Beschreibung

Werkstücktransportvorrichtung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkstücktransportvor- richtung für eine Umformmaschine gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

[0002] In heute üblichen Umformmaschinen werden Werkstücke normalerweise mittels Werkstücktransportvorrichtungen in Umformstationen platziert und/oder nach dem Umformen wieder aus diesen entnommen. Mehrstufige Umformmaschinen weisen mehrere nacheinander angeordnete Umformstationen auf, in denen ein Werkstück nacheinander bearbeitet wird. Der Transport des Werkstücks zwischen den einzelnen Umformstationen erfolgt dabei mittels einer Werkstücktransportvorrichtung.

[0003] Bekannte Werkstücktransportvorrichtungen umfassen mehrere

Greifzangen, mit denen die Werkstücke in den einzelnen Umformstationen gleichzeitig ergriffen, transportiert und dann wieder freigegeben werden können. Hierzu werden die Greifzangen über einen Antriebsmechanismus gemeinsam im Maschinentakt angetrieben.

[0004] Greifzangen verschiedenster Art gehören zum Stand der Technik. In der DE 35 23 323 A1 ist beispielsweise eine Greifzange offenbart, die zwei sich nicht kreuzende, gegeneinander verschwenkbare Greiferarme mit jeweils einem Greifende zum Greifen eines Werkstücks aufweist. Bei dieser Greifzange ist jeder der beiden Greiferarme an dem dem Greifende gegenüberliegenden Ende an einem gemeinsamen Führungskopf und in einem mittleren Bereich zwischen den beiden Enden an einem eigenen Lenker angelenkt. Die beiden Lenker sind um einen gemeinsamen, fixen Drehpunkt drehbar. Durch ein nach oben Verschieben des Führungskopfs werden, ausgehend von einer unteren Endposition, die Greifenden der beiden Greiferarme unter gleichzeitigem Anheben zunächst voneinander weg- und dann wieder aufeinander zugeschwenkt. Beim nach unten Verschieben des Führungskopfs werden, ausgehend von einer oberen Endposition, die Greifenden der beiden Greiferarme unter gleichzeitigem Absenken zunächst voneinander weg- und dann wieder aufeinander

zugeschwenkt. Nachteilhaft bei dieser Greifzange ist, dass die beiden Greiferarme relativ weit nach aussen geschwenkt werden, so dass der seitliche Platzbedarf relativ gross ist.

[0005] Angesichts der Nachteile der bisher bekannten Werkstücktransportvorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkstücktrans- portvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Greiferarme der mindestens einen Greifzange seitlich weniger Platz benötigen.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemässe Werkstücktransportvorrichtung, wie sie im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0007] Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Eine Werkstücktransportvorrichtung für eine Umformmaschine umfasst mindestens eine Greifzange, die zwei sich nicht kreuzende, gegeneinander verschwenkbare Greiferarme mit jeweils einem Greifende zum Greifen eines Werkstücks aufweist. Jeder der beiden Greiferarme ist an dem dem Greifende gegenüberliegenden Ende an einem gemeinsamen Führungskopf und in einem mittleren Bereich zwischen den beiden Enden an einem eigenen Lenker angelenkt. Die beiden Lenker sind jeweils um einen fixen Drehpunkt drehbar. Erfindungsgemäss ist der fixe Drehpunkt des Lenkers des einen Greiferarms näher beim anderen Greiferarm angeordnet als der fixe Drehpunkt des Lenkers dieses anderen Greiferarms.

[0008] Da die Lenker der beiden Greiferarme derart angeordnet sind, dass sie um unterschiedliche fixe Drehpunkte drehbar sind, und zudem die fixen Drehpunkte der Lenker jeweils zu dem Greiferarm hin versetzt sind, der nicht am jeweiligen Lenker angelenkt ist, werden die beiden Greiferarme beim Auseinanderschwenken weniger weit nach aussen geschwenkt. Der seitliche Platzbedarf der mindestens einen Greifzange ist somit kleiner als bei vergleichbaren Werkstücktransportvorrichtungen des Standes der Technik.

[0009] Mit Vorteil ist der Führungskopf linear verschiebbar an einer fixen Führung geführt, so dass bei einer Drehung eines Lenkers der Führungskopf durch

den einen Greiferarm, an dem dieser Lenker angelenkt ist, linear verschoben wird, wodurch der andere Greiferarm mitverschoben und aufgrund der Anlenkung an den anderen Lenker in der zum einen Greiferarm entgegengesetzten Richtung gedreht wird. Dies ermöglicht ein öffnen und Schliessen der Greifzange durch Drehen eines Lenkers, d.h. als Antrieb kann ein Drehantrieb verwendet werden, der auf einen der Lenker einwirkt. Ein Vorteil eines solchen Drehantriebs besteht darin, dass er sich leichter abdichten lässt als ein beispielsweise am Führungskopf ansetzender Linearantrieb. Ausserdem ist er einfacher zu verwirklichen und braucht weniger Platz als ein Linearantrieb.

[0010] Vorzugsweise weist die Werkstücktransportvorrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, die auf den Führungskopf eine Kraft in Richtung zu den Greifenden der Greiferarme hin ausübt. Durch diese Vorspanneinrichtung wird die Greifzange in Greifposition gehalten bzw. in die Greifposition gedrückt, wenn kein aktiver Antrieb zum öffnen der Greifzange erfolgt. Die Vorspannung verhindert auch ein Undefiniertes Flattern der Greiferarme.

[0011] Vorteilhafterweise sind die beiden Greiferarme im Führungskopf an einer gemeinsamen Drehachse angelenkt. Der Führungskopf kann so relativ kompakt ausgebildet werden.

[0012] Bevorzugt ist das eine Ende jedes der beiden Lenker jeweils in einem fixen Gehäuseteil der Greifzange um den zum jeweiligen Lenker gehörenden fixen Drehpunkt herum drehbar gelagert. Dies bedeutet, dass der jeweilige Drehpunkt der Lenker sich am einen Ende des betreffenden Lenkers befindet und die ganze Länge der Lenker genutzt werden kann, indem jeweils das andere Ende der Lenker an den zugehörigen Greiferarm angelenkt wird.

[0013] Vorzugsweise weist die Werkstücktransportvorrichtung einen Drehantrieb auf, mit welchem einer der Lenker drehbar ist. Wie bereits erwähnt, weist ein Drehantrieb den Vorteil auf, dass er sich leichter abdichten lässt als ein Linearantrieb. Ausserdem ist er einfacher zu verwirklichen und braucht weniger Platz als ein Linearantrieb.

[0014] Mit Vorteil weist der Drehantrieb eine Antriebsstange auf, die in Längsrichtung verschiebbar ist und über Zwischenglieder mit einem der Lenker

verbunden ist, so dass durch eine Längsverschiebung der Antriebsstange der betreffende Lenker drehbar ist. Eine solche Antriebsstange kann prinzipiell für den gleichzeitigen Antrieb mehrerer nebeneinander angeordneter Greifzangen genutzt werden, indem sie über Zwischenglieder mit jeweils einem der Lenker jeder Greifzange verbunden wird.

[0015] Bevorzugt weist die Werkstücktransportvorrichtung mehrere nebeneinander angeordnete Greifzangen auf, die mit einem Antrieb parallel betätigbar sind. Die Werkstücke in den einzelnen Umformstationen können so gleichzeitig ergriffen, transportiert und dann wieder freigegeben werden.

[0016] Mit Vorteil sind die Greiferarme und die Lenker derart ausgebildet und angeordnet, dass bei einer Drehung der Lenker von einer Endposition in die andere die Greifenden der beiden Greiferarme zunächst voneinander weg- und dann wieder aufeinander zugeschwenkt werden. In den beiden Endpositionen beansprucht die mindestens eine Greifzange dann seitlich relativ wenig Platz. Eine Querverschiebung der mindestens einen Greifzange mit oder ohne Werkstück erfolgt zeitlich so, dass der öffnungsverlauf der Greifzange eine kollisionsfreie Bewegung zulässt. Aus Zeitgründen beginnt die Querbewegung üblicherweise bereits, bevor die Greifzange eine der Endpositionen erreicht.

[0017] Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Werkstücktransportvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Es zeigen:

[0018] Fig. 1 - einen matrizenseitigen Ausschnitt aus einer mehrstufigen Umformmaschine mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Werkstücktransportvorrichtung mit vier Greifzangen;

[0019] Fig. 2A bis 2C - wesentliche Elemente einer der vier Greifzangen der

Werkstücktransportvorrichtung von Fig. 1 mit einem Werkstück von vorne in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition;

[0020] Fig. 3A bis 3C - die Greifzangenelemente von Fig. 2A mit Werkstück von hinten in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition;

[0021] Fig. 4A bis 4C - die Greifzangenelemente von Fig. 2A mit Werkstück in einer Perspektivansicht von schräg hinten in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition;

[0022] Fig. 5 - die Greifzangenelemente von Fig. 2A mit weiteren Elementen der Greifzange und eines Drehantriebs in einer Perspektivansicht von schräg vorne;

[0023] Fig. 6 - die Greifzangen- und Drehantriebselemente von Fig. 5 in einer Perspektivansicht von schräg hinten, wobei ein Gehäuseteil der übersichtlichkeit halber weggelassen ist;

[0024] Fig. 7 - die Greifzangen- und Drehantriebselemente von Fig. 5 von hinten, wobei ein Gehäuseteil der übersichtlichkeit halber weggelassen ist;

[0025] Fig. 8 - eine Schnittansicht entsprechend der Linie A-A in Fig. 7, wobei zusätzliche Gehäuseteile dargestellt sind;

[0026] Fig. 9A bis 9C - die Greifzangen- und Drehantriebselemente von Fig. 5 von vorne in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition;

[0027] Fig. 10A bis 10C - die Greifzangen- und Drehantriebselemente von Fig. 5 ohne Gehäuseteile und Vorspannfeder von hinten in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition;

[0028] Fig. 11 - einen wesentlichen Teil des Drehantriebs der Werkstücktransportvorrichtung von Fig. 1; und

[0029] Fig. 12 - eine teilweise Schnittansicht der Umformmaschine mit Werkstücktransportvorrichtung von Fig. 1.

[0030] Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer mehrstufigen Umformmaschine 8 umfasst vier Umformstationen, von denen jeweils eine Matrize 81, 82, 83 bzw. 84 sichtbar ist. Die Matrizen 81 , 82, 83, 84 sind in einer ortsfesten Matrizenhalterung 85 gelagert, die indirekt mit einem Maschinenrahmen 86 verbunden ist. Für den Transport von Werkstücken 9 zu den einzelnen Umformstationen und wieder von diesen weg ist eine Werkstücktransportvorrichtung vorgesehen, die vier Greifzangen 1 aufweist. Die Greifzangen 1 sind einerseits querverschiebbar, wozu sie an einem Quertransportblock 4 angebracht sind, der mittels eines Quertransportrohrs querverschiebbar ist. Anderseits sind die Greifzangen 1 offen-

und schliessbar sowie gleichzeitig anheb- oder absenkbar, was mittels eines Mechanismus erfolgt, welcher im Folgenden detailliert erläutert wird. Zum öffnen oder Schliessen der Greifzangen 1 ist eine in ihrer Längsrichtung verschiebbare Antriebsstange 3 vorgesehen, die mittels einer Verstelleinrichtung 5 längsverschiebbar ist, wie in Zusammenhang mit Fig. 12 weiter unten näher erläutert.

[0031] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, oder umgekehrt, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.

[0032] In den Fig. 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B und 4C sind wesentliche Elemente einer Greifzange 1 in einer unteren Endposition, einer Mittelposition und einer oberen Endposition gezeigt. In der in den Fig. 2A ₁ 3A und 4A dargestellten unteren Endposition ist die Greifzange 1 geschlossen und greift ein Werkstück 9. In der in den Fig. 2B, 3B und 4B dargestellten Mittelposition ist die Greifzange 1 maximal geöffnet und auf die halbe Maximalhöhe angehoben. In der in den Fig. 2C, 3C und 4C dargestellten oberen Endposition ist die Greifzange 1 wieder geschlossen und auf Maximalhöhe angehoben.

[0033] Die Greifzange 1 umfasst zwei sich nicht kreuzende, gegeneinander verschwenkbare Greiferarme 11 und 12, die jeweils ein Greifende 111 bzw. 121 zum Greifen des Werkstücks 9 aufweisen. An den Greifenden 111 , 121 sind jeweils zwei Greif elemente 112 und 113 bzw. 122 und 123 angeschraubt, die zwischen sich das Werkstück 9 halten.

[0034] An dem dem Greifende 111 , 121 gegenüberliegenden Ende 114 bzw. 124 ist jeder der beiden Greiferarme 11, 12 an einer gemeinsamen Drehachse angelenkt, die hier nicht gezeichnet ist. In einem mittleren Bereich zwischen den beiden Enden sind die Greiferarme 11 , 12 jeweils über eine nicht sichtbare Drehachse an einem Ende 131 bzw. 141 eines eigenen Lenkers 13 bzw. 14 angelenkt. Die beiden Lenker 13, 14 sind jeweils um einen fixen Drehpunkt 130 bzw. 140 drehbar, der sich in der Mitte des anderen Endes 132 bzw. 142 des Lenkers 13 bzw. 14 befindet. Wie aus

den Fig. 4A, 4B und 4C ersichtlich, ist dies beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch fixe Drehachsen 133 bzw. 143 in der Mitte der Lenkerenden 132 bzw. 142 verwirklicht. Die Drehpunkte 130, 140 bzw. die fixen Drehachsen 133, 143 sind beim öffnen und Schliessen der Greifzange 1 ortsfest, sie bewegen sich nur beim Quertransport der Greifzange 1 mit.

[0035] Erfindungsgemäss ist der fixe Drehpunkt 130 des Lenkers 13 des Greiferarms 11 näher beim Greiferarm 12 angeordnet als der fixe Drehpunkt 140 des Lenkers 14 dieses Greiferarms 12. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der fixe Drehpunkt 130 des Lenkers 13 praktisch direkt hinter dem Greiferarm 12. Entsprechend ist der fixe Drehpunkt 140 des Lenkers 14 des Greiferarms 12 näher beim Greiferarm 11 angeordnet als der fixe Drehpunkt 130 des Lenkers 13 dieses Greiferarms 11. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der fixe Drehpunkt 140 des Lenkers 14 praktisch direkt vor dem Greiferarm 11.

[0036] Am Lenkerende 131 des Lenkers 13 ist ein Prisma 134 angebracht, das eine Ansetzfläche für ein hier nicht dargestelltes Antriebsglied aufweist. Das Prisma 134 ist mittels einer Schraube 135 am Lenkerende 131 angeschraubt.

[0037] Durch Drücken des Antriebsglieds von unten gegen das Prisma 134 wird der Lenker 13 gedreht, wodurch der Greiferarm 11 ausgehend von der unteren Endposition gemäss den Fig. 2A, 3A und 4A zunächst vom Greiferarm 12 weg und nach oben geschwenkt wird, bis die Mittelposition gemäss den Fig. 2B, 3B und 4B erreicht wird. Dabei zieht das obere Greiferarmende 114 des Greiferarms 11 den Greiferarm 12 nach oben, was aufgrund der Anlenkung des Greiferarms 12 an den Lenker 14 mit dem fixen Drehpunkt 140 dazu führt, dass auch der Greiferarm 12 vom Greiferarm 11 weg nach aussen geschwenkt wird. Durch ein weiter nach oben Drehen des Lenkers 13 nach Erreichen der Mittelposition werden die beiden Greiferarme 11 , 12 noch weiter nach oben, aber wieder aufeinander zu geschwenkt, bis schliesslich die obere Endposition gemäss den Fig. 2C, 3C und 4C erreicht wird.

[0038] Aus den Fig. 5, 6 und 7 ist ersichtlich, dass die Lenkerenden 132, 142 der Lenker 13, 14 in fixen Gehäuseteilen 161 bzw. 162 eines fixen Gehäuses

16 drehbar gelagert sind. Die oberen Greiferarmenden 114, 124 der Greiferarme 11 , 12 sind an der bereits erwähnten gemeinsamen Drehachse in einem gemeinsamen Führungskopf 15 angelenkt, der an zwei vertikalen Führungsstangen 151 , 152 in vertikaler Richtung linear verschiebbar gelagert ist. Auf der Oberseite des Führungskopfs 15 sind eine Stange 172 und ein Lagerzapfen 173 einer Vorspanneinrichtung 17 angebracht, um die herum eine Spiralfeder 171 angeordnet ist. Die Spiralfeder 171 , deren oberes Ende an einem hier nicht dargestellten fixen Gehäuseteil anliegt, ist durch Kompression vorgespannt und übt auf den Führungskopf 15 eine Kraft in Richtung zu den Greifenden 111, 121 der Greiferarme 11 , 12 hin aus. Der mit der Spiralfeder 171 beaufschlagte Führungskopf 15 hat somit die Tendenz, die Greiferarme 11 , 12 in die untere Endposition zu bewegen bzw. in dieser zu halten. Somit wird das Schliessen der Greifzange 1 durch die Vorspanneinrichtung 17 bewirkt, während das öffnen mit einem aktiven Drehantrieb bewerkstelligt wird.

[0039] Vom Drehantrieb ist hier ein als Doppelhebel ausgebildeter Antriebshebel 2 dargestellt, dessen einer Hebelarm 21 als Antriebsglied am Prisma 134 des Lenkers 13 ansetzt. Am zweiten Hebelarm 22 des Antriebshebels 2 ist ein Ansatzteil 221 mit einer Ansetzfläche 222 für ein Kraftübertragungsglied drehbar angeschraubt.

[0040] Fig. 8 zeigt ausser den bereits erläuterten Komponenten, wie die oberen Greiferarmenden 114, 124 der Greiferarme 11 , 12 im Führungskopf 15 an eine gemeinsame Drehachse 153 angelenkt sind. Ausserdem ist hier auch der fixe Gehäuseteil 163 des fixen Gehäuses 16 dargestellt, an dem das obere Ende der Spiralfeder 171 anliegt.

[0041] In den Fig. 9A, 9B und 9C sind bereits erläuterte Teile der Greifzange 1 in einer Ansicht von vorne wiederum in der unteren Endposition, der Mittelposition und der oberen Endposition gezeigt. Es ist hier deutlich erkennbar, wie der Führungskopf 15 im fixen Gehäuse 16 linear nach oben verschoben wird und dadurch die Spiralfeder 171 zusammendrückt.

[0042] Die Fig. 10A, 10B und 10C zeigen insbesondere das Drehen des Lenkers 13 mittels des Antriebshebels 2 anhand der unteren Endposition, der Mittelposition und der oberen Endposition der Greifzange 1. Es ist deutlich

ersichtlich, dass der am Prisma 134 des Lenkerendes 131 ansetzende Hebelarm 21 den Lenker 13 mit dem Prisma 134 dreht, während das am Hebelarm 22 drehbar montierte Ansatzteil 221 seine Ausrichtung relativ zur Umformmaschine beibehält bei gleichzeitiger Drehung des Hebelarms 22 unter ihm. Das Ansatzteil 221 mit der Ansetzfläche 222 wird auf einer Kreisbogenbahn von rechts nach links verschoben. Dies ermöglicht ein Drehen des Antriebshebels 2 durch eine Linearbewegung eines an der Ansetzfläche 222 ansetzenden Kraftübertragungsglieds.

[0043] In Fig. 11 sind vier nebeneinander angeordnete Antriebshebel 2 dargestellt, wobei zum einen Antriebshebel 2 auch Teile der zugehörigen Greifzange 1 gezeichnet sind. An den Ansetzflächen 222 der Ansatzteile 221 der Antriebshebel 2 setzt jeweils ein Kraftübertragungsglied 31 an. Alle vier Kraftübertragungsglieder 31 sind an einer gemeinsamen Kraftübertragungsstange 32 befestigt, die über ein Verbindungsteil 33 mit der Antriebsstange 3 verbunden ist. Durch Verschieben der Antriebsstange 3 in ihrer Längsrichtung können so alle vier Antriebshebel 2 gemeinsam gedreht werden.

[0044] Die Antriebsstange 3 ist mittels einer Verstelleinrichtung 5 längsverschiebbar, wie sie in den Fig. 12 und 1 dargestellt ist. Die Verstelleinrichtung 5 umfasst im vorliegenden Fall eine Antriebswelle 51 , die über Zahnräder 511 und 521 eine übertragungswelle 52 antreibt. Die übertragungswelle 52 ist mit einer Kurve 522 versehen, die auf eine frei drehende Rolle 531 eines Drehteils 53 drückt. Das Drehteil 53 drückt seinerseits auf eine Rolle 543, die an einem freien Ende eines Hebelarms 541 eines Doppelhebels 54 frei drehbar montiert ist. Der Doppelhebel 54 mit den beiden Hebelarmen 541 und 542 wird dadurch um eine fixe Drehachse 544 gedreht, wobei der Hebelarm 542 das an ihn angelenkte Verbindungsglied 55 und damit die an dieses angelenkte Antriebsstange 3 nach aussen zieht.

[0045] Zu der vorbeschriebenen Werkstücktransportvorrichtung sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass anstelle der Vorspanneinrichtung 17 mit Spiralfeder 171 beispielsweise auch eine pneumatische Vorspanneinrichtung verwendet werden könnte.