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"Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Spritzvorrichtung'1 Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Spritzvorrichtung,
wie sie beispielsweise für das Spritzlackieren, das Aufsprühen sonstiger Überzugsmaterialien
und dergleichen verwendbar ist, mit einem Lagerbock, an welchem ein die Spritzvorrichtung
tragendes Schwenkgestänge angeordnet ist.
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Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der USA-Patentschrift
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955 568 bekannt. Diese Vorrichtung dient dazu, eine Spritzvorrichtung zum Lackieren
von Fahrzeugkarosseriedächern über letzteren quer zum Fahrzeug hin- und herzubewegen.
Das bekannte Gestänge ist außerordentlich aufwendig und kompliziert. Es hat jedoch
bereits den Vorteil, daß es keinerlei Verschiebelager für die verschiedenen Gestängeteile
benötigt und mit reinen Dreh- oder Schwenklagern auskommt.
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Die Erfindung schafft eine Vorrichtung der eingangs dargelegten Art,
welche es erlaubt, eine Spritzvorrichtung über einem an der Ausdehnung des Gerätes
und dem baulichen Aufwand desselben gemessen weiten Weg auf einer wenigstens angenähert
geraden Linie hin- und herzubewegen und darüber hinaus den besonderen Vorteil einer
Regulierbarkeit des Hubes der Spritzvorrichtung, also der Länge des Hin- und Herweges
derselben und der Lage des Hubes in bezug auf die Vorrichtung selbst ermöglicht.
Wenn auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ohne technischen Mehraufwand so ausgebildet
werden kann, daß sie die Spritzvorrichtung horizontal hin- und herbewegt, so ist
sie jedoch vorzugsweise so ausgebildet, daß der Bewegungsweg der Spritzvorrichtung
vertikal verläuft.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet,
daß die Spritzvorrichtung am äußeren Ende eines Schwenkarmes angeordnet ist, dessen
anderes Ende am äußeren Ende eines gegenüber dem Schwenkarm wesentlich kürzeren
Tragarmes schwenkbar gelagert ist, welch letzterer um eine zur Schwenkachse des
Schwenkarmes parallele Achse schwenkbar an einem Lagerbock gelagert ist, daß der
Tragarm in allen Betriebsstellungen von der angenähert geraden Bewegungslinie des
äußeren Endes des Schwenkarmes abweist, daß auf den Schwenkachsen der beiden Arme
Kettenräder sitzen, die von einer gemeinsamen Kette überspannt sind, wobei das eine
Kettenrad mit dem Schwenkarm und das andere Kettenrad mit dem Lagerbock starr verbunden
ist, daß das Kettenrad des Schwenkarmes um so viel kleiner als das Kettenrad des
Lagerbockes ist, daß die Spritzvorrichtung wenigstens angenähert längs einer Geraden
bewegt wird, daß eine vorzugsweise in ihrer Länge verstellbare Antriebskurbelstange
an einem vorzugsweise längsverstellbar auf dem Tragarm sitzenden Reiter angelenkt
ist und sich etwa senkrecht zum Tragarm erstreckt, und daß bei im wesentlichen senkrechter
Bewegung der Spritzvorrichtung eine Gewichtsausgleichsvorrichtung am Tragarm angreift.
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Der Lagerbock bildet hier also zusammen mit dem Tragarm der Kurbelstange
und, wenn die Kurbelstange mittels einer Kurbel
hin- und herbewegt
wird, im Prinzip eine Kurbelschwinge, bei welcher der Tragarm die Schwinge darstellt.
Die Schwinge ist dann über den Anlenkpunkt der Kurbel hinaus verlängert und trägt
an ihrem Ende den wesentlich längeren Schwenkarm.
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Der Kettenbewegungsmechanismus bewirkt, daß beim Verschwenken des
Tragarmes der Schwenkarm eine der Schwenkrichtung des Tragarmes entgegengesetzte
Schwenkung ausführt, so daß hierdurch der Hub des Endes des Schwenkarmes weit größer
wird als der Hub des Endes des Tragarmes, dem er überlagert wird. Bei im wesentlichen
senkrechter Bewegung der Spritzvorrichtung muß die Antriebskurbelstange die beweglichen
Teile nach oben heben, also Arbeit leisten und beim Absenken der Spritzvorrichtung
Arbeit aufnehmen, das heißt also, das Gestänge, das bestrebt ist, unter dem Einfluß
der Schwerkraft nach unten zu fallen, abbremsen. Man kann die hier vorliegenden
Schwierigkeiten zwar dadurch beseitigen, daß man beispielsweise dem Antrieb der
Kurbelstange ein selbsthemmendes Getriebe, wie z.B. einen Schneckentrieb, vorschaltet.
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Ein solches arbeitet jedoch in der Regel mit sehr schlechtem Wirkungsgrad.
Bevorzugt wird daher eine Gewichtsausgleichsvorrichtung am Tragarm vorgesehen.
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Dadurch, daß die Länge der Kurbelstange einstellbar ist, können die
Endpunkte des Hubes der Spritzvorrichtung in
der Richtung des Weges
der Spritzvorrichtung verlagert werden, ohne daß sich der Hub selbst hierbei wesentlich
ändert.
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Dadurch, daß der Anlenkpunkt der Antriebskurbelstange an den Tragarm
längs des Tragarmes einstellbar ist, kann der Hub selbst innerhalb weiter Grenzen
verändert werden. Sieht man für die Verstelleinrichtungen an der Antriebskurbelstange
und am Tragarm Stellmotoren vor, so können diese Verstellungen sogar durch Fernsteuerung
erfolgen, ohne daß hierzu wesentlicher Aufwand erforderlich ist.
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Dadurch, daß der Schwenkarm gegenüber dem Tragarm wesentlich länger
ist, ragt der Schwenkarm mit der Spritzvorrichtung gusreichend weit über die Bewegungsvorrichtung
hinaus, so daß letztere von allen Seiten zugänglich ist, ohne daß deswegen bei Fließbandfertigung
der Weg der an der Vorrichtung vorbeiführenden Werkstücke betreten werden müßte.
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Bevorzugt ist der Schwenkarm doppelt so lang wie der Tragarm.
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Damit in diesem Fall der Weg der Spritzvorrichtung angenähert gerade
verläuft, soll der Durchmesser des größeren Kettenrades angenähert 1,7 mal so groß
wie der des kleineren Kettenrades sein. Das theoretisch günstigste Durchmesserverhältnis
liegt bei 1,69 : 1. Dem Grunde nach kann die Kettensteuerung auch durch eine Zahnradsteuerung
ersetzt werden, indem zwischen den beiden dann ebenfalls als Zahnräder ausgebildeten
Kettenrädern
ein Zwischenrad oder eventuell auch drei Zwischenräder angeordnet werden. Dadurch
kommt jedoch relativ viel Spiel in die Antriebseinrichtung. Dadrüber hinaus sind
die Zahnräder aufwendiger. Die Kettensteuerung für die Bewegung des Schwenkarmes
wird daher bevorzugt.
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Die Antriebskurbelstange kann auch beispielsweise von einem mit seinem
der Kurbelstange abgewandten Ende schwenkbar gelagerten Hydraulikzylinder betätigt
werden. Einfacher ist jedoch ein Antrieb mittels Elektromotors und einer Kurbel,
an welche die Antriebskurbelstange angelenkt ist. emgegenüber wird jedoch eine Ausbildung
bevorzugt, bei welcher die Kurbelstange mit ihrem getriebenen Ende an einer Kette
gelagert und angelenkt ist, die zwei in Richtung der Antriebskurb e lst ange nebeneinanderliegende
Zahnräder überspannt. Das hat gegenüber dem echten Kurbeltrieb den Vorteil, daß
die Bewegung der- Spritzvorrichtung auf einem weitaus größeren Teil ihres Weges
mit angenähert konstanter Geschwindigkeit erfolgt und dennoch die weiche Bewegungsumkehr
des Kurbeltriebes voll erhalten bleibt, da beim Umlaufen der Zahnräder die Anlenkstelle
der Kurbelstange an der Kette jeweils einen Halbkreisbogen durchläuft.
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Die Gewichtsausgleichsvorrichtung ist im einfachsten Fall zweckmäßig
ein an einer Verlängerung des Tragarmes über dessen
Schwenkachse
hinaus sitzendes Gegengewicht. Dieses ist jedoch insofern nachteilig, als die Nasse
desselben jeweils bei der Bewegungsumkehr abgebremst und beschleunigt werden muß.
Bevorzugt weist daher die Gewichtsausgleichsvorrichtung ein Tellerfederpaket auf,
das mittels eines am Tragarm angreifenden Zuggliedes beim Absenken des Tragarmes
zusammengedrückt wira. Die Wahl der Tellerfedern hat den großen Vorteil, daß bei
entsprechender Dimensionierung und Vorspannung diese über einem beträchtlichen Weg
einen angenähert konstanten Verlauf der Federkennlinie aufweisen, was zur Folge
hat, daß die Ausgleichskraft wenigstens angenähert konstant ist.
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Soll die Spritzvorrichtung die Änderung der Winkellag- des Schwenkarmes
in bezug auf ein raumfestes Korinatensystem beim Auf- und Niederschwenken dieses
Armes nicht mitmachen, so kann man beispielsweise die Spritzpistole oder sonstige
Spritzanordnungen am Ende des Schwenkarmes gelenkig befestigen und sie mit einer
Geradführung ersehen, welche die Winkellage der Spritzpistole beim Bewegen derselben
konstant hält. Bei einem auf- und niederbewegten Gerät genügt hierfür beispielsweise
eine an der Spritzvorrichtung befestigte vertikale Stange, die unterhalb der Spritzpistole
in einer Führungsöse geRDrtist. Eine derartige Anordnung zeichnet sich durch besondere
Einfachheit aus. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man parallel zum Tragarm
am Lagerbock einen Führungsarm-anlenkt, dessen Ende mittels einer Stange mit
der
Anlenkstelle des Schwenkarmes an den Lagerarm verbunden ist, wobei die Länge dieser
Stange gleich dem Abstand der Anlenkstellen des Tragarmes und des Führungsarmes
voneinander am Lagerbock ist. Die Anlenkstelle des Führungsarmes an die Stange wird
dann gelenkig mit einem weiteren parallel zum Schwenkarm verlaufenden Arm verbunden,
dessen Ende mit dem Ende des Schwenkarmes durch eine weitere Stange verbunden wird,
deren Länge gleich der Länge der erstgenannten Stange ist. Befestigt man nun die
Spritzvorrichtung an der Stange, an der die Enden des Schwenkarmes und des zu diesem
parallelen Armes angelenkt sind, so wird durch die Parallelogrammführung eine stete
Parallelführung der Spritzvorrichtung bewirkt.
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Nachfolgend ist anhand der Zeichnung eine mögliche Ausführungsform
der Erfindung als erläuterndes Beispiel beschrieben.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß der Erfindung von der
Seite.
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Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch die Ansicht von links auf Fig.
1.
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Die Vorrichtung besitzt einen Sockel 1, von welchem senkrecht nach
oben ein Lagerbock 2 abragt. Der Lagerbock 2 hat im wesentlichen
die
Form einer senkrechten Säule. In dieser ist nahe ihrem oberen Ende eine Welle 3
drehbar aber nicht axial verschiebbar gelagert. Am freien Ende der Welle 3 ist mittels
eines Auges 4 ein Tragarm 5 starr befestigt, der somit schwenkbar gelagert ist.
Die Länge des Tragarmes 5 zwischen der Welle 3 und seinem freien in der Zeichnung
oberen Ende beträgt vorteilhaft etwa ein Drittel bis ein Viertel der Höhe der Welle
3 über dem Sockel 1. Selbstverständlich kann diese Bemessung den jeweiligen Erfordernissen
angepaßt werden. Für eine universell verwendbare Maschine ist diese Bemessung jedoch
besonders günstig. An seinem freien Ende trägt der Tragarm 5 ein Auge 6 mit einer
parallel zur Richtung der Welle 3 verlaufenden Lagerbohrung, durch welche sich drehbar
dort gelagert eine Welle 7 parallel zur Welle 3 erstreckt. Die Welle 7 trägt an
ihrem in Fig. 2 linken Ende undrehbar mittels eines Auges 8 an ihr befestigt den
Schwenkarm 9, der im Ausführungsbeispiel an seinem Ende die nur schematisch angedeutete
Spritzvorrichtung 10 trägt. In Fig. 2 rechts vom Auge 6 ist ebenso wie das Auge
8 undrehbar auf der Welle 7 ein Kettenrad 12 befestigt, von dem in Fig.
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2 lediglich die Nabe sichtbar ist. In der Rotationsebene des Kettenrades
7 ist starr und undrehbar am Lagerbock 2 ein weiteres Kettenrad 14 befestigt, von
dem in Fig. 2 ebenfalls nur die Nabe zu sehen ist. Die beiden Kettenräder 12 und
14 sind von einer gemeinsamen Kette 15 umspannt.
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Man erkennt, daß bei der bisher als Beispiel beschriebenen Konstruktion
ein Verschwenken des Tragarmes 5 um die Welle 3 ein gleichzeitiges Verschwenken
des Schwenkarmes 9 um die Welle 7 mit sich führt, da durch den Kettentrieb 12, 14,
15 dem Kettenrad 12 eine Drehbewegung aufgezwungen wird, die der Schwenkrichtung
des Tragarmes 5 entgegengesetzt ist.
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Um das gleiche Maß, um welches das Kettenrad 12 gedreht wird, wird
der starr mit diesem über die Welle 7 verbundene Schwenkarm 9 verschwenkt. Da im
gezeigten Ausführungsbeispiel die Länge des Schwenkarmes 9 gleich der doppelten
Länge des Tragarmes 5 ist, ist der Durchmesser des Kettenrades 14 bzw. dessen Zähnezahl
am besten gleich dem 1,7-fachen des Durchmessers bzw. der Zähnezahl des Kettenrades
12.
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Durch dieses Übersetzungsverhältnis wird erreicht, daß beim Schwenken
des Tragarmes 5 gegen die Horizontale der Winkel, um den der Schwenkarm 9 gegen
die Horizontale geschwenkt wird, um so viel geringer ist, als der Schwenkwinkel
des Tragarmes 5, daß sich das Ende des Schwenkarmes 9 angenähert auf einer vertikalen
Linie bewegt.
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Der Antrieb des bisher beschriebenen Teils der Vorrichtung erfolgt
im Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Antriebskurbelstange 18, welche am Tragarm
5 zwischen den beiden Lageraugen
4 und 6 so angelenkt ist, daß
sie relativ zum Tragarm 5 um eine zur Welle 3 parallele Achse schwenken kann.
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Am anderen unteren Ende ist die Kurbelstange 18 an einer Kette angelenkt,
welche in einer zur Ebene des Kettenrades 14 parallelen Ebene umläuft. Diese Antriebskette
20 überspannt zwei Kettenräder 21 und 22, die in geeigneter Weise mittels eines
Elektromotors 23 angetrieben sind. Die Kurbelstange 18 ist an der Kette 20 um eine
zur Welle 3 parallele Achse schwenkbar angelenkt. Man erkennt aus der Zeichnung,
daß bei Antrieb, beispielsweise des Kettenrades 22 durch den Motor 23, die Kette
20 um die beiden Kettenräder 21 und 22 umläuft und hierbei die Anlenkstelle 24 der
Kurbelstange 18 an die Kette 20 auf- und niederbewegt. Dadurch schwenkt die Kurbelstange
18 den Tragarm um das entsprechende Maß auf und nieder, wobei der Schwenkarm 9 in
der oben beschriebenen Weise mitbewegt wird.
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Um den Gesamtschwenkwinkel des Tragarmes 5 und damit den Hub des Endes
des Schwenkarmes 9 einstellen zu können, ist die Anlenkung der Kurbelstange 18 an
den Tragarm 5 mittels eines Schlittens 30 bewirkt, welcher auf dem Tragarm 5 in
dessen Längsrichtung verschiebbar und beispielsweise mittels einer nicht gezeigten
Klemmschraube feststellbar ist. Je näher sich der Schlitten 30 der Welle 3 befindet,
umso grösser wird der Hub des Endes des Schwenkarmes 9.
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Eine andere tlöglichkeit zum Verstellen des Schwenkweges des Tragarmes
5 und damit auch des S^hwen:xarmes 9 besteht darin, daß man die Anordnung der Zahnräder
21, 22 mit der Kette 20 beispielsweise umene Adsez;^isienzisdnden Achsen der Kettenräder
21 und 22 schwenkeinstellbar ausbildet.
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Um auch den Mittelpunkt des Hubes des Endes des Schwenkarms 9 und
damit auch der Spritzvorrichtung 10 verstellen zu können, ist vorteilhaft die Kurbelstange
18 in der Länge veränderbar. Zu diesem Zweck ist eine entsprechende Einrichtung
32 vorgesehen. Diese kann beispielsweise aus einer Gewindemuffe bestehen, in welche
dann das obere Teil der in diesem Fall zweiteiligen Kurbelstange 18 mit Rechtsgewinde
und das untere Teil mit Linksgewinde eingeschraubt ist. Kontermuttern können zum
Fixieren der gewählten Längeneinstellung dienen.
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Sollen die erwähnten Verstellmöglichkeiten fernverstellbar sein, so
kann man beispielsweise auf dem Tragarm 5 einen Stellmotor vorsehen, welcher mittels
einer entsprechenden Gewindespindel den Schlitten 30 längs des Tragarmes 5 verstellt.
Ebenso kann ein Stellmotor für die Gewindemuffe an der Kurbelstange 18 vorgesehen
werden. Diese Motoren können dann elektrisch ferngesteuert werden.
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Zum Gewichtsausgleich bei der zwangsläufigen Auf- und Niederbewegung
der Tragarme 5 und 9 und der von ihnen getragenen
Teile ist der
Tragarm 5 vorteilhaft mit einer ihn über das Auge 4 hinaus verlängernden Verlängerung
54 versehen, an welcher eine Zugstange 35 angelenkt ist. Diese taucht in ein Gehäuse
36 ein, welches mit einer Zugstange 37 an der Grundplatte 1 angelenkt ist. Das Ende
der Zugstange 35 trägt einen Federteller 38. über dem Federteller 38 ist ein Paket
von Tellerfedern 39 im Gehäuse 36 so angeordnet, daß beim Nachuntenschwenken des
Tragarmes 5 die Federn stärker zusammengepreßt werden. Die Federn sind hierbei so
dimensioniert, daß sie eine Vorspannung aufweisen, die in dem Bereich liegt, in
welchem die Kennlinie des Federpaketes angenähert horizontal verläuft.
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Da der Hub des Tellerfederpaketes relativ klein ist, wird man es in
der Praxis vielfach bevorzugen, anstelle der Anordnung mit dem Arm 34 auf die Welle
3 unter Verlängerung derselben über das Auge 4 hinaus ein relativ kleines Kettenrad
aufzusetzen, welches starr an der Welle 3 sitzt, und über welches eine Kette läuft,
die mit ihrem einen Ende am Kettenrad 3 befestigt ist, während das andere Ende der
Kette zum Federteller 38 im Gehäuse 36 läuft. Da das Kettenrad in diesem Fall relativ
klein ist, ist auch der vom Kettenrad gebildete, die Verlängerung 34 ersetzende
Hebelarm, an dem die Kette zum Federteller 38 angreift, klein, so daß auch die Längenänderungen
des Tellerfederpaketes 39 verhältnismäßig
klein bleiben. In der
Praxis wird diese Konstruktion gegenüber der derleichteren Übersichtlichkeit halber
in der Zeichnung dargestellten Konstruktion vorgezogen.
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Der besseren Übersichtlichkeit halber ist die Vorrichtung gemäß der
Erfindung in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. In der Praxis wird man abweichend
gegenüber der Zeichnung z.B. den Lagerbock 2 aus zwei Säulen ausbilden, zwischen
deren oberen Enden sich eine in der Mitte unterbrochene Welle 3 erstreckt, wobei
dann jede der beiden Säulen auf ihrer der anderen Säule zugekehrten Seite ein Kettenrad
14 trägt. In der Mitte zwischen diesen Rädern sitzen dann zwei Augen Ltauf den Wellenenden,
welche je einen Schwenkarm 5 tragen. Die Welle 7 ist dann ebenfalls an beiden ihren
Enden mit Kettenrädern 12 versehen. Auch sind zwei Ketten 15 vorgesehen. Das verringert
die mechanischen Belastungen der Ketten, Lagerwellen und Kettenräder wesentlich.
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Ferner ist der Sockel 1 zweckmäßig mit Rädern versehen, auf denen
die ganze Vorrichtung verschoben werden kann.
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Wie oben angedeutet, kann die Vorrichtung ferner mit einer Parallelführung
für die Spritzvorrichtung 10 versehen sein.
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Ferner kann auch die Spritzvorrichtung 10, deren Zuleitungen für Farbe,
Druckluft und dergleichen der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt
sind, mit einer
Fernsteuerung zum An- und Abstellen des Betriebes
der Spritzvorrichtung versehen sein.
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Schließlich wird man in der Praxis auch alle Kettentriebe weitestgehend
kapseln, also mit entsprechenden Schutzmänteln und hüllen versehen, um einerseits
ein Verstauben der Triebe und andererseits ein Austreten von Schmiermitteln von
diesen Trieben in den Raum zu verhindern.
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Patentansprüche: