DE2657992C2 - Beweglicher Übergabearm - Google Patents

Description

Teile durch diese Haltekräfte mit Sicherheit vermieden f| werden kann. '

!fs! Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ψ, der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. t$ In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines ί$ bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht, das ÜB einen Übergabearm betrifft, der zum Zuführen und/oder H Entfernen von kleinen gesinterten Ringen für deren §| Bearbeitung an -einer Kalibrierpresse bestimmt ist I* Dabei zeigt in der Zeichnung to

S. F i g. 1 den Übergabearm in einem Längsschnitt;
ig Fig.2 einen Querschnitt durch den Übergabearm fö von F i g. 1 entlang der Schnittlinie A-A in F 5 g. 1 und
% Fig.3 und 4 die Backen der Greifklemme des ■ίί Obergabearmes von Fig. 1 und 2 im Augenblick des ii Ergreifens eines kleinen gesinterten Ringes jeweils in If einer Draufsicht

H Die Darstellung in F i g. 1 zeigt einen Haltearm 1, der

?; an seinem einen Ende eine Hülse 2 aufweist, die zur { Verbindung des Haltearmes 1 mit einer Verstellvorrich-

i~ fang dient, wobei sich als Verstellmöglichkeiten für den Haltearm ί eine Drehung um die Achse 3 der Hf:!se 2 im

; einen oder anderen Sinne und eine Längsverschiebung ί entlang dieser Achse 3 nach oben oder unten ergeben.

Die in der Zeichnung nicht eigens gezeigte Verstellvor- : richtung kann z. B. eine Austrittswelle aufweisen, die eine Drehbewegung im einen oder im anderen Sinne und eine Verschiebung längs ihrer Achse ausführen ;. kann, wobei diese Ausgangswelle innerhalb der Hülse 2 starr befestigt ist. Weiter besitzt der Haltearm 1 einen mit der Hülse 2 verbundenen mittleren Teil 4, ein an einem Ende mit dem mittleren Teil 4 verbundenes, leicht kegelstumpfförmiges Rohr 5 und ein mit dem anderen Ende des Rohrs 5 verbundenes abschließendes Übergangsstück 6. Die verschiedenen Teile des Haltearms 1 , sind untereinander starr verbunden. Eine zylindrische Stange 8 ist innerhalb des kegelstumpfförmigen Rohrs 5 über dessen ganzer Länge angeordnet und ist drehbar innerhalb des mittleren Teils des Haltearms über Lager

9 und 11 befestigt. Die Stange 8 ist an ihrem anderen w> Ende ebenfalls über ein Lager 11 im Rohr 5 befestigt, bevor sie in Höhe des Übergangsstücks 6 am Ende des Rohrs 5 endet. Die Lager 9,10 und 11 ermöglichen eine freie Drehung der Stange 8 um ihre Längsachse 12. Ein Schraube-Mutter-System 13 ermöglicht die starre -»5 Befestigung jäner Klemmbacke odev Backe 14 am Übergangsstück 6. Diese Backe 14 bildet die feste Backe der Greifklemme, deren bewegliche Backe 15 starr mit dem Ende der Stange 8 verbunden ist

Das Ende der Stange 8, eins dem mit der beweglichen >o Backe 15 verbundenen Ende gegenüberliegt, ist mittels einer Schraubs 19 und über eine geschlitzte Klemmhülse 20 an einem Hebel 18 befestigt Die Stange 8 kann je nach dem besonderen Anwendungsfall für die gewünschte Drehelastizität in ihrem zwischen den Lagern

10 und 11 gelegenen Teil unterschiedliche Durchmesser und in ihren anderen Teilen eine ausreichende Biegefestigkeit haben.

Eine gegen die Schraube 13 arbeitende Feder 22 bildet einen Anschlag am Ende der Stange 8 und bestimmt die axiale Lage der Stange 8 und der daran befestigten Teile 18, 27 und 15. Die Einstellung der Schraube 13 während des Festziehens ihrer Mutter wirkt daher auch auf den Abstand der beweglichen Backe 15 gegenüber der festen Backe 14. Wenn sich die Greifklemme in gelöster Stellung befindet, bestimmt dieser Abstand das Anfang-spiel der beiden Backen in der Bohiung des Teils 40 und dient folglich zum Einstellen der mehr oder weniger großen Genauigkeit des Ablageorts des Teils. Vier Teile 21 sind Blöcke aus Schaumkunststoff und verhindern das Eindringen von Staub in den bistabilen Mechanismus, ermöglichen aber kleine Winkelbewegungen im Betrieb oder Verschiebebewegungen bei der Einstellung der aus dem Hebel 18, der Stange 8 und der Feder-22 bestehenden beweglichen Anordnung. Der Hebel 18 enthält zwei Arme 25 und 26 und ein aus einem Magneten bestehendes Halteelement 27. Der Magnet 27 ist von zusammengesetzter Bauart und weist an jeder seiner beiden Stirnseiten 29 und 30 wenigstens einen Nord- und einen Südpol auf, um das Schließen des Magnetflußkreises abwechselnd in der einen oder anderen Ankerplatte 31 bzw. 32 mit einem minimalen Streufeld in der Luft zu ermöglichen. Das Schließen der Magnetflußlinien durch eine Ankerplatte vermindert die auf die andere Ankerplatte ausgeübte Anziehung stark. Der Maginet 27 ist am oberen Teil des Körpers des Hebels 18 mittels einer Schraube 28 befestigt, die zum Vermeiden eines Mc-rnetflußverlusts aus nichtmagnetischem Material besteht

Die Ankerplatten 31 und 32 bestehen aus ferromagnetischem Material. Jede hiervon ist einstellbar am Teil 4 des Haltearms mittels einer Vorrichtung mit einer zentralen Zugschraube 33 befestigt, deren Kopf teilweise kugelförmig ist und ein Kugelgelenk bildet, und enthält drei seitliche Druckschrauben 34, die von der äußeren Seitenfläche des Haltearms 4 aus einstellbar sind. Die Einstellung der Schrauben 34 hat den Zweck, die Ankerplatten 31 und 32 so unbeweglich festzulegen, daß sie ohne jeglichen schrägen Spalt vollständig auf den Polflächen 29 und 30 aufliegen zum Erzielen der maximalen Anziehungskraft an derjenigen der beiden Ankerplatten, die daran anliegt. Daraus ergibt sich auch, daß bei dem durch Abziehen des Magneten erfolgenden Abheben keine schädliche schräge Bewegung der Ankerplatte in der Weise entsteht, daß die Anziehungskraft in Abhängigkeit von der Zunahme des Spalts schneller abnimmt.

Der Hebel 18, dessen Drehachse mit der Längsachse 12 der Stange 8 zusammenfällt, weist daher zwei stabile Lagen auf.

Der einen dieser beiden Lagen, der beispielsweise der Berührung zwischen der Stirnfläche 29 und dem Teil 31 entspricht, entspricht die Lage der in F i g. 3 gezeigten Backen der Greifklemme entsprechend dem Öffnen dieser Greifklemme. Auf diese Figur befinden sich die waagerechten Querschnitte der Backen einarider zugewandt, während die am ,weitesten entfernten Punkte dieser Backen durch eine Strecke voneinander entfernt sind, die gleich dem Durchmesser der Greifklemme ist. Wenn der Hebel 18 durch Drücken auf den Hebelarm 25 geschwenkt wird, kommt die Polfläche 30 des Magneten in Berührung mit dem magnetischen Teil 32. was die zwe'te stabile Lage des Hebels 18 darstellt.

Um in diese stabile Lage zu gelangen, hat sich der Hebel 18 um einen kleinen Winkel um die Längsachse 12 der Stange 8 gcjreht. Die starr am Hebel 18 befestigte Stange dreht sich ihrerseits in der gleichen Richtung wie auch die am Ende der Stange 8 befestigte Backe 15 der Greifklemme. Die waagrecl'itfm Schnitte der beiden Backen befinden sich nun in den in Fig.4 gezeigten gegenseitigen Lagen, während die am weitesten entfernten P.mkte dieser Backen um einen Abstand entfernt sind, der größer als der Durchmesser der Greifklemme ist.

Fig.3 und 4 zeigt einen kleinen gesinterten

Metallring, in dem sich die Greifklemme in Greifstellung befindet. Da der Durchmesser der Greifklemme kleiner als der Innendurchmesser des gesinterten Metallrings ist. dringt die Greifklemme zu Beginn der Greifbewegung völlig in die Bohrung des Metallrings ein. Das -, Ausrücken des bistabilen Hebels 18 ermöglicht das Verstellen der beweglichen Backe 15 bis die beiden Backen sich in Berührung mit der Innenfläche des Metallrings befinden und diesen somit am Ende des Übergabearms geklemmt halten. Die Bewegungsamplitude der beweglichen Backe wird so gewählt, daß sie größer als die Verstellung ist. die gerade erforderlich ist. damit die beiden Backen der Greifklemme in Berührung mit der Innenfläche der zu handhabenden Teile kommen. In der in F i g. 4 gezeigten Klemmstellung wird ι -, daher die Backe 15 mit einem gewissen Druck gegen die Innenfläche des Metallrings 40 gehalten bis sich der Hebel 18 um einen Winkel gedreht hat, der größer als der Drehwinkel der Backe ist. wobei der Unterschied zwischen diesen beiden Winkeln von der Stange 8 in :n Form einer elastischen Drehverformung aufgenommen wird. Die Stange 8 bildet daher einen Torsionsstab, der das Spannen der Greifklemme durch elastische Verformung herbeiführt. Das die Stange 8 bildende Material wird dementsprechend gewählt. Für diesen y, Gebrauch eignen sich gewisse Stahl- und Titanarten vollkommen.

Da sich die Amplitude der elastischen Drehverformung der Stange in einem verhältnismäßig großen Bereich verändern kann, ist ersichtlich, daß die _in beschriebene Vorrichtung das Ergreifen von Teilen ermöglicht, deren Innendurchmesser sich ihrerseits um einen mittleren Wert verändern können.

Es wird nun ein Übergabevorgang beschrieben, der mit Hilfe des Übergabearms durchgeführt wird, der zum y, Ablegen von gesinterten Ringen auf einer Kalibrierpresse ausgehend von einer Beschichtungsanlage mit Kohteüen verwendet wird.

Zu Beginn des Übergabezyklus befindet sich ein Teil am Ausgang der Beschickungsvorrichtung und befindet ^o sich der Übergabestrom in einer solchen Lage, daß sich die Greifklemme senkrecht über diesem Teil befindet. Die Greifklemme befindet sich dann in der in Fig. 3 gezeigten Lage. Die Verstellvorrichtung für den Übergabearm erzeugt dann eine schnelle senkrechte 4i Abwärtsbewegung des Übergabearms, der die Greifklemme in die Bohrung des Rings 40 führt. Gegen Ende dieser Bewegung kommt der Hebelarm 25 in Berührung mit einem festen Anschlag 41, der das plötzliche Schwenken des Hebels und das Verstellen der Backe 15 der Greifklemme erzeugt, bis das Klemmen des Rings, wie in F i g. 4 gezeigt, hergestellt ist. In diesem Augenblick erfährt die Stange 8, die die Rolle eines Torsionsstabs spielt, eine geringe elastische Restverformung, die das Klemmen des Rings 40 ermöglicht. Der Übergabearm wird dann schnell bis in seine Ausgangsstellung angehoben. Er erfährt dann eine Drehung um die Achse 3 der Hülse 2 Am Ende dieser Drehung befindet sich der Übergabearm in einer solchen Lage, daß sich der Ring 40 senkrecht über der Lage befindet, die der Ring während seiner Bearbeitung in der Presse einnehmen muß. Der Übergabearm erfährt dann eine schnelle senkrechte Abwärtsbewegung, an deren Ende der Hebelarm 26 von einem festen Anschlag 42 zurückgedrückt wird. Dies erzeugt die Rückkehr des Hebels 18 in seine Ausgangsiage entsprechend der in F i g. 3 gezeigten Lage der Backen. Diese Bewegung der Backe 15 der Greifklemme gibt das Teil 40 frei, das sich unterhalb des unteren Arbeitsgeräts der Presse befindet und beendet seine Anbringung durch einen freien Fall um einige Millimeter mit genügender Genauigkeit. Die Freigabebewegung des Teils kann in einem dem Ende der senkrechten Abwärtsbewegung mehr oder weniger genäherten Augenblick erfolgen. Der Übergabearm erfährt dann eine senkrechte und nach oben gerichtete Bewegung erfolgt von einer Drehung in zur vorhergehenden Drehung entgegengesetzten Richtung und mit gleicher Amplitude, die ihn in seine Ausgangsstellung zurückführt. Selbstverständlich sind beim Dauerbetrieb die Bewegungen des Übergabearms mit den Bewegungen des Stößels der Presse synchronisiert, wobei der Übergabeann seinerseits eine vollkommene Synchronisierung zwischen dem Klemmen und Freigeben der Greifklemme und den senkrechten Bewegungen des Übergabearms ermöglicht. Wenn die Übertragung der Steuerung für das öffnen und Schließen der Greifklemme andererseits auf völlig mechanische Weise ausgeführt wird, sind die Einstellungen umso mehr erleichtert. Die Einstellungen des Spalts zwischen den Polflächen 29 und 30 des Magneten und den Ankerplatten 31 bzw. 32. die aufgrund der Kugelgelenkvorrichtung der Schrauben 33 und 34 ausgeführt werden können, ermöglichen die Einstellung der maximalen Drehamplitude der Backe 15 der Greifklemme. In gleicher Weise kann der Augenblick, in dem das Schließen oder öffnen der Greifk'emme im Hinblick auf das Ende der senkrechten Bewegung des Übergabearms beginnt, leicht durch Verstellen der festen Anschläge 41 und 42 eingestellt werden.

Der beschriebene Übergabearm kann zur Übergabe von kleinen oder mittleren Teilen unabhängig von deren Form angewendet werden, wobei das Klemmen wie beim beschriebenen Beispiel durch deren Innenprofil oder Außenprofil erfolgen kann, wobei die Formen und gegenseitigen Lagen der beweglichen Backe und einer oder mehrerer fester Backen der Greifklemme der Form des zu transportierenden Teils angepaßt sind. Für Teile mit komplexer Form kann die Verwendung mehrerer fester Backen erforderlich sein, deren Befestigung am Ende des Haltearms kein besonderes Problem stellt. Der Übergabearm kann mit beliebigen Verstellvorrichtungen verbunden sein, die wie beim beschriebenen Beispiel eine waagrechte Drehbewegung mit einer senkrechten Verschiebebewegung oder waagrechte Verschiebebewegungen mit senkrechten Verschiebebewegungen oder auch noch Drehbewegungen oder Verschiebebewegungen in der einen oder anderen Richtung parallel zu einer beliebigen Ebene miteinander kombinieren, wobei jede dieser Bc .egungen von einer hin- und hergehenden Verschiebebewegung in einer zu dieser Ebene senkrechten Richtung oder von komplexen Bewegungen erfolgt wird Insbesondere kann dieser Übergabearm einer Vorrichtung zugeordnet werden, die eine Drehbewegung in einer oder anderen Richtung in einer senkrechten Ebene mit hin- und hergehenden Verschiebebewegungen am Ende jeder dieser Bewegungen in einer zu dieser Ebene waagrechten Richtung kombiniert, und zwar für die Anwendung des Übergabearms für das Be- und Entladen eines Bearbeitungsturms mit waagrechter Spindel.

Es ist ebenfalis möglich, zwei Übergabearme ein und derselben Verstellvorrichtung, z. B. einer sich drehenden und verschiebenden weile, so zuzuordnen, daß die Übergabearme an der Welle im Winkel versetzt sind. So führen die beiden Übergabearme gleichzeitig in

unterschiedlichen Raumbereichen identische Bewegungen aus. Eine solche Vorrichtung kann für die Bedienung einer Produktionsmaschine angewendet werden, wobei der eine Übergabearm dem Laden und der andere dem Entladender Maschine dient.

Es ist bei allen beschriebenen Fällen möglich, daß aufgrund der vorzugsweise konischen Form des Rohrs 5 die die Greifklemme tragenden Armenden sehr leicht und sieii sind. Der bistabile Mechanismus ist sehr kompakt und befindet sich sehr nahe an der Achse 3 der' Hülse 2. Somit liegt ein minimales Trägheitsmoment der Massen und ein maximales Widerstandsmoment gegenüber waagrechten und senkrechten Biegekräften an der Armspitze vor, was für die schnellsten Taktfolgen und

für die kleinsten schädlichen Schwingungen, folglich für die höchste Präzision, günstig ist.

Schließlich kann der Übergabearm nicht nur bei Kalibrierpressen, sondern auch noch bei allen anderen Arten von Maschinen oder Anlagen verwendet werden, die wiederholt Teile kleiner oder mittlerer Abmessungen in großer Zahl und insbesondere in hoher Taktfolgc behandeln. Diese Behandlungen können ebenso gut beispielsweise die Herstellung von Teilen mit oder ohne Materialabnahme, deren Wärmebehandlungen, Oberflächenbeschichtungen, deren automatischen Anbau an weiteren Teilen, deren Verpackung oder Umhüllung betreffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Beweglicher Obergabearm zum Handhaben von kleinen oder mittleren Teilen mit einem verstellbaren Haltearm, der an seinem freien Ende eine Greifklemme mit einer festen und einer beweglichen Backe trägt, die sich mittels einer Steuervorrichtung mit einem Schwenkhebel zwischen zwei stabilen Lagen verstellen läßt, dadurch gekennzeichnet, "> daß als Koppelelement zwischen der beweglichen Backe (15) der Greifklemme und dem Schwenkhebel (18) der Steuervorrichtung eine im Haltearm (1) in dessen Längsrichtung angeordnete und um ihre Achse (12) drehbare Stange (8) vorgesehen ist, die an t¹» ihrem einen Ende mit dem Schwenkhebel (18) und an ihrem anderen Ende mit der beweglichen Backe (15) jeweils drehfest verbunden ist, und

daß der Schwenkhebel (18) einerseits zwei fan Zuge der Verkeilung des Haltearmes (1) mit je einem ortsfestesf Anschlag (41.42) in Berührung kommende Arme (25,26) für seine Verschwenkung in die eine oder die andere seiner beiden stabilen Endlagen mit entsprechender Verdrehung der beweglichen Backe (15) gegenüber der festen Backe (14) durch die Stange (8) und andererseits wenigstens ein Halteelement (27) für sein kraftschlüssiges Festhalten in der einen oder der anderen seiner dem geöffneten bzw. dem geschlossenen Zustand der Greifklemme entsprechenden Endlagen aufweist.

2. Übergabearm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement zum Festhalten des Schwenkhebel (18) -.η der einen oder der anderen seiner beiden Endlagen ein Permanentmagnet (27) mit zwei Anzi«.jngsflächen (29, 30) vorgesehen ist, von denen in jeder der beiden Endlagen des Schwenkhebels (18) jeweils eine mit einem ihr gegenüber am Haltearm (1) befestigten Teil (31, 32) aus ferromagnetischem Material in Verbindung steht. ■*<>

3. Übergabearm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Lage der Anziehungsflächen (29,30) des Permanentmagneten (27) einerseits und der zugeordneten ferromagnetischen Teile (31, 32) am Haltearm (1) andererseits « einstellbar ist.

4. Übergabearm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement (27) zum Festhalten des Schwenkhebels (18) in der einen oder der anderen seiner beiden Endlagen wenigstens ein Elektromagnet vorgesehen ist.

5. Übergabearm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement (27) zum Festhalten des Schwenkhebels (18) in der einen oder der anderen seiner beiden Endlagen wenigstens eine Feder vorgesehen ist.

6. Übergabearm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement (27) zum Festhalten des Schwenkhebels (18) in der einen oder der anderen seiner beiden Endlagen wenigstens ein &° pneumatisches Element vorgesehen ist.

7. Übergabearm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ergreifen oder Freigeben eines zu handhabenden Teils (40) die Schwenkwinkelamplitude für den Schwenkhebel (18) größer ist als der maximale Drehwinkel für die bewegliche Backe (15) der Greifklemme.

Die Erfindung betrifft einen beweglichen Übergabearm zum Handhaben von kleinen oder mittleren Teilen mit einem verstellbaren Haltearm, der an seinem freien Ende eine Greifklemme mit einer festen und einer beweglichen Backe trägt, die sich mittels einer Steuervorrichtung mit einem Schwenkhebel zwischen zwei stabilen Lagen verstellen läßt

In der DD-PS 96 915 ist eine Greifeinrichtung für den Transport von Blechteilen beschrieben, die eine Greifklemme mit einer beweglichen Backe besitzt, die sich relativ zu einer feststehenden Backe bewegen läßt Dabei dient die Relativbewegung der beweglichen Backe gegenüber der feststehenden Backe dazu, zu erfassende Blechteile entweder festzulegen oder freizugeben. Dazu erfolgt die Relativbewegung der beweglichen Backe gegenüber der feststehenden Backe in der Weise, daß die bewegliche Backe jeweils unter Überwindung einer Federkraft durch einer. Hydraulikkolben um eine feste Schwenkachse verschwenkt wird, wobei sich im Verlaufe dieser Schwenkbewegung ein durch die beiden Backen der Greifklemme gebildetes Maul mehr oder weniger weit öffnet. Die bekannte Einrichtung ist in ihrer gesamten Auslegung auf die Handhabung von relativ unempfindlichen Teilen wie Blechen zugeschnitten, und sie eignet sich nicht für die Handhabung von relativ kleinen und empfindlichen Bauteilen, die zv ar in ihren Abmessungen nur wenig variieren, den beim Schließen der bekannten Greifklemme auftretenden und oder mehr oder weniger stoßartigen wirksamwerdenden Beanspruchungen aber nicht standzuhalten vermögen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übergabearm der eingangs erwähnten Art in der Weise auszubilden, daß die Übertragung der für das Festhalten der zu handhabenden Teile von der Greifklemme ausgeübten Kräfte auf die zu handhabenden Teile selbst mit einer solchen Elastizität erfolgt, daß eine Überbeanspruchung auch sehr empfindlicher zu handhabender Teile mit Sicherheit vermieden blr-ibt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Koppelelement zwischen der beweglichen Backe der Greifklemme und dem Schwenkhebel der Steuervorrichtung eine im Haltearm in dessen Längsrichtung angeordnete und um ihre Achse drehbare Stange vorgesehen ist, die an ihrem einen Ende mit dem Schwenkhebel und an ihrem anderen Ende mit der beweglichen Backe jeweils drehfest verbunden ist, und daß der Schwenkhebel einerseits zwei im Zuge der Verstellung des Haltearmes mit je einem ortsfesten Anschlag in Berührung kommende Arme für seine Verschwenkung in die eine oder die andere seiner beiden stabilen Endlagen mit entsprechender Verdrehung der beweglichen Backe gegenüber der festen Backe durch die Stange und andererseits wenigstens ein Halteelement für sein kraftschlüssiges Festhalten in der einen oder der anderen seiner dem geöffneten bzw. dem geschlossenen Zustand der Greifklemme entsprechenden Endlagen aufweist. ■

Die erfindungsgemäße Kopplung zwischen der Steuervorrichtung einerseits und der Greifklemme andererseits über einen in Längsrichtung des Haltearmes verlaufenden Drehstab in Verbindung mit der Festlegung des Schwenkhebels in jeder seiner beiden Endlagen mit Hilfe eines kraftschlüssig wirkenden Halteelementes ermöglicht es, die Elastizität bei der Übertragung der Haltekräfte für die zu handhabenden Teile dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen, so daß eine Überbeanspruchung der zu handhabenden