Presse mit einer Verriegelungseinrichtung für Pressenstössel

Abstract

 Es wird für Umformmaschinen ein Stößelverriegelungssystem (11) vorgeschlagen, welches eine bezogen auf die Stößellage völlig stufenlose Verriegelung ermöglicht. Aufgrund der gewählten Anordnung kann das System sowohl für Pressen mit einem Stößel (9) als auch für Großteilstufenpressen (1) mit mehreren Stößeln (9) verwendet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Presse mit Verriegelungseinrichtung für Pressenstößel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

[0002] Für Reparaturarbeiten an einer Presse oder andere, außer der üblichen Beschickung notwendige Eingriffe in deren Werkzeugraum muß eine mechanische Hochhalteeinrichtung, d.h. eine Art Abstützung in die Presse eingesetzt werden. Sofern diese Einrichtung nicht die volle Preßkraft aufnehmen kann, muß sie mit der Pressensteuerung verriegelt sein, so daß kein Hub ausgeführt werden kann und der Pressenstößel in der oberen Stellung festgehalten wird.

[0003] In der EP-0 314 975 B1 ist ein Stand der Technik zu dieser Problematik beschrieben. Gegenstand dieser Schrift ist eine Verriegelungseinrichtung für den Stößel einer Presse, bei welcher mehrere Sperrstangen im oberen Bereich des auf- und abfahrenden Stößels vorgesehen sind, die mit ortsfesten Sperriegeln im Kopfstück der Presse zusammenwirken. Eine solche Verriegelungseinrichtung muß sehr stabil und aufwendig aufgebaut sein, um gegebenenfalls die gesamte nach unten gerichtete Last des Pressenstößels aufzunehmen bzw. zu kompensieren.

[0004] Sofern in einer solchen Presse eine Hubverstellung des Pressenstößelhubes vorgesehen sein soll, muß die Verriegelungseinrichtung hierfür ausgelegt sein, d.h. die Höhenlage der Sperrstange ändert sich hierdurch gegenüber dem seitlich formschlüssig eingreifenden Sperriegel. Dies erfordert eine zusätzliche Steuereinrichtung zur Anpassung an solche Gegebenheiten.

[0005] Aus der DE-PS 602 667 ist eine selbsttätige Ausrück- und Feststellvorrichtung eines Zahnradgetriebes für eine Presse bekannt geworden, bei welcher das Feststellen oder Lösen des Zahnradgetriebes selbsttätig bei jeder halben Kurbelumdrehung erfolgen kann, wobei jedoch diese Festlegung des Zahnradgetriebes als Sicherung der oberen und unteren Totlage dient. Hierfür weist diese bekannte Vorrichtung einen Dorn auf, der durch Federdruck bei jeder halben Kurbelumdrehung in eines der sich im Zahnradkranz gegenüberliegenden Löcher gestoßen wird.

[0006] Die Anordnung von zwei gegenüberliegenden Bohrungen im Zahnkranz mit einer zugehörigen Einrastung eines maschinenfesten Dorns bereitet insbesondere da Probleme, wo die Winkellage des Zahnkranzes bei einer Hubverstellung variiert. Eine beliebige Feineinstellung der Stößellage ist ebenfalls mit diesem System nicht erreichbar. Der Stand der Technik gibt auch keinerlei Hinweise für eine zentrale Stößelverriegelung bei modernen Großteilstufenpressen mit mehreren hintereinander angeordneten Stößeln.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung die Nachteile im Stand der Technik zu verbessern und ein vielseitig anwendbares Stößelverriegelungssystem zu schaffen. Insbesondere soll auch in jeder beliebigen Stellung der Pressenstößel verriegelbar sein, wobei das System weiterhin so ausgebildet sein kann, daß auch mehrere Stößel gleichzeitig verriegelbar sind.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

[0009] Die vorliegende Erfindung hat gegenüber bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß sie universell für Pressen mit konstantem Hub, als auch für Pressen mit Hubverstellung für die Anpassung der Stößellage an unterschiedliche Werkzeughöhen einsetzbar ist. Die vorgeschlagene Lösung erreicht eine vollkommene Unabhängigkeit von der jeweiligen einzustellenden Werkzeughöhe. Bei einer zentralen Anordnung im Antriebssystem z. B. einer Großteilstufenpresse ist auch die Verriegelung mehrerer Stößel einer Maschine funktionssicher möglich.

[0010] Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich eine bezogen auf die Stößellage absolut stufenlose Stößelverriegelung zu erzielen. Kerngedanke der Erfindung ist es, die Verriegelung direkt an der Hauptantriebswelle der Presse durchzuführen, wodurch alle Einflüsse durch die nachfolgenden Einstellparameter ausgeschlossen werden. Durch ein schwimmend gelagertes Blockiersystem ist keine Lageveränderung der Antriebswelle erforderlich. Ein weiterer Vorteil der gewählten Anordnung besteht darin, daß nur ein Teil des Stößelgewichtes als Drehmoment wirksam wird, wodurch eine entsprechend günstige Dimensionierung erreicht wird.

[0011] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei die Erfindung beispielhaft an einer Großteilstufenpresse dargestellt ist. Sie läßt sich jedoch auf jede andere Presse mit vergleichbarer Anordnung übertragen.

[0012] Die Figuren zeigen:

Figur 1

Gesamtansicht einer Großteilstufenpresse in Teiletransportrichtung

Figur 2

Teilansicht - Antriebswelle in Funktion entriegelt

Figur 3

Teilansicht - Antriebswelle in Funktion verriegelt

Figur 4

Eine Funktionsgruppe der Verriegelungseinrichtung in Darstellung nach Schnittlinie A - A von Figur 3.

Figur 5

Ausführungsbeispiel Verriegelungseinrichtung Anbau Wellenende

Figur 6

Ansicht von Figur 5 in Blickrichtung Pfeil B

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

[0013] Die Erfindung wird beispielhaft an einer Großteilstufenpresse beschrieben.

[0014] Figur 1 zeigt eine Großteilstufenpresse 1. Die Hauptbaugruppen sind Tisch 2 mit dem das Werkzeug tragenden Schiebetisch 3. Über Ständer 4 ist das Kopfstück 5 durch Anker 6 mit dem Tisch 2 zu einem starren Pressengestell verbunden.

[0015] Im Kopfstück 5 befindet sich der Antrieb 7 mit Hauptantriebswelle 8. Der Antrieb 7 steht über Hebel, Zahnräder und Exzenter in Wirkverbindung mit Stößel 9. Beispielhaft ist der Stößel 9 in der Darstellung 5 mal vorhanden, entsprechend der Zahl der gewünschten Umformstufen. Die Stößel 9 werden im Ausführungsbeispiel alle gemeinsam vom Antrieb 7 angetrieben und tragen das nicht näher dargestellte Werkzeugoberteil. Der Stößel 9 führt zwei verschiedene Bewegungen aus und zwar als "Produktionsachse" den eigentlichen Arbeits- bzw. Umformhub und als "Rüstachse" kann er durch ein vertikales Verfahren auf die jeweilige Werkzeughöhe eingestellt werden.

[0016] Der die Werkstücke durch die einzelnen Umformstationen transportierende Transfer ist mit 10 gekennzeichnet.

[0017] Die erfindungsgemäße Stößelverriegelungseinrichtung 11, die beim Pressenstillstand ein unbeabsichtigtes Absenken der Stößel vermeiden soll, befindet sich auf der Hauptantriebswelle 8.

[0018] In Figur 2 ist ein Abschnitt der Hauptantriebswelle 8 mit der Stößelverriegelungseinrichtung 11 detaillierter dargestellt. Die Funktion der Stößelverriegelung wird dadurch erreicht, daß die Hauptantriebswelle sicher gegen Verdrehung gehalten wird. Zu diesem Zweck ist mit der Hauptantriebswelle 8 eine mit der Außenverzahnung 13 versehene Buchse 12 z. B. mittels einer Nut/Federeinrichtung fest verbunden.

[0019] Weiter gehört zur Stößelverriegelung eine Schiebe- oder Führungsbuchse 14 die mit einem Formstück 15 fest verbunden ist. Das Formstück 15 hat am inneren Durchmesser eine Innenverzahnung 16 und trägt an seinem oberen Teil eine Positioniereinrichtung 17 die durch ihre Funktion gewährleistet, daß bei der Verriegelung die Zuordnung Zahn und Lücke gewährleistet wird. Die Funktion dieser Positioniervorrichtung 17 wird unter Figur 4 näher beschrieben.

[0020] Die gesamte Einheit kann durch Kolben/Zylindereinheit 18 axial verschoben werden. Zylinder 18 ist zu diesem Zweck mit seinem Bodenteil schwenkbar mit dem Kopfstück 5 als Abstützung verbunden, während die ausfahrbare Kolbenstange mit dem Formstück 15 ebenfalls schwenkbar verbunden ist.

[0021] Die gesamten Funktionen werden durch nicht näher dargestellte elektrische Signalgeber überwacht, die in einer Sicherheitsschaltung mit der Pressensteuerung verriegelt sind.

[0022] In der Darstellung gemäß Figur 2 ist die Funktion "entriegelt" dargestellt.

[0023] Figur 3 zeigt die beim Pressenstillstand gewünschte Funktion des verriegelten Stößels. Die Verriegelung wird dadurch erreicht, daß nach Ermittlung der lagegerechten Zuordnung der Innenverzahnung 16 mit der Außenverzahnung 13 durch die Positioniervorrichtung 17, der Kolben von Zylinder 18 beaufschlagt wird und dieser durch Ausfahren seiner Kolbenstange die Verzahnung in Eingriff bringt.

[0024] In Figur 4 ist die bereits erwähnte Positioniervorrichtung 17 dargestellt. Hauptantriebswelle 8 trägt die mit Außenverzahnung 13 versehene Buchse 12. Das Formstück 15 mit Innenverzahnung 16 ist fest verbunden mit Zylindergehäusen 19. In den Zylindergehäusen 19 befindet sich der linke Kolben 20 und der rechte Kolben 21. Die beiden Kolben wirken auf eine Abstützung oder Abstützeinrichtung 22 die fest mit Kopfstück 5 verbunden ist.

[0025] Aufgabe der Positioniervorrichtung 17 ist es vor dem axialen Verschieben des Formstückes 15 die lagegerechte Zuordnung der Verzahnung 13 und 16 festzulegen. Das Formstück 15 befindet sich im entriegelten Zustand in Parkposition, d.h. Kolben 20 ist eingefahren, Kolben 21 ausgefahren. Kolben 20 wird mit geringem Druck beaufschlagt während Kolben 21 entlastet wird. Dies bewirkt in Verbindung mit der ortsfesten Abstützung 22 eine Verdrehbewegung des Formstückes 15 und zwar solange bis Signalgeber 23 die lagegerechte Zuordnung, d.h. Zahn steht vor Lücke, meldet.

[0026] Kolben 20 und 21 werden drucklos geschaltet und die gesamte Einheit wird durch Zylinder 18 in Verriegelungstellung verschoben, wie in Figur 3 dargestellt. Ist die verriegelte Stellung erreicht, so werden beide Kolben 20, 21 mit geringem Druck beaufschlagt und die Ölvolumen hinter beiden Kolben leckagefrei eingesperrt. In Verbindung mit Abstützung 22 wird über die Verzahnung 13, 16 die Hauptantriebswelle drehfest gehalten. Wenn der Stößel durch eine Abwärtsbewegung versucht über den Pressenantrieb die Hauptantriebswelle 8 zu verdrehen, baut sich durch Komprimierung je nach Stößellage und somit Drehrichtung in einem der beiden Kolbengehäuse ein Druck auf, der das Formstück 15 und somit auch die Antriebswelle gegen Verdrehen sichert. Eine Lageveränderung der Stößel ist somit blockiert.

[0027] Aus dem Ablauf ist ersichtlich, daß die Hauptantriebswelle 8 für die Verriegelung nicht selbst verdreht werden muß, sondern durch die Verriegelungseinrichtung 11 erfolgt eine Anpassung an die Lage der Hauptantriebswelle 8 in Abhängigkeit zu den Verzahnungen 13, 16.

[0028] Zum Entriegeln werden Kolben 20 und 21 drucklos gemacht und Formstück 15 durch Zylinder 18 aus dem Zahneingriff geschoben. Anschließend wird Kolben 21 mit Druck beaufschlagt während Ölvolumen am Kolben 20 entweicht. Hierdurch schwenkt Formstück 15 in die Parkposition zurück.

[0029] Die Position "Verriegelt" als auch "Entriegelt / Parkposition" werden durch nicht näher dargestellte Signalgeber erfaßt. Ein unbeabsichtigtes Ein- bzw. Ausrücken der Verriegelung durch die Pressensteuerung wird somit verhindert.

[0030] Figur 5 und Figur 6 zeigt eine Ausführungsvariante die für den Anbau an einem freien Wellenende 37 gedacht ist.

[0031] Die Funktionsweise ist prinzipiell wie bereits dargestellt und die Beschreibung beschränkt sich auf die unterschiedlichen Konstruktionsdetails. Die Funktion "Entriegelt" ist aus Figur 5 zu sehen, d.h. Außenverzahnung 13 und Innenverzahnung 16 sind nicht miteinander im Eingriff. Der mit dem Formstück 15' fest verbundene Zylinder 24 führt die Verriegelungsbewegung aus, wobei die Kolbenstange 25 ortsfest gehalten ist.

[0032] Die Positioniereinrichtung 17 ist in Figur 6 gezeigt. Im Gegensatz zu Figur 4 wurden jetzt zwei außenliegende Abstützungen 26, 27 gewählt. Die Verdrehung des Formetückes 15 zur Erzeugung einer lagegerechten Positionierung der Verzahnung 13, 16 bewirkt die Zylindereinheit 28. Diese Zylindereinheit 28 besteht aus einem Kolben 29, Kolbenstangen 30, 31, Zylinderräumen 32, 33 und Zylinderdeckel 34, 35.

[0033] Zum Verschwenken wird je nach gewünschter Richtung der Zylinderraum 32 oder 33 mit Druckmedium beaufschlagt. Soll die Positioniereinrichtung 17 z.B. aus gestrichelter Parkstellung 36 in Verriegelungsstellung geschwenkt werden, so muß im Zylinderraum 32 Druck aufgebaut werden. Es findet eine Lageveränderung des Kolben 29 im Zylinder 28 statt. Da der Zylinder 28 in dem Formstück 15 integriert ist und somit auch Kolben 29 und Kolbenstange 30, 31 mitschwenken, müßen die Enden der Kolbenstangen entsprechend sphärisch ausgeführt sein.

[0034] Nach erfolgter Verriegelung werden wieder beide Zylinderräume 32, 33 mit Druck beaufschlagt und in Wirkverbindung mit den ortsfesten Abstützungen 26, 27 ist das gesamte System blockiert und die Antriebswelle 37 drehfest gehalten.

[0035] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie umfaßt alle Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.

[0036] So kann z.B. das System auch für Maschinen mit einem Pressenstößel uneingeschränkt verwendet werden. Abhängig von dem aufzunehmenden Drehmoment gibt es auch andere Lösungen als die beschriebene Verzahnung. Als Beispiel für mögliche Alternativen ist eine Lochscheibe mit wenigstens einem Verriegelungszylinder genannt. Durch energieunabhängige Kraftbeaufschlagung wie z.B. durch Federkraft kann die Verriegelung auch als Sicherheitseinrichtung bei Energieausfall wirken.

[0037] Alternativ kann auch die Verschwenkung und Blockierung der Positioniereinrichtung durch einen Antrieb mit Zwischenschaltung eines Getriebes erfolgen welche evtl. auch über Kupplung zuschaltbar ist.

[0038] Schließlich ist ein Blockieren der Antriebswelle (8) im Rahmen der Erfindung auch durch eine kraftschlüssig wirkende Verriegelungseinrichtung, wie z. B. eine Kupplung oder Bremseinrichtung (z. B. Backenbremse) möglich.

1

Großteilstufenpresse

2

Tisch

3

Schiebetisch

4

Ständer

5

Kopfstück

6

Anker

7

Antrieb

8

Hauptantriebswelle

9

Stößel

10

Transfer

11

Stößelverriegelungseinrichtung

12

Buchse

13

Außenverzahnung

14

Schiebe- oder Führungsbuchse

15

Formstück

16

Innenverzahnung

17

Positioniereinrichtung

18

Kolben/Zylindereinheit

19

Zylindergehäuse

20

linker Kolben

21

rechter Kolben

22

Abstützeinrichtung

23

Signalgeber

24

Zylindergehäuse

25

Kolbenstange

26

Abstützung

27

Abstützung

28

Kolben/Zylindereinheit

29

Kolben

30

Kolbenstange

31

Kolbenstange

32

Zylinderraum

33

Zylinderraum

34

Zylinderdeckel

35

Zylinderdeckel

36

Parkstellung

37

Wellenstumpf

Ansprüche

1. Presse, insbesondere Umformpresse mit einer Verriegelungseinrichtung für wenigstens einen Pressenstößel (9), wobei der Pressenstößel (9) über eine Antriebswelle (8) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung der Antriebswelle (8) eine formschlüssig und/oder kraftschlüssig blockierbare Einrichtung vorgesehen ist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehendem Stößel (9) eine der Antriebswelle (8) zugeordnete Außenverzahnung (13) mit einer Innenverzahnung (16) der am Pressengestell gelagerten Verriegelungseinrichtung (11) in Eingriff kommt.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (8) eine die Außenverzahnung (13) oder eine vergleichbare Lochscheibe aufweisende oder tragende Buchse (12) besitzt.

4. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (16) an einem Formstück (15) angeordnet ist.

5. Presse nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (16) an einem längsverschiebbaren und um seinen Mittelpunkt verdrehbaren Formstück (15) angeordnet ist.

6. Presse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (15) mittels einer Schiebe- oder Führungsbuchse (14) längsverschiebbar ist.

7. Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (15) mit einer Einrichtung (17) (Positioniereinrichtung) zur Ermittlung der lagegerechten Zuordnung der Innenverzahnung (16) zur Außenverzahnung (13) bzw. zur Fixierung und/oder Blockierung der Antriebswelle (8) verbunden ist.

8. Presse nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniereinrichtung (17) ein Zylindergehäuse (19, 34, 35) mit wenigstens einem Kolben (20, 21, 29) umfaßt, der gegen eine ortsfeste Abstützeinrichtung (22, 26, 27) verfahrbar ist, wobei vorzugsweise einen Druckbeaufschlagung auf den Kolben (20, 21, 29) aufgrund seiner Abstützung an der Abstützeinrichtung (22, 26, 27) eine Verdrehung oder Verschwenkung des Formstücks (15) zur gegenseitigen Positionierung der Verzahnungen (13, 16) bewirkt.

9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Formstücks (15) mittels eines Signalgebers erfaßbar ist, der die lagegerechte Zuordnung der Verzahnungen (13, 16) verwertet.

10. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (17), Zylindergehäuse (19) mit gegenüberliegenden Kolben (20, 21) umfaßt, die zum Verschwenken des Formstücks (15) gegen die ortsfeste Abstützeinrichtung (22) verfahrbar sind.

11. Presse nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung der zueinander positionierten Innen- und Außenverzahnung (13, 16) mittels einer am Kopfstück (5) der Presse angelenkten Kolben/Zylindereinheit (18, 24, 25) erfolgt, die eine Längsverschiebung der Schiebe- oder Führungsbuchse (14) und/oder des Formstücks (15, 15') bewirkt.

12. Presse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (20, 21) der Positioniereinrichtung zur Fixierung und/oder Blockierung der Antriebswelle (8) jeweils mit Druck beaufschlagbar sind, wobei vorzugsweise die jeweiligen Druckräume leckölfrei abschließbar sind.

13. Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kolben (20, 21) zur Entriegelung der Antriebswelle (8) drucklos gestellt sind und durch Druckbeaufschlagung der Kolben/Zylindereinheit (18), die Positioniereinrichtung (17) längsverfahrbar ist.

14. Presse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen "verriegelt" und/oder "entriegelt/Parkposition" durch Signalgeber erfaßbar und auswertbar sind.

15. Presse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehbewegung oder Verschwenkbewegung der Positioniereinrichtung (17) bzw. die Fixierung und/oder Blockierung der Antriebswelle (8) mittels wenigstens einer doppelseitig beaufschlagbaren Kolben/Zylindereinheit (28) erfolgt, wobei vorzugsweise eine doppelseitige Abstützeinrichtung (26, 27) für den Kolben (29, 30, 31) der Kolbenzylindereinheit (28) vorgesehen ist.

16. Presse nach Anspruch 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entriegelung der Antriebswelle (8) die Kolbenzylindereinheit (28) drucklos gestellt ist und durch Druckbeaufschlagung wenigstens eine Kolben/Zylindereinheit (24, 25) die Positioniereinheit (17) längsverfahrbar ist.

17. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines großen Schwenkwinkels der Positioniereinheit (17), diese in eine äußere Parkstellung (36) verschwenkbar ist.

Zeichnung