DE1477209B2

DE1477209B2 - Werkstuecktransport- und spannvorrichtung einer fertigungsstrasse

Info

Publication number: DE1477209B2
Application number: DE19631477209
Authority: DE
Inventors: Kurt Otto Grosse Pointe Woods Mich Tech (V St A )
Original assignee: The Cross Co , Fräser, Mich (V St A)
Priority date: 1963-06-20
Filing date: 1963-12-03
Publication date: 1972-06-15
Also published as: DE1477209C3; DE1477209A1; FR1396221A; US3213996A; JPS5029196B1; GB1027656A

Description

,·:■' - -J't::''. .;, ;■ ·. ,: ·■ , - .·-■, .v Fertigungsstraßen mit Werkstücktransport- und -spannvorrichtungen werden als bekannt vorausgesetzt (»Maschine und Werkzeug« 1955, S. 5 ff). Das Werkstück wird-auf ;einer Palette durch die.verschiedenen Bearbeitungsstätiorien der Fertigungsstraße geführt, jeweils in einer Station eingespannt, bearbeitet, wieder entspannt und weiterbefördert. Von einer solchen Fertigungsstraße geht die Erfindung aus, und zwar von einer Sonderform (deutsches Gebrauchsmu-, ster 1 855 602) mit einer Transferstarige zum schrittweisen Transport der die Werkstücke tragenden Paletten durch die Bearbeitungsstationen und diesen zugeordnete Palettenindexier- und -spannvorrichtungen. Zur Betätigung der Werkstückspannvorrichtungen dient eine allen Stationen gemeinsame Stellerstange, die auch die Transferstange hebend und senkend antreibt.

Bei dieser Fertigungsstraße kommt es, wie überhaupt bei jeder Fertigungsstraße, darauf an, die Paletten mit den Werkstücken in den einzelnen Bearbeitungsstationen genau zu justieren, da nur hierdurch eine einwandfreie Bearbeitung gewährleistet ist. Dem Zweck der Justierung dienen bei diesen Fertigungsstraßen Indexstifte, die, nachdem die Palette in die Bearbeitungsstation eingefahren ist, in Paßbohrungen der Paletten eingefahren werden. Die Paletten werden also durch die Transferstange in eine Bearbeitungsstation eingefahren, die Indexstifte werden in die Paßbohrungen der Palette eingeführt, und die Palette wird eingespannt. Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges wird die Verspannung gelöst, die Indexstifte werden zurückgezogen, und die Palette ist frei, worauf die Transferstange angehoben wird, sich unter die Palette legt und diese "um eine Station weiterbefördert. Eine solche Arbeitsweise ist möglich, da die Indexstifte nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges durch Zurückziehen versenkt werden, so daß sie aus dem Bereich der Palette herauskommen.

Betriebserfahrungen mit Fertigungsstraßen dieser Art haben gezeigt, daß es mit ein- und ausfahrbaren Indexstiften nur schwer möglich ist, die hohe geforderte Justiergenauigkeit zu erreichen, und daß es daher günstiger ist, die beweglichen Indexstifte durch feste Indexstifte zu ersetzen, auf welche die Palette mit ihren Paßbohrungn herabgelassen wird, was dadurch geschieht, daß die die Palette tragende Transferstange abgesenkt und nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges angehoben wird.

Auch bei festen Indexstiften muß die Palette in der Bearbeitungsstation eingespannt ■ werden. Hier entsteht nun gegenüber Fertigungsstraßen mit gesteuerten Indexstiften ein neues Problem, dessen Lösung Aufgabe der Erfindung ist.

Bei Fertigungsstraßen mit gesteuerten Indexstiften bleibt das Werkstück immer auf der gleichen Ebene. Es ist dann ohne Schwierigkeit möglich, einen gemeinsamen Steller für die Einstellung der Palette, d. h. für das Heben und Senken der Transferstange und für die Spannvorrichtungen zu verwenden, da diese nur um einen geringen Betrag angehoben werden müssen, um vom Werkstück freizukommen. Wenn man den gemeinsamen Steller auch bei einer Fertigungsstraße mit festen Indexstiften verwenden will, so entsteht eine nicht unbeträchtliche Schwierigkeit dadurch, daß man die Spannglieder veranlassen muß, schneller in die Höhe zu gehen als das Werkstück mit seiner Palette, um-hiervon freizukommen. Weiter; ist zu bedenken, daß die Palette mit dem Werkstück auf ihrem Weg durch die Fertigungsstraße höher aus der Bearbeitungsstation herausgehoben werden muß. Die Spannglieder können also nicht einfach ausgeschwenkt werden wie bei der bekannten Einrichtung, sondern sie müssen sich senkrecht bewegen können. Da sich die Spannglieder zunächst im Eingriff an der Palette befinden, ist- es erforderlich, daß sie mit größerer Geschwindigkeit und Höhe als die Palette angehoben werden, um von dieser, wenn sie voll angehoben ist, freizukommen. Denn nur dann ist es möglich, daß die Palette aus der Station ausgefahren und eine neue Palette eingefahren werden kann. ...

Die sich aus dieser betrieblichen Voraussetzung ergebende Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei an sich bekannter Betätigung der Werkstückspannvorrichtungen durch eine auch die Transferstange hebend und senkend antreibenden Stellerstange mit dieser verschiebbare Nockenglieder vorgesehen sind, die jeweils zwei Nockenabschnitte unterschiedlicher Steigung haben und mit vertikal verschieblichen Spanngliedern der Werkstückspann-

einrichtung im Eingriff stehen, wobei dem letzten Teil des Entspannungshubes der Spannglieder der Nokkenabschnitt mit der größeren Steigung zugeordnet ist.

Der Nockenabschnitt geringerer Steigung erzielt gegen Ende der Spannbewegung die größte Spannwirkung, während der Nockenabschnitt größerer Steigung die Spannvorrichtung schnell frei in die angehobene Stellung bringt, d. h. sie aus dem Weg der Palette entfernt. ..,,

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles der Transfereinrichtung für eine Bearbeitungsstation, die mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, mit einem Werkstück in eingespanntem Zustand,.

F i g. 2 eine entsprechende Ansicht, bei der die Spannvorrichtung gelöst ist,

'.*. Fig. 3 einen Schnitt bzw. eine Ansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1, '

F i g. 4 eine Abbildung ähnlich F i g. 3, jedoch nach der Linie 4-4 der F i g. 2,

, Fig. 5 einen Schnitt durch eine Einzelheit nach der Linie 5-5 der F i g. 1,

' F i g. 6 einen Schnitt durch eine Einzelheit nach der Linie 6-6 der F i g. 1,

Fig. 7 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 6, jedoch nach der Linie 7-7 der F i g. 1,

Fig. 8 einen der Riegelstifte, welche die Stellerstange mit einem Querhaupt verbinden, das die Transferstange betätigt,

' Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 7 zur Darstellung der Verbindung zwischen einem Kurvenschlitten und dem Spanner.

Auf einer Hauptgrundplatte 10 ist eine Einspanneinheit 11 für die Palette befestigt. Eine solche Einspanneinheit ist in jeder Station vorhanden. Einrichtungen dieser Art haben eine oder mehrere (im Beispiel ein Paar) hin- und herbewegte Transferstangen 12 und eine hin- und herbewegte Stellerstange 13. Die Paletten 14 werden in ihrer Ruhestellung von Schienen 15 getragen. Sie haben im Beispiel die Form flacher rechteckiger Platten, jedoch können sie in Größe und Gestalt je nach der Art der von ihnen zu trägenden Werkstücke verschieden sein. Die Paletten 14 sind üblicherweise mit Klemmstücken oder anderen nicht' dargestellten Zubehörteilen versehen, um das Werkstück auf ihnen zu halten.

Die Paletten 14 werden von Station zu Station in der Maschine durch die Transferstangen 12 eingestellt, die sich längs der Maschine durch eine Mehrzahl von Stationen erstrecken/Wenn die Maschine kürz genug ist, genügt ein einziges Paar von Transferstangen 12 zur Versorgung aller Stationen. Wenn notwendig oder wünschenswert, können auch mehrere Sätze von Transferstangen vorgesehen werden, wobei jeder Satz eine bestimmte Anzahl von Stationen der Maschine bedient. Der Satz von Transferstangen 12 wird hin-und herbewegt, beispielsweise durch einen nicht dargestellten elektromagnetisch gesteuerten Kraftkolbenantrieb. Wenn mehr als ein Satz von Transferstangen angeordnet ist, sind die Kraftkolbenantriebe üblicherweise zur synchronen Betätigung gegeneinander verriegelt. Auch die Stellerstange lfi. wird in zeitlicher Beziehung zu den Transferstanden' durch einen gebräuchlichen, nicht dargestellten Mechanismus hin- und herbewegt.

Die Spanneinheit 11 für die Paletten enthält einen an der Grundplatte 10 befestigten Rahmen 20, der mit einer Mehrzahl, im Beispiel mit vier büchsenartigen Führungsgliedern 21, zur gleitenden Aufnahme von Spannteilen 22 versehen ist, die mit seitlich erstrekkenden Spannansätzen 23 zur Anlage an der Palette 14 versehen sind (F i g. 3).

24 ist ein Hubarm, der an seinem unteren Ende schwenkbar auf einer Achse 25 gelagert ist. Die

ίο Achse 25 ist in Ohren oder Ansätzen 26 gelagert, die über die Grundplatte 10 hinausragen. In die Ansätze 26 sind Büchsen 26 a (Fi g. 4) eingesetzt, in denen die Enden der Achse 25 gelagert sind. Jeder Plattenspanneinheit ist mindestens ein Hubarm zugeordnet.

Der Hubarm hat die Form eines Querhauptes, dessen Ende zur Bildung eines Paares von Armen 27 gegabelt ist, welche die Stellerstange 13 übergreifen. Der Hubarm 24 ist mit der Stellerstange 13 durch Treiberbolzen 28 verbunden, welche die Arme 27 seitlich durchsetzen und gegen die flachen Böden 29 einander gegenüberliegender und sich quer erstrekkender Ausnehmungen 30 in der Stange 13 einlegen, wie aus F i g. 5 ersichtlich ist. Die Enden der Treiberbolzen 28 passen dicht in die Ausnehmungen 30 hinein (F i g. 8), aber die Konstruktion ist so ausgeführt, daß sich die Bolzen quer zur Stellerstange während der Pendelbewegung des Hubarmes 24 bewegen können. In die Arme 27 sind Büchsen 31 eingesetzt, durch welche die Treiberbolzen hindurchgreifen. Jeder Bolzen 28 hat einen Kopf 32, der durch ein Paar durch Bolzen 34 befestigte Haltestücke 33 übergriffen wird.
Der Hubarm 24 ist als ein um einen Zapfen 25 pendelnder Teil dargestellt. Der Hubarm kann aber auch in anderer Weise angebracht und betätigt werden. Beispielsweise kann er hin- und herbewegbar in Führungen eingesetzt und durch einen Ritzel-Zahnstangentrieb bewegbar sein, der zwischen die Stellerstange 13 und den Hubarm 24 eingeschaltet ist. Die Stellerstange 13 und der Hubarm 24 können mit einer durch Zahnräder miteinander verbundenen Zahnstange ausgerüstet, so daß eine Hinundherbewegung der Stellerstange 13 eine Hinundherbewegung des Hubarmes 24 hervorruft. Der Hubarm kann auch, durch hydraulische oder andere Mittel gesteuert werden, etwa durch einen Grenzschalter. Da diese Möglichkeiten nur technische Gleichwerte für die dargestellte Ausführung sind, konnte von ihrer Darstellung

in den Zeichnungen abgesehen werden.

Das obere Ende des Hubarmes ist zur Bildung eines mittleren Armteiles 35 und zweier äußerer Armteile 36 ebenfalls gegabelt. Die Armteile 35 und 36 sind mit Rollen 37 versehen, die auf Achsstummein 38 drehbar in den Armen 35 und 36 gelagert sind. Die Rollen 37 sind in Paaren angeordnet. Jedes Paar liegt an den Seiten der benachbarten Transferstange 12 an, um auf diese Weise seitliche Wälzlager . zu schaffen. Der Hubarm 24 weist weiter ein Paar von Rollen 39 auf, die sich gegen die Unterkänte der Transferstangen 12 anlegen. Die Rollen 39 sind auf einer Achse 40 gelagert, die sich quer durch den Hubarm erstreckt. Die Transferstangen sind also sowohl an den beiden Seiten wie am Boden durch Wälzlager !abgestützt.

Wenn die Stellerstange in der einen Richtung bewegt wird (von links nach rechts), wird der Hubarm 24 von der in Fig. 1 dargestellten"Stellung in die

Stellung nach F i g. 2 bewegt und hebt die Transferstangen 12 an, wie es gestrichelt in F i g. 1 dargestellt ist, bzw. in die voll ausgezogene Stellung nach F i g. 2, so daß die Palette 14 durch die Bewegung der Transferstange von der einen Station aus in der nachsten Station eingerichtet werden kann. Während dieser Bewegung wird die Transferstange von den 'Wälzrollen 37 und 39 abgestützt.

Zur Betätigung der Spannglieder in zeitlicher Zuordnung zur Bewegung der Transferstangen 12 und der Palette 14 ist eine Mehrzahl von Kurvenschlitten 50, einen für jedes Spannglied 22, gleitbar in eine sich längs erstreckende Ausnehmung im Rahmen 20 eingesetzt. Jeder Kurvenschlitten besitzt eine sich längs erstreckende Kurvenrippe 52 (Fig. I₉ 6, 7, 9), die in eine Ausnehmung 53 auf der ihr gegenüberliegenden Seite des, Spannstückes eingreift. Wie F i g. 9 zeigt, erstrecken sich die Kurvenrippen auf einen ersten Teil 52 a mit verhältnismäßig geringer Steigung oder mit einem flachen Winkel zwischen den Punkten Ä, B und bei 52 b mit großer Steigung oder einem großen Winkel zwischen den Punkten B, C. Die Ausnehmung 53 im ,Spannglied 22 ist so geformt, daß sie !diagonal einander gegenüberliegende Bereiche 54 bildet, die unter einen Winkel geneigt sind, der im wesentlichen mit dem des flacheren Teiles 52 α der Kurvenrippe 52 übereinstimmt, sowie mit diagonal abgesetzten einander gegenüberliegenden Bereichen 55, die im wesentlichen dem steileren Teil 52 b der Kur-Venrippe 52 entsprechen.

• ,,Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen ist, sind .die.Kurvenschlitten in einander gegenüberliegenden Paaren angeordnet. Zur Betätigung jedes Paares der Schlitten dient eine sich quer erstreckende Stange 60, welche die Stellerstange 13 durchdringt, also an der Bewegung der Stellerstange teilnimmt. Die einander entgegengesetzten Enden der Betätigungsstange 60 greifen in erweiterte Ausnehmungen 61 ein, die in gegenüberliegenden Flächen der Kurvenschlitten 50 eingeformt sind. Hierdurch wird eine Totgangverbindung zwischen der Stange 60 zur Betätigung der Kuryenschlitten und den Kurvenschlitten 50 hergestellt. Der Zweck dieser Anordnung wird noch beschrieben. _■-■· - . ■ ■ ,' ;■' "■ ...., - :.^: ■ . ■ .' .' • Jeder Kurvenschlitten wird in einer Richtung, iii den.Fig. i und 2 nach links, durch eine Feder 63 gedrückt, deren eines Ende in eine Ausnehmung 64 am Kurvenschlitten 50 eingreift, während sich das andere Ende gegen einen Anschlag 65 am. Rahmen 20 der Spanneinheit anlegt. Jede Feder 63 bringt, wenn sie ihre Kraft zur Bewegung des Kurvenschlittens nach links ausführt (F i g. 1) den flacheren Teil 52 a der Kurvenrippe 52 zur Anlage am Teil, 54. der. Ausnehmung 53 im Spannglied 22. Hierdurch wird das Spannglied zum Eingriff mit der Palette 14 gesenkt (Fig. I)₉ wobei die Berührung im flachen Teil zwischen den Flächen eine, positive Klemmwirkung des Klemmteiles 22 hervorruft. Wenn die Kurvenschlitten nach rechts bewegt worden sind (Fig. 2), legen sich die Teile 55 der Ausnehmung 53 gegen die steileren 6p Teile der Kurvenrippen und heben die Spahnglieder an. Man erkennt, daß die Kurvenrippe 52 das Spannglied mit geringer Geschwindigkeit anhebt, solange der Bereich 52 α im Eingriff mit der Ausnehmung 53 steht, und mit großer Geschwindigkeit, wenn der Bereich 52 b mit der Ausnehmung 53 zum Eingriff " kommt. - .".'·'.
, Wenn die Palette richtig eingestellt ist, wird sie auf feste sogenannte Index- oder Einstellstifte 70 aufgesetzt, die sich vom Rahmen 20 aufwärts erstrecken. Die Einstellstifte treten in die mit Büchsen versehenen Öffnungen 71 in der Palette 14 ein. Zur Erleichterung des Eindringens sind die Köpfe der Stifte 70 bei 72 abgefast oder abgerundet (Fig. 4).

Die obere Kante jeder Transferstange weist einen oder mehrere gehärtete Blöcke 73 mit Stiften 74 auf, die in durch Büchsen ausgekleidete Ausnehmungen 75 in der Palette 14 eingeführt werden können. Das ergibt einen positiven Eingriff zwischen Transferstange 12 und Palette 14, so daß die Palette genau eingestellt wird, wenn die Transferstange 12 nach rechts zurückbewegt wird (Fig. 1 und 2). Wenn die Palette durch die Transferstange freigegeben wird, so wird sie auf die festen Einrichtstifte 70 aufgelegt und durch die Spannglieder 22, 23 fest und sicher auf den Schienen 15 gehalten (F i g. 3). Wenn die Transferstänge angehoben wird und die Spannglieder 22 gelöst werden, so wird die Palette 14 von den Einstellstiften 70 abgehoben (F i g. 4). Zu diesem Zeitpunkt sind die Stifte 74 im Eingriff mit den Ausnehmungen 75 in der Palette, so daß die Bewegung der Transferstange 12 die Palette in der nächsten Station einstellen kann.

Wenn die Stellerstange 13 ihre Bewegung nach rechts beginnt, beginnt sie auch, den Hubarm 24 von der voll ausgezogenen Stellung nach F i g. 1 in Richtung auf die gestrichelt gezeichnete Stellung zu bewegen. Während der Anfangsbewegung der Stellerstange 13 bewegt sich die zur Betätigung der Kurvenschlitten dienende Stange 60 in der Ausnehmung 61 auf die rechte Seite dieser Ausnehmung (Fig. 2). Wegen der Totgangverbindung zwischen diesen Teilen werden die Kurvenschlitten anfänglich nicht bewegt. Die Bewegung des Hubarmes gleicht vielmehr lediglich etwaiges Spiel zwischen dem Hubarm und der Transferstange 12 aus. Wenn das Ende der Stange 60 an der rechten Seite der Ausnehmung 61 zur Anlage kommt, wird der Kurvenschllitten 50 entgegen' der Wirkung der Feder 63 nach rechts bewegt (F i g. 1 und 2). Während der Anfangsbewegung jeden Schlittens wird das zugehörige Spannglied 22 längs' aus dem Eingriff mit der Palette 14 angehoben. Bei der Weiterbewegurig des Schlittens nach rechts (Fig. 2) kommt der steile Bereich 52 & der Kurvenrippe 52 zur Anlage an dein Spannglied und hebt dieses schnell an, so daß die Palette 14 durch die Transferstange 12 von den Eihrichtstifteri 70 abgehoben werden kann. Wenn "sich die Stellerstange' 13 in der entgegengesetzten Richtung bewegt, d.h. nach links., so wird der Hubarm 24 von der voll ausgezogenen Stellung nach Fig, 2 zur voll ausgezogenen.Stellung nach Fig. 1 bewegt, wodurch die Transferstange 12 und infolgedessen die Palette 14 auf die Einrichtstifte 70 abgesenkt werden. Während dieser Bewegung be_r wegt sich die Stange 60 zur Betätigung des Schlittens von der rechten Seite der Ausnehmung 61 zur linken Seite, um den Druck auf die Kurvenschlitten wegzunehmen, so daß die Feder 63 die Kurvenschlitten von der in F i g. 2 dargestellten Stellung in die Stellung nach Fig. 1 bewegen kann, um den flachen Teil 52 der Kurvenrippe 52 zur Anlage am Bereich 54 der Ausnehmung 53 des Spanngliedes zu bringen. Wenn der flachere Teil 52 α der Kurvenrippe 52 in Anlage an dem Bereich 54. der Ausnehmung 53 ist, ist dje Klemmkraft, die auf das Spannglied 22 ausgeübt wird, groß und stabil, so daß die jedem Spannglied 22

zugeordnete Feder 63 das Spannglied fest in der Spannstellung hält.

Aus dem Vorstehenden läßt sich entnehmen, daß mit der Erfindung die Arbeitsgänge des Einrichtens und Festspannens der Palette in sehr wirkungsvoller Weise durchgeführt werden, und zwar mit einer einfachen Einichtung und einem Mindestmaß an Steuerungsausrüstung. Während des Abhebens der Palette von den Einrichtstiften 70 bilden die Kurvenschlitten ein Mittel zur Betätigung der Spannglieder, so daß diese von der Palette frei sind, wenn diese in einer Stellung ist, in der sie durch die Transferstange 12 weitergeschoben werden soll. Es wird auf diese Weise eine gegenseitige Behinderung zwischen den Spann-

gliedern 22 und der Palette vermieden. Der Hubarm stellt ein Mittel zum Anheben der Transferstangen von einer unwirksamen Stellung in eine Stellung dar, in der die Transferstangen mit der Palette verriegelt sind, so daß bei einer entgegengesetzten Bewegung der Transferstangen die Palette auf der nächsten Station eingerichtet werden kann. Wenn die nächstfolgende Palette über der Klemmeinheit in Stellung gebracht ist, wird die Transferstange abgesenkt, um die neue Palette auf den Einrichtstiften abzulegen; die Spannglieder werden betätigt, um die Palette festzustellen. Die Anordnung weist eine große Einfachheit im Aufbau auf, ist billig in der Herstellung und braucht kaum Unterhaltungsarbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209525/34

Claims

Patentansprüche:

1. Werkstücktransport- und -spannvorrichtung einer Fertigungsstraße mit einer Transferstange zum schrittweisen Transport der die Werkstücke tragenden Paletten durch die Bearbeitungsstationen und diesen zugeordneten Palettenindexier- und -spannvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß bei festen Indexierstiften und an sich bekannter Betätigung der Werkstückspannvorrichtung (22) durch eine auch die Transferstange (12) hebend und senkend antreibende Stellerstange (13) mit dieser verschiebbare Nokkenglieder (52) vorgesehen sind, die jeweils zwei Nockenabschnitte (52 a, 52 b) unterschiedlicher Steigung haben und mit vertikal verschieblichen Spanngliedern (22) der Werkstückspanneinrichtung im Eingriff stehen, wobei dem letzten Teil des Entspannhubes der Spannglieder (22) der Nockenabschnitt (52 b) mit der größeren Steigung zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Betätigung der Spannglieder durch die Nockenglieder aufweisenden Kurvenschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Stellerstange (13) und den Kurvenschritten (50) eine mittig mit der Stellerstange (13) verbundene Stange (60) enthält, deren Enden in Ausnehmungen (61) der Kurvenschlitten (50) eingreifen, die zur Bildung einer Totgangverbindung größer als der Durchmesser der Stange (60) ist.

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3. Einrichtung .nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kurvenschlitten (50) mit einer Kurvenrippe (52) versehen ist, die auf einem Teil (52 a) die flache Steigung und im anschließenden Teil (52 b) die größere Steigung hat, wobei die Kurvenrippe (52) in eine Ausnehmung (54, 55) des zugehörigen Spanngliedes (22) eingreift.