DD273614A1 - Prismenauflage fuer rotationssymetrische werkstuecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist im Werkstueckfluss von automatisch betriebenen Fertigungszellen und Fertigungssystemen anwendbar zum lagepositionierten Zwischenspeichern rotationssymmetrischer Werkstuecke in horizontaler und paralleler Lage. Die Prismenauflage besteht aus zwei gegen Federkraft spreizbaren Prismenseiten, die an getrennten Spreizplatten vorgesehen sind, welche jeweils eine 45 schraege Nut aufweisen, die zusammen eine Kreuznut bilden, in deren Kreuzungspunkt ein Nutenstein sitzt, der einen Nutensteinkoerper traegt. In diesem ist ein Doppelzahnstangentrieb gelagert. Jede der Zahnstangen ist an einer der aeusseren Spreizplattenflaechen entlang gefuehrt und mit ihrem aeusseren Ende ueber einen Mitnehmer in einer Vertikalfuehrung an der jeweiligen Spreizplatte gefuehrt. Das Zahnrad des Zahnstangentriebes weist eine spitze Verzahnung auf, in die ein spitzer Raststift eingreift, der im Nutensteinkoerper gefuehrt und in einer Auflageplatte befestigt ist, die ueber gefederte Fuehrungsbolzen aufgehoben wird und in einem Schacht zwischen senkrechter Stirnflaeche der Spreizplatten vertikal bewegbar iast. Fig. 2

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist im Werkstückfluß automatisch Betriebener Fertigungszellen bzw. -systeme anwendbar zum lagepositionierten Zwischenspeichern rotationssymmetrischer Werkstücke in horizontaler und paralleler Lage.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Beim automatischen Werkstückfluß als eine der Voraussetzungen für Fertigungszellen und Fertigungssysteme ist jsdes Werkstück für die Handhabung durch einen Roboter in einer definierten Position lagegenau zu speichern. Indem zur Aufnahme von Wellen Prismen, z. B. nach DE-AS 1237005 bekannt sind, schlägt die Lösung nach DD-WP 211529 zur Einsteilung einer horizontalen Achslage unterschiedlich abgesetzter Durchmesser vor, wenigstens eine von zwei im Abstand parallelliegender Prismenleisten a's Leistenpaar a 'uf'Jhren, dessen beide Leisten gegeneinander vorschiebbar sind, wodurc h die Primenauflage aus zwei getrennten Prismenseitt -ammensotzbar ist, so daß deren Schnittpunkt und somit die Höhe der Primenauflage

veränderbar ist. Auch die Lösung nach DD-WP 235S56 offenbart eine höhenverstellbare Auflage für rotationssymmetrische Werkstücke. Diese wird von Einpunkt-Stützelementen gebildet, welche der Außinkontor der aufzunehmenden Werkstücke anpaßbar sind. Ändert sich also der Werkstückdurchmesser, müssen diese Stützelemente wie auch die Primenleisten umgerüstet werden. Hierfür bietet das DD-WP 240691 wie auch das DD-WP 243661 Lösungen an, wodurch die Stützelemente an Schablonen oder Endmaßkonstellationen angelegt und anschließend in ihrer Stellung fixiert werden. Das kann außerhalb der Werkstückpalette oder durch Auflage derselben auf eine Einstellpalette erfolgen. Stets aber verlangt das Umrüsten sowohl der Stützelemente wie auch der verschiebbaren Prismenseiten einen gesonderten, manuellen Umrüstaufwand, der Zeit raubt und Kosten verursacht und im bedienerlosen Betrieb schon gar nicht unterzubringen ist.

Ziel der Ei findung

Es ist Ziel der Erfindung, rotationssymmetrische Werkstücke auf eine' ^Auflage zwischenzuspeichern, die ohne manuelles Umrüsten eine gleichbleibende horizontale Achslage für alle Werks .<* eines größeren Durchmesserbereiches garantiert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prismenauflage mit an Flachkörpern vorgesehenen und auf einem Grundkörper gegeneinander verschiebbareen Pi ismenseiten zu schiffen, welche vom jeweiligen Werkstückdurchmesser während der Werkstückauflage sich selbsttätig auf die gleichbleibende Achshöhe einstellt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als Flachkörper zwei Spreizplatten in einer Längsführung gegen Federkraft spreizbar aufgenommen sind und jede Spreizplatte mit einer 45° schrägen Nut versehen ist, diezusammen eine Kreuznut bilden, in deren Kreuzungspunkt ein Nutenstein sitzt, auf dem ein Nutensteinkörper befestigt ist, in welchem ein.' jppel-Zahnstangentrieb gelagert ist, dessen beide Zahnstangen am äußeren Ende von einer Vertikalführung an jeweils einer der Spreizplatten aufgenommen sind und deren innere Enden mit einem Zahnrad kämmen, das auch mit einem Raststift in Wirkverbindung steht, der in einer vertikal federnd bewegbr.ren Auflageplatte befestigt ist, die zwischen vertikalen Stirnflächen der Spreizplatten angeordnet ist, welche sich an die Prismenseiten nach unten anschließen. Hierbei ist entweder jede der Spreizplatten mit nur einer Prismenseite versehen oder es sind an jeder SpreizplaUo mehrere gleichgerichtete Primenseiten hintereinander angeordnet. In der Auflageplatte ist beidseitig des Raststiftes je ein Führungsbolzen befestigt, die beide wie auch der Raststift in Vertikalführungen des Nutensteinkörpers aufgenommen sind, an dem sich Druckfedern abstützen, von denen jeweils eine auf jedem der Führungsbolzen angeordnet ist. Die Längsführung ist jeweils in einem von zwei Führungswinkeln vorgesehen, die mit gegenseitigem Abstand auf einer Trägerplatte befestigt sind, und von denen jeder zum einen mit einem Ende einer Zugfeder verbunden ist, deren einander zu gekehrte Enden an je einer Spreizplatte angehängt sind, und zum anderen mit einem senkrechten Schenkel versehen ist, der eine Vertikalführung aufweist, in der jeweils ein Ende eines Auflagerahmens geführt ist, der mit mehreren, parallelliegenden Auflageplatten versehen ist. Die zwischen den vertikalen Stirnflächen liegende Breite der Auflageplatte ist kleiner als der Durchmesser und der Abstand der Auflageplatte in ihrer obersten Lage zu den oberen Kanten der Stirnflächen ist gleich oder etwas größer als der Radius des kleinsten der aufzunehmenden Werkstücke. Jede der Zahnstangen ist länger als die maximale Spreizweite der Sprfcizplatten und jede ist entlang einer der außenliegenden Planflächen der Spreizplatten angeordnet, wobei sie mit ihrem inneren Enden im Nutensteinkörper geführt und mit dem äußeren Ende an einem Mitnehmer befestigt ist, der in einer der Vertikalführungen der Spreizplatten aufgenommen ist. Sowohl der Raststift wie auch die Zähne des Zahnrades sind spitz ausgeführt und die Lücken des letzteren sind der Spitze des Raststiftes formschlüssig angepaßt.

Diese Prismenauflage nimmt also eine obere Ausgangsstellung in einem Schacht ein, der von zwei senkrechten Stirnflächen der Spreizplatten gebildet wird, welche sich an deren Prismenseiten nach unten anschließen. Hierbei nehmen die Prismenseiten ihr j innerste Spreizstellung ein, in die sie durch Federkraft gezogen werden. Bei Auflage eines Werkstückes auf die getrennten Prismenseiten, werden diese durch die Werkstückmasse entgegen der Federkraft auseinandergedrückt, wodurch sich der Schacht verbreitert, bis er schließlich so breit wie der Werkstückdurchmesser groß ist. Damit kann das Werkstück in den Schacht rutschen, wo es schließlich von der Auflageplatte aufgenommen wird, welche durch die Bewegung der Spreizplatten über ein Getriebe abgesenkt wird. Die horizontale Bewegung der einzelnen Spreizplatte entspricht hierbei der vertikalen Bewegung der Auflageplatte, wodurch jede Werkstückachse auf eine für alle Durchmessergleichbieibende horizontale Ebenezu liegen kommt, nachdem noch ein Restweg des RaMstiftes das Getriebe bewegt, das damit in der Endlage fixiert wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeipsiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Vorrichtung mit mehreren Auflagen in Draufsicht,

Fig. 2: eine Auflage in Seitenansicht gemäß Pfeil A in Fig. 1,

Fig.3: einen Schnitt nach Linie l-l in Fig.2,

Fig.4: eine Einzelheit aus Fig. 3,

Fig. 5 a-d: vergleichende Darstellung zweier Werkstückauflage-Abläufe.

Fig. 1 zeigt eine rechteckige Trägerplatte 1, die zwei Nuten 1.1 aufweist, welche i,ber deren Breite verlaufen und in deren Längsrichtung jeweils ziemlich außen angeordnet sind. In der Nähe der Enden sind in jeder Nut 1.1 Führungswinkel 2 befestigt, von denen sich jeweils zwei gegenüberstehen, die an den ei' .nderabgewandten Enden jewoils einen vertikalen Schenkel 2.1 aufweisen. Zwischen diesen Schenkeln 2.1 ist eine Längsführung 2.3 vorgesehen, und zwar im Bodenteil sowohl des einen Führungswinkeis 2 als auch des gegenüberstehenden. Diese Längsführung 2.3 nimmt zwei Spreizplatten 4 auf, wie in Fig. 3

dargestellt. Eine Ansicht beider Spreizplatten 4 gemäß Pfeil Λ in Fig. 1 zeigt Fig. 2. Demnach ist jede Spreizplatte 4 mit einer Zugfeder b am Führungswinkel 2 angehängt und mit einer Prismenseite 4.1 versehen, die zusammen ein Auflageprisma bilden, das im mittleren Abschnitt einen vertikalen Schacht aufweist, der von zwei vertikalen Stirnflächen 4.2 gebildet wird, von denen sich sich jeweils eine an eine der Prismenseiten 4.1 nach unten anschließt. Die Stirnflächen 4.2 enden unten wiederum an sich anschließenden Schrägflächen 4.3 der Spreizplatten 4. Von diesen ist jede mit einem Durchbruch versehen, der als 45° schräge Nut 4.4 ausgebildet ist, die mit der Nut 4.4 der anderen Spreizplatte 4 eine Kreuznut bildet. Im Kreuzungspunkt derselben sitzt ein Nutenstein 6, welcher gemäß Fig.3 die Spreizplatten 4 mit einem Nutensteinkörper 6.1 verbindet, der im Schacht zwischen den Spreizplatten 4 sitzend diese in einem Führungsschlitz 6.2 aufnimmt. Oberhalb dieses Schlitzes 6.2 ist quer zu diesem im Nutensteinkörper 6.1 eine Bohrung 6.3 vorgesehen, in welcher ein Zahnrad 7 gelagert ist, in das eine Zahnstange 8 von oben her und eine Zahnstange 8.1 von unten her eingreift, von denen sich die eine längs der Außenfläche der einen und die andere längs der Außenfläche der andoren Spreiiplatte 4 erstreckt. Während die inneren Enden der Zahnstangen 8; 8.1 im Nutensteinkörper 6.1 gelagert sind, ist jede mit ihrem äußeren anderen Ende gemäß Fig. Γ an einem Mitnehmer 9 befestigt, von denen jeder in einer Vertikalführung 4.5 aufgenommen ist, die als Durchbruch in der Nähe des äußeren Randes jeder Spreizplatte 4 vorgesehen ist, wobei die Länge jeder Zahnstange 8; 8.1 größer ist als die maximale Spreizweite der Spreizplatten 4. Wie in Fig. 3 dargestellt greift von oben her ein Raststift 10 in das Zahnrad 7 ein, der spitz ausgeführt ist und dem die Zahnlücken des Zahnrades 7 formschlüssig angepaßt sind. Um den Raststift 10 nicht aufsitzen zu lassen, ist auch die Verzahnung spitz ausgeführt. Der Raststift 10 ist in einer Vertikalführung 6.4 aufgenommen, von denen längs der Zahnradachse im Nutensteinkörper 6.1 drei vorgesehen sind. In den zwei anderen beidseitig des Raststiftes 10 sitzt je ein Führungsbolzen 11, die wie auch der Raststift 10 in einer Auflageplatte 3 befestigt sind. Auf jedem der Führungsbolzen 11 ist zwischen ihm und dem Nutensteinkörper 6 eine Druckfeder 12 angeordnet. Die Auflageplatte 3 ist mit ihrer Auflagefläche parallel zui Achse des Zahnrades 7 im Schacht angeordnet und in Fig.2 mit einem beliebigen der aufzunehmenden Werkstücke, z.B. 13 belastet. Die Breite B der Auflageplatte 3 liegt zwischen den Stirnflächen 4.2 und ist kleiner als der kleinste der aufzunehmenden Durchmesser, während sich ihre Länge L in Richtung der Werkstücklänge erstreckt. In ihrer oberen Lage befindet sich die Auflagefläche der Auflagefläche 3 um einen Betrag unterhalb der oberen Kanten der Stirnflächen 4.2, der etwas größer ist als dor Radius des kleinsten Werkstücks, z. B. 13.1 in Fig. 5. Die Auflageplatte 3 ist für eine einzelne Prismenauflage gemäß Fig. 2 so ausgebildet, wie in Fig.4 dargestellt, sie kann aber für eine Hintereinanderanordnung mehrerer Prismenauflagen, die gemäß Fig. 1 von zwei Spreizplatten 4 mit jeweils mehreren Prismenseiten 4.1 gleicher Richtung gebildet werden, mehrfach in einem Auflagerahmen 3.1 vorgesehen sein. Dieser wird dann jeweils eindseitig von einem Führungselement 2.2 getragen, von denen jedes in einer Vertikalführung 2.4 jedes der senkrechten Schenkel 2.1 aufgenommen ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Prismenauflage ist folgende: Im entlasteten Zustand der Spreizplatten 4 entspannen sich die Zugfedern 5. Sie ziehen dadurch die Spreizplatten 4 in deren innere Endlage. Dadurch werden sowohl die Nuten 4.4 als auch die Vertikalführungen 4.5 aufeinander zu bewegt. Diese Bewegung der Nuten 4.4 bewirkt das Aufsteiger) ihres Kreuzungspunktes. Mit diesem wird der Nutenstein 6 nach oben bewegt, der den Nutensteinkörper 6.1 samt den innewohnenden Bauelementen anhobt, also auch das Doppel-Zahnstangengetriebe, das durch die Bewegung der Vertikalführungen 4.5 nach innen einen Antrieb erfährt, indem nämlich die Vertikalführungen 4.5 über die Mitnehmer 9 die Zahnstangen 8; 8.1 nach innen stoßen, welche somit das Zahnrad 7 drehen. Der Raststift 10 kann diese Drehung nicht behindern, weil er im entlasteten Zustand der Auf !»geplatte 3 samt dieser durch die Druckfedern 12 angehoben ist und die Verzahnung freigibt. Die innere Endlage der Spreizplatten 4 ist lediglich als gestrichelte Darstellung der oberen Endlage der Auflageplatte 3 in Fig.5a angedeutet. Wird nunmehr ein Werkstück, z.B. 13.2 auf die Prismenseiten 4.1 gelagert, wirkt diese Belastung auf die Zugfedern 5 ein, indem die Spreizplatten 4 der Belastung nachgebend die Zugfedern 5 zu strecken beginnen. Damit spreizen sich die Prismenseiten 4.1 und das Werkstück 13.2 sinkt nach unten. Mit dem Spreizen der Nuten 4.4 sinkt auch deren Kreuzungspunkt, der seinen Nutenstein 6, den Nutensteinkörper 6.1 und dessen Einbauten einschließlich der Anlage'platte 3 mitnimmt. Mit dem Spreizen der Vertikalführungen 4.5 warden die Zahnstangen 8; 8.1 auseinandergezogen und das Zahnrad 7 wird gedreht. Hierbei sinkt das Werkstück 13.2 mit seinem Mittelpunkt M₂ stetig ab, bis letzterer schließlich it, Höhe der oberen Kanten der Stirnflächen 4.2 zu liegen kommt welche Stellung in Fig. 5b dargestellt ist. In dieser Stellung sind die Spreizplatten 4 soweit gespreizt, daß die Breite des senkrechten Schachtes dem Durchmesser des Werkstückes 13.2 entspricht, das somit an den Stirnflächen 4.2 entlang auf die unter ihm befindliche Auflageplatte 3 fällt, was in Fig. 5c dargestellt ist. Dieser jeweilige Freiweg Sp ist vorgesehen, um vorliegende Werkstücktoleranzen auszugleichen. Beim Spreizen der Spreizplatten 4 entspricht der Weg jeder einzelnen dem gleichzeitig vollzogenem Weg der Auflageplatte 3. Dieser Zwanglauf ergibt sich aus der 45° Neigung jeder der Nuten 4.4, und diese ist wegen der Rotationssymmetrie der Werkstücke 13.1-13.η notwendig, deren Radius horizontal schließlich den gleichen Weg erfordert wie vertikal. Indem auch div. Abwärtsbewegung mit angehobenem Raststift 10 erfolgt, nimmt dieser in bezug auf das Zahnrad 7 die Stellung gemäß Fig. 5c ein, während das Werkstück 13.2 die Auflageplatte 3 berührt, welche nunmehr durch die Werkstückmasse um einen Restweg Sn abgesenkt wird, indem sie den Raststift 10 in die nächste Zahnlücke drückt. Bei einer Ausgangsstellung gemäß Fig. 5c wird der Raststift 10 beim Hinabgleiten in die Zahnlücke das Zahnrad 7 um einen entsprechenden Betrag weiterdrehen, welches über die Zahnstangen 8; 8.1 auch die Spreizplatten 4 um einen Restweg Sr öffnet. Sitzt der Raststift 10 in der Zahnlücke, ist das Werkstück 13.2 in seiner Endlage und dessen Mittelpunkt in der Ebene E angelangt, welche Lage durch die Verzahnung gesichert ist, wie in Fig.5d dargestellt. Der geschilderte Bewegungsablauf stellt sich mit jeder Werkstückablage ein. Zum Vergleich ist in Fig. 5 a das kleinst mögliche Werkstück 13.1 angedeutet. Sein Durchmesser entspricht dem Abstand der Stirnflächen 4.2 in der innersten Endlage der Spreizplatten 4, in welcher die Auflageplatte 3 die gestrichelte oberste Endstellung einnimmt. Das Werkstück 13.1 fällt somit sofort in den Schacht und über den üblichen Freiweg Sf auf die Auflageplatte 3 hinab, die nunmehr den Raststift 10 in die Verzahnung des Zahnrades 7 drückt, wodurch beide noch mit dem Werkstück 13.1 um den Restweg Sr abgesenkt werden. Das Werkstück 13.1 gelangt dadurch aus seiner Lage gemäß Fig. 5b in die Endlage gemäß Fig. 5c, in welcher sein Mittelpunkt M₁ in der Ebene E zu liegen kommt, was schließlich für alle Werkstücke 13.1-13.η zutrifft.

Claims (7)

1. Prismenauflage für rotationssymmetrische Werkstücke, deren beide Prismenseiten gegeneinander bewegbar sind, indem sie an getrennten Flachkörpern vorgesehen sind, die mit ihren Prismenseiten nach oben stehend auf einem Grundkörper gegeneinander verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Flachkörper zwei Spreizplatten (4) in einer Längsführung (2.3) gegen Federkraft .spreizbar aufgenommen sind und jede Spreizplatte (4) mit einer 45° schrägen Nut (4.4) versehen ist, die zusammen eine Kreuznut bilden, in deren Kreuzungspunkt ein Nutenstein (6) sitzt, auf dem ein Nutensteinkörper (6.1) befestigt ist, in welchem ein Doppel-Zahnstangentrieb (7; 8; 8.1) gelagert ist, dessen beide Zahnstangen(8; 8.1) am äußeren Ende von einer Vertikalführung (4.5) an jeweils einer der Spreizplatten (4) aufgenommen sind und deren untere Enden mit einem Zahnrad (7) kämmen, das auch mit einem Raststift (10) in Wirkverbindung steht, der in einer vertikal federnd bewegbaren Auflageplatte (3) befestigt ist, die zwischen vertikalen Stirnflächen (4.2) der Spreizplatte (4) angeordnet ist, welche sich an die Prisrnenseiten (4.1) unten anschlieen.

2. Prismenauflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder jede der Spreizplatten (4) mit nur einer PrismenseitH (4.1) versehen ist, oder es sind an jeder Spreizplatte (4) mehrere gleichgerichtete Prismenseiten (4.1) hintereinander angeordnet.

3. Prismenauflage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auflageplatte (3) beidseitig des Raststiftes (10)jeein Führungsbolzen (11) befestigt ist, die wie auch der Raststift (10) in Vertikalführungen (6.4) des Nutensteinkörpers (6.1) aufgenommen sind, an dem sich Druckfedern (12) abstützen, von denen jeweils eine auf jedem der Führungsbolzen (11) angeordnet ist.

4. Prismenauflage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (2.3) jeweils in einem von zwei Führungswinkeln (2) vorgesehen ist, die mit gegenseitigem Abstand auf einer Trägerplatte (1) befestigt sind, und von denen jeder zum einen mit einem Ende einer Zugfeder (5) verbunden ist, deren einander zi. gekehrten Enden an je einer Spreizplatte (4) angehängt sind, und zum anderen mjt einem senkrechten Schenkel (2.1) versehen ist, der eine Vertikalführung (2.4) aufweist, in der jeweils ein Ende eines Auflagerahmens (3.1) geführt ist, der mit mehreren, parallelliegenden Auflageplatten (3) versehen ist.

5. Prismenauflage nach Anspruch 1 und 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den vertikalen Stirnflächen (4.2) liegende Breite (B) der Auflageplatte (3) kleiner ist als der Durchmesser und der Abstand der Auflageplatte (3) in ihrer obersten Lage zu den oberen Kanten der Stirnflächen (4.2) gleich oder etwas größer ist als der Radius des kleinsten der aufzunehmenden Werkstücke (14.1).

6. Prismenauflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Zahnstangen (8; 8.1) länger ist als die maximale Spreizweite der Spreizplatten (4) und jede entlang einer der außenliegenden Planflächen der Spreizplatten (4) angeordnet ist, wobei sie mit ihrem inneren Ende im Nutensteinkörper (6.1) geführt und mit dem äußeren Ende an einem Mitnehmer (9) befestigt ist, der in einer der Vertikalführungen (4.5) der Spreizplatten (4) aufgenommen ist.

7. Prismenauflago nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Raststift (10) wie auch die Zähne des Zahnrades (7) spitz ausgeführt sind und die Lücken des letzteren der Spitze des Raststiftes (10) formschlüssig angepaßt sind.