TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen eines band- oder drahtf örmigen Halbzeugmaterials zu einer Presse sowie eine Verwendung der Vorrichtung gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche .

STAND DER TECHNIK

Bei der industriellen Fertigung von kleinen Press- und Stanzteilen kommen heute schnelllaufende Pressen zum Einsat z , denen mittels einer synchronisierten Zuführvorrichtung ein band- oder drahtf örmiges Halbzeugmaterial intermittierend zugeführt wird . Zum Vorschieben wird das Halbzeugmaterial in der Zuführvorrichtung zwischen zwei Wal zen oder in einer Schiebzange geklemmt und durch eine gegenläufige Drehbewegung der Walzen um einen bestimmten Rotationswinkel oder eine lineare Bewegung der Schiebezange vorgeschoben . Nach j edem Vorschieben wird die Klemmung des Halbzeugmaterials zwischen den Wal zen oder in der Schiebezange j eweils auf gehoben und das Halbzeugmaterial mittels eines Klemmlineals oder einer Klemmzange festgelegt . Sodann folgt , gegebenenfalls nach zusät zlicher Durchführung eines Zwischenlüftschritts bei welchem das Halbzeugmaterial in der Zuführvorrichtung kurz zeitig freigegeben wird um eine exakte Positionierung desselben mittels eines Positionierorgans in der Presse zu ermöglichen, die Bearbeitung des Halbzeugmaterials in der Presse , worauf der nächste Vorschiebevorgang folgt . Während bei Wal zenvorschüben die Walzen in der Nicht-Vor- schiebephase stillstehen, wird bei Zangenvorschüben die Schiebezange in der Nicht-Vorschiebephase wieder in die Ausgangsposition zurückgezogen . Entsprechend ergibt sich bei Wal zenvorschüben systembedingt der Vorteil , dass deren Antriebe in der Nicht-Vorschiebephase keine Leistung abgeben müssen und entsprechend thermisch deutlich weniger belastet sind als die Antriebe bei den heute bekannten Zangenvorschüben . Auch weisen die Walzenvorschubvorrichtungen den Vorteil auf , dass sie relativ kompakt , kostengünstig und robust sind und zudem für relativ hohe Vorschubfrequenzen geeignet sind . Sie haben j edoch den gravierenden Nachteil , dass sie ungeeignet sind für empfindliche Halbzeugmaterialien, da diese beim Vorschieben mit den Walzen infolge der linienförmigen Kontakt fläche einer enormen Flächenpressung ausgeset zt werden, was praktisch zwangsläufig zu Marken und Krat zern führt .

Die heute bekannten Zangenvorschubvorrichtungen hingegen eignen sich bestens für die Verarbeitung von sehr empfindlichen Halbzeugmaterialien, da diese beim Vorschieben nicht überwalzt sondern lediglich an einzelnen Stellen relativ grossflächig in den Zangen geklemmt werden, so dass nur örtlich ein Kontakt zwischen Vorschuborgan und Halbzeug entsteht und auch deutlich geringere Flächenpressungen vorliegen . Der entscheidende Nachteil der heute bekannten Zangenvorschubeinrichtungen ist j edoch darin zu sehen, dass sie nur relativ geringe Vorschubfrequenzen zulassen, weil aufgrund der Schiebezange relativ grosse Massen bewegt werden müssen . Dies trifft insbesondere für Zangenvorschübe zu, welche mit eigenen Motoren angetrieben werden, insbesondere für Servo- Zangenvorschübe . Während die sogenannten mechanischen Vorschübe praktisch unbeschränkt Antriebsenergie aus dem Schwungrad der Presse beziehen können, muss bei den mit eigenen Antriebsmotoren ausgerüsteten Vorschüben die gesamte Antriebsenergie vom Antriebsmotor bereitgestellt werden . Gleichzeitig nimmt aber mit zunehmender Antriebsleistung auch die rotatorische Massenträgheit der Antriebsmotoren zu, so dass die Motoren leistungsmässig eher knapp ausgelegt werden müssen und dadurch thermisch entsprechend hoch belastet sind .

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es stellt sich deshalb die Aufgabe technische Lösungen zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder zumindest teilweise vermeiden .

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst .

Gemäss diesen betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum intermittierenden Zuführen eines band- oder drahtf örmigen Halbzeugmaterials zu einer Presse , bevorzugterweise zu einer Stanzpresse . Dabei wird das zuzuführende Halbzeugmaterial in einer Vorschiebephase mittels einer Schiebzange vorgeschoben, welche beim Vorschieben durch einen Vorschubantrieb ( anspruchsgemässer erster Antrieb ) angetrieben wird . In einer Nicht-Vor- schiebephase wird das zuzuführende Halbzeugmaterial mittels einer feststehenden Klemmzange festgehalten und die Schiebezange wird mit einem Rückzugantrieb ( anspruchsgemässer zweiter Antrieb ) zurückgezogen . Vorschubantrieb und Rückzugantrieb sind separat voneinander ausgebildet .

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird es möglich, den Antrieb bei Servo-Zangenvorschüben zu optimieren . Die erfindungsgemässe Verwendung von separaten Antrieben für die Vorschubbewegung und die Rückzugbewegung der Schiebezange macht für j eden der Antriebe eine ausgeprägte Stillstandzeit verfügbar , wodurch gegenüber den heute bekannten Lösungen bei gleicher Vorschubleistung eine deutliche Herabsetzung der thermischen Beanspruchung möglich wird bzw . bei gleicher thermischer Beanspruchung eine deutliche Steigerung der Antriebsleistung . Zudem kann der Antrieb für den Rückzug der Schiebezange kleiner ausgelegt werden als der Vorschubantrieb, weil er keine Vorschubarbeit leisten muss . Bevorzugterweise ist der Rückzugantrieb beim Vorschieben der Schiebezange mit dem Vorschubantrieb antriebsmässig von der Schiebezange entkoppelt und ist der Vorschubantrieb beim Zurückziehen der Schiebezange mit dem Rückzugantrieb antriebsmässig von der Schiebezange entkoppelt . Die Antriebe sind also bei Verrichtung ihrer j eweiligen Arbeit (Vorschub bzw . Rückzug der Schiebezange ) voneinander entkoppelt , was bevorzugterweise durch steuerungstechnische und/oder mechanische Entkopplung erfolgt . Hierdurch können die Antriebe weiter optimiert werden, dahingehend, dass keiner der Antriebe die Massenträgheit des anderen Antriebs überwinden muss und der Antrieb für den Rückzug der Schiebezange kann noch deutlich kleiner ausgelegt werden als der Vorschubantrieb, weil er lediglich seine eigene Massenträgheit und die der Vorschubzange überwinden muss .

Mit Vorteil werden für den Vorschubantrieb und für den Rückzugantrieb Servomotoren verwendet , und zwar bevorzugterweise für den Vorschubantrieb ein Servomotor mit einer grösseren maximalen Antriebsleistung als für den Rückzugmotor . Derartige Antriebe können präzise gesteuert werden und sind in verschiedenen Grössen und Ausführungsformen kommerziell erhältlich .

Dabei ist es in einer ersten Variante bevorzugt , dass die antriebsmässige Entkopplung steuerungstechnisch durch Drehmoment-Freischalten des j eweiligen gerade nicht seine bestimmungsgemäss Arbeit verrichtenden Servomotors erfolgt . Diese Variante erfordert ein Minimum an mechanischen Einrichtungen zur Realisierung der Entkopplung .

In einer zweiten bevorzugten Variante erfolgt die antriebsmässige Entkopplung durch mechanisches Entkoppeln des j eweiligen Servomotors von der Schiebezange während seiner Arbeitspause oder für die Arbeitsrichtung des anderen Servomotors , z . B . über eine Kupplung oder Freilaufkupplung . Insbesondere die letztgenannte Variante mit Freilaufkupplungen weist den Vorteil auf , dass eine zuverlässige mechanische Zwangsentkopplung der Antriebe bezüglich ihrer j eweiligen Arbeitsrichtungen erfolgt .

Werden für den Vorschubantrieb und den Rückzugantrieb rotatorische Antriebe verwendet , was bevorzugt ist , so ist es von Vorteil , diese zum Vorschieben bzw . Zurückziehen der Schiebezange j eweils über ein Antriebsrit zel und eine Zahnstange mit der Schiebezange zu koppeln . Auf diese Weise lässt sich die rotatorische Bewegung der Antriebe relativ einfach in die translatorische Bewegung der Schiebezange umsetzen und der Verschiebeweg kann einfach über den Verdrehwinkel der Antriebe eingestellt werden .

Dabei ist es weiter bevorzugt , dass zwischen dem j eweiligen Antrieb und dem j eweiligen Antriebsrit zel j eweils eine Freilauf kupplung angeordnet wird, zur antriebsmässigen mechanischen Entkopplung des j eweiligen Antriebs von der Antriebsbewegung des anderen Antriebs .

Des Weiteren ist es bevorzugt , dass die Schiebezange mittels eines anspruchsgemässen dritten Antriebs geöffnet und geschlossen wird und die Klemmzange mittels eines anspruchsgemässen vierten Antriebs geöffnet und geschlossen wird . Dabei sind diese Antriebe separat voneinander und separat von dem Vorschubantrieb und dem Rückzugantrieb ausgebildet . Auf diese Weise wird eine maximale Flexibilität bezüglich der Öffnungs- und Schliess zeiten und -kräfte erreicht und der Vorschubantrieb und Rückzugantrieb können weiter optimiert werden, weil sie keinen Anteil an der Öffnungs- und Schliessarbeit leisten müssen und auch keine diesbezüglichen zusät zlichen Massenträgheiten überwinden müssen .

Für den anspruchsgemässen dritten Antrieb und den anspruchsgemässen vierten Antrieb kommen bevorzugterweise Servomotoren zum Einsatz , wobei es weiter bevorzugt ist , dass diese j eweils über Spindeln und Spindelmuttern mit der Schiebzange bzw . der Klemmzange gekoppelt werden, zur Bewirkung des Öffnens und Schliessens der Zangen . Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen eines band- oder draht förmigen Halbzeugmaterials zu einer Presse , bevorzugterweise gemäss dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung .

Die Vorrichtung umfasst eine im Betrieb vor- und zurücklaufende Schiebezange , zum Vorschieben des Halbzeugmaterials in einer Vorschiebephase , und eine feststehende Klemmzange , zum Festhalten des Halbzeugmaterials in einer Nicht-Vorschiebephase . Dabei weist die Vorrichtung einen Vorschubantrieb ( anspruchsgemässer ersten Antrieb ) auf , für das Vorschieben der Schiebezange und einen Rückzugantrieb ( anspruchsgemässer zweiter Antrieb ) auf , für das Zurückziehen der Schiebezange , welcher Rückzugantrieb separat ausgebildet ist vom Vorschubantrieb .

Durch die Erfindung wird es möglich, den Antrieb bei Servo-Zangenvorschüben weiter zu optimieren . Die erfindungsgemässe Verwendung von separaten Antrieben für die Vorschubbewegung und die Rückzugbewegung der Schiebezange macht für j eden der Antriebe eine ausgeprägte Stillstandzeit verfügbar , wodurch gegenüber den heute bekannten Lösungen bei gleicher Vorschubleistung eine deutliche Herabsetzung der thermischen Beanspruchung möglich wird bzw . bei gleicher thermischer Beanspruchung eine deutliche Steigerung der Antriebsleistung . Zudem kann der Antrieb für den Rückzug der Schiebezange kleiner ausgelegt werden als der Vorschubantrieb , weil er keine Vorschubarbeit leisten muss .

Bevorzugterweise ist die Vorrichtung derartig ausgebildet , dass der Rückzugantrieb beim Vorschieben der Schiebezange mit dem Vorschubantrieb antriebsmässig von der Schiebezange entkoppelt oder entkoppelbar ist , und dass der Vorschubantrieb beim Zurückziehen der Schiebezange mit dem Rückzugantrieb antriebsmässig von der Schiebezange entkoppelt oder entkoppelbar ist . Die Vorrichtung ist also derartig ausgebildet , dass die Antriebe bei Verrichtung ihrer j eweiligen Arbeit (Vorschub bzw . Rückzug der Schiebezange ) voneinander entkoppelt oder entkoppelbar sind, was bevorzugterweise durch steuerungstechnische und/oder mechanische Entkopplung erfolgt bzw . erfolgen kann . Hierdurch wird es möglich die Antriebe weiter zu optimieren, weil keiner der Antriebe die Massenträgheit des anderen Antriebs überwinden muss und der Antrieb für den Rückzug der Schiebezange kann noch deutlich kleiner ausgelegt werden als der Vorschubantrieb, weil er lediglich seine eigene Massenträgheit und die der Vorschubzange überwinden muss .

Mit Vorteil sind der Vorschubantrieb und der Rückzugantrieb als Servomotoren ausgebildet , wobei es weiter bevorzugt ist , dass der Servomotor für den Vorschub eine grössere maximale Antriebsleistung aufweist als der Servomotor für den Rückzug . Derartige Antriebe können präzis gesteuert werden und sind in verschiedenen Grössen und Ausführungsformen kommerziell erhältlich .

Dabei ist es in einer ersten Variante bevorzugt , dass die Vorrichtung derartig ausgebildet ist , dass die antriebsmässige Entkopplung steuerungstechnisch durch Drehmoment-Freischalten des j eweiligen gerade nicht seine bestimmungsgemäss Arbeit verrichtenden Servomotors erfolgt bzw . erfolgen kann . Diese Variante erfordert ein Minimum an mechanischen Einrichtungen zur Realisierung der Entkopplung .

In einer zweiten bevorzugten Variante ist die Vorrichtung derartig ausgestaltet , dass die antriebsmässige Entkopplung durch mechanisches Entkoppeln des j eweiligen Servomotors von der Schiebezange während seiner Arbeitspause bzw . für die Arbeitsrichtung des anderen Servomotors erfolgt oder erfolgen kann, z . B . über eine Kupplung oder Freilauf kupplung . Insbesondere die let ztgenannte Variante mit Freilauf kupplungen weist den Vorteil auf , dass eine zuverlässige mechanische Zwangsentkopplung der Antriebe bezüglich ihrer j eweiligen Arbeitsrichtungen erfolgt . Kommen für den Vorschubantrieb und den Rückzugantrieb rotatorische Antriebe zum Einsatz , was bevorzugt ist , so ist es von Vorteil , dass diese zum Vorschieben bzw . Zurückziehen der Schiebezange j eweils über ein Antriebsrit zel und eine Zahnstange mit der Schiebezange gekoppelt sind . Auf diese Weise lässt sich die rotatorische Bewegung der Antriebe relativ einfach in die translatorische Bewegung der Schiebezange umsetzen und der Verschiebeweg kann einfach über den Verdrehwinkel der Antriebe eingestellt werden .

Dabei ist es weiter bevorzugt , dass zwischen dem j eweiligen Antrieb und dem j eweiligen Antriebsrit zel j eweils eine Freilauf kupplung angeordnet ist , zur antriebsmässigen mechanischen Entkopplung des j eweiligen Antriebs von der Antriebsbewegung des anderen Antriebs .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen anspruchsgemässen dritten Antrieb für das Öffnen und Schliessen der Schiebezange und einen anspruchsgemässen vierten Antrieb für das Öffnen und Schliessen der Klemmzange , welche Antriebe separat voneinander und separat von dem Vorschubantrieb und dem Rückzugantrieb ausgebildet sind . Auf diese Weise wird eine maximale Flexibilität bezüglich der Öffnungs- und Schliess zeiten und -kräfte erreicht und der Vorschubantrieb und Rückzugantrieb können weiter optimiert werden, weil sie keinen Anteil an der Öffnungs- und Schliessarbeit leisten müssen und auch keine diesbezüglichen zusät zlichen Massenträgheiten überwinden müssen .

Der anspruchsgemässe dritte Antrieb und der anspruchsgemässe vierte Antrieb sind bevorzugterweise als Servomotoren ausgebildet , wobei es weiter bevorzugt ist , dass diese j eweils über Spindeln und Spindelmuttern mit der Schiebzange bzw . der Klemmzange gekoppelt sind, zur Bewirkung des Öffnens und Schliessens der Zangen .

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Vorrichtung gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung zum Zuführen eines band- oder drahtf örmigen Halbzeugmaterials zu einer Stanzpresse . Bei einer derartigen Verwendung kommen die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zum Tragen .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren . Dabei zeigen :

Fig . 1 eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemässen Vorschubvorrichtung;

Fig . 2 eine perspektivische Ansicht von hinten der Vorschubvorrichtung aus Fig . 1 ;

Fig . 3 einen perspektivischen Querschnitt durch die Vorschubvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 entlang der Linie A-A in Fig . 1 .

Fig . 4 einen perspektivischen Längsschnitt durch die Vorschubvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 entlang der Linie B-B in Fig . 2 .

Fig . 5 einen perspektivischen Längsschnitt durch die Vorschubvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 im Bereich des Antriebsritzels des Rückzugmotors .

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die Figuren 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten von schräg oben auf die Vorderseite ( Fig . 1 ) und die Rückseite ( Fig . 2 ) einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen eines bandförmigen Halbzeugmaterials zu einer Stanzpresse .

Wie zu erkennen ist , weist die Vorschubvorrichtung eine im Betrieb vor- und zurücklaufende Schiebezange 14 auf , zum Vorschieben des Halbzeugmaterials (nicht dargestellt ) in der Vorschiebephase , sowie eine feststehenden Klemmzange 18 , zum Festhalten des Halbzeugmaterials in der Nicht-Vorschiebephase . Weiter weist die Vorrichtung einen ersten Servomotor 1 für das Vorschieben der Schiebezange 14 auf und einen zweiten Servomotor 6 für das Zurückziehen der Schiebezange 14, was in der Nicht-Vorschiebephase erfolgt. Der erste Servomotor 1 für die Vorschubbewegung der Schiebezange 14 ist deutlich grösser bzw. leistungsstärker dimensioniert als der zweite Servomotor 6 für deren Rückzugbewegung.

Wie in Zusammenschau mit den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, welche perspektivische Schnittdarstellungen durch die erfindungsgemässe Vorschubvorrichtung zeigen, nämlich einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 (Fig. 3) und einen Längsschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2 (Fig. 4) , sind die Servomotoren 1, 6 jeweils über ein Antriebsritzel 4, 9 und eine Zahnstange 5, 10 mit der Schiebezange 14 gekoppelt.

Wie weiter in Zusammenschau mit Fig. 5 erkennbar ist, welche einen perspektivischen Längsschnitt durch die Vorschubvorrichtung im Bereich des Antriebsritzels 9 des Rückzugmotors 6 zeigt, sind zwischen den Servomotoren 1, 6 und den zugeordneten Antriebsritzel 4, 9 Freilaufkupplung 3, 8 mit entgegengesetzten Freilaufrichtungen angeordnet, zur jeweiligen mechanischen antriebsmässigen Entkopplung des Servomotors 1, 6 von der Schiebezange 14 bezüglich der Antriebsrichtung des anderen Servomotors 6, 1. Über die beiden Freilaufkupplungen 3, 8 erfolgt also eine mechanische Zwangsentkopplung der Servomotoren 1, 6 bezüglich ihrer jeweiligen Arbeitsrichtungen, so dass der zweite Servomotor 6 beim Vorschieben der Schiebezange 14 mit dem ersten Servomotor 1 antriebsmässig von der Schiebezange 14 entkoppelt ist und der erste Servomotor 1 beim Zurückziehen der Schiebezange 14 mit dem zweiten Servomotor 6 antriebsmässig von der Schiebezange 14 entkoppelt ist. Die Antriebsritzel 4, 9 mit den Freilaufkupplungen 3, 8 weisen eigene Lagerungen 2, 7 auf, zur Entlastung der Motorlager.

Wie weiter insbesondere aus den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, umfasst die erfindungsgemässe Vorschubvorrichtung einen dritten Servomotor 11 für das Öffnen und Schliessen der Schiebezange 14 und einen vierten Servomotor 15 für das Öffnen und Schliessen der Klemmzange 18 . Diese Servomotoren 11 , 15 sind j eweils über Spindeln 12 , 16 und Spindelmuttern 13 , 17 mit der Schiebzange 14 bzw . der Klemmzange 18 gekoppelt , zur Bewirkung der Öffnungs- und Schliessbewegung . Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .