DE3728296C2 - Werkstückträger-Gestell - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkstückträger-Gestell nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Werkstückträger-Gestell mit auswechselbaren Kassetten zur Lagefixierung bzw. Distanzierung von Werkstücken ist aus der DE-OS 35 27 956 bekannt. Es weist quer zur Achse ihrer zur Aufnahme unterschiedlicher Werkstücke ausgebildeten Kassetten-Rahmen bügelför­ mige Trennelemente auf, welche in skalenartig beabstandete Schlitze in vom Gestell getragenen Wechselkassetten abstandsvariabel einsetz­ bar sind. Für Räder und Wellen mit entsprechend großen Durchmessern sind Kassetten vorgesehen mit prismenförmig angeordneten Auflagehol­ men-Ausbildungen. Kleinere Wellen finden auf den prismenförmigen Einschnitten der oben offenen bügelförmigen Trennelemente selbst noch geeignete Auflagemöglichkeit.

Dieser bekannten Art der Lagerfixierung der Werkstücke in den Transport-Kassetten fehlt noch eine Möglichkeit, gleichbleibende Werkstückposition auch dann sicherzustellen, wenn z. B. Teile mit unterschiedlichen Außenabmessungen einzusortieren sind, aber unver­ ändert gleiche Kassetten-Unterteilungen beibehalten bleiben sollen.

Dies ist z. B. der Fall, wenn sowohl Rohteile als auch daraus gefer­ tigte Endmaß-Teile zu verwenden sind. Aufgrund der unveränderlichen Abstände der die Trennelemente festhaltenden Schlitze ergab sich bisher entweder nur eine unzureichende Rüttelsicherung, wenn kleinere Maße auftraten, oder bei größeren Maßen ergaben sich Verklemmungen. Sowohl die Lockerung als auch die ungenaue Positionierung der Werk­ stücke erschwerte nicht nur den Einsatz von Robotern, sondern konnte beim Transport auch Werkstückschäden hervorrufen. Die bügelförmigen Trennelemente eigneten sich auch nur unvollkommen als Widerlager bzw. zum Festhalten leichterer, insbesondere stehender scheibenförmiger Teile. Selbst bei größeren Scheiben war die Kippstabilität mit den bügelförmigen Trennelementen oftmals nicht ausreichend sicherstell­ bar, wenn deren Baulänge zu große Abstände zu den nächstliegenden Trennelementen ergab. Zudem bestand keine Möglichkeit, auch liegend Scheiben abstandssicher in Kassetten gleicher Konzeption zusammen­ zufassen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Werkstückträger-Gestell nach dem Gattungsbegriff und den kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch die flexible Anordnung der Trennwände können unterschied­ liche Werkstücke wie z. B. Wellen, Scheiben bzw. radförmige Teile in der Transportkassette untergebracht werden, wobei die Blattfeder dafür sorgt, daß die Werkstücke gegen einen Anschlag in Anlage ge­ bracht und einseitig rüttelfest geklemmt werden. Somit ist sowohl für rohe als auch für fertige Teile ein identischer Teileabstand und eine unveränderte Bezugsposition gesichert.

Den Unteransprüchen 2 bis 9 sind vorteilhafte bauliche Ausge­ staltungen des Gegenstandes nach dem Hauptanspruch zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachfolgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Werkstückträger- Gestell mit eingelegten wellenförmigen und scheibenförmigen Werkstücken.

Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein mit drei verschiedenen Kassetten bestücktes Werkstückträger- Gestell.

Fig. 4 zeigt die Befestigung einer Trennwand bei der plattenförmigen Kassette.

Fig. 5 zeigt ein als Druckgußteil gefertigtes Trennwand- Element in Vorderansicht.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt von Fig. 5.

Fig. 7 zeigt einen als einstückige Blattfeder gefertigtes Trennwand-Element in Vorderansicht.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht zu Fig. 7.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt zu Fig. 7.

In Fig. 1 trägt ein Rechteck-Grundriß aufweisendes Grundgestell 1.1 mit einem dessen Stützen 2.1 verbindenden Auflage-Rahmen 3.1, z. B. aus Quadratrohr, sowie ein prinzipgleich konstruiertes aber niedrigere Stützen 2.2 aufweisendes, auf das Grundgestell 1.1 aufgesetztes Stapelgestell 1.2. Die Stützen 2.1 bzw. 2.2 können untereinander mittels weiterer unterhalb der Auflage-Rahmen 3.1 bzw. 3.2 vorgesehener Verstrebungs-Rahmen 3.3 bzw. 3.4 versteift werden. Die Stützen 2.1 und 2.2 sind oben mit Zentrierkegeln 2.3 und Aufsetzkanten 2.4 sowie unten mit nicht sichtbaren Zentrierbohrungen versehen. In jeweils gleichem Abstand unter der jeweiligen Absetzkante 2.4 haben die Gestelle 1.1 und 1.2 je einen Rahmen 3.1, 3.2 ebenfalls aus Quadratrohr. An dessen Stirnseiten zwischen je zwei Stützen 2 sind darauf mehrere parallel angeordnete Transportkassetten 4 abgestützt, die mit ihren Auflageprofilen 4.1 von oben in die Rahmen 3.1 bzw. 3.2 eingesetzt sind. Die Kassetten bestehen im wesentlichen aus den stirnseitigen Auflageprofilen 4.1 und diese quer zur Gestell- Hauptachse paarweise in gewissem Abstand verbindenden Auflageprismen 4.2. Die laterale Position der Kassetten 4 im jeweiligen Gestell 1.1 bzw. 1.2 wird einerseits bestimmt durch die mit Einführungs-Aufbiegungen versehenen und in den Rahmen 3.1 bzw. 3.2 einsetzbaren Unterschenkel der aus Winkelprofilen gestalteten stirnseitigen Auflageprofile 4.1. Deren Oberseiten können mit Handgriffen 4.3 versehen sein. Die axiale Fixierung der Kassetten 4 im Gestell 1.1 bzw. 1.2 ist z. B. erreichbar durch Einrastung von nicht gesondert dargestellten Nocken an der Unterseite ihrer Auflageprofile 4.1 in nutenförmiger Aussparung in den Traversen 3.1 bzw. 3.2 oder aber durch seitliches Anstoßen der Auflageprofile 4.1 verschiedener Kassetten 4 aneinander bzw. an den Säulen 2.1 oder 2.2. Die Auflageprismen 4.2 sind im Beispiel durch mit der Spitze nach oben weisende Winkel- oder U-Profile verschweißt. In die Firstkante der Auflageprismen 4.2 sind wiederum mehrere nutenförmige Ausnehmungen 4.4 als Rastierungsschlitze eingearbeitet, in welche quer zwischen die Auflageprismen 4.2 einsetzbare Trennelemente 5.1, 5.2 passen. Somit kommen je nach Abmessungen der in der Kassette 4 beim Transport festzuhaltenden Werkstücke W in einer gleich kurzen Entfernung zu deren Stirnseiten bzw. zu anderen Anlageflächen identische Positionierungen zustande. Die Trennelemente 5 können sowohl als nach unten auskragende Bügel an sich bekannter Art zum Auflegen wellenförmiger Teile mit gegenüber dem Parallelabstand der Auflageprismen 4.2 kleineren Abmessungen ausgeführt sein, als auch erfindungsgemäß als mit Federn versehenen Trennwänden 5.2. Beide Arten bilden zwischen den Auflageprismen 4.2 zuverlässig befestigbare axiale Unterteilungen mit gleichen freien Abständen A der Werkstücke W untereinander. Damit ist der schnelle Zugriff mit Handhabungs- Greifern jederzeit störungsfrei möglich und es kann wegen der exakten Ablagegeometrie die jeweils wiederholbare freie Position vom Handhabungs-Greifer auch problemlos schnell wieder gefunden werden. Der stets gleiche Abstand vermindert zudem die Kollisionsgefahren bei Einsatz und Entnahme der Werkstücke. Bei Ausführung als federnde Trennwand 5.2 können die Trennelemente 5 mit einer oder mehreren in Hauptachsrichtung der Transport- Kassette 4 unter einem vorgebbaren Winkel B abgespreizten Blattfedern 6 versehen sein, welche das Werkstück W gegen einen ungefederten Anschlag auf der anderen Seite der Werkstücke andrückt. Wenn ein wellenförmiges Werkstück in die Aufnahmeprismen 4.2 eingesetzt ist, wird seine Stirnseite von solchen Federn 6 belastet und kann es allenfalls mit seiner Gegenseite gegen die federlose Seite einer entsprechend nah eingesetzten weiteren Trennwand 5.1 bzw. 5.2 oder gegen das Auflageprofil 4.1 der Kassette 4 rutschen, aber nicht mehr beliebig hin- und herwandern.

Bei Verwendung in Reihe angeordneter Trennwände 5 für z. B. scheiben- oder radförmige Werkstücke (in Fig. 1/2 in der unteren Kassette 4 dargestellt) stützt je eine Feder 6 jedes Werkstück W gegen die federlose Rückwand je einer unnachgiebig eingerasteten Trennwand 5.2 und sichert dabei einen gleichen Mindestabstand A der Werkstücke W untereinander, wie er z. B. zur Entnahme der Werkstücke mittels eines Roboter-Greifers erforderlich ist. Gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen der Trennwände 5 mit den durch einen Greifer bewegten Werkstücken W sind die Trennwände 5 an ihrem unteren Rand mit einer Öse bzw. Bohrung 7 versehen, durch welche eine im bzw. unter dem Rahmen der Kassetten 4 festlegbare Drahtstange 8 hindurchgefädelt sein kann. Damit können die Trennwände 5 in ihrer Soll-Position unverlierbar festgehalten und die Werkstücke W stets zur gleichen Seite hin auf Anschlag und damit exakt wiederholgenau placiert bzw. sortiert werden.

Wie auch in Fig. 2 erkennbar, sind auf den oberen Rahmen 3.2 der Stapelkassetten 4 oben wellenförmige Werkstücke W2 so gelagert, daß der kleinere Wellendurchmesser in einen prismenförmigen Einschnitt 5.3 einer federlosen bügelförmigen Trennwand 5.1 oder bei genügend großem Durchmesser wie im unteren Rahmen 3.1 zwischen die Auflageprismen 4.2 als Bettung zu liegen kommt. Gegen eine Stirnfläche des Werkstückes W drückt eine Blattfeder 6 an, die an einer Trennwand 5.2 befestigt ist, deren Oberkante 10 vorzugsweise etwas oberhalb der Achse des Werkstückes W2 verläuft. In Fig. 1 ist noch zu erkennen, daß jeweils Federn 6 der einen stirnseitigen Trennwand 5.2 in Richtung des Werkstückes 6 von der Trennwand 5.2 abgespreizt sind, während eine weitere Trennwand 5.2 gleicher Art vor der gegenüberliegenden Stirnseite des Werkstückes W mit ihrer federlosen Rückwand als unnachgiebiges Widerlager dient. Sie ist dazu mit einer vom Werkstück W wegweisenden Feder eingesetzt. Bei scheibenförmigen Werkstücken W1, wie im unteren Grundrahmen 3.1 dargestellt, ist die Verwendung von bügelförmigen Trennelementen 5.1 unnötig, jedoch können auch bei den federnden Trennwänden 5.2 kleinere Aussparungen 5.3 am oberen Rand, z. B. als Zentrierkimme, zur Kontrolle auf jeweils seitenrichtige Anordnung aller Trennwände 5.2 vorgesehen sein.

Im Beispiel der Fig. 2 ist zur besseren Verdeutlichung die als Handgriff 4.3 bezeichnete Winkel-Aufkantung der Stirnseite der Kassette 4 an der Vorderansicht weggelassen. So erkennt man besser die Form der Auflageprismen 4.2 und die durch sie und die Bohrungen 7 in den Trennelementen 5.1 und 5.2 hindurchgeführten Drahtstangen 8 zur Höhenfixierung der Trennwände 5.1 und 5.2. Auf der Außenseite des die Stützen 2.1 bzw. 2.2 verbindenden Auflage-Rahmens 3.2 oder an verschiedenen, im Stapel übereinander zu liegen kommenden Stellen sind Ausklinkungen 3.5 vorgenommen, durch welche ein einfacher, hier nicht gezeigter Hakengreifer eines Roboters bzw. Handhabungs-Gerätes seitlich sicher geführt, einzelne oder mehrere übereinandergestapelte Gestellrahmen 1.1 bzw. 1.2 jeweils an gegenüberliegenden Stellen zuverlässig untergreifen kann. Weiterhin kann auf der Außenseite der zwecks zuverlässiger Ablaufmöglichkeit für Waschflüssigkeit oder dergleichen zum Teil unten offenen Traversen 3.1 bzw. 3.4 noch eine Aufschrift oder ein Typenschild angebracht sein, womit z. B. die Art der Rastierung der Trennwand-Anordnungen mit einem computergerechten Code festgeschrieben wird.

In Fig. 3 und 4 sind zwecks besserer Erklärbarkeit in einer Draufsicht drei verschieden bestückte Kassetten 4 in einem gemeinsamen Rahmen 3.2 eingesetzt dargestellt. In der Praxis wird man in der Regel allerdings pro Rahmen auch gleiche Bestückungsarten vorsehen. In Kassette 4/W1 sind scheibenförmige Werkstücke W1 zwischen den Auflageprismen 4.2 stehend angeordnet.

In Kassette 4/W2 sind auf von bügelförmig geformten Trennelementen 5.1 gebildeten prismenförmigen Bettungen wellenförmige Werkstücke W2 ebenfalls liegend angeordnet. In Kassette 4/W3 sind auf palettenartigen, flachem Boden 4.5 scheibenförmige Werkstücke W3 liegend angeordnet.

In allen Fällen werden die Werkstücke W durch Federn 6 gegen einen entsprechenden benachbarten Festanschlag angedrückt, der hier durch die federlose Rückseite der jeweils nachfolgenden Trennwand 5.2 gebildet wird, die durch Einrastung in die nutenförmigen Ausnehmungen 4.4 der Auflageprismen 4.2 bzw. des Bodens 4.5 unverschieblich gehalten werden. In Fig. 3 ist durch eine Zahlenskala am linken Rahmen angedeutet, daß hier 35 Rastierungen pro Kassette 4 vorgesehen sind, deren jeweilige Bestückungs-Anordnung mit Trennwänden in der Praxis mit ähnlichen Numerierungen an allen Kassetten und Rahmen markiert wird. Dünne Maßlinien auf den Kassetten 4 zeigen in der Zeichnung, daß alle Rastierungsschlitze 4.4 in einem Koordinatensystem stets genau längs und quer fluchten. Bei Kassette 4 mit flachen Böden 4.5 ist nur jeweils ein Schlitz pro Trennwand 5.2 notwendig. Unter dem Boden 4.5, der durch Abkantungen seiner Ränder 4.6 sowie einen untergeschweißten, mit der Spitze nach oben weisenden Winkel 4.7 biegesteif ausgeführt sein kann, ist ebenfalls eine Stange 8 durch in entsprechend angeordneten Zungen der Trennwände 5.2 vorgesehenen Bohrungen 7 hindurchsteckbar, um das Herausziehen der Trennwände aus 5.2 beim Entnehmen der Werkstücke W zu verhindern.

In Fig. 5 und 6 ist ein bevorzugtes Beispiel einer für Massenfertigung vorgesehenen Trennwand 5.2 dargestellt. Knapp unter deren oberem Rand 10 sind in das Druckgußstück flache Vertiefungen 11 eingearbeitet, in denen ein Schlitz 12 zur Aufnahme der Federn 6 vorgesehen ist. Durch diesen Schlitz 12 ist der obere Rand der jeweiligen Blattfeder 6 auf die mit der Vertiefung 11 versehene Seite der Trennwand 5.2 hindurchgesteckt und gegen die Trennwand 5.2 mit Nieten 13 befestigt. Deren Köpfe bleiben in der Vertiefung 11 oder zwischen Verrippungen abgedeckt, so daß beim Einschieben der Werkstücke W zwischen die verschiedenen Trennwände 5.2 keine Kollision mit Nietenköpfen oder anderen Vorsprüngen stattfinden kann. Kollisionen werden hier außerdem verhindert, weil im Bereich des oberen Randes 10 der Trennwände 5.2 noch eine Anschrägung 9 in Richtung von den Köpfen der Nieten 13 wegweisend vorgesehen ist. Die Feder 6 ist auf der der Vertiefung 11 gegenüberliegenden Seite mit mindestens etwa 20 Grad aus der Senkrechten nach unten bzw. zur Seite von der Trennwand 5.2 wegweisend abgespreizt. An ihrem etwa in halber Höhe der Trennwand 5.2 gelegenen unterem freiem Ende hat die Feder 6 eine Abrundung 14, um sowohl Schäden durch zu stark schabendes Entlangstreifen von aus der Kassette 4 herauszuziehenden Werkstücken W zu vermeiden, als auch, um das Einschieben von Werkstücken W in die zwischen den Trennwänden 5 vorgesehene Zwischenräume nicht zu erschweren. Der Spreizwinkel B der Feder kann je nach Bedarfsfall in einem weiten Bereich, etwa bis ca. 60 Grad aus der Senkrechten vorgesehen sein, um ein möglichst großes Teilespektrum verschieden breiter Werkstücke W mit gleichen Trennwand-Elementen 5.2 sichern zu können. Beidseits der Mitte der Trennwand 5.2 und unterhalb des Endes der Feder 6 beginnt in der Trennwand 5.2 je eine Seitenschräge 15 mit je einer den Auflageprismen 4.2 entsprechenden Aussparung 16 knapp unter der Bohrung 7 für die Sicherungs-Drahtstange 8. Der untere Rand 17 ist beidseitig durch parallele Anschlagskanten begrenzt, mit denen die waagerechte Lage im Einbauzustand fixiert wird. Die weitere Fläche der Trennwand 5.2 ist mit gewichtssparenden Durchbrüchen 5.4 versehen, welche auch durch Lage, Form und Anzahl eine Identitäts-Kontrolle erleichtern, wenn z. B. unterschiedliche Anzahlen oder Ausführungen von Federn vorgesehen werden. - Am oberen Rand 10 können prismenförmige Ausnehmungen 5.3 vorgesehen sein, welche z. B. als Zentrierkimme zur Ausrichtungskontrolle oder als zusätzliches Auflageprisma dienen können. In der Zeichnung ist die Ausnehmung 5.3 nur vorgeprägt dargestellt und könnte dann je nach Bedarf erst bei definitivem Einsatz durch Ausbrechen des verbliebenen dünnen Wandmaterials geöffnet werden.

In Fig. 7, 8, 9 ist eine z. B. für viele genau gleiche Einbauverhältnisse diskutable Alternative für die Trennwand 5.2 aufgezeigt, bei welcher Feder und Wand einstückig ausgeführt sind. Um dabei eventuell eine Verwendung in den gleichen Rastierungsschlitzen 4.4 wie bei den dickeren, z. B. aus Druckguß gefertigten Trennwand-Elementen 5.2 zu ermöglichen, können diese direkt aus dem Federmaterial herausgeformten Trennwand- Elemente 5.2 mit Ausbiegungen oder Umreifungen etc. zwecks Verstärkung ihres Randes im Bereich der Schlitzränder versehen sein.

Durch unterschiedliche bzw. unsymmetrische Anordnung der Zentrierkegel 2.3 und Aufsetzkanten 2.4 an den Stützen 2.1 bzw. 2.2 und mittels der Ausklinkungen 3.5 für die Greiferführungen kann erreicht werden, daß die Stapelrahmen stets in absolut identischer Weise und richtungsunverwechselbar aufeinandergesetzt sein müssen. Die damit und durch die Rastierungs-Geometrie erreichte mathematisch exakt erfaßbare Positionierung jeder Zugriffsstelle eines jeden Werkstückes W in dem gesamten Stapel solcher baugleicher Werkstückträger-Gestelle ermöglicht eine konsequente Anwendung sogenannter NC-codierter Handhabungssysteme, ohne daß ein Wechsel der Einteilungen für roh- und fertig­ bearbeitete Werkstücke erforderlich wird.

Claims (9)

1. Werkstückträger-Gestell, zur abstandsgleichen Teilefixierung mittels in stapelbare Rahmen (1.1, 1.2) eingesetzter Kassetten (4),

• - in deren Auflageteile (4.2 bzw. 4.5) skalenartig angeordnete Rastierungsschlitze (4.4) zum abstandsvariablen Einsetzen von Trennelementen (5) quer zur jeweiligen Achse der Kassette (4) eingearbeitet sind,
  dadurch gekennzeichnet, daß pro Werkstück (W) eine Trennwand (5.2) als Trennelement (5) vorgesehen ist, an der
• - eine Blattfeder (6) befestigt ist, welche im unbelasteten Zu­ stand einen Winkel (B) von etwa maximal 60° mit der Trennwand einschließt und
• - mit der das Werkstück (W) in Richtung der Hauptachse der Kasset­ te (4) gegen einen weiteren Anschlag der Kassette (4) oder des Rahmens (1.1 bzw. 1.2) anlegbar ist.

2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Feder (6) selbst unmittelbar als Trennwand (5.2) einstückig ausgebildet ist.

3. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der obere Rand (10) der Trennwand (5.2) prismatische Ausnehmungen zur optischen Ausrichtungshilfe als Zentrierkimme (5.3) bzw. für die Einlage sehr schlanker Werkstücke (W) aufweist.

4. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterkante (17) der Trennwand (5.2) mit einer Öse (7) versehen ist, in welche eine durch entsprechende Ösen (7) benachbarter Trennelemente (5.2) ebenfalls hindurchschiebbare Verriegelungsstange (8) paßt, deren Enden im jeweiligen Stapel­ rahmen (1.1, 1.2) festlegbar sind.

5. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Blattfedern (6) an ihren Vorderkanten Abrun­ dungen (14) aufweisen.

6. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwände (5.2) Durchbrüche (5.4) aufweisen, deren Form, Größe oder Lage sie von anderen Trennwänden unterscheidet.

7. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwände (5.2) als Preß- bzw. Gußteile gefertigt und die Blattfedern (6) in deren eingearbeitete Federaufnahme­ schlitze (12) einklinkbar sind, welche in Vertiefungen (11) im Be­ reich des oberen Randes (10) der Trennwände (5.2) vorgesehen sind.

8. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als federlose Anschläge auf den den Federn (6) abgewand­ ten Stirnseiten der Werkstücke (W) federnde Trennwände (5.2) vor­ gesehen sind, bei denen die Feder vom Werkstück (W) abgewandt ist.

9. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstände der Schlitze (4.4) und der Winkel (B) so aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Werkstück (W) auch beim Wiederbeladen der Kassetten (4) nach Änderung seiner Außenabmessungen infolge Bearbeitung stets mit der gleichen Stirnseite selbsttätig gegen die gleichen Anschlagflächen von Trennwänden (5.2) wieder angelegt ist.