EP0338334A2 - Frei programmierbare Konturmaschine - Google Patents

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EP0338334A2
EP0338334A2 EP19890106055 EP89106055A EP0338334A2 EP 0338334 A2 EP0338334 A2 EP 0338334A2 EP 19890106055 EP19890106055 EP 19890106055 EP 89106055 A EP89106055 A EP 89106055A EP 0338334 A2 EP0338334 A2 EP 0338334A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
gear
electric motor
machine according
driven
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Application number
EP19890106055
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English (en)
French (fr)
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EP0338334A3 (en
EP0338334B1 (de
Inventor
Jozsef Frikker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Flaekt Ransburg GmbH
Original Assignee
ABB Flaekt Ransburg GmbH
ITW Oberflaechentechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Flaekt Ransburg GmbH, ITW Oberflaechentechnik GmbH filed Critical ABB Flaekt Ransburg GmbH
Publication of EP0338334A2 publication Critical patent/EP0338334A2/de
Publication of EP0338334A3 publication Critical patent/EP0338334A3/de
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Publication of EP0338334B1 publication Critical patent/EP0338334B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0447Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles
    • B05B13/0452Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles the conveyed articles being vehicle bodies

Definitions

  • the invention relates to a freely programmable contour machine for paint spraying, in particular of motor vehicles, with at least one spray device with a drive device for the spray device and a drive device for this.
  • Contouring machines are currently used in the automotive industry for spraying paint on passenger cars, and they follow mechanical contours that have to represent an average for all body types. The sprayer itself was only able to follow a contour that represents an average.
  • the object of the invention is to create a contouring machine which allows the individual movements of the spraying devices to be freely programmable.
  • the drive device for the spraying devices consists of a plurality of explosion-proof electric motors for moving the spraying devices along in particular two spatial axes and for rotating the spraying devices about in particular two spatial axes.
  • a spraying system for example for a passenger car, consists of three such contour machines, namely two side machines and a roof machine.
  • an electric motor is expediently arranged in the roof machine, while the others Electric motors of the roof machine are linearly movable in the Z direction.
  • An electric motor of the side machine drives a slide in the Z direction via a gear and toothed chains.
  • Another electric motor of the side machine drives the sprayer in the X direction via a shaft, a gear arranged on the slide and another shaft.
  • Another electric motor of the side machine drives a worm gear via a shaft, a gear arranged on the slide and another shaft via a universal joint, the output shaft of which the sprayer is coupled can be pivoted about the Y axis.
  • an electric motor of the side machine drives a bevel gear pair via a shaft, a gear connected to the slide and a further shaft, the bevel gear on the output side of which can be rotated about the Z axis, a base plate being connected to the latter, on which the worm gear is connected the output shaft for the sprayers is arranged.
  • a frame In the roof machine, a frame is driven and moved in the Z direction by the stationary electric motor via a gear and two vertical threaded spindles.
  • Another electric motor attached to the frame drives a slide in the X direction via a gear, gears and chains, to which a sprayer is coupled.
  • Another electric motor is connected via a shaft, a gear arranged on the slide and a further shaft to a pair of bevel gears, the bevel gear on the output side, which is connected to a hollow shaft, to which a gear is fastened, on the output shaft of which the spraying devices are attached, in order to X axis is rotatable.
  • the roof machine is also provided with an electric motor which drives a toothed rack via a shaft, a gear arranged on the slide, a further shaft and a gearwheel seated thereon. which is passed through the hollow shaft and through which the output shaft and thus the spraying devices connected to it can be pivoted about the Y axis.
  • explosion-proof electric motors allows these motors to be arranged directly in the spray booths, which creates the possibility of freely programming the movements of the individual spraying devices, the control and programming itself not being the subject of the invention.
  • the machine has an electric motor 1, to which a gear 2 (FIG. 4) is flanged, which drives two chain wheels 3 (FIG. 4).
  • Two sprockets 5 are arranged at a distance below the sprockets 3, and a chain 4 runs over a respective sprocket 3 and a sprocket 5.
  • the sprockets 3 and 5 are suitably rotatably mounted on the machine.
  • a carriage 6 is connected to the chains 4, which, as will be explained, carries further elements of the machine.
  • the carriage 6, which is not shown, is expediently guided in vertical guides.
  • An electric motor 7 is also attached to a suitable stationary frame or frame, to which a gear 8 is coupled.
  • An output shaft 9 of the gear 8 runs practically vertically downwards from the gear and this shaft 9 is coupled to an angular gear 10 which is attached to the carriage 6.
  • the shaft 9 extends, as shown in FIG. 3, downward beyond the angular gear 10, so that the latter is driven by the shaft 9 in each vertical position of the carriage 6.
  • the drive shaft 9 is provided with a practically horizontal shaft 11 coupled, which is expediently a toothed shaft, and which is thus displaceable in the X direction by the electric motor 7 via the shaft 9 and the angular gear 10.
  • the shaft 11 carries at its left end in Fig. 3 a bracket 20 which in turn the sprayer 21, e.g. carries a spray gun.
  • an electric motor 12 is also stationary, which drives a shaft 13, which is coupled to an angular gear 14, which is attached to the carriage 6.
  • the shaft 13 protrudes downward, as shown in FIG. 3, beyond the angular gear 14, which can also be a toothed gear, so that the gear 14 is driven by the shaft 13 in each vertical position of the carriage 6.
  • a shaft 15 also extends practically horizontally through the bevel gear 14 and can be set in rotation by the shaft 13 via the bevel gear 14.
  • the shaft 15, e.g. a toothed shaft is movable and displaceable in the X direction and is coupled at its left end in the drawing via a universal joint 16 to a worm gear 17, the output shaft 18 of which can be pivoted by the shaft 15 when it has been driven and rotated or is rotatable.
  • the axis of the drive shaft 18 runs in the Y direction and since the spray devices 21, as shown in FIG. 4, are attached to the ends of the output shaft 18, the spray devices 21 can be pivoted about the Y axis.
  • the electric motor 12 thus drives the output shaft 18 and thus the spraying devices 21 via the shaft 13, the angular gear 14, the shaft 15, the universal joint 16 and the worm gear 17 and pivots them about the Y axis.
  • an electric motor 22 is also stationary, which drives a shaft 23 (the shafts 13 and 23 run practically vertically), which with a Winkelge drives 24, for example a gear transmission, is coupled.
  • the shaft 23 extends downward beyond the bevel gear 24, as shown in FIG. 3, so that the bevel gear 24 can be driven in any position of the carriage 16 by the drive shaft 23, which may be a toothed shaft.
  • a shaft 25 extends practically horizontally, e.g. a toothed shaft or rack which can be driven by the shaft 23 via the angular gear 24, i.e. is rotatable.
  • Both shafts 15 and 25 extend to the right, as shown in FIG. 3, beyond the respective bevel gears 14 and 24, so that they follow the movements of the shaft 11 and thus the bracket 20 in the X direction and in any X position the console 20 and thus the spraying devices 21 can be set in rotation by the corresponding drive shafts 13 or 23.
  • a bevel gear sits in a rotationally fixed manner, and a further bevel gear with a vertical axis is mounted on the bracket 20, which together form a bevel gear pair 26.
  • the bevel gear with a vertical axis is coupled to a base plate 27 on which the worm gear 17 is fixed.
  • the base plate 27 also rotates together with the worm gear 17, the output shaft 18 and the spraying devices 21 attached to it about a vertical axis, i.e. around the Z axis.
  • the electric motor 22 thus drives the shaft 25 via the shaft 23, the angular gear 24, and the bevel gear pair 26 drives the base plate 27 and thereby swivels the spraying devices 21 about the Z axis.
  • the side machine shown schematically in FIGS. 2-4 is thus provided with four stationary explosion-proof electric motors 1, 7, 12 and 22, by means of which the spraying devices 21 can be displaced in the Z direction and in the X direction and also about the Z axis and are pivotable about the Y axis.
  • the gears 10, 14 and 24 are fixed to the carriage 6 and follow its movements.
  • the transmission of the forces or moments from the electric motors to the spray heads takes place exclusively by mechanical means, whereby the use of movable hoses or cables can be avoided.
  • the Y direction is the direction of movement of the motor vehicle, i.e. the direction of the conveyor belt on which the motor vehicle is arranged during processing.
  • the latter has two output shafts, namely a connecting shaft 33 which drives a further angular gear 34 and a vertically running threaded spindle 32.
  • the angular gear 34 also has a vertically running threaded spindle 35 as an output shaft.
  • the two angular gears 31, 34 are fixed at a horizontal distance on the frame 28.
  • the two threaded spindles each engage in a threaded nut 36 and 37, which in turn are fixedly arranged on a frame 38 of the roof machine, in such a way that by rotating the threaded spindles 32 and 35, the frame 38 vertically, i.e. can be moved up and down in the Z direction.
  • the frame 38 is thus driven by the stationary electric motor 30 via the angular gear 31, 34 and the threaded spindles 32 and 35 in the direction of the Z axis.
  • An electric motor 39 is attached to the frame 38, to which a gear 40 (FIG. 6) is coupled, which drives two chain wheels 41.
  • a gear 40 (FIG. 6) is coupled, which drives two chain wheels 41.
  • two further sprockets 43 are rotatably mounted on the frame 38 and two chains 42 are guided over the sprockets 41 and 43, with which a carriage 44 is connected.
  • the slide 44 can thus be moved back and forth in the direction of the X axis by actuating the electric motor 39.
  • An electric motor 45 is also attached to the frame 38, the output shaft 46 of which extends practically over the entire length of the frame 38 and is mounted in the frame 38 on the side opposite the electric motor 45.
  • the shaft 46 is coupled to an angular gear 47 which is fixedly arranged on the slide 44 and which has an output shaft 48 in the Z direction.
  • the shaft 48 can be driven by the shaft 46 via the angular gear 47, which can be a toothed gear.
  • a bevel gear sits on the shaft 48 in a rotationally fixed manner, which meshes with a bevel gear whose axis runs in the X direction.
  • the two bevel gears form a pair of bevel gears 49.
  • the bevel gear on the output side is connected to a hollow shaft 50, which in turn carries an angular gear 51, on the drive shaft 52, which extends transversely to the hollow shaft 50, spray devices 53 are attached.
  • the electric motor 45 If the electric motor 45 is now switched on, it drives the hollow shaft 50, which rotates about the X axis, via the shaft 46, the angular gear 47, the shaft 48 and the bevel gear pair 49. It then also rotates the angular gear 51, which is firmly connected to it, and the spraying devices 53 about the X axis.
  • the drive shaft 55 is coupled to an angular gear 55, which is fixedly connected to the carriage 44.
  • the bevel gear 56 has an output shaft 57 in the Z direction, on the free end of which a gear 58 is attached to the shaft in a manner fixed against relative rotation.
  • the gear 58 engages in a toothed shaft 59 and drives it in the direction of the X axis.
  • the toothed shaft 59 extends into the angular gear 51 and is coupled to its output shaft 52, which in turn carries the sprayers 53 at its ends.
  • the electric motor 55 If the electric motor 55 is now switched on, it drives the shaft 57 via the shaft 55 and the angular gear 56. This in turn moves the rack 59 via the gear 58, as already explained above, which is in engagement with the output shaft 52 of the angular gear 51.
  • the axis of the output shaft 52 extends in the direction of the Y axis, so that the output shaft 52, when actuated by the rack 59, rotates about the Y axis, as a result of which the spraying devices 53 connected to it are pivoted about the Y axis .
  • the spray heads 53 can thus be moved by the electric motors of the roof machine in the direction of the Z-axis and the X-axis and can be pivoted about the X-axis and the Y-axis.
  • the electric motor 30 is arranged stationary on the frame 28, while the electric motors 39, 45 and 54 are attached to the frame 38 and can thus be moved up and down in the vertical direction.
  • this movement is purely linear and the slowest movement occurring in the entire system, so that there is practically no fear of cable breaks.
  • the angular gears 47 and 56 can expediently be gearwheels and they are fixedly arranged on the carriage 44 and can be moved back and forth together with the latter in the direction of the X axis.
  • the drive axes 46 and 55 extend, as shown in FIG. 5, through the bevel gear 47 and 56 through and beyond, so that in each position of the carriage 14 the engagement between the drives Axes 46 and 55 on the one hand and the output axes 48 and 57 on the other hand are retained, ie the latter can be driven and rotated by the drive axes 46, 55 in any position of the carriage 44.
  • the carriage 44 which is not shown, can be suitably guided in or on guides of the frame 28 in the X direction.
  • threaded spindles 32 and 35 can be suitably supported and supported at their free ends.
  • All electric motors are freely programmable, i.e. They can be controlled individually and independently from an external control system according to a desired program.
  • the spray heads can thus be used for coating the workpieces, i.e. e.g. of the motor vehicles, optimal tracks are moved.
  • the electric motors can be controlled individually and independently of one another, the individual motor only acts on its own axis assigned to it, without influencing the other movements, i.e. if, for example, the spray heads have been swiveled into a specific desired position, this position is in the Maintain the entire range of motion of the linear axes X and Z.
  • the electric motors can be controlled and actuated for several axes at the same time, whereby a desired composite overall movement of the spray heads is achieved.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine frei programmierbare Konturmaschine zum Farbspritzen insbesondere von Kraftfahrzeugen. Die Maschine ist mit wenigstens einem Spritzgerät (53), z.B. einer Spritzpistole und einer Antriebseinrichtung für die letztere versehen. Die Antriebseinrichtung besteht aus mehreren explosionsgeschützten Elektromotoren (30, 39, 45, 54), die es ermöglichen, das Spritzgerät (53) linear längs von zwei Raumachsen zu bewegen und um zwei Raumachsen zu drehen. Die einzelnen Elektromotore (30, 39, 45, 54) können unabhängig voneinander nach einem gewünschten Programm angesteuert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine frei programmierbare Konturmaschine zum Farbspritzen insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einem Spritzgerät mit einer Antriebseinrichtung für das Spritzgerät und einer Antriebseinrichtung für dieses.
  • Gegenwärtig werden in der Automobilindustrie zum Farbspritzen von Personenkraftwagen Konturmaschinen verwendet, die in mechanische Konturen abfahren, die für alle Karosserietypen einen Mittelwert darstellen müssen. Auch das Spritzgerät selbst konnte nur eine Kontur abfahren, die einen Mittelwert darstellt.
  • In der Spritztechnik sind jedoch die Anforderungen in den letzten Jahren ständig gestiegen, weshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine Konturmaschine zu schaffen, die eine freie Programmierbar­keit der einzelnen Bewegungen der Spritzgeräte erlaubt.
  • Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Antriebsein­richtung für die Spritzgeräte aus einer Mehrzahl von explosions­geschützen Elektromotoren besteht zur Bewegung der Spritzgeräte längs von insbesondere zwei Raumachsen und zur Drehung der Spritz­geräte um insbesondere zwei Raumachsen.
  • Eine Spritzanlage,beispielsweise für einen Personenkraftwagen, besteht aus drei solchen Konturmaschinen, nämlich zwei Seitenmaschinen und einer Dachmaschine.
  • Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, zum Farbspritzen insbesondere der Seitenflächen des Kraftfahrzeuges die Elektromotoren der Seitenmaschinen stationär an der Maschine anzu­bringen.
  • Zum Farbspritzen insbesondere der oberen Flächen des Kraftfahrzeuges, d.h. des Daches und der Motorhaube, ist bei der Dachmaschine zweck­mäßigerweise ein Elektromotor stationär angeordnet, während die anderen Elektromotoren der Dachmaschine linear in Z-Richtung beweglich sind.
  • Ein Elektromotor der Seitenmaschine treibt hierbei über ein Getriebe und Zahnketten einen Schlitten in Z-Richtung an.
  • Ein anderer Elektromotor der Seitenmaschine treibt über eine Welle, ein auf dem Schlitten angeordnetes Getriebe und eine weitere Welle das Spritzgerät in X-Richtung.
  • Ein weiterer Elektromotor der Seitenmaschine treibt über eine Welle, ein auf dem Schlitten angeordnetes Getriebe und eine weitere Welle über ein Kreuzgelenk ein Schneckengetriebe an, dessen Abtriebswelle, mit der das Spritzgerät gekoppelt ist, um die Y-Achse schwenkbar ist. Schließlich treibt noch ein Elektromotor der Seitenmaschine über eine Welle, ein mit dem Schlitten verbundenes Getriebe und eine weitere Welle ein Kegelradpaar an, dessen abtriebsseitiges Kegelrad um die Z-Achse drehbar ist, wobei mit dem letzteren eine Grundplatte ver­bunden ist, auf der das Schneckengetriebe mit der Abtriebswelle für die Spritzgeräte angeordnet ist.
  • Bei der Dachmaschine wird durch den stationären Elektromotor über ein Getriebe und zwei vertikale Gewindespindeln ein Rahmen in Z-Richtung angetrieben und bewegt.
  • Ein weiterer, am Rahmen befestigter Elektromotor treibt über ein Getriebe, Zahnräder und Ketten einen Schlitten in X-Richtung an, mit dem ein Spritzgerät gekoppelt ist.
  • Ein weiterer Elektromotor ist über eine Welle, ein am Schlitten ange­ordnetes Getriebe und eine weitere Welle mit einem Kegelradpaar ver­bunden, dessen abtriebseitiges Kegelrad, das mit einer Hohlwelle ver­bunden ist, an der ein Getriebe befestigt ist, an dessen Abtriebswelle die Spritzgeräte angebracht sind, um die X-Achse drehbar ist. Schließ­lich ist die Dachmaschine mit noch einem Elektromotor versehen, der über eine Welle, ein am Schlitten angeordnetes Getriebe, eine weitere Welle und ein auf dieser sitzenden Zahnrad eine Zahnstange antreibt, welche durch die Hohlwelle hindurchgeführt ist und durch welche die Abtriebswelle und damit die mit dieser verbundenen Spritzgeräte um die Y-Achse schwenkbar sind.
  • Die Verwendung von stationären Elektromotoren ermöglicht eine feste Verlegung der elektrischen Kabel wodurch Kabelbrüche vermieden werden, die bisher in vielen Fällen zu einer Explosion führten.
  • Bei der Dachmaschine, bei der nur ein Elektromotor stationär einge­baut ist, die anderen jedoch beweglich angeordnet sind, ist Vorsorge getroffen, daß die beweglichen Elektromotoren nur ein einer Richtung, d.h. in der Z-Richtung beweglich sind, wobei die Bewegung in der Z-­Richtung die langsamste Bewegung sämtlicher in einer solchen Anlage auftretenden Linearbewegungen ist, weshalb hier die Gefahr eines Kabelbruches praktisch vernachlässigbar ist.
  • Die Verwendung explosionsgeschützter Elektromotoren erlaubt es, diese Motoren in den Spritzkabinen direkt anzuordnen, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, die Bewegungen der einzelnen Spritzgeräte frei zu programmieren, wobei die Ansteuerung und die Programmierung selbst nicht Gegenstand der Erfindung sind.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der
    • Fig. 1 die drei Raumachsen X, Y und Z sowie die drei zugehörigen Dreh­achsen A, B und C zeigt.
    • Fig. 2 zeigt schematisch in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Kontur­maschine (Seitenmaschine).
    • Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht der Maschine nach Fig. 2.
    • Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 2.
    • Fig. 5 zeigt schematisch in Vorderansicht eine erfindungsgemäße Konturmaschine (Dachmaschine).
    • Fig. 6 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 5.
    • Fig. 1 zeigt die einzelnen linearen Achsen und Drehachsen, auf die sich die Bewegungen der Antriebsteile und der Spritzgeräte beziehen.
    • Fig. 2 zeigt schematisch in Seitenansicht die wesentlichen Teile einer Konturmaschine für das Farbspritzen der Seiten eines Kraftfahrzeuges, d.h. eine Seitenmaschine.
  • Die Maschine hat einen Elektromotor 1, an den ein Getriebe 2 (Fig. 4) angeflanscht ist, das zwei Kettenräder 3 (Fig. 4) antreibt. Unterhalb der Kettenräder 3 sind im Abstand zwei Kettenräder 5 angeordnet, und über jeweils ein Kettenrad 3 und ein Kettenrad 5 läuft eine Kette 4. Die Kettenräder 3 und 5 sind geeignet an der Maschine drehbar gelagert. Ein Schlitten 6 ist mit den Ketten 4 verbunden, der, wie noch erläutert wird, weitere Elemente der Maschine trägt. Der Schlitten 6 ist, was nicht dargestellt ist, zweckmäßigerweise in vertikalen Führungen geführt.
  • Wenn der Elektromotor 1 eingeschaltet wird, kann somit der Schlitten 6 vertikal auf- und abbewegt werden.
  • An der Maschine, d.h. an einem geeigneten ortsfesten Rahmen oder Gestell ist ferner ein Elektromotor 7 befestigt, mit dem ein Getriebe 8 gekoppelt ist.
  • Eine Ausgangswelle 9 des Getriebes 8 verläuft praktisch vertikal von dem Getriebe aus abwärts, und diese Welle 9 ist mit einem Winkelgetriebe 10 gekoppelt, das am Schlitten 6 befestigt ist. Die Welle 9 erstreckt sich, wie Fig. 3 zeigt, nach unten über das Winkelgetriebe 10 hinaus, so daß das letztere durch die Welle 9 in jeder vertikalen Stellung des Schlittens 6 angetrieben wird.
  • Über das Winkelgetriebe 10, das zweckmäßigerweise ein Zahnradgetriebe ist, ist die Antriebswelle 9 mit einer praktisch horizontal verlaufenden Welle 11 gekoppelt, die zweckmäßigerweise eine Zahnwelle ist, und die damit vom Elektromotor 7 über die Welle 9 und das Winkelgetriebe 10 in X-Richtung verschiebbar ist.
  • Die Welle 11 trägt an ihrem in der Fig. 3 linken Ende eine Konsole 20, die ihrerseits das Spritzgerät 21, z.B. eine Spritzpistole trägt.
  • An dem nicht-gezeigten Gestell oder Maschinenrahmen ist ferner ein Elektromotor 12 stationär angebracht, der eine Welle 13 antreibt, die mit einem Winkelgetriebe 14 gekoppelt ist, das am Schlitten 6 befestigt ist. Die Welle 13 ragt, wie Fig. 3 zeigt, nach unten über das Winkelgetriebe 14, das ebenfalls ein Zahnradgetriebe sein kann, hinaus, so daß das Getriebe 14 in jeder vertikalen Position des Schlittens 6 durch die Welle 13 angetrieben wird.
  • Durch das Winkelgetriebe 14 erstreckt sich ferner praktisch horizontal eine Welle 15, die durch die Welle 13 über das Winkelgetriebe 14 in Drehung versetzbar ist.
  • Die Welle 15, z.B. eine Zahnwelle, ist in X-Richtung beweglich und verschiebbar und sie ist an ihrem in der Zeichnung linken Ende über ein Kreuzgelenk 16 mit einem Schneckengetriebe 17 gekoppelt, dessen Abtriebswelle 18 durch die Welle 15, wenn diese angetrieben und in Drehung versetzt worden ist, schwenkbar bzw. drehbar ist. Die Achse der Antriebswelle 18 verläuft in Y-Richtung und da die Spritzgeräte 21, wie Fig. 4 zeigt, an den Enden der Abtriebswelle 18 angebracht sind, können die Spritzgeräte 21 um die Y-Achse geschwenkt werden.
  • Der Elektromotor 12 treibt somit über die Welle 13, das Winkelgetriebe 14, die Welle 15, das Kreuzgelenk 16 und das Schneckengetriebe 17 dessen Ab­triebswelle 18 und damit die Spritzgeräte 21 an und schwenkt sie um die Y-Achse.
  • An dem Rahmen oder Gestell der Seitenmaschine ist schließlich noch ein Elektromotor 22 stationär angebracht, der eine Welle 23 antreibt (die Wellen 13 und 23 verlaufen praktisch vertikal), die mit einem Winkelge­ triebe 24, z.B. ein Zahnradgetriebe, gekoppelt ist. Die Welle 23 er­streckt sich nach unten über das Winkelgetriebe 24 hinaus, wie Fig. 3 zeigt, so daß das Winkelgetriebe 24 in jeder Position des Schlittens 16 durch die Antriebswelle 23, die eine Zahnwelle sein kann, antreibbar ist.
  • Durch das Winkelgetriebe 24 erstreckt sich ferner praktisch horizontal eine Welle 25, z.B. eine Zahnwelle oder Zahnstange, die von der Welle 23 über das Winkelgetriebe 24 antreibbar, d.h. in Drehung versetzbar ist.
  • Beide Wellen 15 und 25 erstrecken sich nach rechts, wie Fig. 3 zeigt, über die jeweiligen Winkelgetriebe 14 und 24 hinaus, so daß sie den Bewegungen der Welle 11 und damit der Konsole 20 in X-Richtung folgen und dabei in jeder X-Position der Konsole 20 und damit der Spritzgeräte 21 von den entsprechenden Antriebswellen 13 bzw. 23 in Drehung versetzbar sind.
  • Auf dem in der Zeichnung linken Ende der Welle 25 sitzt drehfest ein Kegelrad und an der Konsole 20 ist ein weiteres Kegelrad mit vertikaler Achse gelagert, die zusammen ein Kegelradpaar 26 bilden. Das Kegelrad mit vertikaler Achse ist mit einer Grundplatte 27 gekoppelt, auf der das Schneckengetriebe 17 fest angeordnet ist.
  • Wenn daher das Schneckenrad mit vertikaler Welle sich dreht, dreht sich auch die Grundplatte 27 zusammen mit dem Schneckengetriebe 17, der Ab­triebswelle 18 und den an dieser angebrachten Spritzgeräten 21 um eine vertikale Achse, d.h. um die Z-Achse.
  • Der Elektromotor 22 treibt somit über die Welle 23, das Winkelgetriebe 24 die Welle 25, und das Kegelradpaar 26 die Grundplatte 27 an und schwenkt dadurch die Spritzgeräte 21 um die Z-Achse.
  • Die in den Fig. 2-4 schematisch dargestellte Seitenmaschine ist somit mit vier stationären explosionsgeschützten Elektromotoren 1, 7, 12 und 22 versehen, durch welche die Spritzgeräte 21 in Z-Richtung und in X-Richtung verschiebbar und außerdem um die Z-Achse und um die Y-Achse schwenkbar sind.
  • Die Getriebe 10, 14 und 24 sind fest an dem Schlitten 6 angebracht und folgen dessen Bewegungen. Die Übertragung der Kräfte bzw. Momente von den Elektromotoren auf die Spritzköpfe erfolgt hierbei ausschließlich durch mechanische Mittel, wodurch die Verwendung beweglicher Schläuche oder Kabel vermieden werden kann.
  • Die Y-Richtung ist die Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges, d.h die Richtung des Förderbandes, auf dem das Kraftfahrzeug während der Bearbeitung angeordnet ist.
  • Anhand der Fig. 5 und 6 wird nun die Arbeitsweise der Dachmaschine be­schrieben.
  • An einem Gestell 28 ist stationär ein Elektromotor 30 angeordnet, der hat. Die ein Winkelgetriebe 31 antreibt. Das letztere hat zwei Abtriebswellen nämlich eine Verbindungswelle 33, die ein weiteres Winkelgetriebe 34 antreibt und eine vertikal verlaufende Gewindespindel 32. Das Winkel­getriebe 34 hat als Abtriebswelle ebenfalls eine vertikal verlaufende Gewindespindel 35.
  • Die beiden Winkelgetriebe 31, 34 sind in horizontalem Abstand ortsfest am Gestell 28 befestigt.
  • Die beiden Gewindespindeln greifen jeweils in eine Gewindemutter 36 bzw. 37 ein, die ihrerseits fest an einem Rahmen 38 der Dachmaschine angeordnet sind, derart, daß durch Drehung der Gewindespindeln 32 und 35 der Rahmen 38 vertikal, d.h. in Z-Richtung auf- und abverschiebbar ist.
  • Der Rahmen 38 wird somit durch den stationären Elektromotor 30 über die Winkelgetriebe 31, 34 und die Gewindespindeln 32 und 35 in Richtung der Z-Achse angetrieben.
  • (In der Regel fällt die Z-Achse mit der vertikalen Richtung zusammen, erstreckt dies muß aber nicht der Fall sein.)
  • Am Rahmen 38 ist ein Elektromotor 39 befestigt, mit dem ein Getriebe 40 (Fig. 6) gekoppelt ist, das zwei Kettenräder 41 antreibt. Im Abstand von den Kettenrädern 41 in Richtung der X-Achse sind zwei weitere Kettenräder 43 am Rahmen 38 drehbar gelagert und über die Kettenräder 41 and 43 sind zwei Ketten 42 geführt, mit denen ein Schlitten 44 verbunden ist.
  • Durch Betätigung des Elektromotors 39 kann somit der Schlitten 44 in Richtung der X-Achse hin- und herbewegt werden.
  • Am Rahmen 38 ist ferner ein Elektromotor 45 angebracht, dessen Ausgangs­welle 46 sich praktisch über die gesamte Länge des Rahmens 38 erstreckt und auf der zum Elektromotor 45 entgegengesetzten Seite im Rahmen 38 gelagert ist.
  • Die Welle 46 ist gekoppelt mit einem Winkelgetriebe 47, das fest am Schlitten 44 angeordnet ist und das eine Ausgangswelle 48 in Z-Richtung hat. Die Welle 48 ist von der Welle 46 über das Winkelgetriebe 47, das ein Zahnradgetriebe sein kann, antreibbar.
  • An ihrem freien Ende sitzt ein Kegelrad drehfest auf der Welle 48, das mit einem Kegelrad kämmt, dessen Achse in X-Richtung verläuft. Die beiden Kegelräder bilden ein Kegelradpaar 49.
  • Das abtriebsseitige Kegelrad ist mit einer Hohlwelle 50 verbunden, die ihrerseits ein Winkelgetriebe 51 trägt, an dessen Antriebswelle 52, die quer zur Hohlwelle 50 verläuft, Spritzgeräte 53 angebracht sind.
  • Wird nun der Elektromotor 45 eingeschaltet, so treibt er über die Welle 46, das Winkelgetriebe 47, die Welle 48 und das Kegelradpaar 49 die Hohlwelle 50 an, die sich um die X-Achse dreht. Mit ihr drehen sich dann auch das mit ihr fest verbundene Winkelgetriebe 51 und die Spritzgeräte 53 um die X-Achse.
  • Am Rahmen 38 ist, wie Fig. 5 zeigt, ein weiterer Elektromotor 54 befestigt, dessen Abtriebswelle 55 sich praktisch über die gesamte Länge des Rahmens 38 erstreckt und deren freies Ende im Rahmen 38 gelagert ist.
  • Die Antriebswelle 55 ist mit einem Winkelgetriebe 55 gekoppelt, das fest mit dem Schlitten 44 verbunden ist. Das Winkelgetriebe 56 hat eine Abtriebs­ welle 57 in Z-Richtung, auf derem freien Ende ein Zahnrad 58 drehfest mit der Welle angebracht ist. Das Zahnrad 58 greift in eine Zahnwelle 59 und treibt dieses in Richtung der X-Achse an. Die Zahnwelle 59 erstreckt sich in das Winkelgetriebe 51 hinein und ist mit dessen Abtriebswelle 52 gekoppelt, die ihrerseits die Spritzgeräte 53 an ihren Enden trägt.
  • Wird nun der Elektromotor 55 eingeschaltet, so treibt er über die Welle 55 und das Winkelgetriebe 56 die Welle 57 an. Diese wiederum verschiebt über das Zahnrad 58 die Zahnstange 59, wie vorstehend bereits erläutert, die in Eingriff mit der Abtriebswelle 52 des Winkelgetriebes 51 steht. Die Achse der Abtriebswelle 52 verläuft in Richtung der Y-Achse, so daß sich die Abtriebswelle 52, wenn sie durch die Zahnstange 59 betätigt wird, um die Y-Achse dreht, wodurch die mit ihr verbundenen Spritzgeräte 53 um die Y-Achse geschwenkt werden.
  • Die Spritzköpfe 53 können somit durch die Elektromotoren der Dachmaschine in Richtung der Z-Achse und der X-Achse verschoben sowie um die X-Achse und die Y-Achse geschwenkt werden.
  • Wie bereits ausgeführt, ist der Elektromotor 30 stationär am Gestell 28 an­geordnet, während die Elektromotoren 39, 45 und 54 an Rahmen 38 befestigt und damit mit diesem in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar sind. Diese Bewegung ist aber rein linear und die langsamste in der ganzen An­lage auftretende Bewegung, so daß Kabelbrüche praktisch nicht zu befürchten sind.
  • Sämtliche Elektromotoren 30, 39, 45 und 54 sind, wie bereits ausgeführt explosionsgeschützt.
  • Die Winkelgetriebe 47 und 56 können zweckmäßigerweise Zahnradgetriebe sein und sie sind fest am Schlitten 44 angeordnet und zusammen mit diesem in Richtung der X-Achse hin- und herbewegbar.
  • Die Antriebsachsen 46 und 55 erstrecken sich, wie Fig. 5 zeigt, durch die Winkelgetriebe 47 und 56 hindurch und über diese hinaus, so daß in jeder Position des Schlittens 14 der Eingriff zwischen den Antriebs­ achsen 46 und 55 einerseits und den Abtriebsachsen 48 und 57 andererseits erhalten bleibt, d.h. die letzteren können in jeder Position des Schlittens 44 durch die Antriebsachsen 46, 55 angetrieben und in Drehung versetzt werden.
  • Der Schlitten 44 kann, was nicht dargestellt ist, geeignet in oder an Führungen des Gestelles 28 in X-Richtung geführt sein.
  • Ebenso können die Gewindespindeln 32 und 35 an ihren freien Enden ge­eignet gelagert und abgestützt sein.
  • Sämtliche Elektromotoren sind frei programmierbar, d.h. sie können aus einer externen Steueranlage einzeln und unabhängig voneinander nach einem gewünschten Programm angesteuert werden. Die Spritzköpfe können hierdurch in für die Beschichtung der Werkstücke, d.h. z.B. der Kraft­fahrzeuge, optimalen Bahnen bewegt werden.
  • Da die Elektromotoren einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wirkt der einzelne Motor nur auf seine eigene ihm zugeordnete Achse ein, ohne die anderen Bewegungen zu beeinflussen, d.h., wenn beispielsweise die Spritzköpfe in eine bestimmte gewünschte Stellung geschwenkt worden sind, so wird diese Stellung im gesamten Bewegungs­bereich der linearen Achsen X und Z beibehalten.
  • Dabei können die Elektromotore für mehrere Achsen gleichzeitig ange­steuert und betätigt werden, wodurch eine gewünschte zusammengesetzte Gesamtbewegung der Spritzköpfe erreicht wird.

Claims (12)

1. Frei programmierbare Konturmaschine zum Farbspritzen insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einem Spritzgerät mit einer Antriebseinrichtung für das Spritzgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung aus einer Mehrzahl von explosions­geschützen Elektromotoren (1, 7, 12, 22, 30, 39, 45, 54) besteht, zur Bewegung des Spritzgerätes (21, 53) längs von zwei Raumachsen und zur Drehung des Spritzgerätes um zwei Raumachsen.
2. Maschine nach Anspruch 1 zum Farbspritzen insbesondere der Seiten­fläche eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren (1, 7, 12, 22) zum Farbspritzen der Seitenfläche des Kraftfahrzeuges stationär an der Maschine angebracht sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 zum Farbspritzen insbesondere der Ober­flächen (Dach, Motorhaube) eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Elektromotor(30)stationär, die Elektromotoren (39, 45, 54) beweglich an der Maschine angeordnet sind.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­motoren (39, 45, 54) im Betrieb ausschließlich eine Linearbewegung in Z-Richtung ausführen.
5. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (1) über ein Getriebe (2) und Zahnketten (4) ein Schlitten (6) in Z-Richtung antreibbar ist.
6. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (7) über eine Welle (9) und ein auf dem Schlitten (6) angeordnetes Winkelgetriebe (10) eine Welle (11) in X-Richtung antreibbar ist, mit der die Spritzgeräte (21) gekoppelt sind.
7. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (12) über eine Welle (13) und ein auf dem Schlitten (6) angeordnetes Winkelgetriebe (14) eine Welle (15) antreibbar ist, durch welche über ein Kreuzgelenk (16) ein Schneckengetriebe (17) betätigbar ist, durch das dessen Abtriebswelle (18) mit der die Spritzgeräte (21) gekoppelt sind, um die Y-Achse schwenkbar ist.
8. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (22) über eine Welle (23) und ein auf dem Schlitten (6) angeordnetes Winkelgetriebe (24) eine Welle (25) antreibbar ist, durch welche ein Kegelradpaar (26) antreibbar ist, dessen abtriebsseitiges Kegelrad um die Z-Achse drehbar ist, und das mit einer Grundplatte (27) verbunden ist, auf der das Schnecken­getriebe (17) mit der Abtriebswelle (18) und die Spritzgeräte (21) angeordnet sind.
9. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (30) über Winkelgetriebe (31, 34) und zwei im Ab­stand angeordnete parallele Gewindespindeln (32, 35) ein Rahmen (38) in Z-Richtung antreibbar ist.
10. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch den Elektromotor (39) der am Rahmen (38) angeordnet ist, über ein Getriebe (40), Zahnräder (41, 43) und Ketten (42) ein Schlitten (44) in X-Richtung antreibbar ist, mit welchem die Spritzgeräte (53) gekoppelt sind.
11. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (45) über eine Welle (46), ein am Schlitten (44) angeordnetes Winkelgetriebe (47) und eine Welle (48) ein Kegelrad­paar (49) antreibbar ist, dessen abtriebsseitiges Kegelrad um die X-Achse drehbar ist und das mit einer Hohlwelle (50) gekoppelt ist, mit der ein Winkelgetriebe (51) verbunden ist, an dessen Abtriebs­welle (52) die Spritzgeräte (53) angebracht sind.
12. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Elektromotor (54) über eine Welle (55), ein am Schlitten (44) angeordnetes Winkelgetriebe (56), eine Welle (57) und ein an deren Ende befestigtes Zahnrad (58) eine Zahnstange (59) ver­schiebbar ist, welche durch de Hohlwelle (50) hindurchgeführt ist. und durch die die Abtriebswelle (52) und damit die mit dieser verbundenen Spritzgeräte (53) um die Y-Achse schwenkbar sind.
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