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Werkstückaufnahme
zum Drehen oder Schwenken eines Werkstückes in einer industriellen Reinigungsanlage.
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückaufnahme zum Drehen
oder Schwenken eines Werkstückes in der Behandlungsstation
einer industriellen Reinigungsanlage mit einer Rotationseinrichtung,
wobei die Werkstückaufnahme zur Verbindung mit der Rotationseinrichtung
eine Konsole aufweist, an der zwei gegenüberliegende Ausleger
angebracht sind, zwischen denen das Werkstück ggf. mit
Hilfe von Stützen gehalten ist.
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In
der
DE 197 03 310
C1 ist eine industrielle Reinigungsanlage mit einer Werkstückaufnahme dargestellt
und beschrieben. Die Aufnahme wird mit einer Rotationseinrichtung
angetrieben. Die Aufnahme besitzt nicht näher ausgeführte
Halterungen, die bewirken, dass das Werkstück während
des Transports oder bei der Behandlung festgehalten wird. In der
Praxis wirken Stützpunkte in der Aufnahme mit entsprechenden
Extremitäten des Werkstückes zusammen. Insbesondere
bei Rotation der Aufnahme kann das zum Verrutschen in oder zum Herausfallen des
Werkstückes aus der Aufnahme führen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Werkstückaufnahme
zu schaffen, mit der ein Einspannen des Werkstückes zwischen
zwei gegenüberliegenden Seiten erfolgen kann, wobei das
Einsetzen eines Werkstückes erleichtert ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch
1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Werkstück
zangenartig zwischen den Auslegern eingespannt ist, wobei ein Ausleger
fest mit der Konsole verbunden und der andere Ausleger aus einer Schließstellung
in eine Offenstellung überführbar ist. In der
Schließstellung wirkt auf das Werkstück eine Hebelkraft,
die durch einen Hebelmechanismus übertragen und von einer
Feder erzeugt wird. Der Hebelmechanismus kann einen einarmigen oder zweiarmigen
Hebel enthalten. Entsprechend wird die Hebelkraft an einem Kraftarm
auf den Auslegerarm des Auslegers übersetzt, der in der
Schließstellung eine Haltekraft auf das Werkstück
ausübt. Der Hebelmechanismus enthält eine Kulissenführung
mit einem Gleitstein. Der Hebel ist an dem Gleitstein schwenkbar
gelagert, wobei die Stellung des Gleitsteins durch einen Stößel
verstellbar ist, der unter der Wirkung der Feder steht. Ist die
Feder eine Druckfeder und der Hebel des Hebelmechanismus zweiarmig
ausgeführt, so kann der Gleitstein mit dem Stößel
in der Kulissenführung nach unten bewegt werden, was eine
Aufwärtsbewegung des Auslegerhebels in die Offenstellung
zur Folge hat. Durch eine Schrägstellung der Kulissenführung
zum Stößel wird der Hebel bei Betätigung
des Stößels angetrieben und in der Schließstellung
des Auslegers eine Klemmwirkung erzeugt, die dazu führt,
dass das Werkstück zwischen den beiden Auslegern eingespannt
wird und eine Verriegelung erfolgt Vorteilhaft sind an den Auslegern
Stützen angebracht, zwischen denen das Werkstück
gehalten ist. Die Stützen können mit korrespondierenden
Auflagen des Werkstückes zusammenwirken.
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Zur
Herbeiführung der Offenstellung des Auslegerarms wird der
Stößel mit einer äußeren Kraft,
beispielsweise mit einem Hydraulik- oder Pneumatikkolben betätigt.
Wird der Stößel nach unter gedrückt,
schwenkt der Auslegerarm nach oben und gibt einen Bereich frei,
um das Werkstück auf den starren Ausleger zu platzieren.
Der Schwenkbereich des Auslegerarms liegt zwischen der horizontalen
und der vertikalen Lage und beträgt beispielsweise 90°.
Durch Loslassen des Stößels wird der Auslegerarm
durch die Feder aus der Offenstellung in die Verriegelungsstellung
geschwenkt.
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Die
Werkstückaufnahme lässt sich mit verschiedenen
Ausführungen auf mannigfaltige Weise variieren, indem beispielsweise
die Schrägstellung, welche die Kulissenführung
in der Schließstellung des Auslegers einnimmt verändert,
verringert oder vergrößert, wird, so dass für
leichte Werkstücke eine geringe und für schwere
Werkstücke eine größere Zuhaltekraft
erzeugt werden kann. Ferner können die Stützen
an den Ausle gern verändert werden, so dass unterschiedliche
Werkstücke eingespannt werden können. Vorteilhaft
wird das Werkstück auf einer Palette mit Stützen
transportiert und in die Werkstückaufnahme eingesetzt.
Auf der Palette können je nach Größe
mehrere Werkstücke platziert werden.
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Mit
einem kurzen Kraftarm im Verhältnis zum Auslegerarm kann
die Baulänge der Werkstückaufnahme verkleinert
werden. Vorteilhaft ist die Kulissenführung im Kraftarm
angebracht und bis nahe an die Drehachse des Auslegers gelegt. Der
mit dem Stößel verbundene Kulissenstein gleitet
an einer schiefen Ebene der Kulissenführung entlang, so
dass durch Betätigung des Stößels der
Auslegerarm eine Schwenkbewegung an dem Gleitstein ausführt,
die entgegengesetzt der Betätigungsrichtung des Stößels
verläuft. Die Neigung der Kulissenführung in der Schließstellung
des Auslegers ist zunächst gering und vergrößert
sich durch Herunterdrücken des Stößels,
wobei der Auslegerarm in die Offenstellung geschwenkt wird. Je geringer
die Neigung der Kulissenführung gegenüber der
Stößelachse in der Schließstellung ist,
desto sicherer ist die Verriegelung des Auslegerarms. Bei einer
geraden Kulissenführung erfolgt eine proportionale Umsetzung
der Hebelbewegung bei Betätigung des Stößels.
Bei einer als Kurve ausgeführten Kulissenführung
kann die Hebelübersetzung exponential erfolgen, so dass
in der Schließstellung eine sehr flache Kurvenneigung gegenüber der
Stößelrichtung anliegt. Dadurch wird eine sehr hohe
Zuhaltekraft erzeugt. Bei zunehmender Neigung der Kurvenführung
erfolgt eine Beschleunigung der Bewegung des Auslegerarms bei Betätigung
des Stößels.
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Die
Führung des Stößels erfolgt in Aufnahmen
der Konsole. Die Lage des Stößels ist vorteilhaft nahe
an die Drehachse des Auslegers angeordnet. In Schließstellung
des Auslegerarms bildet die Kulissenführung mit der Mittenachse
des Stößels einen spitzen Winkel, der sich in
der Offenstellung bis zu einem rechten oder stumpfen Winkel erweitert.
Die Richtung der Kulissenführung ist ausgehend von der horizontalen
Ebene der Drehachse nach oben gerichtet. Die Lage des Gleitsteines
in der Kulissenführung befindet in der Schließstellung
des Auslegerarms oberhalb der Drehachse des Auslegers. Die Bewegung
des Stößels wird direkt auf den Gleitstein übertragen,
so dass ein kurzer Stößelweg einen großen
Schwenkbereich des Auslegers bewirkt. Vorteilhaft ist der Gleitstein
mit Zapfen oder Bolzen passgerecht in die Kulissenführung
eingesetzt. Um die Kräfte, die bei der Betätigung
des Stößels auf den Gleitstein wirken, aufnehmen
zu können, ist der Gleitstein in Führungen der
Konsole eingebettet. Vorteilhaft sind die Zapfen oder Bolzen in
schlitzartige Aufnahmen der Konsole geführt.
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Je
nach Art und Gewicht des Werkstückes können ein
fester und ein beweglicher Ausleger ausreichen. Vorteilhaft weist
die Werkstückaufnahme mehrere Ausleger auf. Es können
beispielsweise mehrere feste Ausleger und mehrere bewegliche Ausleger
vorhanden sein. Vorzugsweise sind zwei parallel und im Abstand voneinander
angeordnete bewegliche Ausleger vorgesehen, mit denen die Halterung
des Werkstückes, insbesondere bei großen und schweren
Werkstücken verbessert wird. Als Alternative sind der Anzahl
der beweglichen Ausleger gleich viele starre Ausleger zugeordnet.
Vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen beziehen sich
auf die Anordnung und Halterung der Feder sowie auf die Ausbildung
der Konsole.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnungen näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 die
Ansicht einer Reinigungsanlage bei geöffneter Behandlungsstation
und mit Werkstücken beladener Werkstückaufnahme,
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2 die
Ansicht nach 1 bei geschlossener Behandlungsstation,
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3 die
Vorderansicht der Werkstückaufnahme mit Werkstücken,
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4 die
Seitenansicht der Werkstückaufnahme nach 3,
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5 einen
Schnitt durch die Werkstückaufnahme entlang der Linie A-B
in 3,
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6 einen
Schnitt durch die Werkstückaufnahme entlang der Linie C-D
in 4.
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Die 1 zeigt
die schematische Darstellung einer industriellen Reinigungsanlage 1 mit
ihren wesentlichen Bestandteilen. Dabei handelt es sich um die aus
einer Kammer 2 mit Deckel 3 ausgeführte Behandlungsstation
in der Waschgut, hier Werkstücke 4 behandelt,
d. h. gewaschen, gespült oder getrocknet werden. Bei den
Werkstücken 4 handelt es sich um Teile von Motoren,
wie Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebegehäuse,
die am Ende des Bearbeitungsprozesses einer Reinigung unterzogen werden,
um Bearbeitungsrückstände, wie Späne, Grat
oder ölige oder fetthaltige Rückstände
zu entfernen, bzw. abzuwaschen. Zum Befüllen wird die Behandlungsstation
geöffnet. Für diesen Zweck ist die Kammer 2 auf
einer Führung 5 verschiebbar gelagert. Durch Verschieben
der Kammer 2 weg vom Deckel 3 wird dazwischen
ein Abstand geschaffen, durch den die Werkstückaufnahme 6 zum
Bestücken frei gemacht ist. Die Werkstückaufnahme 6 ist
deckelseitig an einem Flansch 7 der Rotationsvorrichtung 8 befestigt,
mit der die Werkstückaufnahme 6 während
des Betriebes der Behandlungsstation gedreht oder geschwenkt wird.
Die Rotationsvorrichtung 8 befindet sich außerhalb
der Behandlungsstation und weist einen Antrieb 9 mit einer
Welle 10 auf, die durch den Deckel 3 hindurch
greift und an deren Ende der Flansch 7 sitzt. Deckel 3 und
Antrieb 9 befinden sich an einem drehbaren Sockel 11.
Die Reinigungsanlage 1 lässt sich damit in der
Weise ausbauen, dass konzentrisch um den Sockel 11 herum
weitere Kammern 2 angeordnet sind. Durch Schwenken des
Sockels 11, in die nächste Position der Kammer 2 kann
die Werkstüfkaufnahme 6 aus der einen Kammer 2 in
die nächste Kammer 2 transportiert werden, in
der eine zusätzliche Behandlung stattfindet. Über der
Behandlungsstation befindet sich ein Betätigungsmechanismus 12 mit
einem ausfahrbaren Stempel 13. Der Stempel 13 befindet
sich in seiner Ausgangslage in einer Position außerhalb
der Behandlungsstation. Wie 1 zeigt,
ist die Position des Stempels 13 bei geöffneter
Kammer 2 senkrecht über einen Auslöser 14 der
Werkstückaufnahme 6. Der Auslöser 14 ist
Bestandteil eines Hebelmechanismus der Werkstoffaufnahme 6 mit
dem zwei Werkstücke 4 in die Werkstüfkaufnahme 6 eingespannt werden,
wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Die 2 zeigt
die Ansicht der Reinigungsanlage 1 mit geschlossener Behandlungsstation.
Die Kammer 2 ist entlang der Führung 5 gegen
den Deckel 3 gefahren und dicht verschlossen. In dieser
Position erfolgt die Behandlung der Werkstücke 4. Durch Drehen
der Schwenken der Werkstückaufnahme 6 mit Hilfe
der Rotationsvorrichtung 8 werden die Werkstücke 4 allseitig
dem Behandlungsmedium ausgesetzt.
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Die
Werkstückaufnahme 6 besitzt eine Konsole 15 mit
einem zum Flansch 7 passenden Anschlussstück 16 zur
Verbindung mit der Rotationsvorrichtung 8. Wie 3 am
deutlichsten zeigt, sind an der Konsole 15 jeweils zwei
Paare von Auslegern 17 und 18 befestigt, zwischen
denen die Werkstücke 4 mit Hilfe von Stützen 19, 20 gehalten
sind. Um beide Werkstücke 4 gleichzeitig in die
Werkstückauflage 6 einbringen zu können,
wird eine Palette 21 benutzt, auf der die Werkstücke 4 transportsicher
mit den Stützen 20 fixiert sind. Die Ausleger 18 sind
starr an der Konsole 15 angebracht und besitzen Haltenocken 22,
die in korrespondierende Aufnahmen 23 der Palette 21 eingreifen.
Die den Auslegern 18 gegenüberliegenden Ausleger 17 sind
um eine an der Konsole 15 gelagerte Drehachse 24 schwenkbar
und als zweiarmige Hebel ausgeführt, mit einem Auslegerarm 25 und
einem Kraftarm 26. Der Kraftarm 26 ist gegenüber
dem Auslegerarm 25 als kurzer Hebel ausgeführt.
Auslegerarm 25 und Kraftarm 26 sind Bestandteile
eines Hebelmechanismus, der im Kraftarm 26 eine schräge
Kulissenführung 27 mit Gleitstein 28 aufnimmt,
und der Ausleger 17 an dem Gleitstein 28 und um
die Achse 24 schwenkbar ist. Der Gleitstein 28 in
der Kulissenführung 27 ist mit Hilfe des Stößels 29 verstellbar,
der unter Wirkung der Feder 30 steht. Die Feder 30 ist
eine Druckfeder und auf dem Schaft des Stößels 29 geführt
und zwischen einer Auflage 31 der Konsole 15 und
einem Anschlag 32 des Stößels 29 abgestützt.
Die Federkraft wird auf den Gleitstein 28 übertragen,
der in der Kulissenführung 27 geführt
ist. Durch die Kulissenführung 27 bedingt, schiebt
die Feder 30 den Kulissenstein 28 aufwärts und
durch die Neigung der Kulissenführung 27 erfolgt eine
Abwärtsbewegung des Auslegerarmes 25 in Richtung
des Auslegers 18.
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Zur
Herbeiführung der Offenstellung des Auslegerarms 25 wird
durch Niederdrücken des Stempels 13 des Betätigungsmechanismus 12 der Auslöser 14 betätigt,
der den Stößel 29 abwärts drückt.
Der Kulissenstein 28 gleitet in der Kulissenführung 27 abwärts
und bewegt den Auslegerarm 25 aufwärts und gibt
einen Bereich frei, um die Palette 21 mit den Werkstücken 4 auf
den Ausleger 18 zu platzieren. Durch Loslassen des Stößels 29 wird
der Auslegerarm 25 durch die Feder 30 aus der
Offenstellung in die (Schließstellung) Verriegelungsstellung
geschwenkt. Durch die Schrägstellung der Kulissenführung 27 zum
Stößel 29 wird eine Klemmwirkung erzeugt,
die dazu führt, dass die Werkstücke 4 zwischen
den Auslegern 17, 18 eingespannt und in einen
Verriegelungszustand gebracht werden. Wie 4 zeigt,
wird die Klemmwirkung mit Hilfe der Stützen 19 auf
die Werkstücke 4 übertragen. Gemäß 3 ist
die Kulissenführung 27 als gerader Schlitz ausgeführt,
der die Ebene der Stößelachse im spitzen Winkel α quert.
Dadurch erfolgt in der Schließstellung des Auslegerarms 25,
wie vorstehend beschrieben, die Verriegelung. In 3 ist
der Auslegerarm 25 noch in der Offenstellung gestrichelt
dargestellt. Die entsprechend gestrichelt dargestellte Kulissenführung 27 schließt
mit dem Stößel 29 dann etwa einen rechten
Winkel β ein. Wie 5 zeigt,
ist der Stößel 29 in Aufnahmen 33 der
Konsole 15 geführt.
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Die
Konsole 15 weist zwei im Abstand voneinander angeordnete
Stege 34 auf, die als Aufnahme für die Drehachse 24 dienen.
Die Drehachse 24 durchdringt die Stege 34 und
bildet hervorstehende Zapfen 35. An den Zapfen 35 ist
jeweils ein Ausleger 17 gelagert, dessen Kraftarm 26 je
eine Kulissenführung 27 aufweist, in denen der
Gleitstein 28 mit Zapfen 36 geführt ist.
Zwischen den Stegen 34 ist der aus zwei Teilen bestehende
Stößel 29 angebracht. Beide nicht näher
bezeichnete Teilstücke sind mit dem Gleitstein 28 fest
verbunden. Stößel 29 und die Zapfen 36 des
Gleitsteins 28 bilden eine kreuzförmige Anordnung.
Um eine Führung der Zapfen 36 des Gleitsteines 28 in
der Konsole 15 herzustellen, sind die Zapfen 36 in
schlitzartige Aufnahmen 37 der Stege 34 geführt,
die in Bewegungsrichtung des Stößels 29 angebracht
sind, wie 5 zeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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