DE69702860T2

DE69702860T2 - Vorrichtung zum verschieben eines teils einer maschine und ausüben einer kraft am bewegungsende

Info

Publication number: DE69702860T2
Application number: DE69702860T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Jeandeaud
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: EP0918580B1; FR2750625B1; ATE195447T1; WO1998001244A1; DE69702860D1; EP0918580A1; FR2750625A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verlagern eines Teils einer Maschine und Ausüben einer Kraft am Wegende gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung kann bei einer Werkzeugmaschine verwendet werden, wie z. B. einer Stanzmaschine oder einer Faltmaschine. Bei diesen beispielhaft genannten Maschinen wird das Werkzeug (der Stanzstempel oder der Faltkopf) zunächst an das zu bearbeitende Werkstück angenähert, dann wird am Wegende eine große Kraft auf das Werkzeug ausgeübt.
Die bekannten Maschinen verwenden hydraulische Zylinder, um solche Verlagerungen vorzunehmen. Im allgemeinen führt die Größe der eingesetzten Kräfte die Konstrukteure dazu, diese technische Lösung zu wählen. Allerdings sind mehrere Nachteile mit der Verwendung dieser Zylinder verbunden.
Das zur Versorgung der Zylinder verwendete Fluid hat von der Temperatur abhängige physikalische Eigenschaften (Viskosität ...). Deren Veränderung bewirkt Abweichungen im Bereich des Drucks, der durch die Einheit geliefert wird, welche den Hydraulikkreis mit Hydraulikfluid versorgt. Da der Druck variiert, variiert auch die vom Zylinder auf ein verlagertes Objekt ausgeübte Kraft. Um eine konstante Kraft unabhängig von der Umgebungstemperatur, Sommer wie Winter, zu erhalten, ist ein Druckregelsystem erforderlich. Dieses System kann eine Kühlvorrichtung und eine Heizvorrichtung umfassen, um das Hydraulikfluid bei konstanter Temperatur zu halten.
Ferner benötigt ein Hydraulikkreis eine regelmäßige Wartung. Das verwendete Fluid kann Verunreinigungen zuführen, und ein Filtersystem ist erforderlich. Die Filter müssen gereinigt werden, und das Hydraulikfluid muß gewechselt werden. Die Verwendung von Servoventilen, die bei einem Kreis mit einer leistungsfähigen Regelung erforderlich sind, erfordert ein stets sauberes Hydraulikfluid.
Schließlich erzeugt die Hydrauliklösung eine Verschmutzung. In jeder hydraulischen Werkzeugmaschine gibt es stets mehr oder weniger große Öllecks, die eine Verunreinigungsquelle bilden.
Das Dokument US-3,795,168 offenbart eine Vorrichtung zum Bewegen eines Teils einer Werkzeugmaschine, wie z. B. einer Presse oder einer Stanzmaschine. Diese Vorrichtung umfaßt eine erste Gruppe, die dazu ausgelegt ist, den Teil der Maschine zu verlagern, eine zweite Gruppe, die zur Drehung angetrieben und auf einem Lager montiert ist sowie ein Verbindungsstück, das einerseits mittels einer ersten Verbindungsachse an der ersten Gruppe und andererseits mittels einer zweiten Verbindungsachse an der zweiten Gruppe montiert ist, wobei die durch das Lager definierte Achse bezüglich der zweiten Verbindungsachse versetzt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Verlagern eines Teils einer Maschine bei Ausüben einer großen Kraft am Wegende bereitzustellen, die die Verwendung einer sauberen Energiequelle erlaubt und keine großen Regelungsprobleme bereitet.
Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Vorrichtung eine Vorrichtung zum Verlagern eines Teils einer Maschine und Ausüben einer Kraft am Wegende, umfassend:
- eine zum Verlagern des Teils der Maschine ausgelegte erste Gruppe,
- eine zur Drehung in wenigstens einem zweiten Lager angetriebene zweite Gruppe,
- ein Verbindungsstück, das einerseits mittels einer ersten Verbindungsachse an der ersten Gruppe und andererseits mittels einer zweiten Verbindungsachse an der zweiten Gruppe montiert ist, wobei die durch das wenigstens eine zweite Lager definierte Achse bezüglich der zweiten Verbindungsachse versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe eine zur Drehung angetriebene, in wenigstens einem ersten Lager montierte Gruppe ist, und daß die durch die ersten Lager definierte Achse bezüglich der ersten Verbindungsachse versetzt ist.
Die Ansprüche 11 bis 14 betreffen die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Werkzeugmaschinen.
Somit weist die Vorrichtung ein die Verlagerung des Teils der Maschine ermöglichendes erstes System auf, das in Reihe mit einem Exzentersystem montiert ist. Das erste System erlaubt die Verlagerung des zu verlagernden Teils der Maschine ohne Ausübung einer besonderen Kraft auf diesen Teil, und das zweite erlaubt das Ausüben einer Kraft auf diesen Teil der Maschine. Das erste System wird als Funktion des gewünschten Verlagerungswegs gewählt. Der Abstand zwischen der Lagerachse und der zweiten Verbindungsachse wird als Funktion der auszuübenden Kraft gewählt. Wenn die auszuübende Kraft groß ist, ist der Abstand klein. Daher liefert ein Elektromotor ein ausreichendes Moment, um die gewünschte Kraft im Bereich des Teils der Maschine zu erhalten.
Diese Gestaltung erlaubt die Verwendung von Elektromotoren. Diese verschmutzen nicht, erfordern wenig Wartung und ihre Regelungssysteme sind wenig aufwendig.
In einer ersten Ausführungsform umfaßt die erste Gruppe eine zur Drehung angetriebene Welle, an deren Ende eine Platte montiert ist, die einen versetzten Zapfen aufweist, der als erste Verbindungsachse für das Verbindungselement dient, und die zweite Gruppe ist durch eine Kurbel gebildet, die zwei Stangenlager aufweist, welche die Verbindungsachse des Verbindungsstücks definieren, sowie durch ein Kurbellager, an dem der zu verlagernde Teil der Maschine montiert ist.
In einer anderen Ausführungsform ist die erste bzw. die zweite Gruppe durch eine Kurbel gebildet, die zwei Lager aufweist, welche das erste bzw. das zweite Lager bilden sowie durch ein zwischen diesen zwei Lagern angeordnetes Lager, dessen Achse der Verbindungsachse des Verbindungsstücks entspricht, die ersten Lager sind in einem festen Maschinenrahmen der Maschine montiert, und die zweiten Lager sind mit dem zu verlagernden Teil der Maschine fest verbunden.
Die zur Drehung angetriebenen Gruppen können dies direkt oder indirekt sein. Im ersten Fall ist die erste Gruppe und/oder die zweite Gruppe auf der Ausgangswelle eines Elektromotors montiert. Im zweiten Fall ist die erste Gruppe und/oder die zweite Gruppe zur Drehung durch ein Rad angetrieben, über das ein Riemen läuft, vorzugsweise ein Zahnriemen. In diesem letzteren Fall sind vorzugsweise die erste und die zweite Gruppe jeweils mit einem Rad ausgestattet, wobei die zwei Räder parallel zu einem durch einen Motor angetriebenen dritten Rad sind und wobei ein einziger Zahnriemen die Drehbewegung des dritten Rads auf die zwei ersten überträgt. Diese Ausführungsform erlaubt die Verwendung eines einzigen Motors und ferner die perfekte Antriebssynchronisierung der zwei Gruppen.
In dem Fall, in dem die erste und die zweite Gruppe ein Exzentersystem umfassen, schlägt die Erfindung eine vorteilhafte Ausführungsform vor, bei der das Verbindungselement um eine Welle mit fester Achse schwenkbar montiert ist, wobei die Verbindungsachsen und die feste Achse der Welle ein Dreieck bilden, und bei der die zweiten Lager am Ende einer Stange vorgesehen sind, deren anderes Ende um ein festes drittes Lager schwenkbar montiert ist.
Vorteilhafterweise ist bei dieser Ausführungsform die Welle mit fester Achse zur Drehung angetrieben und umfaßt zwei Zahnräder, die jeweils mit einer Kupplung ausgestattet sind, und eines der Räder ist mittels eines ersten Zahnriemens mit der ersten Gruppe verbunden, wobei das andere mittels eines zweiten Zahnriemens mit der zweiten Gruppe verbunden ist. Vorzugsweise umfaßt die Welle mit fester Achse ein drittes Rad, das dazu ausgelegt ist, den Drehantrieb der Welle ausgehend von einem Motor mit zur festen Achse der Welle paralleler fester Achse mittels eines dritten Zahnriemens zu ermöglichen.
In einer anderen Ausführungsform, in der die erste und die zweite Gruppe ein Exzentersystem umfassen, umfaßt die erste Gruppe einen Hebel, der einerseits mit dem zu verlagernden Teil der Maschine und andererseits mit einer zylindrischen Welle mittels einer ersten Verbindungsachse verbunden ist, die bezüglich der zylindrischen Welle parallel, jedoch versetzt ist, die zweite Gruppe umfaßt ein zur Drehung um die durch die zweiten Lager definierte Achse angetriebenes Stück, wobei dieses Stück eine Bohrung aufweist, deren Achse parallel, jedoch versetzt bezüglich der Achse ist, welche durch die zweiten Lager definiert ist, und das als Aufnahme für Rollen dient, und die Rollen der Aufnahme der zweiten Gruppe nehmen die zylindrische Welle auf, die den Hebel antreibt und das Verbindungsstück bildet.
Diese Ausführungsform ist kompakt. Die erste und die zweite Gruppe befinden sich nebeneinander auf einer zylindrischen Verbindungswelle. Das zur Drehung angetriebene Stück der zweiten Gruppe ist auf festen Lagern montiert. Es kann mit einer Umfangsverzahnung ausgestattet sein, in die ein Ritzel in Eingriff gelangt, welches zur Drehung durch einen Motor angetrieben wird. Wenn sich dieses Stück der zweiten Gruppe dreht, wird die zylindrische Verbindungsachse angetrieben und verlagert sich. Dieser Weg ist klein und wird zur Übertragung von Kräften eingesetzt. Der Weg zum Verlagern des Teils der Maschine erfolgt, indem man die zylindrische Verbindungswelle zur Drehung um ihre Achse antreibt. Die erste Verbindungsachse wird dann angetrieben und steuert somit den Hebelweg.
Die oben beschriebene Vorrichtung kann angewandt werden bei einer zum Falten eines Blechs ausgelegten Werkzeugmaschine, bei der ein Blech zwischen Blechhaltern gehalten ist und die einen Faltkopf zum Falten des zwischen den Blechhaltern gehaltenen Blechs umfaßt. Bei einer solchen Maschine kann eine solche Vorrichtung zur Steuerung der Faltbewegung dienen, aber sie kann auch zur Steuerung der Annäherungs- und Greifbewegung der Blechhalter dienen. Bei einer solchen einen Maschinenrahmen umfassenden Maschine ist vorteilhafterweise eine Feder zwischen dem Maschinenrahmen und einem zu verlagernden Stück angeordnet, insbesondere dem Faltkopf oder den Blechhaltern. Auf diese Weise kann die Feder das Gewicht des zu verlagernden Stücks im wesentlichen ausgleichen, und der entsprechende Motor kann für die Verlagerung ein und derselben Masse eine geringere Leistung haben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden, die zum Stanzen eines Blechs ausgelegt ist, insbesondere bei der Steuerung des Stanzwerkzeugs.
Auf jeden Fall wird die Erfindung mit Hilfe der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung gut verstanden werden, die beispielhaft mehrere bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
Fig. 1 ist ein Prinzipschema, das die Funktionsweise einer mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen ausgestatteten Stanzmaschine erklärt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die das Funktionsprinzip einer mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen ausgestatteten Faltmaschine zeigt;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab entlang der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 ist eine der Ansicht der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht in leicht vergrößertem Maßstab, die eine Ausführungsvariante für die Verlagerung eines Blechhalters zeigt;
Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht für die gleiche Faltmaschine, die eine Vorrichtung zur Verlagerung eines Faltkopfs zeigt;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Funktionsprinzip einer Stanzmaschine zeigt, die von der in Fig. 1 dargestellten verschieden ist;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab entlang der Linie V-V in Fig. 4;
Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich jener in Fig. 7, aber bei einer anderen Werkzeugposition;
die Fig. 9 bis 12 sind schematische Seitenansichten, die verschiedenen Positionen des Werkzeugs der Stanzmaschine der Fig. 6 zeigen;
die Fig. 13 und 14 sind Ansichten entsprechend den Fig. 4 bzw. 5 für eine andere Ausführungsform; und
Fig. 15 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab entlang der Schnittlinie XV-XV in Fig. 14.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Anwendungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen. Die folgenden Figuren zeigen detaillierter die Funktionsweise solcher Vorrichtungen.
Fig. 3 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Vertikalverlagerung eines Faltkopfs 2 einer Faltmaschine erlaubt. Letztere ist dazu ausgelegt, ein zwischen zwei Blechhaltern 6 festgehaltenes Blech 4 zu falten. Einer der Blechhalter 6 ist beweglich, um das Blech 4 befreien zu können und ist am Ende eines Schwenkarms 8 montiert. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung steuert die Verlagerung dieses Arms 8. Wenn der an diesem Arm 8 montierte Blechhalter 6 ein zu faltendes Blech 4 festhält, ist es während des größten Teils des Wegs dieses Arms 8 unnötig, eine besondere Kraft auszuüben. Nur am Wegende, wenn sich der Blechhalter 6 dem Blech 4 nähert, muß eine Kraft ausgeübt werden, um das Blech 4 zwischen den Blechhaltern 6 festzuhalten.
Der Faltkopf 2 wird mittels zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen verlagert, eine für die Vertikalverlagerung des Faltkopfs 2, die andere für seine Horizontalverlagerung. Auch hier ist es nur am Wegende des Werkzeugs 2, wenn es das Blech 4 falten soll, erforderlich, eine Kraft auf dieses auszuüben.
In einer ersten Ausführungsform (Fig. 3) umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Motor, an dem eine mit einem Zapfen 14 versehene Scheibe 12 montiert ist, eine Stange 16, eine die Stange 16 mit einem Träger 20 des Faltkopfs 2 verbindende Kurbel 18, sowie einen zweiten Motor 22.
Der erste Motor 10 ist an einem Maschinenrahmen 24 der in Fig. 2 dargestellten Faltmaschine montiert. Er umfaßt eine Ausgangswelle 26, die sich um eine Drehachse 28 dreht. Die Lager der Ausgangswelle 26 sind im Inneren des Motors 10 angeordnet und in der Zeichnung nicht sichtbar. Die Scheibe 12 ist koaxial auf der Ausgangswelle 26 montiert, wobei eine (nicht dargestellte) Kupplung zwischen der Welle 26 und der Scheibe 12 vorgesehen sein kann. Der Zapfen 14 hat eine zur Achse der Ausgangswelle 26 parallele Achse. Diese Achse des Zapfens definiert die erste Verbindungsachse 30 mit der Stange 16, die auf diesem Zapfen 14 an einem ihrer Enden montiert ist.
Das andere Ende der Stange 16 weist die Form einer Gabel mit zwei Armen auf, zwischen denen der Träger 20 des Faltkopfs angeordnet ist. Jeder der Arme weist eine Bohrung auf, die als Lager 32 für die Kurbel 18 dient. Selbstverständlich sind die beiden Bohrungen koaxial. Diese Achse 34 bildet die zweite Verbindungsachse. Die Kurbel 18 umfaßt zwei Stangenlager 36, die jeweils in einem Lager 32 montiert und miteinander durch ein Kurbellager 38 verbunden sind, an dem der Träger 20 des Faltkopfs montiert ist. Die Achse 40 des Kurbellagers ist zur Verbindungsachse 34 parallel, bezüglich dieser jedoch versetzt. Der zweite Motor 22 ist mit dem Träger 20 des Faltkopfs fest verbunden montiert, und seine Ausgangswelle ist koaxial zum Kurbellager 38 montiert, direkt oder beispielsweise unter Dazwischenfügen einer nicht dargestellten Kupplung.
Die Funktionsweise der in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Wie in dieser Figur gezeigt, sind die Achsen 28, 40 des ersten und des zweiten Motors und die Verbindungsachsen 30, 34 parallel. Wenn der erste Motor 10 die Scheibe 12 zur Drehung antreibt, verlagert er die Stange 16 und folglich den Träger 20 des Faltkopfs. Der Maximalweg der Stange ist zweimal der Abstand zwischen der Achse 28 des ersten Motors und der ersten Verbindungsachse 30. Ebenso bewirkt der zweite Motor 22, wenn er die Kurbel 18 zur Drehung antreibt, eine Relativverlagerung zwischen der Stange 16 und dem Träger 20 des Faltkopfs. Diese Verlagerung ist maximal zweimal der Abstand zwischen der zweiten Verbindungsachse 34 und der Achse 40 des Kurbellagers.
Der erste Motor 10 dient zum Annähern und zum Entfernen des Faltkopfs 2 bezüglich des Blechs 4. Der zweite Motor 22 dient zum Falten des Blechs 4. Damit das vom zweiten Motor 22 ausgeübte Moment zum Falten des Blechs ausreichend ist, ist der Abstand zwischen der zweiten Verbindungsachse 34 und der Achse 40 des Kurbellagers klein. Vorteilhafterweise ist die Achse 28 des ersten Motors derart angeordnet, daß die Wirkungslinie der auf das Blech 4 ausgeübten Kräfte diese Achse 28 schneidet, damit das Moment, das auf diese Achse 28 infolge der auf das Blech ausgeübten Kräfte ausgeübt wird, null ist. Somit ist die Vorrichtung während des Ausübens von Kräften auf das Blech stabil, und die auf die Lager ausgeübten Kräfte sind optimiert.
Die zur Vertikalverlagerung des beweglichen Blechhalters 6 dienende Vorrichtung ist der oben beschriebenen ähnlich und wird hier daher nicht im Detail beschrieben.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verlagern des Arms 8 und des Faltkopfs 2. In diesen Figuren tragen die Elemente, die jenen der Fig. 2 und 3 ähnlich sind, die gleichen Bezugszeichen.
In Fig. 4 findet man zwei Exzentersysteme wieder, die den oben beschriebenen ähnlich sind. Der Hauptunterschied zwischen der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Variante und jener der Fig. 2 und 3 ist, daß ein einziger, nicht dargestellter Motor für den Antrieb der zwei Exzentersysteme ausreicht. Die Stange 16 ist daher durch ein Verbindungsstück 64 ersetzt, welches drei Achsen aufweist, wohingegen die Stange 16 nur zwei Achsen umfaßt.
Das Verbindungsstück 64 weist eine im wesentlichen dreieckige Form auf, wobei sich Lager an den Spitzen des durch dieses Stück gebildeten Dreiecks befinden.
An einer ersten Dreiecksspitze findet man ein Exzentersystem mit einer Kurbel und zwei versetzten Achsen: die Verbindungsachse 30 und die Achse 28 des Kurbellagers. Koaxial zur Achse 28 ist ein Zahnrad 70 in einem Lager montiert, das am Ende einer Stange 66 vorgesehen ist. Das andere Ende der Stange 66 ist schwenkbar an einem Träger 68 montiert, welcher bezüglich des Maschinenrahmens 24 der Faltmaschine fest ist. Ein erster Zahnriemen 72 treibt das Zahnrad 70 an.
An einer zweiten Dreiecksspitze findet man ein anderes Exzentersystem mit einer Kurbel und zwei versetzten Achsen: die Verbindungsachse 34 und die Achse 40 des Kurbellagers. Ein auf der Verbindungsachse 34 montiertes zweites Zahnrad 74 wird zur Drehung durch einen zweiten Riemen 76 angetrieben. Der Arm 8 der Faltmaschine ist nicht direkt mit der Kurbel verbunden, sondern mit dieser mittels einer zweiten Stange 78 verbunden.
Die dritte Spitze des Verbindungsstücks 64 ist um eine Welle 80 mit fester Achse schwenkbar montiert. Diese Welle 80 trägt drei Räder und das Verbindungsstück 64. Sie ist in Lagern montiert, die mit dem Maschinenrahmen 24 fest verbunden und in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein Rad 82 wird durch einen dritten Zahnriemen 84 angetrieben. Die zwei anderen Räder treiben jeweils mittels eines der oben erwähnten Riemen 72, 76 ein Zahnrad 70, 74 an. Ein nicht dargestellter Motor, der an einem mit dem Maschinenrahmen 24 verbundenen Träger 86 befestigt ist, treibt den Zahnriemen 84 und somit das Rad 82 an. Letzteres ist beispielsweise auf der Welle 80 festgekeilt, derart, daß es keine Möglichkeit zum Winkelversatz zwischen dem Rad 82 und der Welle 80 gibt. Die zwei anderen Räder der Welle 80 sind jeweils derart mit einer Kupplung ausgestattet, daß sie die Riemen 72 und/oder 76 nur dann antreiben, wenn es erforderlich ist, den Arm 8 zu verlagern und/oder eine Kraft auf ihn auszuüben.
Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung ist der in Fig. 4 dargestellten und soeben beschriebenen sehr ähnlich. Die Unterschiede betreffen ausschließlich eine andere Orientierung der Vorrichtung, die eine Vertikalverlagerung des Faltkopfs 2 erlaubt.
Der Vorteil dieser in den Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung ist, daß sie die Verwendung nur eines einzigen Motors erlaubt, um die zwei Exzentersysteme zu steuern, d. h. um das Stück der Maschine zu verlagern und um eine Kraft auf dieses auszuüben. Diese beiden Vorgänge erfolgen nacheinander.
Wie man in den Figuren feststellen kann, sind die Motoren für die Vertikalverlagerung des Faltkopfs 2 und für die Verlagerung des Arms 8 im unteren Teil des Maschinenrahmens 24 angeordnet, was eine besonders kompakte Gestaltung erlaubt.
Der Antriebsmotor könnte auf der Welle 80 angeordnet sein, aber in diesem Fall wäre ein Untersetzungsgetriebe erforderlich, um ein ausreichendes Moment zu erhalten. Die gewählte Lösung erlaubt die Bewirkung der Untersetzung mittels zweier Zahnräder, von denen eines am Ausgang der Motorwelle und das andere auf der Welle 80 montiert ist, und ist weniger aufwendig, als auf einen Getriebemotor zurückzugreifen.
Fig. 6 zeigt im Schnitt und in schematischer Weise eine Stanzmaschine, deren Werkzeug, ein Stanzstempel, durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung angetrieben wird, die von jener der Fig. 3 verschieden ist.
In den Fig. 6 bis 12 tragen Elemente, die jenen der Fig. 3 entsprechen, das gleiche Bezugszeichen, vergrößert um 100.
In dieser Variante umfaßt die Vorrichtung eine erste Kurbel 142, eine Stange 116 und eine zweite Kurbel 152. Jede Kurbel ist mit einem Zahnrad 144, 146 ausgestattet, welches zur Drehung durch einen Zahnriemen 148 angetrieben wird.
Die erste Kurbel 142 ist an einem festen Maschinenrahmen 124 der Stanzmaschine montiert. Zwei Lager, die eine erste Achse 128 definieren, sind im Maschinenrahmen 124 vorgesehen. In jedem dieser Lager befindet sich ein Zapfen 150 der Kurbel 142. Diese zwei Zapfen 150 sind miteinander durch ein Lager 114 verbunden, dessen Achse 130 der ersten Stangenverbindungsachse entspricht. Diese Verbindungsachse 130 ist bezüglich der Achse 128 der Zapfen 150 versetzt, jedoch zu dieser parallel.
Die Stange 116 ist an einem ihrer Enden am Lager 114 befestigt. Ihr anderes Ende ist an einem Stangenlager 154 mit der Achse 134 der zweiten Kurbel 152 montiert. Letztere umfaßt ferner zwei koaxiale Zapfen 156, die eine Kurbelachse 140 definieren. Die zwei Zapfen 156 sind in einer Bohrung angeordnet, die im Stanzstempel 102 vorgesehen ist. Letzterer weist an einem seiner Enden eine Gabelform auf, die es erlaubt, ein Ende der Stange 116 zwischen den Gabelarmen aufzunehmen.
Das Zahnrad 144 der ersten Kurbel 142 ist auf der ersten Stangenverbindungsachse 130 montiert, während das zweite Zahnrad 146 der zweiten Kurbel auf der zweiten Stangenverbindungsachse 134 montiert ist. Die zwei Zahnräder 144, 146 liegen in ein und derselben Ebene. Sie werden von ein und demselben Zahnriemen 148 angetrieben.
Ein in der gleichen Ebene wie die zwei anderen Räder 144, 146 angeordnetes drittes Zahnrad 158 wird zur Drehung direkt (Fig. 9 bis 12) oder indirekt (Fig. 6) durch einen am Maschinenrahmen 124 befestigten Elektromotor 160 angetrieben. Dieser Motor 160 ist auf der Achse des dritten Rads 158 oder auch eines anderen Rads befestigt, das mit diesem dritten Rad in Verbindung steht. Somit kann der Motor beliebig untersetzt werden.
Die Fig. 9 bis 12 erläutern die Funktionsweise der in den Fig. 7 und 8 im Schnitt gezeigten Vorrichtung. In diesen Figuren zeigen Pfeile die Drehrichtung der Zahnräder 144, 146 und 158. Sie drehen sich im Uhrzeigersinn.
Fig. 9 entspricht der Position der Fig. 7. Der Stanzstempel 102, der bezüglich des Maschinenrahmens 124 in einem Lager 162 geführt wird, ist dann in seiner zurückgezogenen Position.
Wenn sich das erste Rad 144 dreht, treibt es die erste Kurbel 142 zur Drehung an. Jene dreht sich um ihre durch ihre Zapfen 150 definierte Achse 128. Die Stangenverbindungsachse 130 dreht sich dann um die Drehachse 128 der Kurbel. Die Stange 116 wird durch diese Bewegung nach unten angetrieben und nimmt mit sich selbst das Werkzeug 102, die zweite Kurbel 152 und das zugeordnete Rad 146 mit.
Gleichzeitig dreht sich auch das zweite Rad 146, wobei es die zweite Kurbel zur Drehung um die Verbindungsachse 134 antreibt. Diese Drehung bewirkt eine Drehung der Kurbelachse 140 um die Verbindungsachse 134, wodurch sich das Werkzeug 102 von der Stange 116 entfernt.
Die Räder 144 und 146 weisen die gleiche Zahl von Zähnen auf und drehen sich in synchronisierter Weise. Der Stanzstempel 102 tritt ausgehend von der in den Fig. 7 und 9 gezeigten Position allmählich bis zur Position der Fig. 8 und 11 heraus. Zwischen diesen zwei Positionen haben sich die Räder 144 und 146 um 180º gedreht. Fig. 10 zeigt die Relativpositionen der verschiedenen Teile der Vorrichtung nach einer Drehung um 90º ausgehend von der Anfangsposition (Fig. 7 und 9).
Wenn die Drehung weiter geht, tritt das Werkzeug 102 wieder in den Maschinenrahmen 124 ein. Das Werkzeug 102 nähert sich der Stange 116, und letztere wird nach oben zurückgezogen. Nach einer Drehung der Zahnräder 144 und 146 um 180º ausgehend von der Position der Fig. 11 findet man die Position der Fig. 9 wieder. Fig. 12 zeigt eine Zwischenposition zwischen diesen zwei Positionen.
Der Abstand zwischen den Zahnrädern 144 und 146 variiert im Verlauf des Betriebs. Daher variiert die Länge des Zahnriemens 148. Dennoch ist die Verlagerung der Räder begrenzt und relativ gering. Die Elastizität des Riemens erlaubt daher das Absorbieren der Längendifferenz aufgrund der Bewegung der Räder 144 und 146.
Um eine ausreichende Kraft auf das Werkzeug 102 auszuüben, ist es möglich, die Motoruntersetzung variieren zu lassen, aber auch den Abstand zwischen jeder durch die Zapfen einer Kurbel definierten Achse 128, 140 und der entsprechenden Verbindungsachse 130, 134. Letzterer Abstand bestimmt den Weg des Werkzeugs. Erforderlichenfalls ist es möglich, eine zweite Stange mit einer dritten Kurbel hinzuzufügen.
Fig. 2 zeigt eine andere Anwendung einer Vorrichtung, wie sie oben mit Bezug auf die Fig. 6 bis 12 beschrieben wurde. Diese Vorrichtung 101 steuert die Horizontalverlagerung des Faltkopfs 2.
Fig. 1 zeigt zwei Vorrichtungen, die jener der Fig. 6 ähnlich sind und die durch einen einzigen Motor angetrieben werden. Letzterer treibt zwei Räder an, die dem dritten Rad 158 in Fig. 6 äquivalent sind.
Die Fig. 13 bis 15 stellen eine andere Ausführungsform dar, die bei einer Faltmaschine angewandt wird. In den Fig. 13 bis 15 tragen Elemente, die jenen der Fig. 1 bis 5 entsprechen, das gleiche Bezugszeichen, vergrößert um 200.
Fig. 13 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Vertikalverlagerung eines Faltkopfs 202 einer Faltmaschine erlaubt. Letztere ist zum Falten eines Blechs 204 ausgelegt, welches zwischen zwei Blechhaltern 206 festgehalten wird. Einer der Blechhalter 206 ist beweglich, um das Blech 204 befreien zu können, und ist am Ende eines Schwenkarms 208 montiert. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung steuert die Verlagerung dieses Arms 208.
Der Faltkopf 202 wird mittels zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen verlagert, eine für seine Vertikalverlagerung, die andere für seine Horizontalverlagerung (Fig. 14). Die Horizontalverlagerungsvorrichtung 101 ist oben beschrieben worden.
Fig. 15 zeigt im Schnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Vertikalverlagerung des Faltkopfs 202 ermöglicht. Diese Vorrichtung ähnelt jener, die die Verlagerung des Blechhalters 206 ermöglicht.
Die Vorrichtung umfaßt einen Hebel 278, der an einem seiner Enden mit dem Faltkopf 202 (oder dem Blechhalter 206) verbunden ist. Das andere Ende des Hebels 278 ist mittels eines Verbindungsfingers 214 mit der Achse 230 auf einer zylindrischen Verbindungswelle 216 mit der Achse 228 montiert. Wenn sich die zylindrische Verbindungswelle 216 um ihre Achse dreht, nimmt sie mit sich mittels eines auf der Welle 216 festgekeilten Mitnahmestücks 288 den Verbindungsfinger 214 mit. Rollen 290 erlauben eine Relativdrehung zwischen dem Verbindungsfinger 214 und dem Mitnahmestück 288.
Die zylindrische Verbindungswelle 216 ist auf Rollen 292 montiert, die erste Lager definieren. Diese Rollen sind in einer Bohrung 294 mit der Achse 234 montiert. Diese Achse 234 fällt mit der Achse 228 der zylindrischen Verbindungswelle 216 zusammen. Die Bohrung 294 ist in einem Zahnrad 296 mit einer zur Achse 234 der Bohrung 294 parallelen, bezüglich dieser jedoch versetzten Achse 240 vorgesehen. Das Zahnrad 296 weist somit einen Exzenter auf. Es ist bei Drehung mittels eines zweiten Lagers geführt, welches durch Kugellager 298 definiert ist. Diese Kugellager sind in einer bezüglich des Maschinenrahmens 224 der Faltmaschine festen Bohrung montiert. Ein durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetriebenes Ritzel 300 ist am Maschinenrahmen 224 der Faltmaschine montiert und in Eingriff mit dem Zahnrad 296.
In Fig. 13 sind zwei Federn 302 und 304 dargestellt worden. Die erste Feder 302 ist zwischen dem Arm 208 und dem Maschinenrahmen 224 der Faltmaschine angeordnet. Die Härte der Feder 302 und ihre Stauchung sind derart bestimmt, daß die durch diese Feder 302 ausgeübte Kraft das Gewicht des Arms 208 im wesentlichen kompensiert. Daher kann die Leistung des den Hebel 278 antreibenden Motors bezüglich einer Maschine wesentlich verringert werden, wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, und die keine solche Feder umfaßt.
Die zweite Feder 304 spielt eine ähnliche Rolle. Sie ist zwischen dem Faltkopf 202 und dem Maschinenrahmen 224 der Maschine montiert. Wie die Feder 302 für den Arm 208 erlaubt sie das Ausgleichen des Gewichts des Faltkopfs 202. Der Antriebsmotor für die Verlagerung des Faltkopfs 202 ohne Ausübung einer Kraft kann daher ein Motor mit geringerer Leistung sein als bei einer Faltmaschine dieses Typs ohne Feder.
Die Funktionsweise dieser Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Um den Teil der Faltmaschine zu verlagern, den Faltkopf 202 oder den Blechhalter 206, ohne eine Kraft auszuüben, wird die zylindrische Verbindungswelle 216 zur Drehung angetrieben. Diese Drehung treibt eine Verlagerung des Hebels 278 an, der eine Bewegung ähnlich jener einer Stange bezüglich einer Kurbel beschreibt. Hier erlaubt die zylindrische Verbindungswelle 216 nicht die Ausübung einer Drehung um 360º, ermöglicht jedoch einen Winkelweg von mehr als 180º und erlaubt es somit, den theoretischen Weg des nicht mit dieser Welle verbundenen Hebelendes maximal auszuschöpfen.
Wenn es darum geht, eine Kraft auszuüben, wird das Zahnrad 296 durch das Ritzel 300 angetrieben. Das Zahnrad 296 schwenkt dann um die Achse 240. Die Achse 234 der Bohrung 294 verlagert sich dann in der Ebene der Fig. 15 aufgrund seiner Exzentrizität. Diese Bewegung wird mittels der zylindrischen Verbindungsachse 216 und des Verbindungsfingers 214 auf den Hebel 278 weiter übertragen. Je größer die im Bereich des Faltkopfs 202 oder des Blechhalters 206 auszuübende Kraft ist, desto kleiner ist die Exzentrizität im Bereich des Zahnrads 296. Daher ist mit einem Elektromotor die Ausübung einer großen Kraft möglich.
In allen in den verschiedenen Figuren gezeigten und oben beschriebenen Varianten ist es möglich, als Antriebsmittel einen Elektromotor oder auch mehrere zu verwenden. Das bei den genannten Anwendungen durch die Antriebsmittel zu lieferende Moment kann sehr gut durch Elektromotoren geliefert werden, die den bereits beim Aufbau von Werkzeugmaschinen verwendeten ähnlich sind.
Die Verwendung von Elektromotoren erlaubt es, eine saubere Maschine zu erhalten, da diese Motoren keine Verschmutzung verursachen. Die Leistung dieser Motoren ist von der Außentemperatur unabhängig. Die Regelung solcher Motoren wird perfekt beherrscht und kann zu einem vernünftigen Preis erfolgen. Schließlich ist der Wartungsaufwand einer elektrischen Maschine stark verringert.

Claims

1. Vorrichtung zum Verlagern eines Teils einer Maschine (2, 102, 202) und Ausüben einer Kraft am Wegende, umfassend:

- eine zum Verlagern des Teils der Maschine ausgelegte erste Gruppe (10, 12, 14; 142, 144; 214, 288),

- eine zur Drehung in wenigstens einem zweiten Lager angetriebene zweite Gruppe (18, 22; 146, 152; 292, 296),

- ein Verbindungsstück (16; 64; 116; 216), das einerseits mittels einer ersten Verbindungsachse (30; 130; 230) an der ersten Gruppe und andererseits mittels einer zweiten Verbindungsachse (34; 134; 234) an der zweiten Gruppe montiert ist,

wobei die durch das wenigstens eine zweite Lager definierte Achse (40; 140; 240) bezüglich der zweiten Verbindungsachse (34; 134; 234) versetzt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe (10, 12, 14; 142, 144; 214, 288) eine zur Drehung angetriebene, in wenigstens einem ersten Lager montierte Gruppe ist, und daß die durch die ersten Lager (28; 128; 228) definierte Achse bezüglich der ersten Verbindungsachse (30; 130; 230) versetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe eine zur Drehung angetriebene Welle (26) umfaßt, an deren Ende eine Platte (12) montiert ist, die einen versetzten Zapfen (14) aufweist, der als erste Verbindungsachse (30) für das Verbindungsstück (16) dient, und daß die zweite Gruppe durch eine Kurbel (18) gebildet ist, die zwei Stangenlager (36) aufweist, welche die Verbindungsachse (34) des Verbindungsstücks definieren, sowie durch ein Kurbellager (38), an dem der zu verlagernde Teil der Maschine (2) montiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bzw. die zweite Gruppe durch eine Kurbel (142, 152) gebildet ist, die zwei Lager aufweist, welche das erste (150) bzw. das zweite (156) Lager bilden sowie durch ein zwischen diesen zwei Lagern angeordnetes Lager (114, 154), dessen Achse der Verbindungsachse des Verbindungsstücks entspricht,

daß die ersten Lager (150) in einem festen Maschinenrahmen (124) der Maschine montiert sind, und

daß die zweiten Lager (156) mit dem zu verlagernden Teil (2) der Maschine fest verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe und/oder die zweite Gruppe an der Ausgangswelle (26) eines Elektromotors montiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe und/oder die zweite Gruppe zur Drehung durch ein Rad (144, 146) angetrieben wird, über welches ein Riemen (148) verläuft, vorzugsweise ein Zahnriemen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Gruppe jeweils mit einem Rad (144, 146) ausgestattet sind, wobei die zwei Räder parallel zu einem durch einen Motor (160) angetriebenen dritten Rad (158) sind und wobei ein einziger Zahnriemen (148) die Drehbewegung des dritten Rads auf die zwei ersten überträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (64) um eine Welle (80) mit fester Achse schwenkbar montiert ist, wobei die Verbindungsachsen (30; 34) und die feste Achse der Welle (80) ein Dreieck bilden, und daß die zweiten Lager am Ende einer Stange (66) vorgesehen sind, deren anderes Ende um ein festes drittes Lager (68) schwenkbar montiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (80) mit fester Achse zur Drehung angetrieben ist und zwei Zahnräder umfaßt, die jeweils mit einer Kupplung ausgestattet sind, und daß eines der Räder (74) mittels eines ersten Zahnriemens (76) mit der ersten Gruppe verbunden ist, wobei das andere (70) mittels eines zweiten Zahnriemens (72) mit der zweiten Gruppe verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit fester Achse (80) ein drittes Rad (82) umfaßt, das dazu ausgelegt ist, den Drehantrieb der Welle ausgehend von einem Motor mit zur festen Achse der Welle paralleler fester Achse mittels eines dritten Zahnriemens (84) zu ermöglichen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe einen Hebel (278) umfaßt, der einerseits mit dem zu verlagernden Teil der Maschine (202, 206) und andererseits mit einer zylindrischen Welle (216) mittels einer ersten Verbindungsachse (230) verbunden ist, die bezüglich der zylindrischen Welle (216) parallel, jedoch versetzt ist,

daß die zweite Gruppe ein zur Drehung um die durch die zweiten Lager definierte Achse (240) angetriebenes Stück (296) umfaßt, wobei dieses Stück eine Bohrung (294) aufweist, deren Achse parallel, jedoch versetzt bezüglich der Achse (240) ist, welche durch die zweiten Lager definiert ist, und das als Aufnahme für Rollen (292) dient, und

daß die Rollen (292) der Aufnahme (294) der zweiten Gruppe die zylindrische Welle (216) aufnehmen, die den Hebel (278) antreibt und das Verbindungsstück bildet.

11. Zum Falten eines Blechs ausgelegte Werkzeugmaschine, bei der ein Blech (4; 204) zwischen Blechhaltern (6; 206) gehalten ist und die einen Faltkopf (2; 202) zum Falten des zwischen den Blechhaltern gehaltenen Blechs umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Faltkopfs durch wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gesteuert ist.

12. Zum Falten eines Blechs ausgelegte Werkzeugmaschine, bei der ein Blech (4; 204) zwischen Blechhaltern (6; 206) gehalten ist und die einen Faltkopf (2; 202) zum Falten des zwischen den Blechhaltern gehaltenen Blechs umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherungs- und Greifbewegung der Blechhalter durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gesteuert ist.

13. Einen Maschinenrahmen (224) umfassende Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (302, 304) zwischen dem Maschinenrahmen und einem zu verlagernden Stück angeordnet ist, insbesondere dem Faltkopf oder den Blechhaltern.

14. Zum Stanzen eines Blechs ausgelegte Werkzeugmaschine, umfassend ein Stanzwerkzeug (102), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Stanzwerkzeugs mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erfolgt.