DE2137306A1

DE2137306A1 - Vakuumbetätigte Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen

Info

Publication number: DE2137306A1
Application number: DE19712137306
Authority: DE
Inventors: Gary Deane Leonard Mich. Ginther (V.St.A.)
Original assignee: Clyde Corp
Current assignee: Clyde Corp
Priority date: 1970-10-14
Filing date: 1971-07-26
Publication date: 1972-04-20
Also published as: CA959245A; US3695461A

Description

Clyde Corporation

Troy, Michigan (V.St.A.)

Vakuumbetätigte Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen·

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Gegenständen, und insbesondere auf eine Vorrichtung, die Unterdruck oder Vakuum (nachstehend der Einfachheit halber Vakuum genannt) verwendet, um einen Gegenstand aufzunehmen und zu halten, während er von einer Stelle zu einer anderen überführt wird, beispielsweise von einer Zuführ^tation zu einem Werkstück.

Bekannte mit Vakuum arbeitende Aufnahme- und Überfühpungsvorrichtungen werden körperlich von einer Stelle zu einer anderen bewegt, wo sie mit dem zu überführenden Werkstück in Eingriff treten« Nachdem das Werkstück durch Vakuum an der Vorrichtung befestigt worden ist₉ wird die gesamte Vorrichtung körperlich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, um das Werkstück zu überführen» Dies macht das Arbeiten gewisser Mechanismen wie Ventileinrichtungen, Stromkreiseinrichtungen od_e dgl« erforderlich^ um eine Umkehr d@r Bewegungsrichtung der Überliilirungs vorrichtung her= irorzmna,fen_? nachdem sie mit dem Werkstück in Eingriff ge- ■ treten ist*

209817/073S

Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine mit Vakuum arbeitende Aufnahme- oder Überführungsvorrichtung zu schaffen, die gegenüber bekannten Vorrichtungen dahingehend verbessert ist, daß sie einfacher ist, billiger ist und trotzdem automatisch dahingehend wirkt, ihre eigene Richtung umzukehren, und zwar unmittelbar nach Herstellen einer Vakuumzugverbindung mit einem Werkstück.

Allgemein umfaßt die Erfindung die Verwendung eines Kolbens und einer Kolbenstange, die in einem Zylinder angeordnet sind, wobei der Kolben den Zylinder in eine abgedichtete oder abgeschlossene Kammer, welche die Kolbenstange enthält, und in eine mit offenem Ende versehene Kammer auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens unterteilt· Die Kolbenstange und der Kolben sind mit Durchgängen versehen, durch welche hindurch Vakuum gleichzeitig in beide Kammern eingeführt wird. Das offene Ende des Zylinders hat eine Abdichtung bzw. einen Abschluß für den Eingriff mit einem Wertetück· Wenn Vakuum in die Kammern eingeführt ist, wird der Zylinder durch Vakuum in der abgeschlossenen Kammer in Richtung gegen ein Werkstück vorbewegt. Wenn die Abschlußfläche mit dem Werkstück in Eingriff tritt, schließt das Werkstück das offene Ende der Kammer, und der Zylinder mit dem Werkstück bewegt sich zurück zufolge der größeren wirksamen Fläche des Kolbens, die dem Vakuum in dem offenen Ende des Zylinders" ausgesetzt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine allgemeine Seitenansicht einer Zusammenbauvorrichtung, an welcher die Erfindung ver-ο körpert ist, wobei Teile im Schnitt und in unteroo brochenen Linien dargestellt sind, um Einzel- ^ . heiten der Ausführung und der Funktion zu er- *■* läutern.

*j Fig· 2 ist eine sehamatische Ansicht einer Schaltung J£ der Überführungsvorrichtung.

Fig. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teildraufsicht eines Teiles der Vorrichtung.

Pig. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teildraufsicht der Vorrichtung, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt dargestellt sind, um Einzelheiten der Ausführung zu zeigen· Pig· 5 ist eine der Pig. 4 allgemein ähnliche Ansicht, in der die Vakuumüberführungsvorrichtung in einem anderen Zustand dargestellt ist. Pig. 6 ist eine Teilseitenansicht, in der der Schritt des Befestigens zweier Werkstücke aneinander dargestellt ist.
Pig. 7 ist eine Schnittansicht nach Linie 7-7 der ⁷ Pig. 4.

Pur die Erläuterung der Erfindung ist eine Vorrichtung 10 zum Montieren von Deckelplatten 12 an den Gehäusen 14 von Kraftfahrzeugölpumpen ausgewählt. Jede Deckelplatte hat eine Mehrzahl von Ansätzen 16, deren a'eder eine öffnung 18 aufweist, irrch welche Schrauben 20 hindurchgehen für Gewindeeingriff mit Gewindeöffnungen 22 in Ansätzen des Pumpengehäuses 14.

Die Vorrichtung 10 umfaßt ein Bett 26, welches einen Rahmen 28 trägt, der eine Oberseite JO hat. Unter der Oberseite JO sind zwei Pührungsbahnen 32 getragen, in denen ein Schlitten 34 sich gemäß Pig. 1 nach links und rechts bewegt. In der Oberseite 30 ist ein Schlitz 36 vorgesehen^ durch welchen hindurch ein Ständer 38 an dem Schlitten 34 vorragt, und der Ständer 38 hat Ansätze 40, die mit durch Schrauben einstellbaren Anschlägen 42, 44 an nach oben vorragenden Teilen 46 und 48 des Rahmens 28 in Eingriff treten. Die Anschläge 42 und 44 begrenzen das Ausmaß der Bewegung des Schlittens 34. An der Oberseite 30 des Rahmens 28 ist ein Magazin 50 angebracht, welches einen Stapel von Deckelplatten 12 enthält. Der Boden des Magazins 50 ist offen, so daß die untere Deckelplatte 12 in dem Magazin 50 auf der Oberseite des Schlittens 34 ruht. Auf der Oberseite des Schlittens 34 befindet sich eine

209817/0736

Platte 52» deren Zweck nachstehend beschrieben wird.

Ein Kurbelhebel 54- ist bei 56 an Lagerböcken 58 unter dem Schlitten 34 schwenkbar angebracht. Ein Arm des Hebels 54= ist mittels einer Gabel oder eines Bügels 60 mit der Kolbenstange 62 eines pneumatischen oder hy- . draulischen Zylinders 64· verbunden, der an dem Rahmen 28 angebracht ist· Der andere Arm des Hebels 54- hat eine Verlängerung 66, die eine Mehrzahl von nach oben vorragenden Stiften oder Bolzen 68, 70 trägt. Diese Stifte oder Bolzen ragen nach oben durch Öffnungen 72, 74- in dem Schlitten 34- hindurch für Eingriff mit einer entsprechenden Mehrzahl" von Deckelplattenöffnungen18, wenn die Kurbelverlängerung 66 aus der in Pig. 4- in unterbrochenen Linien dargestellten Stellung in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung navlx oben geschwungen wird.

Das Ausmaß der AulwärtsSchwingbewegung der Verlängerung 66 wird mittels eines Gewindeanschlages 76 eingestellt, der mit der Unterseite des Schlittens 34- in Eingriff tritt. Das Ausmaß der Abwärtsschwingbewegung ist durch Eingriff eines Ansatzes 77 gegen die Unterseite des Schlittens 34- begrenzt, und dieser Ansatz 77 ist auf der der Verlängerung 66 gegenüberliegenden Seite der Schwenklagerung 56 angeordnet. Der Schlitten 34- ist mit einem Hittieren" Entlüftiangsloch. 79 für einen nachstehend zu beschreib enden Zweck versehen.

Eine Säule 76 an dem Bett 26 trägt senkrechte Führungsbahnen 7S₉ in denen sich ein Schlitten 80 bewegt, und ein seitlich vorragender Kopf 82 an dem Schlitten 80 trägt eine mit Vakuum arbeitende Aufnahme- und Überführungsvorrichtung 84- sowie vier kraftangetriebene Schraubenzieherwerkzeuge (von denen in Fig. 1 nur zwei sichtbar sind). Schrauben werden einzeln den Schraubenziehern 86 durch Rohre 88 hindurch unter Verwendung geeigneter Zuführausrüstung, die keinen Teil der Erfindung bildet, zugeführt, und die Schraubenzieher 80 werden über Kanäle 90 hindurch mit

20 9 8 17/0736

Vortriebsdruckluft versorgt. Vakuum wird der Überführungsvorrichtung 84 durch eine Rohrleitung 92 hindurch geliefert·

Ein Förderer 94- trägt eine Reihe von Ölpumpengehäuse unter dem Kopf 82, wobei die Bewegungsrichtung zu der Ebene ^vgemäß Pig. 1 rechtwinklig verläuft. Die Pumpengehäuse 14 sind durch geeignete Mittel wie Klemmen 96 und Dübelzapfen 98 an dem Förderer 94 befestigt. Die Vakuumüberführungsvorrichtung 84 umfaßt einen Kolben 100, der eine Kolbenstange 102 hat, die an dem Kopf 82 befestigt ist. Ein Zylinder 104, der den Kolben 100 umgibt, ist für axiale Bewegung relativ zu dem Kolben 100 angebracht. Der Zylinder 104 hat eine Keilnut oder Keilbahn 106, die einen Keil 108 umfaßt, der von einem Träger 110, der, wie bei 112 dargestellt, mit einem Querhaupt 82 verbolzt ist, einwärts vorragt.

Der Zylinder 104 hat eine innere Kammer 114 an der Seite des Kolbens 100, von welcher die Kolbenstange 102 vorragt. Diese Kammer 114 ist mittels O-Ringen 116 und 118 pneumatisch abgedichtet. Der Endteil 120 des Zylinders 104 ist offen, und dieser Endteil ist mit einer Abschluß- oder Abdichtfläche versehen, die bei der dargestellten Ausführungsform einen Dichtungsring 122 aus Kautschuk, Neopren od. dgl. aufweist.

Die Kolbenstange 102 hat einen inneren Durchgang 124, von welchem ein Ende bei 126 mit dem Vakuumrohr 92 verbünden ist. Der Durchgang 124 erstreckt sich in Längsrichtung durch den Kolben 100 und hat an seinem gegenüberliegenden Ende eine verengte Öffnung 128, die sich durch die Stirnfläche 130 des Kolbens 100 öffnet, die in Richtung gegen das offene Ende 120 des Zylinders 104 angeordnet ist. Der , Durchgang 124 hat einen Zweigdurchgang 132, der sich in die abgedichtete Kammer 114 öffnet.

Die Vakuumleitung 92 wird durch irgendeine verhältnismäßig einfache Schaltung, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, unter Vakuum gesetzt, wobei Druck in einer ·

209817/0736

Luftleitung 134 durch einen Druckregler gesenkt wird, und wobei ein einfaches Zweiwegventil 136 die Strömung von Luft durch die Leitung 134- zu einem üblichen Venturi-Vakuumwandler 138 steuert, an welchen die Vakuumleitung 92 angeschlossen ist.

Im Gebrauch kann angenommen werden, daß der Förderer 94 ein Pumpengehäuse 14- in Ausrichtung unter das Querhaupt 82 gebracht hat. Geeignete übliche Steuerungen werden betätigt, um den Zylinder 64- wirksam zu machen und die Kolbenstange 62 und die Gabel bzw. den Bügel 60 gemäß Fig. 1 nach links vor zubewegen. Zufolge der Eigenreibung des Systems führt dies anfänglich zu einer Aufwartsschwingbewegung der Kurbelverlängerung 66, so daß die Bolzen 68, 70 nach oben durch die Schlittenöffnungen 72, 74- hirJ.u;:chgehen und mit den Deckelplattenöffnungen 18 in Eingzirf treten.

Danach wird der Schlitten 34- nach links vorbewegt und die Bolzen 68, 70 streifen die untere Deckelplatte 12 aus dem Magazin 50 ab. Die Deckelplatte 12 wird nach links getragen, bis sie sich in genauer Ausrichtung unter dem Querhaupt 82 befindet, zu welchem Zeitpunkt ein Ansatz 4-0 an dem Ständer 38 mit dem Anschlag 44 in Eingriff tritt. Die Gleitplatte oder Verschiebeplatte 52, die etwa die gleiche Dicke wie die Deckelplatte 12 hat, bewegt sich in Traglage unter die restlichen Deckelplatten 12 in dem Magazin 50. Die Teile befinden sich nunmehr in der in Fig. und in Fig. 1 in unterbrochenen Linien dargestellten Stellung, wobei die Platte 12 unter der Vakuumvorrichtung 84 und die Öffnungen 18 unter den Schrauben 20 angeordnet sind, die zuvor den Schaubenziehern 86 zugeführt worden sind. In Fig· 3 ist der Schlitten ohne eine Deckelplatte 12 dargestellt.

Nunmehr wird das Ventil 136 geöffnet, und gemäß der Darstellung in Fig. 2 wird dies durch Bewegen des Ventilgliedes aus der dargestellten geschlossenen Stellung in eine offene Stellung ausgeführt, in welcher der Pfeil mit

209817/0736

benachbarten Teilen der Luftleitung 134 ausgerichtet ist. Luft aus der Luftleitung strömt durch die Venturi-Einrichtung 138 hindurch, wodurch Vakuum in der Leitung 92, den Durchgängen 124, 132 und in der abgedichteten Kammer 114 in dem Zylinder 104 induziert wird* Hierdurch wird bewirkt, daß der Zylinder 104 sich in Richtung gegen die Deckelplatte 12 gemäß der Zeichnung nach unten bewegt₉ bis die Dichtung 122 mit der Deckelplatte 12 in Eingriff tritt_β Diese Stellung ist in Pig. 4 in unterbrochenen Linien dargestellt.

Hierdurch ist eine abgedichtete oder abgeschlossene Kammer 140 unter der unteren Fläche 130 des Kolbens 100 erzeugt, und diese Kammer ist durch Teile des Zylinders 104_s die Dichtung 122, die Deckelplatte 112 und den O-Ring gebildet. Luft wird aus der Kammer 140 durch eine Öffnung· 128 unmittelbar evakuiert. Der von der wirksamen Dichtung 122 umgebene Teil der Deckelplatte 12 wird zu einem Kopf des Zylinders 10A-, der sine wirksame Fläche hat, die größer als die wirksame Fläche des Kolbens 100 ist₉ die der Kammer 114 ausgesetzt ist_s da die wirksame Fläch© diesen Kolbenteiles durch die Querschnittsfläehe der Kolbenstange 102 verkleinert ist.

Daher drückt Atmosphärendruek an der Unterseite der Deckelplatte 12 die Platte 12 und den Zylinder 104 aus der in Fig. 4 dargestellten Stellung nach oben in di© in Fig» dargestellte Stellung. Während dieser Bewegung gelangen die Deckelplattenöffnungen 18 nach oben rund um die Schrauben 20. Die Öffnungen ?2₅ 74 und 79 in dem Sehlitten 34 schaffen Entlüftungen um das Eindringen von Luft zwischen die Deckelplatte 12 und den Sehlitten 34 und das sich daraus ergebende Trennen der Deckelplatte 12 von dem Schlitten 34 zu erleichtern.

Torbewegung und Rüekbewegung des Zylinders 104 mit der Platte 12 tritt in einem Bruchteil einer Sekunde auf. Diese Folge ist in der vorliegenden Beschreibung aus Zweckmäßig= keitsgründen als eine Folge beschrieben«,- die sich .daraus

209S17/073S

ergibt, daß Vakuum in den Zylinder 104- eingeführt wird. Die verengte Öffnung 128 begrenzt die Luftströmung von der Atmosphäre durch die Durchgänge 124-, 132, 92 vor Eingriff der Dichtung 122 an der Deckelplatte 12, so daß angemessenes Vakuum in der Kammer 114- aufrechterhalten werden kann ohne unangemessen hohe Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Venturi-Einrichtung 138.

Der Zylinder 64- wird nunmehr betätigt, um die Kolbenstange 62 und den Bügel bzw. die Gabel 60 zurückzuziehen. Während der anfänglichen Bewegung wird die Verlängerung aus der in Fig. 4- in ausgezogenen Linien wiedergegebenen Stellung in die in unterbrochenen Linien wiedergegebene Stellung nach unten geschwungen, und danach wird der Schlitten 34- in die in Pig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung zurückgezogen, an welcher ein An- , satz 40 an dem Ständer 38 mit dem Anschlag 4-2 in Eingriff tritt. Während der Endbewegung des Schlittens 34- zieht sich die Platte 52 ^t or dem Stapel von Deckelplatten 12 in dem Magazin 50 zurück, so daß die untere Deckelplatte 12 auf die Oberseite des Schlittens 34- fällt.

Geeignete übliche Steuerungen und Mechanismen werden nunmehr betätigt, um das Querhaupt 82 in Richtung gegen das Pumpengehäuse 14- gemäß der Zeichnung nach unten vorzubewegen. Die Überführungsvorrichtung 84- trägt die Deckelplatte 12 nach unten in Eingriff mit der Oberseite des Pumpengehäuses 14-, und die Schrauben 20 treten in die oberen Enden der Gewindeöffnungen 22 in dem Pumpengehäuse 14- ein. Die Schraubenzieher 86 werden dann durch geeignete übliche Steuerungen betätigt und treiben die Schrauben 20 in die Öffnungen 22 gemäß Fig. 6 ein.

Das Ventil 136 wird in die geschlossene Stellung gemäß Fig. 2 zurückgeführt, wodurch das Vakuum im Zylinder 104- aufgehoben und das Querhaupt 82 nach oben in die Stellung gemäß Fig. 1 zurückgezogen wird. Ein anderer Satz von Schrauben 20 wird dann in die Schraubenzieher 86 geführt und die Vorrichtung ist für einen weiteren Arbeitskreislauf bereit, wenn das nächste Pumpengehäuse 14- in

209817/0736

137306

Ausrichtung mit dem Querhaupt 82 gefördert ist.

Durch Verwendung einer Mehrzahl von Zapfen oder Bolzen 68, 70 wird die Drehausrichtung der Deckelplatte 12 in richtiger Weise aufrechterhalten, so daß die öffnungen 18 über die bereitstehenden Schrauben 20 gelangen, wenn die Deckelplatte 12 gehoben wird. Der Keil 108 und die Keilführung 106 in dem Zylinder arbeiten zusammen, um den Kolben 100 und den Zylinder 104 in im wesentlichen der gleichen relativen Drehausrichtung zu halten, so daß der Zylinder 104 nicht das Bestreben hat, eine von ihm getragene Deckelplatte 12 zu drehen. Die Deckelplatte 12 gelangt in Eingriff mit dem Pumpengehäuse 14 in richtiger Stellung für unbehindertes Einschrauben der Schrauben 20 in das Pumpengehäuse 14.

Die Überführungsvorrichtung 84 ist zum Überführen von Gegenständen allgemein von einer Stelle zu einer anderen nützlich· Die Überführungsvorrichtung 84 braucht nicht die dargestellte senkrechte Ausrichtung zu haben, sondern sie kann gleichfalls ir waagerechter Stellung oder in Winkelstellung wirksam sein. Wenn ein unüblich großer Gegenstand überführt werden soll, können mehrere Vakuum-Überführungsvorrichtungen 84 verwendet werden, die mit verschiedenen Teilen des Gegenstandes in Eingriff treten. Während die Verwendung eines Dichtungsringes 122 zweckmäßig ist, kann die Abdichtfläche oder Abschlußfläche am offenen Ende 120 des Zylinders 104 durch irgendwelche andere zweckmäßige oder geeignete Mittel geschaffen werden, beispielsweise einfach durch genaues Bearbeiten der Flächen des offenen Endes des Zylinders.

209817/0736

Claims

- ίο -

Patentansprüche

( 1· takuumbetatxgte Vorrichtung zum Überfuhren von Gegenstanden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (100) und ein Zylinder (104) vorgesehen sind, die relativ zueinander bewegbar angeordnet sind und von denen der Zylinder an einer Seite des Kolbens eine abgedichtete oder abgeschlossene Kammer (114) und an der anderen Seite des Kolbens eine andere Kammer (140) aufweist, welche einen Teil hat, dor eine zur Atmosphäre offene Öffnung (120) bildet, der Kolben zu der einen ^o^mer (130) eine kleinere wirksame Fläche freiliegen ha^ ?.ls zu der anderen Kammer, daß Durchgangs einrichtungen (128, 132, 124, 92) vorgesehen sind, um beide Kammern in Verbindung mit einer Vakuumquelle (138) zu bringen, und daß die Öffnung (120) bei Ansprechen auf Eingriff des genannten Teiles mit einem Gegenstand (12), mit welchem die Vorrichtung (84) verwendet werden soll, pneumatisch schließbar ist.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in einer Richtung axial zu dem Zylinder offen ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (120) sich an einem Ende des Zylinders (104) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder zum Schaffen der Öffnung (120) an dem genannten Ende im wesentlichen vollständig offen ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (120) des Zylinders mit einer ringförmigen Dichtung (122) für Eingriff mit dem Gegenstand (12) versehen ist. - "

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenstange (102) sich von der genannten einen Seite des Kolbens zur Außenseite

209817/0736

- ii -

des Zylinders (10*0 erstreckt und die genannte eine Seite mit der kleineren wirksamen Fläche schafft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Teile von Kolben und Kolbenstange die Durchgangseinrichtung bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangseihrichtung einen Durchgang (124), der sich in Längsrichtung durch die Kolbenstange und den Kolben erstreckt und sich (bei 128) in die genannte andere Kammer (I¹IO) öffnet, aufweist, und daß dieser Durchgang eine Abzweigung (132) aufweist, die sich in die abgedichtete oder abgeschlossene Kammer (114) öffnet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 8, dadurch gekennzeichnet, uaß der Teil (104, 122) bei Ansprechen auf Einführen von Vakuum in die abgedichtete oder abgeschlossene Kammer Oi4) in Eingriff mit dem Gegenstand (12) vorbewegbar und bei Ansprechen auf Schließen der Öffnung (120) bei Eingriff des Zylinderteiles bei (122) mit dem Gegenstand zurückziehbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (80, 82) vorgesehen ist_s der bewegbar ist, um die Kolbenstange (102) axial nach unten zu einer Stellung nahe einem Aufnahmebehälter (14) zu transportieren, und daß die Vorrichtung (84) wirksam ist, einen von ihr getragenen Gegenstand (12) bei Ansprechen auf Aufheben des Vakuums in dem Zylinder (114) auf dem Aufnahmebehälter abzulegen. ·

209817/0736

Lee rseife