AT392251B - Vorrichtung zum ausrichten eines bleibend verformbaren verbindungsteiles - Google Patents

Description

AT 392 251 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten eines bleibend verformbaren Verbindungsteiles, der an einem Werkstück angeformt bzw. befestigt ist, mit mehreren in Förderrichtung aufeinanderfolgenden Ausrichtstationen und einer, diesen Ausrichtstationen zugeordneten Transporteinrichtung für Werkstücke.

Eine Vorrichtung zum Ausrichten von Werkstücken, insbesondere Kontaktniete ist aus der DE-OS 25 53 590 bekannt. Diese Vorrichtung dient dazu, um die Kontaktniete in eine gewünschte Soll-Lage zu verbringen, sie in dieser einheitlichen gleichen Lage zu einer Entnahmestelle zu transportieren und sie dort einer weiteren Bearbeitung, beispielsweise einem Montagevorgang zuzuführen. Zum Ausrichten des vom Nietkopf vorspringenden Nietschaftes dienen senkrecht zur Förderebene und parallel zur Förderrichtung verlaufende im Abstand beidseits des Nietschaftes angeordnete Führungselemente. Mit diesen wird jeder Kontaktniet in einer Lage gehalten, in der der Nietschaft senkrecht zur Förderebene ausgerichtet ist Die relative Lage der Nietschafte, beispielsweise gegenüber dem Nietkopf kann durch diese Führungselemente nicht verändert werden.

Weiters sind auch Vorrichtungen zum Ausrichten eines plastisch verformbaren Verbindungsteiles, der an einem Werkstück angeformt bzw. an diesem befestigt ist, bekannt. Solche Vorrichtungen sind in den österreichischen Patenten 341 426 und 348 419 für Werkstücke beschrieben, deren Verbindungsteile vom Werkstück abstehen, weshalb die Werkstücke häufig aneinanderhängen. Mit den aus den österreichischen Patenten bekannten Vorrichtungen werden jedoch nicht die Verbindungsteile ausgerichtet, sondern die Werkstücke, welche solche Verbindungsteile aufweisen können.

Es gibt jedoch Bauteile, wie beispielsweise Kohlen für Elektromotore, deren eingegossene Anschlußlitzen sich nach der Produktion und während des Transportes in völlig unterschiedlichen Richtungen plastisch verformen oder sich um die Kohle herumschlingen. Vielfach wird bei diesen Werkstücken versucht, vorerst die plastisch verformbaren, Litzen manuell grob auszurichten, um dann die endgültige Ausrichtung mittels Greifern in einem Durchlauf durch verschiedene Arbeitsstationen vorzunehmen. Vielfach erfolgt das Ausrichten mittels der Montagegreifer erst unmittelbar vor dem Einbau der Kohle. Dadurch ergeben sich insbesondere bei vollautomatisierten Montageanlagen für solche Bauteile Schwierigkeiten, da bei einem Ausrichten der Bauteile unmittelbar am Montageplatz bei Verzögerungen oder unrichtigen Ausrichtvorgängen die gesamte Montagestraße gestört ist. Darüberhinaus wurden in vielen Fällen die Litzen beim Straffziehen mit den Greifern beschädigt.

Die Aufgabe liegt nun darin, bei Werkstücken, die mit plastisch verformbaren Verbindungsteilen versehen sind, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Ausrichten der angeformten bzw. an den Werkstücken befestigten Verbindungsteile in dem gewünschten Verlauf relativ zum Werkstück sichergestellt werden kann. Darüberhinaus soll auch die Möglichkeit geschaffen werden, die Werkstücke mit in einer vorgegebenen Richtung ausgerichteten Verbindungsteilen für die nachfolgende Montage bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die den Ausrichtstationen zugeordneten Transporteinrichtungen Führungen und Antriebe für das Werkstück aufweisen und daß das Werkstück in den Führungen in zueinander verschiedenen Lagen, bezogen auf dessen Lage und Förderrichtung in der Führung der ersten Ausrichtstation geführt ist und daß die Ausrichtstationen aus je zwei Führungselementen bestehen, welche zu beiden Seiten der Führung der Transporteinrichtung mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und mindestens zwei in Gegenförderrichtung weisende, insbesondere in Förderrichtung ansteigende Führungsflächen und/oder entlang der Transporteinrichtung zueinander geneigte Führungsflächen aufweisen und daß gegebenenfalls nach der letzten vom Werkstück passierten Ausrichtstation eine zusätzliche, gegenüber einer Führung der Transporteinrichtung verstellbare Richtvorrichtung für den Verbindungsteil angeordnet ist. Die überraschend einfache Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht es nun, daß gleichzeitig mit dem Ausrichten des Verbindungsteils in zwei verschiedenen Richtungen parallel zur Transportebene ein Ausrichten des Verbindungsteüs in Höhenrichtung, also senkrecht zur Transportebene erfolgt Durch diese kombinierte seitliche und höhenmäßige Ausrichtung parallel zur Transportebene sowie in zwei verschiedenen winkelig zueinander verlaufenden Vertikalebenen kann der Verbindungsteil in eine vorher definierte Lage geführt werden. Vor allem ist es durch die Vorrichtung möglich, beim Durchlauf durch die erste Ausrichtstation den Verbindungsteil in eine X-Z-Ebene zu verbringen, wenn die X-Achse eines zum besseren Verständnis der Erfindung zur Beschreibung verwendeten X-Y-Z-Koordinatensystems parallel zur Förderrichtung verläuft. Durch die nachgeordnete weitere Ausrichtstation ist es dann möglich, den Verbindungsteil in eine Y-Z-Ebene zu verbringen. Gleichermaßen ist es aber auch möglich, bei entsprechender Gestaltung der Ausrichtstationen dem Verbindungsteil einen räumlichen Verlauf beispielsweise in der Y-Z-Ebene gegenüber der Z-Achse unter 45° in Richtung der X-Achse geneigt oder über den Längsverlauf geknickt zu geben.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsflächen der Ausrichtstationen quer zur Transporteinrichtung in dem der Transporteinrichtung unmittelbar benachbarten Bereich einen größeren Abstand voneinander aufweisen, wie in dem von dieser distanzierten Bereich. Durch die nach oben verlaufende Verjüngung des Ausrichtkanals für die Verbindungsteile wird im Durchlauf eine kontinuierliche Ausrichtung derselben erreicht und ein Verspießen bzw. Verhängen der auszurichtenden Verbindungsteile in der Vorrichtung vermieden. Dadurch, daß die Führungsflächen der Ausrichtstationen zwar in dem der Transporteinrichtung unmittelbar benachbarten Bereich einen größeren Abstand voneinander, d. h. quer zur Förderrichtung aufweisen, wie in dem von dieser distanzierten Bereich wird ein allmählich stärkeres Ausrichten der verformten Verbindungsteile durch plastische Verformung in die X-Z-Ebene erreicht. Zudem wird es erfindungsgemäß ermöglicht, daß bei einem Abstand zwischen den Fährungsflächen in der Ausrichtstation, der kleiner ist, als eine -2-

AT 392 251 B äußere Abmessung des Teils senkrecht zur X-Z-Ebene ein zu einem Knäuel zusammengedrückter Verbindungsteil in Richtung der X-Z-Ebene grob ausgerichtet werden kann, sodaß mit einem nachfolgenden Ausrichtvorgang in eine Y-Z-Ebene während der das Werkstück parallel zur Z-Achse transportiert wird, auch ein Ausrichten des Verbindungsteils in Richtung der Z-Achse ermöglicht wird.

Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform bei der sich die Förderrichtungen des Werkstückes in den, den Ausrichtstationen zugeordneten Transporteinrichtungen unter 90° schneiden. Dadurch, daß sich die Förderrichtungen des Werkstückes in den, den Ausrichtstationen zugeordneten Transporteinrichtungen unter 90° schneiden, wird das Werkstück bezogen auf ein für beide Förderrichtungen gemeinsames Koordinatensystem zuerst in der X- und dann in der Y-Richtung bewegt. Dies ermöglicht andererseits, daß der Verbindungsteil in Richtung der X-Z-Ebene und der Y-Z-Ebene ausgerichtet und somit durch zwei Ausrichtvorgänge in eine annähernd dem Verlauf der Z-Achse entsprechende Lage verbracht werden kann.

Weiters ist es auch möglich, daß die Richtvorrichtung ein, auf einer Führung mit einem Antrieb verschiebbarer zweiteiliger Greifer ist, welcher zum Umfassen des Verbindungsteiles vorgesehen ist und eine dem Werkstück unmittelbar benachbarte und eine vom Werkstück entfernte Endstellung aufweist, wobei insbesondere die Bewegungsbahn der Richtvorrichtung dem gewünschten Verlauf des Verbindungsteiles entspricht. Diese Ausführungsvariante bringt vor allem dann Vorteile, wenn es sich bei den Verbindungsteilen um sehr weiche, plastische Materialien handelt, die vor der Montage straffzuziehen sind. Vor allem ist diese Merkmalskombination beim Ausrichten von Kupferlitzen, die in Werkstücke bildende Kohlekörper eingegossen sind, vorteilhaft, da damit auch der nachfolgende Schweißvorgang nach dem Einbau der Kohlen erleichtert wird. Darüberhinaus kann durch die Verwendung eines zweiteiligen Greifers der Verbindungsteil knapp oberhalb des Werkstückes erfaßt werden, da durch die vorgeschalteten Ausrichtvorrichtungen auch bei nicht einwandfreier Ausrichtung des Verbindungsteiles erreicht worden ist, daß der Verbindungsteil vom Werkstück abgehoben wird. Durch das Erfassen und das vorangehende Wegbiegen des Verbindungsteiles von der diesem zugewandten Oberfläche des Verbindungsteiles in diesem Bereich durch die vorher durchlaufenen Richtstationen wird sichergestellt, daß beim Schließen des Greifers die übrigen Bereiche des Verbindungsteiles nicht zwischen den Greiferteilen eingeklemmt oder von diesen abgezwickt werden können.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Ausrichten eines plastisch verformbaren Verbindungsteiles in vereinfachter schaubildlicher Darstellung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, in der auch der vorgeschaltete Schwingförderer sowie die vor- und nachgeordnete Orientier- oder Sortiervorrichtungen dargestellt sind;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Transporteinrichtung mit einer Stimansicht einer Ausrichtstation gemäß den Linien (III-III) in Fig. 1 und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Transporteinrichtung mit einer Stimansicht einer Ausfuhrungsvariante einer Ausrichtstation.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Vorrichtung (1) zum Ausrichten eines plastisch verformbaren Verbindungsteiles (2), der an einem Werkstück (3) angeformt bzw. befestigt ist, dargestellt.

Das Werkstück (3) ist bei der beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung (1) eine Kohle (4), z. B. für einen Elektromotor oder einen Elektrostarter eines Kraftfahrzeuges. In dieser Kohle (4) ist eine Anschlußlitze (5) eingegossen bzw. eingepreßt die den Verbindungsteil (2) bildet. Diese Anschlußlitze (5) besteht aus einer Vielzahl von zusammengeflochtenen feinen Drähten, ist daher plastisch. Sie wird während des Transportes der Kohlen sehr stark deformiert, wickelt sich teilweise um die Kohlen (4) bzw. legt sich direkt an der Oberfläche der Kohlen an.

Sollen diese Kohlen (4) nun für eine vollautomatische Montage in einer Fertigungsstraße lagerichtig zugeführt werden, ist es notwendig, die Anschlußlitze (5) in eine senkrecht zur Kohlefläche (6) verlaufende Stellung zu bringen.

Wie bei der Kohle (4) ersichtlich, ist die Anschlußlitze (5) in sämtlichen Raumrichtungen verbogen und geknickt. Um die Anschlußlitze (5) auszurichten, wird sie entlang einer Transporteinrichtung (7) in der Förderrichtung - Pfeil (8) - vorwärtsbewegt. Diese umfaßt eine Fördervorrichtung (9) mit einem Werkstückhalter (10), der mit einem Antrieb (11) verbunden ist, von dem nur die Kolbenstange (12) einer druckmittelbetätigbaren Zylinder-Kolbenanordnung dargestellt ist. Der Werkstückhalter (10) ist in einer Führung (13) der Transporteinrichtung (7) geführt. Entlang dieser Führung (13) wird die Anschlußlitze (5) zwischen Führungselementen (14), (15) einer Ausrichtstation (16) hindurchbewegt. Wie ersichtlich ist, sind die stirnseitigen Führungsflächen (17), (18) in Förderrichtung - Pfeil (8) - ansteigend geneigt ausgebildet. Darüberhinaus weisen die beiden einander zugewandten Führungsflächen (19), (20) der Führungselemente (14), (15) im Bereich der sowie in Richtung quer zur Transporteinrichtung (7) einen größeren Abstand (21) voneinander auf, als in dem von der Transporteinrichtung (7) distanzierten Bereich, wo dieser Abstand nur mehr das Maß (22) beträgt.

Im Anschluß an die Transporteinrichtung (7) ist eine unter 90° dazu verlaufende Transporteinrichtung (23) angeordnet, die eine Fördervorrichtung (24) mit einer Führung (25), einen Werkstückhalter (26) und einen -3-

Claims (4)

1. AT 392 251 B durch eine druckmittelbetätigbare Zylinder-Kolbenanordnung (27) gebildeten Antrieb (28) umfaßt, Mittels der Fördervorrichtung (24) werden die Kohlen, z. B. eine Kohle (29), die bereits die Ausrichtstation (16) passiert hat, in der Förderrichtung - Pfeil (30) - weitergeschoben. Wie ersichtlich, ist die Anschlußlitze (31) dieser Kohle (29) in einer in Förderrichtung - Pfeil (8) -senkrechten Vertikalebene ausgerichtet und das Ende (32) der Anschlußlitze (31) ist über das Niveau der Kohlefläche (33) angehoben. Die Anschlußlitze (31) ist zwar in sich noch stark plastisch verformt, und in ihrem Verlauf gekrümmt, sie ist jedoch bereits in einer Raumrichtung ausgerichtet und in der Höhenrichtung vorgerichtet. Mit dem Werkstückhalter (26) wird die Kohle (29), die das Werkstück (3) bildet, durch die Ausrichtstation (34) hindurchbewegt. Die Ausrichtstation (34) weist zwei zueinander parallel verlaufende und einander gegenüberliegende Führungsflächen (35) auf. Die stimseitige Führungsfläche (36) ist in Fördemchtung - Pfeil (30) - ansteigend geneigt ausgebildet. Wie anhand der die Ausrichtstation (34) bereits passierten Kohle (37) zu sehen ist, wurde mit den Führungsflächen (35), (36) die Anschlußlitze nunmehr in der zweiten Raumrichtung sowie der Höhe nach weiter ausgerichtet, sodaß sie schon annähernd senkrecht zur Kohlefläche (38) verläuft. Die Anschlußlitze ist noch deformiert, aber im wesentlichen in den drei Hauptraumrichtungen ausgerichtet. Um die Anschlußlitze nunmehr straffzuziehen, ist eine Richtvorrichtung (39) angeordnet, die einen Greifer (40) umfaßt, der zwei Greiferarme (41) und (42) aufweist. Der Greifer (40) ist aus einer im Bereich der Kohlefläche (38) befindlichen bzw. dieser unmittelbar benachbarten Endstellung - mit dünnen Linien angedeutet - in die in vollen, starken Linien gezeichnete Endstellung entlang einer geradlinigen Führung (43) mittels eines Antriebes (44) verstellbar. Die beiden Greiferarme (41), (42) sind über Antriebe gegeneinander verschwenkbar, sodaß sie in der der Kohlefläche (38) benachbarten Endstellung an den Verbindungsteil (2) herangeschwenkt werden können, um in geschlossenem Zustand hochgehoben zu werden. Dadurch wird die Anschlußlitze in die aus der Zeichnung ersichtliche straffe Stellung verbracht. Durch die stufenweise aufeinanderfolgenden Ausrichtvorgänge wird insbesondere gewährleistet, daß, wenn auch die Anschlußlitzen im Bereich der Richtvorrichtung (34) noch nicht straff bzw. geradlinig ausgerichtet sind, erreicht wird, daß die Enden (32) der Anschlußlitzen sich oberhalb der Kohlefläche (6), (33), (38) befinden, sodaß die Greiferarme (41), (42) beim Schließen die Anschlußlitzen nicht einklemmen bzw. abdrücken oder zerstören können. Aus Figur 2 ist weiters ersichtlich, daß der Transportvorrichtung (7) ein Schwingförderer (45) vorgeordnet ist, in dessen Verlauf Orientiervorrichtungen (46) vorgesehen sind, um die Kohlen in einer bestimmten Ausrichtung insbesondere dann, wenn die Anschlußlitze nicht mittig in der Kohlefläche (6), (33), (38) angeordnet ist - auszurichten. Um die Zuführung der Kohlen mit den ausgerichteten Anschlußlitzen zu einer vollautomatischen Verarbeitung oder Einlegestation zu ermöglichen, sind im Anschluß an die Transporteinrichtung (23) weitere Orientier- bzw. Sortiervorrichtungen (47) angeordnet. Selbstverständlich können nach diesen Orientiervorrichtungen auch Pufferstrecken bzw. Meßstrecken oder dergleichen vorgesehen sein, bevor die Kohlen in der Fertigungsstraße in die herzustellenden Werkstücke eingebaut werden. In Figur 3 ist zur besseren Erläuterung eine Stimansicht der Ausrichtstation (16) in größerem Maßstab gezeigt, wobei ersichtlich ist, daß durch die in Höhenrichtung ständige Verengung bzw. Verringerung des Abstandes (21') auf das Maß (22) zwischen den beiden Führungsflächen (19), (20) eine in Höhenrichtung immer stärker zunehmende Ausrichtung der Anschlußlitze, bei deren Durchbewegung durch die Ausrichtstation (16) bzw. zwischen den beiden Führungselementen (14), (15) auftritt. In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante einer Ausrichtstation (48) gezeigt, die bei einem Werkstück (3) eingesetzt werden kann, bei welchem der Verbindungsteil nicht zentrisch in der Kohlefläche (6), (33), (38) angeordnet ist. Damit sind zwei verschiedene Stellungen des Verbindungsteiles (2) möglich, sodaß die Ausrichtstation (48) zwei Paare von gleichartigen Führungsflächen (49) bzw. (50) umfaßt Damit können auch derartige Teile mit unsymmetrischer Anordnung des Verbindungsteiles, ohne daß zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen noch eine eindeutige Orientierung durchgeführt werden muß, bearbeitet werden. Mit Vorteil würde diese Station, wenn der Verbindungsteil nur in einer Richtung aus der Längsmitte versetzt ist, anstelle der Ausrichtstation (34) eingesetzt werden. Ist der Verbindungsteil zur Gänze außermittig angeordnet, sind bei beiden Ausrichtstationen solche gemäß Fig. 4 einzusetzen. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Ausrichten eines bleibend verformbaren Verbindungsteiles, der an einem Werkstück angeformt bzw. befestigt ist, mit mehreren in Förderrichtung aufeinanderfolgenden Ausrichtstationen und einer, diesen Ausrichtstationen zugeordneten Transporteinrichtung für Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ausrichtstationen (16, 34, 48) zugeordneten Transporteinrichtungen (7, 23) Führungen (13, 25) -4- AT 392 251 B und Antriebe (11, 28) für das Werkstück (3) aufweisen und daß das Werkstück (3) in den Führungen (13, 25) in zueinander verschiedenen Lagen, bezogen auf dessen Lage und Förderrichtung (8) in der Führung (13) der ersten Ausrichtstation (16; 48) geführt ist und daß die Ausrichtstationen (16, 34) aus je zwei Führungselementen (14,15) bestehen, welche zu beiden Seiten der Führung (13, 25) der Transporteinrichtung (7, 23) mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und mindestens zwei in Gegenförderrichtung weisende, insbesondere in Förderrichtung (8, 30) ansteigende Führungsflächen (17, 18) und/oder entlang der Transporteinrichtung (8,30) zueinander geneigte Führungsflächen (19, 20) aufweisen und daß gegebenenfalls nach der letzten vom Werkstück (3) passierten Ausrichtstation (34) eine zusätzliche, gegenüber einer Führung (25) der Transporteinrichtung (23) verstellbare Richtvorrichtung (39) für den Verbindungsteil (5) angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (19, 20; 49, 50) der Ausrichtstationen (16, 34; 48) quer zur Transporteinrichtung (7, 23) in dem der Transporteinrichtung (7,23) unmittelbar benachbarten Bereich einen größeren Abstand (21) voneinander aufweisen, wie in dem von dieser distanzierten Bereich.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Förderrichtungen (8, 30) des Werkstückes (3) in den, den Ausrichtstationen (16, 34) zugeordneten Transporteinrichtungen (7, 23) unter 90° schneiden.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtvorrichtung (39) ein, auf einer Führung (43) mit einem Antrieb (44) verschiebbarer zweiteiliger Greifer (40) ist, welcher zum Umfassen des Verbindungsteiles (5) vorgesehen ist und eine dem Werkstück (3) unmittelbar benachbarte und eine vom Werkstück (3) entfernte Endstellung aufweist, wobei insbesondere die Bewegungsbahn der Richtvorrichtung (39) dem gewünschten Verlauf des Verbindungsteiles (2) entspricht Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-