DE19851746A1 - Modularer Transfer mit Schwenk- und Linearantrieben - Google Patents
Modularer Transfer mit Schwenk- und LinearantriebenInfo
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Abstract
Eine Transfereinrichtung, insbesondere für den Transfer von Werkstücken in Mehrstufenpressen (1), besteht aus mehreren Transfermodulen (14 bis 19), die jeweils ein von wenigstens einem Hebelgetriebe (23) getragenes Werkstückhaltemittel (28) aufweisen. Jedes Hebelgetriebe überträgt die Stellbewegung zweier voneinander unabhängiger Antriebe (39, 44) auf das Werkstückhaltemittel (28). Dabei ist einer der Antriebe (39, 44) ortsfest gelagert und der andere von dem ortsfest gelagerten Antrieb bewegt. Dies Grundprinzip eröffnet viele Gestaltungsmöglichkeiten.
Description
Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Transfereinrichtungen sind bspw. bei Karosseriepres
sen erforderlich. Karosserieteile werden in mehreren
aufeinanderfolgenden Umformschritten aus ebenen Blechta
feln hergestellt. Dazu weisen Karosseriepressen mehrere
Pressenstufen auf, die mit gleicher Hubzahl arbeiten.
Wenn die Werkzeuge der einzelnen Pressenstufen öffnen,
müssen die Werkstücke umgesetzt werden, um der jeweils
nächstfolgenden Verarbeitungsstufe zugeführt zu werden.
Dazu dienen Transfereinrichtungen.
Aus der DE 41 43 099 A1 ist eine solche Transfer
einrichtung bekannt. Diese weist sogenannte Saugerbrücken
auf, die durch einen Querträger mit daran vorgesehenen
vakuumbetätigten Saugmitteln gebildet sind. Diese sind
dazu eingerichtet, die Blechteile aufzunehmen und gesteu
ert wieder freizugeben. Die Saugerbrücken sind an beiden
Enden an Laufwagen gehalten, die auf Laufschienen ver
fahrbar gelagert sind. Die Laufschienen erstrecken sich
parallel und im Abstand zueinander durch die gesamte
Länge einer Transferpresse. Zum Werkstücktransport fahren
die Saugerbrücken in geöffnete Werkzeuge ein, nehmen ein
Werkstück auf und fahren diese zu einer Zwischenablage
oder nehmen die Werkstücke in der Zwischenablage auf und
fahren in das geöffnete nächste Werkzeug. Zum Antrieb der
Laufwagen ist ein Gestänge vorgesehen, das zu einem Kur
vengetriebe führt. Dieses steht mit dem Pressenhaupt
antrieb in Verbindung. Der auf diese Weise erzielten hin-
und hergehenden Bewegung der Transferschienen ist eine
Hebe- und Senkbewegung überlagert. Diese wird erzeugt,
indem die Laufschienen insgesamt gehoben und gesenkt
werden. Dazu dienen Hubeinheiten.
Eine solche Transfereinrichtung bewegt die mit einem
Kurvengetriebe in Verbindung stehenden Saugerbrücken
synchron. Entsprechend müssen die beteiligten Werkzeuge
gleichzeitig öffnen und schliessen.
In vielen Fällen wird eine flexiblere Transferein
richtung gewünscht.
Aus der WO 93/0185 ist ein modulares Transfersystem
bekannt. Zwischen einzelnen Pressenstufen sind Trans
fermodule angeordnet, die unabhängig voneinander ansteu
erbar sind. Zu jedem Transfermodul gehört eine Sauger
brücke, deren Trägerelement sich quer zu der Transport
richtung horizontal erstreckt. An seinen beiden Enden ist
das Trägerelement von Antriebseinheiten getragen. Die
Antriebseinheiten sind symmetrisch zueinander aufgebaut.
Jede Antriebseinheit enthält eine Hubeinheit, die orts
fest gelagert ist und eine lineare Hebe- und Senkbewegung
erzeugt. Diese wird unmittelbar an das Trägerelement
übertragen. Zwischen der Hubeinheit und dem Trägerelement
ist ein Kurbelgetriebe angeordnet, das eine Bewegung der
Saugerbrücke in Transportrichtung bewirken soll. Das
Kurbelgetriebe wird durch eine Doppelkurbel in Verbindung
mit einem Planetengetriebe gebildet. Die Kurbeln des Kur
belgetriebes und die Zahnräder des Planetengetriebes sind
um zueinander parallele Vertikalachsen dreh- bzw.
schwenkbar. Dies ergibt eine starke Kippbeanspruchung an
den einzelnen Lagern und Gelenken des Kurbelgetriebes,
die zu Verschleiss- und Genauigkeitsproblemen führen
kann. Außerdem schwenken die Kurbeln bei ihrer Schwenkbe
wegung um vertikale Drehachsen seitlich aus. Dafür ist
entsprechender Platz freizuhalten, was eine gewisse Ein
schränkung darstellt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Transfereinrichtung zu schaffen, die in einer Stufen
presse vorhandenen Bauraum nutzt und möglichst platz
sparend ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Transfereinrichtung
gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Die erfindungsgemäße Transfereinrichtung ist modular
aufgebaut und beinhaltet mehrere voneinander unabhängig
ansteuerbare Transfermodule. Jedes Transfermodul ist
dabei zwischen zwei Stationen der Stufenpresse oder
anderweitigen Anlage angeordnet. Die Stationen können
Pressenstufen oder anderweitige Bearbeitungsstationen
oder Orientierstationen sein.
Durch die unabhängige Ansteuerbarkeit der Trans
fermodule wird es möglich, Pressenstufen zeitlich ver
setzt arbeiten zu lassen.
Die Werkstückhaltemittel, die bspw. durch Sauger
brücken gebildet werden, sind von einem Schwenkarm ge
führt, der um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Schwenkachse, abwei
chend von der Vertikalen und vorzugsweise horizontal,
gestattet einen kompakten Pressenaufbau.
Der Antrieb des Schwenkarms enthält eine Kombination
aus einem Linearantrieb und einem Dreh- oder Schwenk
antrieb. Das Bestreben geht dahin, eine Mehrstufenpresse
möglichst kurz auszubilden. Deshalb wird versucht, die
einzelnen Pressenstufen bzw. die entsprechenden Tische in
möglichst geringem Abstand zueinander aufzustellen. Der
geringstmögliche Abstand ist durch den Platzbedarf der
Pressenständer gegeben, wenn Schiebetische zwischen den
Pressenständern seitlich nach außen gefahren werden sol
len. Die Pressenständer sind deshalb nicht allzu breit.
Entsprechend knapp ist der Platz für die hier angeord
neten Transfermodule bemessen. Mit der Kombination aus
Linearantrieb und Schwenkantrieb wird es möglich, diesen
Platz gut auszunutzen. Beispielsweise braucht an einem
Pressenständer nur ein einziger Linearantrieb angeordnet
werden, der relativ schmal baut. Der Schwenkantrieb kann
auf einem von dem Linearantrieb bewegten Linearschlitten
angeordnet werden, wodurch kein zusätzlicher Platzbedarf
in Transportrichtung entsteht.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Schwenkachse des
Schwenkarms führt dazu, dass der Schwenkarm eine Ver
tikalposition einnehmen kann, in der er praktisch par
allel zu den Pressenständern und auch parallel zu der
Arbeitsrichtung der Pressenstößel steht. Der Platzbedarf
ist in dieser Position minimal. Öffnen die Werkzeuge und
soll ein Transferhub durchgeführt werden, schwenkt der
Schwenkarm zu dem in Transportrichtung vorgelagerten oder
nachgeordneten Werkzeug aus. Er führt dabei jedoch keine
seitlich ausladende Bewegung oder sonstige Bewegung aus,
die zu einer Kollision mit dem Werkzeug oder mit Pressen
teilen führen könnte. Sowohl in Parkposition (senkrechter
Schwenkarm) als auch in der maximal ausladenden Position
(Schwenkarm ist schräg geneigt) als auch in allen Zwi
schenpositionen bleibt der Platzbedarf des Transfermoduls
bescheiden.
Die im Wesentlichen horizontale Anordnung der
Schwenkachse und der Drehachse der Abtriebswelle des
Schwenkantriebs führen dazu, dass die an dem Schwenkarm
auftretenden Lasten an den betreffenden Lagerstellen als
Radiallast und nicht als Kippbeanspruchung in Erscheinung
treten. Dies führt zu einer präzisen Führung des Werk
stückhaltemittels durch den oder die Schwenkarme und zu
moderaten Lagerreaktionskräften. Das ermöglicht wiederum
eine relativ leichte Lagerauslegung und eine entsprechend
hohe Dynamik des Transfermoduls bei guter Positionier
genauigkeit und geringem Verschleiß infolge geringer
Materialbelastung.
Das Transfermodul ist vorzugsweise zweiachsig ausge
bildet und legt somit eine Transferkurve fest, die in
einer planen Ebene verläuft. Beispielsweise ist dies eine
gedachte, in Transportrichtung verlaufende Vertikalebene.
Die Transferkurve K enthält nur Bewegungskomponenten in
Transferrichtung und zusätzlich in Vertikalrichtung. Die
Schwenkachsen der Schwenkarme können dabei quer zu der
Transportrichtung orientiert sein. Wird ein seitlicher
Versatz der Werkstücke während des Durchlaufs durch auf
einanderfolgende Pressenstufen gewünscht, können die
Schwenkachsen der Schwenkarme auch in einem von 90° ver
schiedenen Winkel zu der Transportrichtung quer verlau
fend angeordnet sein. Bedarfsweise kann die Winkellage
einstellbar sein.
Außerdem ist die Schwenkachse vorzugsweise in einem
rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung des Linearan
triebs orientiert, der vorzugsweise in Vertikalrichtung
arbeitet. Damit wird die dynamische Belastung der Linear
führung, die vorwiegend durch das Beschleunigen und Ab
bremsen der Werkstücke auftritt, von der seitlichen Füh
rung des an der Linearführung vorgesehenen Schlittens
abgefangen und wirkt wenig oder nicht auf den Hubantrieb
zurück. Gleichzeitig sind die dynamischen Lagerreaktionen
an den Schwenkachsen in Radialrichtung orientiert. Ins
gesamt ergibt sich somit ein präziser, statisch und dyna
misch günstiger Aufbau. Es ergeben sich unterschiedliche
Ausführungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann der Linear
antrieb ortsfest gelagert sein, während der Schwenkan
trieb bspw. auf einem von dem Linearantrieb angetriebenen
Schlitten angeordnet ist. Der Schwenkantrieb kann den
Schwenkarm direkt antreiben. Für eine Bewegung des
Werkstückhaltemittels in Transportrichtung ohne Hebe- und .
Senkkomponente ist dann das Ansteuern beider Antriebe
erforderlich. Es ist alternativ möglich, den Schwenkarm
an einem nicht angetriebenen, zweiten Schlitten schwenk
bar zu lagern, der parallel zu dem erstgenannten Schlit
ten oder fluchtend mit diesem verschiebbar ist. Der
Schwenkantrieb betätigt den Schwenkarm bspw. über einen
Lenker. Ist der Lenker halb so lang wie der Schwenkarm
und greift in dessen Mitte an, ergibt sich eine Bewe
gungsentkopplung. Der Schwenkantrieb bewirkt dann le
diglich einen Vorschub in Transportrichtung während die
Hubeinheit ausschließlich noch das Heben und Senken des
Werkstückhaltemittels bewirkt.
Weitere Alternativkonstruktionen sind möglich. Bei
spielsweise kann der Schwenkantrieb ortsfest gelagert und
der Schwenkarm teleskopierbar ausgebildet sein. Der Line
arantrieb bildet dann den Teleskopantrieb. Bedarfsweise
kann an dem Transfermodul eine Gewichtsausgleichseinrich
tung vorgesehen sein, die einen, mehrere oder alle An
triebe von Gewichtskräften freihält. Die Gewichtskom
pensationseinrichtung kann bspw. durch einen Kraftgenera
tor (Pneumatikzylinder) gebildet sein, der an geeigneter
Stelle eine Kraft in das das Werkstückhaltemittel tragen
de Getriebe einleitet, das bspw. als Hebelgetriebe ausge
bildet ist.
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der
Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, ergeben
sich aus der Zeichnung und/oder der zugehörigen Beschrei
bung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine Pressenstraße mit modularem Transfer und
mehreren aufeinanderfolgenden Pressenstufen, in
einer schematisierten ausschnittsweisen Perspektivansicht,
Fig. 2 zwei Pressenstufen mit dazwischen angeordnetem
Transfermodul, in schematisierten perspektivi
scher Darstellung,
Fig. 3 die Kinematik des Transfermoduls nach Fig. 2 in
Prinzipdarstellung,
Fig. 4 eine abgewandelte Kinematik eines Transfermo
duls,
Fig. 5 bis 7 weitere Ausführungsformen von Transfermodulen,
dargestellt anhand ihrer jeweiligen Kinematik.
In Fig. 1 ist eine Stufenpresse 1 mit mehreren auf
einanderfolgenden Pressenstufen 2, 3, 4, 5, 6 veranschu
licht. Zu den Pressenstufen 2 bis 6 gehören
Pressenschiebetische 7, 8, 9, 10, 11, auf denen nicht
weiter dargestellte Werkzeuge angeordnet sind. Um den
Teiletransport in die Pressenstufen 2 bis 6 und aus die
sen heraus sowie die Überführung von Werkstücken von
Pressenstufe zu Pressenstufe zu ermöglichen sind jeweils
vor und hinter jeder Pressenstufe 2 bis 6 Transfermodule
14, 15, 16, 17, 18, 19 angeordnet. Diese sind dazu einge
richtet, Werkstücke, bspw. Karosserieteile von Kraftfahr
zeugen, aufzunehmen, vorwärts zu transportieren und ab
zulegen. Die Transfermodule 14 bis 19 sind dabei unabhän
gig voneinander ansteuerbar, so dass sie nicht zwingend
im Gleichtakt arbeiten müssen. Dies eröffnet die Möglich
keit, die Hubzahl der Presse zu maximieren und die Trans
ferbewegung für jede Pressenstufe zu otpimieren. Außerdem
können einzelne Pressenstufen 2 bis 6 versetzt arbeiten.
Die Transfermodule 14 bis 19 sind untereinander
gleich aufgebaut. Stellvertretend für alle anderen Trans
fermodule 14, 16, 17, 18, 19 wird nachfolgend anhand der
Fig. 2 das Transfermodul 15 detaillierter beschrieben:
Das Transfermodul 15 ist an zwei Pressenständern 21, 22 angeordnet, die zwischen den Pressenstufen 2, 3 aufge stellt sind. Bedarfsweise kann das Transfermodul jedoch auch anderweitig befestigt oder gelagert sein. Zu dem Transfermodul 15 gehören zwei Hebelgetriebe 23, 24, die den Presseständern 21 bzw. 22 zugeordnet sind.
Das Transfermodul 15 ist an zwei Pressenständern 21, 22 angeordnet, die zwischen den Pressenstufen 2, 3 aufge stellt sind. Bedarfsweise kann das Transfermodul jedoch auch anderweitig befestigt oder gelagert sein. Zu dem Transfermodul 15 gehören zwei Hebelgetriebe 23, 24, die den Presseständern 21 bzw. 22 zugeordnet sind.
Die Hebelgetriebe 23, 24 und deren entsprechende
Antriebe sind symmetrisch zu einer längs der Transport
richtung T gedachten Vertikalebene ausgebildet. Die nach
folgende Beschreibung des Hebelgetriebes 23 gilt deshalb
entsprechend für das Hebelgetriebe 24. Beide Hebelgetrie
be 23, 24 weisen jeweils einen Abtrieb 26 auf, der durch
eine entsprechende Aufnahme an einem Ende eines Schwenk
arms 27 gebildet ist. In der Aufnahme sitzt gegebenen
falls schwenkbar jeweils ein Ende einer Saugerbrücke 28,
die sich quer zu der Transportrichtung T erstreckt. Die
Saugerbrücke 28 dient als Werkstückhaltemittel und wird
im Wesentlichen durch ein Profilrohr gebildet, das ein
oder mehrere Saugerspinnen 29, 30 trägt. Diese weisen
jeweils mehrere an kurzen Armen von der Saugerbrücke 28
wegstehende Saugnäpfe auf.
Der Schwenkarm 27 des Hebelgetriebes 23 ist an sei
nem von der Aufnahme 26 abliegenden Ende in einer
Bogenführung 32 schwenkbar gelagert, die, wie insbesonde
re aus Fig. 1 hervorgeht, eine quer zu der Transportrich
tung T orientierte horizontale Schwenkachse 33 festlegt.
Die Bogenführung 32 ist an einem Führungsschlitten
34 gelagert, der von einer an dem Pressenständer 21, 22
gehaltenen Linearführung vertikal verschiebbar gelagert
ist. Der Führungsschlitten 34 ist dabei in Vertikalrich
tung V frei verschiebbar. Die Schwenkachse 33 ist dadurch
in ihrer Radialrichtung, d. h. vertikal verstellbar.
Zu dem Hebelgetriebe 23 gehört außer dem Schwenkarm
27 ein Lenker 36, der an einem Ende an einem eine
Schwenkachse 37 festlegenden Gelenk schwenkbar an dem
Schwenkarm 27 gelagert ist. Die Schwenkachse 37 ist dabei
parallel zu der Schwenkachse 33 orientiert. Mit seinem
von dem Schwenkarm 27 abliegenden Ende ist der Lenker 36
mit einer Abtriebswelle 38 einer Schwenkantriebseinheit
39 verbunden. Diese gibt die Schwenkposition des Lenkers
36 vor. Zu der Schwenkantriebseinheit 39 gehören einen
Stellmotor 41, der über ein Untersetzungs- und Winkelge
triebe auf die Abtriebswelle 38 wirkt.
Die Schwenkantriebseinheit 39 ist auf einem Line
arschlitten 42 gelagert, der in Vertikalrichtung V ver
stellbar ist. Die Verschiebungsrichtung des Linearschlit
tens 42 stimmt mit der des Linearschlittens 34 überein.
Der Linearschlitten 42 ist mit einer Linearantriebsein
heit 44 verbunden zu der ein Stellmotor 45 gehört. Dieser
ist über ein Spindelhubgetriebe 46 mit dem Linearsch
litten 42 verbunden, um dessen Höhenposition einzustel
len. Das Spindelhubgetriebe 46 wandelt die Drehbewegung
des Stellmotors 45 in eine Hubbewegung.
Zum Ausgleich und zur Entlastung der Antriebsein
heiten, d. h. der Schwenkantriebseinheit 39 und der Line
arantriebseinheit 44 von dem Gewicht des Hebelgetriebes
23, der Saugerbrücke 28 und eventueller Werkstücke ist an
dem Pressenständer 21 eine Gewichtsausgleichseinrichtung
48 angeordnet, zu der ein oder zwei Pneumatikzylinder 49
gehören. Diese beaufschlagen den Linearschlitten 42 mit
einer nach oben gerichteten Kraft.
Die Kinematik des Hebelgetriebes 23 ist insbesondere
aus Fig. 3 ersichtlich. Die Länge des an dem Linear
schlitten 34 gelagerten Schwenkarms 27, gemessen zwi
schen der Schwenkachse 33 und einer Mittelachse 51 der
Saugerbrücke 28, um die diese gegebenenfalls schwenkbar
sein kann, ist doppelt so groß wie die Länge des Lenkers
36. Dessen Länge bestimmt sich aus dem Abstand der Ge
lenkachse 37 von der Drehachse der Abtriebswelle 38. Die
Gelenkachse 37 ist dabei genau in der Mitte des Schwen
karms 27 angeordnet.
Die insoweit beschriebenen Transfereinheit 15 arbei
tet wie folgt:
Es wird angenommen, dass die in Fig. 3 durch ihre Schwenkachse 51 angedeutete Saugerbrücke 28 und der Schwenkarm 27 in der dargestellten Position befindlich sind. Zum Durchlaufen einer Transferkurve K muss die Saugerbrücke 28 nun ohne Höhenverstellung in Transfer richtung T geführt werden. Dazu wird die Schwenkantriebs einheit 39 so angesteuert, dass der Lenker 36 in Fig. 3 gegen den Uhrzeigersinn läuft. Ohne Ansteuerung der Line arantriebseinheit 44 durchläuft die Saugerbrücke 28 eine gerade Bahn, wobei der Linearschlitten 34 eine Ausgleich bewegung in Vertikalrichtung V ausführt. Zum Ablegen eines Werkstücks in dem Werkzeug einer nachfolgenden Pressenstufe ist die Transferkurve K nach unten gekrümmt. Unter Abbremsung der Schwenkantriebseinheit 39 wird diese Bahnkurve durchlaufen, indem zugleich die Linearantriebs einheit 44 angesteuert wird, um den Linearschlitten 42 nach unten zu verfahren. Die Bewegung in Transferrichtung T wird somit allein von der Schwenkantriebseinheit 39 und die Bewegung in Vertikalrichtung in Richtung V allein von der Linearantriebseinheit 44 gesteuert. Entsprechend werden die übrigen Abschnitte der Transferkurve K durch geeignete Ansteuerung der Stellmotoren 41, 45 durchlau fen. Dies wird von einer nicht weiter veranschaulichten, vorzugsweisen computergesteuerten Steuereinrichtung bewerkstelligt.
Es wird angenommen, dass die in Fig. 3 durch ihre Schwenkachse 51 angedeutete Saugerbrücke 28 und der Schwenkarm 27 in der dargestellten Position befindlich sind. Zum Durchlaufen einer Transferkurve K muss die Saugerbrücke 28 nun ohne Höhenverstellung in Transfer richtung T geführt werden. Dazu wird die Schwenkantriebs einheit 39 so angesteuert, dass der Lenker 36 in Fig. 3 gegen den Uhrzeigersinn läuft. Ohne Ansteuerung der Line arantriebseinheit 44 durchläuft die Saugerbrücke 28 eine gerade Bahn, wobei der Linearschlitten 34 eine Ausgleich bewegung in Vertikalrichtung V ausführt. Zum Ablegen eines Werkstücks in dem Werkzeug einer nachfolgenden Pressenstufe ist die Transferkurve K nach unten gekrümmt. Unter Abbremsung der Schwenkantriebseinheit 39 wird diese Bahnkurve durchlaufen, indem zugleich die Linearantriebs einheit 44 angesteuert wird, um den Linearschlitten 42 nach unten zu verfahren. Die Bewegung in Transferrichtung T wird somit allein von der Schwenkantriebseinheit 39 und die Bewegung in Vertikalrichtung in Richtung V allein von der Linearantriebseinheit 44 gesteuert. Entsprechend werden die übrigen Abschnitte der Transferkurve K durch geeignete Ansteuerung der Stellmotoren 41, 45 durchlau fen. Dies wird von einer nicht weiter veranschaulichten, vorzugsweisen computergesteuerten Steuereinrichtung bewerkstelligt.
Die Hubbewegung der Linearantriebseinheit 44 wird
1 : 1 auf die Saugerbrücke 28 übertragen. Jedoch wird die
Bewegung in Transferrichtung T ins Schnelle übersetzt,
was bedeutet, dass sich der Abtrieb schneller bewegt als
alle anderen Punkte des Hebelgetriebes. Dies erfolgt
durch die unmittelbare Übertragung der Schwenkbewegung
von dem Lenker 36 auf den Schwenkarm 27 ohne Zuhilfenahme
von Zwischengetrieben, Zahnrädern oder dergleichen und
durch den relativ großen Abstand zwischen der Gelenkachse
37 und der Schwenkachse 33 mit hoher Präzision. Um eine
schnelle Transportbewegung der Saugerbrücke 28 zu errei
chen, muss der Schwenkarm 36 nur relativ langsam ver
schwenkt werden. Damit sind sowohl die an der Schwenk
antriebseinheit 39 auftretenden Hebe- und Senkgeschwin
digkeiten des Schlittens 42, als auch die von der
Schwenkantriebseinheit 39 erzeugte Stellbewegung relativ
langsam. Vorhandene Massen erzeugen nur kleine Trägheits
kräfte. Die einzelnen Elemente können deshalb ohne Zu
geständnisse an Leichtbaumaßnahmen stabil ausgelegt wer
den. Die Bewegung der Schwenkantriebseinheit 39 mit dem
Linearschlitten 42 beeinträchtigt die erzielbaren
Beschleunigungs- und Bremswerte nicht.
Das Gewicht der Werkstücke und der Elemente des
Hebelgetriebes greift an allen Lagerstellen quer zu den
Achsen, bspw. der Gelenkachse 37 und der Schwenkachse 33
an. Gelenke und Lager sind jedoch frei von Biegebeanspru
chungen. Die Lager und Gelenke können dadurch bei guter
Stabilität schmal und platzsparend ausgelegt werden. Die
Kombination von Linear- und Schwenkantrieb ergibt außer
dem einen platzsparenden und hinsichtlich der Antriebs
dynamik günstig ausgelegten Antrieb.
Während bei dem Transfermodul 15 mit der Kinematik
nach Fig. 3 eine vollständige Entkopplung zwischen der
Transferbewegung, die allein der Schwenkantriebseinheit
39 zugeordnet ist, und der Hubbewegung, die allein der
Linearantriebseinheit 44 zugeordnet ist, erreicht wurde,
ist in Fig. 4 eine Antriebseinrichtung mit abweichender
Kinematik veranschaulicht. Diese unterscheidet sich zu
nächst im Wesentlichen durch die Längenverhältnisse des
Schwenkarms 27 und des Lenkers 36, von denen nach Fig. 3.
Durch die unsymmetrische Teilung des Schwenkarms 27 wird,
wie durch Vergleich der Transferkurve K mit der von der
Schwenkachse 37 durchlaufenden Kurve K' ersichtlich ist,
eine vergleichsweise stärkere Übersetzung ins Schnelle
erzielt. Dies kann vorteilhaft sein. Außerdem baut der
Antrieb insgesamt kompakter oder es können bei gleicher
Größe von Lenker 36 und zugeordneten Antrieben längere
Transferkurven K erreicht werden. Außerdem kann die
Schwenkantriebseinheit 39 an anderen Stellen des Hebelge
triebes 23 angeordnet werden. Bedarfsweise kann er bspw.
an der Verbindungsstelle zwischen dem Lenker 36 und dem
Schwenkarm 37 angeordnet werden. Alternativ ist eine
Anordnung an dem Linearschlitten 34 möglich.
Ausgehend davon kann auf den Lenker 36 verzichtet
werden, wenn der den Linearantrieb tragende Linear
schlitten 34 seinerseits mit einer Linearantriebsein
richtung in Verbindung steht, die der Verstellung des
Linearschlittens 34 in Vertikalrichtung V bewirkt. Der
Schwenkarm 27 übernimmt wiederum die Übersetzung ins
Schnelle, wie der Vergleich der von einem beliebigem
Punkt P des Schwenkarms 27 durchlaufenden Kurve K' mit
der Transferkurve K zeigt (Fig. 5).
Weitere Ausführungsmöglichkeiten sind in Fig. 6 und
7 veranschaulicht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6
ist der Linearschlitten 34 mit der Linearantriebseinheit
44 verbunden. Der Schlitten 34 trägt außerdem eine
schwenkbar gelagerte Linearführung 52. Deren Führungs
richtung ist parallel zu der Längsrichtung des Schwenk
arms 27 orientiert und sie lagert diesen. Selbst ist die
Führungseinrichtung 52 um eine Schwenkachse gelagert, die
rechtwinklig auf einer von der Transferkurve K
beschriebenen Ebene steht.
An seinem von der Schwenkachse 51 abliegendem Ende
ist der Schwenkarm 27 mit einer Antriebseinrichtung ver
bunden. Diese kann einen Lenker 53 aufweisen, der bei
einer Gelenkachse 54 schwenkbar mit dem Ende des Schwenk
arms 27 verbunden ist. Das andere Ende des Lenkers 53 ist
mit einer nicht weiter veranschaulichten Drehantriebsein
heit verbunden.
In Fig. 7 ist eine weiter abgewandelte Ausführungs
form des Transfermoduls 15 mit ruhender Linearantriebs
einheit 44 und mit dem Schlitten 34 mit bewegter Schwenk
antriebseinheit 39 veranschaulicht. Das untere Ende des
Schwenkarms 27 ist in einer Linearführung 56 vertikal
verschiebbar gelagert, während der Schwenkarm 27 an einer
davon beabstandeten Stelle mit einem Lenker 55 verbunden
ist. Dieser verbindet den Schwenkantrieb 39 mit dem
Schwenkarm 27.
Eine Transfereinrichtung, insbesondere für den
Transfer von Werkstücken in Mehrstufenpressen 1, besteht
aus mehreren Transfermodulen 14 bis 19, die jeweils ein
von wenigstens einem Hebelgetriebe 23 getragenes Werk
stückhaltemittel 28 aufweisen. Jedes Hebelgetriebe über
trägt die Stellbewegung zweier voneinander unabhängiger
Antriebe 39, 44 auf das Werkstückhaltemittel 28. Dabei
ist einer der Antriebe 39, 44 ortsfest gelagert und der
andere von dem ortsfest gelagerten Antrieb bewegt. Dies
Grundprinzip eröffnet viele Gestaltungsmöglichkeiten.
Claims (18)
1. Transfereinrichtung (1), insbesondere zum Trans
fer von Werkstücken, insbesondere Karosserieteilen für
Kraftfahrzeuge, zwischen Stationen (2, 3, 4, 5, 6) einer
Bearbeitungsanlage, insbesondere zwischen Pressenstufen
einer Mehrstationenpresse,
mit Transfermodulen (14, 15, 16, 17, 18, 19), die zwischen Stationen (2, 3, 4, 5, 6) einer Anlage angeord net sind,
wobei jedes Transfermodul (14, 15, 16, 17, 18, 19) ein steuerbares Werkstückhaltemittel (28) aufweist, das dazu eingerichtet ist, das Werkstück zeitweilig an eine Trägereinrichtung (29, 30) anzukoppeln, und
wobei jedes Transfermodul (14, 15, 16, 17, 18, 19) wenigstens ein Getriebe (23) mit einem Schwenkarm (27), der mit dem Werkstückhaltemittel (28) verbunden ist und dieses auf einer wenigstens zweidimensionalen Transfer kurve (K) führt, sowie wenigstens eine Linearantriebsein heit (44) und eine Schwenkantriebseinheit (39) aufweist, mittels derer der Schwenkarm (27) um eine Schwenkachse (33) schwenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenkachse (33) des von der Schwenkan triebseinheit (39) angetriebenen Schwenkarms (27) von der Vertikalen (V) abweichend orientiert ist.
mit Transfermodulen (14, 15, 16, 17, 18, 19), die zwischen Stationen (2, 3, 4, 5, 6) einer Anlage angeord net sind,
wobei jedes Transfermodul (14, 15, 16, 17, 18, 19) ein steuerbares Werkstückhaltemittel (28) aufweist, das dazu eingerichtet ist, das Werkstück zeitweilig an eine Trägereinrichtung (29, 30) anzukoppeln, und
wobei jedes Transfermodul (14, 15, 16, 17, 18, 19) wenigstens ein Getriebe (23) mit einem Schwenkarm (27), der mit dem Werkstückhaltemittel (28) verbunden ist und dieses auf einer wenigstens zweidimensionalen Transfer kurve (K) führt, sowie wenigstens eine Linearantriebsein heit (44) und eine Schwenkantriebseinheit (39) aufweist, mittels derer der Schwenkarm (27) um eine Schwenkachse (33) schwenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenkachse (33) des von der Schwenkan triebseinheit (39) angetriebenen Schwenkarms (27) von der Vertikalen (V) abweichend orientiert ist.
2. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schwenkantriebseinheit (39)
einen Abtrieb (38) aufweist, dessen Drehachse mit der
parallel zu der Schwenkachse (33) ausgerichtet ist oder
mit dieser übereinstimmt.
3. Transfereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (33) horizontal an
geordnet ist.
4. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (33) quer zu der
Transportrichtung (T) orientiert und vertikal verstell-
bzw. bewegbar ist.
5. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stationen (2, 3, 4, 5, 6) Pres
senstufen sind, in denen die Werkstücke durch einen in
einer Bearbeitungsrichtung (V) hin- und hergehend ange
triebenen Stößel umgeformt werden, wobei die Schwenkachse
(33) in einer von der Bearbeitungsrichtung (V) abweichen
den Richtung, vorzugsweise rechtwinklig zu dieser orien
tiert ist.
6. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Linearantriebseinheit (44) einen
Abtrieb (42) aufweist, der linear in einer Richtung (V)
bewegbar ist, die in einem Winkel zu der Schwenkachse
(33) orientiert ist.
7. Transfereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Richtung der Bewegung der Line
arantriebseinheit (44) die Vertikalrichtung (V) ist.
8. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Linearantriebseinheit (44) vor
zugsweise an Pressenständern ortsfest gelagert und die
Drehantriebseinheit (39) an einer von der Linearantriebs
einheit (44) bewegten Trägereinrichtung (42) angeordnet
ist.
9. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (39) orts
fest angeordnet und die Linearantriebseinheit (44) an dem
teleskopierbar ausgebildeten Schwenkarm (27) angeordnet
ist, um eine Längenveränderung desselben zu bewirken.
10. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (39) und die
Linearantriebseinheit (44) als Antriebsquelle jeweils
einen Stellmotor (41, 45) aufweisen.
11. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (27) in einer Mittel
stellung oder Parkstellung eine Vertikalposition einnimmt
von der er zu beiden benachbarten Stationen (2, 3) um
einen im Wesentlichen gleichen Winkelbetrag in der und
gegen die Transportrichtung (T) ausschwenken kann.
12. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das Getriebe (23) ein Hebelgetriebe
ist, zu dem der Schwenkarm (27) gehört.
13. Transfereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Hebelgetriebe (23) an seinem Ab
trieb (26) eine übersetzte Bewegungskurve erzeugt.
14. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das Transfermodul (15) zwei zuein
ander spiegelsymmetrische Getriebe (23, 24) aufweist,
dass das Werkstückhaltemittel (28) eine Saugerbrücke ist
und dass die Saugerbrücke an ihren beiden Enden jeweils
von einem Schwenkarm (27) eines der Getriebe (23) getragen
ist.
15. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass dem Transfermodul (15) wenigstens
eine Gewichtsentlastungseinrichtung (48) zugeordnet ist.
16. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Transferkurve (K) zwei unabhän
gige Bewegungskomponenten (V, T) aufweist, in denen
unterschiedlich lange Wege durchlaufen werden, wobei dem
kurzen Weg die Linearantriebseinheit (44) und dem langen
Weg die Schwenkantriebseinheit (39) zugeordnet ist.
17. Transfereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Hebelgetriebe (23) in einer Ver
tikalebene angeordnet ist.
18. Transfereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Gelenk- und Schwenkachsen (33,
37, 38, 51) des Hebelgetriebes (23) horizontal und quer zu
der Transportrichtung (T) angeordnet sind.
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