DE8034411U1

DE8034411U1 - Bewegungsgetriebe zum Bewegen eines Arbeitsglieds

Info

Publication number: DE8034411U1
Application number: DE8034411U
Authority: DE
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1979-12-28
Publication date: 1984-06-14

Description

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?AB VOLVO," Göteborg (Schweden)

IBewegungsgetriebe zum Bewegen eines Arbeitsglieds

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewegungsgetriebe entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Bewegungsgetriebe ist insbesondere dazu bestimmt, Metallblechstücke in eine Presse oder aus dieser heraus zu transportieren, beispielsweise zum Überführen von gestanzten Stücken von einer Presse entweder unmittelbar oder mittels eines Förderbandes oder anderer Fördermittel zu einer nachfolgenden Presse für ein weiteres Bearbeiten des Werkstücks. Insbesondere beim Tiefziehen müssen die Werkstücke vertikal aus dem Werkzeug der ersten Presse angehoben und dann horizontal aus der Presse bewegt und auf ein Fördermittel abgelegt werden, welches das Werkstück in eine Zuführlage vor der nächsten Presse bewegt.

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Der Vorschubmechanismus dieser Presse muß nun das Werkstück anheben, horizontal in die Presse bewegen und auf das Werkstück absenken.

Es ist von großer Bedeutung, daß das Anheben und insbesondere das Absenken geradlinig vertikal erfolgt, um ein genaues Anordnen des Werkstückes auf dem entsprechenden Werkzeug zu garantieren und eine Abnutzung des Werkstückes infolge einer Fehlausrich- ,? tung der Werkstücke zu verhindern. Ein derartig fehl- ψ ausgerichtetes Werkstück würde die Kanten des Werkzeuges beschädigen. Es ist ebenso wesentlich, daß die , Seitwärtsbewegung in und aus der Presse geradlinig ,\ horizontal erfolgt, da der Vertikalraum in der Presse begrenzt ist. '

Die schwedische Patentschrift 7311487-8 beschreibt ein derartiges Bewegungsgetriebe, mit dem die genannte Bewegung erzielbar ist. Bei diesem Mechanismus werden das vertikale Anheben und das Absenken an den Enden der Horizontalbewegung dadurch erzielt, daß das obere Ende des Stützarmes des Werkstückes auch von 'seinem vertikalen Verlauf in einen gekrümmten.Verlauf geführt wird.

Vorzüglich in der Autoindustrie, aber auch in anderen Industriebetrieben, besteht ein großes Erfordernis für leichte, einfache und somit preiswerte Handhabungshilfen, die dieses Bewegungsmuster vollziehen können. Wenn das Bearbeiten in der Presse in kleinen und mittleren Pressen erfolgt, sollte die Behandlungsausrüstung leicht von einer Presse zur anderen

•it till

I -ιο-

': bewegbar und leicht an die verschiedenen Typen der

■ Teile anpaßbar sein. Beispielsweise ist es vorteil-

haft, wenn die Hublänge des Mechanismus leicht verändert werden kann, sofern dies erforderlich ist. Weiterhin sollte die Ausrüstung schnell arbeiten.

i Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein

Bewegungsgetriebe zu schaffen, welches diesen vorge-

I; ; nannten Erfordernissen in kleinen und mittleren Pres-

# / ?' "sen besser gerecht wird als die bisher bekannten H ■ Mechanismen.

I Entsprechend der Erfindung wird dies durch die Merk-

f ■ male des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1

I erreicht.

I , · Die Bewegungsabschnitte, welche senkrecht zum ersten I bzw. mittleren Bewegungsabschnitt verlaufen, werden

:-'■ dadurch erreicht, daß das andere Ende des Armes auf

i . seinem geraden Bewegungsverlauf gehalten wird, ... während die Kreisbogenbewegung des Schwenkpunktes des

% Armes aufgelöst wird und durch geradlinige Stränge

eines Kreises ersetzt wird.

: Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der

Erfindung ist der Abstand zwischen der Schwenkachse der Kurbel und dem Kurbelzapfen während des zweiten Bewegungsabschnitts veränderlich und wird durch Führungsmittel so eingestellt, daß er größer ist als der Radius des gekrümmten oder Bogenverlaufes. Dies wird

\ ' bevorzugt dank der Tatsache erreicht, daß die Kurbel ]-. die im Anspruch 3 festgehaltenen Eigenschaften hat.

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Alternativ kann der Kurbelzapfen in einer Führung in Längsrichtung der Kurbel bewegbar sein oder die Kurbel ist teleskopisch angeordnet.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Schwenkpunkt des Armes als Resultat der Tatsache geführt, daß das Führungsmittel sowohl zumindest ein am Kurbelzapfen angebrachtes Nockenfolgeglied als auch Nockenkurven umfaßt, die das Nockenfolgeglied radial innerhalb und außerhalb des Kurbelzapfens führen. Beim Handhabungsmechanismus, bei dem der erste Bewegungsabschnitt horizontal ist und der zweite Bewegungsabschnitt vertikal vom ersten Bewegungsabschnitt nach unten verläuft, wird dies bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht. Die maximale Länge der Kurbel kann auf geeignete Weise durch einen Anschlag bestimmt werden, welcher zwischen den Teilen der Kurbel wirkt und den eingeschlossenen Winkel auf einen bestimmten Maximalwert begrenzt. Die äußere Nockenkurve kann so teilweise weggelassen werden.

Eine Alternative zum Merkmal des Anspruchs 2, gemäß dem der Abstand zwischen der Schwenkachse der Kurbel und dem Kurbelzapfen veränderbar ist, ist die, daß die Führung des Schwenkpunktes des Armes entlang der zweiten Bewegungsbahn dadurch abgelenkt werden kann, daß die Schwenkachse der Kurbelwelle zum ersten Bewegungsabschnitt parallel bewegbar gemacht wird. Die Kurbel ist in diesem Fall starr und durch Versetzen der Schwenkachse der Kurbel wird der gewünschte Bewegungsverlauf des Kurbelzapfens erreicht. Die Schwenkachse der Kurbel ist durch ein Pendel abgestützt,

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welches oberhalb oder unterhalb der Achse abgestützt ist. Alternativ kann die Achse in einem horizontalen Schlitten angeordnet sein. Zum Führen der Bewegung kann die Kurbel oder die Kurbelwelle auf geeignete κ

Weise einen Nocken tragen, welcher in festen Nockenfolgegliedern in Form von Rollen geführt ist. Infolge der Tatsache, daß das obere Ende des Armes, welches das Arbeitsglied trägt, und der Schwenkpunkt beide in parallelen Bewegungsverläufen während der Anhebe- und Absenkbewegungen geführt sind, führt der Arm eine rein trarislatorische Bewegung in diesen Abschnitten durch. Während des langen ersten Bewegungsabschnittes führt der Arm auch eine Schwenkbewegung durch. Dieses Bewegungsmuster gemäß der Erfindung kann entsprechend Anspruch 7 mit dem Vorteil durchgeführt werden, daß die Hublänge des Arbeitsgliedes einfach geändert werden kann, d.h. die Länge des ersten Bewegungsabschnittes.

Der Verschiebemechanismus kann entsprechend dem Anspruch 8 ausgeführt sein. Wenn das Zahnradsegment, welches drehbar in dem Verbindungsstück gelagert ist, so ausgeführt ist, daß es eine Drehung um 180° während des ersten Bewegungsabschnittes durchführt, macht es eine maximale Veränderung der Hublänge bei einem gegebenen Kurbelradius möglich. Eine Verlängerung oder Verkürzung der Hin- und Herbewegung kann dadurch erzielt werden, daß die Justierkurbel eingestellt wird. Die exakte gewünschte Veränderung der Hubiänge kann dadurch eingestellt werden, daß der Radialabstand zwischen der Justierkurbelwelle und dem mit der Verbindungsstange verbundenen Kurbelzapfen verändert wird. Als eine Alternative zum Zahnsegment

• · ■ ·

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kann der Verschiebemechanismus Schnüre umfassen, welche Änderungen der Diagonalabmessung des Parallelogramm-Mechanismus über geeignete Scheiben auf den das Werkstück tragenden Schlitten übertragen.

Das Bewegungsmuster des Bewegungsgetriebes entsprechend der Erfindung erlaubt bei einer weiteren Entwicklung der erfinderischen Idee ein Ausbalancieren der Teile des Mechanismus mit Federmittel entsprechend Anspruch 12. Wenn sich an den ersten Bewegungsabschnitt an jedem Ende ein dazu senkrechter zweiter und dritter Bewegungsabschnitt anschließt, kann eine sehr günstige harmonische Bewegung und Balance erreicht werden. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann dies entsprechend Anspruch 13 erreicht werden. Da bestimmte Teile des Bewegungsgetriebes eine reine Linearbewegung ausführen, kann das Ausbalancieren alternativ durch Anordnung von Federn erreicht werden, die mit diesen Teilen zusammenwirken.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Bewegungsgetriebe und das Bewegungsmuster des Arbeitsglieds und des Drehzentrums des Armes,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Bewegungsgetriebes in dem in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Zustand,

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Fig. 3 eine Vorderansicht eines Bewegungsgetriebes im in Fig. 4 in strichpunktierten Linien dargestellten Zustand,

Fig. 4 und 5 das Bewegungsgetriebe in der Ansicht von rechts in Fig. 2 und 3 bzw. von hinten,

Fig. 6 in größerem Maßstab den Abschnitt um die Kurbel, wobei bestimmte Teile weggeschnitten sind und der Arm in zwei Lagen entsprechend Fig. 2 und 3 gezeigt ist,

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform des Handhabungsmechanismus mit einer verschiebbaren Kurbelwelle und

Fig. 8 eine Ausführungsform mit einer Teleskopkurbel.

Fig. 1 zeigt mit der Linie ABCD den Bewegungsverlauf eines Halters für ein Metallblechteil, welches beispielsweise in eine hydraulische Presse oder aus dieser heraus zu bewegen ist. Der Teil BC ist in diesem Fall eine horizontale Verschiebebewegung, an deren Enden das Arbeitsglied (in diesem Fall ein Halter) eine Vertikalbewegung BA bzw. CD ausführt, um das Metallblechteil anzuheben bzw. abzusenken. Der Halter ist am unteren Ende E eines geraden Armes 1 montiert. Das obere Ende F des Armes ist so geführt, daß es einer vertikalen Bewegungsbahn GH folgt. Direkt unterhalb der Bewegungsbahn GH ist eine Kurbelwelle 0 befestigt, die eine Kurbel 2 antreibt. Das äußere Ende der Kurbel ist verschwenkbar an einer Stelle K mit dem Arm 1 verbunden·. Die Kurbel 2 be-

¹I

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steht aus zwei schwenkbar verbundenen Teilen, wodurch die Möglichkeit besteht, die effektive Länge der Kurbel zu verändern. Mit Hilfe von Führungsmitteln (im einzelnen in Fig. 1 nicht dargestellt) wird der Kurbelzapfen, d.h. der Schwenkpunkt K des Armes 1, entlang einer Bahn MLNP bewegt. Das Segment LN dieser Bahn besteht aus einem Bogen, dessen- Zentrum sich im !Zentrum 0 der Kurbelwelle befindet und einen Radius r hat. Der Schwenkpunkt K des Armes 1 ist so lagemäßig angeordnet, daß er den Arm 1 in ei.nen oberen Abschnitt ä (KF) und einen unteren Abschnitt b (KE) unterteilt. Wenn der Schwenkpunkt K nun veranlaßt wird, sich entlang einem Bogen mit dem Radius r zu bewegen, während das obere Ende F des Armes 1 der geraden Linie GH folgt, wird sich das untere Ende E' des Armes auf bekannte Weise aufgrund des Scott-Russells-Mechanismus entlang einer im wesentlichen geraden Linie bewegen, welche senkrecht zur Linie GH liegt, vorausgesetzt, daß die Bedingungsgleichung a = Vb- r" erfüllt ist. Wenn der Schwenkpunkt K an den Enden L und N des Bogens veranlaßt wird, sich entlang einer geradlinigen vertikalen Bahn ■LM und NP zu bewegen, und wenn das obere Ende F des Armes 1 immer noch entlang der vertikalen Bahn GH geführt wird, wird der Arm 1 eine rein vertikale. Translation durchführen, so daß das untere Ende E den Bewegungsabschnitten BA bzw. CD folgen wird. Während dieser Abschnitte ist der Abstand zwischen dem Schwenkpunkt K und der Kurbelwelle 0 kleiner als der Radius r, welches möglich ist, weil die Kurbel 2 I

angelenkt ist und ihre beiden Teile zwischen sich |

einen kleineren Winkel einschließen als während der |. Bewegung entlang dem Bogen LN. Fig. 1 zeigt in

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strichpunktierten Linien die Annäherung des Armes in die rechte Endlage beim Punkt D.

Die übergänge zwischen den horizontalen und vertikalen Bewegungsabschnitten für das untere Ende E des Armes 1 sind in Fig. 1 abgerundet dargestellt (bei B und C), was wünschenswert ist, um ruckhafte und rapi |de Beschleunigungen zu verhindern.

. 2 bis 6 zeigen in vereinfachter Form eine Ausführungsform des Bewegungsgetriebes, welche die Bewegung entsprechend Fig. 1 vollzieht. Das Getriebe wird %eim Pressen (Stanzen) verwendet, beispielsweise für ■das Transportieren von Stücken in ein Werkzeug einer Presse oder aus diesem Werkzeug. Das vollständige Getriebe ist relativ klein und leicht. Es kann von zwei Leuten bewegt werden und kann auf einer nicht dargestellten Grundplatte angeordnet sein. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, daß das Getriebe an der Presse aufgehängt wird. Das Arbeitsglied, d.h. der Halter für die Stücke, kann eine Saugnapfvorrichtung sein, welche in Fig. 2 bis 4 schematisch als einzelner Saugnapf dargestellt ist.

Jedoch kann auch ein Magnet oder ein mechanischer Greifer als Halter verwendet werden. Das Getriebe hat einen Rahmen, welcher den aktuellen Armmechanismus stützt, so daß seine oberen Anbringungspunkte eine strikte Vertikalbewegung durchführen können. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, und zwar mit Hilfe eines Ständers mit vertikaler Führung und eines damit zusammenwirkenden Travellers oder Schlittens.

• ·

• III! «

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Die Figuren zeigen eine vereinfachte Ausführungsform mit einem Ständer 3 mit einer unteren und oberen Horizontalplatte 4 bzw. 5. Die Vorderkante (links in Fig. 4) des Ständers 3 ist mit einer Vertikalführung versehen, die als Führungsschiene 6 dargestellt ist. Ein Traveller 7 in Form einer flachen Platte ist vertikal entlang der Führuag 6 bewegbar, beispielsweise mit Hilfe eines oberen und unteren Paares von Rollen 8, die drehbar am Traveller 7 angebracht sind. Die Rollen 8 sind in ihren ümfangsflachen mit Nuten 9 versehen. So greift jedes Paar von Rollen 8 über beide entgegengesetzten Kanten der Führungsschiene 6, so daß der Traveller 7 nicht nur vertikal geführt, sondern auch seitlich gehalten wird, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Traveller 7 hat einen in Fig. 2 und 3 nach rechts verlaufenden Abschnitt, an dessen Ende das obere Ende des Armes 1 schwenkbar angeschlossen ist, und zwar mit Hilfe einer Achse 10, die normal zur Ebene des Travellers 7 verläuft.

An der hinteren rechten Ecke des Ständers 3 ist ent-

, ; * sprechend Fig. 4 eine Lagerplatte 11 befestigt. In

■ ··■ · · ■· ■. -.'.. .· ■ ■ ■

. ...... einem Abstand vom Ständer 3 und senkrecht zur Lagerplatte 11 ist eine horizontale Welle 12 montiert. An der Seite der Lagerplatte 11 in Richtung auf den

'-■ ^: ~'^r Traveller 7 trägt die Welle 12 die Kurbel 2, welche im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Das

entgegengesetzte Ende der Kurbelwelle 12 (in Fig. 4

_ .!nach links) ist in einer Nockenplatte 13 montiert,

welche parallel zur Lagerplatte 11 liegt und durch diese mittels eines unteren horizontalen Abstandhalters 14 (Fig. 4) abgestützt wird. Die Nockenplatte 13

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liegt im wesentlichen in derselben Ebene wie der Traveller 7.

Das äußere· Ende der Kurbel 2 trägt eine Achse 15, welche den Kurbelzapfen bildet. Mit Hilfe des Kurbel-' zapfens wird die Kurbel 2 verschwenkbar mit dem Arm verbunden. Zwischen dem Arm 1 und der Kurbel 2 ist drehbar auf dem Kurbelzapfen 15 eine Rolle 16 angebracht, welche ein Nockenfolgeglied bildet und auf der Außenkontur der Nockenplatte 13 abrollt. Auf der der Nockenplatte 13 entgegengesetzten Seite der Kurbel 2 trägt der Kurbelzapfen 15 eine zweite Rolle 17 kleineren Durchmessers. Diese Rolle 17 ist ebenfalls ein Nockenfolgeglied und steht in Richtung radial nach außen vom Kurbelzapfen 15 mit zwei Nockenkurven 18 und 19 im Eingriff, die in der Lagerplatte 11 ausgebildet sind. Wie aus Fig. 6 am besten ersichtlich ist, besteht die Kurbel 12 aus zwei Teilen 20 und 21, die verschwenkbar miteinander mittels einer Achse 22 verbunden sind, welche parallel zur Kurbelwelle 12 liegt.

Wenn die Kurbel 2 mit Hilfe der Kurbelwelle 12 bewegt wird, läuft die Rolle 16 gegen die Nockenplatte 13. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat die Nockenplatte 13 eine Nockenkurve, defen Mittelabschnitt 23 ein

[■ Krümmungsbogen eines Kreises mit der Kurbelwelle 12

als Zentrum ist. Weiterhin besteht diese Nockenkurve aus vertikalen, geradlinigen Abschnitten 24 und 25 an jeder Seite des Bogens. Wenn die Rolle 16 auf dem Bogen 23 abrollt, folgt der Kurbelzapfen 15 der gekrümmten Bewegungsbahn LN in Fig. 1. Wenn die Rolle . 16 auf den vertikalen Nockenabschnitten 24 und 25

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abrollt, folgt der Kurbelzapfen den vertikalen Bewegungsbahnen LM bzw. NP in Fig. 1. Die in Fig. 6 mit
ausgezogenen bzw. strichpunktierten Linien dargestellten Lagen entsprechen im wesentlichen den in
Fig. 1 in ausgezogenen Linien und strichpunktierten
Linien angegebenen Zuständen. Die Abrundung zwischen
den horizontalen und vertikalen Bewegungsabschnitten
,für das untere Ende des Armes 1 kann durch Vergrößerung des Radius der Rolle 16 vergrößert werden. Die
Abrundung der Bewegung kann durch Abrunden der
Nockenk-urven selbst an den übergängen erreicht werden. Damit die Rolle 16 den vertikalen Kurvenabschnitten 24 und 25 folgt, wird die Kurbel radial von
der Außenseite mit Hilfe der gekrümmten Verläufe 18,
19 geführt, die an der Lagerplatte 11 befestigt sind
und die auf die kleinere Rolle 17 von der Außenseite
einwirken. Solch ein Zustand ist in Fig. 6 mit
strichpunktierten Linien dargestellt und entspricht
dem Zustand in Fig. 3 und dem Zustand in Fig. 1,
welcher durch strichpunktierte Linien dargestellt ; ist. Wenn die Rolle 16 an den gekrümmten Abschnitten

24, 25 abrollt, wird die kleine Rolle 17 in den äuße- ν

ren Kurbelteil 21 so bewegt, daß der zwischen den '^:"'i

Kurbelteilen 20 und 21 eingeschlossene Winkel kleiner |

ist als wenn die Rolle 16 am gekrümmten Abschnitt 23 I

der Nockenkurve abrollt. Um die Rolle 16 mit dem |

Kurvenabschnitt 23 in Berührung zu halten, können die i

äußeren Nockenkurven 18, 19 der Lagerplatte 11 an der 1

Oberseite mittels eines gekrümmten Abschnitts mitein- |

ander verbunden werden, gegen die die kleinere Rolle f

17 läuft. Um bei dem Getriebe Gewicht einzusparen, \

sind die Lagerplatte 11 und die Nockenkurven 18, 19 I

nicht so hoch ausgeführt, um diesen gekrümmten Ab- i

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schnitt zu bilden. Statt dessen wird die Tatsache ausgenützt, daß die Kurbel "2 ihren größten Radius hat, wenn die Rolle 16 am gekrümmten Kurvenabschnitt 23 abrollt. Für diesen Zweck haben die beiden Kurbelteile 20, 21 zusammenwirkende Anschlagflächen 26 bzw. 27, welche miteinander in Berührung sind, wenn die Rolle 16 mit dem gekrümmten Kurvenabschnitt 23 in Berührung steht.

Die faltbare Kurbel 2 und die Nockenführungsrollen 16, 17 sind in der Lage, den Schwenkpunkt dec Arms und die gewünschte Bewegungsbahn MLNP vorzusehen, welcher in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Während dieser Bewegung folgt das obere Ende (die Achse 10) des Armes 1 einer geradlinigen vertikalen Bahn, gesteuert durch den Traveller 7 mit Hilfe der Schiene 6. Dem unteren Ende des Armes 1 wird dadurch die gewünschte Bewegung ABCD entsprechend Fig. 1 erteilt. Das Arbeitsglied könnte im Prinzip am unteren Ende des Armes 1 angebracht sein. Es ist jedoch wünschenswert, zu verhindern, daß das Arbeitsglied während der Horizontalbewegung BC mit dem Arm 1 zusammenverschwenkt. Für diesen Zweck ist das Bewegungsgetriebe mit einem Parallelogrammgestänge versehen. Eine parallel zum Arm 1 liegende Stange 28 ist mit Hilfe einer Achse 29 schwenkbar am Traveller 7 gelagert, welche Achse 29 auf demselben vertikalen Niveau liegt wie die Achse 10. Der Zwischenraum zwischen den Enden des Armes 1 und der Stange 28 entspricht dem Zwischenraum zwischen den Achsen 10 und 29 und sie sind schwenkbar mit einem horizontalen Verbindungsglied 30 verbunden. Die Stange 28 hat dieselbe Länge wie der Arm 1, so daß das Verbindungs-

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glied 30 immer horizontal gehalten wird. Wenn das Arbeitsglied am Verbindungsglied angebracht ist, so kann diesem nur eine translatorische Eewegung erteilt werden.

Das in den Zeichnungen dargestellte Bewegungsgetriebe ist mit einer Vorrichtung zum Verändern der tatsächlichen Länge des Hubes des Arbeitsgliedes versehen, d.h. eine Verkürzung oder Verlängerung des Bewegungsabschnitts BC in Fig. 1. Das Arbeitsglied ist als Saugnapf "31 an dem Ende eines horizontalen Schlittens 32 angebracht, welches so angeordnet ist, daß es'in Längsrichtung in einer Führung 33 versetzbar ist, welche vom Verbindungsglied 30 getragen wird. Eine Verbindungsstange 34 ist mit einem Ende an dem dem Saugnapf 31 entgegengesetzten Ende des Schlittens angelenkt. Das andere Ende ist schwenkbar mit einer Kurbel 35 verbunden, deren Kurbelwelle drehbar im Verbindungsglied 30 gelagert ist. Die effektive Länge der Justierkurbel 35, d.h. die Radiallage der den Kurbelzapfen für die Verbindungsstange 34 bildenden Schwenkachse 37, ist auf geeignete Weise einstellbar. Die Einstellmöglichkeit ist schematisch in der Zeichnung durch ein Langloch 38 in der Kurbel 35 dargestellt, entlang welchem Langloch der Kurbelzapfen 37 bewegt und in der gewünschten Lage mittels eines Klemmechanismus (nicht dargestellt) verriegelt werden kann.

Ein kleines Zahnrad 39 ist an der Kurbelwelle 36 befestigt und steht mit einem Zahnsegment 40 größeren Durchmessers im Eingriff. Dieses Segment ist starr mit dem Arm 1 verbunden und hat sein Zentrum in der

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Achse 41, mittels der der Arm 1 schwenkbar mit dem Verbindungsglied 30 verbunden ist.

Während des ersten Bewegungsabschnittes BC in Fig. 1 verändert sich der Winkel zwischen dem Arm 1 und dem Verbindungsglied 30. Das Zahnsegment 40 verursacht so eine Drehung des Zahnrades 39 und somit ein Verschwenken der Kurbel 35. Diese Bewegung wird mittels der Verbindungsstange 34 auf den Schlitten 32 übertragen,, welcher in den Führungen 33 bewegt wird. Das Ubertragungsverhältnis zwischen dem Zahnsegment 40 und dem Zahnrad 39 ist so ausgewählt, daß das Zahnrad 39 sich um 180° zwischen den beiden Schwenkendlagen des Armes 1 bewegt, d.h. bei den Punkten B und C entsprechend Fig. 1 vor dem Beginn der Vertikalbewegung .

Fig. 3 zeigt das Getriebe in der rechten Endlage. Wie ersichtlich ist, zeigt die Einstellkurbel 35 nach links und zieht so den Schlitten 32 von einer neutralen Mittelstellung nach links. Dies bedeutet, daß die Hublänge für den Saugnapf 31 im Vergleich zu der Bewegungslänge des unteren Endes des Armes 1 reduziert wird. Das Getriebe ist jedoch so einstellbar, daß die Kurbel 35 angepaßt werden kann, horizontal nach rechts zu weisen, wenn das Getriebe die Lage in Fig. 3 einnimmt. Der Schlitten 32 wird dadurch von seiner Neutralstellung nach rechts versetzt und die Hublänge des Saugnapfes 31 wird so im Vergleich mit der Bewegung des Armes vergrößert. Durch Einstellen der Lage des Kurbelzapfens 37 entlang der Einstellkurbel 35 kann die Verkürzung oder Verlängerung ein-

4« t · 141·

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gestellt werden, um die exakt gewünschte Hublänge für den Saugnapf 31 zu erhalten.

Das Getriebe wird durch einen vertikal stehenden Druckluftzylinder 42 zwischen den oberen und unteren Rahmenplatten 5 bzw. 4 angetrieben. Der Zylinder hat einen Kolbenstift 43, welcher radial in einem Längsschlitz (siehe insbesondere Fig. 5) verläuft. Der Kolben 43 ist an einer Kette 44 befestigt, von der ein Teil über ein Kettenrad 45 verläuft, das in der oberen Rahmenplatte 5 gelagert ist. Dann verläuft die Kette nach unten in Eingriff mit einem Kettenrad' 46 und dann wieder zum Anbringungspunkt der Kette an dem Kolbenstift 43. Das Kettenrad 46 ist drehfest an einem Abschnitt der Kurbelwelle 12 befestigt, welcher durch die Lagerplatte 11 verläuft.

Durch Versorgen des Zylinders 42 mit Druckluft auf hier im Detail nicht dargestellte Weise wird dem ''Kolbenstift 43 eine vertikale Hin- und Herbewegung •erteilt. Diese Bewegung wird über die Kette 44 auf das Kettenrad 46 übertragen, welches somit die Kurbelwelle 12 und die Kurbel 2 antreibt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, muß die Kurbel 2 sich um mehr als 180° zwischen den beiden Endlagen drehen. Daher sollte dem Kettenrad auch eine Drehung von mehr als 180° zwischen den beiden Endlagen erteilt werden.

Zum Ausbalancieren des Mechanismus ist ein Druckluftzylinder 47 an der oberen Rahmenplatte 5 (Fig. 5) schwenkbar gelagert. Die Kolbenstange 48 des Zylinders ist an einem Ende einer kurzen Kette 49 ange-

■ I I I 1 I

t ι ι ι ι itit

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schlossen. Das andere Ende ist am Kettenrad 46 befestigt. Ein Nockenkörper 50 ist ebenfalls am Kettenrad 46 montiert. Er hat zwei symmetrische Nockenkurven 51, 52, die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen und so angeordnet sind, daß sie mit der Kette 49 zusammenwirken. Die Kolbenkammer des Zylinders 47 steht auf bekannte Weise (hier nicht dargestellt) mit einem Luftakkumulator in Verbindung. So arbeitet der ■^Zylinder 47 als eine Luft-Zugfeder mit einer im wesentlichen konstanten Zugkraft. Der Druck in dem Luftakkumulator ist mittels eines Druckregulators (nicht dargestellt) einstellbar, um die Federkraft an die verschiedenen, vom Getriebe zu handhabenden Belastungen anzupassen.

Das Ausbalancieren erfolgt auf folgende Weise. Wenn j das Getriebe die Mittelstellung einnimmt, d.h. wenn der Arm 1 sich vertikal mit dem Arbeitsglied 31 mitten zwischen den beiden Endstellungen befindet, befindet sich der Punkt 53, an dem die Kette 49 an das Kettenrad 46 angebracht ist, auf der Linie, die die Kurbelwelle 12 und dsn oberen Punkt der Anbringung des Zylinders 47 mit der Rahmenplatte 5 verbindet. Die Kolbenstange 48 ist dann maximal in den Zylinder 47 zurückgezogen. Der Zylinder 47 hat keinen Momentenarm im Verhältnis zur Kurbelwelle 12 und übt daher keine Kraft aus, welche die Bewegung des Getriebes beeinträchtigen würde. Wenn das Kettenrad 46 unter dem Einfluß der Kette 44 zur Drehung in einer Richtung der Mittelstellung veranlaßt wird, wird der Anbringungspunkt 53 der Kette in einem Abstand von der Welle 12 verschwenken und die Kolbenstange 48 gleichzeitig mit der Zunahme des Momentenarms zur

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Achse 12 des Zylinders 47 ausziehen. Da die Drehung des Kettenrades 46 fortgesetzt wird, beginnt eine der Nockenkurven 51, 52 des Nockenkörpers, welcher sich mit dem Kettenrad dreht, mit der Kette 49 in Berührung zu gelangen, und zwar beginnend mit dem radial innersten Abschnitt, wodurch die Kolbenstange 48 herausgezogen und der Momentenarm vergrößert wird. Während dieses Prozesses wird der Zylinder 47 um _%! ,; kseinen oberen Anbringungspunkt 54 verschwenkt. Fig. , zeigt den Zustand des Getriebes kurz vor dem Erreichen der in Fig. 3 dargestellten Endlage. Mit Hilfe der Nockenkurven 51, 52 und der Kette 49 ist es möglich, den Ausziehweg der Kolbenstange 48 und den Momentenarm graduell zu vergrößern, um so die Federkraft zu vergrößern, die dem Moment des Getriebes entgegenwirkt, und zwar den ganzen Weg zu den Endlagen des Getriebes trotz der Tatsache, daß sich das

Kettenrad 46 mehr als 180° zwischen diesen Enlagen I

dreht. Die größte Federkraft wirkt so in den Endlagen

auf das Bewegungsgetriebe, wodurch das Gewicht des Getriebes und des Werkstücks während der Vertikalbe

wegungen ausbalanciert wird. Eine leichte Überbalance kann dabei wünschenswert sein.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene und in Fig. 1 bis 6 dargstellte Ausführungsform beschränkt. Sie kann Abänderungen umfassen, die innerhalb des Schutzumfanges der Ansprüche liegen. Ent-. sprechend Fig. 1 bis 6 kann beispielsweise der Kurbelradius r dank der Tatsache verändert werden, daß die Kurbel 2 aus zwei sich verschwenkenden Teilen 20, 21 besteht.

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'. Eine andere Möglichkeit, um dem Kurbelzapfen ent-

j' sprechend Fig. 1 den gewünschten Bewegungsverlauf

, MLHNP zu geben, besteht darin, die Länge der Kurbel

(der Abstand KO in Fig. 1) fest zu gestalten und die Kurbelwelle 0 seitlich bewegbar zu machen. Fig. 7 zeigt schematisch Teile eines solchen Mechanismus. I Der Kurbelzapfen 55 ist an einer starren Kurbel 56

befestigt, welche drehfest mit der Kurbelwelle 57

^, verbunden isx.. Ein Nockenkörper 58 ist um die Kurbel-

|| : welle 57 angeordnet und ist drehfest mit der Kurbel

f'^v'^a 56 verbunden und dreht sich mit ihr» Der Nockenkörper

,„ 58 hat zwei Nockenkurven 59, 60 in Form von kreisför-

|S migen Bögen, die an der Oberseite und an der Unter-

|) seite in der in Fig. 7 dargestellten Lage angeordnet

i;^:- sind. Die Kurven 59, 60 haben denselben Radius und

I ihr Zentrum in der Welle 57. Der Abschnitt des

fi Nockenkörpers 58 nächst der Kurbel 56 hat eine kon-

ί vexe Nockenkurve 61, während der- diametral gegenüber-

i -—

j liegende Abschnitt des Nockenkörpers 58 eine leicht

I konkave Nockenkurve 62 hat. Die Nockenkurve 58 ist

v; zwischen zwei Nockenfolgerollen 63, 64 geführt, die

}*■■' ■ fest an einem Rahmen (nicht dargestellt) angebracht

' sind. Die Kurbelwelle 57 ist in Lagern 65 drehbar, welche durch einen aufrechten Pendelarm 66 abgestützt sind. Das untere Ende des Pendelarms 66 ist seinerseits schwenkbar um eine Achse 67 gelagert, welche Achse 67 vom Rahmen abgestützt wird und parallel zur Kurbelwelle 57 liegt. Der Kurbelzapfen 55 kann entsprechend der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 1 bis 6 mit einem Parallelogrammgestänge verbunden sein. Die Kurbelwelle 57 kann auf dieselbe Art und Weise wie in

s den vorgenannten Figuren angetrieben sein. Wenn die

- Kurbelwelle 57 zur Drehung veranlaßt wird, erzwingen

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die Rollen 63, 64 eine Seitwärtsbewegung des Nockenkörpers 58, wenn die Rollen mit der Nockenkurve 61, 62 zusammenwirken. Diese Seitwärtsbewegung ist dank der Pendelaufhängung der Kurbelwelle 57 gestattet. Der Kurbelzapfen 55 kann so rein vertikale Bewegungen entsprechend den Bewegungsbahnen LM und NP in Fig. durchführen. Wenn die Rollen 63, 64 mit dem Kreisbogenverlauf 59, 60 des Nockenkörpers 58 zusammenwirken, befindet sich die Kurbelwelle 57 vertikal über der Pendelbefestigung 67. Der Kurbelzapfen 55 wird j eine kleine Kr-sisbogenbewegung entsprechend dem

j Kreisbogen LN in Fig. 1 durchführen.

Anstatt der Pendelaufhängung der Kurbelwelle 57 in Fig. 7 kann die Kurbelwelle horizontal in geeignete Führungen bewegbar sein.

Alternativ kann der Kurbelzapfen entlang der Kurbel bewegbar sein oder die Kurbel kann eine variable Länge aufweisen, beispielsweise durch eine Teleskopkonstruktion. Ein Beispiel davon ist in Fig. 8 darge-

! stellt. Die Kurbel 68 besteht aus einem Innenglied

j 70, welches als Hülse ausgeführt ist. Diese Hülse ist

j drehfest mit der Kurbel 69 verbunden. Das Außenglied

71 der Kurbel ist verschiebbar darin in Längsrichtung der Kurbel geführt. Das Außenglied 71 trägt den Kurbelzapfen 72 und ein anderer Zapfen 73 verläuft parallel mit dem Kurbelzapfen. Dieser Zapfen 73 ist in einer Kurvenbahn 74 geführt, welche fest mit dem Rahmen der Vorrichtung verbunden ist.

Der Antrieb der Kurbelwelle kann auf alternative Weise zu denen, die in den Zeichnungen dargestellt

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sind, durchgeführt werden. Beispielsweise können der Druckluftzylinder 42 und die Kette 44 durch einen zweiten Druckluftzylinder ersetzt werden, welcher über eine Zahnstange das Kettenrad 46 antreibt. Es kann aber auch das Kettenrad direkt durch einen reversiblen Motor angetrieben werden, und zwar mit !....·

Hilfe von Endschaltern. V"

Das Ausbalancieren des Getriebes kann auch auf andere Weise als in den Zeichnungen dargestellt durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Kompressionsfederanordnung zwischen der unteren Rahmenplatte 4 und der Unterkante des Travellers 7 angeordnet sein. Die Federanordnung sollte eine solche Charakteristik haben, daß die Federkraft graduell zunimmt, jedoch nicht scharf progressiv in Richtung auf die Endlagen des Armes 1, d.h. die untere Lage des Travellers 7.

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G 80 34 411.2 . 14.12.1983

AB VOLVO, Göteborg (Schweden)

Bewegungsgetriebe zum Bewegen eines Arbeitsglieds ^Schutzansprüche:

. 1. Bewegüngsgetriebe zur Erzeugung einer im wesentlichen geradlinigen Hin- und Herbewegung eines Arbeitsglieds (31) entlang eines relativ langen ersten Bewegungsabschnitts (BC), an den sich zumindest an einem Ende ein im wesentlichen dazu senkrecht verlaufender, relativ kurzer zweiter Bewegungsabschnitt (BA; CD) anschließt, mit einem Arm (1), an dessen erstem Ende (E) das Arbeitsglied (31) gehalten ist und dessen zweites Ende (F, 10) so geführt ist, daß es während des ersten Bewegungsabschnitts (BC) des Arbeitsglieds (31) einer dazu senkrechten ersten Bewegungsbahn (GH) folgt, und einer den Arm (1) antreibenden, hin- und her schwenkender* Kurbel (2), deren Schwenkachse (0, 12) eine Verlängerung (HJ) der ersten Bewegungsbahn (GH) schneidet und deren anderes Ende über einen Kurbelzapfen (15) an einem während des ersten Bewegungsabschnittes (BC) des Arbeitsgliedes (31) entlang einem Kreisbogen (LN) bewegten Punkt (K) des Armes (1) an diesem schwenkbar derart angeschlossen ist, daß

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ί das Quadrat des AbsTiandes (a) zwiseilen dem Punkt

i (K) und dem zweiten Ende (F) des Armes (1) im

wesentlichen gleich dem Produkt des Abstandes (b) zwischen dem Punkt (Κ) und dem ersten Ende (E)

j des Armes (1) und dem Abstand (r) zwischen deir

I · Punkt (K) und der Achse (0, 12) der Kurbel ist,

; dadurch gekennzeichnet, daß auf

f den Arm (1) Führungsmittel (1'3, 16? 18, 19, 17)

κ.. direkt oder indirekt derart einwirken, daß zur

|| [ Erzielung des zweiten Bewegungsabschnitts (BA;

m CD) des Arbeitsgliedes (31) der Punkt (K), an dein

P die Kurbel (2) auf den Arm (1) einwirkt, unter

5 Änderung der effektiven Kurbellänge entlang einer

1 zweiten sich an den Kreisbogen (LN) anschließen-

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I den Bewegungsbahn (LM; NP) geführt wird, die

f geradlinig parallel zur ersten Bewegungsbahn (GH)
2. 'Bewegungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Schwenkachse (12) der Kurbel (2) und dem Kurbelzapfen (15) für den zweiten (oder dritten) Bewegungsabschnitt (BA, CD) durch die Führungsmittel (13, 16; 18, 19, 17) so einstellbar ist, daß er kurzer ist als der Radius (r) des Kreisbogens (LN).
3. Bewegungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (2) aus zwei schwenkbar verbundenen Teilen (20, 21) besteht, welche zwischen sich einen bestimmten Winkel einschließen, wenn der Schwenkpunkt (K) des Armes entlang dem Kreisbogen (LN) verläuft

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und einen kleineren Winkel, wenn der Schwenkpunkt (K) sich entlang der zweiten Bewegungsbahn (LM, NP) bewegt.
4. Bewegungsgetriebe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Führungsmittel erstens zumindest ein am Kurbelzapfen (15) angeordnetes Nockenfolgeglied (16, 17) und zweitens Nockenkurven (13, 18, 19) umfaßt, welche radial innerhalb und außerhalb des Kurbelzapfens angeordnet sind.
5. Bewegungsgetriebe nach Anspruch 4, bei dem der erste Bewegungsabschnitt (BC) horizontal ist und der zweite Bewegungsabschnitt (BA, CD) von dem ersten vertikal nach unten verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen

(15) am Arm (1) ein Nockenfolgeglied in Form einer ersten Rolle (16) trägt, daß ein fester Rahmen (3, 11) nächst dem Arm (1) eine Nockenkurve (13; 23, 24, 25) hat, die mit der ersten Rolle

(16) zusammenwirkt und unterhalb und radial innerhalb des Bewegungsverlaufs der Rolle (16) liegt- daß ein Nockenfolgeglied in Form einer zweiten Rolle (17) auf der Achse des Kurbelzapfens (15) an der entgegengesetzten Seite der Kurbel (2) angeordnet ist, und daß der Rahmen an der dem Arm (1) entgegengesetzten Seite der Kurbei (2) eine Nockenkurve (18, 19) hat, die mit der zweiten Rolle (17) zusammenwirkt und radial außerhalb des Bewegungsverlaufes der Rolle (17) liegt.
6. Bewegungsgetriebe nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch

gekennze i chnet, daß die Maximallänge der Kurbel (2) durch zwei Anschläge (26, 27) bestimmt ist, die zwischen den Kurbelteilen (20, 21) wirken und die den eingeschlossenen Winkel auf einen bestimmten Maximalwert begrenzen.
7. Bewegungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennze i chnet, daß die Führungsmittel ein stationäres Führungsmittel (63; 74) umfassen, welches mit einem Führungsmittel (58; 73) zusammenwirkt, welches von der Kurbel getragen und zwischen der Kurbelwelle (57; 69) und dem Kurbelzapfen (55; 72) angeordnet ist (Fig. 7, 8).
8. Bewegungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (56) und der Kurbelzapfen (55) in Längsrichtung der Kurbel (56) bewegbar sind und die Kurbel (56) ein sich mitbewegendes Führungsmittel (58) trägt, das mit dem ortsfesten Führungsmittel (63) zusammenwirkt (Fig. 7).
9. Bewegungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, dadurch gekennze i chnet, daß die Kurbel (68) zwei teleskopartige Teile (70, 71) umfaßt, von denen der eine Teil (70) mit der Kurbelwelle (69) verbunden ist und der andere Teil den Kurbelzapfen (72) aufweist und ein Führungsmittel (73)

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trägt, das mit dem stationären Führungsmittel (74) zusammenwirkt (Fig. 8).
10. Bewegungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9, dadurch gekennze i chnet, daß der Kurbelzapfen in Längsrichtung der Kurbel bewegbar ist.
11= Bewegungsgetriebe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

gek'ennze i chnet, daß der Arm (1) in eine Parallelogrammgestängeanordnung eingeschlossen ist, die eine zum Arm (1) parallel liegende Stange (28) und parallele Verbindungsglieder (7, 30) umfaßt, die die Enden des Armes und der Stange in Paaren verbinden und welche parallel zum ersten Bewegungsabschnitt (BC) liegen, daß das Arbeitsglied (31) von einem Schlitten (32) getragen wird, welcher in Führungen (33) verschiebbar ist, die mit dem Verbindungsglied (30) verbunden sind, welches vom ersten Ende (E) des Armes (1) getragen wird, und daß ein Verschiebemechanismus (40, 39, 35, 34) angeordnet ist, um die zwischen den Verbindungsgliedern (7, 30) und dem Arm (1) oder der Stange (28) während des ersten Bewegungsabschnittes (BC) auftretende Schwenkbewegung in eine geradlinige Verschiebebewegung des Schlitzes (32) umzuwandeln und die Hublänge des Arbeitsglieds (31) in Relation zum ersten Bewegungsabschnitt (BC) zu vergrößern oder zu reduzieren.

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12. Bewegungsgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebemechanismus erstens ein erstes Zahnrad (40), welches am ersten Ende (41) dea Armes (1) befestigt ist, zweitens ein zweites Zahnrad (39), welches drehbar neben dem Verbindungsglied (30) gelagert ist und in das erste Zahnrad (40) eingreift, drittens eine Justierkurbel (35), welche am zweiten Zahnrad (39) befestigt ist und viertens eine Verbindungsstange (34) umfaßt, die zwischen der Justierkurbel (35) und dem Schlitten (32) angeordnet ist.
13. Bewegungsgetriebe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, daß die Bewegung des Bewegungsgetriebes mit Hilfe von Federmitteln (47) ausbalanciert wird, welche der Bewegung mit einer Kraft entgegenwirkt, die Null oder ein Minimum ist, wenn der Arm (1) senkrecht zum ersten Bewegungsabschnitt (BC) ist und welche an den Endpunkten (A, D) der Bewegung an dem Ende des zweiten (und dritten) Bewegungsabschnittes (BA, CD) auf ein Maximum zunimmt.
14. Bewegungsgetriebe nach Anspruch 13, dadurch

g e k e nnz e i c h η e t, daß eine Zugfeder, vorzugsweise als pneumatischer Zylinder (47), zwischen einem stationären Anbringungspunkt (54) für die Feder und einem beweglichen Anbringungspunkt (53) angeordnet ist, welcher sich an einem Glied (46) befindet, das sich mit der Kurbelwelle

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(12) derart verschwenkt, daß der Momentenarm der Federkraft in der Mitte des ersten Bewegungsabschnitt.s (BC) Null oder ein Minimum ist und in beiden Richtungen von dieser Mittellage zunimmt.

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