Verfahren und Vorrichtung zum Ausblasen und/oder Besprühen von Gesenken von Schmiedepressen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausblasen und/oder Besprühen von oben und/oder unten angeordneten Gesenken von Schmiedepressen, insbesondere von Gesenkschmiedepressen, mit einem automatischen Werkstücktransport durch einen mit Greifvorrichtung versehenen Transporthubbalken und einer mechanischen Ausblas- und/oder Sprühvorrichtung, die in den Werkzeugraum der Schmiedepresse eingebracht und aus diesem wieder zurückgeführt wird.

Bei Gesenkschmiedepressen mit einem automatischen Werkstücktransport ist es üblich, die Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation mittels einer Hubbalkenautomatik zu transportieren. Zum Werkstücktransport sind im Stand der Technik verschiedene Bauarten von Hubbalkenautomatiken bekannt, z.B. aus der DE 37 21 694 C4 eine Hubbalkenautomatik mit zwei parallelen Hubbalken, die jeweils mit Greifern versehen sind, um die Werkstücke zwischen den Hubbalken ergreifen, aus dem Gesenk heben und zur nächsten Bearbeitungsstation transportieren zu können. Eine weitere Bauart einer Hubbalkenautomatik arbeitet mit nur einem Hubbalken, der mit Greifzangen ausgerüstet ist.

Bei der Durchführung des automatischen Werkstücktransportes mit den vorgenannten Hubbalkenautomatiken im Werkzeugraum einer Gesenkschmiedepresse gibt es keine zeitliche Lücke zwischen dem einen und dem anderen Schmiedeteil, sondern der Werkstücktransport erfolgt kontinuierlich. Es wird in der Regel in Belegung jeder zweiten Schmiedeoperation geschmiedet, d.h., daß während des automatischen Ablaufes nur jede zweite Gravur des Gesenks durch ein Werkstück belegt ist.

Das bei Umformmaschinen, die Werkstücke auf sich stetig wiederholende Weise fertigen, unerlässliche Ausblasen und/oder Sprühen der Gesenke kann in diesem

Fall immer nur dann vorgenommen werden, wenn die Gesenke frei sind und gerade kein Pressenhub durchgeführt wird. Bekannte, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch gesteuerte und mit Sprühköpfen versehene Sprüharme können daher immer erst dann in den Werkzeugraum einfahren bzw. im Werkzeugraum stehen, wenn der Pressenstößel im oberen Totpunkt seine Ruhelage einnimmt. Dies bedeutet, daß von der sowieso nur kurz zur Verfügung stehenden Blas- und/oder Sprühzeit ein nicht unbeträchtlicher Teil durch Steuer- und überwachungszeiten verloren geht. Eine solchermaßen betriebene Sprüharm-Vorrichtung ist aus der DE 32 30 095 C2 bekannt.

Durch die DE 38 44 262 A1 sind fahrbare Sprühdüsenvorrichtungen bekannt, die in zeitlicher Abstimmung mit der Betätigung des Pressenstößels arbeiten, um Sprühdüsen in den und aus dem Zwischenraum zwischen den auseinander gefahrenen oberen und unteren Gesenkteilen zu bewegen. Diese Vorrichtung, die einen mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Stelltriebs verfahrbaren Wagen oder einen durch die Antriebswelle einer Vorschubeinrichtung angetriebenen Kurvenmechanismus verwendet, benötigt eine zu lange Betätigungszeit von durchschnittlich 1,5 bis 2 Sekunden für die Durchführung eines Arbeitszyklus, d.h. für eine Bewegung mit einem Vorwärtshub und einem Rückwärtshub zum Einführen der Sprühdüseneinrichtung zwischen die Gesenkteile und anschließendem Herausführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine schnellere, insbesondere an die Zykluszeiten des automatischen Werkstücktransportes besser angepasste Kühlung und/oder Schmierung der Gesenke ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Transporthubbalken ein in einem vorhergehenden Schmiedevorgang hergestelltes Werkstück anhebt und aus dem Werkzeugraum abtransportiert, ein mit Sprüheinrichtungen versehener Hubbalken synchron zu Hub- und Abtransportbewegung des Transporthubbalkens, aber unabhängig von diesem in den Werkzeugraum eingefahren wird, innerhalb des Werkzeugraumes die

Sprüheinrichtungen betätigt und die Schmiedegesenke konturnah gekühlt und/oder geschmiert werden. Bei dieser Verfahrensweise erfolgt der Zyklusstart des Transporthubbalkens und des Sprühhubbalkens aus ihrer jeweiligen Bereitschaftsstellung außerhalb der Gesenke heraus zeitgleich, während die nachfolgenden Längs- und Querbewegungen sowie die Aufwärts- und Senkbewegungen beider Hubbalken zwar im Ablauf koordiniert, aber völlig unabhängig voneinander ausgeführt werden können.

Dies ermöglicht es, daß bereits während der Transporthubbalken mittels einer Hubbewegung das erfasste Werkstück aus dem Gesenk hebt, sich der Sprühbalken zeitgleich schon in Richtung des Werkzeugraumes zwischen die geöffneten Gesenke bewegen kann. Sobald dann der Transporthubbalken mit dem Werkstück in einer Längs- oder Querbewegung den Werkzeugraum verlassen hat, ist der Sprühbalken mit den auf ihm angeordneten Sprüheinrichtungen vollständig in den Werkzeugraum eingefahren und es kann sogleich mit dem Kühl- und/oder Schmiervorgang begonnen werden. Somit lässt sich die Transportphase des Werkstückes zu einer der nächsten Bearbeitungsstationen von Beginn an mit den Bewegungsabläufen zur Kühlung und/oder Schmierung der Gesenke überlagern.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Sprühhubbalken innerhalb des Werkzeugraumes eine Absenkbewegung und/oder eine Abwärtsbewegung vollzieht. Auf diese Weise können die Sprüheinrichtungen besonders nah, mit optimalem Abstand zu den Werkzeugflächen bzw. Gravuren der Gesenke positioniert werden.

Nach einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden der Transporthubbalken und der Sprühhubbalken gegensinnig zueinander bewegt. Damit lässt sich ein ungestörter Bewegungsablauf erreichen, denn mit dem Ausfahren des Transporthubbalkens wird sukzessive der Werkzeugraum zunehmend frei für den gleichzeitig einfahrenden Sprühhubbalken.

Des weiteren sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß der Transporthubbalken das aufgenommene, geschmiedete Werkstück während der

Kühl- und/oder Schmierphase zu einer nächsten Bearbeitungsstation transportiert und dort ablegt, dann einen Werkstückrohling aufnimmt und in den Werkzeugraum transportiert, wobei synchron dazu die Sprüheinrichtungen ausgeschaltet werden und der Sprühbalken aus dem Werkzeugraum herausfährt. Dieses Wechselspiel zwischen Werkstückabtransport zur nächsten Bearbeitungsstation, Ausnutzung dieser Transportphase zur Kühlung und/oder Schmierung der Werkzeuge und Transport eines neuen Werkstückrohlings in die Bearbeitungsstation bei gleichzeitigem Rückzug der Sprüheinrichtung aus dem Werkzeugraum dieser Bearbeitungsstation wiederholt sich ständig mit der je nach gewünschter Produktionsleistung der Schmiedepresse vorgegebenen Taktfrequenz der kontinuierlich umlaufenden Automatik der beiden im Bewegungsablauf aufeinander abgestimmten Hubbalken.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß dem Transporthubbalken ein separater, mit temporär betätigbaren Sprüheinrichtungen ausgebildeter Sprühhubbalken zugeordnet ist, wobei die beiden Hubbalken über eine Hubbalkenautomatik antriebsmäßig mit gegensinnigen Bewegungsabläufen synchronisiert und zu ihrer Ansteuerung an eine gemeinsame Steuerungs- und Regelungseinrichtung angeschlossen sind. Durch die Synchronität der Antriebe über die gemeinsame servoelektrische Steuerungs- und Regelungseinrichtung wird gewährleistet, daß die beiden Hubbalken, die in eine für den automatischen Werkstücktransport vorgesehene Hubbalkenautomatik eingebunden sind, präzise zur gleichen Zeit mit dem von der Hubbalkenautomatik vorgegebenen Bewegungsablauf starten.

Die zum gleichzeitigen Transport der Werkstücke und zum Kühlen und/oder Schmieren der Werkzeuge erforderlichen Bewegungsabläufe des Transporthubbalkens und des Sprühhubbalkens sind dabei unterschiedlich. Sobald der Transporthubbalken mit dem angehobenen Werkstück eine Längs- oder Querbewegung aus den Werkzeugraum heraus vollzieht, fährt zunehmend der Sprühhubbalken mit seinen Sprüheinrichtung in den frei gewordenen Werkzeugraum ein.

Die Hubbalkenautomatik arbeitet hierbei vorzugsweise mit einer elektro- hydraulischen Antriebsvorrichtung, mit der sich änderungen in den Bewegungsgrößen, in den Zuordnungen der Bewegung der einzelnen Bewegungsachsen zueinander und Veränderungen von Bewegungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Bewegungsachsen exakt steuern lassen. Alternativ lässt sich eine elektrohydraulische Antriebsvorrichtung vorsehen.

Die Ansteuerung der Hubbalken bzw. der Hubbalkenautomatik übernimmt die servoelektrische Steuerungs- und Regelungseinrichtung, in der ständig die Soll- und Istwerte der Bewegungsachsen der Hubbalken sowie des gesamten Pressvorgangs erfasst und verarbeitet werden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 in einer Ablauffolge einen Werkstücktransport aus dem Werkzeugraum einer Gesenkschmiedepresse und einen Kühl- und Schmiervorgang von in dem Werkzeugraum angeordneten Gesenken mittels einerseits eines Transporthubbalkens und andererseits eines Sprühhubbalkens; und

Fig. 5, 5a in schematischer Darstellung Bewegungsabläufe des Transporthubbalkens.

Eine in den Fig. 1 bis 4 nicht näher dargestellte Gesenkschmiedepresse weist in einem Werkzeugraum 1 einen oberen Werkzeughalter 2 zur Aufnahme eines Oberwerkzeuges mit einem Obergesenk 3 und einen unteren Werkzeughalter 4 zur Aufnahme eines Unterwerkzeugs mit einem Untergesenk 5 auf, wobei der obere Werkzeughalter 2 beispielsweise durch einen Pressenstößel bzw. -Stempel auf- und niederbewegt wird.

Der automatische Transport eines geschmiedeten Werkstückes 6 von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation bzw. von dem Gesenk 5 zu einem folgenden Gesenk 7 (vgl. hierzu Fig. 5, 5a) erfolgt durch einen Transporthubbalken 8, der von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung betätigt wird. Der Transporthubbalken 8 ist zum sicheren Ergreifen, Halten und Transportieren des Werkstückes 6 mit einer Greiferzange 9 ausgerüstet.

Auf der dem Transporthubbalken 8 gegenüberliegenden Seite des Werkzeugraumes 1 ist ein mit einer Sprühdüse 10 versehener Sprühhubbalken 11 zum Kühlenund/oder Schmieren und/oder Ausblasen des Ober- und Untergesenkes 3, 5 angeordnet. Auch der Sprühhubbalken 11 wird von einer Antriebsvorrichtung betätigt, die in die den Bewegungsablauf des Transporthubbalkens 8 koordinierende Hubbalkenautomatik eingebunden, jedoch eigenständig programmierbar ist. Die Hubbalkenautomatik wird von einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung 12 angesteuert, die ständig die Soll- und Istwerte der Bewegungsachsen des Transporthubbalkens 8 und des Sprühhubbalkens 11 sowie den Anfang und das Ende des Press- bzw. Schmiedevorgangs und die Stellung des Pressenstößels erfasst, vergleicht und mit daraus gebildeten Ausgangssignalen den ungestörten, automatischen Werkstücktransport und den parallel dazu stattfindenden Kühl- und/oder Schmiervorgang des Ober- und Untergesenkes 3, 5 steuert.

Sowohl der Transporthubbalken 8 als auch der Sprühhubbalken 11 stehen bei einem Schmiedevorgang außerhalb des Werkzeugraums 1 in Bereitschaftsstellung (vgl. Fig. 1). Nachdem der Schmiedevorgang beendet ist und der obere Werkzeughalter 2 mit dem Obergesenk 3 seine obere Ruhestellung erreicht hat, fährt der Transporthubbalken 8 in den Werkzeugraum 1 ein, umgreift mittels seiner Zange 9 das zuvor geschmiedete Werkstück 6, hebt dieses an und bewegt sich linear wieder aus dem Werkzeugraum 1 heraus (vgl. hierzu Fig. 2, 3 und 4). Der Ablauf der Bewegungen Einfahren 13, Anheben 14 und Ausfahren 15 des Transporthubbalkens 8 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.

Synchron und zeitgleich zur Rückzugsbewegung des Transporthubbalkens 8 aus dem Werkzeugraum 1 , fährt der Sprühhubbalken 11 mit seiner sowohl unterhalb als

auch oberhalb Sprühöffnungen 16, 17 aufweisenden Sprühdüse 10 in den Werkzeugraum 1 ein und vollzieht eine Hub- und eine Senkbewegung 18, 19, bei der das Ober- und das Untergesenk 3, 5 konturnah ausgeblasen und besprüht wird (vgl. hierzu Fig. 4).

Während dieser Sprühphase setzt der Transporthubbalken 8 seine Transportphase außerhalb des Werkzeugraums 1 fort und fährt in einer Längsbewegung mit dem Werkstück 6 zur nächsten Bearbeitungsstation bzw. zum nächsten Gesenk 7 (vgl. Fig. 5). Er vollzieht dort eine Querbewegung bis über die Gesenkmitte, legt das Werkstück 6 mittels einer Senkbewegung im Gesenk 7 ab, verlässt in einer rückwärts gerichteten Querbewegung das Gesenk 7 und vollzieht eine Längsbewegung zurück zum Untergesenk 5 im Werkzeugraum 1. Der Ablauf der Bewegungen Längstransport 20, Einfahren 21 über das Gesenk, Absenken 22, Ausfahren 23 und Längstransport 24 zurück des Transporthubbalkens ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Der Fig. 5 ist weiterhin zu entnehmen, daß sowohl die Längsbewegung hin zum Untergesenk 7 als auch die Längsbewegung zurück zum Untergesenk 5 des Transporthubbalkens 8 außerhalb des Werkzeugraums der Untergesenke 5, 7 erfolgt. Die Fig. 5a zeigt, daß die Längstransportbewegung vom Untergesenk 5 hin zum Untergesenk 7 durch einen Rastpunkt 25 in die Bewegungsabschnitte 20a, 20b unterteilt wird. Dieser Rastpunkt 25 ist ein programmierter Haltepunkt der Hubbalken- Automatik, an dem der automatische Ablauf des Transports unterbrochen wird.

Zeitgleich mit dem Transport des Werkstückes 6 zum Untergesenk 7 und dem Rückzug des Transporthubbalkens 8 zum Werkzeugraum 1 , bewegt sich der Sprühhubbalken 11 aus dem Werkzeugraum 1 hinaus, bis er wieder seine außerhalb des Werkzeugraums 1 liegende Bereitschaftsstellung einnimmt. In diese Position wird dann auch der Transporthubbalken 8, nachdem er das Werkstück in die Gesenke 3, 5 abgelegt hat, zurückgefahren, so daß ein neuer Werkstückrohling geschmiedet und sich das Wechselspiel zwischen der Transportphase zur nächsten Bearbeitungsstation und synchron dazu die Bewegungsphase des Sprühhubbalkens 11 zum Kühlen und/oder Schmieren der Gesenke 3, 5 wiederholen kann.