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Title:
MACHINE FOR STAMPING, BENDING AND ASSEMBLING SHEET METAL PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/011801
Kind Code:
A1
Abstract:
A stamping and bending machine (10) has upper and lower horizontal supports (18, 16) in each of which are formed two longitudinal chambers (80) which open out through broad longitudinal slits (86) on opposite sides of the horizontal supports (16, 18). On both lateral faces of the horizontal supports (16, 18) carriage assemblies (26) are fixed; each of these carries an angular gear (36) which is encapsulated in a gear housing and protrudes through the longitudinal slit (86) into the appropriate longitudinal chamber (80). The angular gears (36) in each longitudinal chamber (80) are provided with coaxial through-channels with polygonal profiles. A drive shaft (28) with matching polygonal profiles is inserted through the angular gear (36) of each longitudinal channel (80) and couples the carriage assemblies (26) together. All the bearings of the gear teeth of the angular gear (36) and output shaft in the carriage assembly (26) are arranged in the modular unit formed by the carriage assembly (26) and angular gear (36). The drive shaft (28) is supported by the angular gear (36) and thus requires no bedding of its own in the horizontal supports (16, 18) of the machine housing (14).

Inventors:
GARTH HARALD (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/004007
Publication Date:
April 03, 1997
Filing Date:
September 12, 1996
Export Citation:
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Assignee:
KRAUSS MAFFEI AG (DE)
GARTH HARALD (DE)
International Classes:
B21D5/01; B23Q5/34; B21D22/00; B21D28/00; B21D35/00; B21F1/00; B23Q5/04; B30B1/26; (IPC1-7): B21D28/00
Foreign References:
US5271261A1993-12-21
EP0103885A21984-03-28
DE2618846A11977-11-10
US4696178A1987-09-29
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Maschine zum Stanzen, Biegen und Montieren von Blechteilen, mit einem Gehäuse (14), in dem eine Antriebswelle (28) gelagert ist und an dem mehrere, Werkzeuge tragende Schlittenaggregate (26) befestigbar sind, die je eine, mindestens eine Nockenscheibe (50, 52) sowie ein Abtriebszahnrad (60) tragende Abtriebswelle (54) aufweisen, die mittels eines, in einem Getriebegehäuse (44) angeordneten Winkelgetriebes (36) durch das Abtriebszahnrad (60) mit der Antriebswelle (28) im Antriebseingriff steht, wobei das Schlittenaggregat (26) nach Lösen einer drehbaren Steckkupplung (28, 64) vom Maschinengehäuse (14) abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgetriebe (36) ein, im Getriebegehäuse (44) koaxial zur Antriebswelle (28) gelagertes Antriebszahnrad (62) aufweist und das Getriebegehäuse (44) mit der Grundplatte (38) des Schlittenaggregates (26) eine Baueinheit bildet, und daß die Steckkupplung (28, 64) zwischen Antriebszahnrad (64) und Antriebswelle (28) gebildet ist, die beide komplementäre unrunde Kupplungsabschnitte (70, 74) aufweisen.
2. Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichent, daß im Maschinengehäuse (14) mindestens zwei Winkelgetriebe (36) befestigt sind, deren Antriebszahnräder (62) die alleinigen Lager der Antriebswelle (28) bilden.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende des Maschinengehäuses (14) ein Antriebs Winkelgetriebe (30) angeordnet ist, das ein erstes Zahnrad {62) mit unrundem Nabendurchgang derselben Form wie ein Nabendurchgang des Antriebszahnrades (62) im Winkelgetriebe (36) des Schlittenaggregates (26) aufweist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (28) benachbart ihres mindestens einem Kupplungsabschnittes (74) einen Leergangabschnitt (76) aufweist und relativ zum Schlittenaggregat (26) axial so weit verschiebbar ist, daß der Leergangabschnitt (76) in die vorherige Position des Kupplungsabschnittes (74) gelangt, wobei die größte radiale Erstreckung des Leergangabschnittes (76) kleiner als die kleinste radiale Erstreckung des Kupplungsabschnittes (70) des Antriebszahnrades (62) ist.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (28) in ihren Lagern (64) axial verschiebbar angeordnet ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (28) aus dem Maschinengehäuse (14) axial herausziehbar gelagert ist.
7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Antriebswelle (28) ein axialer Verschiebeantrieb (78) angreift.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinengehäuse (14) mindestens eine Längskammer (80) gebildet ist, in der die Antriebswelle (28) und ein Teil jedes Getriebegehäuses (44) von in Reihe liegenden Schlittenaggregaten (26) angeordnet sind, daß die Kammer (80) durch einen Längsschlitz (86) in einer Wand des Maschinengehäuses (14) zugänglich ist, und daß die Breite des Längsschlitzes (86) mindestens gleich der in dieser Breitenrichtung gemessenen Dimension des Getriebegehäuses (44) ist.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengehäuse (14) aus zwei im Abstand parallel angeordneten Horizontalträgern (16, 18) und zwei diese miteinander verbindenden Vertikaltragern (20, 22) besteht, daß in mindestens einem der Vertikaltrager (20, 22) ein oberes und ein unteres AntπebsWinkelgetπebe (30) angeordnet sind, daß beide AntπebsWinkelgetπebe (30) über jeweils eine Antnebswelle (28) mit dem Winkelgetriebe (36) der Schlittenaggregate (26) an beiden Hoπzontaltragern (16, 18) antnebsmaßig verbindbar sind, daß beide AntnebsWinkelgetπebe (30) jeweils ein zweites Zahnrad aufweisen und daß die beiden zweiten Zahnrader durch eine Verbindungswelle (32) miteinander verbunden sind. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kupplungsabschnitt (74) der Antπebswelle (28) eine gerunde MehreckPolygonkontur aufweist.
Description:
Maschine zum Stanzen, Biegen und Montieren von Blechteilen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Stanzen, Biegen und Montieren von Blechteilen gemäß Oberbegriff vom Patentanspruch 1 .

Eine derartige Maschine ist aus der EP-B-01 03885 bekannt. Das Getriebegehäuse 5 ist dem Maschinengehäuse zugeordnet und die Steckkupplung befindet sich zwischen dem Antriebszahnrad des Getriebegehäuses und der Antriebswelle des Schlittenaggregates. Das Schlittenaggregat ist am Maschinengehäuse längsverschiebbar gelagert und kann in beliebigen Verschiebepositionen festgeschraubt werden. Das Getriebegehäuse weist im Inneren des

10 Maschinengehäuses ebenfalls eine Längsschiebeführung auf und muß in der gewünschten Schiebestellung separat befestigt werden. Die Antriebswelle ist im Maschinengehäuse gelagert und ist mit Ausnahme ihrer Enden als Schneckenwelle ausgebildet. Das Antriebszahnrad im Getriebegehäuse ist somit ein Schneckenrad. Die Lageranordnung der drehende Bauteile ist aufwendig, erfordert eine

1 5 hochpräzise Ausrichtung und ein aufwendiges Schmiersystem, da die Antriebswelle im Maschinengehäuse, das Antriebszahnrad im Getriebegehäuse und die Antriebswelle im Schlittenaggregat jeweils separat gelagert sind.

Die DE-A-251 8846 zeigt eine Stanzbiegemaschine, bei der die Antriebswelle ein zentrales Kegelrad trägt. Das Schlittenaggregat trägt auf seiner Antriebswelle 0 ebenfalls ein Kegelrad, das mit dem zentralen Kegelrad kämmt. Die Antriebskupplung zwischen dem Schlittenaggregat und dem Maschinenantrieb erfolgt hier zwischen den beiden Kegelrädern. Die Schlittenaggregate können bei dieser Maschine nur in radialer Richtung zum zentralen Antriebskegelrad angeordnet werden. Die Zahl der Schlittenaggregate und die Universalität der 5 Maschine sind daher begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Maschine der eingangs genannten Art insbesondere hinsichtlich der Lagerung und der Schmierung der drehenden Teile einfacher auszubilden und die Herstellungskosten der Maschine zu senken.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das Getriebegehäuse lagert das Antriebszahnrad und die mit dem Abtriebszahnrad bestückte Abtriebswelle. Das Getriebegehäuse läßt sich kapseln und hat eine Dauerschmierung, die eine Zentralschmierung der Maschine überflüssig macht. Das Antriebszahnrad sitzt auf einer Hohlnabe, die von der Antriebswelle durchsetzt wird. Getriebegehäuse dieser Art werden in Serie kostengünstig hergestellt. Die Antriebswelle besteht aus einer einfachen, auf Länge geschnittenen Polygonprofilstange, wobei es auf genaue Toleranzen in der komplementär ausgebildeten Hohlnabe des Antriebsrades nicht ankommt, weil bei solchen Polygonkupplungen eine Selbstzentrierung stattfindet.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine werden die Grundplatten der Schlittenaggregate in die Längsführungen des Maschinengehäuses eingesetzt und in der gewünschten Schiebeposition festgeschraubt. Die rückseitig an der Grundplatte angeschraubten Getriebegehäuse liegen dann mit ihren Hohlnaben in Längsausrichtung, sodaß die, die Antriebswelle bildende Polygonstange lediglich von einer Stirnseite des Maschinengehäuses her eingeschoben werden kann, um die Schlittenaggregate antriebsmäßig zu kuppeln. Die Antriebswelle selbst benötigt keine eigene Lagerung, da sie durch die Winkelgetriebe der Schlittenaggregate abgestützt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Antriebswelle benachbart ihres mindestens einen Kupplungsabschnittes einen Leerlaufabschnitt aufweist und relativ zum Schlittenaggregat axial soweit verschiebbar ist, daß der Leerlaufabschnitt den Kupplungsabschnitt ersetzt, wobei die größte radiale Erstreckung des Leeriaufabschnittes kleiner ais die kleinste radiale Erstreckung des Kupplungsabschnittes im Antriebszahnrad ist. Dieser Kupplungsabschnitt ist vorzugsweise in einem Teilbereich einer über die ganze Länge des Getriebegehäuses reichenden und an ihren Enden gelagerten Hohlnabe ausgebildet und zwar im Bereich des Antriebszahnrades selbst, das nahe einem Ende der Hohlnabe auf dieser befestigt ist. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich erreichen, daß entweder das Schlittenaggregat oder die Antriebswelle oder beide Bauteile verschoben werden, um den Kupplungseingriff zu aktivieren oder zu deaktiviem. Es ist also möglich, in einer Reihe Schlittenaggregate einzelne Aggregate auszukuppeln, was durch Verschieben der Antriebswelle besonders einfach ist und mit einem endseitigen Stellantrieb auch automatisiert werden kann.

Das Maschinengehause besteht vorzugsweise aus zwei im Abstand parallel angeordneten Honzontaltragern und zwei diese miteinander verbindenden Vertikaltragern Die Trager haben über ihre ganze Lange denselben Querschnitt und konnten als Strangpressprofile doppel-T-formig ausgebildet sein und weisen Langskammern auf, die in vergleichsweise breiten Langsschlitzen an gegenüberliegenden Seiten munden. Die Breite der Langsschlitze ist gleich der in der Breitenrichtung gemessenen Dimension der Getnebegehause, weil diese durch diese Langsschlitze in die Langskammern der Trager eingefahren werden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise naher erläutert

Es zeigt

Fιg.1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Schhttenaggregates mit angebautem Getnebegehause ,

Fιg.2 eine Vorderansicht des Schlittenaggregates gern Fig. 1 ,

Fιg.3 eine Schnittansicht durch das Getnebegehause mit Abtriebswelle zum Einbau in ein Schlittenaggregat,

Fig 4 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines

Maschinengehauses, das mit einer Schlittenaggregat-Getnebegehause- Baueinheit bestuckt ist,

Fιg.5 eine Vorderansicht des Maschinengehauses gemäß Fig 4

Fig.6 eine Vorderansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer mit Schlittenaggregaten bestuckten Maschine,

Fιg.7 eine Vorderansicht einer weiter abgewandelten Maschine, die zusätzlich mit linken und rechten Schlittenaggregaten bestuckt ist,

Fig. 8 eine Schnittansicht durch die Maschine gem. Figuren 6 und 7,

Fig 9 eine horizontale Schnittansicht mehrerer Getnebegehause, die durch eine gemeinsame Antriebswelle miteinander verbunden sind, und

Fig.10 eine Schnittansicht ähnlich Fig.9, jedoch mit axial verschobener Antriebswelle

Der Grundaufbau einer Stanz- und Biegemaschiene ergibt sich etwa aus Fig. 6. Die Maschine 10 hat eine gefräste oder geschliffene Montageplatte 12, auf der ein Maschinengehause 14 befestigt ist Dieses besteht aus einem unteren Horizontaltrager 16 und einem identisch ausgebildeten oberen Horizontaltrager 18. Beide Horizontaltrager 16, 18 sind stirnseitig an gleich ausgebildeten Vertikaltragern 20,22 festgeschraubt. Die Horizontaltrager 16, 18 weisen je obere und untere Langsnuten 24 an ihren Vorderseiten auf, in denen Nutensteine verschiebbar sind, mittels deren eine Anzahl Schlittenaggregate 26 an den Trägem 16, 18 festgeschraubt sind. Die Schlittenaggregate 26 werden von horizontalen Antriebswellen 28 angetrieben, die je zu einem Winkelgetriebe 30 fuhren, das in einem Vertikaltrager 20 befestigt ist Die beiden Winkelgetnebe 30 sind durch eine vertikale Verbmdungswelle 32 antnebsmaßig miteinander verbunden Das untere Winkelgetriebe 30 im Vertikaltrager 20 hat eine die Bodenplatte 12 durchsetzende Ausgangswelle, welche mit einem Antriebsmotor 34 antnebsmaßig verbunden ist, der an der Unterseite der Bodenplatte 12 befestigt ist

Die Maschine 10 gemäß Fig. 6 hat die Besonderheit, daß das Gehäuse 14 in eine linke Hälfte und eine rechte Hälfte derart unterteilt ist, daß jeder der Hälften eigene Antriebswellen 28, 28' zugeordnet sind, die je mit einem Antriebsmotor 34 antnebsmaßig gekuppelt sind. Die Schlittenaggregate 26 der linken Hälfte des Gehäuses können also mit einer anderen Taktzahl betrieben werden als diejenigen der rechten Gehausehalfte.

Die Figuren 1 und 2 zeigen nun eine neuartige Baueinheit, die aus einem Schlittenaggregat 26 mit integriertem Winkelgetriebe 36 besteht. Das Schlittenaggregat 26 hat eine Grundplatte 38 mit einer von der Ruckseite her zuganglichen gestuften Bohrung 40, in die ein komplementärer Bund 42 eines Getriebegehäuses 44 des Winkelgetriebes 36 formschlussig eingreift. Das

Getnebegehause 44 ist mittels vier Schrauben von der Vorderseite der Grundplatte 38 her an dieser befestigt Von der Ruckseite der Grundplatte 38 springen obere und untere Schienen 46 vor, die über die Breite der Grundplatte 38 reichen und formschlussig in die Nuten 24 der beiden Horizontaltrager 16, 18 des Maschinengehauses 14 eingreifen.

An der Vorderseite der Grundplatte 38 befindet sich ein Schlitten 48, der in bekannter Weise mittels Nockenscheiben 50, 52 angetrieben wird, die mittels eines, auf einer Abtriebswelle 54 des Winkelgetriebes 36 sitzenden Nockenscheibentragers 56 befestigt sind

Wie sich am besten aus Fig. 3 ergibt, hat das Getnebegehause 44 einen Vorbauansatz, der durch den gestuften Bund 42 gebildet wird und in der eine besonders kraftig ausgebildete Lageranordnung 58 vorgesehen ist, die aus zwei axial beabstandeten Einzellagern besteht und die Abtriebswelle 54 lagert, die innerhalb des Getπebeghauses 44 ein Abtriebskegelrad 60 tragt Dieses kämmt mit einem Antriebskegelrad 62, das auf einer Hohlnabe 64 sitzt, deren Achse zu der jenigen der Abtriebswelle 54 rechtwinklig liegt und die sich über die ganze Gehauselange erstreckt und in endseitigen Lagern 66 gelagert ist. Die Lager 66 sind mittels Ringdichtungen 68 wirksam abgedichtet, genauso, wie dies bei den Lagern 58 durch die äußere Ringdichtung 59 der Fall ist. Das Getnebegehause 44 enthalt eine Schmiermittelfullung die für eine Dauerschmierung sorgt

Die Hohlnabe 64 weist einen polygonalen Kupplungsabschnitt 70 insbesondere in Form eines gerundeten Viereck-Konkavpolygons auf, der sich in Bereich des Antriebszahnrades 62 befindet und in axialer Richtung beidseitig über dieses vorsteht An dem Kupplungsabschnitt 70 schließt sich ein im Durchmesser größerer Leerlaufabschnitt 72 an, der angenähert gleichlang oder etwas langer ist als der Kupplungsabschnitt 70. Der Kupplungsabschnitt 70 und der Leerlaufabschnitt 72 bilden einen Durchgangskanal des Getπebegehauses 44 zum Einstecken der Antriebswelle 28

Wesentlich ist, daß das Getriebe 36 ein Antriebszahnrad 62 enthalt, welches in dem Gehäuse 36 gelagert ist und daß die Abtriebswelle 54 etwa in ihrem Mittelbereich zwischen dem die Nockenscheiben 50, 52 tragenden Endabschnitt und der Achse

des Antriebsrades 62 das besonders kräftige Lager 58 aufweist, sodaß die aus Grundplatte 38 des Schlittenaggregates 26 und Getriebegehäuse 36 gebildete Baueinheit alle Getriebeelemente positionsgenau lagert, wobei die Kupplung mit der Antriebswelle 28 eine einfache axiale Steckkupplung ist, bei der keine hohen Präzisionsanforderungen bestehen, insbesondere da eine Polygonkupplung auch bei Relatiwerdrehung der Kupplungsteile selbstzentrierend wirkt. Die geometrische Achse der Antriebswelle 28 wird also durch die in Reihe liegenden Schlittenaggregate 26 definiert. Die Antriebswelle 28 selbst benötigt daher keine eigenen Lagerungen im Maschinengehäuse und im einfachsten Fall genügt als Antriebswelle ein unbearbeiteter Abschnitt einer Profilstange, die als Meterware käuflich ist. Es versteht sich, daß die in Fig. 6 dargestellten Winkelgetriebe 30 in den Vertikalträgern 20, 22 ebenfalls Hohlnaben 64 mit Durchgangskanälen aufweisen, deren Innenkontur derjenigen des Kuppiungsabschnittes 70 im Winkelgetriebe 36 entspricht. Die Antriebswellen 28 können dann stirnseitig eingeschoben und auch voll herausgezogen werden.

Gemäß der Figuren 9 und 10 hat die Antriebswelle 28 zwischen je zwei polygonalen Antriebsabschnitten 74 einen, auf kleineren Durchmesser abgedrehten Leergangabschnitt 76. Durch Axialverschiebung der Antriebswelle 28 läßt sich sehr einfach erreichen, daß ein Leergangsabschnitt 76 in den Bereich des Kupplungsabschnittes 70 eines Winkelgetriebes 36 gelangt, mit der Folge, daß dieses Getriebe 36 aus dem Antriebszug ausgespart wird. Bei der Ausführung gemäß Fig. 10 bleibt das mittlere Getriebe 36 ohne Antrieb, während die beiden außen liegenden Getriebe angetrieben werden. Verschiebt man die Antriebswelle 28 in Richtung des Pfeils, so werden, wie Fig. 9 veranschaulicht, die beiden außenliegenden Getriebe 36 stillgesetzt. Dafür gelangt das mittlere Getriebe in Funktion. Fig. 6 veranschaulicht, am Maschinengehäuse 14 endseitig angeordnete Versteileinrichtungen 78, die - sogar mit programmgesteuerter Ansteuerung - die Antriebswellen 28 in Richtung der dort gezeigten Pfeile axial hin und her verschieben. Da auch die Schlittenaggregate 26 in derselben Richtung verschoben werden können ist eine vielseitige Kombination für die Aktivierung und Deaktivierung einzelner Getriebe 36 gegeben.

Die Ausführung gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 6 dadurch, daß die Antriebswellen 28 in den Horizontalträgem 16, 18 durchgängig sind und daß ein einzelner Antriebsmotor 34 eine bodenseitige Hauptantriebswelle unterhalb der Bodenplatte 12 antreibt, welche die vertikalen Verbindungswellen 32

antreiben, die ihrerseits über Winkeigetriebe die horizontalen Antriebswellen 28 drehen Letztere werden also beidseitig angetrieben. Außerdem weisen bei dieser Ausführungsform auch die Vertikaltrager 20, 22 Schlittenaggregate 26 auf, die also von den Verbindungswellen 32 angetrieben werden Die Arbeitsrichtung dieser Schlittenaggregate 26 ist somit horizontal. Sieht man in den Grundplatten 38 der Schlittenaggregate 26 anstelle der Befestigungsbohrungen Befestigungsschhtze vor, so ist es auch möglich, die Schlittenaggregate 26 spitzwinklig zur Horizontalen oder Vertikalen arbeiten zu lassen

Bei der Ausfuhrung gern Figuren 4 und 5 besteht das Maschinengehause lediglich aus einem Horizontaltrager 18 der zwei Langskanale 80 aufweist von denen lediglich im linken Kanal 80 Winkelgetriebe 36 der Schlittenaggregate 26 angeordnet sind. Die Schlitten 38 tragen jeweils ein Werkzeug 82 einer Stanzpresse 84 Der Antrieb der Antriebswelle 28 erfolgt - wie vorbeschπeben - über ein Winkelgetriebe 30 vom Antriebsmotor 34, der hier seitlich am Horizontaltrager 18 befestigt ist.

Fig. 8 veranschaulicht eine Maschine 10 im Querschnitt, wobei sowohl der untere Horizontaltrager 16 als auch der obere Horizontaltrager 18 vorderseitig und hinterseitig je mit einer Reihe Schlittenaggregate 26 bestuckt sind. Jeder der beiden Horizontaltrager 16, 18 wird somit von zwei auf gleicher Hohe liegenden Antriebswellen 28 durchsetzt, die über endseitige Wmkelgetnebe von eigenen bodenseitigen Antriebsmotoren angetrieben werden

In allen Ausfuhrungsformen munden die Langskanale 80 in Langsschlitzen 86, die über die Lange der Horizontaltrager 16. 18 und der Vertikaltrager 20, 22 reichen und deren Breite etwas großer als die in dieser Richtung gemessene Dimension des Getnebegehause 44 ist

Die Antriebswelle 28 bzw. deren Antriebsabschnitt 74 ist als etwa quadratisches jedoch an den Seiten und den Ecken gerundetes Polygonprofil dargestellt. Solche Profile sind als sog P4C-Profιle z.B. in Deutschland unter DIN 32712 genormt. Die Erfindung umfaßt aber auch äquivalente Formschlußprofile, wie z.B. Keil-und Vielkeilwellen und Wellen mit Nut und Paßfeder.