CREPAZ, Johannes (Grenzstrasse 37, Wals-Siezenheim, A-5071, AT)
HUBER, Anton (Konrad-Seyde-Strasse 13b, Eugendorf, A-5301, AT)
CREPAZ, Johannes (Grenzstrasse 37, Wals-Siezenheim, A-5071, AT)
Patentansprüche:
1. überlastsicherung (19) mit einem Krafteingangselement (22) und mit einem Kraftausgangselement (23), welche mittels einer Formschlussverbindung (40) kraftschlüssig miteinander starr verbunden und welche bei einer betätigten überlastsicherung relativ bewegbar zueinander sind, gekennzeichnet durch eine Notlaufführung (30, 31, 35, 36), mittels welcher das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) bei betätigter überlastsicherung kontrolliert zueinander geführt miteinander verbunden sind.
2. überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufführung Führungsbahnen, vorzugsweise gerade Führungsbahnen, aufweist, entlang derer das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) geführt zueinander eine translatorische Relativbewegung ausführen können.
3. überlastsicherung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung ein vorgespanntes Auslösebauteil und/oder einen Scherstift (40) um- fasst.
4. überlastsicherung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) mittels einer Reibschlussverbindung kraftschlüssig miteinander starr verbunden sind.
5. überlastsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlussverbindung zwei Spannelemente (27, 28) umfasst, zwischen denen das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) verspannt werden.
6. überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) um einen Crash-Abstand (26) voneinander beabstandet miteinander verbunden sind.
7. überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) kopfseitig zueinander angeordnet sind.
8. überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) Zugstäbe und/oder Druckstäbe in einem Antriebsstrang (10) bilden.
9. überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Krafteingangselement (22) und das Kraftausgangselement (23) eine Schubstange (12) eines Antriebsstranges (10) bilden.
10. überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Sensoren (41, 42), welche eine Relativbewegung zwischen dem Krafteingangselement (22) und dem Kraftausgangselement (23) registrieren.
11. Antriebsstrang mit einem ersten Antriebsstrangglied und mit wenigstens einem zweiten Antriebsstrangglied, welche zwischen einem Antrieb und einem Werkzeug fest miteinander verbunden angeordnet sind, wobei zwischen dem ersten Antriebsstrangglied und dem zweiten Antriebsstrangglied eine überlastsicherung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangglieder bei einer betätigten überlastsicherung als Verbund aus relativ zueinander beweglich geführten Antriebsstranggliedern miteinander verbunden sind.
12. Antriebsstrang nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangglieder (17, 18) um einen Sicherheitsabstand beabstandet zueinander angeordnet sind.
13. Antriebsstrang nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsabstand mindestens einem Antriebshub entspricht, den der Antrieb oder ein Bauteil des Antriebes, wie beispielsweise eine Kurvenscheibe, während eines Arbeitsbewegungs- zyklus' bereitstellt.
14. Antriebsstrang nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Crashabstand mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens als 95 %, bevorzugt mindestens 100 %, insbesondere höchstens 120 %, eines Arbeitshubes des Hubwerkzeuges (4) entspricht.
15. Antriebsstrang nach einem der Anprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (10) eine Kniehebelmechanik (11) umfasst.
16. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine Kurvenscheibe oder eine Exzenterscheibe (8) aufweist.
17. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangglieder (17, 18) eine Schubstange (12) bilden.
18. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch eine überlastsicherung (19) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
19. Vorrichtung mit einem Hubwerkzeug zum Herstellen und/oder Bearbeiten eines Werk- Stückes, bei welcher das Hubwerkzeug mittels eines eine überlastsicherung aufweisenden
Antriebstranges bewegbar in der Vorrichtung gelagert ist, gekennzeichnet durch eine überlastsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder einen Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 18.
20. Verfahren zum Aufbringen von Arbeitskräften auf ein Hubwerkzeug, welches mittels auf vorgegebenen Bewegungsbahnen geführten Antriebsgliedern angetrieben wird, und bei welchem bei einer Antriebskräfteüberlast eine überlastsicherung betätigt wird, wodurch Antriebsglieder voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet dass die Antriebsglieder bei betätigter überlastsicherung lediglich arbeitskräftemäßig getrennt werden, und an der überlastsicherung Führungskräfte zwischen den getrennten Antriebsglie- dem wechselwirken.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die arbeitskräftemäßig getrennten Antriebsglieder (17, 18) im Trennbereich zumindest im Wesentlichen entlang der vorgegebenen Bewegungsbahnen geführt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubwerkzeug (4) bei betätigter überlastsicherung (9) keinen Hub oder einen Nebenhub ausfuhrt. |
überlastsicherung, Antriebsstrang mit einer derartigen überlastsicherung, Vorrichtung mit einem Hubwerkzeug sowie Verfahren zum Aufbringen von Arbeitskräften
[01] Die Erfindung betrifft einerseits eine überlastsicherung mit einem Krafteingangselement und mit einem Kraftausgangselement, welche mittels einer Formschluss- Verbindung kraftschlüssig miteinander starr verbunden und welche bei einer betätigten überlastsicherung relativ bewegbar zueinander sind. Andererseits betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem ersten Antriebsstrangglied und mit wenigstens einem weiteren Antriebsstrangglied, welche fest miteinander verbunden als Antriebsstrang zwischen einem Antrieb und einem Werkzeug angeordnet sind, wobei zwischen dem ersten Antriebsstrangglied und dem weiteren Antriebsstrangglied eine überlastsicherung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung mit einem Hubwerkzeug zum Herstellen und/oder Bearbeiten eines Werkstückes, bei welcher das Hub Werkzeug mittels eines eine überlastsicherung aufweisenden Antriebsstranges bewegbar in der Vorrichtung gelagert ist. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von Arbeitskräften auf ein Hubwerkzeug, welches mittels auf vorgegebenen Bewegungsbahnen geführten Antriebsgliedern angetrieben wird, und bei welchem bei einer Antriebskräfteüberlast eine überlastsicherung betätigt wird und hierdurch Antriebsglieder voneinander getrennt werden.
[02] Gattungsgemäße überlastsicherungen sind aus dem Stand der Technik in vielfäl- tiger Gestalt bekannt und dienen insbesondere in Stanzmaschinen dazu, Bauteile beziehungsweise Bauteilgruppen bei einer Fehlfunktion vor einer irreparablen Zerstörung zu schützen, da bei derartigen Maschinen enorme Arbeitskräfte erzeugt werden.
[03] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, bekannte überlastsicherungen derart weiter zu entwickeln, dass an einer Vorrichtung zum Herstellen und/oder Bearbeiten
eines Werkstückes, insbesondere an einem Antriebsstrang einer solchen Vorrichtung, Beschädigungen vermindert oder sogar vermieden werden.
[04] Die Aufgabe der Erfindung wird von einer überlastsicherung mit einem Krafteingangselement und mit einem Kraftausgangselement, welche mittels einer Form- Schlussverbindung kraftschlüssig miteinander starr verbunden und welche bei einer betätigten überlastsicherung relativ bewegbar zueinander sind, gelöst, wobei die überlastsicherung eine Notlaufführung aufweist, mittels welcher das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement bei betätigter überlastsicherung relativ zueinander bewegbar, aber kontrolliert zueinander geführt miteinander verbunden sind.
[05] Bekannte überlastsicherungen weisen eine derartige Notlaufführung nicht auf, so dass im Falle einer bestätigten überlastsicherung Antriebsstrangglieder eines Antriebsstranges unkoordiniert zueinander bewegt werden, wodurch diese dann selbst und/oder umliegende Bereiche einer Maschine schwer beschädigt werden können. Dies ist vorliegend vermieden.
[06] Mit dem Begriff „betätigte überlastsicherung" wird vorliegend beschrieben, dass die überlastsicherung auf Grund einer überlastsituation, beispielsweise in einem Getriebe einer Presse, ausgelöst wurde, so dass eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite arbeitskräftemäßig voneinander getrennt sind.
[07] Der Begriff „Krafteingangselement" beschreibt vorliegend ein Bauteil der über- lastsicherung, mittels welchem Arbeitskräfte antriebsseitig in die überlastsicherung eingeleitet werden. In einem baulich besonders einfachen Fall ist das Krafteingangselement identisch mit einem ersten Antriebsstrangglied, welches antriebsseitig im Antriebsstrang vorgesehen ist.
[08] Dementsprechend bezeichnet der Begriff „Kraftausgangselement" ein Bauteil der vorliegenden überlastsicherung, mittels welchem Antriebskräfte abtriebsseitig an ein Werkzeug weiter geleitet werden können. So bildet das Kraftausgangselement in
einer baulich besonders einfachen Ausführungsvariante ein weiteres Antriebsstrangglied, welches abtriebsseitig beispielsweise einem Werkzeug, wie beispielsweise einem Hubwerkzeug, zugeordnet ist.
[09] Die vorliegende Notlaufführung kann verschiedenartig ausgeführt sein, solange das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement bei betätigter überlastsicherung sicher zueinander geführt sind. Damit das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement bei betätigter überlastsicherung besonders betriebssicher zueinander geführt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Notlaufführung entsprechende Führungsbahnen umfasst, entlang welcher das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement bei betätigter überlastsicherung eine kontrolliert geführte Relativbewegung zueinander ausführen können.
[10] Insbesondere hinsichtlich Getriebegliedern zum übertragen von Druck- und/oder Zugkräften ist es vorteilhaft, wenn die überlastsicherung gerade Führungsbahnen aufweist, entlang derer das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement geführt zueinander translatorische Relativbewegungen ausführen können, insbesondere eine ausschließlich translatorische Relativbewegung, da hierdurch die beiden Elemente entlang ihren Hauptkräfteachsen zueinander translatorisch bewegt werden können.
[11] Die vorliegend beschriebene Formschlussverbindung, mittels welcher das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement kraftschlüssig miteinander verbunden sind, kann vielfältiger Natur sein. Eine Formschlussverbindung ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt, so dass vorliegend hierauf nur soweit eingegangen wird, dass es vorteilhaft ist, wenn die Formschlussverbindung ein vorgespanntes Auslösebauteil und/oder einen Scherstift aufweist, da ein Scherstift im Falle einer betätigten überlastsicherung kostengünstig und einfach ausgetauscht und somit erneuert werden kann. Alter- nativ zu dem Scherstift könnte als Formschluss Verbindung beispielsweise eine Bauteilgruppe mit einer vorgespannten Kugel oder ein anderes vorgespanntes Auslösebauteil Verwendung finden.
[12] Damit ein Scherstift zum übertragen der erforderlichen Arbeitskräfte nicht überdimensional ausgeführt sein muss, ist es vorliegend vorteilhaft, wenn das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement mittels einer Reibschlussverbindung kraftschlüssig miteinander starr verbunden sind. Die erforderliche Kraftübertragung erfolgt bevorzugt über den Scherstift - oder ein anderweitiges Element zum auflösbaren Halten eines Kräftegleichgewichts - und zusätzlich über einen Reibschluss.
[13] Eine diesbezügliche vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Reibschlussverbindung zwei Spannelemente umfasst, zwischen denen das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement verspannt werden.
[14] Mit der Reibschlussverbindung ist sichergestellt, dass die Arbeitskräfte nicht vollständig von der Formschlussverbindung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement übertragen werden müssen. Vielmehr kann die Formschlussverbindung auch in Abhängigkeit der Reibschlussverbindung dimensioniert werden.
[15] Damit bei einer betätigten überlastsicherung eine Antriebsseite und eine Ab- triebsseite eines Antriebsstranges insbesondere auf einer Hauptkräfteachse unbeschädigt relativ zueinander geführt bewegt werden können, ist es vorteilhaft, wenn das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement um einen Crash-Abstand voneinander beabstandet miteinander verbunden sind.
[16] Der Begriff „Crash-Abstand" beschreibt vorliegend einen Abstand zwischen dem Krafteingangselement und dem Kraftausgangselement, so dass beide Elemente eine Relativbewegung zueinander durchführen können. Beispielsweise ist hierdurch gewährleistet, dass eine Antriebsseite einen Arbeitshub durchführen kann, ohne dass die Abtriebsseite der Bewegung des Arbeitshubes wie im normalen Arbeitsbetrieb folgen muss. Es ist insbesondere denkbar, dass der Crashabstand in der überlastsicherung als ein Freihub zwischen dem Krafteingangselement und dem Kraftausgangselement ausgestaltet ist, sodass nach Auslösung der überlastsicherung der eingehende Arbeitshub
vermindert an das Kraftausgangselement weitergegeben wird oder der eingehende Hub vollständig eliminiert wird, sodass im zweiten Falle der Antrieb „frei" dreht.
[17] In einer baulich besonders einfachen Ausführungsvariante sind das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement kopfseitig zueinander angeordnet. Liegen die beiden Kraftelemente der überlastsicherung derart gegenüber, baut die überlastsicherung besonders kompakt, da die jeweiligen Kräftehauptachsen des Krafteingangselementes und des Kraftausgangselementes vorteilhaft parallel zueinander oder sogar koaxial liegen.
[18] Dementsprechend sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante vor, dass das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement Zugstäbe und/oder Druckstäbe in einem Antriebsstrang bilden.
[19] Insbesondere kann der vorstehend beschriebene Crash- Abstand zwischen dem Krafteingangselement und dem Kraftausgangselement baulich besonders einfach vorgesehen werden, wenn das Krafteingangselement und das Kraftausgangselement eine Schubstange eines Antriebsstranges bilden.
[20] Damit ein überlastfall und damit ein Betätigen der überlastsicherung unmittelbar registriert wird und ein Antrieb einer Arbeitsmaschine ausgeschaltet werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die überlastsicherung Sensoren umfasst, welche eine Relativbewegung zwischen dem Krafteingangselement und dem Kraftausgangselement registrie- ren. Sollten vorliegend Relativbewegungen zwischen dem Krafteingangselement und dem Kraftausgangselement einen kritischen Wert überschreiten, wird dies von den Sensoren sofort ermittelt und beispielsweise ein Notausbetrieb einer Maschine in Gang gesetzt. Vorliegende Sensoren können in vielfältiger Weise, insbesondere mit Mikroschal- tern, Dehnmessstreifen oder beliebigen isolierten Kontakten realisiert sein.
[21] Die gestellte Aufgabe wird nach einem zweiten Erfmdungsaspekt von einem Antriebsstrang mit einem ersten Antriebsstrangglied und mit wenigstens einem zweiten
Antriebsstrangglied, welche zwischen einem Antrieb und einem Werkzeug fest miteinander verbunden angeordnet sind, gelöst, wobei zwischen dem ersten Antriebsstrangglied und dem zweiten Antriebsstrangglied eine überlastsicherung angeordnet ist und die Antriebsstrangglieder bei einer betätigten überlastsicherung als Verbund aus relativ zueinander beweglich geführten Antriebsstranggliedern miteinander verbunden sind.
[22] Vorteilhafter Weise bleiben die Antriebsstrangglieder, zwischen denen die überlastsicherung vorgesehen ist, selbst bei einer betätigten überlastsicherung als Verbund derart zueinander angeordnet, dass sie zueinander - insbesondere definiert - geführt sind und damit miteinander verbunden bleiben. Somit ist ausgeschlossen, dass arbeits- kräftemäßig voneinander getrennte Antriebsstrangglieder unkontrolliert umherschlagen.
[23] Damit die arbeitskräftemäßig getrennten Antriebsstrangglieder zueinander beweglich geführt werden können, ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsstrangglieder um einen Sicherheitsabstand beabstandet zueinander angeordnet sind. Mittels eines derartigen Sicherheitsabstandes ist gewährleistet, dass die eingangsseitig angeordneten An- triebsstrangglieder selbst nach einem überlastfall unverändert einen Arbeitshub ausüben können, ohne hierbei weiterführenden Schaden anzurichten. Idealerweise ist der Sicherheitsabstand in Abhängigkeit vom Crashabstand derart gewählt, dass die ausgangsseitig angeordneten Antriebsstrangglieder keinen oder nur einen zu vernachlässigenden Hub ausführen.
[24] Damit ein Hubwerkzeug bei betätigter überlastsicherung keine oder nur unwesentliche Arbeitskräfte auf ein Werkstück überträgt, obwohl der Antrieb noch aktiv ist, ist es vorteilhaft, wenn der Crashabstand zumindest einem Arbeitshub entspricht, den der Antrieb oder ein Bauteil des Antriebes, wie beispielsweise eine Kurvenscheibe, während eines Arbeitsbewegungszyklus' bereitstellt. Wenn der Crashabstand größer als der Arbeitshub gewählt wird, ist die Gefahr verringert, dass ein Werkzeug weiter einen Hub ausführt, solange der Antrieb noch umläuft.
[25] Um wirtschaftlich dimensionieren zu können, wird vorgeschlagen, dass der Crashabstand nicht mehr als 120 % des Arbeitshubes beträgt.
[26] Um insbesondere das Werkzeug bei einer fehlerhaft laufenden Maschine vor Beschädigungen zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn der Crashabstand mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 95 %, eines Arbeitshubes des Hubwerkzeuges entspricht.
[27] Der Sicherheitsabstand zwischen dem eingangsseitigen Antriebsstrangglied und dem ausgangsseitigen Antriebsstrangglied sollte bevorzugt mindestens einer Längsausdehnung der überlastsicherung in deren kürzester Ausdehnung entsprechen, also der Längsausdehnung bei ausgelöster überlastsicherung.
[28] Der vorliegend beschriebene Antriebsstrang, insbesondere die vorliegend beschriebene überlastsicherung, kann insbesondere überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo große Zug- beziehungsweise Druckkräfte zwischen miteinander wechselwirkenden Bauteilen auftreten. So ist es vorteilhaft, wenn der Antriebsstrang eine Kniehebelmechanik umfasst. Kniehebelmechaniken werden meist im Zusammenhang mit gro- ßen Arbeitskräften eingesetzt, so dass die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft mit Kniehebelmechaniken kombiniert werden kann.
[29] Der vorliegende Antriebsstrang und die vorliegende überlastsicherung eignen sich ebenfalls besonders gut im Zusammenhang mit einem Antrieb, der eine Kurvenscheibe oder eine Exzenterscheibe aufweist, da derartige Kurvenscheiben beziehungs- weise Exzenterscheiben auf Grund ihrer hohen Massen selbst bei einer Störung in einem Antriebsstrang erst einmal nahezu ungebremst weiter rotieren. Mittels der vorliegenden überlastsicherung beziehungsweise des vorliegenden Antriebsstranges ist jedoch gewährleistet, dass derartige Kurvenscheiben beziehungsweise Exzenterscheiben bis zu ihrem Stillstand weiter umlaufen können und hierbei einerseits ein Werkzeug keine Ar- beitskräfte mehr auf ein Werkstück ausübt und andererseits antriebsseitige Antriebsstrangglieder gegenüber abtriebsseitigen Antriebsstranggliedern an der überlastsiche-
rung relativ geführt bewegt werden können, ohne hierbei ihre Umgebung zu beschädigen.
[30] Baulich besonders einfach ist der Antriebsstrang aufgebaut, wenn die Antriebsstrangglieder eine Schubstange bilden. Mittels einer Schubstange lassen sich problemlos besonders hohe Arbeitskräfte übertragen.
[31] Auf Grund der Vorteile vorliegender überlastsicherung sieht eine bevorzugte Ausführungsvariante des Antriebstranges eine überlastsicherung nach wenigstens einem der vorliegend erläuterten Merkmale vor.
[32] Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe von einer Vorrich- tung mit einem Hubwerkzeug zum Herstellen und/oder Bearbeiten eines Werkstückes gelöst, bei welcher das Hubwerkzeug mittels eines eine überlastsicherung aufweisenden Antriebsstranges bewegbar in der Vorrichtung gelagert ist, wobei sich die Vorrichtung durch einen Antriebsstrang nach einem der vorstehend erläuterten Merkmale beziehungsweise Merkmalskombinationen und/oder durch eine überlastsicherung nach ei- nem der vorstehend erläuterten Merkmale beziehungsweise einer Merkmalskombination auszeichnet. Somit können die Vorteile der vorliegenden überlastsicherung und/oder des vorliegenden Antriebsstranges auch im Zusammenhang mit einer ein Hubwerkzeug aufweisenden Vorrichtung genutzt werden.
[33] Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe von einem Verfahren zum Aufbringen von Arbeitskräften auf ein Hub Werkzeug gelöst, welches mittels auf vorgegebenen Bewegungsbahnen geführten Antriebsgliedern angetrieben wird, und bei welchem bei einer Antriebskräfteüberlast eine überlastsicherung betätigt wird, wodurch Antriebsglieder voneinander getrennt werden, wobei die Antriebsglieder bei betätigter überlastsicherung lediglich arbeitskräftemäßig getrennt werden, und an der überlastsicherung Füh- rungskräfte zwischen den getrennten Antriebsgliedern wechselwirken.
[34] Vorteilhafter Weise sind die arbeitskräftemäßig getrennten Antriebsglieder zueinander derart verbunden, dass zwischen ihnen Führungskräfte wirken, so dass die getrennten Antriebsglieder nicht führungslos im Trennbereich sind.
[35] Eine Verfahrensvariante sieht vor, dass die getrennten Antriebsglieder im Trenn- bereich im Wesentlichen entlang der vorgegebenen Bewegungsbahnen geführt werden.
[36] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Hubwerkzeug bei betätigter überlastsicherung keinerlei Hub oder einen Nebenhub ausführt.
[37] Der Begriff „Nebenhub" bezeichnet eine Bewegung des Hub Werkzeuges, die keinen vollständigen Arbeitshub beschreibt, so dass die Gefahr verringert ist, dass das Hubwerkzeug bei betätigter überlastsicherung beschädigt wird. Zudem kann das Hubwerkzeug trotz der betätigten überlastsicherung noch bewegt werden, um es beispielsweise in eine Start- oder Wartungsposition zu verfahren.
[38] Die Erfindung wird nachstehend anhand einer exemplarischen Vorrichtung zum Herstellen und Bearbeiten von Werkstücken mit einer überlastsicherung in einem An- triebsstrang unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen
Figur 1 grob schematisch eine Ansicht einer Formanlage mit einer überlastsicherung zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite,
Figur 2 schematisch eine perspektivische Ansicht der überlastsicherung aus Figur 1,
Figur 3 schematisch eine Seitenansicht der überlastsicherung aus den Figuren 1 und 2 und
Figur 4 schematisch eine Explosionsansicht der überlastsicherung aus den Figuren 1 bis 3.
[39] Die Formanlage 1 mit einem feststehenden Oberwerkzeug 2, welches ein Formund Stanzwerkzeugoberteil 3 aufweist, und mit einem translatorisch bewegbaren Unterwerkzeug 4, welches ein Form- und Stanzwerkzeugunterteil 5 aufweist, dient beispielsweise dazu, Kunststoffbecher mittels eines ersten Arbeitshubteilschrittes zu for- men und nach dem Abkühlen der hierzu verwendeten Formmasse mittels eines weiteren Arbeitsteilhubes als Kunststoffbecher auszustanzen. Der vorliegend beschriebene Arbeitshub erfolgt gemäß dem Doppelpfeil 6 entlang einer Bewegungsrichtung, entlang welcher das translatorisch bewegbare Unterwerkzeug 4 bewegt wird.
[40] Angetrieben wird die Formanlage 1 mittels eines Motors (nicht dargestellt), der über eine Antriebswelle 7 eine Exzenterscheibe 8 in Rotationsrichtung 9 antreibt. Um die Rotationsbewegung 9 der Exzenterscheibe 8 in translatorische Bewegungsrichtungen gemäß dem Doppelpfeil 6 umzuwandeln, ist zwischen der Exzenterscheibe 8 und dem translatorisch bewegbaren Unterwerkzeug 4 ein Getriebe 10 vorgesehen, welches im Wesentlichen aus einer Kniehebelmechanik 11 und einer Schubstange 12 besteht.
[41] Vorliegend ist ein erster Kniehebel 13 gelenkig an dem translatorisch bewegbaren Unterwerkzeug 4 und ein zweiter Kniehebel 14 gelenkig an einem Maschinengehäuse 15 befestigt. Untereinander sind die beiden Kniehebel 13 und 14 in einem Kniegelenk 16 verbunden, wobei in dem Kniegelenk 16 zusätzlich die Schubstange 12 befestigt ist.
[42] Die Schubstange 12 ist zweigeteilt und besteht aus einem ersten Schubstangen- glied 17 und einem zweiten Schubstangenglied 18, zwischen denen die überlastsicherung 19 angeordnet ist.
[43] Die überlastsicherung dient dazu, insbesondere das Getriebe und die Form- und Stanzwerkzeugteile 3 und 5 bei einer auftretenden überlast vor einer Beschädigung zu schützen.
[44] Vorliegend stellen der Motor, die Antriebswelle 7, die Exzenterscheibe 8 und das erste Schubstangenglied 17 eine Antriebsseite 20 der Maschine 1 dar, während im
Wesentlichen das translatorisch bewegbare Unterwerkzeug 4, die Kniehebelmechanik 11 und das zweite Schubstangenglied 18 die Abtriebsseite 21 der Formanlage 1 hinsichtlich der überlastsicherung 19 bilden.
[45] Mittels der überlastsicherung 19 ist gewährleistet, dass die Exzenterscheibe 8 zumindest so lange umlaufen kann, wie ihr kinetische Energie innewohnt, ohne bei betätigter überlastsicherung 19 die Kniehebelmechanik 11 derart zu bewegen, dass die Arbeitskräfte auf das translatorisch bewegbare Unterwerkzeug 4 wirken.
[46] Hierzu ist die überlastsicherung 19 folgendermaßen aufgebaut (vgl. die Figuren 2 bis 4):
[47] Die überlastsicherung 19 weist ein Krafteingangselement 22 auf, welches durch das erste Schubstangenglied 17 (vgl. Figur 1) bereitgestellt wird. Darüber hinaus weist die überlastsicherung ein Kraftausgangselement 23 auf, welches durch das zweite Schubstangenglied 18 (vgl. Figur 1) bereitgestellt wird. Das Krafteingangselement 22 ist mittels eines ersten Lagerauges 24 an der Exzenterscheibe 8 gelagert, während das Kraftausgangselement 23 mittels eines zweiten Lagerauges 25 am Kniegelenk 16 gelagert ist. Sowohl zwischen Krafteingangselement 22 und Exzenterscheibe als auch zwischen Kraftausgangselement 23 und Kniegelenk 16 können Zwischenelemente vorgesehen sein.
[48] Das Krafteingangselement 22 und das Kraftausgangselement 23 sind kopfseitig auf Stoß, jedoch in einem Crash-Abstand 26, zueinander angeordnet und untereinander reibschlüssig mittels einer ersten Klemmplatte 27 und einer symmetrisch gestalteten zweiten Klemmplatte 28 miteinander verklemmt. Zum Aufbringen erforderlicher Klemmkräfte zwischen den beiden Klemmplatten 27 und 28 und dem Krafteingangselement 22 einerseits sowie den beiden Klemmplatten 27 und 28 und dem Kraftaus- gangselement 23 andererseits sind an der überlastsicherung 19 eine Vielzahl von Klemmschrauben 29 (exemplarisch gekennzeichnet) vorgesehen.
[49] Damit das Krafteingangselement 22 und das Kraftausgangselement 23 gegenüber den Klemmplatten 27 und 28 - und damit auch zueinander - sicher gehalten und geführt sind, sind am Krafteingangselement 22 erste Horizontalpassfedern 30 und erste Vertikalpassfedern 31 und am Kraftausgangselement 23 zweite Horizontalpassfedern 32 und zweite Vertikalpassfedern 33 angeordnet. Alle Passfedern 30 bis 33 sind beidseitig und in bekannter Weise mittels Passfederschrauben 34 (exemplarisch beziffert) an dem Krafteingangselement 22 beziehungsweise an dem Kraftausgangselement 23 angeschraubt.
[50] Die ersten Horizontalpassfedern 30 korrespondieren mit ersten Horizontalpass- federnuten 35, die ersten Vertikalpassfedern 31 mit ersten Vertikalpassfedernuten 36, die zweiten Horizontalpassfedern 32 mit zweiten Horizontalpassfedernuten 37 und die zweiten Vertikalpassfedern 33 mit zweiten Vertikalpassfedernuten 38, so dass alle Bauteile, also Krafteingangselement 22, Kraftausgangselement 23, erste Klemmplatte 27 und zweite Klemmplatte 28, definiert zueinander gehalten und geführt sind.
[51] Damit im Falle einer überlast die überlastsicherung 19 betätigt werden kann und das Krafteingangselement 22 gegenüber dem Kraftausgangselement 23 eine geführte Relativbewegung, nämlich im Rahmen des Crash-Abstandes 26, durchführen kann, sind die ersten Horizontalpassfedernuten 35 und die ersten Vertikalpassfedernuten 36 in Axialrichtung 39 der überlastsicherung 19 um den Crash- Abstand 26 größer ausgebildet als die mit ihnen korrespondierenden Horizontalpassfedern 30 und Vertikalpassfedern 31, also die ersten Horizontalpassfedernuten 35 länger und die ersten Vertikalpassfedernuten 36 breiter (vgl. insbesondere Figur 3, in welcher das Krafteingangselement 22 und das Kraftausgangselement 23 mit der zweiten Klemmplatte 28 schematisch übereinander dargestellt sind).
[52] Wenn der stirnseitige Abstand des Krafteingangselements vom Kraftausgangselement größer oder kleiner ist als das Spiel der Passfedern in ihren Nuten, definiert sich
der Crashabstand als das kleinere der beiden Maße. Bevorzugt sind die beiden Maße jedoch zumindest annähernd gleich.
[53] Eine Relativbewegung des Krafteingangselementes 22 zu dem Kraftausgangselement 23 und den beiden Klemmplatten 27 und 28 ist erst dann möglich, wenn ein Scherstift 40 der überlastsicherung 19 auf Grund von überlastkräften abgeschert wurde. Erst in diesem Fall ist das Krafteingangselement 22 frei, um gegenüber dem Kraftausgangselement 23 gemäß dem Crash- Abstand 26 einen freien Hub 26A auszuführen.
[54] Der Scherstift 40 kann auch beidseitig an dem Krafteingangselement 22 angeordnet sein, so dass ein Scherstift mit der ersten Klemmplatte 27 und ein Scherstift mit der zweiten Klemmplatte 28 Wechsel wirkt.
[55] Damit das Betätigen der überlastsicherung 19 unmittelbar an das Motor- beziehungsweise Antriebsmanagement der vorliegenden Press- und Stanzmaschine 1 angezeigt werden kann, sind insbesondere im Bereich der ersten Vertikalpassfedernuten 36 und der entsprechenden ersten Vertikalpassfedern 31 Bewegungssensoren 41 und 42 vorgesehen, die sofort registrieren und ein entsprechendes Signal weiterleiten, wenn sich die ersten Vertikalpassfedern 31 des Krafteingangselements 22 gegenüber den ersten Vertikalpassfedernuten 36 der ersten Klemmplatte 27 und der zweiten Klemmplatte 28 bewegen.
[56] Die hier beschriebenen ersten Horizontalpassfedern 30, die ersten Vertikalpass- federn 31 und die damit korrespondierenden ersten Horizontalpassfedernuten 35 und die ersten Vertikalpassfedernuten 36 bilden in ihrem Zusammenspiel die Notlaufführung der überlastsicherung 19, mittels welcher das Krafteingangselement 22 und das Kraftausgangselement 23 bei betätigter überlastsicherung 19 geführt eine Relativbewegung zueinander ausfuhren können. Insbesondere sind durch diese Bauteile gerade Führungs- bahnen auf baulich besonders einfache Weise bereit gestellt, so dass das Krafteingangselement 22 und das Kraftausgangselement 23 geführt zueinander translatorisch bewegt werden können.
Bezugszeichen:
1 Formanlage
2 feststehendes Oberwerkzeug
3 Form- und Stanzwerkzeugoberteil
4 translatorisch bewegbares Unterwerkzeug
5 Form- und Stanzwerkzeugunterteil
6 Doppelpfeil
7 Antriebswelle
8 Exzenterscheibe
9 Rotationsrichtung
10 Getriebe
11 Kniehebelmechanik
12 Schubstange
13 erster Kniehebel
14 zweiter Kniehebel
15 Maschinengehäuse
16 Kniegelenk
17 erstes Schubstangenglied
18 zweites Schubstangenglied
19 überlastsicherung
20 Antriebsseite
21 Abtriebsseite
22 Krafteingangselement
23 Kraftausgangselement
24 erstes Lagerauge
25 zweites Lagerauge
26 Crash-Abstand
26A freier Hub
27 erste Klemmplatte
28 zweite Klemmplatte
29 Klemmschrauben
30 erste Horizontalpassfedern
31 erste Vertikalpassfedern
32 zweite Horizontalpassfedern 33 zweite Vertikalpassfedern
34 Passfederschrauben
35 erste Horizontalpassfedernuten
36 erste Vertikalpassfedernuten
37 zweite Horizontalpassfedernuten 38 zweite Vertikalpassfedernuten
39 Axialrichtung
40 Scherstift
41 Sensoren
42 Sensoren