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Blechschichtvorrichtung zum Schichten
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von Eisenkernen und Verfahren zum Schichten derselben Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Blechschichtvorrichtung zum Schichten von aus Eisenblechen
zusammengesetzten Eisenkernen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren
zum Schichten derartiger Eisenkerne mittels dieser Vorrichtung.
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Eine Blechhubeinrichtung zum Schichten von Eisenkernen mit derartig
angeordneten Greifelementen ist aus der DE-AS 24 27 731 bekannt. Dort sind die äußeren
Greifelemente unmittelbar am Blechrand vorgesehen.
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Die inneren, später anhebenden Greifelemente sollen aufgrund ihrer
unterschiedlichen Stellung bewirken, daß das Blech zuerst am Rand bzw. an den Rändern
angehoben und dadurch leichter als Einzelblech vom Blechstapel abgenommen werden
kann. Zur Erleichterung der Vereinzelung der Bleche sind am Rand zusätzliche Spreizmagnete
vorgesehen.
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Es sind auch bereits BlechschichNorrichtungen bekannt, bei denen mehrere
Greifelemente dreidimensional verfahrbar sind und mit denen ein Einzelblech von
einem Vorratsstapel abgehoben und an eine Stelle gebracht werden kann, an der es
mit weiteren Einzelblechen zu
einem Eisenkern geschichtet wird,
indem es an vorbestimmten Stellen abgelegt wird. Bei derartig geschichteten Eisenkernen
entstehen zwischen aneinander angrenzenden Blechkanten Stoßfugen mit entsprechend
den Blech- und/oder Ablegetoleranzen der Blechschichtvorrichtung unterschiedlichen
Fugenbreiten. Diese Luftspalte bewirken Jedoch einen höheren, nicht vorausbestimmbaren
und damit Fehler verursachenden magnetischen Widerstand. Um bei Eisenkernen der
genannten Art einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen und um ein günstiges
Leistungs-/Gewichtsverhältnis zu erhalten, müssen die Luft spalte möglichst klein
gehalten werden.
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Aus den vorgenannten Toleranzgründen ist hierfür jedoch eine unterste
Grenze nicht unterschreitbar.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine
Blechschichtvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Schichten von Eisenkernen der eingangs
erwähnten Art so zu verbessern, daß eine genaue Blechabnahme vom Blechstapel vornehmbar
und eine ebenfalls genaue, möglichst luftspaltfreie Ablage des abgehobenen Bleches
auf dem zu schichtenden Eisenkern erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen
Merkmale bzw. durch die im Kennzeichen des Anspruches 11 angegebenen Verfahrenschritte
gelöst.
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Durch die erfindungsgemäX pendelnde Lagerung des bzw.
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der früher abhebenden Greifelements(e) bleibt die Lage des anzuhebenden
Bleches erhalten, da die nicht angehobenen Greifelemente das Blech in der ursprünglichen
Lage festhalten und das bzx die angehobene(n) Greifelement(e) infolge der Auslenkung
in Richtung zu den anderen Greifelementen das Blech nicht unter diesem
wegziehen
und dieses daher nicht mehr oder weniger verrutschen kann. Damit haben alle abgehobenen
Bleche immer ein- und dieselbe Lage zur Gesamtvorrichtung und sind daher immer an
der gleichen Stelle auf den zu stapelnden Eisenkern auflegbar. In vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung kann das pendelnd gelagerte Greifelement zugleich zum
Beseitigen des Luftspalts beim Stapeln des Eisenkerns verwendet werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben und werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele
und Verfahrensschritte näher beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 8 die einzdnen
Verfahrensschritte bei Anwendung eines schwenkbaren Greifelementes, Fig. 9 und 10
eine Ausführung mit einem schwenkbaren und zusätzlich in der Lagenebene verschiebbaren
Greifelement und Fig. 11 bis 14 eine Ausführung mit einem schwenkbaren Greifelement
und einem zusätzlichen Anschlag.
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In den Figuren 1 - 8 ist mit 1 eine Hubeinrichtung des zeichnerisch
nicht weiter dargestellten Maschinenkörpers der Blechschichtvorrichtung gemäß der
Erfindung bezeichnet. An dieser sind Greifelemente 2 und 2' angebracht, die vorzugsweise
mit Druckluft betrieben werden und einen druckluftgesteuerten Zylinder 3 mit Zylinderkolben
4, Zylinderstange 5 und Sauger 6 als eigentlichen Greifer aufweisen. Mit 7 sind
die Kernbleche bezeichnet.
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Die Greifelemente 2 und 2', von denen Jeweils mehrere vorhanden sein
können, sind an entgegengesetzten Seiten des Blechstapels S in den Endbereichen
E 1 bzw.E 2 vorgesehen. Die Greifelemente 2 sind fest mit der Hubeinrichtung 1 verbunden,
wogegen die Greifelemente 2' um eine Schwenkachse 20 an der Hubeinrichtung 1 pendelnd
gelagert sind. Das bzw. die pendelnd gelagerte(n) Greifelement(e) 2' ist bzw. sind
zwischen zwei Federn 21 oder den Federteilen einer einzigen Feder eingespannt und
so in einer vorgegebenen Nullage N gehalten, die bei den Ausführungsbeispielen gemäß
den Fig. 1 bis 12 senkrecht angenommen ist.
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Neben dem Greifelement 2' ist ein Betätigungselement 22 vorgesehen,
das mit einem Stößel 23 das Greifelement 2' in der Zeichnung nach rechts bewegt,
d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn schwenken kann. Zweckmäßig ist das Betätigungsglied
ein Druckluftservoantrieb. Es kann Jedoch auch als Hydraulikservoantrieb, Elektromagnet
oder dgl. ausgeführt sein. Um sicherzustellen, daß bei Jedem Hub lediglich ein einzelnes
Kernblech 7 abgehoben und zum Schichtplatz transportiert und dort zu einem EisenkernK(Fig.
5 - 8) geschichtet wird, ist günstigerweise ein Schlagelement 8 vorgesehen. Dieses
ist vorzugsweise als druckluftgesteuerter Zylinder 9 mit Zylinderkolben 10, Kolbenstange
11 und Schlagfläche 12 ausgebildet.
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Das Schlagelement 8 ist neben dem Greifelement 2' im Bereich des überstehenden
Blechendes 13 oder des Blechrandes 14 vorgesehen und kann mit seiner Schlagfläche
12 in diesem Bereich auf das Blech 7 schlagen.
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Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Gemäß Fig. 1 werden
zunächst die Greifelemente 2 und 2' auf das oberste Blech 7 des Stapels S aufgedrückt,
an die Sauger 6, 6' Unterdruck angelegt und dann das Greif-
element
2' nach oben angehoben. Dabei wird das obere Blech 7 mit seinem rechtem Ende angehoben,
das Blech erhält dadurch eine leichte S-Form, wodurch sich der Abstand zwischen
den Saugern 6 und 6' verkürzt. Die Folge davon ist die Auslenkung des Greifelements
2' entgegen der Kraft der Feder(n) 21 aus der Nullage N nach links (Fig. 2). Dabei
können am oberen Blech 7 durch Adhäsion weitere Bleche anhaften. Diese werden durch
Betätigung des Schlagelementes 8 abgeschlagen.
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Dabei schlägt die Schlagfläche 12 mit einer geeigneten Taktfrequenz
gegen das überstehende Ende 13 oder den Blechrand 14, so daß sich die anhaftenden
Bleche 7 lösen.(Fig. 3). Das Schlagelement 8 wird dann abgeschaltet.
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Anschließend wird gemäß Fig. 4 das Greifelement 2 nach oben angehoben
und damit das Blech 7 in die Blechebene 17 gebracht, die der Lagenebene 18 des zu
stapelnden Eisenkernes K (Fig. 5) entspricht. Darauf wird das Blech 7 zu dem Eisenkern
K verfahren und auf diesen auf-bzw. abgelegkUblicherweise erfolgt das Auf- bzw.
Ablegen der Blech 7 so,-daß zwischen dem bereits in der gleichen Lagenebene 18 vorhandenen
Blech ein Luftspalt 24 auftritt. Nach Abschalten und Anheben des Greifelementes
2 wird das Betätigungsglied 22 mit Druckluft beaufschlagt. Dessen Stößel 23 schwenkt
dann das Greifelement 2' und schiebt dessen Sauger 6' nach rechts (Fig. 6). Dadurch
wird das Blech 7 bis an das andere schon vorhandene Blech herangeschoben, so daß
an der Stoßfuge praktisch kein Luftspalt mehr vorhanden ist.
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Dadurch wird der magnetische Widerstand des zu schichtenden Blechpaketes
verringert. Das Greifelement 2' weist hierbei also gegebenenfalls eine Doppelfunktion
auf, nämlich eine genaue Abnahme vom Stapel S und eine luftspaltfreie Anlage an
das vorhandene Blech auf dem Eisenkern.
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Bei der Beseitigung des Luftspalts 24 kann zusätzlich das Schlagelement
8 zur Kern- und/oder Blechfixierung dienen. Hierauf werden alle Greifelemente 2,
2' ohne Saugwirkung angehoben (Fig. 7) und das Betätigungsglied 22 in die Ausgangsstellung
gebracht, wodurch das Greifelement 2' infolge der Feder(n) 21 in die Nullage N zurückkehrt
(Fig. 8).
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann, wie die
Fig. 9 zeigt, zur Beseitigung des Luftspaltes 24 am schwenkbaren Greifelelement
2' eine Halterung 25 angebracht sein, in der der Sauger oder Greifer 6' in Lagenebene
in Richtung zum Luftspalt 24 hin verstellbar ist. Die Verstellung erfolgt über einen
Verschiebeservoantrieb 26, an dessen Stellachse 27 ein Schaft 28 zur Befestigung
des Greifers 6' befestigt ist.
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In Fig. 9 ist noch eine Schwenkbarkeit ohne Federn 21 gezeigt. Dort
ist eine Anschlagplatte oder Leiste 29 vorgesehen, die einen rechten Anschlag 30
und eine linke Anschlagkante 31 für das Greifelement 2' aufweist.
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Der Anschlag 30 ist dabei so angebracht, daß das Greifelement 2' aus
der Nullage N in eine wenigstens geringzügig davon abweichende Ausgangslage N' in
Richtung der Auslenklage beim Abheben geschwenkt ist. Dadurch liegt das Greifelement
2' in Ruhelage durch sein Eigengewicht am Anschlag 30 an. Beim Abheben wird es in
der beschriebenen Weise geschwenkt, wobei die Anschlagkante 31 ggf. als Endanschlag
dient.
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Eine genauere Darstellung des verschiebbaren Greifers 6' ergibt sich
aus Fig. 10. Die Ansteuerung des Verschiebeservoantriebes 2G erfolgt beispielsweise
über ein pneumatisches Stellventil 32 über dessen Steuerleitungen 33 und 34. Uber
ein beispielsweise als Stellschraube aus-
gebildetes Hubeinstellglied
35 ist der Verschiebeweg des Greifers 6' bzw. des Schaftes 28 begrenzbar.
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An den Greifer 6' ist über ein Unterdruckventil 36 ein Unterdruck
anlegbar. Der Unterdruck ist vorteilhaft kontinuierlich bis auf Atmosphärendruck
einstellbar.
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Die Halterung 25 des Greifers 6' ist über das Greifelement 2' mit
der Tragkonstruktion 1 verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist dies ein hydraulischer
oder vorzugsweise pneumatischer Kolbenantrieb, der durch ein Steuerventil 37 über
die Steuerleitungen 38 und 39 in die eine oder andere Richtung gesteuert werden
kann.
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Das mit dieser erfindungsgemäßen Blechschichtvorrichtung durchführbare
erfindungsgemäße Verfahren läuft beispielsweise wie folgt ab: Alle an der Tragkonstruktion
1 angebrachten Greifelemente 2 und 2' werden durch entsprechende Bewegung der Tragkonstruktion
1 in eine definierte, beispielsweise programmgesteuerte Lage über einen Vorratsstapel
von Einzelblechen gebracht. Dort senken sich die Greifelemente 2 und 2' mit ihren
Greifern 6 und 6' gegen die Oberfläche eines anzuhebenden Einzelbleches 7. Nach
dem Aufliegen der Saugköpfe 6 und 6' wird über ein Jeweils zugeordnetes Unterdruckventil
36 das Blech 7 durch Unterdruck festgesaugt und durch Anheben vom Vorratsstapel
oder einer Übergabevorrichtung abgenommen. Durch Bewegung der Tragkonstruktion 1
wird das Einzelblech 7 in eine programmierte und/oder sensorgesteuerte Lage über
den zu schichtenden Eisenkern K gebracht. Diese Lage ist so definiert, daß beim
Absenken der Tragkonstruktion 1 bzw. der Greifelemente 2, 2' das Einzelblech 7 so
aufgelegt wird, daß auch bei größter zu er-
wartender Toleranz
tx an der Stoßfuge zwischen der Endkante 40 eines bereits richtig geschichteten
Bleches 7 und der Blechendkante 14 des zu schichtenden Bleches 7 noch ein Luftspalt
24 verbleibt. Gleichzeitig mit dem Auflegen des Einzelbleches 7 auf den zu schichtenden
Eisenkern-Blechstapel oder kurz danach werden alle Greifelemente 2, die das Einzelblech
7 nicht zur Stoßfuge hin verschieben können, so angesteuert, daß sie keine oder
praktisch keine Haltekraft mehr auf das Einzelblech 7 ausüben können. Das oder die
verschiebbaren Greifelemente 2' bzw. Saugköpfe 6' werden weiterhin mit Halteunterdruck
angesteuert und dann zur Stoßfuge hin bewegt, bis die Blechendkante 14 an die Endkante
40 anstößt. Dann wird die Haltekraft der verschobenen Saugköpfe 6' bzw. Greifelemente
2' aufgehoben und diese werden dann nach oben angehoben. Die Haltekraft kann dabei
vorteilhaft so eingestellt werden, daß sie zum Verschieben des aufliegenden Einzelbleches
7 ausreicht, Jedoch nach dem Anstoßen an der Endkante 40 ein Ablösen des Einzelbleches
bewirkt. Versuche haben ergeben, daß es hierzu genügt, wenn der Unterdruck an den
Saugköpfen 6' abgeschaltet wird, so daß sich im Saugraum beispielsweise infolge
der relativ rauhen Oberfläche und/oder einer Bohrung im Saugraummantel langsam Normaldruck
einstellt. Über einen Prozessor wird dann die Blechverschiebung so gesteuert, daß
beim Anstoßen der aneinandergrenzenden Blechkanten 40, 14 der Druckaufbau den Erfordernissen
entsprechend erfolgt ist.
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Mit dem Anheben der verschiebbaren Greifelemente 2 werden eventuell
vorhandene, schon vorher nicht mehr am Halteprozeß beteiligte, abgeschaltete Greifelemente
angehoben oder letztere werden schon nach Aufhebung der Haltekraft derselben angehoben.
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Zum besseren Abheben von Einzelblechen 7 von einer Vorratsstelle und/oder
zum Auflegen von Einzelblechen 7 und Schichten eines Eisenkernes K können einzelne
Greifelemente, insbesondere innere, von in einer Reihe angeordneten Greifelementen,
in der Höhe eine unterschiedliche Lage einnehmen. Dadurch wird das Blech an einer
oder mehreren Stellen früher abgehoben bzw. aufgelegt, da die Lage des Einzelbleches
hierdurch an verschiedenen Stellen zur Schichtebene geneigt ist.
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Zum schnellen Lösen der Greifer 6, 6' von einem Einzelblech 7 kann
eine zusätzliche Druckleitung angeschlossen sein und mit dieser kurz Überdruck eingegeben
werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann gemäß den
Fig. 11 bis 14 neben dem pendelnd gelagerten Greifelement 2' ein Druckglied 15 in
Form eines festen, in der Höhe Jedoch gegebenenfalls Justierbaren Stabes (Fig. 11
und 12) oder in Form eines Druckkolben-Stellgliedes (Fig. 13 und 14) vorgesehen
sein. Ohne dieses Druckglied 15 würde das überstehende Blechende 13 mit seinem Blechrand
14 sehr weit nach unten hängen und würde beim Transport bzw. beim Verschieben zu
einem zu stapelnden Eisenkern K unter Umständen, insbesondere wenn zusätzlich Schwingungen
des Blechrandes 14 auftreten, gegen bereits gestapelte Bleche stoßen und damit ein
fehlerfreies Stapeln verhindern. Erfindungsgemäß wird dies durch zumindest ein,
zusätzlich innen neben dem äußeren, in der Zeichnung rechts dargestellten Greifelement
2', vorgesehenes, nach unten reichendes Druckglied 15 verhindert.
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Das untere Ende 15' des Druckgliedes 15 ist in einem Abstand x von
der Stapeloberfläche angebracht, der
kleiner ist als der Abstand
y des Greifers 6' des Greifelementes 2' in der Stellung, in der ein Blech 7 angehoben
ist und zu einem zu stapelnden Eisenkern K gebracht wird.
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Die Abstände x und y und der Abstand 16 des Anschlages 15 vom Greifelement
2' sind hierbei so bemessen, daß bei angehobenem Blech 7 die Durchbiegung des Bleches
7 durch das Druckglied 15 bzw. dessen unteres Ende 15' so groß ist, daß das Blechende
13 durch die Eigenelastizität des Bleches 7 nach oben schwenkt (Figuren 11 und 14)
und dabei der Blechrand 14 wenigstens höher als der tiefste Lagepunkt 41 des durchgebogenen
Bleches 7, insbesondere aber etwa in die Höhe der Blechebane 17 oder sogar darüber
hinaus angehoben wird. Hierdurch wird mit Sicherheit vermieden, daß der Blechrand
14 beim Verfahren in Richtung des nach rechts weisenden Pfeiles des Doppelpfeiles
P oder beim Verschwenken zu einem Eisenkernstapel auch bei eventueller Vibration
oder Schwingung des Blechendes 13 am bereits geschichteten Eisenkernstapel oder
einem dort bereits abgelegten Blech anstößt. Ein fehlerhaftes Stapeln durch Anstoßen
wird also mit Sicherheit vermieden.
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Vorzugsweise ist das Druckglied 15 erstellbar ausgebildet, so daß
der Abstand x auf einen gegebenenfalls vorgegebenen Abstand y und/oder Abstand 16
einJustiert werden kann.
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Falls auch das dem zu stapelnden Eisenkern K abgewandte Ende der Einzelbleche
7 mehr als aus Figur 12 ersichtlich angehoben werden soll, kann ein weiteres Druckglied
15 dem äußeren linken Greifelement 2 in entsprechender Weise zugeordnet sein. Eine
derartige Anordnung ist insbesondere beim Transport und Schichten überlanger Bleche
vorteilhaft, die ohne die erfindungsgemäße Anordnung des bzw. der Anschläge 15 nicht
mehr sicher geschichtet werden könnten.
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Das bzw. die Druckglieder 15 können unmittelbar an der Hubeinrichtung
1 in der Ebene der Greifelemente 2 befestigt sein. Grundsätzlich ist es aber auch
möglich, den bzw. die Anschläge 15 im Verschiebeweg der Bleche 7 außerhalb der Ebene
der Greifelemente 2 den zu tranportierenden Blechen 7 so zuzuordnen, daß der gewünschte
Effekt der Anhebung des bzw. der Blechenden eintritt.