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Die Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für den Transport von Werkstücken innerhalb einer Pressenanlage, insbesondere für den Transport von Karosserieteilen innerhalb einer Pressenanlage für die Automobilindustrie, mit zumindest einem sich in Längsrichtung (Y-Richtung) erstreckenden Transferbalken, an welchem ein oder mehrere Greiferarme befestigt oder befestigbar sind, wobei der Transferbalken endseitig an zwei Kopfschlitten befestigt ist.
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Eine solche Transfervorrichtung wird in der Praxis in Pressenanlagen bzw. Pressenstraßen, z. B. in der Automobilindustrie, eingesetzt. Mit einer solchen Transfervorrichtung lassen sich Werkstücke, z. B. Karosserieteile transportieren, z. B. innerhalb einer Pressenstraße von einer Presse zu einer nächsten Presse bzw. von einer Behandlungseinrichtung zu einer nächsten Behandlungseinrichtung. Wesentlicher Bestandteil einer Transfervorrichtung ist der Transferbalken, an dem in der Regel eine Vielzahl von Greiferarmen befestigt sind, welche mit Saugeinrichtungen versehen sind, so dass der Transferbalken insgesamt als Saugbalken ausgebildet sein kann und mit entsprechenden Unterdruck- bzw. Vakuumanschlüssen versehen ist. Um einen flexiblen Transfer zu ermöglichen, ist der Transferbalken in der Regel in unterschiedlichen Richtungen verfahrbar und/oder drehbar. Vorzugsweise sind mehrere Greiferarme über gemeinsame Verbindungsrohre miteinander unter Bildung eines "Toolings" verbunden, welches auch als Saugspinne bezeichnet wird und insgesamt mehrere Saugnäpfe aufweisen kann.
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Aus der
DE 101 95 260 B4 kennt man eine Transfervorrichtung für ein Großpressensystem mit mehreren Presswerkzeugen und je einem vor- und je einem hinter einer Presse angeordneten Linearfeeder zum Bewegen von Werkstück-Transferwerkzeugen in Relation zu den Presswerkzeugen in Längs- und/oder Querrichtung des Pressensystems mittels wenigstens eines an einer Einspannstelle des Linearfeeders angebrachten, abstützfrei auskragenden, im Wesentlichen horizontalen Feederbalkens. Dabei soll ein paar Feederbalken vorgesehen sein, deren jeder als Kastenprofil mit einer Länge größer 3,0 m und einer Eigenfrequenz größer 20 Hz aus mit endlosen Kohlefasern verstärktem Kunststoff (CFK) ausgebildet ist und integrierte Krafteinleitungs-Inserts für wenigstens eine Greiferschiene für Transferwerkzeuge aufweist.
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Die
EP 1 402 970 B1 beschreibt eine Werkstück-Tragvorrichtung für Transferpressen, bestehend aus in einer bestimmten Stellung lösbar an einem Transferbalken befestigbaren Tragrohren, die mit mehreren in Abhängigkeit der Form der zu tragenden Werkstücke angeordneten Greiferarmen verbunden sind, an deren Enden sich an den Werkstücken angreifende Greifwerkzeuge befinden. Die Greiferarme sind über einen Schwenkrahmen mit den Tragrohren verbunden, der während eines Transportvorgangs relativ zu den Tragrohren zwischen bestimmten Endstellungen um eine horizontale Gelenkachse verschwenkbar ist.
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Aus dem Gebrauchsmuster
CZ 21902 U1 ist ein Transferbalken für eine Transfervorrichtung beschrieben, an dem Verbindungsrohre für Greifelemente befestigt werden. Jeweils zwei Verbindungsrohre werden mit Hilfe von zwei quer zu ihnen orientierten U-Bügeln verbunden. Dabei wird vorgeschlagen, diese beiden Bügel aus einem Faserverbundstoff mit Schichtstruktur herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transfervorrichtung für den Transport von Werkstücken innerhalb einer Pressenanlage zu schaffen, welche bei kompaktem und stabilem Aufbau einen schnellen, flexiblen und exakten Transfer gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Transfervorrichtung der eingangs beschriebenen Art, dass der Transferbalken im Querschnitt mehreckig und längenveränderbar aus einem ersten Balkenteil und einem zweiten Balkenteil besteht, welche im Zuge des Verfahrens eines oder beider Kopfstücke entlang der Längsrichtung (Y-Richtung) gegeneinander verschiebbar sind, wobei das erste Balkenteil mit einem Einsteckende verschiebbar in ein Aufnahmeende des zweiten Balkenteils eingreift. Bevorzugt sind das erste Balkenteil und/oder das zweite Balkenteil jeweils aus einem Faserverbundwerkstoff, besonders bevorzugt aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) gefertigt.
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Erfindungsgemäß wird eine Transfervorrichtung zur Verfügung gestellt, die kompakt aufgebaut ist und einen besonders flexiblen Transfer des Werkstücks bei gleichzeitig hoher Stabilität ermöglicht. Der Transferbalken lässt sich zunächst einmal in grundsätzlich bekannter Weise mit Hilfe der Kopfstücke entlang der Transferrichtung X verfahren und es ist ferner vorgesehen, dass sich der Transferbalken entlang einer vertikalen Z-Richtung anheben und absenken lässt. Optional lassen sich die beiden Kopfstücke gegeneinander und folglich entlang der Y-Richtung verfahren, so dass damit die Länge des Transferbalkens verändert wird und sich damit die Position der an dem Transferbalken befestigten Greiferarme verändert. Der Transferbalken ist außerdem um eine Längsachse (B-Achse) drehbar. Optional können die Kopfstücke selbst bewegbar auf beweglichen Horizontalträgern angeordnet sein, so dass der Horizontalträger (in X-Richtung) entlang einer X1-Achse verfahrbar ist, während der Kopfschlitten (in X-Richtung) entlang des Horizontalträgers entlang einer dazu parallelen X2-Achse verfahrbar ist. Für die einzelnen Komponenten sind entsprechende Antriebe vorgesehen. Interessant ist dabei die Tatsache, dass die beiden Hälften der Transfervorrichtung, insbesondere die beiden Kopfschlitten sowie ggf. die beiden Horizontalträger und die beiden Vertikalschlitten abweichend voneinander verfahren werden können. Auf diese Weise können auch Drehbewegungen des Transferbalkens um eine senkrechte Achse erzeugt werden, und zwar abhängig von der Stellung der X1- und X2-Achsen und es können Drehbewegungen des Transferbalkens bzw. der B-Achse um eine waagerechte Achse, abhängig von der Stellung der Z-Achsen erreicht werden. Dieses ist durch den längenveränderbaren Transferbalken möglich, denn ein Längenausgleich kann dadurch erfolgen, dass das eine Balkenteil verschiebbar in das andere Balkenteil eingreift. Optional ist es aber vorteilhaft, den Transferbalken nicht nur um die B-Achse drehbar an die Kopfschlitten anzuschließen. sondern außerdem eine gelenkige Anbindung vorzusehen, z. B. über jeweils ein Kardangelenk, so dass z. B. die voneinander abweichenden Bewegungen der beiden Kopfstücke ausgeglichen werden können. Jedenfalls wird durch eine kompakte Konstruktion eine sehr flexibel arbeitende Transfervorrichtung zur Verfügung gestellt, die auch bei begrenzt zur Verfügung stehendem Bauraum in eine Pressenanlage integriert werden kann. Auf diese Weise gelingt insbesondere auch die Nachrüstung bestehender Pressenanlagen, d. h. die Transfervorrichtung kann in bestehende Pressenanlagen integriert werden.
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Es wurde bereits erwähnt, dass ein steifer und zugleich leichter Aufbau gewährleistet werden kann, dass der Transferbalken bzw. das erste Balkenteil und das zweite Balkenteil aus Faserverbundwerkstoff, z. B. einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gefertigt sind. Besonders bevorzugt werden diese beiden Teile aus z. B. CFK jeweils einstückig gefertigt. Dieses schließt jedoch nicht aus, dass die beiden einstückig gefertigten CFK-Bauteile anschließend mit weiteren Komponenten ausgerüstet werden, insbesondere mit geeigneten Führungen für den erwähnten Längenausgleich. Jedenfalls weisen das erste Balkenteil und/oder das zweite Balkenteil jeweils ein oder mehrere querschnittsreduzierte Montageabschnitte auf, an denen die Greiferarme bzw. die Saugspinnen befestigt bzw. befestigbar sind. Erfindungsgemäß wird eine hohe Stabilität des Transferbalkens gewährleistet, da dieser einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweist. Dennoch lassen sich grundsätzlich bekannte Greiferarme bzw. Saugspinnen (Toolings) montieren, da für diese Montage spezielle querschnittsreduzierte Montageabschnitte eingearbeitet sind. Der Querschnitt des Transferbalkens ist folglich nicht insgesamt an das Anschlussmaß herkömmlicher Toolings angepasst, sondern es wird ein vergrößerter Querschnitt zur Verfügung gestellt und lediglich die Montageabschnitte sind auf das gewünschte Anschlussmaß abgestimmt.
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Bevorzugt weist der Transferbalken einen rechteckigen Querschnitt, besonders bevorzugt einen quadratischen Querschnitt auf. Die Seitenlänge bzw. Kantenlänge kann zwischen 80 mm und 120 mm, z. B. 90 mm bis 110 mm, liegen, so dass z. B. ein Kastenprofil mit den (Außen-)Maßen 100 × 100 realisiert werden kann. Demgegenüber werden die Seitenlängen bzw. Kantenlängen im Bereich der Montageabschnitte reduziert. Interessant ist bei der Herstellung aus z. B. CFK, dass die Balkenteile einschließlich der Durchmesserreduzierungen einstückig hergestellt werden.
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Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die beiden Balkenteile gegeneinander zu verschieben, indem das erste Balkenteil mit einem Einsteckende in ein Aufnahmeende des zweiten Balkenteils eingreift. Dazu werden bevorzugt besonders geeignete Führungen vorgeschlagen, die eine spielfreie Führung des ersten Balkenteils innerhalb des zweiten Balkenteils und damit einen besonders steifen und stabilen Aufbau garantieren. Dazu kann das Einsteckende mit mehreren Führungsleisten aus Metall ausgerüstet sein, die z. B. im Bereich der Ecken des Profils befestigt sind. So können z. B. an den vier Ecken vier Führungsleisten aus Metall, z. B. Stahlleisten befestigt sein, die sich über eine gewisse Länge erstrecken. Die Stahlleisten können endseitig auf dem faserverstärkten Verbundstoff befestigt sein. Es kann jedoch auch ein separates Einsteckgehäuse mit den Stahlleisten vorgesehen sein, welches an dem Profil aus dem Faserverbundwerkstoff befestigt oder auf dieses aufgesteckt ist. Dementsprechend kann das Aufnahmeende des zweiten Balkenteils von einem Führungsgehäuse gebildet werden, in welches innenseitig Führungselemente aus Metall integriert sind. Bei einem kastenförmigen Querschnitt lässt sich eine einwandfreie spielfreie Führung z. B. im Sinne einer "8fach-Führung" realisieren. Dazu können die Führungsleisten (z. B. mit einem trapezförmigen Querschnitt) jeweils zwei zueinander senkrecht angeordnete Führungsflächen aufweisen und jeder dieser Führungsflächen kann dann ein separates Führungselement des Führungsgehäuses zugeordnet sein, so dass eine spielfreie 8fach-Führung realisiert ist. Die Führungselemente innerhalb des Führungsgehäuses können z. B. aus Bronze, bzw. einer Bronzelegierung gefertigt sein. Insgesamt wird eine Gleitführung realisiert.
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Durch den leichten Aufbau des Transferbalkens aus z. B. CFK-Material lässt sich dieser einfach und schnell bei gleichzeitig hoher Steifigkeit beschleunigen. Durch das geringe Gewicht kommt es auch zu einer geringeren Belastung des Gesamtsystems, so dass eine wartungsfreie Anlage mit langer Lebensdauer realisiert wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert: Es zeigen
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1 eine Transfervorrichtung in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
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2 einen Transferbalken des Gegenstandes nach 1,
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3 einen ersten Balkenteil des Transferbalkens nach 2,
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4 einen zweiten Balkenteil des Transferbalkens nach 2 ohne Führungsgehäuse und
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5 einen vergrößerten Querschnitt durch den Gegenstand nach 2.
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Die Figuren zeigen eine Transfervorrichtung für den Transport von Werkstücken innerhalb einer Pressenanlage, insbesondere für den Transport von Karosserieteilen o. dgl. innerhalb einer Pressenanlage für die Automobilindustrie. Mit einer solchen Transfervorrichtung lassen sich bevorzugt Werkstücke zwischen verschiedenen Behandlungsstationen, z. B. zwischen zwei Pressenstufen transportieren.
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Die Transfervorrichtung weist einen Transferbalken 1 auf, der sich entlang einer Längsrichtung Y erstreckt und an welchem mehrere Greiferarme 2 befestigt sind. Dabei sind in der Regel mehrere Greiferarme 2 jeweils mit Verbindungsrohren zu Werkzeugspinnen bzw. "Toolings" kombiniert. Es handelt sich um Saugvorrichtungen, mit denen das jeweilige Werkstück aufgenommen, gehalten und anschließend wieder abgegeben werden kann. Einzelheiten sind nicht dargestellt.
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Der Transferbalken 1 ist endseitig an zwei Kopfschlitten 3 befestigt. Diese Kopfschlitten 3 sind bei der konkret dargestellten Konstruktion an Horizontalträgern 4 angeordnet. Der Kopfschlitten ist insgesamt in einer Transferrichtung X verfahrbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Horizontalträger 4 entlang einer X1-Achse verfahrbar und der Kopfschlitten 3 selbst ist entlang einer dazu parallelen X2-Achse verfahrbar. Ferner sind Vertikalschlitten 5 vorgesehen, die in der senkrechten Z-Richtung verfahrbar sind. Der Transferbalken 1 ist um eine Drehachse B drehbar.
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Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass der Transferbalken 1 längenveränderbar ist und aus einem ersten Balkenteil 7 und einem zweiten Balkenteil 8 besteht, wobei das erste Balkenteil 7 mit einem Einsteckende 9 in ein Aufnahmeende 10 des zweiten Balkenteils eingreift.
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Es ist anhand von 1 erkennbar, dass die beiden dargestellten Hälften der Transfervorrichtung in gewissen Grenzen abweichend voneinander verfahren können. So lassen sich z. B. die Kopfschlitten unabhängig voneinander entlang der X2-Achse verfahren oder auch die Vertikalschlitten lassen sich unabhängig voneinander entlang der X1-Achse verfahren. Gleiches gilt für die Höhenverstellung entlang der Z-Richtung. Durch den erfindungswesentlichen längenveränderbaren Transferbalken kann der erforderliche Längenausgleich erfolgen. Im Übrigen ist vorgesehen, dass der Transferbalken 1 kardanisch an die Kopfschlitten angelenkt ist, so dass die beschriebenen Bewegungen ebenfalls ausgeglichen werden können. Ferner ist vorgesehen, dass die Kopfschlitten selbst entlang der Balkenlängsrichtung Y verfahrbar sind, so dass die beiden Balkenteile 7, 8 gegeneinander unter Längenveränderung verfahrbar sind. Der Transferbalken 1 bzw. dessen Balkenteile 7, 8 weisen einen mehreckigen, z. B. rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf. Dabei weist der Transferbalken 1 einen verhältnismäßig großen Grundquerschnitt mit Kantenlängen L auf. Jedes Balkenteil 7, 8 weist dabei jeweils einen oder mehrere querschnittsreduzierte Montageabschnitte 11 auf, die eine reduzierte Kantenlänge l aufweisen. Im Bereich dieser Montageabschnitte lassen sich die Greiferarme 2 bzw. die "Toolings" befestigen. Dieses hat den Vorteil, dass ein stabiler, steifer Balken mit recht großem Querschnitt zur Verfügung gestellt wird und dass sich dennoch herkömmliche Greiferarme mit vorgegebenem Anschlussmaß problemlos befestigen lassen.
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Die Balkenteile 7, 8 sind dabei jeweils aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) gefertigt, wobei diese beiden Teile jeweils einstückig aus CFK gefertigt werden, so dass die Durchmesserreduzierungen sogleich im Zuge der Fertigung der CFK-Teile berücksichtigt werden. Nach der Herstellung, z. B. in einem Autoklaven, lassen sich durch Bohrungen o. dgl. Befestigungspunkte für die erforderlichen Zusatzbauteile, z. B. für die Greiferarme bzw. Saugspinnen einbringen.
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Im Rahmen der Erfindung kommt der verschiebbaren Anordnung des ersten Balkenteils 7 innerhalb des zweiten Balkenteils 8 besondere Bedeutung zu. Der bevorzugte Aufbau ergibt sich aus einer vergleichenden Betrachtung der 3 und 4 sowie 5. 3 zeigt bei dem Balkenteil 7 rechts das Befestigungsende bzw. Flanschende und links das Einsteckende 9 auf der Dornseite. 4 zeigt ausschnittsweise das zweite Balkenteil 8, wobei rechts die Dornseite und links die Flanschseite dargestellt sind. Jedenfalls ist das Einsteckende mit Führungselementen 12 ausgerüstet und das Aufnahmeende mit entsprechenden Führungsgegenelementen 13 ausgerüstet, so dass insgesamt eine spielfreie Gleitführung realisiert ist. Dieses zeigt insbesondere der Schnitt in 5. Im Ausführungsbeispiel ist das erste Balkenteil 7 endseitig mit einem Führungsstück bzw. Einsteckgehäuse 16 versehen, welches einen quadratischen Querschnitt aufweist und in dessen Eckbereichen die Führungsleisten 12 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Führungsleisten, die jeweils zwei senkrecht zueinander angeordnete Führungsflächen 12a, 12b aufweisen. Dieses wird durch Führungsleisten 12 mit einem trapezförmigen Querschnitt realisiert. Es handelt sich um Führungsleisten 12 aus Stahl.
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Das zweite Balkenteil 8 ist an seinem Aufnahmeende 10 mit einem Führungsgehäuse 15 ausgerüstet, in welchem innenseitig Führungselemente 13 aus Metall integriert sind. Im Ausführungsbeispiel sind jeder Führungsleiste 12 zwei Führungselemente 13 zugeordnet, die wiederum "über Eck" angeordnet sind, so dass insgesamt eine spielfreie 8fach-Führung realisiert ist. 5 zeigt dabei einen Querschnitt durch den Gegenstand nach 2 im Bereich der Führung, so dass sowohl das erste Balkenteil 7 als auch das zweite Balkenteil 8 erkennbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10195260 B4 [0003]
- EP 1402970 B1 [0004]
- CZ 21902 U1 [0005]
