DE3539852A1

DE3539852A1 - Mechanische schweisspresse

Info

Publication number: DE3539852A1
Application number: DE19853539852
Authority: DE
Inventors: John Henry Boca Raton Fla. Brems; Arthur Cole Warren Mich. Mason
Original assignee: Lamb Technicon Corp
Current assignee: Unova IP Corp
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1985-11-09
Publication date: 1986-05-22
Also published as: GB8528177D0; CA1249787A; FR2573334B1; GB2166994A; FR2573334A1; JPS61126981A; US4600095A; GB2166994B

Description

Mechanische Schweißpresse

Die Erfindung betrifft eine mechanische Schweißpresse, insbesondere eine Presse, bei der die Werkstücke auf einer Fördereinrichtung zu- und abgeführt werden.

Bei einer Ausführungsform der Schweißpresse werden

IC ein oder mehrere Werkstücke durch eine Hubvorrichtung auf eine erhöhte Arbeitsstation in der Presse gehoben, wo die Werkstücke mit Schweißbrennern in Berührung gebracht werden, um mehrere Punktschweißungen auf ihnen durchzuführen. Die Hebevorrichtung senkt dann das verschweißte Aggregat wieder herab. Bei einigen Schweißpressen dieser Art werden die Werkstücke durch eine Fördereinrichtung der Presse zu- und von ihr wieder abgeführt. Bei diesen Pressen muß die Hebeeinrichtung zunächst in eine Stellung hochfahren, in der sie mit den förderbandgetragenen Werkstücken in Eingriff kommt, worauf sie die Werkstücke zur erhöhten Schweißstation anhebt. Nach dem Schweißen muß die Hebeeinrichtung ihre Arbeitsrichtung umkehren, um zunächst das verschweißte Aggregat auf die Fördereinrichtung herabzulassen und dann bis zu ihrer untersten Ausgangsstellung zurückzufahren.

In der Praxis soll die Hebeeinrichtung verhältnismäßig kompakt sein, da sie vorteilhafterwexse unter der Fördereinrichtung angeordnet ist. Außerdem soll ihre Konstruktion im Falle einer Schweißpresse sowohl seitlich als auch senkrecht sehr steif sein, um den Druck zahlreicher Schweißbrenner zu widerstehen. Außerdem soll sie die Werkstücke auf einer genau senkrecht verlaufenden Bahn hochheben und niederlassen können, und dies ohne sie zu Rütteln, so daß sie nicht

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mehr mit den Schweißbrennern fluchten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schweißpresse mit einer konstruktionsmäßig sehr starken Hebevorrichtung zu schaffen, die verhältnismäßig wenig Platz im Vergleich zu ihrem senkrechten Hub braucht, und die ein Werkstück zwischen einer Fördereinrichtung und einer höher liegenden Schweißstation auf einer geraden senkrechten Bahn hochheben und absenken kann.

Erfindungsgemäß soll eine Hebevorrichtung in einer Presse der vorbezeichneten Art geschaffen werden, die von einer Ruhestellung aus bis auf eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit beschleunigt und am Ende eines jeden einzigen mehrstufigen Hubes bis nahe Null abbremst, so daß sie ein Werkstück auf der Fördereinrichtung weich ergreift und dieses bis zur erhöhten dder oberen Schweißstation anhebt und danach das verschweißte Aggregat weich auf die Fördereinrichtung zurücklegt.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Figuren 1, 2, 3 und 4 eine schematische Darstellung der Arbeit einer Schweißpresse mit Förder

einrichtung und einer Vorrichtung zum Hochheben und Absenken eines Werkstücks;

Figur 5 einen Teillängsschnitt einer voll nach oben ausgefahrenen erfindungsgemäßen Hebeein

richtung ;

Figur 6 eine Ansicht wie Figur 5, wobei jedoch die

Hebeeinrichtung voll abgesenkt ist; 5

Figur 7 eine Ansicht wie Figur 5 mit Darstellung

der Hebeeinrichtung in einer Zwischenstellung?

Figur 8 eine Endansicht der Hebeeinrichtung längs

der Linie 8-8 der Figur 5;

Figur 9 einen Teilaufriß der Hebeeinrichtung an

deren Antriebsseite; 15

Figur 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 der

Figur 9; und

Figur 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Figur 9.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine Schweißpresse 10 gezeigt, durch welche Werkstücke 12 nacheinander auf einer Fördereinrichtung 14 gefördert werden. Ein Pressentisch oder Werkstückträger unterhalb der Fördereinrichtung 14 kann so hochgehoben werden, daß das Werkstück 12 in der Presse ergriffen wird und in eine Stellung gehoben wird, in der es in Berührung mit den Schweißbrennern 18 einer mechanischen Schweißpresse kommt, wobei mehrere Punktschweißungen durchgeführt werden. In Figur 1 ist ein Werkstück 12 auf der Fördereinrichtung so angeordnet, daß es mit der Schweißpresse 20 und dem Preßtisch 16 fluchtet. In Figur ist der Preßtisch angehoben, um mit dem Werkstück auf der Fördereinrichtung in Eingriff zu kommen. In Figur 3 ist der Preßtisch in seine höchste Stellung

gefahren, in der das Werkstück mit den Schweißbrennern 18 in Berührung steht, um die Punktschweißungen durchzuführen. Anschließend, in Figur 4, ist der Preßtisch herabgefahren, um die verschweißten Werkstücke zurück auf die Fördereinrichtung zu legen. Dann wird der Preßtisch in die in Figur 1 gezeigte Stellung herabgefahren, und die Fördereinrichtung 14 weitergeschaltet, um das nächstfolgende Werkstück 12 in der Presse zu positionieren und das verschweißte Aggregat abzuführen, so daß der Zyklus wiederholt werden kann.

Der Pressentisch ist als Werkstückträgerplatte 22 dargestellt, der durch einen hängenden Rand 24 verstärkt ist und an seiner Unterseite zwei herabhängende Halterungen 26 aufweist. Die Hebevorrichtung für den Pressentisch 28 weist eine Grundplatte 30 auf, auf der zwei ,-v ii.m wesentlichen identische Verbindungsglieder 32, 32' angeordnet sind. Wie Figur 8 zeigt, umfaßt jedes Verbindungsglied ein Torsionsrohr 34, das drehbar auf der Grundplatte 30 in Lagern 36 und Wellen 38 läuft. Auf jedem Torsionsrohr 34 sind zwei axial im Abstand voneinander angeordnete parallele Hebel 40 montiert. Zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Winkelhebel 42 sind drehbar mit dem freien Ende eines jeden Hebels 40 durch Gelenkbolzen 44 verbunden. Die herabhängenden Halterungen 26 an der Unterseite des Preßtisches 16 sind drehbar mit jedem Winkelhebel 42 durch Gelenkbolzen 46 verbunden. An der dritten Ecke eines jeden Winkelhebelpaares 42 ist mit einer Welle 48 eine Führungsrolle 50 montiert, die durch eine Führungsbahn 52 geradlinig geführt wird, die fest auf jeder Seite der Grundplatte 30 montiert ist. Die vier Winkelhebel 4 2 in jedem Verbindungsglied 32, 32' sind durch ein Torsionsrohr 54 verbunden, um eine gleichsinnige Be-

wegung durchzuführen.

Es sei bemerkt, daß die Anordnung der Zwischenstücke 40, 42 und der Torsionsrohre 34, 54 eine Aufzug- und Hebevorrichtung ergeben, die einen hohen Grad von Seitensteifigkeit aufweist. Die beiden Verbindungsglieder können durch die beiden Torsionsrohre miteinander verbunden sein, .da die Zwischenstücke in jedem Verbindungsglied miteinander nicht kreuzen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit für senkrechte Seitenführungen des Pressentisches 16, die kostspielig sind, wobei es schwierig ist, sie genau fluchtend zu halten. Außerdem ermöglicht das Fehlen der Seitenführungen, daß die Presse größere Platten aufnehmen kann als eine andere Presse derselben Größe.

Die Hebevorrichtung (Figur 9) wird vorzugsweise durch einen elektrischen Umkehrmotor 56 über einen Getriebekasten 58 betrieben. In Figur 11 ist eine Kurbel 62 auf der Abtriebswelle 60 des Getriebekastens 58 montiert, auf der ein Zahnrad 64 befestigt ist. Eine Zahnstange 66 kämmt mit dem Zahnrad 64 und wird mit diesem durch eine Halterung 68 in Eingriff gehalten, die drehbar auf der Achse des Zahnrades 64 durch eine Welle 70 gelagert ist. Die Teilgerade der Zähne des Rades 64 läuft durch die Achse der Abtriebswelle 60. Diese Anordnung ist eine bewegungserzeugende Vorrichtung, wie sie in der US-Patentschrift 3 789 676 offenbart wurde, welche in Abhängigkeit von der Drehung der Abtriebswelle 60 der Zahnstange 66 eine zykloidische Bewegung mitteilt. In der in Figur 11 gezeigten Stellung bewirkt eine leichte Winkelversetzung der Welle 60 eine geringe oder gar keine lineare Versetzung der Zahnstange 66. Wenn sich die Welle 60 um

eine Umdrehung dreht, ergibt sich eine schrittweise Beschleunigung der Stange 66 bis zur MaximaIgeschwindigkeit, bei der die Stange durch die Zähne des Rades 64 angetrieben wird, die einen maximalen Abstand von der Achse der Welle 66 aufweisen. Dies erfolgt, nachdem die Welle 6 0 eine halbe Umdrehung zurückgelegt hat. Danach verlangsamt sich die Zahnstange 66 schrittweise/ wobei bei einer vollständigen Umdrehung der Abtriebswelle 60 ihre Geschwindigkeit sich an Null annähert oder Null wird.

Ein finde der Stange 66 ist drehbar am Punkt 72 mit einem Hebel 74 verbunden, der an einer Welle 76 befestigt ist, die drehbar zwischen Halterungen 78 auf der Grundplatte 80 der Antriebsvorrichtung gelagert ist. Das andere Ende des Zwischenstücks 86 ist drehbar am Punkt 88 mit einem Hebel 90 verbunden, der am Röhr 34' befestigt ist. Ein Ende eines anderen Zwischenstücks 92 ist mit dem Hebel 90 am Punkt 94 verbunden, und sein Gegenende ist drehbar am Punkt 96 mit einem Hebel 98 am Rohr 34 verbunden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden den Rohren 34 und 34' gleiche Winkelversetzungen in Abhängigkeit von der im allgemeinen waagerechten Versetzung des Zwischenstücks 86 mitgeteilt.

Obwohl der vorstehend beschriebene zykloidische Antrieb zum Betrieb der Glieder der Hebeeinrichtung für den Pressentisch bevorzugt wird, sind auch andere, nicht-zykloidische Hauptantriebe möglich. Dies gilt insbesondere, wenn keine Notwendigkeit besteht, den Pressentisch am Ende seiner jeweiligen aufeinanderfolgenden Bewegungen abzubremsen. Beispiele für andere verwendbare Hauptantriebe weisen Kurbeln, Gleitspindeln,

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Zylinder usw. auf.

Die Verbindungsglieder 32 und 32" sind von den in der US-Patentanmeldung Nr. 06/399 465 bekanntgemachten Typ. Die Gestängeanordnung soll die Bewegung auf einer Geraden der Gelenkbolzen 46, 46' erzeugen, welche die Verbindungsglieder oder das Gestänge mit dem Pressentisch 16 verbinden. Wie in dieser Patentanmeldung näher erläutert wurde, müssen spezielle Konstruktionsparameter der Verbindungsglieder eingehalten werden, um diese Gerade zu erzielen. Die Abstände zwischen der Achse des Bolzens 44 und der Drehachse des Rohrs 34, zwischen den Achsen der Bolzen 44 und 46 sowie zwischen der Achse des Bolzens 44 und der der Führungsrolle 50 müssen alle gleich sein. Außerdem muß die Bewegungsbahn der Führungsrolle eine Gerade sein, die durch die Drehachse des Rohres 34 läuft. Wenn ferner eine durch die Achsen der Rollen 50 und des Bolzens gezogene Linie waagerecht ist, im Falle daß Achsen der Rollen 50, des Bolzens 44 und des Rohrs 34 auf einer Linie liegen, dann verläuft die Bewegungsbahn des Bolzens 46 senkrecht. Dieser Zustand wird durch die gestrichelten Linien in Figur 5 dargestellt, in der die Achse des Rohrs 34 mit P₁, die Achse des Bolzens 44 mit P₂, die Achse der Führungsrolle 50 mit G und die Achse des Bolzens 46 mit 0 bezeichnet ist. Wird der Hebel 40 von der Stellung der ausgezogenen Linie nach links in eine Stellung gedreht, in der die Achsen P₁, P₂ und G auf einer Linie liegen, dann ist die Linie A-B zwischen den Achsen G und 0 waagerecht und die Linie C-D zwischen den Achsen O und P eine senkrechte Gerade, welche der Bewegungsbahn des Gelenkbolzens 46 entspricht.

fes sei bemerkt, daß die gestrichelt gezeichnete Stellung der Figur 5 eine Zwischenstellung ist. Die Stellung der fest ausgezogenen Linie des Verbindungsgliedes (Figur 5) stellt die höchste Lage des Pressentisches 16 dar und entspricht der in Figur 9 gezeigten Stellung des Antriebsgestänges. Nach einer Umdrehung der Abtriebswelle 60 des Getriebekastens 58 in Linksrichtung nimmt das Verbindungsglied die in Figur 7 gezeigte Stellung ein, in der der Pressentischen 16 etwa um die Hälfte seines vollen Hubes abgesenkt wurde, wobei das Werkstück 12 auf dem Pressentisch bei der Geschwindigkeit nahe Null sanft auf der Fördereinrichtung 14 abgeladen wird. Nach einer anderen vollen Umdrehung der Abtriebswelle 60 wird der Pressentisch 16 bis auf seine voll zurückgefahrene Stellung (Figur 6) abgesenkt, die erheblich unterhalb der Fördereinrichtung 14 liegt. Jetzt kann die Fördereinrichtung betätigt werden, um das verschweißte Aggregat aus der Presse heraus und eine andere Tafel in die Presse hinein bis zu einer Stellung direkt oberhalb des Pressentisches 16 zu befördern.

Wenn die Abstände zwischen den entsprechenden Drehachsen in beiden Verbindungsgliedern 32, 32' genau gleich lang sind und die Neigung der beiden Führungsbahnen 52 und 52' denselben Winkel einnehmen, bleibt der Pressentisch 16 stets in waagerechter Stellung.

WO diese Anordnung in den meisten Fällen vorgezogen wird, kann es trotzdem in Abhängigkeit von der Formgebung des Werkstücks und der Art und Weise, in welcher es punktzuschweißen ist, vorteilhaft sein, daß der Pressentisch 16 eine waagerechte Lage einnimt, wenn er mit einem Werkstück auf ihm in Eingriff kommt, und eine etwas geneigte Lage, wenn das Werkstück mit den

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Schweißbrennern 18 der Schweißeinrichtung 20 in Verbindung kommt. Wenn die Zwischenstücke im Verbindungsglied 32 kürzer sind als die entsprechenden Zwischenstücke des Verbindungsgliedes 32', so ist es offensichtlich, daß die Gelenkbolzen 46 in senkrechter Richtung um einen kürzeren Hub versetzt werden, als die Gelenkbolzen 46¹. Auch wenn die Zwischenstücke der beiden Verbindungsglieder gleich groß sind, jedoch die Führungsbahnen 52 sind gegenüber der Waagerechten um einen größeren Winkel geneigt als die Führungsbahnen 52', dann werden die Gelenkbolzen 46 senkrecht um einen kürzeren Hub versetzt als die Gelenkbolzen 46'. Der senkrechte Hub der Gelenkbolzen 46 kann auch gegenüber dem senkrechten Hub der Gelenkbolzen 46' vergrößert oder verkleinert werden, indem die Hebel 90, 98 sich um verschiedene Bogenweiten während eines jeden der Mehrfachhübe des Zwischenstücks 86 drehen. Obwohl beide Gelenkbolzen 46, 46' in ihren Bewegungen auf senkrechten Achsen begrenzt sind, ist es offensichtlich, daß die Verbindungsglieder so ausgelegt werden können, daß sie den Pressentisch 16 veranlassen, eine geneigte Stellung während seines gesamten senkrechten Weges oder an einer bestimmten Stelle in seinem Hub einzunehmen.

Die Erfindung wurde als eine Schweißpresse beschrieben und gezeigt. Es ist offensichtlich, daß die Presse nicht nur für Schweißarbeiten konstruiert werden kann. Die Erfindung kann auf verschiedene Arten von Pressen angewandt werden, bei welcher ein Werkstück von einer Fördereinrichtung in eine höhere Bearbeitungsstation auf der Presse emporgehoben werden muß.

Damit kann die Presse für alle Dichtungsanwendungen,

Abkant- oder Abgratarbeiten, Durchbohr- oder Durchsticharbeiten, Blechschablonen- oder viele andere Arbeiten eingesetzt werden, die normalerweise an Tafeln oder anderen Werkstücken ausgeführt werden.

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Claims

P a ten tan s ρ r üc he

1. Kombination bei einer Presse mit einer diese durchlaufenden Fördereinrichtung und einer senkrecht über einem Abschnitt der Fördereinrichtung innerhalb der Presse angeordneten Bearbeitungsstation, bestehend aus:

A. einem senkrecht verfahrbaren Werkzeugträger in der Presse;

B. einer unterhalb der Fördereinrichtung angeordneten Hebevorrichtung, die mit dem Werkstückträger verbunden ist, um ein Werkstück von der Fördereinrichtung auf einer im wesentlichen geraden senkrechten Bahn zur Bearbeitungsstation emporzuheben und anschließend das Werkstück in einer umgekehrt verlaufenden senkrechten Bahn von der Bearbeitungsstation auf die Fördereinrichtung herabzusenken, dadurch g e kennzeichnet, daß die Hebevorrichtung (28) folgende Merkmale aufweist:

1. eine Grundplatte (30),

2. zwei starr miteinander verbundene und im Abstand voneinander angeordnete Zwischenstücke (40), die jeweils einen ersten Drehpunkt (34, 36, 38) aufweisen, der sie (40) mit der Grundplatte (30) verbindet sowie einen vom ersten Drehpunkt (34) um einen ersten Abstand (P₁, P₂) versetzten zweiten Drehpunkt (44),

SO 3. zwei starr miteinander verbundene und in einem Abstand voneinander angeordnete Winkelhebel (42) , die jeweils mit einem Zwischenstück (40) verbunden sind, wobei jeder Winkelhebel (42) drei im Dreieck zueinander angeordnete Drehpunkte (44, 46, 50) aufweist, nämlich:

(a) einen mittleren Drehpunkt (44), der mit seinem

Zwischenstück (48) mit dem zweiten Drehpunkt (50) verbunden ist,

(b) einen Führungsdrehpunkt (50), der vom Mitteldrehpunkt (44) durch einen zweiten Abstand (G, P₂) getrennt ist,
(c) einen vom Mitteldrehpunkt (44) durch einen dritten Abstand (G, O) getrennten Ausgangsdrehpunkt (46), der mit dem Träger (16) verbunden

ist,

wobei die Drehpunkte (44, 50, 46) relative Drehbewegungen der Zwischenstücke (40) und der Winkelhebel (42) um sich im allgemeinen waagerecht erstreckende parallele Achsen (P₁, P₂/ G, O) gestatten, die durch die drei Drehpunkte (44, 50, 56) auf den beiden Winkelhebeln (42) gebildeten Dreiecke ähnliche Dreiecke sind und die Abstände (P-. _f P₂; G, P₃; G, O) bei jeder Gruppe von miteinander verbundenen Zwischenstücken (40) und Winkelhebel (42) zwischen den ersten und zweiten Drehpunkten (34, 44), den zweiten und den Führungsdrehpunkten (44, 50) sowie den zweiten (44) und den Ausgangsdrehpunkten (46) im wesentlichen gleich sind, 4. zwei Führungsbahnen (52) auf der Grundplatte (30), welche jeden Führungsdrehpunkt (50) auf einer durch die Drehachse des ersten Drehpunktes (34) laufenden Geraden führen, die in einem solchen Winkel zur Waagerechten geneigt ist, daß eine Linie (P., O), die sich zwischen dem ersten Drehpunkt (34) und dem Ausgangsdrehpunkt (46) im wesentlichen senkrecht zur Waagerechten steht, wenn jedes Zwischenstück (40) in eine Stellung gedreht wird, in der der erste (34), der zweite (44) und der Führungsdrehpunkt (50) auf dieser Geraden liegen, 5. eine Vorrichtung (56, 58, 60, 64, 66), welche die Zwischenstücke (40) gleichsinnig in entgegengesetzte Richtungen dreht.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den entsprechenden Drehpunkten (34, 44, 46, 50) auf den beiden Zwischenstücken (40, 40') und Winkelhebeln (42) im wesentlichen gleich sind.

3. Kombination nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die beiden Drehpunktführungen (52) im wesentlichen unter demselben Winkel zur Waagerechten geneigt sind.

4. Kombination nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß die beiden Führungen

(52) im wesentlichen zueinander parallel sind.

5. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischen- stücke (40, 40') in der gleichen Richtung gedreht werden.

6. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (56, 58, 60, 64, 66) zum Drehen der Zwischenstücke (40) diese (40) in zwei aufeinanderfolgenden Schritten gleicher Länge drehen, zuerst in einer Richtung und dann in der Gegenrichtung mit jeweils einer beschleunigendenverzögernden Bewegung zu Beginn und am Ende eines jeden Schrittes, wobei die Länge der Drehbewegung eines jeden Zwischenstücks (40) während eines jeden Schrittes so festgelegt ist, daß der Träger (16) unterhalb der Fördereinrichtung (14) zu Beginn des ersten Schrittes steht und am Ende des vierten Schrittes auf einer Höhe Steht, in der er (16) nahe am Werkstück (12) auf der Fördereinrichtung (14) am Ende des ersten Schrittes

steht oder das Werkstück (12) berührt sowie auf einer Höhe, auf der das Werkstück (12) an der Bearbeitungsstation (20) am Ende des zweiten Schrittes abgegeben wird.

7. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Zwischen- stücke (40, 40') bei jedem Schritt um denselben Winkelbogen gedreht werden.

8. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer waagerechten Lage des Trägers (16) die Abstände zwischen entsprechenden Drehpunkten (34, 44; 46, 50) auf den beiden Zwischenstücken (40, 40') und den Winkelhebeln (42) genau gleich sind, die beiden Zwischenstücke (40, 40') und die Winkelhebel (42) genau die gleiche Richtung aufweisen, die beiden Führungsbahnen (52) zueinander parallel liegen und die beiden Zwischenstücke (40, 40') während eines jeden Schrittes um denselben Winkelbogen und in derselben Richtung gedreht werden.

9. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bearbeitungsstation (20) eine Schweißpresse (10) umfaßt.

10. Kombination nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Vorrichtung (56, 58, 60, 64, 66) zum Drehen der Zwischenstücke (40) am Ende eines jeden aufeinanderfolgenden Schrittes eine Geschwindigkeit nahe Null erzeugt.

11. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung, welche

die Zwischenstücke (40, 40') und die Winkelhebel (42) starr miteinander verbindet, ein Torsionsrohr (34) aufweist, das sich zwischen den Zwischenstücken (40, 40') erstreckt sowie ein Torsionsrohr (54), das sich zwischen den Winkelhebeln (42) erstreckt.