Spann-Antrieb verbundenes, in entgegengesetzte Richtungen antreibbares Ritzel (90),

b) rechtwinklig zu den beiden Transferbalken (22) verlaufende Pührungseinrichtungen (96),

c) zwei jeweils mit einem der Transferbalken (22) verbundene, gemeinsam mit diesen aufeinander zu und voneinander weg entlang den Führungseinrichtungen (96) bewegliche Spannschlitten (94) und

d) zwei in entgegengesetzte Richtungen von den beiden Spannschlitten (94) vorspringende, mit gegenüberliegenden Umfangsabschnitten des Ritzels kämmende Zahnstangen (92) umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze lehnet, daß jeder der Hubmechanismen (38,38')

a) eine in rechtwinkliger Anordnung zu den Transferbalken (22) drehbar gelagerte, längs geriffelte Antriebswelle (108) , die mit dem Hub-Antrieb verbunden und durch diesen in entgegengesetzte Richtungen drehbar ist,

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b) zwei auf die Antriebswelle (108) aufgekeilte und auf dieser axial verschiebbare Ritzel (116), die jeweils drehbar in einem der Spannschlitten (94) des zugeordneten Spannmechanismus (36 bzw. 36") montiert und zusammen mit diesem entlang der Antriebswelle (108) verschiebbar sind,

c) wenigstens eine aufrecht an jedem der Spannschlitten

(94) montierte, in senkrechter Richtung in Bezug auf den Spannschlitten bewegliche und gemeinsam mit diesem entlang der Antriebswelle (108) bewegliche Führungsstange (118), die mit dem betreffenden Transferbalken (22) verbunden und gemeinsam mit diesem auf den anderen Transferbalken zu und von diesem weg sowie aufwärts und abwärts beweglich ist, und

d) Zahnungen (124) an jeder der aufragenden Führungsstangen (118) umfaßt, die zur Umsetzung der Drehung der Antriebswelle (108) in eine Aufwärts- und Abwärts-Bewegung des Transferbalkens (22) mit dem zugeordneten Ritzel (116) auf der Antriebswelle in Eingriff steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Spannschlitten (94) eine weitere, nicht gezahnte Führungsstange (120) parallel in Abstand zu der gezahnten Führungsstange (118) montiert ist und daß die gezahnten und nicht gezahnten Führungsstangen (118,120) auf entgegengesetzten Seiten des auf der Antriebswelle montierten Ritzels (116) angeordnet und gemeinsam aufwärts und abwärts beweglich sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennze ichnet, daß die beiden Spannschlitten (94) eines jeden Spannmechanismus (36 bzw. 36') mit dem betreffenden Transferbalken (22) über eine Überlastungs-

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sicherung (132) verbunden sind, die eine Schwenkbewegung der Transferbalken in der durch diese definierten Ebene in Bezug auf die Spannschlitten (94) gestattet, wenn die Transferbalken bei ihrer aufeinander zu gerichteten Bewegung blockiert werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die überlastungssicherung (132) jeweils zwischen der Führungsstange (118) des betreffenden Hubmechanismus (38 bzw. 38') und dem zugeordneten Transferbalken (22) angeordnet ist und

a) eine starr am oberen Ende der Führungsstange (118) montierte Plattform (134),

b) eine drehbar auf der Plattform (134) montierte, mit einer Rinne zur Aufnahme eines der Transferbalken (22) versehene Halterung (122) , die den Transferbalken in Querrichtung festlegt und eine gleitende Längsbewegung

des Transferbalkens gestattet,

c) einen sich von der Halterung (122) nach unten erstreckenden, drehbar in eine Bohrung (138) der Plattform (134) eingreifenden Drehzapfen (136),

d) ein in Längsrichtung des Transferbalkens in Abstand

zu der Plattform (134) an der Unterseite der Halterung (122) montiertes elastisches Element (144 ...),

e) einen dem elastischen Element gegenüberliegend in der Plattform (134) ausgebildeten Sockel (152) und

f) eine normalerweise durch die Kraft des elastischen Elements mit dem Sockel (152) in Eingriff gehaltene Kugel (150) umfaßt, die bei einer überbeanspruchung während

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der Einwärtsbewegung der Transferbalken entgegen der Kraft des elastischen Elements aus dem Sockel lösbar ist und den Transferbalken freigibt, so daß dieser mit der Halterung (122) um den Drehzapfen (136) drehbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastsiche Element der Überlastungssicherung (132)
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a) ein starr an der Unterseite der Halterung (122) montiertes Gehäuse (142),

b) einen Block (144) aus elastischem Material innerhalb des Gehäuses (142) ,

c) zwei gleitend verschiebbar auf entgegengesetzten Seiten des Blocks (144) in dem Gehäuse (142) untergebrachte Druckplatten (146), von denen eine die Kugel (150) beaufschlagt und normalerweise mit dem Sockel (152) in Eingriff hält, und

d) ein auf die andere Druckplatte (146) einwirkendes, mit Gewinde versehenes Befestigungselement (148) zum Einstellen der elastischen Vorspannung des Blocks (144) umfaßt.