DE3725310A1 - Mechanischer umsetzfoerderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Umsetzförderer zum Ergreifen oder Verspannen von Gegenständen oder Werk­ stücken und zum Umsetzen derselben von vorn nach hinten, nach links und rechts sowie nach oben und unten. Insbe­ sondere betrifft die Erfindung einen mechanischen drei­ dimensionalen Umsetzförderer, der sich für das Eingeben und Herausnehmen von einer Preßformung zu unterwerfenden Werkstücken in eine und aus einer Presse eignet.

Ein herkömmlicher Umsetzförderer dieser Art umfaßt zwei sich waagerecht erstreckende Transportstangen, welche Werkstücke aufnehmen oder halten und sie in den Richtungen von zwei oder drei Dimensionen überführen, und einen Transportstangen-Antriebsmechanismus in Form einer Kombi­ nation aus Steuerkurven, Hydraulikzylindern und Zahnrad­ anordnungen. Dabei werden Antriebsmechanismen zum Bewegen der Transportstangen in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (Hubsystem), nach links und rechts (Spannsystem) sowie nach hinten und vorn (Vorschubsystem) durch mindestens zwei Antriebskraftquellen betätigt, wobei der Zeittakt der jeweiligen Bewegungen der Transportstangen durch Grenzschalter o.dgl. bestimmt wird.

Dieser herkömmliche mechanische Umsetzförderer (transfer feeder) benötigt mehrere Antriebskraftquellen; infolge­ dessen besitzt er einen komplizierten Aufbau, und er eignet sich nicht für Betrieb mit hoher Geschwindigkeit. Bei der herkömmlichen Konstruktion sind, genauer gesagt, beispielsweise Hebel, Lenker oder Zahnräder usw. in kompli­ zierter Beziehung zwischen Antriebs(steuer)kurven und die als eigentliche Betätigungselemente dienenden Transport­ stangen eingefügt, so daß dazwischen eine große Zahl von gelenkig gelagerten Bauteilen vorhanden ist. Diese ge­ lenkig gelagerten Bauteile arbeiten bei der Hin- und Her­ bewegung der betreffenden, mit den Transportstangen ver­ bundenen Betätigungswellen mit Spiel, das einen zügigen oder ruckfreien Antrieb des Mechanismus verhindert. Auf­ grund der zahlreichen zwischengeschalteten Bauteile der Mechanismen hat die im Betrieb der Mechanismen auftretende Beschleunigung eine Verformung (oder Verlagerung) der einzelnen Bauteile zur Folge, so daß in der Transport­ stangenbetätigung Fehler in bezug auf die betriebliche Verlagerung der Steuerkurven auftreten können. Aus diesen Gründen tritt an den Transportstangen und im Betätigungs­ system Schwingung auf. Außerdem muß der Förderer dreidi­ mensionale Arbeitsfunktionen ausführen, was sich bei die­ sem Förderer als problematisch erweist und ein großes Gewicht für die einzelnen Betätigungssysteme (Spann-, Hub- und Vorschubsysteme) bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines me­ chanischen Umsetzförderers mit einer aus einer einzigen Nockenwelle bestehenden Antriebseinheit, wodurch der Um­ setzförderer verringertes Gewicht und zudem einen verein­ fachten Aufbau erhält, so daß damit eine genaue und zügige oder ruckfreie Arbeitsweise gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem mechanischen Umsetzförderer, umfassend zwei im wesentlichen parallele Transportstangen, an denen jeweils mindestens ein Paar einander zugewandter Klauen vorgesehen ist, und einen in ein Förderer-Gehäuse, das über den Transportstangen angeordnet ist, eingebauten Mechanismus zum Bewegen der Transportstangen in drei Richtungen, von denen jede im wesentlichen senkrecht zu den beiden anderen Richtungen liegt, zwecks Herbeiführung einer zyklischen Bewegung der Transportstangen in der Weise, daß jedes Klauenpaar einen Gegenstand zu verspannen, ihn anzuheben, vorzuschieben, abzusenken und freizugeben vermag, um damit Gegenstände aufeinanderfolgend von einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle zu überführen bzw. umzusetzen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Me­ chanismus eine im Förderer-Gehäuse drehbar gelagerte Steuerkurven- oder Nockenwelle, die eine erste Steuer­ kurve, zwei zweite Steuerkurven oder Nocken sowie zwei dritte Steuerkurven oder Nocken trägt, eine Einrichtung zum Antreiben der Nockenwelle, einen ersten Kurvenhebel, der an seinem einen Ende einen mit der ersten Steuer­ kurve zusammenwirkenden Kurvenfühler trägt und an seinem anderen Ende drehbar mit einer parallel zur Nockenwelle verlaufenden Stange verbunden ist, zwei so um die beiden Enden der Stange herum angeordnete Lagerelemente, daß sie eine Bewegung in Axial- und Seitenrichtung relativ zur Stange durchzuführen vermögen, zwei Hubführungen, die jeweils am oberen Ende mit dem betreffenden Lagerelement verbunden sind und an ihrem unteren Ende je ein Lager für die verschiebliche Lagerung der betreffenden Transport­ stange tragen, zwei Hubführungs-Träger, die jeweils ver­ schieblich im Förderer-Gehäuse für eine Bewegung parallel zur Nockenwelle geführt oder gelagert sind und in denen die jeweiligen Hubführungen lotrecht verschiebbar geführt bzw. gelagert sind, zwei zweite Kurvenhebel, die in Ab­ hängigkeit von der Wirkung des zweiten Nockens (Nocken­ paars) die jeweiligen Hubführungs-Träger betätigen, und zwei dritte Kurvenhebel aufweist, die jeweils am einen Ende einen mit dem dritten Nocken(paar) zusammenwirkenden Kurvenfühler tragen und am anderen Ende über einen Lenker mit der betreffenden Transportstange verbunden sind.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt längs der Linie I-I in Fig. 2 durch einen mechanischen Umsetzförderer gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 durch einen wesentlichen Teil des Umsetzförderers und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts von Transportstangen.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen einen dreidimensionalen mechanischen Umsetzförderer gemäß der Erfindung im Quer­ schnitt mit abgenommenem Gehäusedeckel bzw. in Seitenan­ sicht im lotrechten Schnitt. Ein Förderer-Gehäuse 2 ist dabei mit Hilfe von Schraubbolzen o.dgl. an einem Pressen­ rahmen 1 befestigt, und im Gehäuse 2 ist eine dieses durchsetzende Steuerkurven- oder Nockenwelle 2 drehbar gelagert. Im Inneren des Gehäuses 2 sind mittels einer Keilfederverbindung o.dgl. zwei Zwangssteuer-Stirnflächen­ kurven (Spannsystemkurven) 4 a, 4 b an der Nockenwelle 3 befestigt. Zwischen diesen Spannsystemkurven sitzen auf der Nockenwelle zwei Sätze von Vorschubsystemkurven- oder -nockenpaaren 5 a, 5 b sowie zwei Hubsystemkurven oder -nocken 6 a, 6 b.

Unterhalb und auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 sind zwei parallele Transportstangen (feed bars) 27 an­ geordnet, an denen jeweils mehrere einander gegenüber­ stehende und voneinander beabstandete Halteklauen 34 (Fig. 4) in der Weise angebracht sind, daß zu überführen­ de Gegenstände oder Werkstücke zwischen ihnen gleich­ zeitig verspannbar, anhebbar oder vorschiebbar sind. Ge­ mäß Fig. 2 ist jede Transportstange 27 am unteren Ab­ schnitt einer Hubführung 24 durch ein Schub- oder Druck­ lager 26 axial verschiebbar geführt, während das hintere Ende der jeweiligen Transportstange 27 über einen Lenker 28 mit einem von zwei Vorschubhebeln 7 a, 7 b, d.h. dem Vor­ schubhebel 7 a, verbunden ist. Die beiden Vorschubhebel 7 a, 7 b sind mit Hilfe von Lagern am (oder im) Förderer- Gehäuse 2 gelagert und stehen in Andruckberührung mit den Vorschubsystemnocken 5 a, 5 b. Die Vorschubhebel 7 a, 7 b sind am einen Ende jeweils mit einer Rolle 10 a bzw. 10 b ver­ sehen, wobei diese Rollen durch zwischen die Vorschub­ hebel 7 a, 7 b eingefügte konische Tellerfedern oder Druck­ federn 8 mit den Vorschubsystemnocken 5 a, 5 b in Andruck­ berührung gehalten werden. Eine Einstellschraube 9 dient zum Einstellen des Federdrucks der Druckfeder 8, und die Vorschubhebel 7 a, 7 b sind auf einem (einer) Drehzapfen­ oder -achse 29 schwenkbar gelagert. Bei der Drehung der Nockenwelle 3 ist somit jeder Vorschubhebel um das Zen­ trum des Drehzapfens 29 herum verschwenkbar.

Die Hubführung 24 ist in einem hohlen Hubführungs-Träger 25 (Spannbetätigungselement) geführt. Am oberen Ende der Hubführung 24 ist ein rechteckiger Lagerkasten 36 ange­ bracht, der eine rechteckige Öffnung aufweist und in wel­ chem das betreffende Ende einer parallel zur Nockenwelle 3 verlaufenden Stange 19 auf noch zu beschreibende Weise mittels Lagern und eines Gleitstücks (slider) gehalten bzw. geführt ist. Gemäß den Fig. 1 und 3 ist die Stange 19 unter Zwischenfügung von Lagern 20 in das eine Ende eines (11 a) von zwei Hubhebeln 11 a, 11 b eingesetzt, die mittels Lagern am (oder im) Gehäuse 2 so gelagert sind, daß sie mit den Hubsystemnocken 6 a, 6 b in Andruckberührung stehen. Beide axiale Enden einer Stange 19 weisen jeweils gemäß Fig. 2 einen rechteckigen Querschnitt auf und sind über Gleitlager 21 durch ein Gleitstück 22 gelagert bzw. geführt. Das Gleitstück 22 ist seinerseits im Lagerkasten 36 durch Gleitlager 23 gelagert oder geführt, die sich an Ober- und Unterseiten des Gleitstücks 22 befinden und dieses in die Lage versetzen, sich bei der Schwenkbewegung des Hubhebels 11 a gegenüber dem Lagerkasten 36 waagerecht über eine (kleine) Strecke x zu bewegen. Die axialen Enden der Stange 19 besitzen dabei zumindest eine für einen Spannhub ausreichende Länge. Gemäß Fig. 2 weisen die Hubhebel 11 a, 11 b, ähnlich wie die beschriebenen Vorschub­ hebel, jeweils am einen Ende eine Rolle 14 a bzw. 14 b auf, wobei diese Rollen 14 a, 14 b durch eine zwischen die bei­ den Hubhebel 11 a, 11 b eingefügte konische Teller- oder Druckfeder 12 gegen die Hubsystemnocken 6 a, 6 b angedrückt werden. Eine Einstellschraube 13 dient zum Einstellen des Federdrucks der Druckfeder 12. Bei 30 und 31 sind Drehzapfen oder -achsen für die Lagerung der Hubhebel 11 a bzw. 11 b dargestellt. Bei Drehung der Nockenwelle 3 kann somit jeder Hubhebel unter der Wirkung des betreffen­ den Nockens um das Zentrum des Drehzapfens 30 bzw. 31 herum schwingen. Der von den axialen Enden verschiedene Mittelteil der Stange 19 besitzt einen kreisrunden Quer­ schnitt. Die Stange 19 ist in Axialrichtung unverschieb­ bar angeordnet, aber in dem am einen Ende des Hubhebels lla vorgesehenen Lager 20 drehbar.

Der Hubführungs-Träger 25 besitzt im wesentlichen einen hohlen T-förmigen Querschnitt, und er ist an den beiden Flanschteilen 25 a, 25 b seiner T-Form über Rollen im Förderer-Gehäuse 2 für eine Bewegung parallel zur Nocken­ welle 3 gelagert und geführt. Ein Spannhebel 15 ist in seinem Mittelbereich auf einem (einer) lotrechten Dreh­ zapfen oder -achse 17 im Gehäuse 2 drehbar gelagert und an seinem einen Ende mit Rollen 16, die an der Zwangs­ steuer-Stirnflächenkurve 4 a bzw. 4 b angreifen, und an seinem anderen Ende mit einer am Träger 25 angreifenden Rolle 18 versehen, die in eine im Flanschteil des Hub­ führungs-Trägers 25 ausgebildete Ausnehmung eingreift. An den aus dem Gehäuse 2 herausragenden Teilen der Hub­ führungen 24 und an den Halte- oder Lagerteilen der Trans­ portstangen 27 sind jeweils Staubschutz-Balgen 32 bzw. 33 angebracht. Die Verbindungen zwischen dem Lenker 28 und der Transportstange 27 einerseits sowie zwischen dem Lenker 28 und dem Vorschubhebel 7 a andererseits sind mittels Kugelgleitlagern hergestellt, um eine reibungs­ arme und spielfreie Bewegung des Lenkers zu gewährleisten. Das Förderer-Gehäuse mit dem beschriebenen Aufbau dient zur Lagerung (to hold) des einen Endes jeder Transport­ stange 27, deren andere Enden auf ähnliche Weise in einem weiteren, ähnlichen Förderer-Gehäuse gelagert sind, das lediglich nicht den Antriebsmechanismus für das Vorschub­ system, d.h. Nocken 5 a, 5 b, Vorschubhebel 7 a, 7 b sowie Lenker 28, enthält.

Wenn im Betrieb die Nockenwelle 3 durch einen nicht dar­ gestellten, außerhalb des Förderer-Gehäuses angeordneten Antrieb in Drehung versetzt wird, werden die Transport­ stangen 27 über die Lenker 28 mittels Betätigung durch die Vorschubsystemnocken 5 a, 5 b und die Vorschubhebel 7 a unter Halterung oder Führung durch die Hubführungen 24 zur Durchführung einer Vorschubbewegung axial verschoben. Mittels der Zwangssteuer-Stirnflächenkurven 4 a, 4 b und der Spannhebel 15 des Spannsystems werden die die Hub­ führung tragenden Träger 25 in einer Richtung parallel zur Nockenwelle 3 und auch zur Stange 19 bewegt, während die Lagerkästen 36 an den oberen Enden der Hubführungen 24 zusammen mit den Gleitlagern 21, 23 und den Gleit­ stücken 22 längs der axialen Enden der Stange 19 gleiten. Dabei bewegen sich die Hubführungen 24 gemeinsam mit den Transportstangen 27 seitlich, wobei sich die die Trans­ portstangen 27 mit den Vorschubhebeln 7 a verbindenden Lenker 28 schrägstellen und die Vorschubhebeln 7 a zu einer Verdrehbewegung im Uhrzeigersinn mitnehmen. Die Vorschubsystemnocken 5 a, 5 b sind mit Kurven- oder Nocken­ wirkflächen versehen, welche die Vorschubhebel 7 a sich in dieser Richtung im Uhrzeigersinn drehen bzw. ver­ schwenken lassen, und zwar über eine solche vorbestimmte Strecke, daß sich die Verbindungspunkte zwischen den Vor­ schubhebeln 7 a und den Lenker 28 in Längsrichtung der Transportstangen 27 verschieben und diese bei den Spann­ und Hubbewegungen geradeführen (to rectify). Die Zwangs­ steuer-Stirnflächenkurven 4 a, 4 b sind jeweils so ausge­ bildet, daß die beiden Transportstangen 27 auf beiden Seiten des Förderer-Gehäuses 2 zur Durchführung des Ein­ spannens und Ausspannens des Werkstücks in beiden Rich­ tungen aufeinander zu bzw. auseinander verschiebbar sind.

In Abhängigkeit von der Wirkung der Hubsystemnocken 6 a, 6 b und der Hubhebel 11 a, 11 b während der Drehung der Nockenwelle 3 schwingt die vom Hubhebel 11 a mitgenommene Stange 19 um den Drehzapfen 30 des Hubhebels 11 a herum aufwärts und abwärts. Bei der Aufwärts/Abwärtsbewegung der Stange 19 können sich die an deren Enden angeordneten Gleitstücke 22 über ein kleines Stück (Strecke x) gegen­ über den Hubführungen 24 waagerecht bewegen. Auf diese Weise wird die waagerechte Verschiebung der schwingenden Stange 19 aufgefangen, wenn die Hubführungen 24 in den Trägern 25 aufwärts und abwärts gleiten, um die Hubbe­ wegungen der Transportstange 27 durchzuführen (to transact). Zur Ermöglichung der genannten Verschiebung über die Strecke x ist gemäß Fig. 1 ein Spalt oder Zwischenraum 35 zwischen dem Gleitstück 22 und dem Lagerkasten 36 vor­ gesehen.

Da beim erfindungsgemäßen Umsetzförderer alle Steuerkurven bzw. Nocken für die Einleitung der jeweiligen Spann-, Hub- bzw. Vorschubbewegungen auf einer gemeinsamen Steuer­ kurven- oder Nockenwelle montiert sind, die ihrerseits durch einen einzigen Antrieb angetrieben wird, ist der Gesamtaufbau der Anordnung entsprechend vereinfacht. Da aufgrund der Anordnung mehrerer Nockenpaare jede beliebige Betätigung durchgeführt werden kann und die Kurvenaus­ lenkungen nicht durch Torsions- bzw. Drehelemente, wie Zahnräder oder Schnecken, auf eine Betätigungswelle über­ tragen werden, sind der Aufbau der Anordnung weiter ver­ einfacht und die Steifheit der betreffenden Systeme weiter verbessert. Was das Gewicht der jeweiligen Betätigungs­ systeme angeht, so beinhalten die Transportstangen nur das Gesamtgewicht des Vorschubsystems, wobei im Hub­ system das Gesamtgewicht der Hubführungen, des Lager­ kastens 36 und der Gleitstücke 32 zum Gewicht der Trans­ portstangen hinzukommt und im Spannsystem auch das Ge­ wicht der Träger 25 zum Gewicht des Hubsystems hinzu­ kommt; infolgedessen können die Betätigungsabschnitte im Vergleich zur bisherigen Konstruktion ein deutlich verringertes Gewicht besitzen. Es ist somit ersichtlich, daß das (Gesamt-)Spiel zwischen den Verbindungen durch Minimierung der Zahl der Bauteile verkleinert ist und alle Verschleißabschnitte vermieden sind.

Claims (2)

1. Mechanischer Umsetzförderer, umfassend zwei im wesent­ lichen parallele Transportstangen, an denen jeweils mindestens ein Paar einander zugewandter Klauen vorge­ sehen ist, und einen in ein Förderer-Gehäuse, das über den Transportstangen angeordnet ist, eingebauten Me­ chanismus zum Bewegen der Transportstangen in drei Richtungen, von denen jede im wesentlichen senkrecht zu den beiden anderen Richtungen liegt, zwecks Herbei­ führung einer zyklischen Bewegung der Transportstangen in der Weise, daß jedes Klauenpaar einen Gegenstand zu verspannen, ihn anzuheben, vorzuschieben, abzu­ senken und freizugeben vermag, um damit Gegenstände aufeinanderfolgend von einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle zu überführen bzw. umzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine im Förderer-Gehäuse drehbar gelagerte Steuerkurven- oder Nockenwelle, die eine erste Steuerkurve, zwei zweite Steuerkurven oder Nocken sowie zwei dritte Steuer­ kurven oder Nocken trägt, eine Einrichtung zum Antrei­ ben der Nockenwelle, einen ersten Kurvenhebel, der an seinem einen Ende einen mit der ersten Steuerkurve zu­ sammenwirkenden Kurvenfühler trägt und an seinem anderen Ende drehbar mit einer parallel zur Nockenwelle ver­ laufenden Stange verbunden ist, zwei so um die beiden Enden der Stange herum angeordnete Lagerelemente, daß sie eine Bewegung in Axial- und Seitenrichtung re­ lativ zur Stange durchzuführen vermögen, zwei Hub­ führungen, die jeweils am oberen Ende mit dem betreffen­ den Lagerelement verbunden sind und an ihrem unteren Ende je ein Lager für die verschiebliche Lagerung der betreffenden Transportstange tragen, zwei Hubführungs- Träger, die jeweils verschieblich im Förderer-Gehäuse für eine Bewegung parallel zur Nockenwelle geführt oder gelagert sind und in denen die jeweiligen Hub­ führungen lotrecht verschiebbar geführt bzw. gelagert sind, zwei zweite Kurvenhebel, die in Abhängigkeit von der Wirkung des zweiten Nockens (Nockenpaars) die je­ weiligen Hubführungs-Träger betätigen, und zwei dritte Kurvenhebel aufweist, die jeweils am einen Ende einen mit dem dritten Nocken(paar) zusammenwirkenden Kurven­ fühler tragen und am anderen Ende über einen Lenker mit der betreffenden Transportstange verbunden sind.

2. Umsetzförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange an ihren beiden Endabschnitten je einen rechteckigen Querschnitt aufweist und jedes Lagerele­ ment ein rechteckiges Gleitstück, das axial verschieb­ bar auf den betreffenden Endabschnitt der Stange auf­ gesetzt ist, und einen mit dem oberen Ende der Hub­ führung verbundenen rechteckigen Lagerkasten umfaßt, welcher das Gleitstück mit Abständen zu seinen Seiten­ flächen umschließt und damit relativ zum Gleitstück seitlich verschiebbar ist.