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Dokumentenidentifikation DE102004056680B4 28.12.2006
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung von Werkstücken
Anmelder Bayer GmbH Maschinenfabrik, 73730 Esslingen, DE
Erfinder Bayer, Werner, 73732 Esslingen, DE
Vertreter Patentanwälte Magenbauer & Kollegen, 73730 Esslingen
DE-Anmeldedatum 18.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004056680
Offenlegungstag 01.06.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse B65G 49/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von Werkstücken, insbesondere von Ventilsitzringen oder Ventilführungen eines Verbrennungsmotors, mit einer Beschickungseinrichtung zum Einführen der Werkstücke in einen Einlass eines gekrümmten, an einer Werkstück-Behandlungseinrichtung zur Temperaturbehandlung der Werkstücke und/oder zum Behandeln der Werkstücke mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Medium vorbei führenden Werkstück-Führungskanals, durch den die Werkstücke zu einem Auslass des Werkstück-Führungskanals hin gefördert werden, und mit einer Entnahmeeinrichtung an dem Auslass zum Entnehmen der vorgeförderten Werkstücke aus dem Werkstück-Führungskanal.

Eine Transportvorrichtung dieser Art gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 24 46 808 fördert Werkstücke, z.B. Aerosoldosen oder Tuben, durch ein Trocknungsmedium, ein Heizmedium oder dergleichen. Die Transportvorrichtung hat siebartig durchbrochene, drehbare Trommeln mit Fächern zur Aufnahme der Werkstücke.

Die deutsche Patentschrift DE PS 310957 beschreibt eine Sterilisierungsvorrichtung mit einem Elektromagneten, der in einer Rinne befindliche Werkstücke anzieht und so zu einem Hebewerk hin fördert. Die teilweise gekrümmte Rinne ist mit einer Sterilisierungsflüssigkeit gefüllt. Das Hebewerk hat ein Gliederband zur Förderung der Werkstücke.

Die DE 24 27 448 betrifft eine Trocknungsvorrichtung für bedruckte Kunststoffwerkstücke, insbesondere Kunststoffbecher. Die Trocknungsvorrichtung hat Förderbänder zum Fördern der Kunststoffbecher von einer Aufgabe- zu einer Abgabestelle, wobei die Kunststoffbecher in einem kastenartigen, gekrümmten Führungskanal an UV-Lampen vorbeigeführt werden. Aus dem Führungskanal werden Dämpfe und Gase abgesaugt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird von der Anmelderin beispielsweise zur Temperaturbehandlung von Ventilsitzringen oder Ventilführungen verwendet. Die Werkstück-Behandlungseinrichtung enthält z.B. eine Wanne mit einem Bad, das flüssigen Stickstoff enthält. Einer oder mehrere Werkstück-Führungskanäle sind im wesentlichen innerhalb dieser Wanne angeordnet. Die Beschickungseinrichtung, beispielsweise ein Greifer, führt die Ventilsitzringe in den Führungskanal ein, so dass bereits in dem Führungskanal befindliche Werkstücke nach vorn geschoben werden und die Entnahmeeinrichtung, beispielsweise ein zweiter Greifer, ein durch das Vorschieben der Werkstücke aus dem Auslass herausgefördertes Werkstück entnehmen kann. Das jeweils entnommene Werkstück ist durch den flüssigen Stickstoff abgekühlt und kann beispielsweise in eine Aufnahme, z.B. an einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, eingesetzt und/oder eingepresst werden.

Die Vorwärtsförderung der Werkstücke in dem Werkstück-Führungskanal geschieht also durch Nachschieben eines neuen, noch unbehandelten Werkstückes in den Einlass des Führungskanales. Ein Wechsel der Werkstücke ist auf diesem Wege nicht möglich. Man müsste bei einem Produktionsprozess beispielsweise schon lange vorher wissen, wann ein Werkstückwechsel ansteht, um rechtzeitig mit der Einspeicherung von anderen Werkstück-Typen in den Führungskanal zu beginnen. Dies ist allerdings nicht ohne weiteres möglich, da man während des Produktionsprozesses noch nicht genau voraussehen kann, ob die in dem Werkstück-Führungskanal gespeicherten Werkstücke ausreichen, um einen Produktionsprozess zuverlässig abzuschließen, für den die gespeicherten Werkstücke vorgesehen sind. Beispielsweise kann eines der Werkstücke in dem Führungskanal defekt sein, so dass es nicht weiterverarbeitbar ist. Ferner kann bei der Weiterverarbeitung von Werkstücken ein Werkstück beschädigt werden, so dass auch in diesem Falle ein Ersatz-Werkstück notwendig ist. Hat bereits ein Werkstückwechsel bei der Beschickung des Werkstück-Führungskanals stattgefunden, sind dort möglicherweise nicht ausreichend Ersatz-Werkstücke eines aktuell benötigten Typs vorhanden. Dann muss der Produktionsprozess unterbrochen werden, was zeitraubend und somit kostspielig ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine flexible Fertigung möglich ist, das heißt ein Werkstückwechsel innerhalb kurzer Zeit realisierbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass sie zum Vorschieben von in dem Werkstück-Führungskanal befindlichen Werkstücken in Richtung des Auslasses eine in den Werkstück-Führungskanal oder einen neben dem Werkstück-Führungskanal angeordneten, durch einen Verbindungsdurchgriff mit dem Werkstück-Führungskanal verbundenen Vorschubkanal einführbare zumindest abschnittsweise flexible und schiebesteife Vorschubeinrichtung aufweist, die beim Vorschieben der Werkstücke durch den gekrümmten Werkstück-Führungskanal oder den Vorschubkanal geführt wird und sich zumindest abschnittsweise an die Innenkontur des jeweiligen Kanals anpasst, wobei bei der Bauart mit dem Vorschubkanal mindestens ein Mitnehmer der Vorschubeinrichtung zum Mitnehmen der Werkstücke in Richtung des Auslasses des Werkstück-Führungskanals den Verbindungsdurchgriff durchgreift. Ferner ist zur Lösung der Aufgabe ein erfindungsgemäßes Verfahren durch einen weiteren unabhängigen Anspruch angegeben.

Die Vorschubeinrichtung kann den Werkstück-Führungskanal bei Bedarf, z.B. bei einem Werkstück-Wechsel, sozusagen freiräumen, indem sie die in dem Werkstück-Führungskanal befindlichen Werkstücke nach vorn, das heißt in Richtung des Auslasses vorschiebt. Es ist im Unterschied zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich, Werkstücke von hinten, das heißt vom Einlass her, nachzuschieben, um weiter vorn im Führungskanal befindliche Werkstücke aus diesem herauszufördern. Die Vorschubeinrichtung ist ganz oder teilweise flexibel, in jedem Fall aber in einem solchem Maß schiebesteif, dass sie die Vorwärtsförderung, das heißt das Vorschieben der Werkstücke in Richtung des Auslasses ermöglicht bzw. die dafür erforderliche Schub-Kraft übertragen kann. Die Vorschubeinrichtung wird durch den Werkstück-Führungskanal, der auch die Werkstücke führt, geführt und passt sich zumindest abschnittsweise an dessen Innenkontur an, beispielsweise durch ein flexibles Verformen, Abknicken oder dergleichen.

Die Erfindung eignet sich auch für einen Werkstück-Führungskanal, neben dem ein Vorschubkanal angeordnet ist. Der Vorschubkanal ist entsprechend dem Werkstück-Führungskanal gekrümmt und mit diesem durch einen Verbindungsdurchgriff, z.B. eine Nut oder einen Schlitz, verbunden. Die Vorschubeinrichtung wird in den Vorschubkanal eingeführt, wobei ein Mitnehmer, z.B. ein Dorn, ein Stift oder dergleichen, den Verbindungsdurchgriff durchgreift und die Werkstücke zum Auslass des Werkstück-Führungskanals mitnimmt und vorfördert.

Die Werkstück-Behandlungseinrichtung enthält beispielsweise ein Bad mit flüssigem Stickstoff zum Abkühlen der in dem Werkstück-Führungskanal befindlichen Werkstücke. In diesem Zusammenhang könnte man auch formulieren, dass die Werkstücke in dem Werkstück-Führungskanal durch die Behandlungseinrichtung "hindurch" geführt werden. Die Werkstück-Behandlungseinrichtung kann den Werkstück-Führungskanal vollständig räumen. Ferner ist es möglich, dass in der Werkstück-Behandlungseinrichtung die Werkstücke auch mit einem anderen flüssigen und/oder gasförmigen Medium als mit flüssigem Stickstoff behandelt werden, beispielsweise mit Öl, einer Schneidflüssigkeit oder dergleichen. Es versteht sich, dass mehrere Beschickungseinrichtungen, Vorschubeinrichtungen und Entnahmeeinrichtungen sowie mehrere Werkstück-Führungskanäle bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung optional vorhanden sein können. Eine Bauvariante mit mehreren Werkstück-Führungskanälen wird später noch erläutert.

Die Vorschubeinrichtung ist ganz oder teilweise flexibel, vorzugsweise ist zumindest ein vorderer Abschnitt der Vor-Schubeinrichtung entsprechend der Länge des Werkstück-Führungskanals flexibel. Dann kann die Vorschubeinrichtung in einer zum vollständigen Räumen des Werkstück-Führungskanals erforderlichen Länge in diesen eingeschoben werden, auch wenn dieser bereits an seinem Einlass gekrümmt ist. Wenn der Werkstück-Führungskanal beginnend an seinem Einlass jedoch einen längeren geraden Abschnitt hat, genügt es, wenn der flexible vordere Abschnitt der Vorschubeinrichtung lediglich so lang ist, wie ein sich an den einlassseitigen geraden Abschnitt in Richtung des Auslasses hin anschließender, sich bis zum Auslass erstreckender Abschnitt des Werkstück-Führungskanals, um den Werkstück-Führungskanal vollständig zu räumen.

Besonders bevorzugt ist bei der Vorschubeinrichtung eine kettenartige Gestalt. Die Vorschubeinrichtung kann ganz oder teilweise als eine Kette ausgestaltet sein. Die Geometrie, d.h. z.B. Länge und Breite, der Kettenglieder ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass sich die Kette der maximalen Krümmung des Werkstück-Führungskanals anpassen kann.

Es versteht sich, dass für manche Anwendungsfälle die Vorschubeinrichtung anstelle einer Kette auch beispielsweise ein flexibles, im wesentlichen schubsteifes Gummimaterial enthalten kann.

Zweckmäßigerweise ist die Vorschubeinrichtung durch eine Führung geführt, die gegenüber dem Einlass des Werkstück-Führungskanals positionierbar ist. In dieser Stellung kann die Vorschubeinrichtung beim Vorschieben aus der Führung unmittelbar in den Werkstück-Führungskanal eintreten. Zwischen der Führung und dem Einlass ist zweckmäßigerweise kein Zwischenraum oder allenfalls ein so kleiner Zwischenraum vorhanden, dass die Vorschubeinrichtung nicht durch diesen Zwischenraum hindurchtreten kann und sozusagen gezwungen ist, in den Werkstück-Führungskanal einzutreten, wenn sie nach vorn vorgeschoben wird.

Für die besonders bevorzugte Anwendung der Vorrichtung im Zusammenhang mit der Abkühlung von Werkstücken ist eine Temperaturresistenz, insbesondere eine Resistenz gegenüber Temperaturschwankungen, bei der Vorschubeinrichtung bevorzugt.

Beispielsweise hat sich keramisches Material als zweckmäßig herausgestellt. Prinzipiell wäre es aber auch möglich, beispielsweise geeignete metallische Werkstoffe, die gegenüber Temperaturschwankungen unempfindlich sind, bei der Vorschubeinrichtung einzusetzen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Vorderansicht eines 1. Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der eine Beschickungseinrichtung Werkstücke in einen Werkstück-Führungskanal einführt,

2 die Vorrichtung gemäß 1, wobei jedoch anstelle der Beschickungseinrichtung eine erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung am Einlass des Werkstück-Führungskanals positioniert ist,

3 die Vorrichtung gemäß 2, wobei die Vorschubeinrichtung nach vorn, in den Werkstück-Führungskanal vorgeschoben ist,

4 eine schematische Ansicht von oben der Vorrichtung gemäß 1 bis 3,

5 einen als Kette ausgestalteten Abschnitt der Vorschubeinrichtung gemäß 1 bis 3 in Seitenansicht,

6 einen Abschnitt der Vorschubeinrichtung gemäß 1 bis 3 von oben,

7 eine schematische Ansicht von oben, etwa entsprechend 4, eines 2. Ausführungsbeispiels der Erfindung als Variante der Vorrichtung gemäß 1 bis 4, und

8 einen als Kette ausgestalteten Abschnitt einer Variante der Vorschubeinrichtung gemäß 1 bis 3 in Seitenansicht, die für die Vorrichtung gemäß 7 geeignet ist.

In den 1 bis 4 ist eine Vorrichtung 10 zur Handhabung von Werkstücken 11, 12, 13, beispielsweise in Gestalt von Ventilsitzringen unterschiedlicher Größe dargestellt. In den 1 bis 3 sind unterschiedliche Betriebszustände der Vorrichtung 10 gezeigt. Die Ventilsitzringe werden mittels eines Bades 34 mit flüssigem Stickstoff 33 stark abgekühlt, beispielsweise auf etwa Minus 200 Grad Celsius, so dass sie in einen Zylinderkopf 14 eines Verbrennungsmotor 15 eingepresst werden können.

Eine Beschickungseinrichtung 16, z.B. ein Greifer, entnimmt die Werkstücke 11 beispielsweise aus einem Behälter 17 und führt die Werkstücke 11 jeweils einzeln in einen Einlass 18 eines Werkstück-Führungskanals 19 ein. Ein in 4 schematisch dargestellter Arm 20 bewegt den Greifer bzw. die Beschickungseinrichtung 16 dazu beispielsweise in einer gemäß einem Pfeil 21 angedeuteten Bewegung zwischen dem Behälter 17 und dem Einlass 18 hin und her.

Durch das Einführen eines Werkstückes 11 in den Einlass 18 werden sich bereits in dem Werkstück-Führungskanal 19 befindliche Werkstücke 11 nach vorn in Richtung eines Auslasses 22 vorgeschoben, so dass eine Entnahmeeinrichtung 23 in Gestalt eines zweiten Greifers 24 ein zumindest teilweise aus dem Auslass 22 herausgeschobenes Werkstück 11 ergreifen und zu einer weiteren Bearbeitung vorfördern kann. Beispielsweise bewegt ein Arm 25 den zweiten Greifer 24 in Richtung des aufnehmenden Werkstückes, des Zylinderkopfes 14, was in 1 durch einen Pfeil 35 angedeutet ist. Die Werkstücke 11 werden dort beispielsweise mit einer nicht dargestellten Einpresseinrichtung in Bohrungen 27 an dem Zylinderkopf 14 eingepresst.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in 4 schematisch angedeutet ist, sieht vor, dass bereits eine Einpressvorrichtung, beispielsweise eine Pinole 28 oder ein sonstiger Einpress-Dorn, die Werkstücke 11 an dem Auslass 22 aufnimmt (gestrichelte dargestellte Stellung der Pinole 28) und in das aufnehmende Werkstück, z.B. den Zylinderkopf 14, einpresst. Beispielsweise bewegt ein zweckmäßigerweise gelenkiger Arm 29 die Pinole 28 entlang eines durch einen Pfeil 30 angedeuteten Verstellweges zwischen dem Auslass 22 und dem aufnehmenden Werkstück 14 hin und her.

Der Werkstück-Führungskanal 19 verläuft im wesentlichen innerhalb einer Wanne 31 einer Werkstück-Behandlungseinrichtung 32. In der Wanne 31 befindet sich beispielsweise flüssiger Stickstoff 33 oder ein sonstiges Behandlungsmedium zur Behandlung der Werkstücke 11. Der Stickstoff 33 dient zur Abkühlung der Werkstücke 11 bis 13.

Der Werkstück-Führungskanal 19 ist beispielsweise U-förmig, wobei der Einlass 18 und der Auslass 22 sich oberhalb des Spiegels der Behandlungsflüssigkeit, vorliegend des flüssigen Stickstoffs 33, befinden.

Der Werkstück-Führungskanal 19 ist im Bereich der Wanne 31 geschlossen, so dass die Werkstücke 11 bis 13 mit dem flüssigen Stickstoff 33 nicht unmittelbar in Berührung kommen, aber abgekühlt werden. Es versteht sich, dass auch eine offene oder teilweise offene Bauvariante eines erfindungsgemäß verwendeten Führungskanals möglich ist, bei der ein Behandlungsmedium die in dem Führungskanal befindlichen Werkstücke unmittelbar berührt, beispielsweise zur Oberflächenbehandlung oder dergleichen.

Der vorliegend röhrenartige Werkstück-Führungskanal 19 weist eine an die jeweils einzuspeichernden und hindurchzufördernden Werkstücke 11 angepasste Innenkontur auf, um die jeweils zu fördernden und behandelnden Werkstücke so zu führen, dass sich die Werkstücke nicht verkanten können. Beim Ausführungsbeispiel hat der Führungskanal 19 beispielsweise einen rechteckförmigen Querschnitt, wobei auch quadratische mehreckige, gerundete oder sonstige Querschnitte möglich sind.

Die Wanne 31 ist zweckmäßigerweise thermisch isoliert und weist zweckmäßigerweise einen in der Figur aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Deckel auf, so dass der Stickstoff nicht unnötig erwärmt wird. Ferner kann eine nicht dargestellte Kühlungsvorrichtung zur Abkühlung des Stickstoffes 33 bei der Vorrichtung 10 vorhanden sein.

Wenn der Werkstück-Führungskanal 19 von Werkstücken 11 geräumt werden soll, beispielsweise wenn Werkstücke anderer Geometrie oder sonstiger anderer Eigenschaften in den Werkstück-Führungskanal 19 eingeführt werden sollen, kann dies mit Hilfe der Beschickungseinrichtung 16 nicht durchgeführt werden. Ferner kann es gewünscht sein, dass beispielsweise während der Arbeitspausen keine Werkstücke in dem Führungskanal 19 sind. In solchen Szenarien kommt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorschubeinrichtung 40 zum Einsatz, wie nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert wird.

Die Vorschubeinrichtung 40 ist z.B. Bestandteil einer Vorschubanordnung 41, die an Stelle der Beschickungseinrichtung 16 an dem Einlass 18 positionierbar ist. Beispielsweise positioniert ein zweckmäßigerweise gelenkiger Arm 42, z.B. in der Art des Arms 29, oder eine sonstige Positioniereinrichtung die Vorschubeinrichtung 40 gegenüber dem Einlass 18. Die Vorschubeinrichtung 40 ist flexibel und enthält beispielsweise eine Kette 43, die in Richtung der Krümmung des Führungskanals 19 gelenkig ist. Der flexible vordere Teil der Vorschubeinrichtung 40, der durch die Kette 43 gebildet ist, weist etwa die Länge des Führungskanals 19 auf, so dass die Vorschubeinrichtung 40 soweit in den Führungskanal 19 einführbar ist, dass sie diesen vollständig von Werkstücken 11 räumen kann.

Die Vorschubanordnung 41 enthält einen beispielsweise als Linearantrieb ausgestalteten Antrieb 44 zum Vorschieben der Vorschubeinrichtung 40 in den Werkstück-Führungskanal 19 hinein. Der Antrieb 44 ist z.B. ein pneumatischer Antrieb, wobei eine elektrische oder hydraulische Variante auch möglich ist. Die Vorschubeinrichtung ist beispielsweise am vorderen, in der Zeichnung unteren Ende einer Kraftabgriffseinrichtung in Gestalt einer Kolbenstange 45 angeordnet. Wenn die Kolbenstange 45 aus einem Gehäuse 46 des Antriebs 44 ausfährt, beispielsweise durch Beaufschlagung mit Druckluft, schiebt sie die Vorschubeinrichtung 40 nach vorn, in der Zeichnung nach unten, aus einer Führung 47 vor, so dass sie, wie in 3 gezeigt, in den Werkstück-Führungskanal 19 eindringt und dort befindliche Werkstücke 11 in Richtung des Auslasses 22 vorschiebt. Aus dem Auslass 22 austretende Werkstücke 11 können jeweils von der Entnahmeeinrichtung 23 ergriffen werden.

Der Werkstück-Führungskanal 19 wirkt als eine Führung für die Vorschubeinrichtung 40, so dass diese sich nicht in dem Führungskanal 19 verkanten kann. Die Querschnitts-Außenkontur der Vorschubeinrichtung 40 ist an die Querschnitts-Innenkontur des Führungskanals 19 angepasst. Beispielsweise weist die Vorschubeinrichtung 40 einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, der mit dem rechteckförmigen Innen-Querschnitt des Führungskanals 19 korreliert.

Außerhalb des Werkstück-Führungskanals 19 wird die Vorschubeinrichtung 40 durch die Führung 47 geführt. Die Führung 47 hat beispielsweise die Gestalt einer Hülse oder eines Rohres. Die Führung 47 ist vorn am Antrieb 44, beispielsweise unterhalb des Antriebs 44 angeordnet. Der Arm 42 positioniert die Führung 47 unmittelbar an dem Einlass 18 des Führungskanals 19. Beispielsweise kann am Einlass 18 eine Aufnahme für die Führung 47 vorhanden sein. Prinzipiell kann aber auch ein Zwischenraum 57 zwischen der Führung 47 und dem Einlass 18 vorhanden sein, wenn der Zwischenraum 57 so klein ist, dass die Vorschubeinrichtung 40 nicht durch den Zwischenraum 57 hindurchpasst.

In 3 ist die Vorschubeinrichtung 40 bis zu einer durch eine Linie 48 angedeuteten Stellung vorgeschoben, bei der sich noch Werkstücke 48 in dem Führungskanal 19 befinden.

Wenn die Kolbenstange 45 vollständig ausgefahren ist und somit die Vorschubeinrichtung 40 die am weitesten nach vorne reichende Stellung erreicht hat, ist die Kette 43 soweit in den Werkstück-Führungskanal 19 eingeschoben, dass die Kette 43 sämtliche in dem Führungskanal 19 befindlichen Werkstücke 11 aus dem Auslass 22 herausgeschoben hat.

Nachdem der Werkstück-Führungskanal 19 vollständig von Werkstücken 11 geräumt ist, könnte die Beschickungseinrichtung 16 nunmehr z.B. Werkstücke 11b aus einem Behälter 17b in den Werkstück-Führungskanal 19 einführen. Dazu wird der Behälter 17 beispielsweise gegen den Behälter 17b ausgetauscht. Die Werkstücke 11b sind z.B. Ventilsitzringe mit einem etwas größeren oder kleineren Durchmesser als die Ventilsitzringe 11. Mit den Werkstücken 11b wird beispielsweise ein Zylinderkopf 14b eines anderen Typs als der Zylinderkopf 14 bestückt.

Dem Werkstück-Führungskanal 19 sind beispielsweise die Werkstücke 11, 11b sowie eventuell weitere, nicht dargestellte Werkstück-Typen einer ersten Werkstück-Gruppe mit einem ersten geometrischen Maßbereich zugeordnet. Mit Hilfe der Vorrichtung 10 können aber auch Werkstücke 12 und 13 bearbeitet werden, die anderen Maßgruppen angehören und z.B. für den Werkstück-Führungskanal 19 zu groß sind.

Die Beschickungseinrichtung 16 entnimmt beispielsweise die Werkstücke 12 einem Behälter 49 und führt sie in einen Werkstück-Führungskanal 51 ein und entnimmt die Werkstücke 13 einem Behälter 50 und führt diese in einen Werkstück-Führungskanal 52 ein. Die Werkstück-Führungskanäle 51, 52 und 19 sind vorliegend parallel nebeneinander in der Wanne 31 angeordnet. Die Beschickungseinrichtung 16 und die Entnahmeinrichtung 23 sind relativ zu den Führungskanälen 19, 51, 52 positionierbar, beispielsweise mit Hilfe der Arme 20, 25.

Die Vorschubeinrichtung 40 bzw. die Vorschubanordnung 41 sind ebenfalls relativ zu den Führungskanälen 19, 51, 52 positionierbar. Dazu wird die Vorschubeinrichtung 40 beispielsweise mit Hilfe des Arms 42 positioniert. Aber auch wenn die Vorschubeinrichtung 40 ortsfest ist, was eine nicht dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorsieht, könnte man die Werkstück-Führungskanäle 19, 51, 52 relativ zu der Vorschubeinrichtung 40 positionieren, so dass die Vorschubeinrichtung 40 in den Werkstück-Führungskanälen 19, 51, 52 befindliche Werkstücke nach vorn zu deren jeweiligem Auslass hin vorschieben könnte. Hierfür ist nämlich eine Positioniereinrichtung 53 vorgesehen, an der die Führungskanäle 19, 51, 52 angeordnet sind. Die Positioniereinrichtung 53 enthält beispielsweise einen nicht dargestellten Antrieb sowie Schienen, um die Werkstück-Führungskanäle 19, 51, 52 gemäß einem exemplarisch dargestellten Pfeil 54 hin und her zu bewegen. Prinzipiell wäre es auch möglich, die Wanne 31, in der die Führungskanäle 19, 51, 52 angeordnet sind, relativ zu der Vorschubeinrichtung 40 zu positionieren. Bei der Vorrichtung 10 ist nur eine einzige Vorschubeinrichtung 40 erforderlich, um die Werkstück-Führungskanäle 19, 51, 52 von Werkstücken frei zu räumen.

Prinzipiell ist auch eine nicht dargestellte Bauart möglich, bei der mehrere Vorschubeinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einem oder mehreren Werkstück-Führungskanälen zugeordnet sind.

Die in den 5 und 6 detaillierter dargestellte Kette 43 der Vorschubeinrichtung 40 enthält beispielsweise Kettenglieder 55, die einander übergreifen und mittels Bolzen 56 gelenkig miteinander verbunden sind. Die Kette 43 besteht zweckmäßigerweise aus keramischem Material, so dass sie gegenüber Temperaturschwankungen, insbesondere schockartigen Temperaturschwankungen, resistent ist.

Mit der Vorschubeinrichtung 40 können auch in dem jeweiligen Werkstück-Führungskanal 19, 51, 52 befindliche Werkstücke hin- und her bewegt werden, um ein Festsitzen zu verhindern. Dies geschieht beispielsweise durch Kondenswasser, das sich an dem Einlass 18 und/oder dem Auslass 22 niederschlägt und gefriert.

In 6 ist erkennbar, dass die Kette 43 sich flexibel an unterschiedlich gekrümmte Werkstück-Führungskanäle anpassen kann. Dementsprechend ist es auch nicht erforderlich, dass der jeweilige Werkstück-Führungskanal die oben beschriebene U-förmige oder bogenförmige Gestalt aufweist. Es können bei einem Werkstück-Führungskanal auch Gegenbögen, gerade Abschnitte oder dergleichen in beliebiger Aneinanderreihung vorhanden sein, ohne die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung einzuschränken.

In 7 ist mit einer Vorrichtung 100 eine Variante der Vorrichtung gemäß 1 bis 4 dargestellt, deren Komponenten, soweit sie funktionsgleich sind, dieselben Bezugszeichen haben wie die der Vorrichtung 10. Neben Werkstück-Führungskanälen 119, 151, 152, die analog zu den Werkstück-Führungskanälen 19, 51, 52 zur Förderung von Werkstücken 1113 dienen, sind jeweils Vorschubkanäle 160 angeordnet. Die Vorschubkanäle 160 sind entsprechend den Werkstück-Führungskanälen 119, 151, 152 gekrümmt und mit diesen durch einen Verbindungsdurchgriff verbunden, z.B. in Gestalt je eines seitlichen Schlitzes 161 in einer seitlichen Zwischenwand zwischen dem jeweiligen Werkstück-Führungskanal 119, 151, 152 und dem Vorschubkanal 160. Eine Vorschubeinrichtung 140, die eine Kette 143 enthält, wird in den jeweiligen Vorschubkanal 160 eingeführt. Ein Mitnehmer 162, z.B. ein Vorsprung 163, ein Dorn, ein Stift oder dergleichen an einem vorderen Kettenglied 155 durchgreift den Schlitz 161 und nimmt z.B. ein Werkstück 11 in Richtung des Auslasses 22 mit bzw. fördert oder schiebt ein Werkstück 11 in Richtung des Auslasses 22 vor. Als Mitnehmer 162 kann z.B. auch ein jeweils in den Werkstück-Führungskanal 119, 151 oder 152 vorstehender und den Schlitz 161 durchdringender Bolzen 156 vorgesehen sein, der zwei Kettenglieder 55 miteinander verbindet.

Die Vorschubeinrichtung 40 könnte bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten Bauform der Vorrichtung 10 auch mittels eines Drehantriebes, der z.B. mittels eines Ritzels die Kette 43 antreibt, in den Werkstück-Führungskanal 19 hineingeschoben und/oder herausgezogen werden. Das Ritzel ist zweckmäßigerweise am Einlass 18 angeordnet. Vorteilhafterweise bewirkt eine radial wirkende Umlenk-Führung, dass die Kette zuverlässig in den Werkstück-Führungskanal 19 eingeführt wird.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Handhabung von Werkstücken (11, 12, 13), insbesondere von Ventilsitzringen oder Ventilführungen eines Verbrennungsmotors (15), mit einer Beschickungseinrichtung (16) zum Einführen der Werkstücke (11, 12, 13) in einen Einlass (18) eines gekrümmten, an einer Werkstück-Behandlungseinrichtung (32) zur Temperaturbehandlung der Werkstücke (11, 12, 13) und/oder zum Behandeln der Werkstücke (11, 12, 13) mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Medium vorbei führenden Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52), durch den die Werkstücke (11, 12, 13) zu einem Auslass (22) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) hin gefördert werden, und mit einer Entnahmeeinrichtung (23) an dem Auslass (22) zum Entnehmen der vorgeförderten Werkstücke (11, 12, 13) aus dem Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52), dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Vorschieben von in dem Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) befindlichen Werkstücken (11, 12, 13) in Richtung des Auslasses (22) eine in den Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) oder einen neben dem Werkstück-Führungskanal angeordneten, durch einen Verbindungsdurchgriff mit dem Werkstück-Führungskanal verbundenen Vorschubkanal einführbare zumindest abschnittsweise flexible und schiebesteife Vorschubeinrichtung (40) aufweist, die beim Vorschieben der Werkstücke durch den gekrümmten Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) oder den Vorschubkanal (160) geführt wird und sich zumindest abschnittsweise an die Innenkontur des jeweiligen Kanals (19, 51, 52; 160) anpasst, wobei bei der Bauart mit dem Vorschubkanal (160) mindestens ein Mitnehmer (162) der Vorschubeinrichtung zum Mitnehmen der Werkstücke in Richtung des Auslasses des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) den Verbindungsdurchgriff durchgreift. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorderer Abschnitt der Vorschubeinrichtung (40) entsprechend der Länge des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) flexibel ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) eine zum vollständigen Räumen des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) geeignete Länge aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) eine kettenartige Gestalt aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) außerhalb des Werkstück-Führungskanals oder des Vorschubkanals durch eine Führung (47) geführt ist, die gegenüber dem Einlass (18) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) oder dem Vorschubkanal positionierbar ist, so dass in dieser Stellung die Vorschubeinrichtung (40) beim Vorschieben aus der Führung (47) unmittelbar in den Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) bzw. Vorschubkanal eintritt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) temperaturresistent ist, insbesondere gegenüber Temperaturschwankungen resistent ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) für den Einsatz in flüssigem Stickstoff geeignet ist und insbesondere keramisches Material enthält. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) anstelle der Beschickungseinrichtung (16) an dem Einlass (18) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) positionierbar ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungseinrichtung (16) bei entfernter Vorschubeinrichtung (40) durch Einführen jeweils eines Werkstücks (11, 12, 13) in den Einlass (18) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) jeweils ein Werkstück (11, 12, 13) aus dem Auslass (22) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) herausschiebt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung (23) eine dornartige Aufnahme, insbesondere eine Pinole, aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (40) durch Hin- und Herbewegen einem Festsitzen der Werkstücke in dem Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) entgegenwirkt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Behandlungseinrichtung (32) eine Wanne (31) enthält, in der der Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) zumindest abschnittsweise angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (31) ein Bad mit flüssigem Stickstoff enthält. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (31) ein Bad mit Öl enthält. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) oder eine Baueinheit mit dem Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) und dem Vorschubkanal zumindest abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Wanne nach Anspruch 12, nach außen geschlossen sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) als ein Werkstück-Magazin ausgestaltet ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubeinrichtung (40) ein elektrischer und/oder pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb (44) zugeordnet ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen zweiten Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) enthält, wobei der erste und der zweite Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) jeweils relativ zu der Vorschubeinrichtung (40) beweglich sind, so dass die Vorschubeinrichtung (40) zum Vorschieben der Werkstücke (11, 12, 13) in dem jeweiligen Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) einführbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Führungskanäle (19, 51, 52) im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Führungskanäle (19, 51, 52) Werkstücken (11, 12, 13) mit unterschiedlichen geometrischen Eigenschaften zugeordnet sind. Verfahren zur Handhabung von Werkstücken, insbesondere von Ventilsitzringen oder Ventilführungen eines Verbrennungsmotors (15), bei dem die Werkstücke (11, 12, 13) durch eine Beschickungseinrichtung (16) in einen Einlass (18) eines gekrümmten, an einer Werkstück-Behandlungseinrichtung (32) zur Temperaturbehandlung der Werkstücke und/oder zum Behandeln der Werkstücke (11, 12, 13) mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Medium vorbei führenden Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) eingeführt, durch den Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) hindurch zu einem Auslass (22) des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) hin gefördert und von einer Entnahmeeinrichtung (23) an dem Auslass (22) entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorschieben von in dem Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) befindlichen Werkstücken in Richtung des Auslasses (22) eine zumindest abschnittsweise flexible und schiebesteife Vorschubeinrichtung (40) in den Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) oder einen neben dem Werkstück-Führungskanal angeordneten, durch einen Verbindungsdurchgriff mit dem Werkstück-Führungskanal verbundenen Vorschubkanal eingeführt wird, die beim Vorschieben der Werkstücke durch den gekrümmten Werkstück-Führungskanal (19, 51, 52) oder den Vorschubkanal geführt wird und sich zumindest abschnittsweise an die Innenkontur des jeweiligen Kanals anpasst, wobei bei der Bauart mit dem Vorschubkanal mindestens ein Mitnehmer der Vorschubeinrichtung zum Mitnehmen der Werkstücke in Richtung des Auslasses des Werkstück-Führungskanals (19, 51, 52) den Verbindungsdurchgriff durchgreift.






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