Werkstück-Transportaggregat für eine Transferstrasse
Es sind bereits Werkstückträger bekannt, bei welchen drehbare Werkstückhalter an ihrerseits um eine Achse schwenkbaren, aber nicht gegeneinander beweglichen Armen angebracht sind, wobei ein Werkstück zwischen den beiden Armen an den Werkstückhaltern befestigt und mit den Werkstückhaltern in verschiedene, zur Bearbeitung geeignete Drehlagen gebracht werden kann. Der Nachteil dieser Einrichtungen besteht darin, dass die Werkstückhalter selbst so beweglich sein müssen, dass das Werkstück zwischen ihnen eingespannt werden kann, oder es ist erforderlich, das Werkstück durch besondere Massnahmen an den immer denselben gegenseitigen Abstand aufweisenden Werkstückhaltern zu befestigen.
Ferner ist z. B. bei Übergabevorrichtungen bekannt, zwei um eine waagrechte Achse gemeinsam schwenkbare Arme vorzusehen, die auf ihrer Schwenkachse zueinander verschiebbar sind und an ihren äusseren Enden Greifbacken besitzen, die auf rein mechanischem Wege um ebenfalls waagerechte Achsen drehbar sind.
Es ist allerdings für ein Handwerkzeug auch bekannt, dasselbe mit mindestens einer Greifzange für das Werkstück auszurüsten, welche Greifzange um Drehzapfen schwenkbar gelagerte Zangenarme aufweist und in deren Zangenarmen Halteorgane für das Werkstück je um eine zu den erwähnten Drehzapfen im wesentlichen unter rechtem Winkel stehende Achse drehbar angeordnet sind. Die Einspannung des Werkstückes kann also hier in einfacher Weise durch eine Zangenbewegung erfolgen, während das so eingespannte Werkstück durch Drehen der Halteorgane in den Zangenarmen in verschiedene gewünschte Drehlagen gebracht werden kann.
Die Erfindung betrifft ein Werkstück-Transportaggregat mit mindestens einer zweckmässig dieser letztgenannten an sich bekannten Zangenkonstruktion an einem Handwerkzeug entsprechend ausgebildeten Greifzange und Kamm die Voraussetzungen zu schaffen zu der brauchbaren Verwendung derselben in einer automatisch arbeitenden Transferstrasse. Das erfindungsgemässe Werkstück-Transportaggregat ist dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Steuermittel zur Verschwenkung der Zangenarme um die Drehzapfen vorgesehen sind und dass mindestens in einem der Zangenarme nicht mechanische, z.
B. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch arbeitende Teile umfassende Steuerorgane zur Drehung des bzw. der Halteorgane um einen durch Anschläge bestimmten Winkel untergebracht sind, wobei die Verschwenkung der Zangenarme und die Drehung des bzw. der Halteorgane unabhängig voneinander erfolgen können und die Halteorgane unabhängig von der Zangenstellung und mit eingesetztem Werkstück drehbar sind. Durch diese Aufteilung, rein mechanische Steuermittel für die Betätigung der Zangenarme und z. B. pneumatische Mittel umfassende Steuerorgane für die Betätigung der Halteorgane kann ohne Anwendung besonders komplizierter Mechanismen ermöglicht sein, die Steuerbefehle für die Halteorgane in die an sich auch beweglich gelagerten Zangenarme zu geben. Dabei kann die durch die z.
B. elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Steuermittel nur bezüglich Richtung und Geschwindigkeit bestimmte Bewegung durch mechanische Anschläge begrenzt sein. Mit dieser Kombination kann die Betätigung der Zangenarme und der drehbaren Halteorgane für das Werkstück in den Zangenarmen mit konstruktiv einfachen und durchaus zuverlässigen Mitteln im Gegensatz zu dem bekannten Handwerkzeug, bei welchem alle Teile von Hand bewegt wurden, automatisch und maschinell steuerbar sein.
Es ist zwar an sich auch bereits bekannt, einfache Greifer und Zangen aller Art z. B. mittels pneumatischer oder hydraulischer Kolben zu betätigen, wobei die Kolben in feststehenden Zylindern beweglich sind.
Im folgenden ist anhand der Zeichnung ein auf dieser dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Werkstück-Transportaggregates näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Transportaggregat nach Linie I-I in Fig. 2.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Transportaggregates von links in Fig. 1 mit geschnittenen Teilen.
Die eigentliche Greifzange des Transportaggregates weist zwei Greifarme 1 und 2 auf, die auf Zapfen 3 bzw. 4 schwenkbar gelagert sind. Die Zapfen 3 und 4 sind an einem vertikal verschiebbaren Schlitten 5 befestigt, welcher normalerweise mittels Schrauben 6 an einem Träger 7 befestigt ist. In seinem unteren Teil weist der Träger 7 eine annähernd halbzylindrische Ausnehmung 8 auf, mit welcher er an einer Schubstange 9 liegt, welche Schubstange in nicht näher dargestellter und beschriebener Weise um ihre Achse gedreht und in axialer Richtung verschoben werden kann. In der Schubstange 9 sitzt eine Befestigungsschraube 10, auf welche eine Hülse 11 spielfrei aufgesetzt ist und welche mit Spiel durch eine Bohrung des Trägers 7 durchragt.
Zwischen einer an der Hülse 11 liegenden Scheibe 12 und einer ähnlichen Scheibe 13 mit einer kugeligen Fläche 14 ist eine starke Druckfeder 15 eingesetzt, welche die Scheibe 13 gegen eine in den Träger 7 eingesetzte Haltescheibe 16 mit einer entsprechenden kugeligen Gegenfläche 17 anpresst. Damit wird also der Träger 7 mit seiner zylindrischen Ausnehmung 8 mit ziemlichem Druck gegen die Schubstange 9 angepresst und auf derselben festgehalten. Dagegen ist unter Überwindung der Reibung zwischen den Teilen 7 und 9 eine leichte Verdrehung des Trägers 7 um die Achse der Schubstange 9 gegenüber dieser möglich, wobei die kugeligen Flächen der Scheiben 13 und 16 aufeinander gleiten. Diese Verdrehung kann durch zwei Stellschrauben 18 bzw. 19 bewirkt werden, wobei z.
B. durch Lösen der Stellschraube 18 und Nachziehen der Stellschraube 19 der ganze Träger 7 mit den an ihm befestigten Teilen im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird.
Unter Überwindung der Reibung zwischen den Teilen 7 und 9 kann ausserdem eine Relatiwerschiebung zwischen dem Träger 7 und der Schubstange 9 in Richtung der Schubstangenachse erfolgen, was durch zwei Stellschrauben 20 bzw. 21 geschehen kann. Wird z. B. die Stellschraube 20 gelöst und die Stellschraube 21 nachgezogen, so wird eine Verschiebung des Trägers 7 und der damit verbundenen Teile nach rechts in Fig. 2 bewirkt.
Auf einer im Träger 7 befestigten Achse 22 ist ein zweiarmiger Hebel 23 schwenkbar gelagert. Der Hebel 23 ist am unteren Ende mit einer Mitnehmerplatte 24 versehen, in welcher ein Schlitz 25 der aus Fig. 2 ersichtlichen Form vorgesehen ist. In diesem Schlitz liegt eine Zugstange 26 mit einem konischen Mitnehmer 27, die in später beschriebener Weise der Betätigung des Hebels 23 und der Greifzange 1, 2 dient. Am oberen Ende des Hebels 23 ist eine Steuerstange 28 angelenkt, die im Schlitten 5 axial verschiebbar gelagert ist und einen Steuerkonus 29 trägt.
Der Steuerkonus 29 arbeitet mit zwei Schrauben 30 bzw. 31 zusammen, welche Schrauben in den unteren Enden der Arme 1 bzw. 2 der Greifzange sitzen. Die Schrauben 30 und 31 können zur Bestimmung des Schwenkwinkels der Greifarme 1 und 2 axial verstellt und mittels Stellschrauben 32 in der eingestellten Lage arretiert werden. Ebenfalls an den unteren Hebelarmen der Greifarme 1 und 2 greift eine Zugfeder 33 an, deren Spannung mittels einer Schraube 34 eingestellt werden kann, und welche die Tendenz hat, die oberen Hebelarme der Greifarme 1 und 2 auseinander zu treiben, also die Greifzange zu öffnen.
Die Schraube 34 kann mittels einer Stellschraube 35 in der einmal eingestellten Lage arretiert werden.
Der Schlitten 5 ist mit einer Ausfräsung 36 versehen, auf deren unterer Schulter sich eine Druckfeder 37 abstützt. Das andere Ende der Druckfeder 37 ist auf einem im oberen Teil des Trägers 7 eingelassenen Stift 38 abgestützt, und die Feder 37 hat somit das Bestreben, den Schlitten 5 gegenüber dem Träger 7 nach unten zu verschieben. Diese Abwärtsverschiebung wird durch eine Einstellschraube 39 begrenzt. Zur Einstellung der Höhenlage der Greifzange gegenüber dem Träger 7 werden die Schrauben 6 gelöst und dann die Einstellschraube 39 so lange verdreht, bis der Schlitten 5 und somit die Greifzange die gewünschte Höhenlage erreicht hat. Dabei verschieben sich die Schrauben 6 in den Befestigungslöchern des Schlittens 5 quer zur Lochachse, so dass also eine Einstellbewegung des Schlittens 5 innerhalb gewisser Grenzen möglich ist.
Ist der Schlitten 5 auf die richtige Höhenlage eingestellt, so werden die Schrauben 6 festgezogen und damit der Schlitten 5 gegenüber dem Träger 7 festgestellt.
Der Greifarm 1 weist eine abgesetzte Bohrung 40 auf. Im oberen Teil dieser Bohrung, welche kleineren Durchmesser aufweist, ist eine Kolbenstange 41 mit einer Verzahnung 42 axial verschiebbar gelagert. Am unteren Ende der Kolbenstange 41 ist ein Kolben 43 befestigt, welcher im weiteren Teil der Bohrung 40 verschoben werden kann und welcher im Ruhezustand des Aggregates von einer Feder 44 in der dargestellten unteren, z. B. durch Anschlag des unteren Kolbenstangenendes gegen den Zylinderboden bestimmten Endlage gehalten wird. In den Teil der Bohrung 40 unter dem Kolben kann über eine Leitung 45 Druckluft eingelassen werden, um den Kolben 43 mit der Kolbenstange 41 entgegen der Wirkung der Feder 44 nach oben zu pressen. Die Verzahnung 42 der Kolbenstange 41 kämmt mit einem Ritzel 46, welches im Greifarm 1 drehbar gelagert ist und ein Halteorgan 47 trägt.
Im Greifarm 2 ist ein dem Halteorgan 47 ähnliches oder gleiches Halteorgan 48 drehbar gelagert. Die Halteorgane 47 und 48 sind mit ihren Drehachsen je unter rechtem Winkel zu den Drehzapfen der Greifarme angeordnet und so ausgebildet, dass sie ein in Fig. 2 schematisch dargestelltes Werkstück 49 ergreifen können. Im Greifarm 2 kann ebenfalls ein Zylinder 40 mit einem Kolben 43 vorgesehen sein, so dass durch Einlassen von Druckluft über eine Leitung 50 auch das Halteorgan 48 gedreht werden kann, wie dies für das Organ 47 beschrieben wurde. Das dargestellte Transportaggregat kann z. B. wie folgt arbeiten:
Es wird angenommen, dass die Greifzange mit ihren Halteorganen 47 und 48 in der in Fig. 1 dargestellten Lage ein Werkstück 49 aus einer Ladevorrichtung entnehmen kann. Zum Ergreifen des Werkstückes wird die Zugstange 26 durch nicht dargestellte Mittel, z.
B. einen pneumatischen Zylinder, in Fig. 1 nach rechts verschoben, wodurch der Hebel 23 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Damit wird die Steuerstange 28 mit dem Steuerkonus 29 nach links geschoben, wobei der Steuerkonus 29 auf die Schrauben 30 und 31 auftritt und die unteren Hebelarme der Greifarme 1 und 2 entgegen der Wirkung der Feder 33 auseinanderdrängt und damit die Greifzange schliesst. Nach erfolgtem Erfassen des Werkstückes 49 wird die Schubstange 9 durch ebenfalls nicht dargestellte Mittel in Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, wodurch das ganze Aggregat verschwenkt wird und die Greifzange nach links aus der Ladevorrichtung oder dergleichen Einrichtung entfernt wird. Die Schubstange 9 wird nun in der einen oder andern Richtung axial verschoben und führt damit die Greifzange mit dem darin befindlichen Werkstück z.
B. an eine Arbeitsstelle, wo die Schubstange 9 nötigenfalls im Uhrzeigersinn zurückgeschwenkt wird, um das Werkstück in die Bearbeitungsvorrichtung einzubringen. Hierauf wird die Zugstange 26 nach links zurückgeschoben, die Steuerstange 28 mit dem Steuerkonus 29 wird nach rechts zurückgedrängt und die Greifzange öffnet sich unter dem Zug der Feder 33, wodurch das Werkstück in der Bearbeitungsvorrichtung abgelegt wird. Gegebenenfalls wird nun die Schubstange 9 mitsamt der Greifzange im Gegenuhrzeigersinn zurückgeschwenkt und in eine zwischen der Ladevorrichtung und der Arbeitsstelle liegende Ausgangsstellung oder Ruhestellung zurückbewegt. Bei Beendigung der Bearbeitung des Werkstückes 49 wird dann das Transportaggregat wiederum in der beschriebenen Weise be tätigt, um ein weiteres Werkstück zur Bearbeitungsstelle zu bringen.
Um die genau vorgeschriebene Lage zwischen der Greifzange und der Stelle, wo das Werkstück zu erfassen bzw. abzulegen ist, einzustellen, werden die bereits beschriebenen Einstellorgane entsprechend betätigt, wodurch die genaue Lage der Zange in drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen fein eingestellt werden kann.
Soll das Werkstück zwischen der Stelle, wo es erfasst wird und der Stelle, wo es abgegeben wird, eine Drehung erfahren, so wird z. B. während des Transports des Werkstückes Druckluft (das Aggregat könnte auch für die betreffende Betätigung durch Druckflüssigkeit ausgebildet sein) in den oder die Zylinder 40 eingelassen, wodurch der bzw. die Kolben 43 verschoben und die Halteorgane 47 und 48 mitsamt dem Werkstück unabhängig von der Zangenstellung und den Schwenkbewegungen der Zangenarme um einen bestimmten Winkel von z. B. 180 gedreht werden. Der Drehwinkel, ausgehend von der vorerwähnten unteren Endlage des Kolbens, wird durch einen festen mechanischen Anschlag, z. B. den Deckel des Zylinders 40 als Anschlag für die Kolbenstange 41 bestimmt.
Es wäre auch möglich, mindestens einen einstellbaren Anschlag vorzusehen, um die Drehbewegung des Werkstückes den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
Soll die dargestellte Greif- und Haltevorrichtung durch eine andere ersetzt werden, so sind lediglich die Zugstange 26 aus der Platte 24 auszuhängen und die Schraube 10 und die Druckluftleitungsanschlüsse zu lösen. Damit kann die ganze Vorrichtung entfernt und in entsprechend einfacher Weise durch eine andere ersetzt werden.
Das Transportaggregat könnte natürlich auch ausgebildet werden, um ein Werkstück längs mehrerer Arbeitsstellen zu transportieren. Es wäre auch möglich, z. B. auf der Schubstange 9 oder einem andern Verschwenk- und Verschieborgan in bestimmten Abständen zwei oder mehrere der dargestellten Greifund Haltevorrichtungen zu befestigen, die dann alle dieselbe hin- und hergehende, oben beschriebene Transportbewegung ausführen würden und wovon z. B. jede einzelne dazu dient, ein Werkstück längs einer Transferstrasse aus einer Ladevorrichtung zu einer Arbeitsstelle, bzw. je aus einer Arbeitsstellung in die nächste zu transportieren. Anstelle der beschriebenen pneumatischen bzw. hydraulischen Zylinder und Kolben 40, 43 könnten natürlich auch Elektromagneten treten. Es wäre auch möglich, ein Werkstück zu bearbeiten, wenn es in der Greifzange gehalten ist, und z.
B. ein ständig in der Zange verbleibendes Werkstück von einem Werkzeug zum anderen, bzw. von einer Bearbeitungsstelle zur andern längs einer Bearbeitungsstrasse zu seiner jeweiligen Bearbeitung zu transportieren.