Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von Werkstücken aus einer Bearbeitungsstation in die nachfolgende Bearbeitungsstation einer Pressenstrasse, Mehrstößeltransfer¬ presse, Simulator oder dergleichen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Stand der Technik

Erfordert die Herstellung eines Werkstückes mehrere Stanz- und Umformvorgänge, so können zur wirtschaftlichen Fertigung die erforderlichen Einzeloperationen in einer Pressenstrasse,

Transferpresse oder Großteilstufenpresse durchgeführt werden. Derartige Anlagen sind in der Regel mit Transportvorrichtungen zum automatischen Werkstücktransport versehen. Diese Trans¬ portvorrichtungen besitzen entweder eigene Antriebe oder wer- den vom Pressenantrieb betätigt.

In jüngster Zeit lässt sich ein Trend, weg von den vom Pres¬ senantrieb betätigten und hin zu den eigen angetriebenen Transportvorrichtungen, erkennen. Die Vorteile der eigen ange- triebenen Transportvorrichtung sind geringere Herstellkosten, höhere Flexibilität, sowie eine höhere Dynamik durch eine deutlich geringere zu bewegende Masse. Bei Pressenstrassen

bzw. Transferpressen sind insbesondere bei großflächigen Werkstücken große Stufenabstände erforderlich. Diese können bis zu 8m und mehr betragen. Diese Distanzen können mit den bekannten Schwenkarm- oder Gelenkarmtransfersystemen, wie sie beispielsweise in der DE 100 42 991 Al und in der DE 100 09 574 Al offenbart werden, nur bedingt bewältigt werden. Um sol¬ che großen Stufenabstände realisieren zu können, müssten die einzelnen Gelenkarm- bzw. Schwingarmteile derart groß gestal¬ tet werden, dass die geforderte Steifigkeit des Systems und die auftretenden Massebeschleunigungen technisch nicht mehr handhabbar wären. Außerdem wäre durch die Größe der Bauteile die Freigängigkeit zum Stößel bzw. zum Oberwerkzeug stark eingeschränkt.

Um diesen Problemen zu begegnen, gibt es zahlreiche Entwick¬ lungen, bei denen die einzelnen Gelenkarmsysteme zusätzlich zu ihren herkömmlichen Freiheitsgraden auf einer Verfahrachse längsverschiebbar, sowohl in und gegen die Pressendurchlauf- richtung, als auch in vertikaler Richtung, gelagert und ange- trieben werden. In der EP 06 93 334 Al ist in Figur 29 eine solche Transfervorrichtung abgebildet. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Pressenstrasse, bei der zwischen zwei Einzelpressen ein Träger befestigt ist, auf dem eine Gelenk¬ armvorrichtung, bestehend aus zwei beweglichen Gelenkarmtei- len, verfahrbar gelagert ist. Charakteristisch für diese An¬ ordnung ist, dass im Gegensatz zu der DE 100 42 991 Al zum Transport eines Werkstückes nur eine Gelenkarmvorrichtung an einem Träger angebracht ist, welcher in Pressendurchlaufrich- tung mittig an den Einzelpressen befestigt ist. Voraussetzung dafür ist, dass der Werkstücktransport unterhalb der Gelenk¬ armdrehpunkte erfolgt.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die komplette Gelenk¬ armvorrichtung einschließlich aller Motoren zur Bewegung der Gelenkarme mit verfahren werden muss.

In der DE 103 60 544 Al ist eine Transportvorrichtung offen¬ bart, bei der ebenfalls ein großer Stufenabstand durch eine lineare Verfahrachse in und gegen die Pressendurchlaufrichtung realisiert wird. In diesem Fall sind die Transportvorrichtun¬ gen beidseitig und spiegelbildlich angeordnet. Auch diese Aus- führung hat den Nachteil, dass sämtliche Bauteile und Antriebe mit der linearen Verfahrachse bewegt werden müssen.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Transportvorrichtung zu entwi¬ ckeln, bei der ein sicherer Werkstücktransport bei großen Stu¬ fenabständen und bei hoher Dynamik gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Transportvorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale des Ansprüche 1 und 2 gelöst. In den Un¬ teransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildun- gen der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die linearen Ver¬ fahrachsen, welche bei Gelenkarmtransportsystemen mit großen Stufenabständen eingesetzt und im Stand der Technik beschrie- ben werden, durch einen weiteren Gelenkarmteil zu ersetzen.

Die erfindungsgemäße Gelenkarmtransportvorrichtung besteht so¬ mit aus 3 Gelenkarmteilen, wobei keine Längsverschiebung der Transportvorrichtung zwischen den Bearbeitungsstationen er-

- A -

folgt. Der hintere Gelenkarmteil ist stationär und drehbar an einem Träger oder einer Konsole, welche mittig zwischen zwei Pressenstufen befestigt ist, gelagert und wird von einem Hauptantrieb angetrieben. Der Hauptantrieb ist ortsfest an dem Träger bzw. der Konsole befestigt. Der hintere Gelenkarmteil macht während des Werkstücktransports eine Schwenkbewegung um ca. 180° oberhalb seines Drehpunktes. Durch diese Schwenkbewe¬ gung ergibt sich eine resultierende Hub- und Vorschubbewegung, welche bei herkömmlichen Systemen durch zwei separate Linear- achsen erzeugt werden muss.

Der Träger, an dem die Transportvorrichtung befestigt ist, wird bei einer schwingungsisolierten Pressenaufstellung nur mit einer Pressenstufe fest verbunden, um eine geringe ReIa- tivbewegungen der Pressenstufen, bzw. der Einzelpressen zuzu¬ lassen.

Der mittlere Gelenkarmteil wird durch die Schwenkbewegung des hinteren Gelenkarmteils über entsprechende Getriebemittel mit einem definierten Übersetzungsverhältnis zwangsangetrieben. Denkbar ist auch, dass der mittlere Gelenkarmteil durch einen zusätzlichen Antriebsmotor separat angetrieben wird. Für die meisten Transportaufgaben ist dies allerdings nicht notwendig. Der mittlere Gelenkarmteil schwenkt in entgegengesetzter Rich- tung wie der hintere Gelenkarmteil und unterhalb des Drehge¬ lenkes zwischen hinterem und mittlerem Gelenkarmteil. Am ande¬ ren Ende des mittleren Gelenkarms ist der vordere Gelenkarm¬ teil drehbar gelagert. Der vordere Gelenkarmteil wird durch einen zusätzlichen Antriebsmotor separat angetrieben. In Ver- bindung mit dem Hauptantrieb ermöglichen die beiden Antriebe eine Bewegungsüberlagerung und damit auch die erforderlichen Vertikalhübe zur Entnahme und zum Einlegen von Teilen mit ei¬ ner hohen ümformtiefe.

Am vorderen Gelenkarmteil ist eine Quertraverse mittig ange¬ kuppelt und trägt die eigentlichen Haltemittel für die Werkstücke. Entsprechend der geforderten Funktionalität kann die Quertraverse mit zusätzlichen Freiheitsgraden, wie Schwen¬ ken in oder gegen die Transportrichtung, Schrägstellung oder Verfahrbarkeit der Haltemittel quer zur Teiletransportrich- tung, z. B. für Doppelteile, ausgerüstet werden. Die jeweili¬ gen Funktionen können durch Eigenantriebe an der Quertraverse oder mittels stationären Antrieben über die Gelenkarmteile er¬ folgen.

Um einen weiteren Freiheitsgrad zu realisieren, kann der vor¬ dere Gelenkarmteil geteilt ausgeführt werden. Die beiden Teile sind dann mit einem Drehgelenk verbunden, welches eine Drehung um die Längsachse des vorderen Gelenkarmteils zulässt. Der Drehantrieb befindet sich im Innern des vorderen Gelenkarm¬ teils. Dadurch entstehen keine zusätzlichen Störkonturen.

Während dem eigentlichen Umformvorgang befindet sich die er¬ findungsgemäße Transportvorrichtung in einer Parkstellung zwi¬ schen zwei Pressen, bzw. zwischen zwei Pressenstufen. Diese Parkposition kann sich sowohl in der Mittelstellung zwischen beiden Stufen, als auch unmittelbar vor der Werkzeugstufe aus dem das Teil zu entnehmen ist, befinden. Während der Werk¬ stücktransport und während des Leerweges stoppen der hintere und der vordere Gelenkarmteil in ihrer Bewegung sobald diese die vertikale Stellung erreicht haben und ermöglichen dem vor¬ deren Gelenkarmteil eine Lagekorrektur, sodass nach Fortfüh- rung der Bewegung eine optimale Freigängigkeit im Stößel bzw. zum Oberwerkzeug erreicht werden kann.

Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung kann auch alternativ zu der oben beschriebenen Funktionalität eingesetzt werden, in dem die drei Gelenkarmteile in ihrer Drehrichtung unterschied¬ lich kombiniert werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass der hintere Gelenkarmteil eine Schwenkbewegung unterhalb sei¬ nes Drehpunktes ausführt. Um die gewünschte Transportbewegung ausführen zu können, muss der vordere Gelenkarmteil länger sein als der mittlere Gelenkarmteil, damit beim Durchfahren der Mittelstellung keine Kollision entsteht.

Um sehr unterschiedliche Werkzeughöhen ausgleichen zu können, kann die Transportvorrichtung optional mit einer vertikalen Rüstachse ausgeführt werden. Mit dieser Rüstachse kann die ge¬ samte Transportvorrichtung in vertikaler Richtung verfahren werden.

Bei sehr ungünstigen Platzverhältnissen zwischen zwei Pressen¬ stufen ist es denkbar, dass ein Durchfahren des Werkstückes durch die Mittelstellung auf niederem Niveau nicht realisier¬ bar ist. In diesem Falle kann die Rüstachse auch als dynami- sehe vertikale Verfahrachse ausgeführt werden.

Sowohl die Rüstachse, als auch die dynamische Vertikalachse dienen lediglich der Steigerung der Flexibilität der erfin¬ dungsgemäßen Transportvorrichtung. Die Grundfunktionalität des Teiletransportes ist auch ohne diese vertikalen Linearachsen voll gegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Die Figuren zeigen schematisch:

Figur 1 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung Werk¬ stück aufnehmen

Figur 2 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung wäh- rend Werkstücktransport beim Zwischenstopp vor Lage¬ korrektur

Figur 3 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung wäh¬ rend Werkstücktransport beim Zwischenstopp nach Lage- korrektur

Figur 4 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung Werk¬ stück einlegen

Figur 5 Transportvorrichtung in der Draufsicht

Figur 6 Transportvorrichtung in Seitenansicht mit doppelt wirkender Ziehpressen in der ersten Stufe

Figur 7 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung Werk¬ stück aufnehmen

Figur 8 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung wäh¬ rend Werkstücktransport beim Zwischenstopp vor Lage- korrektur

Figur 9 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung wäh¬ rend Werkstücktransport beim Zwischenstopp nach Lage¬ korrektur

Figur 10 Transportvorrichtung in Seitenansicht-Stellung Werk¬ stück einlegen

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Beispielhaft ist in Figur 1 ein Ausschnitt aus einer Pres- senstrasse 1 dargestellt. Erkennbar sind die beiden Pressen 2, 3 mit den Kopfstücken 4, 5 und den Stößeln 6, 7 mit den daran befestigten Oberwerkzeugen 8, 9. Die Unterwerkzeuge 10, 11 sind auf die Pressentische oder Schiebetische 12, 13 gespannt. Zwischen den Pressenständern 14, 15 ist die erfindungsgemäße Transportvorrichtung 16 an einem Träger 17 angebracht, welcher über eine Haltekonstruktion mittig zwischen den Ständern 14,

15 befestigt ist. In der dargestellten Position entnimmt die Transportvorrichtung 16 das Werkstück 18 aus dem Unterwerkzeug 10, um es anschließend in die nächste Stufe zu transportieren. Die zur Nutzung der Freigängigkeit zwischen Ober- und Unter¬ werkzeug besonders günstige Anordnung der Transportvorrichtung

16 ist gut erkennbar. Durch die Bewegungsüberlagerung des hin¬ teren Gelenkarmteils 19, welcher vom Hauptantrieb 22 angetrie- ben wird, des mittleren Gelenkarmteils 20 und des vorderen Ge¬ lenkarmteils 21, welcher zwischen die Unterwerkzeuge 10, 11 und die Oberwerkzeuge 8, 9 einfährt, können günstige Verhält¬ nisse für ein sehr flaches Einfahren, Austragen und Einlegen der Werkstücke erreicht werden. Der Hauptantrieb 22 treibt den hinteren Gelenkarmteil 19 an. Dabei schwenkt dieser um seinen Drehpunkt 44 mit einem Schwenkwinkel 25 von ca. 180°. Während

des Werkstücktransportes schwenkt der hintere Gelenkarmteil 19 in dieser Ansicht im Uhrzeigersinn und während des Leerweges ohne Werkstück gegen den Uhrzeigersinn.

Der Hauptantrieb besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Motoren 22. Der Einsatz von zwei Motoren hat den Vorteil der kleineren Bauform und bietet insbesondere eine größere Si¬ cherheit, d.h. bei einem eventuellen Ausfall eines Antriebes wird die Transportvorrichtung durch den zweiten Antrieb aus dem Bereich des Werkzeuges ausgeschwenkt und eine Kollision mit dem Stößel, bzw. dem Oberwerkzeug vermieden.

Über eine Räderkette 26 wird durch die Schwenkbewegung des hinteren Gelenkarmteils 19 der mittlere Gelenkarmteil 20 mit einer definierten Übersetzung zwangsangetrieben. Die Teil¬ kreisdurchmesser der einzelnen Räderkettenelemente bestimmen das Übersetzungsverhältnis der Schwenkwinkel der beiden Ge¬ lenkarmteile 19, 20. Während des Werkstücktransports schwenkt der mittlere Gelenkarmteil 20 in Richtung des Pfeils 27 unter- halb des Drehpunktes 28. Der vordere Gelenkarmteil 21 ist mit dem mittleren Gelenkarmteil 20 drehbar verbunden und wird über den Antrieb 29 separat angetrieben. Mit dem vorderen Gelenk¬ armteil verbunden ist die Quertraverse 23 mit dem Werkstück¬ haltemittel 24. Optional kann im Drehpunkt 30 auch ein weite- rer Antrieb 31 zum Schwenken der Quertraverse 23 angebracht werden. Mittels eines Zahnriementriebes 32 wird die Schwenkbe¬ wegung in und gegen die Transportrichtung eingeleitet. Zur La¬ geveränderung der Werkstücke als Einzel- oder Doppelteile quer zur Transportrichtung können weitere Antriebe 33, 34 am vorde- ren Gelenkarmteil 21 oder an der Quertraverse 23 vorgesehen werden.

Wie bei allen anderen Antrieben besteht auch bei den Antrieben 33 und 34 die Möglichkeit diese ortsfest am Träger 17 anzu¬ bringen und die Bewegung mit geeigneten Bewegungsübertragungs- mittel über die einzelnen Gelenkarmteile zu übertragen.

Ein Schwenken der Quertraverse 23, bzw. des Werkstückes 18 um die Längsachse des vorderen Gelenkarmteils 21 wird durch eine Teilung dieses Gelenkarmteiles erreicht. Die beiden Teile sind mit einem Drehgelenk 43 verbunden. Das Verdrehen der beiden Teile zueinander erfolgt mit einem Antriebsmotor, der sich im Inneren des vorderen Gelenkarmteils 21 befindet und hier nicht näher dargestellt ist. Dadurch sind in einem weiteren Bereich eine Vielzahl von optionalen Fahrkurven zum Werkstücktransport realisierbar.

Ebenfalls ortsfest am Träger 17 befindet sich der Antrieb 38, welcher über die Linearachse 39 die gesamte Transportvorrich¬ tung 16 vertikal verfahren kann. Dieses vertikale Verfahren dient als Rüstachse, um sehr unterschiedliche Werkzeughöhen auszugleichen.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Transportvorrichtung 16 während des Werkstücktransports von Presse 2 zu Presse 3. In der dargestellten Stellung erreichen sowohl der hintere Ge¬ lenkarm 19, als auch der mittlere Gelenkarm 20 eine vertikale Position. Kurz bevor die beiden Hebel diese Position erreicht haben und dann in ihrer Bewegung stoppen, beginnt sich der vordere Gelenkarmteil 21 auf der Bahnkurve 36 bis zum Errei- chen der in Figur 3 dargestellten Position zu bewegen, während der hintere Gelenkarmteil 19 und der mittlere Gelenkarmteil 20

ihre Bewegung bereits wieder fortgesetzt haben. Durch die Be¬ wegungsüberlagerung des Hauptantriebes 22 und des Antriebes 20 bewegt sich die Quertraverse 23 und somit auch das Werkstück 18 entlang der Bahnkurve 35 bis zum Einlegen des Werkstückes 18, welches in Figur 4 dargestellt ist. Die Bewegung der

Transportvorrichtung 16 zwischen der Stellung in Figur 4 und der Stellung in Figur 1 erfolgt ohne Werkstück und ist im Ab¬ lauf im Wesentlichen analog zu der Transportbewegung in entge¬ gengesetzter Richtung.

Eine Draufsicht auf die Transportvorrichtung 16 zeigt Figur 5. Zu sehen ist die mittige Anordnung in Pressendurchlaufrich- tung.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen

Transportvorrichtung ist in Figur 6 dargestellt. Zu sehen ist eine doppelt wirkende Ziehpressen 37 als erste Stufe. Charak¬ teristisch für doppelt wirkende Pressen ist, dass sich das Werkstück nach dem Ziehvorgang um 180 Grad gedreht im Werkzeug befindet, als dass es in den Folgestufen eingelegt werden muss. Deshalb muss das Werkstück zwischen der ersten und der zweiten Stufe in der Regel um 180 Grad gedreht werden. Dazu wurden in der Vergangenheit separate Drehvorrichtungen verwen¬ det, welche zwischen der ersten und der zweiten Stufe angeord- net war.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung kann auf eine Drehvorrichtung verzichtet werden. Wie in Figur 6 dargestellt, ist die Transportvorrichtung in der Lage das Werkstück 18 aus dem Oberwerkzeug 8 der ersten Stufe 37 zu entnehmen und in das ünterwerkzeug 11 der zweiten Stufe 3 einzulegen. Das Werkstück 18 wird während des Transportes um

zulegen. Das Werkstück 18 wird während des Transportes um 180 Grad gedreht. Dies geschieht durch Schwenken des vorderen Ge- lenkarmteils 21. Während dieses Schwenkens erfolgt keine Kom¬ pensation durch den Schwenkantrieb 33 an der Quertraverse 23. Dadurch wird das Werkstück in seiner Gesamtheit um 180 Grad gedreht.

In den Figuren 7,8,9 und 10 ist eine weitere Variante der Transportvorrichtung dargestellt. Zu sehen sind wiederum die Gelenkarmteile 19, 20 und 21. In diesem Falle aber schwenkt der hintere Gelenkarmteil 19 in einem Schwenkwinkel 40 unter¬ halb seines Drehpunktes 44. Der mittlere Gelenkarmteil 20 schwenkt in entgegengesetzter Richtung 41 um den Drehpunkt 28. Der vordere Gelenkarmteil 21 dreht in Richtung des Pfeils 42 um den Drehpunkt 30. Damit bei der Bewegung zwischen den Posi¬ tionen in Figur 8 und Figur 9 keine Kollision zwischen der Quertraverse und dem mittleren Gelenkarmteil 20 entsteht, muss der vordere Gelenkarmteil 21 um ein entsprechendes Maß länger sein als der mittlere Gelenkarmteil 20.

Der Vorteil dieser Ausführungsvariante wird in Figur 7 und in Figur 10 besonders deutlich. Durch die gestreckte Position des mittleren Gelenkarmteils und des vorderen Gelenkarmteils wird die Freigängigkeit beim Einlegen uns Austragen des Werkstückes deutlich verbessert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmän¬ nischen Weiterbildungen im Rahmen des erfinderischen Gedan- kens. Insbesondere sieht die Erfindung auch vor, wenigstens einer der Bearbeitungsstationen zwei Transportvorrichtungen

zuzuordnen. In einem solchen Fall erfolgt die Entnahme eines Werkstücks aus der Bearbeitungsstation durch die erste der beiden Transportvorrichtungen. Diese übergibt das Werkstück an die zweite der beiden Transportvorrichtungen, welche das Werk- stück dann in die nächste Bearbeitungsstation einlegt. Bei der Übergabe des Werkstücks zwischen den beiden direkt benachbar¬ ten Transportvorrichtungen ist auch ein Drehen oder Wenden des Werkstücks möglich. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, eine derartige Dreh- oder Wendbewegung auf die beiden direkt be- nachbarten Transportvorrichtungen aufzuteilen. Hierbei dreht die erste der beiden Transportvorrichtungen das Werkstück vor der Übergabe beispielsweise um 90° und die zweite der beiden Transportvorrichtungen dreht das Werkstück nach der Übernahme um weitere 90°. Somit ermöglicht das Zusammenwirken der beiden Transportvorrichtungen eine Drehung des Werkstücks um insge¬ samt 180°. Durch derartige fortgesetzte Dreh- bzw. Wendebewe¬ gungen können dann auch Neuorientierungen des Werkstücks durchgeführt werden, welche eine einzelne Transportvorrichtung beispielsweise nicht durchführen kann oder welche mit einer einzelnen Transportvorrichtung nur zu langsam durchgeführt werden könnten.

Be zugs zeichenliste

1 Pressenstrasse

2 Presse 1

3 Presse 2

4,5 Kopfstücke

6,7 Stößel

8,9 Oberwerkzeuge

10,11 Unterwerkzeuge

12,13 Schiebetische

14,15 Ständer

16 Transportvorrichtung

17 Träger

18 Werkstück

19 hinterer Gelenkarmteil

20 mittlerer Gelenkarmteil

21 vorderer Gelenkarmteil

22 Hauptantriebe

23 Quertraverse

24 Werkstückhaltemittel

25 Schwenkwinkel

26 Räderkette

27 Schwenkrichtung

28 Drehpunkt

29 Antrieb

30 Drehpunkt

31 Antrieb

32 Zahnriementrieb

33 Antrieb 34 Antrieb

35 Bahnkurve

36 Bahnkurve

37 doppelt wirkende

38 Antrieb 39 Linearachse

40 Schwenkwinkel

41 Pfeil

42 Pfeil

43 Drehgelenk 44 Drehpunkt von 19