DRIVING DEVICE FOR WORK-HOLDING FIXTURES OF MACHINING UNITS

Abstract: 1. Drive device for processing machines, charging devices, discharging devices or the like, with a sliding carriage (14), which is movable horizontally in a carriage guide (12) and at which a workpiece carrier (18) or tool carrier is borne to be vertically displaceable, and with a stationary drive for the vertical displacement of a carrier column (17) holding the workpiece carrier (18), which drive is connected with a drive shaft (13), which is rotatably borne along the carriage guide (12) and on which a drive wheel (22) rotatable with the drive shaft (13) is plugged to be displaceable, wherein a guide track for the drive wheel (22) is arranged along a generatrix at the outer surface of the drive shaft (13), characterised thereby, that the guide track is constructed as guide shaft (30) of circular cross-section, rests against the drive shaft (13) along a receiving groove (31) thereof and is fastened there by means of screws which are screwed into threaded bores of the guide shaft (30) through bores from the interior hollow space of the drive shaft (13) constructed as hollow shaft.

Description: Antriebsvorrichtung fUr Werkstückträger von Bearbeitungsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung fUr Bearbeitungsmaschinen, Beschickungs- und Entladevorrichtungen, o.dgl., mit einem in einer SchlittenfUhrung horizontal verfahrbaren Schlitten, an welchem ein Werk stttckträger oder Werkzeugträger höhenverschiebbar gelagert ist, und mit einem stationären Antrieb zur Höhenverschiebung einer den Werkstückträger haltenden Tragsäule, der mit einer längs der SchlittenfUhrung drehbar gelagerten Antriebswelle verbunden ist, auf welcher ein mit der Antriebswelle drehbares Antriebsrad verschiebbar aufgesteckt ist. Aus der deutschen Patentschrift 32 33 #28 ist eine Beschickungs- und Entnahmevorrichtung für Pressen mit einem horizontal verfahrbaren Schlitten bekannt, wobei an dem Schlitten ein Werkstückträger höhenverschiebbar gelagert ist. Als Antrieb zur Höhenverschiebung einer den WerkstUckträger haltenden Tragsäule ist ein Motor in einer waagerechten Schlittenführung stationär angeordnet. Dabei ist das Zugmittel, beispielsweise ein Zahnriemen oder ein Drahtseil an einem Ende der Schlittenführung befestigt, erstreckt sich längs der Schlittenf#hrung bis zum Schlitten, wird dort an Umlenkrollen des Schlittens und an einer Umlenkrolle der an dem Schlitten gelagerten Tragsäule umgelenkt, läuft von dort weiter zur Antriebsscheibe des am anderen Ende der Schlittenführung angeordneten Antriebsmotors und läuft von dort zurück an der Schlittenführung entlang Uber den Schlitten und die Tragsäule zu dem vom Motor abgewandten Ende der Schlittenführung, wo es wieder befestigt ist. Durch Drehung der Antriebsscheibe lässt sich mit diesem Zugmittel die Tragsäule anheben oder absenken. Diese -AusfUhrung hat den Nachteil, dass fUr die Ubertragung der Drehbewegung der Antriebsscheibe und die Umsetzung dieser Bewegung in einer Hubbewegung der Tragsäule das lange Zugmittel erforderlich ist, welches länger als die doppelte Länge der Schlittenführung sein muss. Bei einer solchen grossen Länge des elastischen Zugmittels können Längenänderungen auftreten, die sich ungünstig auf die exakte Arbeitsweise der Vorrichtung auswirken. Selbst wenn über Spannschrauben eine hohe Vorspannung in das Zugmittel gebracht wird, können infolge von Temperaturänderungen der Raumluft unerwünscht hohe Längenänderungen des Zugmittels auftreten. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 17 77 355 ist eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art, nämlich eine Transporteinrichtung zum Transport von Werkstücken zwischen nebeneinanderstehenden Pressen bekannt. Als Antriebswelle ist dort eine Keilwelle verwendet, auf die das Antriebsrad mit einem entsprechenden Keilwellenprofil aufgesteckt ist. Die Verzahnung des Antriebsrades steht mit der Verzahnung einer Zahnstange im Eingriff. Diese Ausbildung ist wegen des, Keilwellenprofils sehr arbeitsaufwendig und daher teuer. Die Keilwelle hat als massive Welle eine grosse Masse und damit ein grosses Trägheitsmoment, so dass grosse Antriebsleistungen zum Beschleunigen und Abbremsen der Drehbewegung der Keilwelle und des Antriebsrades erforderlich sind. Eine massive Welle hat darüber hinaus gegenüber einer Hohlwelle bei gleichem Gewicht eine geringere Torsionsfestigkeit. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zwischem dem Antriebsrad und der Antriebswelle während der. Verschiebung des Antriebsrades eine grosse Reibungskraft auftritt, die einen vorzeitigen Verschleiss und damit für die Lage und Anordnung des Werkstückträgers Ungenauigkeiten zur Folge hat. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, welche zu allen Zeiten eine exakte Ubertragung der Antriebsbewegung auf die Tragsäule und den an dieser befestigten Werkstückträger ermöglicht, wobei die erforderliche Antriebsleistung bei hohen Verschiebe- und Drehgeschwindigkeiten des Antriebsrades möglichst gering sein soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an der äusseren Oberfläche der Antriebswelle längs einer Mantellinie eine zusätzliche Führungsbahn für das Antriebsrad befestigt ist. Auf diese Weise ist ein Keilwellenprofil an der Antriebswelle und dem aufgesteckten Antriebsrad entbehrlich. Die zusätzliche Führungsbahn verhindert eine Verdrehung des Antriebsrades gegenüber der Antriebswelle auf deren gesamter Länge. Bevorzugt ist die Führungsbahn als Führungswelle mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Eine solche einfach aufgebaute Führungswelle ist ohne grossen besonderen Arbeitsaufwand verfügbar. Die Führungswelle ist bevorzugt-längs einer Aufnahmenut der Antriebswelle an dieser ange#legt und dort mittels Schrauben befe#stigt. Die als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle ermöglicht es dabei, die Schrauben von dem inneren Hohlraum aus durch Bohrungen in Gewindebohrungen der Führungswelle einzuschrauben, so dass die gesamte, nicht anliegende äussere Oberfläche für die ¯Führung des Antriebsrades uneingeschränkt zur Verfügung steht. Die Genauigkeit der Lage des Antriebsrades an der An triebswelle lässt sich noch dadurch erhöhen, dass in bevorzugter Weise an der Antriebswelle in einer gemeinsamen Durchmesserebene zwei gleiche Führungswe#l- len gegenüberliegend angeordnet sind. Die erfindungsgemässe Ausführung hat mehrere Vorteile. Beispielsweise ergibt sich eine sehr spielarme Uber- tragung zwischen der Antriebswelle und dem Antriebsrad. Bei Verwendung von Führungsbuchsen, insbesondere Kugelbuchsen, zwischen dem Antriebsrad und den Führungswellen ergibt sich eine rollende Ubertragung der Momente, so dass die auftretenden Reibungskräfte sehr gering gehalten werden. Die erfindungsgemässe Ausfüh- rung ist durch Verwendung von Normteilen, wie den Kugelbuchsen, sehr wartungsfreundlich. Durch Verwendung eines Antriebsriemens, der das Antriebsrad auf einem Bogen von ca. 1800 umschlingt, ergibt sich ein geringer Verschleiss des Antriebsriemens und eine grosse Übertragungsgenauigkeit. Die Anwendung der Antriebsvorrichtung ist nicht auf Pressen beschränkt. Sie ist auch bei Ladeportalen und Werkzeugmaschinen ganz allgemein möglich. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen enthalten. Der Schutzumfang erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale, sondern auch auf deren Kombination. Ein Ausführungsbeispie.l der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig.1 eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle mit aufgestecktem An triebsrad; Fig.2 eine zwischen einer; linksseitigen Presse und einer rechtsseitigen Presse angeord nete Schlittenf#hrung mit dem Schlitten, der Tragsäule und dem Werkstückträger; Fig.3: eine Draufsicht auf die zwischen den Pressen angeordnete Schlittenführung mit zwei paraLlelen Antriebswellen mit Schlitten, Tragsäulen und Werkstück trägern.. Die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung weist eine zwischen einer, linksseitigen Presse 10 und einer rechtsseitigen Presse all aufgehängte waagerechte Schlittenfüh- rung 12 auf, an der gemäss Fig.3 -¯der Zeichnung zwei parallele waagerechte Antriebswellen13 drehbar gelagert sind. Jede Antriebswelle 13 ist mit einem an der Schlittenf#hrung verschiebbar angeordneten Schlitten 14 verbunden, der, längs der Antriebswelle 13 geradlinig verschiebbar ist. Zur Verschiebung des Schlittens 14 längs der Antriebswelle 13 ist jeweils ein Antrieb 15 an einem Ende der Schlittenführung 12 angeordnet. Dieser treibt einen. längs der Schlittenführung 12 sich er streckenden, am anderen Ende auf eine Umlenkrolle gespannten Riemen 16 an, der an dem Schlitten 14 befestigt ist. Der Schlitten 14 dient zur Lagerung einer senkrecht verschiebbaren Tragsäule 17, an deren unterem Ende ein Werkstückträger 18 befestigt ist. Dieser ist für die Auflage oder Abnahme eines Pressteils 19 an dem Unterwerkzeug 20 der Presse lO bzw. 11 vorgesehen. Beispielsweise mit Saugnäpfen kann der Werkstückträger 18 das Pressteil 19 ergreifen, durch Hochfahren der Tragsäule 17 an dem Schlitten das Pressteil 19 von dem Unterwerkzeug 20 abheben und durch waagerechtes Entlangfahren des Schlittens 14 an der Schlittenführung 12 das Pressteil 19 über eine Ablagestation 21 fahren und dort durch Absenken der Tragsäule 17 ablegen. Zur Höhenverschiebung der Tragsäule 17 ist innerhalb des Schlittens 14 ein Antriebsrad 22 gelagert, welches auf die Antriebswelle 13-aufgesteckt ist und sich mit dieser drehen kann. An seinen beiden Stirnseiten weist das Antriebsrad 22 abstehende Tragringe 23 für W;lzlager 24 auf, wobei jeweils die äusseren Lagerringe 25 der Wä,#lz- lager 24 innerhalb des Schlittens abgestützt sind. In dem Schlitten sind in der Nähe des Antriebsrades 22 zwei Umlenkrpllen 26 und 27 mit zur Antriebswelle 13 parallelen Achsen übereinander gelagert. Das Antriebsrad 22 ist mit einer Verzahnung 28 versehen, so dass ein senkrecht von unten kommender Zahnriemen 29 an der unteren Umlenkrolle 26 in die Waagerechte umgelenkt und sich mit der am Umfang des Antriebsrades 22 ausgebildeten Verzahnung 28 im Eingriff befindet. Der auf diese Weise nach oben verlaufende Zahnriemen 29 wird am Antriebsrad 22 um 1800. umgelenkt und gelangt waagerecht zur oberen Umlenkrolle 27, wo er wieder in die Senkrechte umgelenkt wird. Das untere Ende und das obere Ende des Zahnriemens 29 ist jeweils an der am Schlitten 14 senkrecht verschiebbar gelagerten Tragsäule 17 befestigt, so dass sich bei einer Drehung des Antriebsrades 22 um die Achse der Antriebswelle 13 die Tragsäule 17 entweder senkrecht aufwärts oder abwärts bewegen muss. Die Antriebswelle 13 ist als Hohlwelle ausgeführt, so dass die drehbare Masse möglichst gering gehalten ist, um beim Antrieb und beim Bremsen geringe Beschleunigungen auf die Antriebswelle 13 ¯aufbringen zu müssen. Die Ausführung als Hohlwelle hat ausserdem den Vorteil einer grossen Stabilität und damit eines grossen Widerstandes gegenüber der Torsion der Antriebswelle 13. Das Antriebsrad 22 muss. längs der Antriebswelle 13 leichtgängig verschiebbar sein, darf sich aber in Um fangsrichtung nicht gegenüber der Antriebswelle verdrehen, sondern nur gemeinsam mit der Antriebswelle 13 ver- drehen lassen. Zu diesem Zweck sind an der äusseren Oberfläche der Antriebswelle- 23 1längs zweier Mantellinien zwei parallele Führungswellen. 30'befestigt, die jeweils in einer der Oberfläche der Führungswelle 30 --entspre- chenden Aufnahmenut;31 dicht anliegen. Die Führungs wellen; 30# #-können beispielsweise mit zur Antriebswelle 23:hin waagerecht abstehenden Gewindebolzen ausgeführt sein, die durch radiale Bohrungen der Antriebswelle 13 hindurchgesteckt sind, wonach im inneren Hohlraum der Antriebswelle 13 auf diese Schraubenbolzen BeSestigungs- muttem aufgeschraubt sind. In dem Antriebsrad 22 ist für jede Führungswelle 30, eine Führungsbuchse 32 angeordnet, so dass das Antriebs rad 22 mit seinen Führungsbuchsen: 32 auf die Führungs Wellen; 30 aufgesteckt ist. Die Führungsbuchsen 32 können als Kugelbuchsen ausgeführt sein, die im Quer schnitt die Form eines Kreisringausschnittes aufweisen. Dabei sind die Führungsbuchsen 32 auf einem Winkel von 900 geöffnet und erstrecken sich auf einem Winkel von 2700, so dass sie die Führungswellen 30 umgreifen, wobei die feste Verbindung der Führungswelle mit der An- triebswelle 13 möglich ist. Die Ausführung der Führungsbuchsen; 32 als Kugelbuchsen ermöglicht eine besonders leichtgängige Verschiebbarkeit des Antriebsrades 22 längs der Antriebswelle 13. Das Antriebsrad 22. lässt sich bei dieser Längsbewegung schnell auf eine hohe Geschwindigkeit von 5'm/s beschleunigen und ebenso schnell abbremsen. Die Führungsbuchsen;32 können handelsübliche Normteile sein, die sich leicht auswechseln: lassen. Ebenso kann auch jede Führungswelle 30 als Normteil leicht ausgewechselt werden. Die Antriebswelle 13 ist mit ihren Enden in Lagern 33 drehbar gelagert, die an der Schlfttenführung 12 befestigt sind. Mindestens an einem Ende der Antriebswelle 13 ist diese mit einem angetriebenen Rad: 34 eines Riementriebs verbunden, dessen Zahnriemen 35 von einem treibenden Rad 36 des Läufers eines an der Schlittenfüh- rung 12 stationär angeordnetn Motors; 37 antreibbar ist. Dieser Motor bewirkt also die Anhebung oder Absenkung der Tragsäule 17 mit dem Werkstückträger 18, was an je der Stelle der AntriebswePle 13 möglich ist. Der Motor 37 braucht dabei nicht, längs der Antriebswelle 13 mit dem Antriebsrad 22 bewegt zu werden, so dass seine Masse nicht beschleunigt und nicht abgebremst zu werden braucht. Bei der erfindungsgemässen Beschickungs- und Entnahmevorrichtung ist somit ein Linear- und Drehantrieb grösstmöglicher Biege- und Torsionsfestigkeit verwirklicht, der gleichzeitig als Träger für den horizontal verschiebbaren Schlitten i4 und für die daran vertikal verschiebbareTragsäule 17 dient. Die für diese beiden Bewegungen erforderlichen beiden Antriebe 15 und 37 sind vom Schlitten 14 getrennt angeordnet, so dass die zu beschleunigenden beweglichen Massen gering gehalten sind. Dadurch, lassen sich extrem kleine Taktzeiten für sehr grosse Pressen-UberbrUckungswege ermöglichten. Die Antriebswelle 13 kann ein stranggepresstes Profilteil sein und ist an beiden Enden in W0lalagern 33 gelagert. Diese Lagerung kann an einem Ende der -Antriebswelle oder an beiden Enden gleichzeitig eine Zahnriemenscheibe als angetriebenes Rad 34 enthalten, die den Antrieb für die Vertikalbewegung der Tragsäule 17 übernimmt. Das Antriebsrad 22 ist Bestandteil des, längs der Antriebswelle 13:waagerecht verschiebbaren Schlittens 14.; Dieser und die Tragsäule 17 können gemeinsam oder getrennt ihre Bewegungen ausführen. Die Verwendung von Zahnriementrieben gewährleistet eine spielarme Ubertragung und Umsetzung der Drehbewegungen von den Antrieben 15 ¯und 37, auf die hin- und hergehenden geradlinigen Bewegungen der Tragsäule 17 und des Antriebsrades 22. Ein Riemenschlupf tritt nicht auf. Die erfindungsgemässe Beschickungs- und Entnahmevorrichtung bietet den Vorteil einer kurzes möglichen Wechselzeit für die Werkstücke und einer schnellstmöglichen Übergabe von einer Presse 10 zur anderen Presse 11. Durch eine konsequente Verwendung von Normbauteilen überall dort, wo: langfristig Verschleiss auftreten kann, ergibt sich eine hohe Verfügbarkeit und Wartungsfreiheit. Als Antriebe können wartungsfreie Drehstromservomotoren eingesetzt werden. Die Lager 24 und 33 sind dauergeschmiert und die Führungsbahnen der Führungswel len 30 werden über die als Kugelbuchsen ausgeführten Führungsbuchsen; 32 zentral geschmiert. Durch den Einsatz frei programmierbarer Steuerungen ist der Bewegungsablauf für unterschiedliche Aufgaben schne, 11 änderbar. Die Vakuumgreifsysteme der Werkstückträger 18 sind über Schnellkupplungen in kürzester Zeit auszutauschen. Ein besonderes System für den Zwischentransport der Werkstücke ist nicht erfqrderlich. Die Vorrichtung kann zum Wechsel des Pressenwerkzeuges querverfahren werden, um den Arbeitsraum zugänglich zu machen. Durch Aufruf eines neuen Programms lässt sich auch der Aufwand. hierfür gering halten. Die erfindungsgemässe Beschickungs- und Entnahmevorrichtung kann als Be- und Entladegerät für eine einzelne Maschine ausgebildet sein, wenn sie nur eine einzige Schlittenführung 12 besitzt. Es ist aber auch möglich, zwei Pressen 10 und 11 miteinander zu verketten, wobei dann die Vorrichtung eine zweite Schlittenführung 12 zusätzlich erhAlt. In der Regel ist die Schlittenführung 12 zwischen zwei Pressen 10 und 11 aufgehängt. Wenn an einer Traverse zwei verschiebbare Schlitten 14 vorgesehen sind, so lassen sich diese unabhängig voneinander horizontal bewegen und die an ihnen gelagerten Tragsäulen 17 lassen sich ebenfalls unabhängig voneinander bewegen.

Claims: Antriebsvorrichtung für -Werkstückträger von Bearbeitungsmaschinen Patentansprüche 1. Antriebsvorrichtung für Bearbeitungsmaschinen, Beschickungs- und Entladevorrichtungen, o.dgl., mit einem in einer Schlittenführung -(12) horizon tal verfahrbaren Schlitten (14), an welchem ein Werkstückträger (18) oder Werkzeugträger höhen verschiebbar gelagert ist, und mit einem statio nären Antrieb zur Höhenverschiebung einer den Werkstückträger (18) haltenden Tragsäule (17), der mit einer, längs der Schlittenführung (12) drehbar gelagerten Antriebswelle (13) verbunden ist, auf welcher ein mit der Antriebswelle (13) drehbares Antriebsrad (22) verschiebbar aufge steckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der äusseren Oberfläche der Antriebswelle (13) längs einer Mantellinie eine zusätzliche Führungsbahn für das Antriebsrad (22) befestigt ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Antriebswelle (13) als Hohlwelle ausgeführt ist. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn als Führungs welle (30) mit kreisförmigem Querschnitt ausge bildet ist. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswelle (301 längs einer Aufnahmenut (-31) der Antriebswelle (13) an dieser anliegt und dort mittels Schrauben be festigt ist. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (13) mehrere parallele Führungsbahnen bzw. Führungs wellen (30) befestigt sind. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (3) in einer gemeinsamen Durchmesserebene zwei gleiche Führungswellen (30) gegenüberliegend angeordnet sind. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (22) Führungs buchsen (32) aufweist, mit welchen es auf den Führungswellen (30) aufgesteckt ist, wobei jede Führungsbuchse (32) im Querschnitt die Form eines Kreisringausschnitts aufweist. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen -1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchsen (32) als Kugelbuchsen ausgeführt sind. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des An triebsrades (22) Tragringe (23) zur Aufnahme von Wälzlagern (24) angeordnet sind, deren äussere Lagerringe (25) in dem Schlitten ¯(14) abgestützt sind. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (22) mit einer Verzahnung (28) versehen und über einen darauf aufgelegten und um Umlenkrollen (26, 27) geführten Zahnriemen (29) bzw. eine Zahnkette mit der Tragsäule (17) verbunden ist.

Inventors: STROTHMANN, WILFRIED
Applicants: STROTHMANN, WILFRIED
Application year: 1985
Main classification: B21D43
IPC codes: B65G47, B21D43