DE3018823A1

DE3018823A1 - Vorrichtung zum zentrieren und bewegen von gegenstaenden

Info

Publication number: DE3018823A1
Application number: DE19803018823
Authority: DE
Inventors: Valdas S Ramunas
Original assignee: Acme Cleveland Corp
Current assignee: Acme Cleveland Corp
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1980-11-27
Also published as: JPS55157404A; US4289051A

Description

Beschreibung

Die Erfindung"betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen mit einer Mittellinie.

Es wurden bereits derartige Vorrichtungen vorgeschlagen. In dem US-Patent 3 504 719 ist eine Hub- und Zentriervorrichtung für Balken bzw. Blöcke variablen Durchmessers offenbart, wobei jedes Ende des Balkens bzw. Blocks von einer Fluid-Zylinderanordnung angehoben wird, bis zwei Fühlerarme an jedem Ende unter Erfassung des Durchmessers betätigt werden und einen Schalter an jedem Ende des Balkens bzw. Blocks schalten, um die Bewegung der entsprechenden Fluid-Zylinderanordnung zu unterbrechen. Ein gewissermassen ähnlicher Aufbau ist in dem US-Patent 4 116 094 zum Zentrieren der Position von zwei Schienenfahrzeug-Rädern an einer einzigen Achse offenbart. Jedes Rad wird unabhängig durch separate Motoren angehoben, und wenn der Durchmesser erfaßt wird, wird der jeweilige Motor entregt, um somit jedes Ende der Achse zu zentrieren.

Gemäß dem US-Patent 3 791 564 wird ein sich longitudinal bewegendes Rohr zentriert. Dieses erfolgt trotz der Tatsache, daß das Rohr verdickte Abschnitte haben kann, mittels einer oberen V-Rolle an einer vertikalen Bahn einer Endloskette und einer unteren V-Rolle an der entgegengesetzten Bahn der Endloskette.

Automatische Mehrfachspindel-Werkzeugmaschinen sind solche Werkzeugmaschinen, die zum wiederholten Bearbeiten übereinstimmender Werkstücke benutzt werden, wenn ein großes Volumen von Werkstükken erwünscht ist. In typischer Weise werden solche Maschinen benutzt, um Millionen übereinstimmender Teile zu erzeugen. Solche Maschinen sind teuer. Wenn sie jedoch in passender Weise eingerichtet werden, um ein bestimmtes Werkstück zu bearbeiten, arbeiten die Maschinen mit einem Minimum an Überwachung durch eine Bedienungsperson, und demnach ergeben sich minimale Herstellungskosten pro Stück. Solche Maschinen arbeiten in einem Größenbereich von eingespannten Werkstücken oder bei Verwendung von langem

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Stangengut in einem Durchmesserbereich desselben, wobei das Stangengut einen runden oder polygonalen Querschnitt haben kann. Wenn solche Maschinen zwar vorhanden sind, jedoch nicht produktiv arbeiten, bedeutet dieses eine erhebliche stillgelegte Kapitalinvestition,, sojdaß es höchst wünschenswert ist, die Maschine selbst für kurze Lauf- bzw. Betriebszeiten zu benutzen. Jedoch erfordern viele solche automatische Mehrfachspindel-Werkzeugmaschinen acht oder mehr Stunden Einrichtzeit zum Ändern bzw. Austauschen der · Werkzeuge und zum Durchführen der Einstellungen, die für eine neue Größe von Stangengut und für ein herzustellendes neues, abweichendes Stück erforderlich sind. Um bei den bekannten Maschinen die Größe des Stangenguts zu verändern, muß man den Hemmbzw. Abziehmechanismus verändern, um eine abweichend große Stange in die StangenzufUhrvorrichtung zu leiten. Auch muß man die Einstellung verändern, um die Stange an derselben Mittellinie wie die Spindel der Werkzeugmaschine zu halten. Bei den üblichen bekannten Maschinen erfolgt dieses durch Austauschen mehrerer halbzylindrischer Abstandshalter im Inneren eines longitudinal gespaltenen Rohrs. Diese Installations- und Einstellvorgänge entsprechen einer verlorenen Produktionszeit. Weitere Kosten ergeben sich aus der Herstellung und Speicherung solcher Abstandshalter.

Die bekannten Konstruktionen haben den Nachteil, daß sie den Gegenstand nur um einen kleineren Bruchteil des Durchmessers des Gegenstands anheber^können, so daß sie nicht für Vorrichtungen geeignet sind, bei denen eine große Hubdistanz erforderlich ist.

Dementsprechend besteht das zu lösende Problem darin, festzustellen, wie eine Werkzeugmaschine aufzubauen ist, die Gegenstände, wie langgestreckte Stangen für eine Werkzeugmaschine, so anheben und zentrieren kann, daß sich die Stangen auf der Mittellinie der Werkzeugmaschinen-Spindel befinden, und zwar unabhängig von dem Durchmesser der Stangen und unabhängig von der Hubdistanz.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Vorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Gemäß einer anderen Ausfüh-

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rungsform der Erfindung zeichnet sich eine Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 16 genannten Art durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs aufgeführten Merkmale aus.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin. Gegenstände zu zentrieren, während diese angehoben werden, und zwar mit einer rein mechanischen Vorrichtung, wobei das Zentrieren unabhängig vom Durchmesser des Gegenstands automatisch erfolgt. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, für ein automatisches Anheben und Zentrieren von Stangen-Gegenständen für eine Werkzeugmaschine zu sorgen, und zwar unabhängig von dem Stangendurchmesser und ohne Notwendigkeit von Einstellungen auf verschiedene Durchmesser. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Zentrierungsund Bewegungsvorrichtung, die einen Gegenstand längs eines ersten Pfades bewegt, der an einer fixierten Referenzachse zu zentrieren ist, und zwar unabhängig von der Querschnittsabmessung des Gegenstands .

Die Vorrichtung dient zum Anheben eines runden oder vieleckigen Gegenstands und zum Zentrieren desselben an einer fixierten Referenzlinie, und zwar unabhängig von seinem Durchmesser. Die ersten und zweiten Taster- bzw. Greifermittel erfassen entgegengesetzte Seiten des Gegenstands, unjüen Durchmesser zu erfassen und über ein Hebel-Gestänge mit einer mechanischen 2 : 1 übersetzung so einzuwirken, daß ein Anschlag an dem Gestänge bzw. Verbindungsstück mit einem fixierten Rahmen zusammenarbeitet. Der erfaßte Durchmesser des Gegenstandes beeinflußt die Position des Stopp-Mittels relativ zu dem fixierten Rahmen, so daß sich das Zentrum des Gegenstands unabhängig von dessen Durchmesser an der fixierten Referenzlinie befindet.

Andere Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben siel· aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden können. Es zeigen:

Figur 1 - in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen,

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Figur 2 - die Vorrichtung aus Figur 1 in einer Teilansicht, die einer Draufsicht ähnelt und jedoch durch einen Bereich unterhalb der Ansicht aus Figur 1 verläuft,

Figur 3 - ein mechanisches Übersetzungsgestänge in einer vergrös-• serten Teilansicht/

Figur 4. - e^inen Schnitt längs der Linie 4-4 aus Figur 3,

Figur 5 - das mechanische Übersetzungsgestänge in einer vergrösserten Teildraufsicht und

Figur 6 - eine abgewandelte Ausführungsform in einer vergrößerten Stirnansicht.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11 zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen. Diese Vorrichtung 11 enthält einen festgelegten Rahmen 12, an dem drei Rampenstützen 13 fixiert sind. Diese können lange Stangen 14 abstützen, welche die zu zentrierenden Gegenstände sind. Es kann sich hierbei um Stangen 14 mit/der maximalen Größe eines gegebenen Größenbereiches oder um Stangen 15 mit der minimalen Größe handeln (siehe Figur 4). Beispielsweise können diese langen Stangen 14 oder 15 runde Querschnitte haben und einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine zugeführt werden, um darin bearbeitet und abgeschnitten zu werden Wie bei vielen Werkzeugmaschinen kann in diesen ein Größenbereich von einem maximalen Durchmesser D1 bis zu einem minimalen Durchmesser D2 benutzt werden. Die vorliegende Vorrichtung 11 zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen dient zum Zuführen solcher Gegenstände oder Stangen zu der Werkzeugmaschine in der Weise, daß sich die Mittellinie der Gegenstände auf der Werkzeugmaschinen-Mittellinie 18 befindet, und zwar unabhängig von dem Durchmesser der Gegenstände 14 oder 15. Die vorliegende Vorrichtung 11 hebt den Gegenstand bis zu der Mittellinie 18 und sorgt für ein automatischesKompensieren bezüglich der Größe des Gegenstandes.

Ein Träger 20 ist in dem festen Rahmen 12 vertikal bewegbar geführt. Ein Fluid-Motor, wie ein hydraulischer Motor 21, ist in dem Rahmen 12 angebracht und dreht eine Welle 22 mit einem darauf befindlichen Zahnrad 23 zum Anheben von vertikal angeordneten Zahnstangen 24. Das obere Ende dieser Zahnstangen ist an dem Trä-

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ger 20 zum vertikalen Hin- und Herbewegen derselben festgelegt. Dementsprechend bewegen sich beide Enden des Trägers 20 gleichzeitig, so daß der Träger horizontal verbleibt.

An dem Träger 20 sind V-Block Rollen 26 und 27 drehbar angebracht. Die. Rolle 26 ist eine leerlaufende Rolle, und die Rolle 27 ist eine von einem Motor 28 angetriebene, antreibende Rolle. Diese Rollen 26 und 27 können irgendeine der Stangen 14 oder 15 wiegen bzw. gabelartig aufnehmen, so daß die jeweilige Stange bei der vorliegenden Ausführungsform in einen vertikalen ersten Pfad bewegt und zu der Mittellinie 18 der Werkzeugmaschine angehoben wird. Die Stangen 14 oder 15 können auf den Rampenstütz 13 seriell bzw. hintereinander angeordnet sein, wobei eine Hemmbzw. Abziehklaue (escapement pawl) 30 in einer gewissen zeitlichen Beziehung (nicht dargestellt) zu den Anhebe- und Absenkvorgängen des Trägers 20 betätigt wird, um aufeinanderfolgende Stangen 14 oder 15 auf die V-Rollen 26 und 27 zu führen. Ein Anlageanschlag 31 kann zu einer in Figur 4 dargestellten angehobenen Position 31A bewegt werden, um einen Anschlag für die Stangen, Wie die Stange 14A, auf der Rampenstütze 13 zu bilden. Wenn dieser Anlageanschlag 31 abgesenkt wird, kann die Stange 14A auf die V-Rollen 26 und 27 rollen, während die nächste Stange 14B von der Hemm- bzw. Abziehklaue 30 gehalten wird.

Die Rollen 26 und 27 können als ein beweglicher Rahmen betrachtet werden, der in einem ersten vertikalen Pfad an dem fixierten Rahmen 12 bewegbar ist. Es sind in der Vorrichtung 11 auch erste und zweite Taster- bzw. Greifermittel vorgesehen, um entgegengesetzte Seiten eines jeweiligen Gegenstandes 14 oder 15 zu erfassen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann die antreibende V-Rolle 27 als das erste Taster- bzw. Greifermittel betrachtet werden, das mit der unteren Seite eines Gegenstandes oder einer Stange 14 oder 15 in Eingriff kommt. Das zweite Taster- bzw. Greifermittel ist als eine leerlaufende V-Rolle 34 offenbart, die unmittelbar über der antreibenden V-Rolle 27 angeordnet ist, um die entgegengesetzte Seite einer Stange 14 oder 15 zu erfassen. Diese leerlaufende V-Rolle 34 ist an einer Welle 35 drehbar gelagert, die

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an einem L-förmigen Arm 36 gehalten ist, dessen unterer vertikaler Abschnitt bei 37 in dem Träger 20 geführt ist. Das untere Ende 38 dieses Arms 36 kann an dem fixierten Rahmen 12 anliegen, wenn sich der Träger 20 in der unteren Position befindet, in der er zusätzliche Stangen von der Rampenstütze 13 annehmen kann. Diese hebt die leerlaufende V-Rolle 34 ausreichend an, wie es in Figur 4 dargestellt ist, so daß Stangen auf die antreibende Rolle 27 rollen können.

Ein Gestänge 41 wirkt zwischen den ersten und zweiten Tasterbzw. Greifermitteln 27, 34. Dieses Gestänge 41 enthält einen Hebel 42 sowie eine Stoppstange 43 und ist so aufgebaut und angeordnet, daß eine mechanische übersetzung von 2 : 1 vorgesehen Wird, also eine doppelte Relativbewegung zwischen den ersten sowie zweiten Taster- bzw. Greifermitteln 27, 34 im Vergleich mit der Relativbewegung zwischen der Stoppstange 43 und dem fixierten Rahmen 12. Der Hebel 42 hat ein erstes Ende 44, das an einem Anlenkbolzen 45 mit dem Träger 20 schwenkbar verbunden ist. Die Stoppstange 43 ist bei 46 in dem Träger 20 vertikal bewegbar geführt. Das untere Ende der Stoppstange 43 ist mit Gewinde versehen, um eine mit Gewinde versehene, einstellbare Anschlagschraube 47 aufzunehmen. Eine Mutter oder ein Kopf 48 der Anschlagschraube 47 kann als ein einstellbarer Anschlag für die Stoppstange 43 mit der Unterseite des fixierten Rahmens 12 in Eingriff treten. Der Hebel 42 hat an seinem mittleren Bereich einen langgestreckten Schlitz 50, in dem ein Block 51 bewegt bzw. verschoben werden kann, welcher an einer in der Stoppstange 43 fixierten Helle 52 gehalten ist. Ein zweites Ende 54 des Hebels 42 hat eine Gabel 55, die auf einer Helle 56 verschiebbar ist, welche in dem L-förmigen Arm 36 fixiert ist.

Es liegt ein sich wiederholender Betriebszyklus vor, so daß die Erläuterung an irgendeinem Punkt des Zyklus begonnen werden kann. Die Vorrichtung 11 zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen kann in einem Größenbereich arbeiten, und zwar von einem maximalen Durchmesser D1 des Gegenstands, genannt Stange 14, bis zu einem minimalen Durchmesser D2 eines Gegenstands, genannt Stange

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15. Der Mechanismus sorgt für eine automatische Größenkompensation des Gegenstandes und für ein automatisches Zentrieren sowie Bewegen des Gegenstandes in einem ersten Pfad. Wie es bei dieser bevorzugten Ausführungsform dargestellt ist, verläuft der erste Pfad vertikal, und der Gegenstand wird so angehoben, daß sich das Zentrum des. Gegenstandes an der Mittellinie 18 der nicht dargestellten Werkzeugmaschine befindet.

Wenn der Anlageanschlag 31 zu der mit durchgezogener Linie dargestellten Position abgesenkt wird, kann die unterste Stange 14A auf die antreibende V-Rolle 37 rollen. Es sei angenommen, daß es sich hierbei um den Gegenstand bzw. die Stange 14 maximaler Größe handelt, und dieses ist in Figur 4 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Dann kann der Motor 21 betätigt werden, um die Zahnstangen 24 und den Träger 20 anzuheben, der die Rollen 26 sowie 27 und dementsprechend die darauf getragene langgestreckte Stange 14 anhebt. Die Wirkung des Gestänges 41 ist am besten in Figur 3 dargestellt. Für jeden anfänglichen BewegungsZuwachs des Trägers 20 von beispielsweise 0,0254 mm (0,001 Zoll) in einer Aufwärtsrichtung sorgt der Hebel 42 für eine mechanische 2 : 1 übersetzung. Da sich die Stoppstange 43 an dem Mittelpunkt des Hebels 42 befindet und da zu diesem Zeitpunkt das zweite Ende 54 des Hebels stationär ist, bewegt sich die Stoppstange 43 um eine Distanz von 0,0127 mm (0,0005 Zoll) nach oben, oder um die Hälfte des Wertes, um das sich das erste Ende 44 des Hebels bewegt. Hierdurch bewegt sich die antreibende V-Rolle 37 unter Mitnahme der Stange 14 nach oben, wobei die leerlaufende V-Rolle 34 zu diesem Zeitpunkt ortsmäßig stationär ist, da der L-förmige Arm 36 auf dem fixierten Rahmen 12 ruht. Dieses Ruhen auf dem Rahmen führt zu einem ausreichenden gegenseitigen Abstand der V-Rollen 34 und 27, so daß der Gegenstand bzw. die Stange 14 mit der größten Abmessung zwischen diese Rollen rollen kann. Es sei unter Bezugnahme auf Figur 4 angenommen, daß ein anfänglicher Abstand von 12,7 mm (0,5 Zoll) zwischen der leerlaufenden Rolle 34 und der Oberseite der Stange 14 vorliegt. Wenn^ich das erste Ende des Hebels 44 um 12,7 mm (0,5 Zoll) aufwärts bewegt, bewegt sich die V-Rolle 37 um 12,7 mm (0,5 Zoll) aufwärts, so daß die Oberseite der Stange 14 gerade

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die leerlaufende V-Rolle 34 berührt. Hierdurch wird das Bewegungsspiel zwischen diesen beiden Rollen sowie der Stange eliminiert, und gleichzeitig hat sich die Stoppstange 43 um 6,35 mm (0,25 Zoll) aufwärts bewegt. Von diesem Punkt ab führt jede weitere Bewegung des Trägers 20 nicht zu einem Drehen des Hebels um das zweite Ende 54, sondern zu einem translatorischen Bewegen dieses Hebels 42; der Hebel 42 behält dieselbe Winkellage in bezug auf die Horizontale ein, und die beiden Enden sowie der mittlere Bereich bewegen sich insgesamt mit derselben Geschwindigkeit aufwärts, das heißt mit der Geschwindigkeit des Trägers 20. Sobald die leerlaufende V-Rolle 34 mit der Stange 14 in Eingriff kommt, bestimmt der Abstand zwischen dem Kopf 48 der Anschlagschraube und der Unterseite des fixierten Rahmens 12 das Bewegungsmaß in dem ersten vertikalen Pfad. Bei einer nach der vorliegenden Erfindung ausgelegten Maschine betrug diese Hubbewegung 228,6 mm (9 Zoll), und dann war die Stange 14' an der Mittellinie 18 der Werkzeugmaschine zentriert. Wenn der Kopf 48 der Anschlagschraube mit dem festgelegten Rahmen in Eingriff kommt, wird hierdurch eine Zwangsunterbrechung der Bewegung des Trägers 20 vorgesehen. Somit ist die Zentrierungs- sowie Hubbewegung vollständig mechanisch und von irgendwelchen Schaltern oder Ventilen unabhängig. Der Mechanismus ist extrem unempfindlich sowie zuverlässig und kann ohne Wartung oder Einstellmaßnahmen während Millionen von Betriebszyklen arbeiten.

Danach kann der Fluid-Motor 28 betätigt werden, um die Rolle 27 anzutreiben. Da die langgestreckte Stange durch den Fluid-Motor 21 elastisch bzw. federnd zwischen den Rollen 27 und 34 eingequetscht ist, führt ein Drehen der antreibenden Rolle 27 zu einem longitudinalen Antreiben der Stange 14 in die nicht dargestellte Werkzeugmaschine. Danach kann der Fluid-Motor 21 umgekehrt werden, um den Träger 20 abzusenken. Nach dem Absenken auf die mit durchgezogener Linie dargestellte Position aus Figur 4 wird der Anlageanschlag 31 ausreichend weit abgesenkt, so daß die unterste Stange 14A auf die für den nächsten Betriebszyklus vorbereitete, antreibende V-Rolle 27 rollen kann.

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Wenn die Werkzeugmaschine nunmehr zum Anwenden einer Stange unterschiedlicher Größe umzurüsten ist, beispielsweise der Stange 15 minimaler Größe, sind keine Einstellungen des Mechanismus bzw. der Vorrichtung 11 erforderlich. Stattdessen werden die Stangen 15 kleiner-Größe auf die Rampenstütze 13 geladen, und es wird eine dieser. Stangen durch den Hemm- bzw. Abziehmechanismus mit der Hemm- bzw. Abziehklaue 30 und durch den Anlageanschlag 31 so durchgelassen, daß sie auf der konkaven Oberfläche der antreibenden V-Rolle 27 ruht. Entsprechend dem obigen Beispiel sei angenommen, daß die Stange 14 maximaler Größe einen Durchmesser von 88,9 mm (3,5 Zoll) und die Stange minimaler Größe einen Durchmesser von 38,1 mm (1,5 Zoll) haben, also eine Durchmesserdifferenz von 50,8 mm (2 Zoll) aufweisen. In dem obigen Beispiel ergab sich ein Spiel von 12,7 mm (0,5 Zoll) zwischen der leerlaufenden Rolle 34 und der oberen Oberfläche der großen Stange 14. Bei der Stange 15 mit dem kleinen Durchmesser liegt ein Spiel von 63,5 mm (2,5 Zoll) vor. Wenn der Träger 20 um diese Distanz angehoben wird, hebt sich das erste Ende 44 des Hebels 42 um dieselbe Distanz, wobei die Stange 15 kleinen Durchmessers so angehoben wird, daß sie gerade die leerlaufende Rolle 34 berührt. Während dieser Zeit Wird die Stoppstange 43 um 31,75 mm (1,25 Zoll) angehoben. Dementsprechend verbleibt eine Distanz von nur 203,2 mm (8 Zoll) zwischen dem Kopf 48 und der Unterseite des fixierten Rahmens 12. Dieses bedeutet, daß sich der Träger 20 bei fortgesetztem Anheben, wobei er sich translatorisch bewegt, nur um 203,2 mm (8 Zoll) und nicht um 228,6 mm (9 Zoll) aufwärts bewegt. Das Zentrum der kleinen Stange 15 wird gemäß der Darstellung bei 15' in Figur 4 so angehoben, daß es auf der Mittellinie 18 der Spindel der Werkzeugmaschine zu liegen kommt. Bei dem obigen ersten Beispiel mit der großen Stange 14 ist festzustellen, daß der Träger um 12,7 mm (0,5 Zoll) plus 228,6 mm (9 Zoll) oder insgesamt 241,3 mm (9,5 Zoll) angehoben wurde. Beim Anheben der kleinen Stange 15 erfolgt ein Anheben des Trägers um 63,5 mm (2,5 Zoll) plus 203,2 mm (8 Zoll) oder insgesamt 266,7 mm (10,5 Zoll), das heißt um einen um 25,4 mm (1 Zoll) größeren Wert, so daß die kleine Stange weiter angehoben wird, um mit ihrem Zentrum auf der Mittellinie 18 zu liegen zu kommen.

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Figur 6 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung 61 zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen. Diese Vorrichtung wird mit dem fixierten Rahmen 12 und einem beweglichen Rahmen 62 benutzt, der eine V-Block Stütze für einen Größenbereich von Gegenständen hat, wozu Gegenstände 64 maximaler Größe und Gegenstände 65 minimaler Größe gehören, die jeweils auf einer Rampenoberfläche bzw. Rampenstütze 6*3 abgestützt werden können. Die Gegenstände 64 und 65 können irgendwelche Teile mit einem Zentrum oder einer Mittellinie sein, und in Figur 6 sind diese Gegenstände als solche mit sechseckigem Querschnitt dargestellt, wie als Sechseckstangen, die einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine zugeführt werden können. Die Rampenstütze 63 ist gemäß Darstellung unter einem Winkel von etwa 30° angeordnet, um diese Gegenstände zwangsweise dem beweglichen Rahmen 62 zuzuführen, wenn dieser zu der mit gestrichelter Linie dargestellten Position 62A abgesenkt wird. Die Hemmbzw. Abziehklaue 30 kann in Verbindung mit den Gegenständen 64 oder 65 benutzt werden, um jeweils einen dieser Gegenstände zu dem beweglichen Rahmen-62 zu leiten. Dieser bildet eine untere V-Block Stütze für den Gegenstand 64 oder 65 und kann als ein erstes Greifermittel (caliper means) betrachtet werden. Ein zweites Greifermittel ist in Form eines oberen V-Blocks 67 vorgesehen, der in bezug auf den beweglichen Rahmen 62 verschiebbar ist, und zwar bei der vorliegenden Ausführungsform längs des ersten vertikalen Pfades. Es sind Mittel, wie die Zahnstange 24, vorgesehen, um für eine Bewegung des V-Blocks bzw. beweglichen Rahmens 62 in diesem ersten vertikalen Pfad zu sorgen. Zwischen den ersten und zweiten Greifermitteln 62 und 67 ist ein Verbindungsstück 68 vorgesehen. Dieses enthält wiederum eine 2 : 1 übersetzung von Mitteln, die als ein Zahnrad 69 und ein zweites Zahnrad 70 oder ein Zahnradabschnitt mit dem doppelten Teilkreisdurchmesser dargestellt sind. Die ersten und zweiten Zahnräder 69 und 70 sind für ein gemeinsames Drehen miteinander verbunden und an einer an dem beweglichen Rahmen 62 gehaltenen Welle 71 gelagert. Der obere V-Block 67 ist in bezug auf den beweglichen Rahmen 62 vertikal geführt, und eine Zahnstange 72 an diesem oberen V-Block 67 kämmt mit dem größeren Zahnrad 70. Das untere Ende 73 dieser Zahnstange kann an dem fixierten Rahmen 12 zur Anlage.kommen, und die V-

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Blöcke 62-67 können geöffnet werden, so daß sich dazwischen neue Werkstücke einführen lassen. Das Verbindungsstück 68 enthält eine Stoppstange 75, die in einem vertikalen Bewegungspfad geführt ist Diese Stoppstange 75 hat eine Zahnstange 76, die mit dem Zahnrad 69 kleinen Durchmessers kämmt. Die Stoppstange 75 arbeitet in einer gewissen Weise mit dem fixierten Rahmen 12 zusammen, und in Figur 6 ist dargestellt, wie das obere Ende 77 der Stoppstange 75 mit dem fixierten Rahmen 12 als ein Anschlag in Eingriff tretenkann .

In Figur 6 ist dargestellt, daß der Gegenstand 64 auf die Mittellinie 18 der nicht dargestellten Werkzeugmaschine angehoben ist, während in Figur 4 die mit durchgezogener Linie dargestellte Position die Lage der antreibenden V-Rolle 27 in der untersten Position wiedergibt. Wenn die Vorrichtung 61 aus Figur 6 mit dem beweglichen Rahmen 62 in der untersten Position 62A gestartet wird, kann ein Gegenstand, wie ein Gegenstand 64, durch die Hemm- bzw. Abziehklaue 30 auf diesen beweglichen Rahmen geführt werden. In diesem Zustand liegt das untere Ende 73 des oberen V-Blocks 67 an dem fixierten Rahmen 12 an, um die V-Blöcke 62, 67 zum Zuführen des Werkstücks bzw. Gegenstands 64 zu öffnen. Während des anfänglichen Teils der Aufwärtsbewegung der Zahnstange 24 und des V-Blocks 62 ist der obere V-Block 67 stationär, wobei er durch Schwerkraft in Eingriff mit dem unteren fixierten Rahmen 12 gedrängt wird. Wenn sich der bewegliche Rahmen 62 bei diesem anfänglichen Bewegungsteil anhebt, sorgt das mit dem Faktor 2 : 1 übersetzende mechanische Verbindungsstück 68 dafür, daß sich die Stoppstange 75 mit der halben Geschwindigkeit des Rahmens 62 aufwärts bewegt. Wenn die oberseitige Oberfläche des Gegenstands 64 mit dem oberen V-Block 67 in Eingriff kommt, hört das Drehen der Zahnräder 69 und 70 auf, und von diesem Zeitpunkt an bewegt sich der gesamte Mechanismus als eine Einheit aufwärts. Diese Aufwärtsbewegung setzt sich fort, bis das obere Ende 77 der Stoppstange 75 gegen den festen Rahmen 12 stößt. Dieser bildet einen Zwangsanschlag für die gesamte Vorrichtung 11 und positioniert das große Werkstück 64 auf der Mittellinie 18.

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Wenn ein Werkstück bzw. Gegenstand 65 kleinen Durchmessers zentriert und angehoben wird, muß sich der bewegliche Rahmen 62 über eine größere Distanz bewegen, bevor die obere Oberfläche des Gegenstands 65 in Eingriff kommt und den oberen V-Block 67 anzuheben beginnt. Dementsprechend liegt eine längere Zeitperiode vor, wenn der' 2 : 1 Übersetzungsmechanismus betätigt wird, so daß die gesamte·Aufwärtsbewegung des beweglichen Rahmens 62 vergrößert wird und somit das Zentrum des kleinen Gegenstands 65 ebenfalls automatisch auf die Mittellinie 18 der Werkzeugmaschine angehoben wird.

Es ist festzustellen, daß die unteren V-Stützen bzw. -Blöcke 27 oder 62 als ein erstes Taster- bzw. Greifermittel und die obere V-Rolle 34 oder der V-Block 67 als ein zweites Taster- bzw. Greifermittel fungieren. Diese beiden Greifermittel können mit entgegengesetzten Seiten des Gegenstands 14 oder 15 oder des Gegenstands 64 oder 65 in Eingriff treten. Diese Greifer bestimmen die Querschnittsabmessung der Gegenstände und stellen in automatischer Weise sicher, daß der Gegenstand unabhängig von seinem Durchmesser auf die konstante Höhe der Mittellinie 18 angehoben wird. Das Gestänge bzw. Verbindungsstück 41 oder 68 sorgt für eine 2 : 1 Übersetzung mit der doppelten Relativbewegung zwischen den ersten sowie zweiten Taster- bzw. Greifermitteln im Vergleich zu der Relativbewegung zwischen der Stoppstange 43 oder 75 und dem fixierten Rahmen 12. Die Taster- bzw. Greifermittel der beiden dargestellten Ausführungsformen sind längs eines Pfades relativ bewegbar, der in diesem Fall mit dem ersten Bewegungspfad der abstützenden V-Rolle 27 oder dem V-Block 62 zusammenfällt. Das erste Taster- bzw. Greifermittel 27 oder 62 hat eine konkave Oberfläche zum Erfassen der Gegenstände, und zwar unabhängig davon, ob diese einen runden oder polygonalen Querschnitt haben. Wie es in Figur 6 dargestellt ist, kann der V-Block 62 dann, wenn sechseckige Gegenstände zuzuführen sind, zweckmäßigerweise eine V-Form mit' einem eingeschlossenen Winkel von 120° haben. Bei dem in den Figuren 1-5 dargestellten Hebel-Gestänge 41 ist festzustellen, daß das Anschlag- bzw. Stoppmittel zwischen dem fixierten Rahmen 12 und dem Mittelpunkt dieses Hebels 42 wirkt, um für die mechanisch 2 : 1 Übersetzung zu sorgen. - 18 -

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Bei beiden dargestellten Ausführungsformen ist festzustellen, daß die Gegenstände 14, 15, 64 oder 65 in dem ersten Pfad bewegt werden können, nämlich vertikal angehoben werden können, und zwar um eine Distanz, die dem Vielfachen des Durchmessers des Gegenstands entspricht. Dieses ist ein Vorteil gegenüber den bekannten Konstruktionen und wird durch die mechanische 2 : 1 übersetzung statt durch*die 1 : 1 Bewegung der bekannten Fühler- bzw. Erfassungsvorrichtungen erzielt.

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Claims

G 52 287 -su

ACME-CLEVELAND CORPORATION, 1242 East 49 Street, Cleveland, Ohio 44114 (USA)

Vorrichtung zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen

Patentansprüche

(^^Vorrichtung zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen mit einer Mittellinie, gekennzeichnet durch einen fixierten Rahmen (12), durch einen beweglichen Rahmen, der in einem ersten Pfad an dem fixierten Rahmen (12) bewegbar ist, durch erste Tasterbzw. Greifermittel (27; 62) an dem beweglichen Rahmen zum Erfassen einer Seite eines der Gegenstände (14, 15; 64, 65), durch zu den ersten Taster- bzw. Greifermitteln (27; 62) komplementäre zweite Taster- bzw. Greifermittel (64; 67) zum Erfassen der entgegengesetzten Seite des Gegenstands (14, 15; 64, 65), durch ein zwischen den ersten und zweiten Taster- bzw. Greifermitteln (27, 34; 62, 67) wirkendes Verbindungsstück (41; 68), durch ein zwischen dem fixierten Rahmen (12) und dem Verbindungsstück (41; 68) wirkendes Stoppmittel (43; 75) und durch eine mechanische 2 : 1 Übersetzung des Verbindungsstücks (41; 68) mit einer doppelten Relativbewegung zwischen den ersten sowie zweiten Taster- bzw. Greifermitteln (27, 34; 62, 67) im Vergleich zu der Relativbewegung zwischen dem Stoppmittel (43; 68) und dem fixierten Rahmen (12), wodurch der bewegliche Rahmen in dem ersten Pfad bewegt werden kann, um den Gegenstand (14, 15; 64, 65) zu bewegen und um das Verbindungsstück (41; 68) zu einem Punkt zu bewegen, an dem das Stoppmittel (43; 68) aktiviert wird und die ersten sowie zweiten Taster- bzw. Greifermittel (27, 34; 62, 67) mit entgegengesetzten Seiten des Gegenstands (14, 15; 64, 65) in Eingriff treten, um die Mittellinie des Gegenstands (14, 15; 64, 65) unabhängig von deren Durchmessern an einem fixierten Referenzpunkt längs des ersten Pfades zu positionieren.

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ORIGINAL INSi _~ d-
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pfad vertikal verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Taster- bzw. Greifermittel (27; 62) ein Teil des beweglichen Rahmens und hiermit bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, · dadurch gekennzeichnet, daß das erste Taster- bzw. Greifermittel (27; 62) eine konkave Oberfläche zum Erfassen von Gegenständen (14, 15; 64, 65) mit einem runden Querschnitt hat.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel, die auf die ersten und zweiten Taster- bzw. Greifermittel (27, 34; 62, 67) einwirken und diese auseinanderdrücken, um einen Gegenstand (14, 15; 64, 65) mit irgendeinem Durchmesser in einem Größenbereich aufzunehmen.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel, die auf die Taster- bzw. Greifermittel (27, 34; 62, 67) einwirken und das zweite Taster- bzw. Greifermittel (34; 67) in dem ersten Pfad unter Abstand von dem ersten Taster- bzw. Greifermittel (27; 62) halten, wobei dieser Abstand ausreicht, um dazwischen einen Gegenstand (14, 15; 64, 65) aus einem Größenbereich zwischen einem großen Durchmesser D1 und einem kleinen Durchmesser D2 aufzunehmen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (41; 68) und das Stoppmittel (43; 75) zusammenarbeiten, um die Bewegung des Verbindungsstücks (41; 68) und des beweglichen Rahmens körperlich zu stoppen und die Mittellinie des Gegenstands (14, 15; 64, 65) an dem fixierten Referenzpunkt zu positionieren.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (41; 68) die Relativbewegung der ersten und zweiten Taster- bzw. Greifer-

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mittel (27, 34; 6 2, 6 7) vervollständigt, um entgegengesetzte Seiten des Gegenstands (14, 15; 6.4, 6 5) zu erfassen, bevor die Bewegung des beweglichen Rahmens mit der Mittellinie des Gegenstands an dem fixierten Referenzpunkt beendet ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Tasterbzw. Greifermittel (27, 34; 62, 67) in dem ersten Pfad relativ bewegbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pfad vertikal verläuft.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück einen Hebel (42) enthält und daß das Stoppmittel (43) an dem Mittelpunkt des Hebels (42) einwirkt bzw. angreift.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (42) ein Hebel zweiter Klasse (second class lever) ist, dessen erstes Ende an dem beweglichen Rahmen angelenkt ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (68) eine Zahnstange (76) und ein Zahnrad (69) enthält.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Rahmen das in Form einer V-förmigen antreibenden Rolle (27) ausgebildete erste Taster-bzw. Greifermittel enthält, daß das zweite Taster- bzw. Greifermittel eine V-förmige leerlaufende Rolle (34) enthält und daß Mittel (28) zum Antreiben der antreibenden Rolle (27) vorhanden sind, um langgestreckte Gegenstände (14, 15) längs ihrer axialen Mittellinie an dem fixierten Referenzpunkt zu bewegen, während sie zwischen der antreibenden Rolle (27) und der leerlaufenden Rolle (34) eingeklemmt sind.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch entsprechend angeschlossene Fluid-Antriebsmittel (21) zum Bewegen des beweglichen Rahmens, um einen Gegenstand (14, 15) zwischen den Rollen (27, 34) einzuklemmen.
16. Vorrichtung zum Zentrieren und Bewegen von Gegenständen, die ein Zentrum haben, mit relativ bewegbaren ersten sowie zweiten Taster- bzw. Greifermitteln zum Erfassen entgegengesetzter Seiten eines jeden Gegenstands und mit einem beweglichen Rahmen, der zum Erfassen des Gegenstandes geeignet ist, um ihn relativ zu einem fixierten Rahmen so zu bewegen, daß sein Zentrum an einem fixierten Referenzpunkt zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsstück (41; 68) mit einer mechanischen Übersetzung zwischen die ersten und zweiten Taster- bzw. Greifermittel (27, 34; 62, 67) geschaltet ist, um zwischen diesen eine doppelte Relativbewegung im Vergleich mit der Relativbewegung eines Stoppmittels (43; 75) vorzusehen, das zwischen dem Verbindungsstück (41; 68) und dem fixierten Rahmen (12) wirkt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück einen Hebel (42) enthält und daß das Stoppmittel (43) zwischen dem Hebel (42) sowie dem fixierten Rahmen (12) arbeitet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoppmittel (43) an dem Mittelpunkt des Hebels (42) wirkt bzw. angreift.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück ein Zahnstangen- und Zahnrad-Mittel (76, 69) enthält.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangen- und Zahnrad-Mittel erste und zweite Zahnräder (69, 70) enthält, wobei das zweite Zahnrad (70) den doppelten Teilkreisdurchmesser des ersten Zahnrads (69) hat.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Taster- bzw. Greifermittel (27; 62) ein Teil des beweglichen Rahmens und hiermit in einem ersten Pfad bewegbar ist.

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