DE1527585B2 - Montagemaschine zum zusammensetzen von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagemaschine zum Zusammensetzen von Werkstücken, mit einem säulenartigen Gestell und um dieses gleichmäßig verteilten Arbeitsstationen, denen am Gestell befestigte, austauschbare Werkzeugeinheiten mit in diesen senkrecht auf und ab bewegbaren Werkzeugträgern zugeordnet sind, sowie einem taktweise um das Gestell fortschaltbaren Drehtisch als Werkstückträger.

Es ist eine Montagemaschine dieser Bauart bekannt (deutsche Patentschrift 921 609), die eine senkrechte Stange aufweist, die in der Mittelachse der Maschine angeordnet und verschiebbar ist. Die jeweilige Verschiebung wird von einer im Basisgestell angeordneten Welle gesteuert. Diese Stange bewegt die Stempel bzw. die Werkzeuge entweder mittels Zahnhebeln oder ohne Übersetzung mittels weiterer Hebel. Die Werkzeuge dieser bekannten Montagemaschine können sich lediglich in senkrechter Richtung, d.h. von unten nach oben und von oben nach unten bewegen, und zwar alle gleichzeitig. Weder ist es möglich, das Werkzeug einer der Werkzeugeinheiten außerhalb des Taktes der anderen Werkzeuge zu bewegen, noch ist es möglich, diese Werkzeuge Bewegungen ausführen zu lassen, die in einer Horizontalebene vor sich gehen. Es sind also keinerlei Bewegungen der Werkzeuge in Richtung auf die Mittelachse der Maschine bzw. von dieser fort, möglich. Aus diesem Grunde läßt sich die bekannte Maschine nur in begrenztem Umfang für verschiedene Montagevorgänge verwenden und nicht leicht an verschiedene Montageaufgaben anpassen.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Montagemaschine der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die nicht nur zuverlässig und robust ist, sondern sich auch an die verschiedensten Montageaufgaben anpassen läßt bzw. für diese einrichtbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Werkzeugeinheit ein Schlitten, in dem die Werkzeugträger mit Werkzeugen gelagert sind, radial zum Gestell hin- und herbewegbar ist.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß eine Bewegung des Werkzeugs in Richtung auf die Mittelachse zu bzw. von derselben fort möglich ist. Es können auf diese Weise aus vertikalen und radialen Komponenten zusammengesetzte Bewegungen ausgeführt werden, die die vorteilhafte Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Montagemaschine begründen und diese für die unterschiedlichsten Montageaufgaben geeignet machen.

Zweckmäßig weisen die Werkzeugeinheiten jeweils eine mit die Werkzeugträger mit den Werkzeugen steuernde Nocken versehene, von einer senkrechten, zum Antriebsmechanismus gehörende Mittelwelle über ein Kegelradvorgelege antreibbare Horizontalwelle auf. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Trennung zwischen Antrieb und Steuerung der Montagemaschine erreicht. Von besonderem Vorteil ist, daß sich im Gegensatz zu der bekannten Montagemaschine jeder Werkzeugträger unabhängig von den anderen Werkzeugträgern bewegen läßt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Werkzeugeinheiten an dem säulenartigen, vieleckig ausgebildeten Gestell oberhalb und unterhalb des Drehtisches und jeweils an jeder seiner Seitenflächen anfügbar. Hierdurch wird ebenfalls die Anpassungsfähigkeit der Montagemaschine erhöht. Schließlich können vorteilhaft die Werkzeuge in den Werkzeugträgern der Werkzeugeinheiten außerhalb der Zeiten in Kontakt mit den zusammenzusetzenden Werkstücken stehen, während denen der Drehtisch, der zweiteilig ausgebildet ist und einen Kranz mit einem dem Platzbedarf der zusammenzusetzenden Werkstücke angepaßten Durchmesser besitzt, durch den Antriebsmechanismus mittels Kurvenscheiben über ein abschaltbares Maltheserkreuzsystem diskontinuierlich schwenkbar betätigbar ist.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Ständer der Montagemaschine längs der Linie I-I in Fig. 2,

F i g. 2 einen waagerechten Schnitt durch diesen Ständer längs der Linie II-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen weiteren waagerechten Schnitt längs der Linie III-III in F i g. 1,

F i g. 4 einen Schnitt in einer Vertikalebene, die durch die Mittelachse einer austauschbaren Werkzeugeinheit gelegt ist,

F i g. 5 einen Schnitt durch die Werkzeugeinheit längs der Linie V-V in F i g. 4,

F i g. 6 einen Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4.

Die Montagemaschine besteht aus einem Gestell

11, austauschbaren Werkzeugeinheiten 60 mit Werkzeugträgern 42 und Werkzeugen 41, einem in seinem Zentrum offenen Drehtisch 2 und einem Antriebsmechanismus, der sich im Inneren des Gestells 11 befindet. Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte säulenartige Gestell 11 der Montagemaschine setzt sich zusammen aus einem sechseckigen Gerüst 1 und einem sechseckigen Aufbau 3.

Das Gerüst 1 kann aus verschweißten Einzelteilen zusammengefügt sein. Es ist hier in Sechseckform dargestellt, es kann jedoch auch eine andere Vieleckform aufweisen, die mehr oder weniger als sechs Seiten aufweist.

Der Drehtisch 2 wird durch am Aufbau 3 befestigte Rollen 4 zentriert und durch am Gerüst 1 befestigte Rollen 5 getragen.

Der Aufbau 3 ist auf dem Oberteil des Gerüsts 1 zentrisch angeordnet. Es hat die Form eines Vielecks mit ebensoviel Seiten, wie sie das Gerüst 1 besitzt. Auch der Aufbau 3 kann — wie das Gerüst 1 — aus Einzelteilen zusammengeschweißt sein.

Der im Inneren des Gerüsts 1 untergebrachte Antriebsmechanismus weist einen Elektromotor 6 auf, der über eine Übersetzung 7 und eine Reihe von Zahnrädern 8, 9 und 10 eine vertikal stehende Mittelwelle 12 antreibt. Alle Bewegungen der Werkzeugträger 42 der Montagemaschine gehen von dieser Mittelwelle 12 aus.

Die Mittelwelle 12 trägt dazu zwei Kegelräder 13 und 14. Das am unteren Abschnitt der Mittelwelle

12, d. h. im Gerüst 1 sitzende Kegelrad 13 steht im Eingriff mit konischen Ritzeln, z. B. 15, die am Ende von Wellen, z. B. der Horizontalwelle 16, angebracht sind und die jeweils die Werkzeugeinheit 60 antreiben, die an der entsprechenden Seite des Gerüsts 1 angebracht ist. Das Kegelrad 14 befindet sich am oberen Ende der Mittelachse 12 und treibt über Ritzel, z. B. 17, und Wellen, z. B. die Horizontalwelle 18, jeweils eine Werkzeugeinheit an, die an der entsprechenden Seite des Aufbaus 3 angebracht ist. Die genannten Kegelräder bilden somit Kegelradvorgelege 13,15 bzw. 14,17.

Für den Antrieb des Drehtisches 2 wird ebenfalls der Elektromotor 6 und die Übersetzung sowie eine nachstehend beschriebene Mechanik herangezogen. Die Übersetzung versetzt eine seitlich stehende Welle 19 über Zahnräder 20 und 21 in Drehung. Diese seitlieh stehende Welle 19 trägt an ihrem oberen Ende eine Scheibe 22, an der ein Mitnehmerfinger 23 vorgesehen ist, der bei Drehung der Scheibe in Einschnitte 24 eines Maltheserkreuzes am Drehtisch eingreift. Es ist zu erkennen, daß bei jedem Eingreifen des Fingers in einen Einschnitt eine Schwenkung des Drehtisches um Vc seines Umfangs erfolgt (natürlich kann der Mechanismus so ausgelegt werden, daß eine Schwenkung um Mn des Umfangs stattfindet, wenn das Gerüst η Seiten besitzt). Der Mitnehmerfinger 23 wird nicht bei jeder Umdrehung der Scheibe 22 in Tätigkeit gesetzt, sondern erst nach jeweils χ Umdrehungen, wobei χ durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses bestimmt werden kann, so daß eine ausreichende Zeit zum Ausführen des Arbeitsschritts zwischen zwei Schwenkbewegungen des Drehtisches 2 zur Verfügung steht. Zu diesem Zweck ist die seitliche stehende Welle 19 in vertikaler Richtung hin und her verschiebbar ausgebildet. Ihre abwechselnd von oben nach unten und von unten nach oben gerichtete Bewegung wird hervorgerufen durch einen an einem Festpunkt 240 des Gerüsts 1 angelenkten Hebel 230; das eine Ende 25 dieses Hebels 230 ist als Gabel ausgeführt, die in eine Nut der Welle eingreift, und das andere Ende 26 des Hebels 230 wird durch einen Nocken 27 bewegt, der an der Mittelwelle 12 angebracht ist. Der Drehtisch wird in seiner Stellung festgehalten durch einen Daumen 28, der in den Ausschnitt des Maltheserkreuzes eingreift, das dadurch festgestellt wird. Der Feststellmechanismus weist einen an einem Festpunkt 30 des Gerüstes 1 angelenkten Hebel 29 auf, dessen anderes Ende mit einer Rolle 31 versehen ist, die auf dem äußeren Umfang der Scheibe 22, die als Kurvenscheibe ausgebildet ist, abrollt. Eine Rückholfeder 32 hält den Hebel 29 in seiner Wirkstellung.

An dem Drehtisch 2 ist ein Kranz 2' angebracht, der einen dem Platzbedarf der zusammenzusetzenden Werkstücke angepaßten Durchmesser besitzt (Fig. 4).

Jede Seite des Aufbaus 3 kann eine Werkzeugeinheit 60 aufnehmen, die die Werkzeuge 41 zum Greifen, Verschieben und Absetzen der zu behandelnden Werkstücke oder Stoffe aufweist. Ferner kann jede Seite des Gerüsts 1 mit Ausnahme der Seite, vor der sich der Arbeiter aufhält, dann, wenn die Montagemaschine nicht vollständig automatisch arbeitet, eine Werkzeugeinheit 60 aufnehmen, die aber von unten nach oben statt von oben nach unten arbeitet.

Nachstehend wird als Ausführungsbeispiel eine auswechselbare Werkzeugeinheit beschrieben, die für eine bestimmte Tätigkeit hergerichtet ist.

Die in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellte Werkzeugeinheit 60 ist an einer der Seiten des Aufbaus 3 anbringbar; sie bildet einen Teil der Einrichtung zum Zusammensetzen der Kugelköpfe 35 der Lenkhebel 40 von Kraftfahrzeugen. In der gezeigten Stellung der Montagemaschine, der vierten, handelt es sich darum, eine Feder 33 eines solchen Kugelkopfes 35 einzusetzen; in den ersten drei Stellungen ist zuvor dessen Hülse 34 richtig ausgerichtet und der Kugelkopf 35 in die Ausnehmung des Lenkhebels 40 eingesetzt worden.

Die Werkzeugeinheit 60 weist eine Konsole 36 auf, die in ihrem oberen Teil zwei Lager 37 und 38 besitzt, in denen die horizontale Welle 18 gelagert ist, die, wie beschrieben, von der Mittelwelle 12 des Gestells 11 über das Kegelradpaar 14, 17 angetrieben wird. Auf dieser Welle 18 sind die Nocken befestigt, die die verschiedenen Werkzeuge und Arbeitsorgane betätigen.

Nachdem die Feder 33 zuvor auf einen Halter 39 gelegt worden ist, muß sie ergriffen und in die Ausnehmung des Lenkhebels 40 gelegt werden, dessen bereits zusammengesetzten Teile von dem Kranz 2' in einem Träger gehalten werden. Zu diesem Zweck ist ein Greifwerkzeug 41 am Ende eines vertikalen, verschiebbaren Werkzeugträgers 42 angebracht, der von einem Schlitten 43 gehalten wird. Die Radial- bzw. Horizontalverschiebung des Schlittens 43 und damit des Greifwerkzeugs 41, um es aus der Stellung senk-

recht über dem Halter 39 in eine Stellung senkrecht über dem Werkstück bzw. Lenkhebel 40 zu führen, wird mit Hilfe eines Nockens 44 vorgenommen. Dieser wirkt auf eine Rolle 45 ein, die an einem gabelförmigen Hebel 46 angebracht ist, der an seiner feststehenden Achse 47 angelenkt ist; der Hebel 46 bewegt über eine Achse 48, ein Teil 49 und eine Feder 50 einen Winkel 51, der mit seinem Gabelende 52 eine mit dem Schlitten 43 fest verbundene Achse 53 umschließt und den Schlitten 43 verschiebt. Die Vertikalbewegungen des Greifwerkzeugs 41 werden durch Nocken 54 und 55 gesteuert, die am Ende des vertikalen verschiebbaren Werkzeugträgers 42 angreifen. In der ersten Phase lassen die gleichzeitig wirkenden Nocken 54 und 55 das senkrecht über den Halter 39 geführte Greifwerkzeug 41 und einen innenliegenden Schieber 56 absinken, bis die Feder 33 erreicht wird, die von einem Permanentmagneten 57 in dem Greifwerkzeug 41 angezogen wird. In der zweiten Phase wird die Einheit 41 bis 56 wieder angehoben und verschoben, bis sie senkrecht über dem Lenkhebel 40 steht. In der dritten Phase wird die Einheit 41 bis 56 abwärts geführt und bedeckt den Kugelzapfen des Lenkhebels 40. Nun wird bei stillstehendem Schieber 56 das Greifwerkzeug 41 wieder angehoben, so daß sich die Feder von dem Permanentmagneten

57 löst. In der letzten Phase wird der Schieber 56 wieder angehoben und nimmt wieder die in F i g. 5 gezeigte Lage ein, woraufhin das Arbeitsspiel beendet ist.

Die Montagemaschine wird so angetrieben, daß die zum Durchlaufen der Arbeitsspiele der verschiedenen Werkzeugeinheiten 60 benötigte Zeitspanne gleich ist, wenn auch das die längste Zeit beanspruchende

ίο Arbeitsspiel die Zeitspanne bestimmt, die zwischen zwei Schwenkbewegungen des Drehtisches liegt.

Da die Nocken ständig umlaufen, müssen ihre Umrißlinien so beschaffen sein, daß sie Bewegungen der Werkzeuge 41, die mit den Werkstücken Kontakt haben, nur während der Stillstandszeiten des Drehtisches 2 zulassen; bestimmte, von den zusammenzufügenden Teilen unabhängige, vorbereitende Arbeiten werden jedoch zweckmäßigerweise während des Schwenkens des Drehtisches vorgenommen.

Zum Einstellen der Nockenwellen, z. B. der horizontalen Welle 18, können diese mit üblichen Mitteln

58 am Ende neben dem Kegelrad 17 entkuppelt werden, und die Welle 18 kann von ihrem anderen Ende

59 aus, das zu diesem Zweck mit einem Vierkant versehen ist, von Hand in Drehung versetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Montagemaschine zum Zusammensetzen von Werkstücken, mit einem säulenartigen Gestell und um dieses gleichmäßig verteilten Arbeitsstationen, denen am Gestell befestigte, austauschbare Werkzeugeinheiten mit in diesen senkrecht auf und ab bewegbaren Werkzeugträgern zugeordnet sind, sowie einem taktweise um das Gestell fortschaltbaren Drehtisch als Werkstückträger, dadurch gekennzeichnet, daß in der Werkzeugeinheit (60) ein Schlitten (43), in dem die Werkzeugträger (42) mit Werkzeugen (41) gelagert sind, radial zum Gestell (11) hin- und herbewegbar ist.

2. Montagemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeinheiten (60) jeweils eine mit die Werkzeugträger (42) mit den Werkzeugen (41) steuernde Nocken (44 bzw. 54, 55) versehene, von einer senkrechten, zum Antriebsmechanismus gehörenden Mittelwelle (12) über ein Kegelradvorgelege (13, 15 bzw. 14, 17) antreibbare Horizontalwelle (16 bzw. 18) aufweisen.

3. Montagemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeinheiten (60) an dem säulenartigen, vieleckig ausgebildeten Gestell (3) oberhalb und unterhalb des Drehtisches (2) und jeweils an jeder seiner Seitenflächen anfügbar sind.

4. Montagemaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (41) in den Werkzeugträgern (42) der Werkzeugeinheiten (60) außerhalb der Zeiten in Kontakt mit den zusammenzusetzenden Werkstücken (33, 34, 35, 40) stehen, während denen der Drehtisch (2), der zweiteilig ausgebildet ist und einen Kranz (2') mit einem dem Platzbedarf der zusammenzusetzenden Werkstücke angepaßten Durchmesser besitzt, durch den Antriebsmechanismus mittels Kurvenscheiben über ein abschaltbares Maltheserkreuzsystem (24) diskontinuierlich schwenkbar betätigbar ist.