DE9418324U1

DE9418324U1 - Sicherungseinrichtung zur Verhinderung des Eingriffs in den Arbeitsbereich von Umformwerkzeugen

Info

Publication number: DE9418324U1
Application number: DE9418324U
Authority: DE
Original assignee: SEBA AUTOMATION GmbH
Current assignee: SEBA AUTOMATION GmbH
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2004-11-16

Description

Anmelder: SEBA Automation
Am Hahnweg 16
01474 Weißig

Sicherungseinrichtung zur Verhinderung
des Eingriffs in den Arbeitsbereich von Umformwerkzeugen

Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung zur Verhinderung des Eingriffs in den Arbeitsbereich von Umformwerkzeugen von Niet- und ösmaschinen zum Verbinden metallischer und nichtmetallischer Einzelteile mit einem Werkstück, insbesondere zum Ansetzen von Kleinmetallwaren, wobei das Umformwerkzeug in seinem Arbeitsbereich und im Handhabungsbereich des Bedienpersonals vor seiner Inbetriebnahme durch mechanische Sicherungen geschützt wird und wobei das Umformwerkzeug nach erfolgter Sicherung über eine Hebelanordnung, bestehend aus einem Stößel und einem mit diesem korrespondierenden Druckhebel, mit einem Exzenter einer schaltbaren Antriebseinheit verbunden ist, wobei das Umformwerkzeug unter Krafteinwirkung gegen einen zugeordneten Unterstempel bis zur Verformung des Einzelteiles und Verbindung mit dem Werkstück verschoben wird.

Sicherungseinrichtungen der eingangs genannten Art werden vorzugsweise zur Verhinderung von Unfällen in mechanischen Werkstätten angewendet, in denen Werkstoffe verschiedener Art, wie Stoffe, Karton oder Leder, durch metallische Niete, ösen oder andere Teile mittels Niet- und öseinrichtungen miteinander verbunden werden.

Diese Einrichtungen müssen vor der Inbetriebnahme des Umformwerkzeuges durch die entsprechende Antriebseinheit aktiviert werden, indem sie vor dem Handhabungs- und Arbeitsbereich angebracht werden müssen. Erst nach erfolgter Sicherung des Handhabungs- und Bedienbereiches kann die Bedienperson den Umformvorgang einleiten.

Nach dem Stand der Technik bestehen derartige Sicherungseinrichtungen überwiegend aus mechanischen, starren oder bewegbaren, gitterähnlichen Vorrichtungen.

Diese gitterähnlichen Vorichtungen sind beispielsweise am Maschinengestell befestigt und müssen manuell oder mittels gesonderter Antriebe vor dem Arbeitsraum des Werkzeuges positioniert werden, bevor sich der Antrieb für das Umformwerkzeug einschalten läßt. Das Bedienpersonal ist somit daran gehindert, mit seinen Händen unter das sich bewegende und mit Kraft beaufschlagte Umformwerkzeug zu gelangen.

Die Lösungen nach dem Stand der Technik weisen im wesentlichen den Nachteil auf, daß für die Sicherungseinrichtung neben dem Werkzeugantrieb eine weitere, zusätzliche Antriebsquelle erforderlich ist. üblicherweise werden hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder vorgesehen, die die Sicherungseinrichtung betätigen und erst nach Erreichen ihrer Endstellung vor dem Arbeitsbereich das Umformwerkzeug betätigen lassen.

Derartige Einrichtungen sind darüber hinaus aufwendig zu handhaben, wodurch eine längere Zeit je Bearbeitungsvorgang erforderlich ist. Des weiteren sind Manipulationen an der Sicherungseinrichtung nicht ausgeschlossen, um beispielsweise den Bearbeitungsvorgang zu beschleunigen.

Ebenfalls ist bekannt, die Sicherung des Arbeitsbereiches dadurch zu erreichen, daß der Antrieb des Werkzeuges generell durch zwei getrennt voneinander angeordnete Schalter erfolgt, die mit zwei Händen gleichzeitig betätigt werden müssen. Auch diese Lösung ist umständlich und nicht geeignet, wenn beispielsweise mehrere übereinanderliegende, unterschiedliche Teile miteinander zu verbinden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Sicherungseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Bedienung von Niet- und ösmaschinen insgesamt vereinfacht, die Sicherheit erhöht und die Bearbeitungszeit je Bearbeitungsvorgang verkürzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Sicherungseinrichtung der eingangs genannten Art die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, daß im Arbeits- und Bedienbereich an der Maschine keine zusätzlichen Gitter oder andere mechanische Schutzvorrichtungen angeordnet sein müssen. Demzufolge kann auch auf zusätzliche Antriebsquellen und -mittel für derartige Einrichtungen verzichtet werden, wodurch die Kosten verringert werden.

Des weiteren können im Ergebnis dieser Veränderung kompliziert gestaltete oder mehrere verschiedenartige Teile, die sich nicht automatisch zuführen lassen, manuell justiert und bis zur Verbindung miteinander gehalten werden, ohne daß sich die Bedienperson verletzt.

Um die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung zu erzielen und um den Arbeitsbereich am Umformwerkzeug sicher zu gestalten, wird in besonders vorteilhafter Weise die Hebelanordnung für die Kraftübertragung zwischen dem Antrieb beziehungsweise dem Exzenter und dem Druckhebel mechanisch getrennt. In diese Trennstelle wird die Sicherungseinrichtung eingesetzt. Dazu dienen die Merkmale des Unteranspruches 2.

Die Auftrennung dieser nach dem Stand der Technik im wesentlichen starren Hebelanordnung bewirkt in Verbindung mit der geänderten, getrennten elektrischen Ansteuerung des Antriebes, daß der Kraftfluß zwischen Antrieb und Druckhebel in zwei Teilbewegungen getrennt und zeitlich versetzt angesteuert wird.

Somit läßt sich mit der ersten Teilbewegung das Umformwerkzeug im wesentlichen kraftlos bewegen. In der Zeit dieser Teilbewegung können die zu verbindenden Teile noch manuell gehalten und gegebenenfalls in ihrer Lage gegenüber dem Umformwerkzeug korrigiert werden. Die zweite Teilbewegung wird in bekannter Weise zur Umformung entsprechender Niete oder ösen und somit zur Verbindung der Teile ausgelegt, ohne daß Verletzungen möglich sind.

Der erste Teilschritt wird durch die Ansteuerung des Elektromagneten erreicht. Die Schaltung des Elektromagneten erfolgt vorteilhaft über den Bedienschalter der Maschine, wodurch dessen Stößel gegen den Stößelarm des Kipphebels drückt. Anstelle eines Elektromagneten können

ebenfalls andere, bekannte Betätigungseinrichtungen, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Stellglieder eingesetzt und für eine zweistufige Ansteuerung des Umformwerkzeuges eingesetzt werden.

In Verbindung mit den Merkmalen der Unteransprüche 3 bis 5 gibt die Auslösung des Elektromagneten dessen Stößel frei, der gegen den Stößelarm des Kipphebels drückt und diesen gegen Anlage an das Druckstück die Arretierplatte am Schieber freigibt. Der Schieber bewegt sich somit entlang dem Auswerferbolzen bis an das Gegenlager des Gehäuses. In dieser Bewegung wird der am Schieber angelenkte Druckhebel soweit verschoben, bis das Umformwerkzeug definierten Kontakt mit dem Unterstempel beziehungsweise den darauf befindlichen Teilen bekommt.

Der Druckhebel bewegt in dieser Phase oder ersten Teilbewegung das Umformwerkzeug im wesentlichen kraftlos in Richtung Umformwerkzeug. über die gegen den Schieber innerhalb des Gehäuses wirkende Druckfeder werden zusätzlieh die Reibungskräfte des Schiebers entlang dem Auswerferbolzen überwunden und die Bewegung der Massen der Einzelteile der Hebelanordnung für den ersten Teilschritt unterstützt.

Dem Druckstück obliegen in dieser Zeit die Aufgaben, einerseits den Kipphebel federnd in einer sicheren Ruhelage zu halten und andererseits nach erfolgter Arbeitsbewegung der Hebelanordnung in die Ruhelage zur Sicherung der Bewegung des Umformwerkzeuges zurückzudrücken.

Die Maßnahmen der Merkmale des Unteranspruches 6 sind insbesondere dazu geeignet, die Position des Auswerferbolzens entlang seiner Achse zu verstellen und in einer geeigneten Stellung festzulegen. Somit kann einerseits die Weglänge und andererseits die Druckkraft des Schie-

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6 -

bers innerhalb des Gehäuses bezüglich des Druckhebels variabel eingestellt werden.

Zur Einleitung des zweiten Teilschrittes der Arbeitsbewegung des Umformwerkzeuges sind die Merkmale der Unteransprüche 7 und 8 geeignet. Wenn das Umformwerkzeug nach seinem ersten Teilschritt eine festgelegte Sollstelle gegenüber dem Unterstempel und dem Werkstück erreicht hat, wird der Endschalter für den Antrieb des Exzenters betätigt.

Die Schaltfahne für die Auslösung des Schaltzeitpunktes ist zu diesem Zweck innerhalb der nicht zugängigen Verkleidung der Niet- und ösmaschine angeordnet. Vorteilhaft erfolgt die Anordnung gegenüber dem Endschalter dabei beispielsweise am Stößel für das Umformwerkzeug so, daß der Antrieb erst nach einer einstellbaren, geringen Verzögerung geschaltet wird. Dadurch wird der zweite Teilschritt eingeleitet und die unterbrochene Verbindung in der Hebelanordnung wieder hergestellt. Die Verzögerungszeit beträgt vorteilhaft einige Zehntelsekunden.

Der durch den Motor beaufschlagte Exzenter drückt somit im zweiten Teilschritt das Gehäuse der Sicherungseinrichtung gegen den Schieber, der seinerseits unter weiterer Krafteinwirkung den Druckhebel und den mit diesem gekoppelten Stößel und das Umformwerkzeug bis zur Vollendung des Umformvorganges bewegt. Die Rückführung des Umformwerkzeuges mit der gekoppelten Hebelanordnung erfolgt in bekannter Weise.

Nach Abschluß der Rückführbewegung klinkt sich die Arretierplatte hinter der Sperre des Kipphebels in ihre Ruhelage ein, wodurch das Umformwerkzeug gegen unbeabsichtigte Bewegung gesichert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Gemäß der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung ein Gehäuse auf, das mit der Pos. 1 bezeichnet ist.

Das Gehäuse 1 ist einerseits mit einem Gegenlager 1.1 mit Klemmschrauben 1.2. versehen und ist andererseits mit einem Exzenter 2 über ein Zwischenstück 2.1 mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit einer Niet- und ösmaschine, beispielsweise einem Elektromotor, verbunden.

In dem Gehäuse 1 ist in Wirkungsrichtung der vom Exzenter 2 ausgehenden Kraft eine Führung 3 für einen Auswerferbolzen 4 vorgesehen, dessen Bund 4.1 einerseits in der Führung 3 gleitbar gelagert ist und andererseits an der Bolzenseite als Anschlag für eine Druckfeder 5 dient.

Am Auswerferbolzen 4 ist ein Schieber 6 mittels Lagerbuchse 6.1 verschiebbar gelagert, wobei an einer Schwenkachse 7 des Schiebers 6 ein Druckhebel 8 angelenkt ist, der üblicherweise für die Kraftübertragung vom Antrieb auf das Umformwerkzeug vorgesehen ist. Am Schieber 6 ist weiterhin mittels Schrauben 9 eine Arretierplatte 10 befestigt. Die Arretierplatte 10 ist einem Anschlag 11 mit Stellschraube 12 und der Druckfeder 5 gegenüberliegend angeordnet.

Parallel zum Auswerferbolzen 4 ist dem Schieber 6 gegenüberliegend ein Kipphebel 13 in einer Bohrung 14 im Gehäuse 1 an einer Kippachse 15 gelagert.

Der Kipphebel 13 weist einerseits einen distalen Sperrarm 16 und andererseits einen distalen und dem Sperrarm 16 40

gegenüberliegenden Stößelarm 17 auf. Am Sperrarm 16 ist eine Sperre 18 angeordnet, die die Arretierplatte 9 des Schiebers 6 hintergreift, wodurch dieser an der Stellschraube 12 des Anschlages 11 und gegen den Druck der Feder 5 anliegt.

Am Sperrarm 16 des Kipphebels 13 ist eine Schräge 19 vorgesehen, die in Verbindung mit einem im Gehäuse 1 angeordneten Spannstift 20 zur Lagebegrenzung des Kipphebels 13 vorgesehen sind.

An der zeichnungsgemäß rechten Seite ist das Gehäuse 1 mit einer Platte 21 abgedeckt, in der ein Gehäuse 22 mit einem federnden Druckstück 23 lageverstellbar eingeschraubt ist. Das Gehäuse 22 ist so angeordnet, daß das Druckstück 23 gegen den Kipphebel 13 in einem definierten Abstand zur Kippachse 15 zwischen dieser und der Sperre 18 anliegt. Das Druckstück 23 dient somit der Rückführung und Lagefixierung des Kipphebels 13 in seiner Sperrstellung.

In der Platte 21 ist weiterhin für den Kipphebel 13 als Betätigungseinrichtung ein Elektromagnet 24 angeordnet, dessen Stößel 25 mit dem Stößelarm 17 des Kipphebels 13 in Verbindung steht. Über nicht dargestellte Kabel ist der Elektromagnet 24 mit einem der Niet- und öseinrichtung zugehörigen Bedienschalter verbunden, über den der Elektromagnet 24 geschaltet wird. Der Stößel 25 wird somit in bereits beschriebener Weise zur Betätigung des Kipphebels 13 eingesetzt. Anstelle eines Elektromagneten 24 sind ebenfalls andere Betätigungseinrichtungen, wie hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder oder andere Einrichtungen, einsetzbar.

Das Gehäuse 1 ist schließlich mit Schrauben 26 am 40

Zwischenstück 2.1 des Exzenters 2 und die Platte 21 ist mit Schrauben 27 am Gehäuse 1 befestigt.

Die in der Zeichnung mit dünnen strich-punktierten Linien dargestellte Kontur des Kipphebels 13 stellt seine Position nach Auslösung aus seiner Ruhestellung durch den Stößel 25 dar. Der Schieber 6 nimmt somit in Verbindung mit dem Druckhebel 8 als ersten Teilschritt die zeichnungsgemäß obere Lage ein, wodurch gleichzeitig das Umformwerkzeug kraftlos abgesenkt worden ist.

Die ebenfalls strich-punktierten Körperkanten des zeichnungsgemäß oberen Teiles des Gehäuses 1 mit dem Auswerferbolzen 4 veranschaulicht die Endlage der Sicherungseinrichtung nach Ausführung des zweiten Teilschrittes.

Die Antriebseinrichtung ist zwischenzeitlich durch den nicht dargestellten Endschalter geschaltet worden und der Exzenter 2 hat das gesamte Gehäuse 1 in die Endlage geschoben. Jetzt überträgt nur der Anschlag 11 die Kraft des Exzenters 2 auf den Schieber 6, der sich bereits in der oberen Stellung befindet. Der Schieber 6 wird somit kraftbeaufschlagt und geringfügig mit dem Druckhebel 6 zur Umformung entsprechender Teile bewegt. Die Stellschraube 12 am Anschlag 11 dient dabei zur Verstellung der Umformkraft beziehungsweise der Länge des Weges, den das Umformwerkzeug unter Krafteinwirkung gegen den Unterstempel zurücklegt.

- Ansprüche -

• ·

— 1 —

Aufstellung der Bezugszeichen

1	1	Gehäuse
1.	2	Gegenlager
1.		Klemmschraube
2	1	Lagerschale/Exzenter
2.		Zwischenstück
3		Führung
4	1	Auswerferbolzen
4.		Bund
5		Druckfeder
6	1	Schieber
6.		Lagerbuchse
7		Schwenkachse/Bolzen
8		Druckhebel
9		Schraube
10		Arretierplatte
11		Anschlag
12		Stellschraube mit Mutter
13		Kipphebel
14		Bohrung
15		Kippachse
16		Sperrarm
17		Stößelarm
18		Sperre
19		Schräge
20		Spannstift
21		Platte
22		Gehäuse
23		Druckstück
24		Betätigungseinrichtung, Elektromagnet
25		Stößel
26		Schraube
27	Schraube

Claims

Schutzansprüche

1. Sicherungseinrichtung zur Verhinderung des Eingriffs in den Arbeitsbereich von Umformwerkzeugen von Niet- und ösmaschinen zum Verbinden metallischer und nichtmetallischer Einzelteile mit einem Werkstück, insbesondere zum Ansetzen von Kleinmetallwaren, wobei das Umformwerkzeug in seinem Arbeitsbereich und im Handhabungsbereich des Bedienpersonals vor seiner Inbetriebnahme durch mechanische Sicherungen geschützt ist und wobei das Umformwerkzeug nach erfolgter Sicherung über eine Hebelanordnung, bestehend aus einem Stößel und einem mit diesem korrespondierenden Druckhebel, mit einem Exzenter einer schaltbaren Antriebseinheit verbunden ist, wobei das Umformwerkzeug unter Krafteinwirkung gegen einen zugeordneten Unterstempel bis zur Verformung des Einzelteiles und Verbindung mit dem Werkstück verschiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Hebelanordnung zwischen der Antriebseinheit und dem Umformwerkzeug mechanisch derart getrennt ist, daß das Umformwerkzeug in einem ersten Teilschritt nach Betätigung einer ersten Schalteinrichtung ohne Sicherung des Arbeitsbereiches im wesentlichen kraftlos bis zur Kontaktgabe mit dem auf dem Unterstempel angeordneten Werkstück bewegbar ist und daß in einem zweiten Teilschritt das Umformwerkzeug nach Kontaktgabe mit dem Werkstück und dem Unterstempel mit einer zweiten Schalteinrichtung für die Schaltung der Antriebseinheit zur Kraftübertragung verbunden ist.

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2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Wirkungsrichtung der Kraft zwischen dem Exzenter (2) und dem Druckhebel (8) ein Gehäuse (1) eingesetzt ist, in dem ein Schieber (6) an einem Auswerferbolzen (4) verschiebbar gelagert und am Druckhebel (8) angelenkt ist, daß weiterhin am Schieber (6) eine Arretierplatte (10) befestigt ist, die mit einem parallel zum Schieber (6) am Gehäuse (1) an einer Kippachse (15) gelagerten Kipphebel (13) derart in Verbindung steht, daß eine an einem dem Kipphebel (13) zugeordneten Sperrarm (16) vorgesehene Sperre (18) die Arretierplatte (10) hintergreift und daß der Kipphebel (13) mit einer Betätigungseinrichtung, beispielsweise mit einem Stößel (25) eines Elektromagneten (24), verbunden ist.

3. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) in seiner Ruhestellung einerseits gegen eine zwischen einem Bund (4.1) des Auswerferbolzens (4) und dem Schieber (6) angeordnete Druckfeder (5) und einen Anschlag (11) gepreßt ist und andererseits mit der Arretierplatte (10) an der Sperre (18) anliegt.

4. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) mittels einer Schwenkachse (7) beweglich mit dem Druckhebel (8) verbunden ist.

5. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (25) des elektrisch angeregten Elektromagneten (24) am Stößelarm (17) des Kipphebels (13) angreift, wodurch der Kipphebel (13) gegen ein zwischen der Sperre (18) und der Kippachse (15) am Sperrarm (16) anliegendes Druckstück (23) aus seiner Sperrstellung kippbar ist.

6. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferbolzen (4) mit seinem Bund (4.1) in einer Führungsbohrung (3) und im Gegenlager (1.1) des Gehäuses (1) zur Verstellung der Vorspannung der Feder (5) verstell- und feststellbar gelagert ist.

7. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung außerhalb des Eingriffs einer Bedienperson vorgesehen und als Endschalter ausgebildet ist, der nur bei Kontaktgabe des Umformwerkzeuges mit dem auf dem Unterstempel aufliegenden Werkstück die Antriebseinheit für den Exzenter (2) schaltet.

8. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endschalter mit einer vorzugsweise am Stößel der Hebelanordnung verstellbar angeordneten Schaltfahne derart in Wirkverbindung steht, daß der Endschalter die Antriebseinheit für den Exzenter (2) gegenüber der Auslösung des Schiebers (6) variabel verstellbar und verzögert schaltet.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnung -