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Zubringevorrichtung für stapelfähige Werkstücke Die Erfindung betrifft
eine Zubringevorrichtung für stapelfähige Werkstücke mit einem diese Stücke ansaugenden
Transportkopf, einem Schwenkarm, an dessen einem Ende der Transportkopf für eine
Parallelbewegung zu sich selbst während der Schwenkbewegung des Schwenkarmes schwenkbar
gelagert ist und dessen anderes Ende fest mit einer Schwenkwelle verbunden ist,
und mit einer Antriebseinrichtung für den Schwenkarm sowie mit einer Kurvenführung,
um in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Schwenkarmes den Transportkopf im
Bereich der Stapelstärke senkrecht zur Stapelebene zu bewegen.
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Bei einer derartigen bekannten Zubringevorrichtung ist zur Steuerung
des Transportkopfes im Bereich der Stapelstärke ein Steuergestänge vorgesehen, welches
senkrecht zur Schwenkachse des Schwenkarmes verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebebewegung
des Steuergestänges wird durch einen am Ende des Steuergestänges angeordneten Zapfen
bewirkt, der auf einer Steuerkurve abläuft. Zur Erzielung einer senkrechten Bewegung
des Transportkopfes im Bereich der Stapelstärke ist jedoch eine verhältnismäßig
große Verschiebung des Steuergestänges senkrecht zur Schwenkachse erforderlich,
wobei der Schwenkarm nur eine geringe Schwenkbewegung ausführt.
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Die Steigung der Steuerkurve ist gerade in diesem für das Aufnehmen
oder Ablegen der Werkstücke interessanten Bereich sehr gering. Infolge dieser geringen
Steigung wirken auf den Zapfen des Steuergestänges sehr große Normalkräfte, d. h.
senkrecht zur Steuerkurve gerichtete Kräfte und sehr kleine Tangentialkräfte. Nur
durch die Tangentialkräfte wird jedoch die Verschiebung des Steuergestänges bewirkt.
Die großen Normalkräfte haben den Nachteil, daß die Kurvenführung und auch der Zapfen
einem starken Verschleiß unterworfen sind. Zur Erzeugung einer genügend großen Tangentialkraft
ist bei der geringen Kurvensteigung ein sehr großer Kraftaufwand erforderlich, so
daß die bekannte Zubringervorrichtung einen erhöhten Energieverbrauch aufweist.
Außerdem weist das Steuergestänge ein ungünstiges Hebelsystem auf, weil sich jede
Abweichung der Kurvenführung durch Verschleiß od. dgl. in einer viel größeren Abweichung
am Transportkopf auswirkt. Schon verhältnismäßig kleine Abnutzungserscheinungen
an dem Zapfen oder der Kurvenführung führen zu Ungenauigkeiten beim Ablegen der
Werkstücke, d. h., diese werden nicht genau senkrecht übereinandergestapelt. Um
überhaupt ein genaues Stapeln zu ermöglichen, müssen die Steuerkurven der bekannten
Vorrichtung sehr genau gearbeitet sein. Hierdurch und auch durch das verhältnismäßig
komplizierte Steuersystem wird die Herstellung der bekannten Zubringevorrichtung
verteuert.
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Außerdem ist auch zu bedenken, daß der Steuerzapfen bei einem Teil
der Schwenkbewegung die Kurvenführung verläßt. Beim Wiederauftreffen auf die Kurvenführung
muß eine pIötzliche Massenbewegung stattfinden. Hierdurch ergibt sich eine große
Laufunruhe der bekannten Zubringevorrichtung und auch eine starke Beanspruchung
sämtlicher Teile derselben. Theoretisch wäre es denkbar, daß man die Steuerkurven
der bekannten Vorrichtung größer gestaltet, um eine günstigere Hebelübersetzung
am Steuergestänge zu erzielen. Hierbei müßte außer den Steuerkurven auch das dem
Transportkopf abgewandte Ende des Steuergestänges verlängert werden.
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Eine beliebige Verlängerung dieses Steuergestänges ist jedoch nicht
möglich, da sich dieses Ende beim Verschwenken des Schwenkarmes durch den Fuß der
Vorrichtung bewegt. Außerdem würde ein vorstehendes Steuergestänge die Unfallgefahr
erhöhen.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Nachteile der vorbekannten
Zubringevorrichtung zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
die Schwenkwelle drehbar in einer Stütze gehaltert und diese Stütze selbst an ihrem
unteren Ende schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist und daß die Kurvenführung
aus einem ortsfesten Führungsstift und einer mit der Schwenkwelle fest verbundenen
Kulissenführung besteht.
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Diese Ausbildung hat wesentliche Vorteile. Ein kompliziertes Steuergestänge
entfällt vollständig. An dessen Stelle treten nur eine einfache Kurvenführung und
ein ortsfest angeordneter Führungsstift. Durch
die besondere Anordnung
der Schwenkwelle in einer schwenkbaren Stütze werden außerdem günstige Kräfteverhältnisse
erzielt. Die zur Bewegung des Schwenkarmes erforderliche Kraft wirkt in derselben
Richtung, in der auch die Stütze zwecks Senkrechtführung des Transportkopfes verschwenkt
werden muß. Die am Transportkopf erzielte Verlagerung zwecks Senkrechtführung ist
dabei genauso groß wie die relative Verschiebung der Schwenkwelle zum Führungsstift
mittels Kurvenführung, d. h., es ist ein Übersetzungsverhältuis von 1 : 1 vorhanden.
Dieses günstige Übersetzungsverhältnis hat außer einem genngeren Verschleiß auch
den Vorteil, daß die Kurvenführung weniger genau gearbeitet sein muß. Weiterhin
wird eine sehr gedrängte Bauart erzielt. Die Herstellungskosten der neuen Zubringevorrichtung
sind dank der einfachen Bauart geringer als die der bisher bekannten. Außerdem weist-
die neue Vorrichtung eine große Laufruhe auf, da die Kurvenführung in dauerndem
Kontakt mit dem Führungsstift steht.
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Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Werkstück-Zubringevorrichtung von
vorn, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zubringevorrichtung nach Fig. 1 mit veränderter
Schwenkarmlage, Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die Zubringevorrichtung nach
Fig. 1 entsprechend der Schnittlinie III-III der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab
und Fig. 4 und 5 Ansichten der Vorrichtung von hinten mit verschiedenen Schwenkarmstellungen.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Werkstück-Zubringevorrichtung
ist 1 ein Transportkopf, der eine horizontale Werkstück-Anlagefläche2 aufweist.
Der Transportkopf 1 ist auf eine Drehachse 3 aufgekeilt.
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Die Drehachse 3 ist drehbar in einem Ende eines Schwenkarmes 4 gelagert.
Das andere Ende des Schwenkarmes 4 ist mittels Keil 5 (Fig. 3) drehfest mit einer
horizontalen Schwenkwelle 6 verbunden.
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Die Schwenkwelle 6 ist frei drehbar in einer Stütze 7 gehaltert. Seitlich
an der Stütze 7 ist koaxial zur Schwenkwelle6 ein Kettenrad 8 befestigt. Ein weiteres,
gleich großes Kettenrad 9 ist auf der Drehachse3 des Transportkopfes 1 aufgekeilt.
Die Kettenräder 8 und 9 sind durch eine Kette 10 verbunden. Die Kettenräder 8 und
9 bilden zusammen mit der Kette 10 einen Kettentrieb, der weiter unten auf näher
beschriebene Weise sicherstellt, daß die Werkstück-Anlagefläche 2 während des ganzen
Transportweges horizontal bleibt. Zum Verschwenken des Schwenkarmes 4 ist eine an
der Schwenkwelle 6 angreifende Antriebseinrichtung vorgesehen, die beliebiger Art
sein kann und für das gezeigte Ausführungsbeispiel weiter unten ebenfalls genauer
beschrieben wird.
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Um bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Zubringevorrichtung für
stapelfähige Werkstücke sicherzustellen, daß die Werkstücke jeweils vom Transportkopf
1 an der gleichen Stelle erfaßt werden, sind bei der in der Zeichnung gezeigten
Vorrichtung folgende Maßnahmen getroffen: Die Stütze 7, in deren oberem Ende die
Schwenkwelle 6 gelagert ist, ist selbst an ihrem unteren Ende schwenkbar um eine
Schwenkachse 11 gelagert. Ferner ist eine Kurvenführung 12 vorgesehen, die aus einem
ortsfesten Führungsstift 15 und einer fest mit
der Schwenkwelle 6 verbundenen Kulissenführung
14 besteht. Diese Kulissenführung ist so ausgebildet, daß die Stütze 7 in Abhängigkeit
von der Winkelstellung des Schwenkarmes, d. h. also auch von der Winkelstellung
der Schwenkwelle derart verschwenkt wird, daß sich der Transportkopf 1 im Bereich
der Stapelhöhe h (Fig. 4) vertikal bewegt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Kurvenführung
12 aus einem drehfest mit der Schwenkwelle 6 verbundenen Kulissenführungsteil 13
und einem in den die Kulissenführung bildenden Führungsschlitz 14 eingreifenden
Stift 15, der an einem feststehenden Halter 16 angebracht ist.
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Ferner sind beiderseits an dem mit der Schwenkwelle 6 verbundenen
Ende des Schwenkarmes 4 Platten 13 a, 13 b (Fig. 3) mit übereinstimmenden Führungsschlitzen
14 befestigt, und es ist der Halter 16, wie aus Fig. 3 ersichtlich, gabelförmig
ausgebildet und so angeordnet, daß sich die Platten 13 a, 13 b zwischen den Gabelschenkeln
befinden. Der Stift 15 ist an beiden Enden in den Gabelschenkeln gelagert und durchsetzt
die Führungsschlitze 14 der Platten 13a, 13b.
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Als Antriebseinrichtung für den Schwenkarm 4 ist bei dem gezeigten
Ausfühmngsbeispiel ein Druckmittelmotor 17, ein Preßluftmotor vorgesehen, dessen
Kolbenstange 18 sich in einer Zahnstange 19 fortsetzt, die an ihrem freien Ende
in einem Lager 25 geführt ist. Die Zahnstange 19 kämmt mit einem Zahnrad 20, das
mittels Keil 21 auf der Schwenkachse 11 der Stütze 7 drehfest angeordnet ist. Auf
die Schwenkachse 11 ist ferner ein Kettenrad 22 aufgekeilt, welches mit einem drehfest
auf der Schwenkwelle 6 angeordneten Kettenrad 23 durch eine Kette 24 verbunden ist.
Die Hin- und Herbewegung der Zahnstange 19 durch den Druckmittelmotor 17 bewirkt
über das Zahnrad 20 eine Drehung der Schwenkachse 17. Diese überträgt sich mittels
des Kettentriebes 22, 23, 24 auf die im freien Ende der Stütze 7 gelagerte Schwenkwelle
6. Dadurch wird der drehfest mit der Welle 6 verbundene Schwenkarm 4 angetrieben.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Transportkopf 1
als Saugspannkopf ausgebildet. Die Schwenkwelle 6 ist mit einem drehbaren Anschlußstück
26 für einen Vakuumschlauch versehen, und die Vakuumleitung27 ist, wie in Fig. 3
durch eine gestrichelte Linie angedeutet, durch die Schwenkwelle 6, den Schwenkarm
4 und die Drehachse 3 zum Saugspannkopf 1 geführt.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:
Bei dem gezeigten Beispiel dient die Werkstück-Zubringevorrichtung zum Übertragen
von auf einem Transportwagen 28 gestapelten Blechen 29 auf ein Förderband 30. Zum
Abheben eines Bleches 29 wird der Schwenkarm 4 in die in Fig. 1 mit A bezeichnete
Lage gebracht. Nach Ansaugen des betreffenden Bleches wird der Schwenkarm durch
den Druckmittelmotor 17 entlang der Bahn B verschwenkt, bis das Blech auf dem Förderband
30 aufliegt. Infolge der Schwenkbewegung des Armes 4 wälzt sich die Kette 10 an
dem feststehenden Kettenrad 8 ab und verdreht dabei das Kettenrad 9 mit der Drehachse
3 relativ zum Schwenkarm 4.
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Da die Kettenräder 8 und 9 gleich groß sind, wird damit in an sich
bekannter Weise erreicht, daß der Transportkopf 1, gleichgültig, an welchem Punkt
der
Bahn B er sich befindet, immer so ausgerichtet ist, daß seine
Werkstück-Anlagefläche horizontal liegt.
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Dies hat zunächst den Vorteil, daß der als Saugspannkopf ausgebildete
Transportkopf genau horizontal auf das zu erfassende Blech auftrifft. Nur wenn die
in der Anlagefläche des Saugspannkopfes angeordnete Dichtung ringsum fest am Werkstück
anliegt, kann ein zum Ansaugen des Werkstückes ausreichendes Vakuum erzeugt werden.
Würde der Saugspannkopf schräg auf ein Blech 29 auftreffen, dann könnte das Blech
nicht erfaßt werden. Gleiches gilt, wenn an Stelle eines Saugspannkopfes ein Magnetkopf
vorgesehen ist. Ferner hat das Horizontalhalten des Werkstückes noch den Vorteil,
daß auch bei der Ablage sichergestellt ist, daß das Werkstück genau in der vorher
bestimmten Stellung ankommt. Dies ist wichtig, wenn das Werkstück auf den Aufspanntisch
einer Werkzeugmaschine, auf dem es bekanntlich eine ganz bestimmte Lage einnehmen
muß, abgelegt werden soll. Schließlich verhindert der Kettentrieb 8, 9, 10. daß
die Bleche auf dem Transportweg hin und her schwingen. so daß sich die Schwenkbewegung
mit großer Geschwindigkeit ausführen läßt.
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Wenn Stapel verschiedener Höhe oder Transportwagen 28 unterschiedlicher
Größe verwendet werden, dann muß sichergestellt werden, daß der Transportkopf 1
sämtliche Bleche an genau derselben Stelle, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
in der Mitte, erfaßt. Die bei der erfindungsgemäßen Zubringevorrichtung hierfür
vorgesehene Einrichtung wird an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert.
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Nimmt man an, daß vom Wagen 28 Stapel von einer Maximalhöhe h zur
Zubringevorrichtung gebracht werden, so erfaßt der Transportkopf das oberste Blech
in der Stellung A, in der der Schwenkarm 4 horizontal steht und die Stütze 7 vertikale
Stellung einnimmt. Beim Schwenken des Armes im Uhrzeigersinn wandert der Transportkopf
entlang der halbkreisförmigen Bahn B, bis das Blech auf das Förderband 30 abgelegt
wird, wobei dann der Schwenkarm 4 wiederum horizontal steht. Bei der Schwenkbewegung
des Armes 4, die einer Bewegung des Transportkopfes 1 entlang der Bahn B entspricht,
greift der Stift 15 in einen Abschnitt b der Führungsschlitze 14 der Kurvenführung
12 ein, welcher als zur Schwenkwelle 6 konzentrischer Halbkreisbogen ausgebildet
ist.
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Wenn nun der Stapel infolge des Abhebens der Bleche kleiner wird,
darf sich der Transportkopf 1 nicht weiter auf einer Halbkreisbahn bewegen, sondern
muß im Bereich der Stapelhöhe h entlang einer vertikalen Linie C wandern, wenn sichergestellt
werden soll, daß sämtliche Bleche 29 an der gleichen Stelle erfaßt werden. Die Schlitze
14 der Kurvenführung 12 weisen zu diesem Zweck einen Abschnitt c auf, der sich an
den Abschnitt b anschließt. Tritt beim Verschwenken der Kulissenführung zusammen
mit dem Schwenkarm 4 der Stift 15 in den Abschnitt c ein, dann wird die Stütze 7
in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt.
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Durch die Uberlagerung der Kreisbewegung des Transportkopfes 1 um
die Schwenkwelle 6 und der Kreisbewegung der Schwenkwelle 6 um die Schwenkachse
11 ergibt sich für den Transportkopf 1 eine vertikale Bahn C.
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Mit der erfindungsgemäßen Werkstück-Zubringevorrichtung wird auf
einfache Weise erreicht, daß stapelfähige Werkstücke sämtlich an der gleichen
Stelle
erfaßt und in genau horizontaler Lage sowie schwingungsfrei transportiert und in
ebenfalls genau horizontaler Lage abgelegt werden können.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Insbesondere kann sich der Schwenkarm nicht nur in einer vertikalen
Ebene bewegen, sondern ebensogut in einer horizontalen oder schräg geneigten Ebene,
wobei die Werkstück-Anlagefläche am Transportkopf während der ganzen Schwenkbewegung
parallel zu sich selbst bleibt und auch bei einer Bewegung des Schwenkarmes in einer
horizontalen oder schräg geneigten Ebene dafür Sorge getragen ist, daß der Transportkopf
im Bereich eines Stapels von Werkstücken sich geradlinig und senkrecht zur Stapelebene
bewegt, damit sämtliche Werkstücke vom Transportkopf an der gleichen Stelle erfaßt
werden.