DE2742744A1

DE2742744A1 - Geraetetraeger

Info

Publication number: DE2742744A1
Application number: DE19772742744
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Blaurock; German Duetsch; Rudolf Ing Grad Schlereth
Original assignee: Deutsche Star Kugelhalter GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2742744C3; NL7809372A; FR2403873A1; NL185334B; SE7809636L; NL185334C; SE434234B; DE2742744B2; FR2403873B1; CH632442A5

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke LAJD Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr-Ing. H. Uska 77 A77 LL

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POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 9139 21/22

Deutsche Star Kugelhalter GmbH
8720 Schweinfurt 2
Ernst-Sachs-Straße 90

Geräteträger

Die Erfindung betrifft einen Geräteträger mit einem Armhalter und einem an dem Armhalter verschiebbar geführten Tragarm, an dessen in Verschieberichtung frei über den Armhalter hinausragenden Ende das Gerät gehalten ist und einem am Tragarm angreifenden, hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder-Kraftgerät.

Ein derartiger Geräteträger dient insbesondere als Handhabungs- und Einlegegerät, wenn er an dem freien Ende des Tragarms eine Spanneinheit trägt. Mit Hilfe des Handhabungs- und Einlegegeräts können beispielsweise automatischen Bearbeitungsmaschinen Werkstücke, Werkzeuge oder dergleichen zugeführt werden, oder aber es können Arbeitsvorgänge auch

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unter solchen Umweltbedingungen durchgeführt werden, die manuelles Arbeiten ausschließen würden.

Bei Handhabungs- und Einlegegeräten nach Art der eingangs näher erläuterten Geräteträger umfaßt der Tragarm meist ein oder zwei in Gleitlagern am Armhalter geführte Wellen, die über ein Querjoch miteinander verbunden sind und von der Kolbenstange eines Druckzylinder-Kraftgeräts angetrieben werden. Nachteilig an diesem Gerät ist, daß sich der ausgefahrene Tragarm insbesondere bei größerer Hublänge bzv/. bei höherer Belastung leicht durchbiegt und bei exzentrischem Kraftangriff verwindet.

Die Gleitführungen dieser bekannten Geräte sind empfindlich und bereits bei geringen Schäden mit Spiel behaftet. Es sind auch Handhabungs- und Einlegegeräte mit Rollenführungen bekannt. Diese Geräte erfordern aber bei verdrehsicherer Führung des Tragarms aufwendige Rollenführungskonstruktionen.

Weiterhin ist bei den bekannten Geräten die Vorjustierung und Feinjustierung der Grundeinstellung, durch die das Gerät an die Arbeitsaufgabe angepaßt werden soll, nur unzureichend gelöst. Zum Justieren der Grundeinstellung der bekannten Geräte muß eine Klemmverbindung gelöst werden, wodurch die Kompensation der Gewichtskraft aufgehoben wird. Ohne entsprechende Vorsichtsmaßnahmen kann sich hierbei der Geräteträger demontieren, was eine Gefahrenquelle darstellt. Die Klemmverbindung kann darüberhinaus nur ungenau eingestellt werden, so daß zur Feinjustierung zusätzliche konstruktive Maßnahmen erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geräteträger, insbesondere ein Handhabungs- und Einlegegerät anzugeben, dessen Tragarm über einen relativ großen Verstellweg das Gerät biege- und verwindungssteif an seinem freien Ende zu halten vermag.

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Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Geräteträger wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Armhalter zwei im Abstand voneinander an einem gemeinsamen Tisch gehaltene Führungen und der Tragarm einen längs der Führungen drehfest verschiebbaren Schlitten aufweist und daß das Druckzylinder-Kraftgerät zwischen Tisch und Schlitten angreift, wobei sein Zylinder am Schlitten gehalten ist und an seinem dem Schlitten abgekehrten freien Ende das Gerät trägt. Der Tisch und die Führungen bilden eine Einheit, die den Tragarm verwindungssteif über die gesamte Länge des Verstellwegs führt. Die Kolbenweglänge des" Druckzylinder-Kraftgeräts entspricht im wesentlichen der Verstellweglänge der Führungen, so daß der Tragarm über den gesamten Verstellweg des Schlittens verschoben werden kann, ohne daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen Tisch und Schlitten gelöst werden muß.

Die Steifheit des Tisches erlaubt es, wie in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, daß er seinerseits in Verschieberichtung des Tragarms drehfest an einem Support verschiebbar geführt ist. Auf diese Weise kann der Verstellweg bei praktisch gleichen Federeigenschaften verdoppelt werden. Zum Verstellen des Tisches relativ zum Support ist ein weiterer Antrieb, vorzugsweise ein zweites hydraulisches oder pneumatisches Druckzylinder-Kraftgerät vorgesehen, welches zwischen Tisch und Support angreift. Trotz Verdoppelung des Verstellweges kann der Tragarm aufgrund der teleskopartigen Bewegungsüberlagerung in gleicher Taktzeit ausgefahren werden. Bei gleichem Verstellweg kann somit die Taktzahl, verglichen mit bekannten Geräteträgern, verdoppelt werden. Der Support ist bevorzugt quer zur Verschieberichtung des Tragarms drehfest an einem Quertisch verschiebbar geführt, so daß zweidimensionale Führungsbewegungen ausgeführt werden können. Sofern der Quertisch drehbar gelagert ist, lassen sich auch dreidimensionale Führungsbewegungen erzielen.

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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Support mittels eines Spindeltriebs längs des Tisches und/oder des Quertisches verstellbar. Diese Ausführungsform hat den wesentlichen Vorteil, daß die Grundeinstellung genau justiert v/erden kann, ohne daß eine kraftschlüssige Verbindung zv/ischen dem Tisch und dem Support bzw. dem Support und dem Quertisch gelöst werden muß. Die Spindeltriebe erlauben die Justierung über den gesamten Einstellbereich, so daß sich der Geräteträger auch bei vertikaler Verstellrichtung nicht demontieren kann.

Vorzugsweise ist nicht nur der Schlitten an zwei im Abstand voneinander angeordneten Führungen geführt, sondern auch der Tisch am Support und dieser am Quertisch. Zur Führung des Tisches am Support sowie des Stellschlittens am Quertisch haben sich für die Justierung der Grundeinstellung Schwalbenschwanzführungen als ausreichend erwiesen. Die zur Ausübung des Arbeitshubes erforderlichen Führungen sind als zylindrische Wellen ausgebildet, die am Schlitten bzw. Support gehaltene Kugelbüchsen führen. Derartige Kugelbüchsen gewährleisten eine spieleinstellbare, leichtgängige Längsführung, die höhere Arbeitsgeschwindigkeiten ermöglicht. Sogenannte "Stick-Slip-Erscheinungen" sind bei derartigen Lagern ausgeschaltet, so daß ein Höchstmaß an Positioniergenauigkeit erreicht wird. Ferner hat diese Art der Lagerung den Vorteil, daß sie verschleiß- und wartungsfrei ist.

Die Zylinderachsen der Druckzylinder-Kraftgeräte verlaufen bevorzugt in der Mittelebene zwischen paarweise am Tisch gehaltenen Führungen. Sofern der Support ebenfalls mit Hilfe eines Druckzylinder-Kraftgeräts längs des Quertisches bewegt wird, ist die Zylinderachse dieses Kraftgeräts bevorzugt ebenfalls in dieser Weise angeordnet, da sich hierdurch Querverwindungen der Tische weitgehend vermeiden lassen.

Der Zylinder des dritten, den Support längs des Quertisches verstellenden Druckzylinder-Kraftgeräts ist zweckmäßigerweise

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an einem längs der Führungen des Quertisches mittels eines Spindeltriebs verstellbaren Stellschlittens gehalten. In dieser Ausführungsform läßt sich nicht nur die Grundstellung des Supports über den gesamten Verstellbereich auf einfache Weise stufenlos einstellen, sondern es wird darüberhinaus auch eine Unfallgefahr durch unkontrollierte Abwärtsbewegung des Supports beim Justieren der Grundeinstellung vermieden. In ähnlicher V/eise können an den Führungen des Tisches quer zu den Führungen verlaufende Joche angebracht sein, an v/elchen die Kolbenstangen des ersten bzw. zweiten Druckzylinder-Kr"aftgeräts angreifen. Auch läßt sich statt dieser Joche wiederum ein mittels eines Spindeltriebs verstellbarer Stellschlitten verwenden.

Tisch, Support und Quertisch können im Baukastensystem kombiniert werden. Es lassen sich räumliche Bewegungsabläufe wie Heben, Ausfahren und Schwenken sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung ausführen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein linear verstellbares Handhabungs- und Einlegegerät;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen verstellbaren Handhabungs- und Einlegegeräts; und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen verstellbaren Handhabungs- und Einlegegeräts·

Auf einem vorzugsweise aus Leichtmetall bestehenden Tisch des Handhabungs- und Einlegegeräts nach Fig. 1 sind im Abstand voneinander zwei zylindrische Führungswellen 3, 5 ge-

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halten, die mit dem Tisch 1 eine Einheit bilden. Längs der Führungswellen 3, 5 ist ein Schlitten 7 mit Hilfe von Kugelbüchsen 9 längs der Führungswellen 3, 5 verschiebbar geführt. Der Schlitten 7 greift an beiden Führungswellen 3, 5 an und wird auf diese Weise verdrehungssicher gehalten. An dem Schlitten 7 ist ein Zylinder 11 eines pneumatischen oder hydraulischen Druckzylinder-Kraftgeräts 13 befestigt, dessen Kolbenstange 15 an einem quer über beide Führungswellen 3, 5 sich erstreckenden und den Tisch 1 auf diese Meise aussteifenden Joch 17 angreift. Die Achse des Zylinders 11 verläuft, um Verwindungen des Tisches aufgrund des"Kraftangriffs weitgehend zu vermeiden, in der Mittelebene zwischen den beiden Führungswellen 3, 5. An dem vom Schlitten 7 abgekehrten freien Ende 19 des Zylinders 11 ist eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Spanneinheit 21 gehalten, deren Spannzange 23 das zu bewegende Werkstück bzv/. Werkzeug erfassen kann. Vorteil des Handhabungs- und Einlegegeräts nach Fig. 1 sind seine über den gesamten Verstellweg gleichbleibenden Verwindungs- und Biegeeigenschaften.

Fig. 2 zeigt die baukastenartige Kombination des linear verstellbarsiHandhabungs- und Einlegegeräts nach Fig. 1 mit einer Quersupporteinheit, die zusätzlich zur Verstellbewegung der Lineareinheit nach Fig. 1 Verstellbewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen erlaubt. Der dem Tisch 1 entsprechende Tisch 101 der ansonsten mit der Ausführungsform nach Fig. 1 funktionsgleichen Lineareinheit ist in einer Schwalbenschwanzführung 103 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, geneigten Führungsflächen eines Supports 105 in Verstellrichtung der Lineareinheit verschiebbar gelagert. Die Stellung des Tisches 101 relativ zum Support 105 wird durch einen Spindeltrieb 107 bestimmt, dessen Gewindespindel 109 an einem Ende in einem Axiallager 111 drehbar gelagert ist und an ihrem anderen Ende ein Handrad 113

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trägt. Durch Drehen des Handrads 113 kann eine am Tisch 101 gehaltene Mutter 115 und damit der Tisch 101 verstellt werden.

Der Support 105 ist seinerseits mittels Kugelbüchsen 117 an zwei im Abstand voneinander angeordneten, gemeinsam an einem Quertisch 119 gehaltenen, zylindrischen Führungswellen verschiebbar gelagert. Die Führungswellen 121, von denen in Fig. '< lediglich eine sichtbar ist, erstrecken sich senkrecht zur Verschieberichtung des Tisches 101. Der Quertisch 119 ist an seinem einen Ende durch eine der Befestigung dienende Basisplatte 123 und an seinem anderen Ende durch ein Joch 125 ausgesteift. Die Basisplatte 123 und das Joch 125 erstrecken sich hierbei quer über beide Führungswellen 121. Längs den Führungswellen 121 ist weiterhin ein Stellschlitten 127 verschiebbar geführt, dessen Stellung durch einen Spindeltrieb 129 veränderbar ist. Der Spindeltrieb 129 umfaßt eine im Joch 125 drehbar, jedoch axial fest gelagerte Gewindespindel 131, die mittels eines Handrads 133 in ein Gewindeloch 135 des Stellschlittens 127 geschraubt werden kann. Der Stellschlitten 127 trägt darüberhinaus einen Zylinder 137 eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckzylinder-Kraftgeräts 139, dessen Kolbenstange 141 in der Mittelebene zwischen den Führungswellen 121 am Support 105 angreift.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen verstellbaren Handhabungs- und Einlegegeräts. Das Gerät unterscheidet sich gegenüber Fig. 2 im wesentlichen durch eine zusätzliche Führung, die eine teleskopartige Bewegung des Geräts ermöglicht. Auf der dem Schlitten abgekehrten Seite des Tisches 201 der Lineareinheit sind im Abstand voneinander zwei zylindrische Führungswellen 203_t 205 gehalten, die in Kugelbüchsen 207 eines Supports 209 in Verstellrichtung des Schlittens der Lineareinheit verschiebbar geführt sind. Der Support 209 entspricht dem Support 105 der Ausführungsform nach Fig. 2 und ist an einem Quertisch 211 ähnlich dem Quertisch 119

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mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder-Kraftgeräts 213 verschiebbar geführt. Die Konstruktion des Quertisches 211 sowie die Befestigung des Druckzylinder-Kraftgeräts 213 kann derjenigen der Ausführungsform nach Fig. 2 entsprechen, so daß insoweit auf die Beschreibung dieser Ausführungsform Bezug genommen wird.

In der Mittelebene zwischen den beiden Führungswellen 203, 205 greift die in Fig. 3 nicht sichtbare Kolbenstange eines hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder-Kraftgeräts 215 an einem Joch 217 an, welches sich am Ende des Tisches 201 quer zu den Führungen 203, 205 erstreckt und den Tisch 201 aussteift. Der Zylinder 219 des Druckzylinder-Kraftgeräts 215 ist an der dem Druckzylinder-Kraftgerät der Lineareinheit abgekehrten Seite des Supports 209 befestigt. Durch gemeinsame Betätigung der Druckzylinder-Kraftgeräte der Lineareinheit und des Supports kann die der Spanneinheit 21 nach Fig. 1 entsprechende Spanneinheit 221 bei gleichbleibender Verschiebezeit um den doppelten Verschiebeweg transportiert werden. Gegenüber herkömmlichen Handhabungs- und Einlegegeräten kann durch die teleskopartige Bewegungsüberlagerung die Transportgeschwindigkeit der Spanneinheit verdoppelt werden. Trotz Verdoppelung des Arbeitsbereichs bleibt jedoch die Federung praktisch gleich.

Sämtliche Kugelbüchsen in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen können mit Einstellelementen kombiniert sein, die eine Spieleinstellung der Kugelbüchsen ermöglichen. An den Tischen bzw. Quertischen können Anschläge zur Hubbegrenzung innerhalb des Bewegungsbereichs der Druckzylinder-Kraftgeräte angebracht sein. Die Anschläge können zur Verhinderung von Schwingungen in den Endlagen mit Stoßdämpfern ausgerüstet sein. Schließlich können an den Tischen Befehlssignalgeber zur Steuerung der Druckzylinder-Kraftgeräte vorgesehen sein.

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Claims

27427U P atentansprüche

1. Geräteträger mit einem Armhalter und einem an dem Armhalter verschiebbar geführten Tragarm, an dessen in Verschieberichtung frei über den Armhalter hinausragenden Ende das Gerät gehalten ist, und mit einem am Tragarm angreifenden hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder- Kraftgerät , dadurch gekennzeichnet, daß der Armhalter zwei in im Abstand voneinander "an einem gemeinsamen Tisch (1; 101; 201) gehaltene Führungen (3, 5) und der Tragarm einen längs der Führungen (3, 5) drehfest verschiebbaren Schlitten (7) aufweist und daß das Druckzylinder-Kraftgerät (13) zwischen Tisch (1; 101; 201) und Schlitten (7) angreift, wobei sein Zylinder (11) am Schlitten (7) gehalten ist,und an seinem dem Schlitten (7) abgekehrten, freien Ende das Gerät (21; 221) trägt.

2. Geräteträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (101; 201) seinerseits in Verschieberichtung des Tragarms drehfest an einem Support (105; 209) verschiebbar geführt ist.

3. Geräteträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (105; 209) insbesondere quer zur Verschieberichtung des Tragarms drehfest an einem Quertisch (119; 211) verschiebbar geführt ist.

4. Geräteträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (101; 201) und/oder der Quertisch (119; 211) zur Führung zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungen (103, 121; 203, 205) trägt.

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5. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (3, 5; 121; 203, 205) als zylindrische Wellen ausgebildet sind, die am Schlitten (7) und/oder Support (105; 209) gehaltene, insbesondere spieleinstellbare Kugelbüchsen (9; 117; 207) führen.

6. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (101) in einer Schwalbenschwanzführung (103) des Supports (105) geführt ist.

7. Geräteträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (3, 5; 103; 203, 205) des Tisches (1; 101, 201) horizontal und die Führungen (121) des Quertisches (119; 211) vertikal verlaufen.

8. Geräteträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Support (209) und Tisch (201) ein zweiter Antrieb, insbesondere ein zweites hydraulisches oder pneumatisches Druckzylinder-Kraftgerät (215), angreift.

9. Geräteträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (219) des zweiten Druckzylinder-Kraftgeräts (215) auf der dem Gerät (221) abgekehrten Seite des Supports (209) am Support (209) gehalten ist.

10. Geräteträger nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des ersten und/oder zweiten Druckzylinder-Kraftgeräts (13; 215) an einem quer zu den Führungen (3, 5; 203, 205) verlaufenden am Tisch (1; 201) gehaltenen Joch (17; 217) angreift.

11. Geräteträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Quertisch (119; 211) und Support (105; 209) ein dritter Antrieb, insbesondere ein drittes hydraulisches oder pneumatisches Druckzylinder-Kraftgerät (139; 213), angreift,

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12. Geräteträger nach Anspruch 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (137) des dritten Druckzylinder-Kraftgeräts (139) an einem längs der Führungen (121) des Quertisches (119) mittels eines Spindeltriebs (129) verstellbaren Stellschlitten (127) gehalten ist.

13. Geräteträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderachsen der Druckzylinder-Kraftgeräte (13; 139; 213, 215) in der Mittelebene zwischen den zugeordneten, paarweise am Tisch (1; 101; 201) und/oder Quertisch (119; 211) gehaltenen Führungen (3, 5; 121; 203, 205) verlaufen.

14. Geräteträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Spanneinheit (21; 221) ausgebildet ist.

15. Geräteträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (lol) mittels Soinrieltrieb (Io7) längs des Supports (Io5) stufenlos verstellbar ist.

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