DE7710097U1

DE7710097U1 - Seitenwand eines tragwagens

Info

Publication number: DE7710097U1
Application number: DE7710097U
Authority: DE
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-02-09
Also published as: US4156367A; JPS5388972U; FR2348786B1; FR2348786A1

Description

Regie Nationale des Usines Renault, Boulogne Billancourt

Seitenwand eines Tragwagens

Die Erfindung betrifft eine geradlinig verschiebbare Seitenwand eines Tragwagens eines Roboters oder Automaten, wobei wenigstens eine Rolle, vorzugsweise zwei Rollen, eine Führung des Tragwagens längs einer Schiene ermöglicht, während wenigstens eine Rolle mit zu den beiden ersteren Rollen senkrechte Achse die Seitenwand längs einer Richtung führt, die zu der durch die beiden anderen Rollen definierten Richtung senkrecht ist.

Ein derartiger Roboter oder Automat kann sich auf einer Bühne befinden, die zum Schweißen von Teilen oder zu deren Zusammenbau verwendet wird.

Es gibt Wagen und Bühnen, die Verschiebungen eines Werkzeugs, eines Teils oder eines Maschinenteils in einer

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Ebene X, Y ermöglichen. Im allgemeinen ermöglicht ein erster Wagen Verschiebungen parallel zu einer Achse X¹OX. Diese Verschiebungen können einige Meter lang sein. Da der Wagen eine große Breite haben kann, müssen seine beiden Enden synchronisiert werden. Dies erfolgt im allgemeinen durch mechanische Mittel. Die beiden Enden werden z. B. durch zwei vom selben Motor zwangläufig angetriebene Gewindespindeln angetrieben. Dieser erste Wagen, der sich längs der Achse X¹OX verschiebt, muß breit sein (1,5 bis 3m), da er seinerseits die Führungsschienen in der zu X¹OX senkrechten Richtung Y'0Y tragen muß, damit sich ein zweiter Wagen längs der Achse Y¹OY verschieben kann. Die Verschiebungen dieses zweiten Wagens können ihrerseits in der Größenordnung von einem Meter oder mehr liegen. Der sich längs der Achse Y'OY verschiebende Wagen kann weitaus schmäler als der erste Wagen sein, da er im allgemeinen nur die Verschiebeeinrichtungen eines Werkzeugs oder eines Teils längs einer zur Ebene XOY senkrechten Achse Z¹OZ aufnehmer muß.

Zur Herstellung dieser Wagen werden gegenwärtig gesonderte Elemente verwendet. Die den Wagen bezüglich der Achse X¹OX bildenden beiden Elemente unterscheiden sich voneinander und unterscheiden sich ihrerseits von entsprechenden Elementen zur Herstellung des Wagens bezüglich der Achse Y'OY. Diese Vielzahl von Grundelementen bedingt hohe Herstellungskosten und verhindert eine schnelle Anpassung an Kunden-Sonderwünsche. Wenn überdies diese Elemente gelagert werden sollen, sind die eingenommenen Lagerflächen groß und ist das durch diese Lagerungen gebundene Kapital sehr hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

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Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Seitenwand der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, äaß die Seitenwand aus einem flachen Gehäuse besteht, das auf einer großen Seite offen und durch eine Platte abgeschlossen ist, die daran durch geeignete Befestigungsmittel befestigt ist, daß das Gehäuse eine Anordnung von Zahnrädern umschließt, die miteinander in Beziehung bringen: eine außerhalb des Gehäuses gelegene Antriebseinrichtung, ein mit einer mit der Schiene fest verbundene Zahnstange in Eingriff stehendes Eingriffszahnrad und eine das Antriebszahnrad antreibende Antriebswelle einer mit der ersten Seitenwand identischen zweiten Seitenwand, die der ersten Seitenwand zugeordnet und von dieser in Abstand angeordnet ist zur Bildung eines Tragwagens, und daß im Gehäuse zwei Reihen von Bearbeitungen ausgeführt sind, die symmetrisch zu einer Ebene sind, die die Welle des Antriebszahnrads enthält und senkrecht zu Schienen ist, wobei die Bearbeitungen die Achsen von Zwischenantriebszahnrädern zwischen dem Antriebszahnrad und der Antriebswelle aufnehmen.

Auf diese Weise wird eine eine Einheit bildende geradlinig verschiebbare Seitenwand erreicht, die zur Herstellung von ',iagen beliebiger Breite verwendet werden kann. Ein Wagen, der sich längs einer Achse verschieben kann, besteht dann aus zwei derartigen Seitenwänden, deren jede an einem seiner Enden angeordnet ist, wobei diese beiden Seitenwände durch ein beliebiges mechanisches Element miteinander verbunden sind. Für zwei aufeinander senkrechte Achsen werden vier genau identische Seitenwände verwendet. Zur Ausführung einer Verschiebung in einer Ebene XOY genügt es, eine einzige Art einer geradlinig verschiebbaren Seitenwand zu lagern, und zwar unabhängig von der Art des herzustellenden Wagens oder der Bühne. Dieser entscheidende Vorteil wird ohne Verlust der Einfachheit jeder Seitenwand erzielt.

Jede Seitenwand wird bei ihrer Verschiebung angetrieben entweder von einem etwa an einer Seite außerhalb des Wagens gelegenen Motor oder von einer von der anderen Seitenwand ausgehenden Welle, die an einer Innenseite des Wagens endet. Auf diese Weise kann ein einziger Motor die beiden Seitenwände völlig synchron antreiben. Der Motor der Antriebswelle treibt eine gewisse Anzahl von Zwischenzahnrädern an, die ihrerseits antreiben: einerseits ein Zahnrad, das in eine auf dem festen Teil der Bühne gelegene Zahnstange eingreift, die parallel zu den Führungsschienen verläuft, und andererseits eine Antriebswelle, die unter Vereinigung mit der zweiten Seitenwand zur Bildung des Wagens ihrerseits ein Zahnrad antreibt, das mit einer zur ersten Zahnstange parallelen zweiten Zahnstange in Eingriff steht, wodurch die beiden Enden des Wagens synchronisiert herden.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Seitenwänden mit sehr kleinen Abmessungen, die durch eine beliebige Konstruktion miteinander verbunden werden können, und somit die Herstellung von beliebig ausgebildeten und bemessenen Wagen. Die Erfindung ermöglicht ebenfalls den Zusammenbau von Seitenwänden für die Herstellung von Wagen längs der Achsen X'OX und Y'OY ohne die Gefahr ein^s störenden Eingriffs in Elemente des anderen Wagens, wobei z. B. die Antriebswelle zwei Seitenwände ein und desselben Wagens miteinander verbindet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert (wobei in der Figurenbeschreibung statt Seitenwand auch von Baueinheit gesprochen wird). Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit Baueinheiten nach der Erfindung versehenen Bühne;

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Fig. 2 eine Draufsicht der Bühne von Fig. 1 mit einer Darstellung der längs den Achsen X¹OX und Y¹OY verschiebbaren Wagen und der sie bildenden Baueinheiten nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine senkrechte Ebene XOY¹ von Fig. 2;

Fig. 4 eirven Schnitt IV-IV in Fig. 6 einer mit einem Antriebsmotor versehenen Baueinheit nach der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt V-V in Fig. 6 eines Teils einer Baueinheit nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Baueinheit nach der Erfindung;

Fig. 7 einen teilweisen Schnitt der Fig. 6 durch eine Schnittebene bb¹ für den linken Teil und durch eine Schnittebene aa¹ für den rechten Teil;

Fig. 8 einen Schnitt IV-IV in Fig. 6 einer Baueinheit nach der Erfindung ohne Antriebsmotor;

Fig. 9 einen Schnitt IX-IX in Fig. 6 eines Teils einer Baueinheit nach der Erfindung.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Brücke oder Bühne, die die Baueinheiten nach der Erfindung verwendet und z.B. zum Punktschweißen eines Karosserieelements eines Kraftfahrzeugs dient. Hierzu weist die Bühne eine feststehende Konstruktion in Form eines Rahmens auf, der über Beine 2 auf deai Boden ruht. Die Lage der Bühne gegenüber dem Boden wird durch Schraubenwinden 3 eingestellt. Gemäß Fig. 2 trägt der Rahmen

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Führungsschienen 4 und 5, auf denen sich ein Wagen 6 parallel zur Achse X¹OX verschiebt. Dieser Wagen besteht aus zwei geradlinig verschiebbaren Baueinheiten 7 nach der Erfindung, die an dessen jeweiligen Enden angeordnet sind. Jede Baueinheit 7 ruht auf einer Schiene 4, 5 über senkrechte Führungsrollen 8, während andere Rollen 9 (Fig. 3) den Wagen 6 am Anheben hindern. Gemäß Fig. 2 und 3 tragen die Führungsschienen 4 und 5 Zahnstangen 10. Mit jeder Zahnstange 10 stehen Antriebstahnräder 11 im Eingriff, von denen in Fig. 2 nur ein einziges sichtbar ist, da das andere von einem Antriebsmotor 12 verdeckt ist. Rollen 13 (Fig. 2) ermöglichen ein Festlegen des Wagens 6 längs der Achse Y¹OY. Eine Antriebswelle 14 geht von einer Baueinheit 7 aus und treibt das Antr^ebszahnrad 11 der zweiten Baueinheit 7 an.

Der Wagen 6 weist eine Schienen 15 tragende Konstruktion auf, wobei diese Schienen Zahnstangen tragen . Diese Konstruktion ist identisch mit derjenigen, die vom Rahmen 1 für die Verschiebungen längs der Achse X¹OX getragen wird. Ein Wagen 16 verschiebt sich längs der Achse Y¹OY auf den Schienen 15. Dieser Wagen weist an jedem Ende eine Baueinheit 7 auf, deren Aufbau genau dem oben erläuterten identisch ist. Gemäß Fig. 2 können die Wägen bezüglich der Achse X¹OX Laschen 17 aufweisen, die zur Befestigung der Konstruktion der Halter für die Schienen 15 dienen, die abgesägt sind, da sie für die verwendeten Baueinheiten für die Verschiebung längs der Achse Y¹OY nicht benötigt werden. Ein die Verschiebung des Wagens messender Kodierer 18 ist unmittelbar am Ende jedes Motors 12 angeordnet.

Der Wagen 16 trägt eine Vorrichtung 29 für die Verschiebung längs der Achse ZOZ', die nicht Teil der Erfindung ist und an ihrem Ende einen Kopf 19 mit einem, zwei oder drei Freiheitsgraden aufweisen kann, der eine Punktschweißzange 20 trägt.

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Fig. 4 zeigt im Detail eine Ausführungsform der Baueinheit 7 nach der Erfindung. Diese Baueinheit weist ein kastenförmiges Gehäuse 100 auf» dessen eine Seite 101 offen ist. Diese Seite kann entweder die Innenseite oder die Außenseite der Baueinheit sein. Diese offene Seite 101 wird dicht durch eine Platte 102 abgeschlossen, die die Befestigung der Konstruktion 15 des verschiebbaren Wagens aufnimmt, wenn sie die Innenseite ist. Diese Konstruktion 15 wird durch Mittel befestigt, die nicht Gegenstand der Erfindung sind. Im folgenc^n sei zur Vereinfachung der Erläuterung angenommen, daß die Platte 102 innen liegt, wobei sie selbstverständlich auch außen liegen kann, und die folgenden Elemente trägt. Am Gehäuse 100 sind zwei Rollen 8 (Fig. 2 und 7) befestigt, deren Achsen 105 und 106 in Fig. 6 angegeben sind. Diese Rollen stützen sich auf Schienen 4 und 5 ab, vgl. Fig. 2. Am Gehäuse 100 sind ebenfalls zwei Halterollen 9 befestigt, deren in Fig. 6 angegebene Achsen 163 und 104 gegenüber denjenigen der Rollen 9 exzentrisch sind. Auf diese Weise kann durch Drehen der Achse der Rollen 9 das zwischen diesem und der Führungsschiene 5 herrschende Spiel verändert werden. Ebenfalls verhindert eine in Fig. 4 angegebene Rolle 13 die Verschiebung der Baueinheit längs einer zur Schiene 5 senkrechten Achse.

In Fig. 4 treibt der Motor 12 ein eine Achse A aufweisendes Zahnrad 107 an, das zwischen zwei Wälzlagern 108 und 109 gelagert ist. Das Zahnrad 107 treibt ein eine Achse B aufweisendes Zahnrad 98 mit weitaus größerem Durchmesser an, so daß ein Untersetzungsgetriebe gebildet wird. Das Zahnrad 98 ist mit einer sich in Lagern 110 und 111 drehenden Welle 129 fest verbunden. Ein Ende der Welle 129 tritt aus dem Gehäuse 100 auf und trägt darauf verkeilt ein Antriebszahnrad 111, das mit einer Zahnstange 10 im Eingriff steht, die von der Führungsschiene 5 getragen wird, die unbeweglich am Rahmen 1 der Bühne befestigt ist, vgl. Fig. 1 bis 3. Der Motor 12,

das Zahnrad 107 und die beiden Wälzlager 108 und 109 sind in einem Hi1fsgehäuse 200 angeordnet, das sich seinerseits durch Lösen seiner Befestigungsschrauben 201 in einer Bohrung 202 drehen kann, die zur Achse des Motors 12 und des Zahnrads 107 nicht konzentrisch ist. Diese Drehung ermöglicht dann den Ausgleich des Spiels zwischen dem Zahnrad 107 und dem Zahnrad 98 des Antriebszahnrads 11. Wenn sich der Motor dreht, treibt er an einem Ende einen Kodierer 18 und am anderen Ende das in die Zahnstange 10 eingreifende Antriebszahnrad 11 an zur Verschiebung längs einer der Achsen X¹OX oder Y¹OY. Innerhalb des Gehäuses 100 ist auf der Welle 129 ein drittes Zahnrad 112 verkeilt. Dieses Zahnrad 112 treibt die dem synchronen Antrieb dienende Welle 14 mit der Achse D für die beiden Baueinheiten durch Zahnräder 113 mit der Achse C (Fig. 5) und 114 mit der Achse D (Fig. 4) an. Das Zahnrad 113 ist vorzugsweise so parallel zu sich verschiebbar angeordnet, daß es eine Beseitigung oder Verminderung der Spiele bei der übertragung der Bewegung des Zahnrads 112 auf die Welle 14 ermöglicht. Fig. 5 zeigt ein weiteres Zahnrad 115 mit der Achse E, das gegebenenfalls aus Kunststoff besteht und mit dem Zahnrad 98 im Eingriff steht. Es dient zur Sicherstellung der Schmierung. Es taucht in ein ölbad im Gehäuse 100 ein und schmiert durch Wurfbewegung und Berührungen den innerhalb der Baueinheit gelegenen Mechanismus.

Die in Fig. 8 und 9 gezeigte Baueinheit ohne Motor ist mit der in Fig. 4 und 5 gezeigten Baueinheit mit Motor identisch. Oie gleichen Bezugszeichen bezeichnen dieselben Elemente in Fig. 4 und 5 einerseits und in Fig. 8 und 9 andererseits. Die Welle 14 der Fig. 4 und 8 treibt bei Fig. 8 das Zahnrad 114 mit einer Achse D' an, die mit dem Zahnrad 113 mit einer Achse C (Fig. 9) im Eingriff steht, d.cis seinerseits mit dem Zahnrad 112 mit einer Achse B (Fig. 8) im Eingriff steht. Das Zahnrad 112 ist auf seiner Welle 109 verkeilt, die ein

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zweites Antriebszahnrad 11 antreibt, das mit einer zweiten Zahnstange 10 im Eingriff steht, die ihrerseits auf einer vom selben Rahmen 1 getragenen zweiten Schiene 5 befestigt ist. Andererseits steht ein Zahnrad 120, das mit dem Zahnrad 98 der Fig. 4 identisch oder nicht identisch ist, mit einem Zahnrad 121 mit einer Achse A im Eingriff, das wie das Zahnrad 107 der Fig. 4 angeordnet ist. Anstatt eines Antriebs durch einen Motor nimmt das Zahnrad 1?1 einen Antrieb 122 auf, dessen Vierkant 123 aus dem Gehäuse 100 austritt und als handbetätigte Verschiebesteuerung des Wagens längs XOX oder Y¹OY dient. Diese Handsteuerung tritt aus der Baueinheit genau durch dieselbe Bohrung aus wie diejenige, die zum Zentrieren des Motors an der Baueinheit der Fig. 4 gedient hat. Die obige Beschreibung zeigt, daß, wenn sich der Motor der Fig. 4 dreht, die beiden Baueinheiten völlig synchron verschoben werden aufgrund der Ähnlichkeit der Zahnräder und ihrer jeweiligen Stellungen in den Baueinheiten mit Motor (Fig. 4 und 5) und ohne Motor (Fig. 8 und 9).

Es werden nun die Bedingungen untersucht, die notwendig und ausreichend dafür sind, daß dieselbe Baueinheit zur Herstellung der beiden Endträger ein und desselben Wagens verwendet werden können. Unter Bezugnahme auf Fig. 6, die eine Baueinheit in der Seitenansicht in ihrer Betriebsstellung auf einer Schiene 5 zeigt, ist es in Anbetracht der Befestigung des Aufbaus des Wagens, damit die rechte Baueinheit links verwendet werden kann, erforderlich und ausreichend, daß man von einer zur anderen durch eine Drehung von 180° um eine Achse 124 gelangen kann, die zur obigen Achse OZ parallel ist. Das heißt, es ist erforderlich und ausreichend, daß die rechten und linken Baueinheiten gegenseitige Spiegelbilder bezüglich einer Symmetrieachse sind, die in Fig. 6 mit 124 bezeichnet ist. In Fig. 6 ist einerseits gezeigt die Lage der Achsen A₁ B, E, C, D der verschiedenen in Fig. 4 und 5 angetroffenen Zahnräder,

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die einen übergang vom Antriebsmotor 12 zur angetriebenen Welle 14 mit der Achse D ermöglichen, und ist andererseits gezeigt die Lage der Achsen D¹, C, B₁ A der verschiedenen in Fig. 8 und 9 angetroffenen Zahnräder, die einen Obergang von der Antriebswelle 14 mit der Achse D¹ zum Antriebszahnrad 121 mit der Achse A ermöglichen. Die Betrachtung dieser Figur zeigt, daß die einzige Bedingung dafür, daß eine Baueinheit beliebig an einem Ende oder am anderen Ende des Wagens mit oder ohne Motor verwendet werden kann,darin besteht, daß die Grundbaueinheit vier längs den Achsen C, D, C und D¹ angeordnete Bearbeitungen aufweist. Dasselbe gilt für die Platte 102, die zwei Bohrungen D und D¹ aufweisen muß, die symmetrisch zur Achse 124 in Fig. 6 angeordnet sind.

In Fig. 1 ist bei 131 die Lage der Verbindungswelle 14 oder DD' der beiden Baueinheiten des Wagens längs der Achse X¹OX dargestellt. Diese Welle muß auf mit dem Wagen vereinbare Weise längs der Achse Y¹OY angeordnet werden. So wie sie angebracht ist, muß sie die Verschiebung dieses letzteren Wagens ermöglichen. Die einzige unbedingt zu beachtende Bedingung besteht, darin, daß diese Welle 14 oder DD' nicht auf der Drehachse 124 der den Wagen bildenden Baueinheiten angebracht ist. Sie muß dort so weit entfernt wie möglich sein, und es ist aus Fig. 6 ersichtlich, daß diese Bedingung tatsächlich verwirklicht ist. Die Höhenlage der Welle 14 oder DD' muß so getroffen sein, daß sie über oder unter dem längs der Achse Y¹OY verschiebbaren Wagen verläuft.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird die Erfindung insbesondere für die Ausführung von Wägen für Bühnen oder Brücken verwendet, auf denen sie geradlinig verschoben werden. Diese Bühnen eignen sich in dem Fall vorteilhaft für Automaten, in dem ein Werkzeug eine ziemlich große Bahn ausführen muß, z.B. in der Größenordnung von zwei Metern und mehr. Die Er-

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findung kann ebenfalls vorteilhaft bei der Herstellung solcher Wagen verwendet werden, die eine gewisse Genauigkeit und große Verschiebegeschwindigkeit erfordern, jedoch in einer nur wenig verunreinigten Umgebung, da die Zahnräder, Zahnstangen und Führungsschienen verletzbar sind.

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Claims

Ansprüche

'. 1. Geradlinig verschiebbare Seitenwand eines Tragwagens

eines Roboters oder Automaten,

wobei wenigstens eine Rolle, vorzugsweise zwei Rollen,

• eine Führung des Tragwagens längs einer Schiene ermöglicht,

■während wenigstens eine Rolle mit zu den beiden ersteren Rollen senkrechte Achse die Seitenwand längs einer Richtung

: führt, die zu der durch die beiden anderen Rollen definier-

ί ten Richtung senkrecht ist,

dadurch gekennzeichnet,

'^: daß die Seitenwand aus einem flachen Gehäuse (100)

besteht, das auf einer großen Seite offen und durch eine

; Platte (1C2) abgeschlossen ist, die daran durch geeignete

I Befestigungsmittel befestigt ist,

■ daß das Gehäuse (100) eine Anordnung von Zahnrädern

i (107, 98, 112 - 114) umschließt, die miteinander in Be

ziehung bringen:'

S eine außerhalb des Gehäuses (100) gelegene Antriebs-

I einrichtung (12, 123),

• ein mit einer mit der Schiene (4, 5) fest verbundenen

Zahnstange in Eingriff stehendes Eingriffszahnrad (11) und

' eine das Antriebszahnrad (11) antreibende Antriebs

welle (14) einer mit der ersten Seitenwand identischen

; zweiten Seitenwand, die der ersten Seitenwand zugeordnet

und von dieser in Abstand angeordnet ist zur Bildung eines Tragwagens, und

j daß im Gehäuse (100) zwei Reihen von Bearbeitungen

Ί (C, D; C', D¹) ausgeführt sind, die symmetrisch zu einer

i Ebene (124) sind, die die Welle (B) des Antriebszahnrads

I (11) enthält und senkrecht zu Schienen (4, 5) ist, wobei

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die Bearbeitungen (C, Dj C', D') die Achsen von Zwischenantriebszahnrädern zwischen dem Antriebszahnrad (11) und der Antriebswelle (14) aufnehmen.
2. Seitenwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daS der durch das Gehäuse (100) und die Platte (102) gebildete geschlossene Körper wenigstens eine Rolle (103, 104) aufnimmt, die auf einem Exzenter befestigt 'und gegenüber Führungsrollen (IO5, 106, 8) auf der anderen Seite der Schiene (4. 5) angeordnet ist.
3. Seitenwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung ein Motor (12) ist, der außerhalb des durch das Gehäuse (100) und die Platte (102) gebildeten geschlossenen Körpers angeordnet ist und an seinem vom Gehäuse (100) entfernten Ende einen Kodierer (l8) tragt.
4. Seitenwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung eine von Hand betätigte Einrichtung (122, 123) ist, die außerhalb des durch das Gehäuse (100) und die Platte (102) gebildeten geschlossenen Körpers angeordnet ist.
5. Seitenwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Paar von Zahnrädern (107, 98, 112, II3) ein Zahnrad (107, II3) enthält, das sich parallel zu sich in seiner Ebene verschieben kann und die Eingriffsspiele ausgleicht.