DE3603650C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Übergabevorrichtung, mit deren Hilfe Gegenstände durch Anheben, Verfahren in etwa horizontaler Richtung und Absenken entlang einer mehrere Abschnitte umfassenden, durch eine Kurven­ führung vorgegebene Förderbahn unter Vermittlung einer Halterung bewegbar sind, deren Bewegung in jedem Bahnabschnitt von der Kolbenstange eines verschwenkbar gelagerten Kolben-Zylinder-Aggregates erzeugt wird.

Der Transport eines Gegenstandes von einem Ort zum anderen zum Zwecke seiner Positionierung kann häufig nicht auf direktem, linearem Weg erfolgen, vielmehr schreiben z. B. bauliche Gegebenheiten häufig eine nicht-geradlinige, aus mehreren Abschnitten zusammen­ gesetzte Förderbahn vor. Es ist hierbei im allgemeinen notwendig, den zu positionierenden Gegenstand aus seiner Ausgangslage anzuheben, anschließend in ange­ hobenem Zustand zu verlagern und schließlich in der gewünschten Position abzusenken und zu positionieren.

Eine Übergabevorrichung der eingangs genannten Art ist aus dem DE-GM 74 10 166 bekannt. Hierbei wird an einem Schwenkhebel ein Greiferzylinder gelagert, der einerseits das Ergreifen eines zu transportierenden Gegenstandes gewährleistet und der an seiner Rückseite, gegenüberliegend zu dem Gegenstand mit einer Steuer­ rolle versehen ist, die entlang einer Steuerkurve abrollt. An dem Schwenkhebel greift ein Betätigungs­ zylinder an, der den Schwenkhebel aus einer ersen Aufnahmelage über eine Mittellage hinweg in eine zweite Endlage geführt wird, wobei die Steuerrolle, bedingt durch das Gewicht des zu transportierenden Gutes in ständigem Kontakt mit der Steuerkurve ver­ bleibt, die während der Bewegung des Schwenkhebels aus der ersten Aufnahmelage in die zweite Endlage die Verschwenkung des Greiferzylinders und schließlich die Positionierung des zu transportierenden Gegenstandes in seine Endlage steuert.

Eine solche Einrichtung eignet sich bevorzugt für die Übergabe bzw. den Transport massenreicher Gegenstände und es ist auf diese Weise nicht möglich, den Gegen­ stand entlang einer im wesentlichen horizonalen Bewegungsbahn von einem Aufnahmeort zu einem Ablageort zu führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Übergabevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei extrem einfachem Aufbau eine etwa sinusförmige, harmonisch verlaufende Transportbewegung ausführen kann, um zu erreichen, daß die Lade- und Entladevorgänge an Vorrichtungen und Werkzeugen sehr schnell durchgeführt werden können, wobei jedoch Anfang und Ende der Bewegung langsam vor sich gehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbenstange während der gesamten Bewegung entlang der Förderbahn ständig mit der Halterung unmittelbar und ohne Zwischenelemente verbunden ist und bei ihrer Bewegung entlang der kurvenförmigen Förderbahn kulis­ senartig zwangsgeführt ist. Vorzugsweise verläuft die Längsrichtung der Kolbenstange des Kolben-Zylinder-Ag­ gregates zu Beginn eines Positionierzyklus' parallel bzw. annähernd parallel sowie zweckmäßiger­ weise im Abstand zu dem im wesentlichen horizontalen Förderbahn-Abschnitt.

Bei der Erfindung ist in vorteilhafter Weise zum Transport eines Gegenstandes entlang der Förderbahn lediglich ein einziges Kolben-Zylinder-Aggregat erforderlich, so daß die Übergabevorrichtung einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Die Anforderungen an die Steuerung sind ebenfalls reduziert, diese kann z. B. durch ein einziges Steuerventil realisiert werden, so daß die Vorrichtung kostengünstig ist und darüber hinaus einen sicheren Transport des jeweiligen Gegenstandes durch die Über­ gabevorrichtung gewährleistet. Das Durchlaufen der Förderbahn erfolgt in einer harmonischen, ruckfreien Bahnsteuerungsbewegung. Durch Verwendung einer die Förderbahn vorgebenden Kurvenbahn kann weiterhin auf eine aufwendige Steuereinrichtung verzichtet werden, wobei ein Positionierzyklus unter Verwendung des einzigen Kolben-Zylinder-Aggregates jeweils dem ein­ maligen Aus- oder Einfahren der Kolbenstange ent­ spricht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen und Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Übergabevorrichtung in schema­ tischer Darstellung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Angabe zweier ver­ schiedener Betriebszustände,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Über­ gabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung unter Angabe zweier Betriebszustände.

Die Erfindung soll zunächst anhand der in beiden Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf deren Gemeinsamkeiten beschrieben werden. Gleichartige Bauteile sind dabei mit identischen Bezugsziffern versehen.

Die beschriebene Übergabevorrichtung dient zum Trans­ port von Gegenständen 5 zwischen einer Ausgangsstellung 6 und einer Endstellung 7 im Rahmen eines Positionierzyklus'. Die Übergabevorrichtung kann in eine Fertigungsstraße eingeschaltet sein, wo sie in der Ausgangs­ stellung 6 beispielsweise über eine Fördereinrichtung an­ kommende Gegenstände nach Durchlaufen des Positionierzyklus' in der Endstellung 7 exakt positioniert. In der Endstellung 7 kann sich eine Bearbeitung des jeweiligen Gegenstandes oder aber sein Abtransport auf gewünschte Art und Weise anschließen.

Mit der Übergabevorrichtung können Gegenstände 5 zu ihrer Positionierung beim Übergang von der Ausgangsstellung 6 in die Endstellung 7 entlang einer mehrere Abschnitte umfassenden Förderbahn 8 bewegt werden, wobei sie während des Durchlaufes der Förderbahn 8 gehoben, zugeführt und abgesenkt werden können. Eine derartige, insgesamt nicht-geradlinige Förderbewegung ist dann unerläßlich, wenn ein direktes, lineares Verlagern zwischen zwei Stellun­ gen nicht möglich ist, weil beispielsweise der zu trans­ portierende Gegenstand freischwebend und ohne Kontakt mit einer Unterlage transportiert werden soll, bzw. räumliche Ge­ gebenheiten zu beachten sind.

Die Übergabevorrichtung besitzt ein Kolben-Zylinder-Aggregat 9, in dessen Zylinder 14 ein nicht dargestellter Kolben in Axialrichtung bewegbar angeordnet ist, der mit einer Kolbenstange 10 in Verbindung steht, die den Zylinder im Bereich einer Stirnseite nach außen hin unter Abdichtung durchdringt. Das Kolben-Zylinder-Aggre­ gat 9 ist verschwenkbar gelagert, zu welchem Zweck der Zylinder 14 an seinem der Durchdringungsstelle der Kolbenstange 10 entgegengesetzten Endbereich an einer Halterungswand 15, in Gestalt eines Rahmens, Gestells od. dgl., angelenkt ist.

Die Kolbenstange 10 steht mit ihrem aus dem Zylinder 14 herausragenden Kolbenstangen-Abschnitt 17 mit einer die Förderbahn 8 vorgebenden Kurvenbahn 18 in mechanischer Verbindung, so daß sie bei einer durch Betätigung des Kolben- Zylinder-Aggregates 9 ausgelösten Hubbewegung in der Kurven­ bahn 18 zwangsgeführt ist. Gleichzeitig führt hierbei das Kolben-Zylinder-Aggregat 9 um seine Schwenkachse 27 eine Schwenkbewegung aus, da die Kurvenbahn, der Förderbahn 8 entsprechend, einen nicht-geradlinigen Verlauf besitzt. An den Kolbenstangen-Abschnitt 17 ist ferner während der gesam­ ten Bewegung entlang der Kurvenbahn 18 eine Halterung 16 für die zu positionierenden Gegenstände 5 gekoppelt, so daß die letztgenannten entlang der Kurvenbahn 18 transportier­ bar sind.

Bei den abgebildeten Ausführungsbeispielen ist die Kurven­ bahn 18 in drei aufeinanderfolgende und ineinander über­ gehene Bahnabschnitte unterteilt, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Der erste Bahnabschnitt 20 beginnt im Bereich der Ausgangsstellung 6 der Gegenstände bzw. der Halterung 16 und steigt nach oben an, bis er im Rahmen einer Biegung 21 in einen zweiten Bahnabschnitt 22 horizon­ talen Verlaufes übergeht, an den sich, ebenfalls über eine Biegung 21′, der wieder nach unten abfallene dritte Bahn­ abschnitt 23 anschließt und zur Endstellung 7 hin ausläuft.

Ein Positioniervorgang bzw. Positionierzyklus umfaßt daher zunächst einen Hubvorgang, daran anschließend einen Ver­ lagerungsvorgang und als letztes einen Absenkvorgang.

Von Vorteil ist es, das Kolben-Zylinder-Aggregat 9 gegenüber der Kurvenbahn 18 so anzuordnen, daß die Kurvenbahn 18 von der Halterung 16 pro unidirektionalem Kolbenstangenhub einmal durchlaufen wird. Dadurch erübrigen sich komplizierte Ventilsteuerungen für das Kolben-Zylinder-Aggregat 9, denn beim Übergang von der Ausgangsstellung 6 in die Endstellung 7 und umgekehrt ist jeweils nur ein stetiges Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange 10 erforderlich. Zweckmäßiger­ weise befindet sie sich dann im eingefahrenen Zustand, wenn die Halterung 16 der Ausgangsstellung 6 zugeordnet ist, und in der ausgefahrenen Stellung, wenn sich die Halte­ rung 16 im Bereich der Endstellung 7 befindet.

Zugunsten einer präzisen Führung der Kolbensange 10 in der Kurvenbahn 18 ist die Kolbenstange 10 kulissenartig ausgebildet und steht in gelenkiger Verbindung mit einer gleitsteinartigen Führung 24, über die sie in gelenkiger Verbindung mit der Kurvenbahn 18 steht. Diese ist schienenartig ausgebildet und bildet eine Kulissen­ führung. Die Führung 24 kann direkt an der Kolbenstange 10 angebracht sein oder aber an der eventuell direkt an der Kolbenstange angebrachten Halterung 16; auch wäre es denkbar, die Halterung 16 und die Führung 24 in Baueinheit miteinander auszubilden.

Nachfolgend soll im einzelnen auf die beiden abgebildeten Ausführungsvarianten eingegangen werden.

Die Variante nach Fig. 2 wird bevorzugt dann verwendet, wenn das Erfordernis besteht, die jeweils zu positionierenden Gegenstände 5 in der Ausgangsstellung 6 im wesentlichen in vertikaler Richtung anzuheben und in der Endstellung 7 im wesentlichen in vertikaler Richtung abzusetzen. Ein derartiger Bewegungsablauf ist dann gegeben, wenn die Gegenstände aus speziellen Gegenstandsaufnahmen herausgenommen bzw. in diese eingesetzt werden müssen, die Aufnahmen sind in Fig. 2 durch Vertiefungen 25 in einer Unterlage 26 schema­ tisch dargestellt. Das vertikale Anheben bzw. Absenken der Halterung 16 wird gewährleistet, indem sowohl der erste 20 als auch der dritte Bahnabschnitt 23 mit seiner Längs­ richtung zumindest im Nachbarbereich der End- bzw. Ausgangs­ stellung vertikal verläuft, was zweckmäßigerweise durch U-förmige Ausgestaltung der Kurvenbahn 18 mit nach unten weisender U-Öffnung erzielt worden ist.

Allerdings ist es nunmehr notwendig, die Halterung 16 zu Beginn und am Ende eines Positionierzyklus' bzw. eines Durchlaufes der Kurvenbahn 18 rechtwinkelig bzw. annähernd rechtwinkelig zur Längsrichtung der Kolbenstange 10 des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 zu bewegen. Zur Unterstützung dieser Bewegung ist ein Hilfs-Arbeitszylinder 29 vorge­ sehen, dessen Kolbenstange 30 gelenkig (bei 31) am Zylinder 14 angebracht ist und dessen Zylinder ebenfalls verschwenk­ bar an einer ortsfesten Lagerung 32 - eventuell identisch mit der Halterungswand 15 - gelagert ist. Die mit der Lagerung 32 gebildete Schwenkachse 33 ist parallel und im Abstand zur Schwenkachse 27 des Zylinders 14 angeordnet und befindet sich vorzugsweise an der Kolbenstange 30 ent­ gegengesetzter Zylinderstelle. Ferner stehen beide Schwenk­ achsen 27, 33 im rechten Winkel zur die Kurvenbahn 18 ent­ haltenden Ebene, und der Hilfs-Arbeitszylinder 29 ist zu­ gunsten einer einfachen Montage unterhalb des Kolben-Zylinder- Aggregates 9 angeordnet.

Da nunmehr die Hubbewegungen der beiden Zylinder 14, 29 quer zueinander verlaufen und da die Längsrichtung des Hilfs-Arbeitszylinders 29 in der Ausgangsstellung 6 der Halterung 16 im wesentlichen parallel zur Ausheberichtung der Halterung und damit im wesentlichen vertikal verläuft, kann die Führung 24 und damit die Halterung 16 durch Be­ tätigung des Hilfs-Arbeitszylinders 29 in Längsrichtung der quer zur Kolbenstange 10 verlaufenden vertikalen Bahn­ abschnitte 20, 23 bewegt werden.

Nachfolgend soll ein Positionierzyklus für die in Fig. 2 abgebildete Übergabevorrichtung betrachtet werden. Es befinde sich zunächst ein zu positionierender Gegenstand 5 in der zylindernahen Vertiefung 25, die gegebenenfalls auch die Halterung oder den Greifer einer anderen Über­ gabevorrichtung repräsentieren kann. Dieser Gegenstand wird von der Halterung 16 in ihrer Ausgangsstellung 6 erfaßt. Hierbei kann die Halterung 16, wie auch beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 als Magneteinrichtung oder als Saugeinrichtung ausgebildet sein. Der erfaßte Gegenstand kann nun durch Aktivieren des Hilfs-Arbeitszylin­ ders 29 senkrecht aus der Vertiefung 25 ausgehoben werden, indem die Kolbenstange 30 den Arbeitszylinder 14 um die Schwenkachse 27 nach oben schwenkt. Bereits während dieses Anhebevorganges kann die Kolbenstange 10 in Ausfahr­ richtung durch entsprechende Betätigung des Zylinders 14 vorgespannt sein, so daß die Kolbenstange 10 beim Durchlaufen der Biegung 21 beim Biegeradius entsprechend allmählich ausfahren kann. Bei 34 ist gestrichelt eine Zwischenstellung der Übergabevorrichtung abgebildet, bei der sich die Führung 24, die Halterung 16 und der Gegenstand 5 im zweiten Bahnabschnitt unmittelbar nach der Biegung 21 befinden. Nun wird der Ausfahrvorgang der Kolbenstange 10 weiter fortgesetzt, und nach Durchlaufen der zweiten Biegung 21′ kann die Halterung 16 bzw. der Gegenstand 5 durch allmäh­ liches Belüften des Hilfs-Arbeitszylinders 29 gefühlvoll in die bei 34′ gestrichelt angedeutete Endstellung 7 abge­ senkt werden. Damit ist eine Positionierzyklus abgeschlossen, und die Führung 24 kann durch geeignete Beaufschlagung der beiden Zylinder wieder in ihre Ausgangsstellung 6 zurück­ bewegt werden.

Somit kann also ein schnelles Positionieren durch Überlagerung der Kolbenstangenbewegung der beiden Zylinder 14, 29 erreicht werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Halterung 16 vorzugs­ weise an der Kolbenstange 10 verbleibt, also Teil der Über­ gabevorrichtung ist, allerdings ist es auch möglich, jeden Gegensand mit einer Halterung zu versehen bzw. Gegen­ standsteile als Halterung auszubilden, so daß die Kolben­ stange 10 die einzelnen Gegenstände jeweils an ihrer Halte­ rung erfassen und weitertransportieren kann.

Die in Fig. 1 abgebildete Vorrichtungsvariante wird dann eingesetzt, wenn die zu positionierenden Gegen­ stände 5 nicht exakt vertikal bzw. senkrecht von einer Unterlage abgenommen werden bzw. auf diese abgesenkt werden müssen. Es genügt daher, den ersten (20) und den dritten Bahnabschnitt 23 gegenüber der Vertikalen schräg anzustellen, so daß die Führung 24 bei Betätigung der Kolbenstange 10 in der Kurven­ bahn 18 bei gleichzeitigem Verschwenken des Zylinders 14 allmählich schräg nach oben von der Unterlage 26′ abgehoben wird. Der Absenkvorgang erfolgt entsprechend. Es kann also einfacherweise auf einen zusätzlichen Hilfs-Arbeitszylinder verzichtet werden, da der Bewegungsablauf der Führung 24 während eines vollständigen Durchlaufes der Kurvenbahn 18 allein vom Kolben-Zylinder-Aggregat 9 hervorgerufen werden kann. Bei 35 ist gestrichelt wieder eine Zwischen­ stellung der Vorrichtung angedeutet und bei 35′ die von der Kolbenstange und der Führung 24 in der Endstellung eingenommene Position.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Halterung 16 in ihrer Ausgangsstellung und in ihrer Endstellung nicht notwendiger­ weise dasselbe Höhenniveau einnehmen muß, vielmehr können die genannten Stellungen den Erfordernissen entsprechend durch entsprechende Gestaltung der Kurvenbahn 18 eingerichtet werden. Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen eine horizontale Bezugs­ ebene 26, 26′ gewählt wurde, ist diese Bezugsebene jedoch geneigt, so kann auch die Gesamtanordnung entsprechend geneigt angeordnet werden, ohne die Funktionsfähigkeit zu beeinträchtigen. Allerdings sollte bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Längsrichtung der Endabschnitte des ersten und dritten Bahnabschnittes immer mit der Entnahme- bzw. Absenkrichtung des jeweiligen Gegenstandes zusammenfallen.

Mit der beschriebenen Übergabevorrichtung können also sehr schnelle Handlingsarbeiten durchgeführt werden, wobei sich bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Bewegungen der beiden Arbeitszylinderanordnungen überlappen. Vorteil­ hafterweise wird ein harmonischer, nicht abrupter Bewegungs­ ablauf beim Durchlaufen der Kurvenbahn erzielt, und man erhält eine exakte, kontrollierbare Bewegung sowie exakte Positionierung. Da maximal zwei Arbeitszylinder vorhanden sind, reduziert sich der Aufwand gegenüber bekannten Übergabevorrichtungen be­ trächtlich, die im allgemeinen mit drei Arbeitszylindern ausgestattet sind.

Ein weiterer Vorteil der Übergabevorrichtung liegt darin, daß durch Vermittlung der Kurvenbahn eine wesentlich genauere Positio­ nierung der Gegenstände bzw. der Halterung in der Ausgangs- bzw. Endstellung erreicht werden kann, einfach durch Wahl der entsprechenden Länge des ersten und/oder dritten Bahnabschnittes. Vorzugsweise kann hierbei jeder Endpartie der beiden Bahnabschnitte ein verstellbarer und in die Bewegungsbahn der Führung 24 ragender Endanschlag zugeordnet sein. Bei bekannten Vorrichtungen richten sich die Endstellungen dagegen regelmäßig nach der Hublänge der Arbeitszylinder, was ungenaue Einstellungen zur Folge hat.

Claims (3)

1. Übergabevorrichtung, mit deren Hilfe Gegenstände durch Anheben, Verfahren in etwa horizontaler Richtung und Absenken entlang einer mehrere Abschnitte umfassenden, durch eine Kurvenführung vorgegebene Förderbahn unter Vermittlung einer Halterung bewegbar sind, deren Bewegung in jedem Bahnabschntt von der Kolbenstange eines verschwenk­ bar gelagerten Kolben-Zylinder-Aggregates erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10) während der gesamten Bewegung entlang der Förderbahn (8) ständig mit der Halterung (16) unmittelbar und ohne Zwischenele­ mente verbunden ist und bei ihrer Bewegung entlang der kurvenförmigen Förderbahn (8) kulissenartig zwangsge­ führt ist.

2. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnetm, daß die Längsrichtung der Kolbenstange (10) zu Beginn eines Positionierzyklus' paralle bzw. annähernd parallel sowie zweckmäßigerweise im Abstand zu dem im wesentlichen horizontalen Förderbahn-Abschnitt (22) ver­ läuft.

3. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem der Bahnabschnitte (20, 22, 23) ein ver­ stellbarer Endanschlag zugeordnet ist, der zur genauen Positionierung der Halterung (16) dient.