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Title:
DEVICE FOR THE TRANSPORT OF WORKPIECES WITHIN A MULTI-STAGE PRESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/043758
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for the transport of workpieces (4) within a multi-stage press (19), comprising a cross-arm for holding the workpieces, which, in the idle position thereof, is aligned essentially perpendicularly to the transport direction of the workpieces and which may be oriented in space by means of at least one drive device. In addition to the at least one drive unit, a second drive unit with a redundant embodiment is provided which permits a movement of the cross-arm in an emergency situation.

Inventors:
KLEMM PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/012237
Publication Date:
May 30, 2003
Filing Date:
November 02, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SCHULER PRESSEN GMBH & CO (DE)
KLEMM PETER (DE)
International Classes:
B21D43/05; (IPC1-7): B21D43/05
Domestic Patent References:
WO2002051566A12002-07-04
Foreign References:
US5727416A1998-03-17
US6176365B12001-01-23
EP0658403A11995-06-21
US5899108A1999-05-04
Attorney, Agent or Firm:
Abel T. (Barthelt & Abel Postfach 10 04 61 Esslingen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Transport von Werkstücken innerhalb ei ner Mehrstufenpresse mit einer in ihrem Ruhezustand we nigstens annähernd senkrecht zu der Transportrichtung der Werkstücke ausgerichteten Quertraverse zum Halten der Werkstücke, welche mittels wenigstens einer An triebseinrichtung im Raum orientierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der wenigstens einen Antriebseinrichtung (9,10) eine zweite, redundant ausgeführte Antriebsein richtung (11,12) zur Ermöglichung einer Bewegung der Quertraverse (6) in einem Notbetrieb vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung (9,10) und die zweite An triebseinrichtung (11,12) jeweils eine derartige Lei stung aufweisen, daß sie jede für sich für den Notbe trieb der Quertraverse (6) verwendbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung (9,10) und die zweite An triebseinrichtung (11,12) als lineare Direktantriebe ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung (9,10) und die zweite An triebseinrichtung (11,12) ein gemeinsames Sekundärteil (13,14) und zwei voneinander unabhängige, mit dem Sekun därteil (13,14) zusammenarbeitende Primärteile (9a, lla, 10a, 12a) aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung (9,10) und die zweite An triebseinrichtung (11,12) als rotatorische Elektromoto ren ausgebildet sind. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromotoren einen gemeinsamen Rotor (22) und zwei voneinander unabhängige Statoren (9b, 11b, 10b, 12b) aufweisen. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromotoren zwei voneinander unabhängige Rotoren (19,20) mit zugehörigen Statoren (9b, 11b, 10b, 12b) aufweisen und über ein Getriebe (21) mit der Quertraverse (6) verbunden sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Antriebseinrichtungen der Quertraverse (6) mit einer zusätzlichen redundanten Antriebseinrichtung ver sehen sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quertraverse (6) an ihren beiden Enden jeweils über eine Hebelanordnung (7) mit mehreren Hebeln (7a, 7b, 7c, 7d) gehalten ist, wobei wenigstens zwei der Hebel (7b, 7d) mittels der Antriebseinrichtungen (9,10, 11,12) antreibbar sind. Mehrstufenpresse mit wenigstens einer Vorrichtung zum Transport von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Description:
Vorrichtung zum Transport von Werkstücken innerhalb einer Mehrstufenpresse Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von Werkstücken innerhalb einer Mehrstufenpresse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weite- ren betrifft die Erfindung eine Mehrstufenpresse.

Eine gattungsgemäße Transport-bzw. Umsetzvorrichtung für Umformmaschinen bzw. Mehrstufenpressen ist aus der DE 44 18 417 Al bekannt.

Trotz der zahlreichen verschiedenen Vorteile, die der Werk- stücktransport mittels derartiger Quertraversen aufweist, kann hierbei das Problem auftreten, daß es beim Ausfall von Antriebseinrichtungen für die Quertraverse zu Kollisionen kommen kann, durch die die Quertraverse selbst und gegebe- nenfalls auch der Stößel, das daran angebrachte Werkzeug und das in der Mehrstufenpresse transportierte Werkstück beschä- digt werden können, da der Transport des Werkstücks mittels der Quertraverse vollkommen unabhängig von der Bearbeitung desselben erfolgt.

Die EP 0 849 014 B1 beschreibt ein Verfahren zum Schalten einer Transfervorrichtung für den Werkstücktransport entlang mehrerer Arbeitsstationen in einer Notbetriebsart, wobei mehrere elektrische Direktantriebe zum Antrieb einer Trans- ferschiene vorgesehen sind. In der Notbetriebsart schaltet eine Steuereinrichtung den vom Ausfall betroffenen Direktan- trieb kräftefrei und steuert die verbleibenden Direktantrie- be weiter an und sorgt auf diese Weise dafür, daß die Trans- ferschiene aus den Arbeitsstationen herausgeführt wird.

Allerdings ist die dort sehr ausführlich beschriebene Vorge- hensweise nicht bei den oben beschriebenen, gattungsgemäßen Vorrichtungen anwendbar, da die Quertraverse, wie bereits oben erwähnt, völlig unabhängig vom Antrieb des Stößels be- wegt wird, so daß das Weiterbetreiben einer oder mehrerer verbleibender Antriebseinrichtungen nicht dafür sorgen kann, daß diejenige Quertraverse, deren Antriebseinrichtung von einem Ausfall betroffen ist, aus dem Gefahrenbereich ent- fernt werden kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor- richtung zum Transport von Werkstücken innerhalb einer Mehr- stufenpresse zu schaffen, bei welcher auch beim Ausfall von Antriebseinrichtungen jegliche Beschädigungen der Transport- vorrichtung oder der Presse bzw. deren Teile verhindert wer- den.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehene, wenigstens eine redundant ausgeführte Antriebseinrichtung ermöglicht vorteilhafterwei- se bei dem Ausfall einer Antriebseinrichtung den weiteren Betrieb der Quertraverse im Sinne eines Notbetriebs, so daß diese auch weiterhin zumindest für kurze Zeit synchron mit dem Stößel betrieben werden kann und Kollisionen der zu der Transportvorrichtung gehörenden Teile, wie der Quertraverse, mit den für die Bearbeitung der Werkstücke notwendigen Tei- len, wie dem Stößel, verhindert werden.

Alternativ ist auch eine reine Fluchtbewegung der Quertra- verse durch den Antrieb der redundanten Antriebseinrichtung denkbar, bei dem die Quertraverse in eine bezüglich eventu- eller Kollisionen mit dem Stößel sichere Position gefahren werden könnte.

Beide Möglichkeiten können in der Praxis so umgesetzt wer- den, daß die erste Antriebseinrichtung und die zweite An- triebseinrichtung jeweils eine derartige Leistung aufweisen, daß jede für sich für den Notbetrieb der Quertraverse ver- wendbar sind.

Dabei können die beiden Antriebseinrichtungen bezüglich ih- rer jeweiligen Leistung relativ niedrig dimensioniert wer- den, so daß hierdurch eine kostengünstige Lösung gegeben ist, die jedoch für die meisten Anwendungszwecke ausreichend ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt : Fig. 1 eine Mehrstufenpresse mit mehreren darin angeordne- ten erfindungsgemäßen Transportvorrichtungen ; Fig. 2 eine über eine Hebelanordnung an einem senkrechten Führungselement der Transportvorrichtung angeordnete Quertraverse ; Fig. 3 eine Antriebseinrichtung für die erfindungsgemäße Transportvorrichtung in einer ersten Ausführungs- form ; und Fig. 4 eine Antriebseinrichtung für die erfindungsgemäße Transportvorrichtung in einer zweiten Ausführungs- form.

Fig. 1 zeigt in sehr schematischer Darstellung eine Mehrstu- fenpresse 1, welche im vorliegenden Fall drei einzelne Stu- fen la, 1b und lc sowie drei auf-und abbewegbare Stößel 2 aufweist, an denen Werkzeuge 3 zur Umformung von Werkstücken 4 mit beliebiger Form angebracht sind. Die Werkstücke 4 wer- den mittels mehrerer Transportvorrichtungen 5 von einer der Stufen la, lb, und lc zur nächsten Stufe la, lb und lc transportiert. Selbstverständlich könnte auch eine völlig andere Anzahl an Stufen für die Mehrstufenpresse 1 vorgese- hen sein.

Für den Transport der Werkstücke 4 weist die Transportvor- richtung 5 im vorliegenden Fall zwei zwischen den Stufen la und lb sowie den Stufen lb und lc angeordnete Quertraversen 6 zum Halten der Werkstücke 4 auf, welche in ihrem darge- stellten Ruhezustand wenigstens annähernd senkrecht zu der Transportrichtung der Werkstücke 4, die mit einem Pfeil"T" bezeichnet ist, ausgerichtet sind. Der Aufbau der einen so- genannten modularen Transfer ermöglichenden Quertraversen 6 ist unter Bezugnahme auf Fig. 2 detaillierter beschrieben.

Die Quertraverse 6 ist jeweils über eine Hebelanordnung 7 an beiden ihrer Enden an einem senkrecht verlaufenden Führungs- element 8 als Teil der Transportvorrichtung 5 angebracht, wobei im vorliegenden Fall lediglich das Ende 6a der Quer- traverse 6 und folglich auch nur dessen Anbringung an dem Führungselement 8 dargestellt ist. Über die Hebelanordnung 7 kann die Quertraverse 6 beliebig im Raum orientiert werden, insbesondere bezüglich unterschiedlicher Höhen der beiden Enden.

Hierzu weist die Hebelanordnung 7 einen Haupthebel 7a auf, welcher gegenüber dem senkrechten Führungselement 8 drehbar gelagert und über drei Antriebs-bzw. Verbindungshebel 7b, 7c und 7d an dem Führungselement 8 gehalten ist. Selbstver- ständlich befindet sich an dem dem Ende 6a gegenüberliegen- den Ende der Quertraverse 6 eine identische bzw. spiegelver- kehrte Hebelanordnung 7, so daß die Quertraverse 6, welche zusätzlich gegenüber dem Haupthebel 7a drehbar ist, annä- hernd beliebig im Raum orientiert werden kann.

In Fig. 3 sind für die Hebel 7b und 7d insgesamt zwei An- triebseinrichtungen 9 und 10 in schematischer Weise darge- stellt, die folglich die zwei Hebel 7b und/oder 7d unabhän- gig voneinander bewegen können. Der Haupthebel 7a wird von den beiden Hebeln 7b und 7d geschwenkt, und zwar dadurch, daß diese beiden Hebel an einem Krafteinleitungspunkt 7e an- greifen und den Haupthebel 7a um einen Drehpunkt 7f schwen- ken, an dem der Haupthebel 7a an dem Führungselement 8 ange- bracht ist. Auf diese Weise ergibt sich eine annähernd be- liebige Bewegung der Quertraverse 6.

Jeder der Antriebseinrichtungen 9 bzw. 10 ist hierbei eine redundante, also zusätzliche Antriebseinrichtung 11 bzw. 12 zugeordnet. Im in Fig. 3 dargestellten Fall handelt es sich bei sämtlichen Antriebseinrichtungen 9,10, 11 und 12 um li- neare Direktantriebe, deren Wirkungsweise prinzipiell be- kannt ist und daher im folgenden nicht näher erläutert wird.

Die Antriebseinrichtung 9 und die der Antriebseinrichtung 9 zugeordnete redundante Antriebseinrichtung 11 weisen ein ge- meinsames Sekundärteil 13 auf, auf welchem zwei Primärteile 9a und lla beweglich angeordnet sind. In gleicher Weise be- sitzen auch die Antriebseinrichtungen 10 und 12 ein gemein- sames Sekundärteil 14 mit zwei darauf beweglich angeordneten Primärteilen 10a und 12a. Die Primärteile 9a und lla sowie 10a und 12a sind jeweils mechanisch miteinander verbunden, besitzen die gleiche Führungsgröße, beispielsweise die Bewe- gung des Stößels 2, können jedoch unabhängig voneinander an- gesteuert werden. Alternativ zu der dargestellten Ausführung könnten die Antriebseinrichtungen 9 und 11 sowie 10 und 12 auch gemeinsame Primärteile und jeweils zwei Sekundärteile aufweisen.

Mit den Antriebseinrichtungen 9 und 11 ist ein Schlitten 15 und mit den Antriebseinrichtungen 10 und 12 ein Schlitten 16 mechanisch verbunden. Der Schlitten 15 ist dabei an dem He- bel 7b und der Schlitten 16 an dem Hebel 7d angebracht. Auf diese Weise kann jeweils der Schlitten 15 bzw. 16 auf einer zugeordneten Führungsschiene 17 bzw. 18, die beide an dem Führungselement 8 angeordnet sind, bewegt und auf diese Wei- se die beiden Hebel 7b und 7d verstellt werden, was wieder- um, wie oben beschrieben, zu einer Verstellung der Quertra- verse 6 führt.

Die beiden zusammengehörigen Antriebseinrichtungen 9 und 11 bzw. 10 und 12 können gemeinsam für den Normalbetrieb der Quertraverse 6 sorgen, d. h. eine Leistung aufweisen, die ge- meinsam zur Bewegung der Quertraverse 6 in sämtlichen Be- triebssituationen ausreicht. Dann ist beim Ausfall einer der Antriebseinrichtungen 9 bzw. 11 oder 10 bzw. 12 mit der je- weils verbleibenden Antriebseinrichtung 11 bzw. 9 oder 12 bzw. 10 noch ein Notbetrieb der Quertraverse 6 möglich, in- dem diese beispielsweise bis zu einem Punkt gefahren werden kann, an dem die Werkstücke 4 auf den Werkzeugen 3 aufliegen und so keine Kollisionsgefahr innerhalb der Mehrstufenpresse 1 mehr besteht. In diesem Zustand ist auch die Quertraverse 6 aus dem Wirkungsbereich des Stößels 2 entfernt. Beim Aus- fall einer beliebigen Antriebseinrichtung 9,10, 11 oder 12 wird diese frei von Vorschubkräften.

Die nicht dargestellte Steuerung der Mehrstufenpresse 1 wür- de ein entsprechendes Umschalten bei einem Ausfall der An- triebseinrichtungen 9-12 sowie die hierfür erforderliche Anpassung der Leistungen der Antriebseinrichtungen 9-12 von selbst vornehmen.

Alternativ können auch lediglich die Antriebseinrichtungen 9 und 10 für den normalen Betrieb der Quertraverse 6 vorgese- hen sein, d. h. jede für sich sollte dann eine ausreichend hohe Leistung für den Betrieb der Quertraverse 6 in jedem Betriebszustand aufweisen. Die beiden redundanten Antriebs- einrichtungen 11 und 12 könnten dann lediglich im Notbetrieb zugeschaltet werden und ebenfalls eine ausreichende Leistung zum Betrieb der Quertraverse 6 aufweisen, so daß diese auch beim Ausfall einer der für den Normalbetrieb vorgesehenen Antriebseinrichtung 9 bzw. 10 wie gewohnt betrieben werden könnte.

Selbstverständlich wäre auch denkbar, die Antriebseinrich- tungen 11 und 12 mit einer geringeren Leistung als die An- triebseinrichtungen 9 und 10 auszustatten, so daß nur ein Notbetrieb gegebenenfalls mit einer geringeren Überlastung der Antriebseinrichtungen 11 und 12 möglich wäre.

Prinzipiell sind also drei verschiedene Notbetriebsarten möglich : Die"Flucht"der Quertraverse 6 in die nächst mög- liche sichere Position, der synchrone Betrieb zwischen Quer- traverse 6 und Stößel 2 bis zur Stillsetzung der Mehrstufen- presse 1 sowie die Fahrt der Quertraverse 6 auf das Ende ei- nes Arbeitstaktes. Je nach Auslegung der Antriebseinrichtun- gen 9-12 sowie der Art der Mehrstufenpresse 1 und des Werkstücks 4 wird eine dieser Optionen ausgewählt werden.

Fig. 4 zeigt die beiden Antriebseinrichtungen 9 und 11 zum Antrieb des Schlittens 15. Hierbei sind die beiden Antriebs- einrichtungen 9 und 11 als rotatorische Elektromotoren aus- gebildet, die mittels jeweiliger Rotoren 19 bzw. 20 auf ein Getriebe 21 und damit auf den Schlitten 15 wirken. Wiederum ist die Antriebseinrichtung 9 für den normalen Betrieb der Quertraverse 6 vorgesehen und die Antriebseinrichtung 11 ist als redundanter Antrieb für den Notbetrieb der Quertraverse 6 ausgebildet. Bezüglich der jeweiligen Leistung der beiden Antriebseinrichtungen 9 und 11 und der Art und Weise des Be- triebs derselben und damit auch der Quertraverse im Falle eines Notlaufs gilt das bereits oben für die linearen Di- rektantriebe gesagte, wobei im Falle eines Ausfalls einer der Antriebseinrichtungen 9 oder 11 dieselben frei von Drehmomenten würden.

Alternativ zu der Darstellung könnten die beiden Antriebs- einrichtungen 9 und 11 auch einen gemeinsamen Rotor 22 auf- weisen, auf dem zwei voneinander unabhängige Statoren 9b und llb angebracht werden, was durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. In diesem Fall wäre es gegebenenfalls mög- lich, auf das Getriebe 21 zu verzichten. Auch die in Fig. 4 nicht dargestellten Antriebseinrichtungen 10 und 12 können selbstverständlich in gleicher Weise wie die Antriebsein- richtungen 9 und 11 ausgeführt sein.

Die oben erwähnte Verdrehung der Quertraverse 6 kann über eine weitere Antriebseinrichtung 23 eingeleitet werden, wel- che im Drehpunkt 7f angeordnet ist und deren Drehbewegung über einen nicht dargestellten, innerhalb des Haupthebels 7a angeordneten Zahnriemen auf die Quertraverse 6 übertragen wird. Auch die Antriebseinrichtung 23 kann in nicht darge- stellter Weise mit einer redundanten Antriebseinrichtung versehen sein.

Des weiteren wäre es gegebenenfalls möglich, auf die Hebe- lanordnung 7 zu verzichten und mit der dann entsprechend ausgelegten Antriebseinrichtung 23 die gesamte Quertraverse 6 anzutreiben, also um den Drehpunkt 7f zu schwenken. Auch hierzu wäre im oben beschriebenen Sinne dann eine redundante Antriebseinrichtung vorgesehen. Des weiteren könnte in die- sem Fall eine weitere Antriebseinrichtung 24 zum Drehen der Quertraverse 6 im Bereich des Endes 6a der Quertraverse 6 vorgesehen sein, und zwar innerhalb des Haupthebels 7a. Auch diese könnte mit einer redundanten Antriebseinrichtung ver- sehen sein.

Die beschriebene Ausführung der Antriebseinrichtungen 9-12 kann selbstverständlich bei sämtlichen, völlig unabhängig voneinander operierenden Quertraversen 6 der Mehrstufenpres- se 1 angewendet werden.