DE69621886T2 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen von werkstücken - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Austausch von Werkstück-Gesenkformen in Formpressen und zum sukzessiven Umladen von Werkstücken auf jede von mehreren derartiger Pressen.
• Die Herstellung fertiger Werkstücke aus Rohlingen erfolgt üblicherweise unter Einsatz einer Anzahl von Formpressen bzw. Formstationen, die in Längsrichtung in einer Reihe angeordnet sind, wobei ein Werkstück einer an einem Ende der Reihe angeordneten Gesenkform zugeführt und durch diese in seiner Form verändert wird. Zwar läßt sich ein Fertigteil in einer einzigen Formoperation herstellen; üblicherweise werden jedoch zur Herstellung eines Fertigteils aus einem Rohling drei bis zehn aufeinanderfolgende Formoperationen durchgeführt. Dabei wird normalerweise in jeder Formoperation eine Gesenkform eingesetzt, durch die eine Umformung bzw. Formänderung des dieser Gesenkform zugeführten Werkstücks erfolgt. Jedes Gesenk besteht üblicherweise aus einer Gesenkgarnitur, die vertikal einstellbare obere und untere Hälften umfaßt, welche sich nach der Anlieferung eines Werkstücks zwischen diese Gesenkhälften derart relativ zueinander bewegen, daß das Werkstück durch die Relativbewegung der Hälften aufeinander zu erfaßt und umgeformt wird.
• Als Vorrichtung zur Durchführung aufeinanderfolgender Formoperationen an einem Werkstück kann eine einzige Formpresse dienen, in der mehrere Gesenkformen vorgesehen sind, denen ein Werkstück nacheinander zugeführt wird. Dieser Formpressentyp wird als Transferpresse bezeichnet, wobei das Werkstück nach der Aufgabe an einem Ende der Presse durch vollständig innerhalb der Presse angeordnete Umlademittel von Gesenk zu Gesenk umgeladen wird. Eine Transferpresse erzeugt üblicherweise ein Fertigteil.
• Eine Progressiv-Formpresse stellt einen anderen Vorrichtungstyp zum Formen von Werkstücken dar, bei dem alle Gesenke in einer einzigen Presse angeordnet sind. In diesem Fall wird allerdings ein Materialstreifen an einem Ende der Presse aufgegeben und das Formteil wird durch Pressen des Streifens an aufeinanderfolgenden Gesenkformstationen hergestellt, wobei das Formteil bis zur letzte Formoperation, in der es vom Streifen abgeschnitten wird, mit dem Streifen verbunden bleibt. Durch die Bewegung des mit den Werkstücken verbundenen Streifens von Gesenk zu Gesenk wird auch das Werkstück von Gesenk zu Gesenk transportiert, so daß außer dem Streifenaufgabemittel selbst keine Werkstück-Umladevorrichtung vorgesehen werden muß. Allerdings kann hier übermäßig viel Abfall anfallen, weil die Werkstücke bis zur letzten Formoperation mit dem Streifen verbunden bleiben müssen. Zudem müssen die Gesenke relativ nahe beieinander angeordnet sein, was den Aufbau und Austausch der Gesenke kompliziert.
• Darüber hinaus gibt es auch sogenannte Tandern-Preßstraßen, die jeweils mehrere einzelne, in einer Reihe angeordnete Formpressen umfassen, welche alle mit gleichem Abstand zueinander ausgerichtet sind. In einer Tandem- Preßstraße wird ein Werkstück an eine an einem Ende der Reihe befindliche Presse angeliefert und durch die Operation dieser Presse geformt. Das Werkstück wird sodann von der ersten Presse über den Zwischenraum zwischen der ersten und der nächsten, benachbarten Presse und weiter zu dieser benachbarten Presse umgeladen und dort erneut umgeformt. Dieses Vorgehen wiederholt sich für jede zur Reihe gehörende Presse.
• Bei allen erwähnten Systemen muß für die Zulieferung des Werkstücks in die erste Presse bzw. Formstation, das Umladen des Werkstücks von der ersten Presse bzw. Formstation zur nächsten und das Umladen des fertigen Werkstücks von der letzten Presse bzw. Formstation auf eine Art von Werkstück-Aufnahmemittel gesorgt werden.
• Die Handhabung des Werkstücks während des Umladens zu und von den Pressen verursacht bisher erhebliche Schwierigkeiten. Das Werkstück wird dabei vorzugsweise durch eine Art automatischer Material-Handhabungsvorrichtung umgeladen, da eine solche Vorrichtung im Vergleich zum manuellen Umladen schneller und häufig auch kostengünstiger arbeitet und dabei sowohl für das Personal als auch für die Werkstücke selbst eine größere Sicherheit bietet.
• Es gibt verschiedene Arten von in Verbindung mit Pressen einsetzbaren automatischen Material-Handhabungssystemen. Üblicherweise werden dabei zweckentsprechend konstruierte, von oben her wirkende Hebe-, Trag- und Plaziermechanismen eingesetzt, die die Pressen mit Hilfe von Saugnäpfen oder Greifmitteln be- und entladen. Derartige Mechanismen können auch zum Umladen von Werkstücken zwischen den Pressen Verwendung finden.
• Kommt es zu einer Änderung hinsichtlich des zu formenden Werkstücks, so müssen die Gesenkgarnituren in den Pressen ausgewechselt werden. Hierzu ist es üblicherweise nötig, eine Ausrüstung vorzusehen, die eine Verlegung der Werkstück-Umladevorrichtung vornimmt, damit die Gesenkgarnituren in den Pressen durch andere Gesenkgarnituren ersetzt werden können. Herkömmliche Umladevorrichtungen sind an einem auf dem Boden stehenden Rahmen an einem Ende der Pressen-Reihe sowie zwischen benachbarten Pressen gehaltert, auch wenn es in einigen Anordnungen möglich ist, die Umladevorrichtung derart anzuheben, abzusenken oder körperlich an bestimmte Positionen zu bewegen, daß ein Einbringen der Gesenkgarnituren in die Pressen bzw. ihre Entfernung aus den Pressen ermöglicht wird.
• Es gibt viele Arten von automatisch arbeitenden Material-Handhabungs- bzw. Werkstück-Umladeinrichtungen für den Einsatz an Preßstraßen. So gibt es beispielsweise Hebe- und Tragschlitten, Förderer, Robotarmeinrichtungen und Gelenkarmeinheiten, die zum Umladen eines Werkstücks von einer Position zu einer anderen in zeitlicher Abstimmung auf die Operationen der Pressen eingesetzt werden.
• Unabhängig von ihrer jeweiligen Ausführung müssen jedoch alle bisher eingesetzten Werkstück-Umladeeinrichtungen von der Preßstraße entfernt werden, um ein Auswechseln der Gesenke oder einen Zugang zu den Gesenken zu Wartungszwecken oder für andere Operationen zu ermöglichen.
• Bei Formpressen kommen zur Herstellung jedes Formteils, oder, genauer gesagt, für jede zur Herstellung des Fertigteils benötigte Operation, Gesenkgarnituren zum Einsatz, die aus einer oberen und einer unteren Hälfte bestehen. Die Pressen der Preßstraßen sind in der Lage, Operationen an mehr als einem einzigen spezifischen Formteil durchzuführen, wobei allerdings eine zum Formen eines bestimmten Formteils ausgelegte Gesenkgarnitur gegen eine andere Gesenkgarnitur ausgetauscht werden muß, die zur Formung eines anderen Formteils konstruiert ist, und umgekehrt. Um dieses Auswechseln effizient durchführen zu können, muß die Werkstück-Umladevorrichtung verlegt bzw. entsprechend eingestellt werden, um zu verhindern, daß sich die Umladevorrichtung und die Gesenkgarnituren sowie die zum Auswechseln eingesetzten Vorrichtungen gegenseitig behindern.
• Bei modernen Pressen-Anlagen kann eine einzige Presse Hunderte von Teilen bearbeiten, ohne daß die Gesenke ausgewechselt werden müßten; allerdings kommt es häufiger vor, daß pro Presse in den meisten Produktionsvorgängen nur zwischen fünf und zwanzig Formteile bearbeitet werden. Da die Gesenke relativ groß und schwer sein können, d. h. beispielsweise 1 bis 75 Tonnen wiegen, stellt der Austausch einer Gesenkgarnitur gegen eine andere bisher einen schwierigen Vorgang dar, dessen Durchführung eine ganze Produktions-Schicht lang dauern kann. Falls eine Produktreihe nur eine geringe Anzahl von Teilen umfaßt, müssen die Gesenke häufig ausgewechselt werden. Werden nun für das Auswechseln jeweils sechs bis acht Stunden benötigt, so schränkt dies die eigentliche Produktionszeit erheblich ein.
• Es wurden bereits Ausrüstungen zum Auswechseln von Gesenken entwickelt, die derzeit zum Einsatz kommen und ein relativ schnelles Austauschen der Gesenke ermöglichen. Diese Ausrüstungen umfassen teilweise einen beweglichen Gesenk-Wagen mit Rädern, die auf am Boden verlegten Schienen zwischen Positionen verfahren werden, an denen eine Gesenkgarnitur sich vom Wagen weg von einer Seite her in eine Presse transportieren läßt, während die bisher in der Presse angeordnete Gesenkgarnitur simultan aus der Presse auf einen an der gegenüberliegenden Seite der Presse angeordneten anderen Wagen transportiert wird.
• Durch Gesenk-Wagen läßt sich die zum Austausch bei den Pressen benötigte Zeit erheblich verringern. Bei einer Tandern-Preßstraße werden beispielsweise die Wagen an Positionen an jedem Ende der Preßstraße sowie zwischen benachbarten Pressen bewegt und dort zum Gesenkaustausch eingesetzt. Dabei können viele unterschiedliche Gesenkaustausch-Schemata effizient umgesetzt werden, wobei von den einzelnen Gesenkwagen jeweils zwischen eine und vier oder auch mehr Pressen bedient werden. Werden die Gesenkwagen nicht zum Austausch von Gesenken eingesetzt, so sind sie üblicherweise in einem zu den Pressen entfernten Bereich geparkt, um so während der Operation der Presse Platz für das Personal und die Werkstück-Umladevorrichtungen zu schaffen. Durch einen sogenannten "Domino"-Prozeß lassen sich die Gesenke in der Tandern-Preßstraße oder eine Transfer-/Progressiv- bzw. Stanzpresse beispielsweise in drei einfachen Schritten auswechseln. Bei diesem Vorgang wird eine Anzahl an Gesenkwagen eingesetzt, die die Anzahl der Pressen um eins übersteigt, wobei die drei Verfahrensschritte darin bestehen: (1) vorab alle Gesenkwagen bis auf einen jeweils mit einer "neuen" Gesenkgarnitur zu beladen und die Wagen in die Preßstraße zu bewegen, wobei der leere Gesenkwagen an einem Ende der Preßstraße angeordnet wird; (2) "alte" Gesenkgarnituren von den zugehörigen Pressen simultan in Richtung des leeren Gesenkwagens zu transportieren, wodurch die "alten" Gesenkgarnituren von den Pressen auf die Gesenkwagen verbracht werden können, während die "neue" Gesenkgarnitur in die benachbarte Presse eingebracht wird; und (3) die nun mit den "alten" Gesenkgarnituren beladenen Wagen aus der Pressen-Straße herauszubewegen. Bei dieser Operation trägt der Gesenkwagen, der ursprünglich mit keiner Gesenkgarnitur beladen war, nun eine der "alten" Gesenkgarnituren, während auf dem Gesenkwagen am entgegengesetzten Ende der Straße keine Gesenkgarnitur mehr vorhanden ist.
• Gesenkwagen, die in der beschriebenen Weise arbeiten, werden derzeit von Atlas Technologies, Inc., Fenton, Michigan, hergestellt und weltweit eingesetzt.
• Nachdem die Gesenkwagen und die "alten" Gesenkgarnituren aus der Pressen-Straße entfernt wurden, wird eine Vorrichtung zum Umladen der Werkstücke in die und aus den Pressen in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Pressen positioniert und die Gesenkwagen werden in einem zu den Pressen entfernten Bereich geparkt.
• Aus der US-A-35 16 277 ist eine Werkstück-Aufgabe- und Gesenkwechsel-Einrichtung bekannt, die beispielsweise zum Entfernen und Ersetzen der Gesenke in Metallblech- Pressen dient. In diesem Fall sind für jede Presse zwei (paarweise angeordnete) Karren bzw. Wagen vorgesehen. Bei einem Wagen jedes Paars handelt es sich um einen Gesenkwagen, der in der Lage ist, ein Gesenk zu haltern, und Mittel zum Umladen des Gesenks in eine und aus einer benachbarten Presse aufweist. Der zweite Wagen jedes Paars ist ein Werkstück-Umladewagen, der einen Förderer zum Transport von gestanzten bzw. gepreßten Werkstücken von einer Presse zur anderen aufweist. Wenn der erste Wagen bzw. der Gesenkwagen sich in einer (in Fig. 2 gezeigten) ersten Position befindet, in der ein Umladen eines Gesenks vom Wagen zur Presse erfolgen kann, befindet sich der zweite Wagen bzw. der Werkstück-Umladewagen in einer (ebenfalls in Fig. 2 gezeigten) Position, in der der Förderer nicht zu den Pressen hin ausgerichtet ist. Wenn der Gesenkwagen und der Werkstück-Umladewagen an Positionen bewegt werden, an der der Umladewagen gepreßte Werkstücke von einer Presse zur anderen umladen kann, und ist das Gesenk in der Presse angeordnet, so befindet sich der Gesenkwagen nicht mehr an der erwähnten ersten, sondern an einer anderen Position (siehe Fig. 1), in der er nicht länger zu den Pressen hin ausgerichtet ist.
• Obwohl der Einsatz eines beweglichen Gesenkwagens zur Vereinfachung des Auswechselns von Gesenken viele Vorteile bietet, so sind die Einsatzmöglichkeiten beweglicher Gesenkwagen durch die zur Verfügung stehende Bodenfläche in vielen bereits bestehenden Anlagen doch erheblich eingeschränkt. Bei vielen großen Preßanlagen wurde die eigentliche Anlage vor vielen Jahren entworfen und errichtet, wobei die Entwürfe auf Kostenersparnis ausgerichtet waren und sich nach den seinerzeit erhältlichen Materialien richteten. In vielen Fällen wurde eine Abfolge paralleler Tandern-Preßstraßen eingesetzt, bei denen pro Hallenfeld zwei Preßstraßen vorgesehen waren und ein von oben her arbeitender Kran zum Transport der Gesenkgarnituren diente. In manchen Fällen überspannten die Kranschienen die Breite des Hallenfeldes, so daß sie senkrecht zu den Pressen-Reihen verliefen, während in anderen Fällen die Kranschienen und die Pressen-Reihen parallel zueinander angeordnet waren. Herkömmlicherweise ist zwischen zwei parallelen Preßstraßen ein ausreichender Zwischenraum vorhanden, der einen Gang für den Transport der Gesenkgarnituren von und zu den Pressen bildet und den notwendigen Zugangsraum zur Pressenwartung bietet. Herkömmlicherweise wird außerdem an jedem äußeren Rand des Hallenfeldes im Gebäude ein schmalerer Gang freigelassen, wobei allerdings derartige Gänge aufgrund des Platzbedarfs für die Aufstellung der Pressen, Kranschienen-Stützsäulen etc. üblicherweise relativ eng sind.
• In den meisten Fällen sind die älteren Pressenanlagen weder auf Gesenkwagen noch auf bewegliche Material- Handhabungsvorrichtungen hin ausgelegt, weil man hier noch von einer manuellen Handhabung der Formteile zwischen den Pressen ausging und daher keine Veranlassung hatte, Bodenfläche für automatische Material-Handhabungsvorrichtungen an den Enden der Reihen und zwischen benachbarten Pressen zu reservieren. Auch für das Parken irgendeiner Art von beweglichem Gesenkwagen oder anderen Wagentypen in einiger Entfernung zu den Pressen während der Pressenoperation wurden keine Vorkehrungen getroffen. Dementsprechend war es bisher schwierig, die Vorteile des Einsatzes von beweglichen Gesenkwagen zum schnellen Gesenkwechsel bei einigen der älteren Anlagen zu nutzen.
• Eine Teillösung des Problems sah den Einsatz von sogenannten "Zwillings"-Preßstraßen vor, in denen zwei nahezu identische, parallele Reihen von Pressen durch eine Serie von Wagen bedient werden konnte, die in einem zentralen Gang zwischen den Pressen angeordnet wurden. Diese Lösung setzte allerdings voraus, daß die beiden Pressen-Reihen nahezu identisch waren, und begrenzte außerdem die Flexibilität bei der Zeiteinteilung, da die Gesenkgarnituren in den beiden Reihen nicht gleichzeitig ausgetauscht werden konnten. Zudem konnte die Bereitstellung der jeweiligen Wagen-Serie zu einer mehrstündigen Verzögerung beim Wechsel von einer Reihe zur anderen führen, während man darauf wartete, daß Krane die "alten" Gesenke von einer Pressen-Reihe entluden und für die Bereitstellung der "neuen" Gesenke für die andere Reihe Raum schufen. Zudem mußten die Gesenkwagen in den Mittelgängen parken, da die äußeren Gänge, d. h. die den Wänden des Gebäudes benachbarten Gänge, für die Krane nicht zugänglich waren, weil die Länge der Kranschienen hierfür nicht ausreichte.
• Da die älteren Anlagen nicht in der Lage sind, Gesenkwagen-Gesenkaustauschsysteme aufzunehmen, ist es bislang nötig, die Gesenkwagen an Positionen zwischen parallelen Pressen-Reihen zu parken und jede zu den Pressen gehörende Werkstück-Umladevorrichtung in den den Gebäudewänden benachbarten Gängen zu bewegen und zu parken, wodurch eine Nutzung der Gänge für Transport- und Wartungszwecke nicht mehr möglich ist. Zudem reicht der Raum zwischen benachbarten Pressen-Reihen üblicherweise nicht für mehr als einen Gesenkwagen aus, wodurch der Einsatz des "Zwillings"-Konzepts nötig wird bzw. die Einsatzmöglichkeiten der Gesenkwagen auf die Bedienung nur einer der beiden Straßen begrenzt wird.
• Eine grundlegende Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung der erwähnten Probleme.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einerseits (für die Vorrichtung) durch die Merkmale des Anspruchs 1 und andererseits (für das Verfahren) durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
• Erfindungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen eine Vermeidung der erwähnten Nachteile durch das Vorsehen von Gesenkwagen, die sich zur Ermöglichung einer Durchführung eines Gesenkaustausches an Positionen an den entgegengesetzten Enden einer Pressen-Reihe und zwischen benachbarte Pressen bewegen lassen und gleichzeitig als Halterung für die Materialhandhabungs- bzw. Werkstück-Umladevorrichtungen dienen, mit deren Hilfe Werkstücke in eine Presse an einem Ende der Reihe hinein, von Presse zu Presse zum anderen Ende der Reihe und aus der letzten Presse an diesem anderen Reihenende heraus transportiert werden. Da jeder Gesenkwagen nicht nur die Gesenkgarnituren, sondern auch die Werkstück- Umladevorrichtungen aufnehmen kann, ist es möglich, jeden Wagen während der Pressenoperation in der Pressen- Reihe zu belassen, wodurch ein Parken der Gesenkwagen oder der Werkstück-Umladevorrichtungen in den Gängen nicht mehr nötig ist. Durch diese Anordnung wird es möglich, Gesenkgerüste zwischen den Pressen-Reihen an Positionen anzuordnen, an die bzw. von denen weg die Gesenkwagen zum Be- und Entladen der Gesenkgarnituren während Gesenkwechsel-Operationen bewegt werden. Gesenkgarnituren können durch von oben her wirkende Krane oder andere geeignete Mittel auf die Gesenkgerüste und von diesen weg umgeladen werden.
• Im wesentlichen ist ein erfindungsgemäßer beweglicher Wagen in der Lage, nicht nur Gesenkgarnituren aufzunehmen und einen Gesenkaustausch zu bewirken, sondern auch eine Werkstück-Umladevorrichtung zu haltern, wodurch die Wagen während der Pressenoperation in der Preßstraße geparkt werden können und nicht in den Gängen oder zwischen den Pressen-Reihen abgestellt werden müssen.
• Ein besonders wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren besteht in der effizienteren Ausnutzung der vorhandenen Stellfläche in Pressen- Anlagen und der Eliminierung bisher geltender lästiger Einschränkungen.
• Der beigefügten Zeichnung läßt sich eine Vorrichtung entsprechend dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung entnehmen. Dabei zeigt Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf zwei Reihen von Formpressen, wobei zwischen den Reihen stationäre Gesenkgerüste positioniert sind;
• Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 unten dargestellten Pressen-Reihe;
• Fig. 3 eine schematische Endansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
• Fig. 4 eine Fig. 1 ähnelnde Ansicht, bei der jedoch die in Fig. 1 unten gezeigten Gesenkwagen an eine den stationären Gesenkgerüsten benachbarte Position bewegt wurden;
• Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung;
• Fig. 6 eine schematische Endansicht der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung und
• Fig. 7 eine vergrößerte, schematische, isometrische Darstellung eines der Gesenkwagen und der zugehörigen Ausrüstung.
• Eine gemäß dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaute Vorrichtung ist zum gemeinsamen Einsatz mit herkömmlichen, in sich in Längsrichtung erstreckenden parallelen Reihen 1 und 2 angeordneten Formpressen geeignet. Die Pressen der Reihe 1 sind mit den Bezugszeichen P1, P2, P3 und P4 und die der Reihe 2 mit den Bezugszeichen P5, P6, P7 und P8 gekennzeichnet. Jede Presse umfaßt ein Bett 3, auf dem die untere Hälfte 4 einer Gesenkgarnitur 5 abnehmbar befestigt werden kann, während die obere Hälfte 6 in herkömmlicher Weise abnehmbar an einem (nicht dargestellten) in vertikaler Richtung auf- und abbewegbaren Preßstempel befestigt wird. Die gezeigten Pressen P1-P8 sind zur Vereinfachung der Darstellung jeweils identisch, wobei jedoch in den Reihen 1 und 2 natürlich nicht notwendigerweise gleichartige Pressen bzw. gleich große Pressen oder zur Aufnahme derselben Werkstücke ausgelegte Pressen angeordnet werden müssen.
• Zwischen den beiden Pressen-Reihen 1 und 2 erstrecken sich fünf Sätze paralleler Schienen 7, 7; 8, 8; 9, 9; 10,10; und 11, 11. Auf jedem der Schienenpaare sind zwei mit Rädern versehene Gesenkwagen beweglich angeordnet, wobei fünf Gesenkwagen C1-C5 der Reihe 1 und fünf Gesenkwagen C6-C10 der Reihe 2 zugeordnet sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gesenkwagen jeweils gleichartig, obwohl natürlich Gesenkwagen für unterschiedliche Werkstücke bearbeitende Pressen der Reihen 1 und 2 zur Aufnahme der jeweiligen Werkstücke ebenfalls modifiziert sein können.
• Jeder Gesenkwagen umfaßt einen Körper 12, der von auf dem jeweiligen Schienenpaar 7-11 verfahrbaren (nicht dargestellten) Rädern getragen wird. Jeder Gesenkwagen weist zudem eine Oberseite auf, durch die mehrere Sätze von Rollen 14 vorstehen. Zudem umfaßt jeder Wagen an seiner Oberseite eine Rille 15, die parallel zu den Reihen 1 und 2 verläuft und in der ein hin- und herbewegbares, verfahrbares Element 16 angeordnet ist (siehe Fig. 7). Jeder Wagen umfaßt zudem ein Gehäuse 17, in dem die Operationsmechanismen und die Operationssteuerung zum Antrieb der Räder und der verfahrbaren Elemente montiert sind.
• Die bisher beschriebene Ausgestaltung der Gesenkwagen C1 bis C10 entspricht derjenigen der herkömmlichen und von Atlas Technologies, Inc., vertriebenen Wagen.
• Im Gang zwischen den Pressen-Reihen 1 und 2 und fluchtend zu den durch sich gegenüberliegende Pressen gebildeten Paaren P1-P5, P2-P6, P3-P7 und P4-P8 sind vorzugsweise stationäre Gesenkgerüste 18, 19, 20 bzw. 21 montiert, wobei ein Gesenkgerüst für jeweils eines der Paare sich gegenüberliegender Pressen vorgesehen ist. Jedes Gesenkgerüst ist in herkömmlicher Weise gestaltet und weist eine Oberseite auf, auf der zur Vorbereitung eine Gesenkgarnitur 5 abgelegt sein kann. Jede Gesenkgarnitur kann durch einen von oben wirkenden Kran oder ähnliche geeignete Mittel (die nicht dargestellt sind) in herkömmlicher Weise an das zugehörige Gesenkgerüst geliefert werden.
• Jeder der erfindungsgemäß aufgebauten Gesenkwagen ist gegenüber der herkömmlichen Konstruktion insofern abgewandelt, als er mit einem Aufbau 24 versehen ist, welcher vertikale und horizontale Rahmenelemente 25 bzw. 26 umfaßt. Der Aufbau 24 dient zur Halterung für Werkstück-Umladevorrichtungen 27, die durch eine beliebige Anzahl herkömmlicher Einrichtungen gebildet sein können. Wie sich den Fig. 1 bis 7 entnehmen läßt, entspricht die Umladevorrichtung 27 einem durch die I.S.I. Robotics Corporation, Fraser, Michigan, unter der Marke PATHFINDER hergestellten und vertriebenen Mechanismus. Jede Umladevorrichtung 27 umfaßt wenigstens einen Schlitten 28, der in horizontaler Richtung parallel zu den zugehörigen Pressen-Reihen 1 und 2 hin- und herbewegt werden kann, sowie einen zweiten Schlitten 29, der vom ersten Schlitten 28 getragen wird und zu einer vertikalen Hin- und Herbewegung in einer Gleitführung 30 gehaltert ist. Am vertikal hin- und herbewegbaren Schlitten 29 ist ein Ende eines Gestänges 31 schwenkbeweglich befestigt, dessen anderes Ende einen Schenkel 32 haltert, an dessen freiem Ende eine Werkstückhalterung 33 mit Saugnäpfen 34 oder anderen geeigneten Werkstückeingriffs- und Halterungsmitteln angebracht ist.
• Wie sich am besten den Fig. 1 und 2 entnehmen läßt, umfaßt jede Pressen-Reihe 1 vier Pressen und fünf Gesenkwagen, wobei an jedem Ende jeder Reihe und zwischen jedem Paar benachbarter Pressen jeweils ein Gesenkwagen angeordnet ist. Die Gesenkwagen an den Enden der Pressen-Reihen dienen allein dazu, Werkstücke von den an einem Ende der Pressen-Reihe befindlichen Gesenkwagen in die benachbarte Presse bzw. von den Pressen an den entgegengesetzten Enden der Reihen zu den an diesem Ende angeordneten Gesenkwagen zu transportieren. Hingegen müssen die zwischen benachbarten Pressen angeordneten Gesenkwagen einen Transport von Werkstücken von einer Presse zum zwischen den beiden Pressen angeordneten Gesenkwagen und von diesem Gesenkwagen zur nächsten, benachbarten Presse ermöglichen. Dementsprechend wird an den Gesenkwagen an entgegengesetzten Enden der Pressen-Reihen nur eine Umladevorrichtung 27 benötigt, während die Gesenkwagen, die an Positionen zwischen benachbarten Pressen angeordnet sind, über zwei Umladevorrichtungen verfügen müssen. In Fig. 7 sind zwei dieser Umladevorrichtungen gezeigt.
• Die Gesenkwagen C1 bis C10 sind außerdem gegenüber einem herkömmlichen Gesenkwagen insofern modifiziert, als sie ein abnehmbares Hebeelement bzw. Werkstück-Tragnest 36 zur Halterung des Werkstücks W am Gesenkwagen aufweisen. Wie sich Fig. 2 entnehmen läßt, liegt die Oberseite jedes Hebeelements 36 auf gleicher Höhe mit der Oberseite der in der benachbarten Presse befindlichen unteren Gesenkhälfte 4. Wie sich ebenfalls aus Fig. 2 ergibt, ist das Hebeelement 36 am links angeordneten Wagen C1 an der rechten Seite dieses Wagens vorgesehen, während sich die Hebeelemente 36 aller anderen in Fig. 2 gezeigter Gesenkwagen an der linken Seite dieser Wagen befinden. Ein Verschieben des Hebeelements in der zugehörigen Nut 15 zwischen der linken und der rechten Seite des jeweiligen Wagens wird durch das hin- und herbewegbare und in der Nut 15 verfahrbare Element 16 bewirkt, das mit einem (nicht dargestellten) im Gehäuse 17 angeordneten Wechselwirk-Antrieb gekoppelt ist.
• Beim bisher beschriebenen Betrieb der Einrichtung ist in jeder Presse eine offene Gesenkgarnitur 5 vorgesehen und jeder Gesenkwagen umfaßt ein Hebeelement 36. In der Presse zu formende Werkstücke werden in herkömmlicher Weise am linken Ende der beiden Reihen 1 und 2 gestapelt. Sodann werden einzelne Bleche vom Stapel abgehoben und mit Hilfe einer herkömmlichen Stapel-Abräumausrüstung, wie sie etwa von Atlas Technologies, Inc. hergestellt wird, auf das Hebeelement 36 an der linken Seite der jeweiligen Pressen-Reihe plaziert. Das Werkstück W in Fig. 2 wird nun vom Hebeelement 36 des Gesenkwagens C1 am linken Ende der Reihe 1 weg zwischen die untere und obere Gesenkhälfte 4 bzw. 6 der Gesenkgarnitur 5 der ersten Presse P1 umgeladen. Die Umladevorrichtung 27 gibt das Werkstück W dabei derart frei, daß es durch die untere Gesenkhälfte 4 gehaltert wird, wobei die Umladevorrichtung sodann aus der Position zwischen den Gesenkhälften zurückgezogen wird.
• Nachdem das Werkstück auf die untere Gesenkhälfte plaziert und die Umladevorrichtung aus der Position zwischen den Hälften der Gesenkgarnitur 5 zurückgezogen wurde, bewegt sich die obere Gesenkhälfte 6 so nach unten, daß das Werkstück zwischen den Hälften der Gesenkgarnitur geformt wird. Danach wird die obere Hälfte wieder nach oben bewegt und die Umladevorrichtung des nächsten, benachbarten Gesenkwagens C2 wird so bedient, daß sie das geformte Werkstück von der Presse P1 entfernt und es zum Hebeelement 36 des Wagens C2 umlädt, woraufhin das Hebeelement von der in Fig. 2 gezeigten Position weg nach rechts bewegt wird. Die zum Wagen C2 gehörende Werkstück-Umladevorrichtung lädt nun das Werkstück vom Wagen C2 auf die Presse P2 um und legt es dabei zwischen der oberen und unteren Gesenkhälfte ab. Dieser Vorgang wiederholt sich, wodurch das Werkstück sukzessive von der Presse P2 zum Wagen C3, weiter zur Presse P3 und dann zum Wagen C4 und zur Presse P4 umgeladen wird. Die zum Wagen C5 gehörende Umladevorrichtung lädt das vollständig geformte Werkstück von der Presse P4 auf das Hebeelement des Wagens C5 um, wobei dieses Hebeelement sodann aus der in Fig. 2 gezeigten Position nach rechts verschoben und das vollständig geformte Werkstück sodann mit Hilfe (nicht gezeigter) herkömmlicher Mittel vom Wagen C5 entfernt wird.
• Nach Beendigung des Bearbeitungsdurchlaufs an den in der Pressen-Reihe 1 zu formenden Werkstücken werden die Hebeelemente 36 von den Wagen entfernt und die Umlademechanismen 27 an Positionen gebracht, an denen sie von den Pressen entfernt und an eine Position angehoben sind, die über dem Niveau der geschlossenen Gesenkgarnituren 5 liegt. Die Wagen der Reihe 1, auf denen sich noch die angehobenen Umlademechanismen befinden, werden sodann an Positionen entlang der Gesenkgerüste 18 bis 21 bewegt, wie sich dies Fig. 4 entnehmen läßt.
• Die Gesenkgerüste enthalten "neue" Gesenkgarnituren 5a, die von links her auf die jeweiligen Wagen C1 bis C4 transportiert werden. Der Wagen C5 enthält zu diesem Zeitpunkt weder eine Gesenkgarnitur 5 noch eine Gesenkgarnitur 5a. Die Wagen C1 bis C5 kehren nun zur Reihe 1 und an die in Fig. 1 gezeigten Positionen zurück.
• Die Gesenkgarnitur 5 kann nun von der Presse P4 zum leeren Wagen C5 umgeladen werden, wodurch die Gesenkgarnitur 5a vom Wagen C4 zur Presse P4 umgeladen werden kann. Diese Bewegung der Gesenkgarnitur 5 von der Presse P3 ermöglicht es, die Gesenkgarnitur 5a vom Wagen C3 in die Presse P3 umzuladen. In derselben Weise werden die Gesenkgarnituren 5 von ihren Pressen P1 und P2 auf die Wagen C2 bzw. C3 umgeladen, wodurch die Gesenkgarnituren 5a vom Wagen C1 bzw. C2 zu den Pressen P1 bzw. P2 bewegt werden können. Auf dem Wagen C1 befindet sich zu diesem Zeitpunkt überhaupt kein Gesenk.
• Sobald die Gelenkgarnituren 5 von ihren jeweiligen Pressen auf die Wagen C2 bis C5 umgeladen wurden, können diese Wagen wieder an die in Fig. 4 gezeigten Positionen neben den Gesenkgerüsten zurückkehren, wodurch die Gelenkgarnituren 5 von den Gelenkwagen auf die zugehörigen Gelenkgerüste umgeladen werden können. Die Gelenkgarnituren 5 verbleiben dann entweder auf den Gesenkgerüsten oder werden von den Gesenkgerüsten entfernt, so daß andere Gesenke auf die Gerüste transportiert werden können.
• Nachdem die Gesenkgarnituren 5 von den jeweiligen Gesenkwagen C2 bis C5 entfernt wurden, kann der Umlademechanismus 27 jedes Gesenkwagens wieder in Betriebsbereitschaft gebracht werden und die Hebeelemente 36 werden wieder an den jeweiligen Wagen angebracht, wobei die Pressen in Reihe 1 nun zur Formung weiterer Werkstücke vorbereitet werden können.
• Die Gesenkgarnituren in den Pressen der Reihe 2 können in exakt derselben Weise wie dies in bezug auf den Austausch von Gesenken der Pressen-Reihe 1 beschrieben wurde, gegen andere Gesenkgarnituren ausgetauscht werden. In diesem Fall werden allerdings die Wagen C6 bis C10 aus den in Fig. 1 gezeigten Positionen an Positionen entlang der Gesenkgerüste 21 verbracht und von dort wieder zurückbewegt.
• Das Vorsehen einer Anzahl an Gesenkwagen, die die Anzahl der Pressen um eins übersteigt, ermöglicht einen schnellen, effizienten Austausch der Gesenkgarnituren.
• Den Fig. 1 und 4 läßt sich entnehmen, daß die vertikalen Stützelemente für das Dach und die Wände des Hallenfeldes, in dem sich die Pressen befinden, H-förmig gestaltet sind. Diese Zeichnungsfiguren zeigen zudem, daß die Seitengänge zwischen den Stützelementen und den Pressen viel enger sind als der Mittelgang zwischen den Pressen-Reihen. Die Tatsache, daß die Seitengänge so eng sind, ist jedoch von geringer Bedeutung, da beim Einsatz der Erfindung weder die Gesenkwagen noch die Werkstück-Umlademechanismen in die Seitengänge verbracht werden müssen.
• Das beschriebene Ausführungsbeispiel verdeutlicht die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung; es dient allerdings nur zur Veranschaulichung und stellt also keine Einschränkung der Erfindung dar. Die Reichweite der Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche definiert.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Halterung einer Gesenkform (5) und zu deren Transport in eine Formpresse (P1-P8), in der ein Werkstück (W) geformt werden kann, sowie aus dieser Formpresse heraus und zum Umladen eines aus der Presse kommenden geformten Werkstücks, wobei die Einrichtung die folgenden Bestandteile umfaßt:

- einen Wagen (C1-C10), der von einer ersten Position, in der er mit einer Seite einer Formpresse fluchtet und an ihr anliegt, in eine zweite Position bewegt werden kann, in der er nicht mehr mit der einen Seite der Formpresse fluchtet,

- an diesem Wagen vorgesehene Mittel (15), die eine Gesenkform (5) so aufnehmen, daß diese sich zusammen mit dem Wagen (C1-C10) und relativ zum Wagen bewegen läßt;

- Mittel (14) zur Ermöglichung eines selektiven Transports des Gesenks vom Wagen (C1-C10) in die Presse (P1 - P8), wenn sich der Wagen in der ersten Position befindet;

- Werkstück-Halterungsmittel (36) zur lösbaren Halterung des Werkstücks (W); und

- Werkstück-Umlademittel (27) zum wahlweisen Umladen des Werkstücks (W) von den Halterungsmitteln (36) weg und zu ihnen hin;

gekennzeichnet durch Mittel (24), die die Umlademittel (27) am Wagen (C1-C10) so haltern, daß die Umlademittel ein Werkstück (W) wahlweise von den Halterungsmitteln (36) weg und zu ihnen hin umladen können, wenn der Wagen sich in der ersten Position befindet und das Gesenk (5) in der Presse angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlademittel (27) einen vom Wagen (C1-C10) nach oben vorstehenden Aufbau (24) umfassen und die Umlademittel von diesem Aufbau getragen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel (29) zur vertikalen Einstellung der Umlademittel (27) relativ zum Aufbau (24), wodurch ein ausreichender Abstand zwischen den Umlademitteln und dem Wagen (C1-C10) erzielt und so ein Transport der Gesenkform (5) zum Wagen hin und von diesem weg ohne Beeinträchtigung durch die Umlademittel ermöglicht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung in Verbindung mit wenigstens einer Formpresse (P1-P8), in der eine Formstation mit einer Gesenkgarnitur (5) vorgesehen ist, welche aus voneinander trennbaren Gesenkhälften (4, 6) besteht, zwischen denen ein Werkstück (W) angeordnet und geformt werden kann, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die folgenden Bestandteile enthält: ein Paar bewegliche Wagen (z. B. C1, C2), von denen einer sich an eine Position bewegen läßt, in der die Gesenkgarnitur (5) von diesem Wagen weg in die Formstation hineintransportiert wird, und von denen der andere sich an eine Position bewegen läßt, in der er die von der Formstation kommende Gesenkgarnitur aufnimmt; erste Umlademittel (27), die von dem ersten (z. B. C1) der Wagen getragen werden und zum Umladen eines Werkstücks (W) von diesem ersten Wagen in die Formstation und zwischen die Hälften (4, 6) des Gesenkgarnitur (5) hinein dienen; sowie zweite Umlademittel (27), die von dem anderen (z. B. C2) der Wagen getragen werden und zum Umladen eines Werkstücks (W) zwischen den Hälften der Gesenkgarnitur heraus und zu diesem anderen Wagen hin dienen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Wagen (C1, C2) in der Lage ist, eine der Gesenkgarnituren (5) aufzunehmen, und daß die Vorrichtung Mittel (14) zum Transport der Gesenkgarnitur von den Wagen zur Formstation und umgekehrt umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes der ersten und zweiten Umlademittel (27) relativ zum zugehörigen Wagen (C1, C2) so einstellen läßt, daß der Wagen die Gesenkgarnitur (5) und die zugehörigen Umlademittel gleichzeitig tragen kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein der Presse (z. B. P1) benachbartes Gerüst (z. B. 18) zur Halterung der Gesenkgarnitur (5, 5a) enthält, wobei wenigstens einer der Wagen (z. B. C1, C2) sich zu einer dem Gerüst benachbarten Position hin- und von dieser Position wieder wegbewegen läßt, um einen Transport der Gesenkgarnitur vom Wagen zum Gerüst und umgekehrt zu ermöglichen.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile: ein Paar im wesentlichen paralleler, zueinander beabstandeter Reihen (1, 2) von Werkstück-Formpressen (P1-P4, P5-P8), wobei die einzelnen Pressen in jeder der Reihen zueinander beabstandet und so ausgelegt sind, daß sie jeweils eine Gesenkgarnitur (5) aufnehmen können, welche aus Gesenkhälften (4, 6) besteht, zwischen denen sich ein Werkstück (W) positionieren und wieder entfernen läßt, mehrere Gerüste (18, 19, 20, 21), die in Anzahl und Abstand den Pressen entsprechen und jeweils so ausgelegt sind, daß sie jeweils eine der Gesenkgarnituren (5, 5a) lösbar haltern können, Mittel (7, 8, 9, 10, 11), die jeden der Wagen (C1-C10) aus einer ersten, einem der Gerüste benachbarten Position an eine zweite, einer der Pressen benachbarten Position, in der sich ein auf dem Wagen befindliche Gesenkgarnitur (5) in eine der Pressen hineintransportieren läßt, und wieder zurück bewegen, und Mittel, die eine vom Wagen getragene Gesenkgarnitur (5) von diesem Wagen weg in die hierzu benachbarte Presse transportieren, wenn der Wagen sich in seiner zweiten Position befindet; und wobei die Vorrichtung Werkstück-Umlademittel (27) umfaßt, die jeweils auf einem der Wagen (C1-C10) angeordnet sind und zum Umladen der Werkstücke (W) vom Wagen auf die benachbarte Presse bzw. von einer solchen Presse zur nächsten, benachbarten Presse dienen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umlademittel (27) jedes Wagens (C1- C10) an eine Position bewegen lassen, an der der Transport einer Gesenkgarnitur (5) vom bzw. zum Wagen durch die Umlademittel nicht beeinträchtigt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf jedem der Wagen Mittel (10) aufweist, die zum Transport einer Gesenkgarnitur (5) zu jedem der Wagen hin bzw. von diesem weg dienen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gesenkgarnitur (5) eine obere Hälfte (6) und eine untere Hälfte (4) umfaßt, wobei jede untere Hälfte eine Werkstück-Aufnahmefläche aufweist, die innerhalb der zugehörigen Presse höher liegt als die Oberseite des hierzu benachbarten Wagens, und dadurch, daß auf jedem der Wagen Werkstück-Halterungsmittel (36) vorgesehen sind, wobei eine Werkstück- Halterungsfläche jedes Werkstück-Halterungsmittels auf derselben Höhe liegt wie die benachbarte untere Gesenkhälfte, wenn die zugehörige Gesenkgarnitur (5) sich innerhalb der Presse befindet.

12. Verfahren zur Formung von Werkstücken, wobei jedes Werkstück (W) sukzessive zu Formpressen (P1-P5; P6 -P8) transportiert wird, die in einer sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe (1; 2) angeordnet und zueinander in Längsrichtung der Reihe beabstandet sind, wobei einer von mehreren, jeweils eine Gesenkgarnitur (5) tragenden Gesenkwagen (C1; C6) an einer ersten Position angeordnet wird, an der die auf dem Wagen befindliche Gesenkgarnitur neben der an einem Ende der Reihe (1; 2) befindlichen Presse (P1; P5) angeordnet ist; und wobei die anderen Gesenkwagen (C2-C4; C7-C9), auf denen sich andere Gesenkgarnituren (5) befinden, an entsprechenden, zu den übrigen Pressen (P2-P4; P6-P8) der Reihe benachbarten ersten Positionen angeordnet werden und wobei die auf den Gesenkwagen (C1-C10) befindlichen Gesenkgarnituren (5) in die jeweils benachbarten Pressen transportiert werden, während die Gesenkwagen sich an ihren ersten Positionen befinden, wodurch jede Presse eine der Gesenkgarnituren (5) aufnimmt, und wobei das Verfahren durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: Transportieren des Werkstücks (W) auf den einen Gesenkwagen (C1; C6), der sich an einem Ende der durch die Pressen (P1-P4; P5-P8) gebildeten Reihe (1; 2) befindet, und sukzessives Transportieren des Werkstücks (W) von dem einen Gesenkwagen weg zu jeder der Pressen (P1-P4; P5-P8) und zu jedem der übrigen Gesenkwagen, während jeder der Gesenkwagen an seiner ersten Position verbleibt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) durch auf den Wagen angeordnete Werkstück-Umlademittel (27) von einem Ende der Reihe (1; 2) an deren entgegengesetztes Ende transportiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlademittel (27) jedes Wagens (C1-C10) vertikal an eine Position bewegt werden, an der sich die zum jeweiligen Wagen gehörende Gesenkgarnitur (5) vom Wagen weg und zu ihm hin transportieren läßt, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung durch die Umlademittel kommt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Positionieren der mehreren Formpressen (P1-P4; P5-P8) in der sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe (1; 2); Vorsehen einer die Anzahl der Formpressen um eins übertreffenden Anzahl an Wagen (C1-C10), die jeweils eine Werkstück-Gesenkgarnitur (5) tragen können; Bewegen all dieser Wagen an bestimmte Positionen relativ zu den Pressen, wobei an jedem Ende der Reihe einer der Wagen angeordnet wird und die übrigen Wagen die Zwischenräume zwischen benachbarten Pressen einnehmen; Transport der von den einzelnen Wagen getragenen Gesenkgarnitur (5) jeweils in eine benachbarte Presse; Positionieren eines Werkstücks (W) auf dem an einem Ende der Pressen-Reihe (1; 2) positionierten Wagen; Transport des Werkstücks (W) weg von dem einen Ende der Reihe befindlichen Wagen zu der an diesem Reihen-Ende befindlichen Presse; Formen des Werkstücks (W) in der an diesem Reihen-Ende befindlichen Presse; Umladen des geformten Werkstücks auf den im Zwischenraum zwischen der an diesem Reihen-Ende befindlichen Presse und der nächsten, benachbarten Presse befindlichen Wagen; Umladen des geformten Werkstücks vom zwischen der an diesem Reihen-Ende befindlichen Presse und der nächsten benachbarten Presse angeordneten Wagen zur nächsten, benachbarten Presse; weiteres Formen des geformten Werkstücks in der nächsten, benachbarten Presse; und Umladen des erneut umgeformten Werkstücks von der nächsten, benachbarten Presse zu dem von der nächsten, benachbarten Presse aus in Förderrichtung nächsten Wagen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erneut umgeformte Werkstück (W) vom in Förderrichtung nächsten Wagen entfernt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesenkgarnituren (5) nach Beendigung der Form- und Umformoperationen am Werkstück (W) von den Pressen (P1-P5) weg wieder zu den zugehörigen Wagen zurücktransportiert werden.