DE102004029359B4

DE102004029359B4 - Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes

Info

Publication number: DE102004029359B4
Application number: DE102004029359A
Authority: DE
Inventors: Uwe Ladra; Dietmar Stoiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: WO2005123331A1; CN1964817A; DE102004029359A1; CN100445029C; US20080258033A1; US7950639B2; JP4624410B2; JP2008502489A

Abstract

Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes (1), wobei der Gegenstand (1) auf Bürsten (5, 6) gelagert ist, wobei ein erster Teil der Bürsten (5) wechselnd mit einem zweiten Teil der Bürsten (6) einen Kontakt zu einer Oberfläche (4) des Gegenstandes (1) hält, dadurch gekennzeichnet, dass der wechselnde Kontakt zur Oberfläche (4) des Gegenstandes (1) durch abwechselndes Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten (5) und des zweiten Teils der Bürsten (6) realisiert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes, wobei der Gegenstand auf Bürsten gelagert ist, wobei ein erster Teil der Bürsten wechselnd mit einem zweiten Teil der Bürste einen Kontakt zu einer Oberfläche des Gegenstandes hält.

Bei Maschinen, wie z.B. Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Roboter, die Gegenstände wie z.B. Bleche bearbeiten sind verschiedene Möglichkeiten zum Lagern von Gegenständen bekannt. Bei einer häufig vorkommenden Lagerungsmöglichkeit werden die Gegenstände auf Bürsten gelagert.

In 1 ist eine solche handelsübliche Lagerung eines Gegenstandes, der in 1 beispielhaft als ein Blech 1 ausgebildet ist, dargestellt. Das Blech 1 ist dabei handelsüblich auf Bürsten 3 gelagert, die mit einem Maschinenbett 2 verbunden sind. Die Bürsten haben dabei Kontakt zu einer Oberfläche 4 des Blechs 1. Durch den Kontakt zwischen dem Blech 1 und der Oberfläche 4 des Gegenstandes 1 tritt bei einem Verfahrvorgang des Bleches 1 mit der Verfahrgeschwindigkeit v durch einen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Antriebsmechanismus eine Haftkraft auf, die in Zusammenwirkung mit der Gewichtskraft F_G des Bleches 1 zu einer Biegung der Bürsten 3 führt.

In 2 sind die solchermaßen verbogenen Bürsten 3 dargestellt, die sich ausbilden, wenn das Blech 1 mit einer Geschwindigkeit v über die Bürsten 3 gezogen wird. In 2 sind dabei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in 1.

Die Lagerung des Bleches 1 auf solchermaßen gebogenen Bürsten 3 kann Nachteile haben. Der Gegenstand, d.h. im Aus führungsbeispiel das Blech 1, ist bedingt durch die verbogenen Bürsten 3, insbesondere in waagrechter Querrichtung zur Biegerichtung, wobei die Biegerichtung in 2 mit der Richtung der Geschwindigkeit v identisch ist, leicht bewegbar, was zu Instabilitäten und mangelnden Führung des Verfahrvorganges des Gegenstandes während eines Bearbeitungsvorganges des Gegenstandes führen kann. Dies bedingt eine schlechte Bearbeitungsqualität des Gegenstandes. Die sich ständig ändernden Reibverhältnisse, die z.B. von der Größe der Biegung der Bürsten 3 abhängen, führen ebenfalls zu einer Verschlechterung der Positioniergenauigkeit des Gegenstandes. Die oben genannte Problematik tritt noch verstärkt auf, wenn während des Bearbeitungsvorgangs die Richtung der Verfahrbewegung des Gegenstandes umgekehrt oder verändert wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 197 10 630 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten von in fortlaufender Reihe transportierten flachen Gegenständen bekannt. Um die Beanspruchung und damit den Verschleiß der Bürsten in Folge Dickenschwankungen der Exemplare zu reduzieren und ein feinfühliges Ausrichten der Exemplare in Laufrichtung zu ermöglichen, stützt sich eine jeweilige Bürste gegen einen druckveränderbaren Arbeitszylinder federnd ab.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 972 600 A2 ist eine Vorrichtung zum rechnergesteuerten Formschneiden von Blechen mit einem Borstentisch bekannt.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 482 702 A1 ist eine Transporteinrichtung für Bleche bekannt.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 338 132 A2 ist ein Koordinatentisch zur Positionierung von Werkstücken, wie z.B. Blechplatinen, relativ zur Arbeitsstation einer Stanzmaschine bekannt.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 482 702 A1 ist eine Vorrichtung zum Abstützen und Transportieren von Blechtafeln während der Bearbeitung in einer Stanz- und/oder Schneidemaschine bekannt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 88 05 081 U1 ist ein Koordinatentisch für eine Stanzmaschine, bestehend zumindest aus einer, auf einem Gestell aufgelagerten Werkstückauflageflächen bekannt, wobei aus der Werkstückauflagefläche in vorzugsweise gleichmäßiger Verteilung Borsten herausragen, deren Gesamtheit eine Werkstückauflageebene bilden.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 200 00 583 U1 ist eine Vorrichtung zum diskontinuierlichen Transport von stabförmigen Werkstücken, insbesondere Vollprofile und Hohlprofile, quer zur Bewegungsrichtung auf einer Transportbahn mit wenigstens einen Transportstillstand bekannt, wobei die Vorrichtung mindestens auf einer Seite der Transportbahn bzw. stirnseitig der Werkstücke wenigstens eine Einrichtung zur Bearbeitung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung und/oder Vermessung aufweist, welche nur während mindestens eines Transportstillstandes tätig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Lagern eines auf Bürsten gelagerten Gegenstandes zu schaffen, wobei die Vorrichtung eine gute Positioniergenauigkeit des Gegenstandes ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes, wobei der Gegenstand auf Bürsten gelagert ist, wobei ein erster Teil der Bürsten wechselnd mit einem zweiten Teil der Bürsten einen Kontakt zu einer Oberfläche des Gegenstandes hält, wobei der wechselnde Kontakt zur Oberfläche des Gegenstandes durch abwechselndes Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten und des zweiten Teils der Bürsten realisiert ist.

Es erweist sich als vorteilhaft, dass der wechselnde Kontakt zur Oberfläche des Gegenstandes durch abwechselndes Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten und des zweiten Teils der Bürsten realisierbar ist. Hierdurch wird ein besonders einfaches Wechseln des Kontaktes zur Oberfläche des Gegenstandes ermöglicht.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, dass der erste Teil der Bürsten und der zweite Teil der Bürsten in jeweils zueinander verfahrbaren Matrizen gelagert sind. Mit Hilfe verfahrbarer Matrizen lässt sich eine besonders einfache Lagerung der Bürsten erzielen.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das wechselnde Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten und des zweiten Teils der Bürsten durch aktive Stellelemente realisierbar ist. Aktive Stellelemente eignen sich besonders gut die Hebe- und Senkbewegung des ersten und des zweiten Teils der Bürsten zu realisieren.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die aktiven Stellelemente in Form von Piezoaktoren oder magnetostriktiven Aktoren ausgebildet sind. Piezoaktoren und magnetostriktive Aktoren sind weitverbreitete aktive Stellelemente.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Gegenstand als Blech ausgebildet ist. Ein Blech stellt eine übliche Ausbildung des Gegenstandes dar, wobei selbstverständlich der Gegenstand auch andere Ausbildungen aufweisen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes eignet sich besonders gut zum Lagern von Gegenständen bei Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Robotern.

Selbstverständlich kann jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei anderen Maschinen eingesetzt werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Lagerung eines Gegenstandes auf Bürsten im Ruhezustand nach dem Stand der Technik,
2 eine Lagerung eines Gegenstandes auf Bürsten während eines Verfahrvorganges nach dem Stand der Technik,
3, 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
5, 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und,
7 eine Werkzeugmaschine mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 3 und 4 zeigen in Form von schematischen Darstellungen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Gegenstand, der in dem Ausführungsbeispiel in Form eines Bleches 1 ausgebildet ist, ist auf Bürsten gelagert. Ein erster Teil der Bürsten 5 ist mit einer Matrize 7 verbunden. Ein zweiter Teil der Bürsten 6 ist mit einer Matrize 8 verbunden. Durch wechselndes Heben und Senken des ersten Teils, der Bürste 5 und des zweiten Teils, der Bürsten 6 wird wechselnd ein Kontakt der Bürsten mit einer Oberfläche 4 des Bleches gehalten. In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 3 und 4 wird das wechselnde Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten 5 und des zweiten Teils der Bürsten 6 durch wechselndes Heben und Senken der zueinander verfahrbaren Matrizen 7 und 8 erreicht. In 3 ist der Zeitpunkt dargestellt bei dem der erste Teil der Bürsten 5 keinen Kontakt zur Oberfläche des Bleches hält während der zweite Teil der Bürsten 6 einen Kontakt zur Oberfläche des Bleches 1 hält. Das Blech 1 ist solchermaßen in dem dargestellten Zeitpunkt gemäß 3 auf dem zweiten Teil der Bürsten 6 gelagert. Im Folgenden wird nun die Matrize 8 abgesenkt und die Matrize 7 angehoben, was durch zwei Pfeile in 3 angedeutet ist.
In 4 ist ein weiterer Zeitpunkt dargestellt, bei der der erste Teil der Bürsten 5 mit der Matrize 7 angehoben ist und der erste Teil der Bürsten 5 den Kontakt zur Oberfläche 4 des Bleches hält, während der zweite Teil der Bürsten 6 mit der Matrize 8 gerade abgesenkt ist und somit der zweite Teil der Bürsten 6 gerade keinen Kontakt zur Oberfläche des Bleches 1 hält. Die verfahrbaren Matrizen 7 und 8 werden dabei von einem elektrischen Antriebsmechanismus, der der Übersichtlichkeit halber in 3 und 4 nicht dargestellt ist, wechselseitig gehoben und gesenkt.
Das Blech wird im Ausführungsbeispiel mit der Verfahrgeschwindigkeit v in Richtung des dargestellten Pfeils bewegt. In dem Augenblick wenn der Kontakt der jeweiligen Bürsten zum Blech 1 durch die Senkbewegung verloren geht, verschwindet die Haftkraft und die jeweiligen Bürsten können sich entspannen. Wenn der Hebe- und Senkvorgang in Relation zur Verfahrgeschwindigkeit v sich entsprechend schnell abwechselt, werden die jeweiligen Bürsten, die gerade Kontakt zur Oberfläche 4 des Bleches halten, nur minimal gebogen. Der zu transportierende Gegenstand, d.h. in dem Ausführungsbeispiel das Blech 1 lässt sich somit wesentlich exakter positionieren, was in einer verbesserten Bearbeitungsqualität insbesondere einer erhöhten Bearbeitungsgenauigkeit resultiert. Als weiteren positiven Effekt ergibt sich eine verminderte Reibung bei der Lagerung des Gegenstandes. Durch schnelles wechselndes Heben und Senken der Bürsten kann erreicht werden, dass der Gegenstand quasi reibungsfrei gelagert ist.
In den 5 und 6 ist in Form einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die in den 5 und 6 dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der vorstehend in den 3 und 4 beschriebenen Ausführungsform. Gleiche Elemente sind daher in den 5 und 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in den 3 und 4. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, dass bei der Ausführungsform gemäß der 5 und 6 das wechselseitige Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten 5 und des zweiten Teils der Bürsten 6 nicht mit verfahrbaren Matrizen realisiert ist, sondern mit aktiven Stellelementen A und B, die z.B. in Form von Piezoaktoren oder magnetostriktiven Aktoren ausgebildet sein können. Der erste Teil der Bürsten 5 ist dabei mit den mit A gekennzeichneten aktiven Stellelementen verbunden und der zweite Teil der Bürsten 6 ist mit den mit B gekennzeichneten aktiven Stellelementen verbunden. In den 5 und 6 sind jeweils zwei unterschiedliche Zeitpunkte gezeigt. In der 5 ist der Zeitpunkt gezeigt an dem mittels der aktiven Stellelemente A gerade der erste Teil der Bürsten gesenkt worden ist und die aktiven Stellelemente B den zweiten Teil der Bürsten 6 angehoben haben, so dass der zweite Teil der Bürsten 6 gerade den Kontakt mit der Oberfläche 4 des Bleches 6 hält.
Im Folgenden werden nun, was durch entsprechende Pfeile angedeutet ist mittels der aktiven Stellelemente A der erste Teil der Bürsten 5 angehoben und mittels der aktiven Stellelemente B der zweite Teil der Bürsten 6 gesenkt. In 6 ist ein späterer Zeitpunkt dargestellt, bei dem der erste Teil der Bürsten 5 gerade angehoben ist und der zweite Teil der Bürsten 6 gesenkt ist. Im Folgenden wird nun, was ebenfalls durch Pfeile in 6 angedeutet ist, der erste Teil der Bürsten 5 mittels der aktiven Stellelemente A gesenkt und der zweite Teil der Bürsten 6 mittels der aktiven Stellelemente B angehoben, so dass der Kontakt zur Oberfläche 4 des Bleches 6 im ersten Teil der Bürsten 5 auf den zweiten Teil der Bürsten 6 wechselt.
In 7 ist in Form eines Blockschaltbildes eine Werkzeugmaschine 9 mit der Vorrichtung 10 zum Lagern eines Gegenstandes dargestellt. Anstatt einer Werkzeugmaschine 10 könnte jedoch auch eine Produktionsmaschine oder ein Roboter oder eine andere Maschine in 7 vorgesehen sein.
Es ist denkbar, dass zusätzlich zu dem ersten Teil der Bürsten 5 und dem zweiten Teil der Bürsten 6 weitere Teile von Bürsten vorhanden sind, welche wechselseitig einen Kontakt zu der Oberfläche 4 des Gegenstands 1 halten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders gut zur Lagerung von Gegenständen bei Werkzeugmaschinen wie z.B. Stanzmaschinen, Laserschneidmaschinen und Nibbelmaschinen.

Claims

Vorrichtung zum Lagern eines Gegenstandes (1), wobei der Gegenstand (1) auf Bürsten (5, 6) gelagert ist, wobei ein erster Teil der Bürsten (5) wechselnd mit einem zweiten Teil der Bürsten (6) einen Kontakt zu einer Oberfläche (4) des Gegenstandes (1) hält, dadurch gekennzeichnet, dass der wechselnde Kontakt zur Oberfläche (4) des Gegenstandes (1) durch abwechselndes Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten (5) und des zweiten Teils der Bürsten (6) realisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, der erste Teil der Bürsten (5) und der zweite Teil der Bürsten (6) in jeweils zueinander verfahrbaren Matrizen (7, 8) gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das wechselnde Heben und Senken des ersten Teils der Bürsten (5) und des zweiten Teils der Bürsten (6) durch aktive Stellelemente (A, B) realisierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, die aktiven Stellelemente (A, B) in Form von Piezoaktoren oder magnetostriktiven Aktoren ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (1) als Blech ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine (9), Produktionsmaschine oder Roboter mit einer Vorrichtung (10) zum Lagern eines Gegenstandes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.