Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine automatische Toolingwechselvor¬ richtung für Umformpressen mit automatisierten Teiletransport- systemen, welche einen schnellen und vollautomatisierten Too- lingwechsel ermöglicht.

Stand der Technik

Werkstücke, bei deren Herstellung mehrere Arbeitsoperationen, z.B. Umformen oder Schneiden, erforderlich sind werden in der Regel auf so genannten Mehrstößel-Transferpressen oder Pres- senstraßen hergestellt. Die Anzahl der Werkzeuge entspricht der Anzahl der Arbeitsstufen, die zur Herstellung erforderlich sind. Zwischen den Arbeitsstufen befinden sich Transportein¬ richtungen, die die Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur Nächsten transportieren. Bei der konventionellen Ausfüh- rung dieser Transporteinrichtungen werden Greifer- bzw. Trag¬ schienen, die sich über die gesamte Pressenlänge erstrecken, mit kurvengesteuerten Antrieben bewegt. An diesen Schienen be¬ finden sich Greifer- oder Halteelemente, mit denen die Werkstücke während des Transportes gehalten werden.

Kennzeichnend für diese Bauart sind einerseits die hohe Be¬ triebssicherheit, andererseits aber auch die sehr großen be¬ wegten Massen mit entsprechend großen Antrieben.

Die hohen Kosten dieser konventionellen Transporteinrichtungen waren einer der Gründe für die Entwicklung der so genannten elektronischen Transporteinrichtungen. Bei dieser Ausführungs¬ art wird auf den Einsatz der kurvengesteuerten Antriebe und der durchgehenden Greifer- bzw. Tragschienen verzichtet. Stattdessen sind in jeder Bearbeitungsstufe eigen angetriebene Transfereinrichtungen im Ständerbereich angebracht.

In der DE 100 09 574 Al ist eine derartige Transfereinrichtung ausführlich beschrieben. Bei dieser Art des Teiletransportes kann auf eine Zwischenablage, wie sie bei den konventionellen Transportsystemen noch üblich war, verzichtet werden. Diese Zwischenablage, auch Orientierstation genannt, hatte die Auf¬ gabe die Orientierung der Werkstücke zwischen den Bearbei¬ tungsstationen so zu verändern, dass diese von der nachfolgen- den Transfereinrichtung ohne Veränderung der Orientierung in das nächste Werkzeug transportiert werden konnten.

Die Transportsysteme der neueren Generation können diese Lage¬ veränderung der Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen während des Transportes ausführen. Die Lageveränderung kann folgende Bewegungsachsen umfassen:

1. horizontales Verschieben in und gegen Transportrichtung

2. • Verschieben quer zur Transportrichtung 3. Schwenken in und gegen Transportrichtung

4. Schwenken quer zur Transportrichtung

5. vertikale Höhenveränderung

6. Schräglage in Transportrichtung

Zur Realisierung dieser Funktionen werden unterschiedliche Toolingsysteme eingesetzt. Zwei gebräuchliche Systeme sind in der DE 44 18 461 C2 und in der DE 195 34 386 C2 ausführlich beschrieben. Die beiden Systeme unterschieden sich in erster Linie in der Art der Befestigung des Toolings an der Quertra¬ verse.

Bei Pressenstrassen und Transferpressen mit automatisierten Teiletransportsystemen ist aufgrund der hohen Beschaffungskos¬ ten die Verfügbarkeit der Anlage ein wichtiges Kriterium. Ins¬ besondere bei Werkzeugwechseln entstehen Stillstandszeiten der Anlage. Um diese Stillstandszeiten möglichst kurz zu halten ist es in jüngster Zeit üblich geworden, das Auswechseln der Werkzeuge und der werkzeugspezifischen Haltemittel, das so ge¬ nannte Tooling, vollautomatisch ablaufen zu lassen. Bei vielen derzeit betriebenen Anlagen wird beim Herausfahren der Werk¬ zeuge auf den so genannten Schiebetischen gleichzeitig auch die Quertraverse mit den daran befestigten Toolings aus der Presse herausgefahren.

Bei Pressenstrassen und Transferpressen neuerer Generation verbleibt die Quertraverse beim Werkzeugwechsel in der Presse. Lediglich das werkzeugspezifische Tooling wird gemeinsam mit dem Werkzeug aus der Presse herausgefahren und ausgewechselt. Die DE 198 08 968 Al offenbart eine Vorrichtung zum Umrüsten der Handling-Teile in einer Umformanlage. Beschrieben wird ei¬ ne zweidimensional bewegliche Transfereinrichtung mit durchge¬ henden Tragschienen und daran befestigten Quertraversen. Bei einem Werkzeugwechsel werden die Quertraversen mit dem Tooling zu einer Greifvorrichtung gefahren, welche an einem Schiebe¬ tisch angebracht ist. Das Tooling wird dann von der Greifvor¬ richtung aktiv fixiert und von der Quertraverse abgekuppelt.

Nachteilig an dieser Ausführung ist die aufwendige Konstrukti¬ on der Greifvorrichtungen mit vielen angetriebenen und beweg¬ ten Teilen. Durch die große Teilezahl und durch einen hohen Steuerungsaufwand entstehen hohe Kosten und machen die Vor- richtung unwirtschaftlich.

In der DE 197 40 293 Al ist eine Toolingwechselvorrichtung of¬ fenbart, bei der die Toolingaufnahmen passiv ohne eigen ange¬ triebene Teile, gestaltet sind. Der Nachteil dieser Vorrich- tung ist, dass das Tooling lediglich auf der Aufnahme abgelegt werden kann. Sie wird dort nicht verriegelt und wird nur durch ihr Eigengewicht fixiert. Ein Schwenken der Aufnahme aufgrund beengter Platzverhältnisse ist somit nicht möglich.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik, eine automatische Toolingwechselvorrichtung vor- zuschlagen, welche sowohl einfach aufgebaut und somit kosten¬ günstig ist, als auch eine hohe Funktionssicherheit und gerin¬ ge Störanfälligkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer automatischen Tooling- Wechselvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem Hauptanspruch angegebenen automati- sehen Toolingwechselvorrichtung verwirklicht.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, alle Funktionen zum Spannen und Verriegeln des Toolings auf der Quertraverse

bzw. auf der Toolingaufnähme, ausschließlich durch die Bewe¬ gungen des Teiletransportsystems zu realisieren. Die Spann- und Verriegelungsfunktionen sind rein mechanisch und erfordern keinerlei zusätzliche Antriebe. Die erfindungsgemäße automati- sehe Toolingwechselvorrichtung erfüllt folgende Aufgaben:

1. Entriegeln des Toolings an der Quertraverse

2. Ablage des Toolings auf einer Aufnahmevorrichtung

3. Verriegeln des Toolings an der Aufnahmevorrichtung

Nach Auswechseln des Toolings an der Aufnahmevorrichtung:

4. Entriegeln des Toolings an der Aufnahmevorrichtung

5. Aufnahme des Toolings durch die Quertraverse β. Verriegeln des Toolings an der Quertraverse

Die Ver- und Entriegelfunktion werden mittels beweglichen Bol¬ zen realisiert. Die Verriegelbewegung wird über Mitnehmer durch die Bewegung der Quertraverse erzeugt. Die entgegenge- setzte Entriegelungsbewegung wird durch Federn erzeugt, die eine Rückstellkraft bewirken.

Sowohl für die Ver- und Entriegelung des Toolings an der Quertraverse als auch an der Aufnahmevorrichtung sind Handbe- tätigungen vorgesehen. Diese sind insbesondere dann notwendig, wenn nach dem Ausfahren des „alten" Werkzeugsatzes das Tooling außerhalb der Presse ausgewechselt wird.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen automatischen Toolingwechselvorrichtung ist, dass diese an allen bekannten Teiletransportvorrichtungen einsetzbar ist. Sowohl bei beid¬ seitig und spiegelbildlich an den Ständern angeordneten Syste¬ men, bei denen die Quertraverse an beiden äußeren Enden gehal-

ten wird, als auch bei Systemen, bei denen die Transportvor¬ richtung mittig in Durchlaufrichtung an der Presse angebracht ist und die Quertraverse mittig gehalten wird, ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Toolingwechselvorrichtung möglich.

Die Aufnahmevorrichtungen für das Tooling sind entweder am Schiebetisch befestigt oder werden als eigen angetriebene Wa¬ gen ausgeführt, die beim Werkzeugwechsel aus der Presse aus¬ fahren bzw. in die Presse einfahren können. Sind die Aufnahme- Vorrichtungen am Schiebetisch befestigt, müssen diese während der Produktion aus dem Kollisionsbereich der Teiletransport- vorrichtung geschwenkt werden. Optional können diese Aufnahme- vorrichtungen wie oben beschrieben auch als eigen angetriebene Wagen ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass diese Too- lingwechselwagen nach dem Werkzeugwechsel wieder aus der Pres¬ se herausgefahren werden und somit kein Problem in Bezug auf eine Kollision mit dem Teiletransportsystem darstellen. Dies ist nur möglich bei Pressenstrassen mit großem Pressenabstand bei denen zwischen den einzelnen Pressen genügend Platz vor- handen ist, damit der Toolingwechselwagen ein- bzw. ausfahren kann.

Es ist auch denkbar, dass bei geringen Pressen- bzw. Stufenab¬ ständen die Ständer in Portalbauweise ausgeführt werden und somit der Platz für den Tollingwechselwagen geschaffen wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem, anhand der Zeichnungen, dargestellten Ausführungsbei¬ spiel.

Es zeigen:

Figur 1 Großteilstufenpresse in Seitenansicht

Figur 2 Pressenstraße in Seitenansicht

Figur 3 Toolingwechselvorrichtung in Seitenansicht - Verriegelung zur Quertraverse offen

Figur 4 Toolingwechselvorrichtung in der Draufsicht - Verriegelung zur Quertraverse offen

Figur 5 Toolingwechselvorrichtung in Seitenansicht - Verriegelung zur Quertraverse geschlossen

Figur 6 Toolingwechselvorrichtung in Draufsicht - Verriegelung zur Quertraverse geschlossen

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Großteilstufenpresse 1 in vereinfachter Darstellung. Zu sehen sind die Bearbei¬ tungsstufen 3 und 4 mit den Kopfstücken 5 den Ständern 6 und den Stößeln 7. Da das erfindungsgemäße Toolingwechselsystem von der Art des TeiletransportSystems unabhängig ist, wurde auf dessen detaillierte Darstellung verzichtet. Lediglich die Quertraverse 14 mit dem daran angebauten automatischen Too¬ lingwechselsystem 10 ist dargestellt. An den Schiebetischen 8 ist eine Schwenkvorrichtung 9 zur Aufnahme der automatischen Toolingwechselvorrichtung 10 bzw. des Toolings 11 angebracht. In dieser Ausführung wird bei einem Werkzeugwechsel das Too- ling 11, welches an der Schwenkvorrichtung 9 verriegelt ist, gemeinsam mit dem Schiebetisch 8 aus der Großteilstufenpresse 1 heraus bzw. nach dem Umrüsten, in die Großteilstufenpresse 1 hineingefahren. Die Schwenkvorrichtung 9 dient als Aufnahme für das Tooling 11 und ist im Drehpunkt 12 drehbar am Schiebe- tisch 8 gelagert. Sobald bei einem Werkzeugwechsel das Tooling

11 von der Quertraverse 14 mittels der automatischen Tooling- wechselvorrichtung 10 an der Schwenkvorrichtung 9 abgekuppelt wird, bewegt sich die Schwenkvorrichtung 9 entlang dem Schwenkwinkel 13 in eine Parkstellung, in der eine Kollision mit dem Teiletransportsystem sicher vermieden wird.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Pressenstrasse 2. In dieser Ausführung wird das Tooling 11 nicht gemeinsam mit dem Schiebetisch 8 aus der Presse herausgefahren, sondern wird mittels der erfindungsgemäßen Toolingwechselvorrichtung 10 auf einer Aufnahme 15 abgelegt und verriegelt. Die Aufnahme ist auf einem eigen angetriebenen Toolingwechselwagen 16 befes¬ tigt. Diese Ausführung ist nur möglich, wenn zwischen den Ein¬ zelpressen genügend Platz vorhanden ist, damit der Tooling- wechselwagen 16 zwischen den jeweiligen äußeren Ständern 6 ein- bzw. ausfahren kann.

In Figur 3 ist die erfindungsgemäße Toolingwechselvorrichtung 10 im Detail dargestellt. Die Darstellung entspricht der Sei- tenansicht der in Figur 1 gezeigten Ausführung. Bei der in Fi¬ gur 3 dargestellten Position befindet sich das Tooling 11 noch in der Aufnahme 15. Die Verriegelung des Toolings 11 in der Aufnahme 15 erfolgt mittels eines Verriegelungsbolzens 17, welcher eine formschlüssige Verbindung zwischen der Aufnahme 15 und eines Konusformstückes 18 herstellt, das mit dem Too¬ ling 11 fest verbunden ist.

In Figur 4 ist erkennbar, dass der Verriegelungsbolzen 17 in einer gemeinsamen Bohrung 19 des Konusformstückes 18 und der an dieser Stelle ebenfalls konisch ausgestalteten Aufnahme 15 passgenau positioniert ist. In Längsrichtung wird der Verrie-

gelungsbolzen 17 von einer Feder 20 in seiner Position gehal¬ ten. Die Verriegelung des Toolings 11 auf der Quertraverse 14 erfolgt mittels des Verriegelungsbolzens 21, welcher über eine Mitnahme 22 mit der Quertraverse 14 verbunden ist. In der in Figur 4 dargestellte Position ist die Quertraverse 14 mit dem daran angebrachten Verriegelungsbolzen 21 bereits in Richtung des Pfeils 24 gefahren, so dass der Verriegelungsbolzen 21 durch den Kontakt mit der Platte 23 gegen die Rucksteilkraft der Feder 25 sich entgegen des Richtungspfeils 24 relativ zur Quertraverse 14 bewegt hat. In dieser Stellung fluchtet die Aussparung 26 mit der Längsachse des Verriegelungsbolzens 27, welcher mit dem Tooling 11 fest verbunden ist.

Die Quertraverse 14 bewegt sich nun, angetrieben durch das Teiletransportsystem, in Richtung des Pfeils 28. Während der Bewegung wird der Verriegelungsbolzen 21 durch die Federkraft der Feder 25 auf die Lauffläche der Platte 23 gedrückt. Die Linearführungsteile 29 und 30 schieben sich ineinander. Dabei ist der Linearführungsteil 29 am Tooling 11 befestigt und der Linearführungsteil 30 an der Quertraverse 14. Während der oben beschriebenen Bewegung der Quertraverse 14 in Richtung des Pfeils 28 trifft die sich mit der Quertraverse 14 bewegenden Mitnahme 22 auf die Mitnahmefläche 31, welche sich an der Stirnfläche des Verriegelungsbolzen 17 befindet. Durch die weitere Bewegung wird der Verriegelungsbolzen 17 gegen die Fe¬ derkraft der Feder 20 ebenfalls in Richtung des Pfeils 28 be¬ wegt und gibt somit die oben beschriebene formschlüssige Ver¬ bindung zwischen der Aufnahme 15 und dem Konusformstück 18 frei. Dadurch wird das Tooling 11 an der Aufnahme 15 entrie- gelt. Die Bewegung der Quertraverse 14 und den daran angebau¬ ten Teilen in Richtung des Pfeils 28 endet in der Position, welche in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. In dieser Posi-

tion ist das Tooling 11 aber noch nicht an der Quertraverse 14 verriegelt. Erst durch eine Bewegung der Quertraverse 14 mit dem Tooling 11 in entgegengesetzte Richtung des Pfeils 24, wird der Verriegelungsbolzen 21 durch die Federkraft der Feder 25 relativ zur Quertraverse 14 in Richtung des Pfeils 24 be¬ wegt. Dadurch schiebt sich das Vollmaterial der Verriegelungs¬ bolzen 21 in die Aussparung 32 des Verriegelungsbolzens 27. Somit ist das Tooling 11 an der Quertraverse 14 verriegelt und die Teiletransportvorrichtung kann die Produktion wieder auf- nehmen. Sowohl Verriegelungsbolzen 17 als auch der Verriege¬ lungsbolzen 21 können auch ohne die Bewegung der Quertraverse 14, bzw. des Teiletransportsystems von Hand ent- und verrie¬ gelt werden. Dazu sind die Handhebel 33 und 34 vorgesehen. Die Ent- bzw. Verriegelung ist beispielsweise bei der Umrüstung des Toolings 11 bei ausgefahrenen Schiebetischen 8 bzw. Too- lingwechselwagen 16 nötig.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmän- nischen Weiterbildungen im Rahmen des Schutzrechtes. Beim Ein¬ satz eines Toolingwechselwagen 16, wie in Figur 2 dargestellt, kann beispielsweise auf die Verriegelung des Toolings 11 an der Aufnahme 15 verzichtet werden. Dadurch, dass die Aufnahme 15 in einer horizontalen Lage ist, genügt es, wenn das Tooling 11 mit der Wechselvorrichtung 10 durch sein Eigengewicht beim Aus- bzw. Einfahren aufliegt.

Bezugszeichenliste

1. Großteilstufenpresse

2. Pressenstrasse

3. Bearbeitungsstufe

4. Bearbeitungsstufe

5. Kopfstück

6. Ständer

7. Stößel

8. Schiebetische

9. Schwenkvorrichtung

10. automatische Toolingwechselvorrichtung

11. Tooling

12. Drehpunkt 13. Schwenkwinkel

14. Quertraverse

15. Aufnahme

16. Toolingwechselwagen

17. Verriegelungsbolzen 18. Konusformstück

19. Bohrung

20. Feder

21. Verriegelungsbolzen

22. Mitnahme 23. Platte

24. Pfeil

25. Feder

26. Aussparung

27. Verriegelungsbolzen 28. Pfeil

29. Linearführung

30. Linearführung

31. Mitnahmefläche

32. Aussparung 33. Handhebel

34. Handhebel