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WO2007079770A1 - Drehvorrichtung für fahrzeugachsen in einer lackieranlage - Google Patents

Drehvorrichtung für fahrzeugachsen in einer lackieranlage Download PDF

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WO2007079770A1
WO2007079770A1 PCT/EP2005/057166 EP2005057166W WO2007079770A1 WO 2007079770 A1 WO2007079770 A1 WO 2007079770A1 EP 2005057166 W EP2005057166 W EP 2005057166W WO 2007079770 A1 WO2007079770 A1 WO 2007079770A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
support frame
rotating
frame
fixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2005/057166
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Dewald
Heinz Schweppe
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.)
CTI Systems SARL
Original Assignee
CTI Systems SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CTI Systems SARL filed Critical CTI Systems SARL
Priority to PCT/EP2005/057166 priority Critical patent/WO2007079770A1/de
Publication of WO2007079770A1 publication Critical patent/WO2007079770A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/48—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
    • B23Q1/4828—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single rotating pair followed parallelly by a single sliding pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/52—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism a single rotating pair
    • B23Q1/527—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism a single rotating pair with a ring or tube in which a workpiece is fixed coaxially to the degree of freedom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines 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
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0228—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being rotative

Definitions

  • the invention relates to a turning device around workpieces, such as e.g. Vehicle axles to be painted, coated or otherwise treated to present to a robot in a desired orientation.
  • workpieces such as e.g. Vehicle axles to be painted, coated or otherwise treated to present to a robot in a desired orientation.
  • the invention which is the subject of this patent application, has been developed for painting vehicle axles, transmissions or the like.
  • the device according to the invention finds wider application and can generally be used to treat any workpieces, e.g. for treating the workpiece surfaces with powders or other preservatives, as well as for cleaning the surfaces of workpieces, for machining the workpieces, or for carrying out other work steps on the workpiece.
  • the invention will be described in connection with the painting of vehicle axles.
  • the vehicle axles are driven from a monorail to hand painting booths.
  • the vehicle axles to be painted hang with ropes on a rotatable load traverse, which allows the axis to be turned in a horizontal position by 180 °, since the worker in the spray booth can approach the axle only from one side.
  • the usual painting process is questionable and no longer permissible.
  • the known painting process is also very polluting due to the high paint consumption and a complex extraction and subsequent cleaning technology is required.
  • the object of the invention is to provide an improved rotating device to a robot surfaces of workpieces, such as vehicle axles to be painted, coated or otherwise treated to present, and with which the disadvantages described above can be minimized or avoided.
  • the device according to the invention is characterized by a rotatable in a support frame about an axis rotatably mounted with two turntables, which are arranged along the axis spaced from each other and connected to each other, and with guide rails between the turntables for a workpiece support frame, the for the treatment of a workpiece carried by the frame by one of the turntables inserted into the rotating means and after the treatment of the workpiece again by one of the turntables from the rotary device is pulled out, and with a drive means to rotate the rotating means with respect to the support frame.
  • the rotating device has a single turning device or a single rotating frame, with the surfaces or sides of the workpiece can be presented to the painting robot successively so that the
  • Paint can only be done downwards and in the direction of the exhaust air. As a result, the paint consumption and the environmental impact is significantly reduced and the need for suction and subsequent cleaning technology is reduced. Since the workpiece to be painted can be automatically rotated further by the rotating device in order to present all workpiece surfaces successively to the painting robot, a rotation of the workpieces by hand is no longer necessary. The entire process can take place automatically and be carried out by the painting robot, which is located next to the support frame for the rotating device. A worker for painting by hand the workpieces is no longer required in the paint booths.
  • the turning device can be designed as a dead end or as a passage.
  • the drive of the Rotary device can be done via one of the slewing rings, but preferably both turntables are driven to prevent twisting of the rotating device.
  • the drive device is preferably designed as a gear drive, in particular for achieving a precise adjustment of the workpiece with respect to the painting robot.
  • gear drive the slewing rings are provided with toothed rings.
  • the turntable or rotors can be driven by a friction or friction roller. As a result, the production costs are reduced, since the more expensive, large sprockets omitted.
  • Various workpiece support frames can be used together with the turning device. For example, Depending on whether heavy or lighter, short or longer workpieces are to be treated and depending on the nature of the workpiece to be treated, e.g. a transmission with an input side and an output side, or a vehicle axle with two wheel drums and with a central gear part with connection for a cardan shaft. For painting a
  • a support frame can be used with only two workpiece holders for fixing the workpiece and covering not to be painted functional parts or surfaces on the drive side and on the output side.
  • three brackets are required to support the vehicle axle on the wheel drums and on the connection for the cardan shaft and also for covering or masking not to be painted functional parts or surfaces at these points
  • a support frame may be employed with brackets each having a support shaft fixed to a frame member on which a fixing head is slidably urged by spring force into engagement with the workpiece.
  • a support frame can be used with support arms which can be displaced on opposite frame parts, wherein each support arm is provided with a fixing element which is slid over the wheel drums.
  • the frame may further comprise a locking device having a locking carriage movable between a first position in which it detects a retaining mandrel provided on a flange which abuts on the flange Connection point for the cardan shaft is attached to the workpiece, and wherein the carriage is to be pressed in a release position against the spring force to release the retaining mandrel when needed.
  • the locking device can also be replaced by a third holder as described above, with a fixing head which can be displaced on a support shaft and which is to be pressed into engagement with the cardan shaft connection flange.
  • the fixing heads may have rotatable fixing rings with respect to the associated support shaft.
  • the rotating device is provided with a double frame or double rotary device.
  • a second rotary device is mounted on the first rotary device, wherein the second rotary device has two interconnected rotary rings, and each turntable of the second rotary device is rotatably mounted on an associated turntable of the first rotary device about the axis, wherein at the second rotary device a catch means is provided which is to be coupled to at least a part of a workpiece which can be inserted with a support frame into the first turning means, in order to move this part of the work piece against relative rotation with respect to the second work piece Retain rotating means, and wherein the drive means is designed to rotate both rotating means with each other or one of the rotating means relative to the other rotating means about the axis.
  • the drive means preferably has at least one engageable and disengageable coupling which allows one of the two rotators to be coupled or coupled to the other rotator to rotate the two rotors relative to each other so that the cam means provided on the second rotator constitutes the central gear member the vehicle axle with respect to the wheel drums held on the workpiece support frame can rotate the vehicle axle and thus turn the hidden surfaces for painting.
  • the invention also relates to the rotary device in combination with a workpiece support frame, the support frame having workpiece holders for supporting the workpiece in the support frame, and further provided with a locking device having a movable on a frame part along the same closing slide, which by spring force into a closed position biased to hold a retaining mandrel extending from a flange to be fastened to the at least one part of the workpiece, and wherein the closure carriage against the spring force during insertion of the support frame with a workpiece in the first rotating means by a stop provided on the second rotating means the closure position to press into the release position is to release the retaining mandrel from the support frame, and that on the workpiece to be fastened flange furthermore a driving means is provided to the insertion of the support frame ns with the workpiece in the first rotating means to couple the driving means of the flange to the entrainment means of the second rotating device.
  • the workpiece holders of the support frame designed to hold end parts of the workpiece, ie in the case of a vehicle axle, the wheel drums of the vehicle axle so that the center piece or the transmission part of the vehicle axle with the connection for the cardan shaft with respect to the carrier frame held on the wheel drums of the vehicle axle is rotatable.
  • a part of the workpiece may be held non-rotatably by a first bracket on the support frame and another part may be rotatably held by a second bracket with respect to the one part and the support frame.
  • the locking device is located between the other workpiece part and the support frame, so that upon release of the lock, the other workpiece part can be coupled to the second rotary device.
  • the invention relates to a method for presenting workpieces in a desired orientation to a robot according to claims 44-50.
  • FIG. 1 shows the rotating device with a double rotating frame and a workpiece support frame inserted into the rotating device with a vehicle axle carried in the supporting frame.
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, but wherein the transmission part of the vehicle axle is rotated via the driving device between the rotating device and the vehicle axle relative to the held against rotation with respect to the support frame wheel drums of the vehicle axle.
  • FIG. 3 the rotating device in side view.
  • FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of the rotating device along the line CC according to FIG. 3.
  • Figure 5 is an end view of the rotating device.
  • Figure 6 shows a part of the drive device.
  • Figure 7 is a drive variant.
  • FIG. 8 shows a workpiece support frame with vehicle axle mounted therein, in particular for use in combination with the single-turn device.
  • FIG. 9 shows a workpiece support frame with vehicle axle mounted therein, in particular for use in combination with the double-rotating device.
  • Figure 10 is an enlarged view of the locking device between the support frame and the vehicle axle and the entrainment between the second rotating means and the rotatable with respect to the support frame gear part of the vehicle axle.
  • the rotating device has a support frame with two end posts 2, 4, which are connected to each other via a connecting rod 6.
  • Each end stand 2, 4 has a vertical wall 2a, 4a with a circular cutout 8.
  • Figures 1 and 2 only the circular cutout 8 in the vertical wall 2a of the front stand 2 is visible.
  • the two openings 8 are concentric with a common horizontal centerline
  • a first rotating device Dl is mounted on the two suspension rings 10, for example by means of rolling bearings 14.
  • the first rotating device Dl has two slewing rings 12, both of which are provided with an outer ring gear 16.
  • a spacer 18 is screwed or secured in any other suitable manner.
  • the spacers 18 are interconnected via connecting struts 20 which are connected to the Spacers 18 are screwed or fastened in other ways and which keep the spacers 18 and thus the turntables 12 at a distance.
  • the connecting pieces 20 simultaneously serve as guide rails for a workpiece support frame WTR, which can be inserted and pulled out into the rotary device Dl.
  • the guide rails may be formed in one piece with the tie rods 20 or attached to these tie rods 20.
  • the workpiece support frame WTR carries the workpiece W which is to be painted or otherwise treated.
  • the second spacer 18 or at the right end of the rotator in Figures 1 and 2 or at the left end of the rotator Dl (in Figure 4) also has a cylindrical wall of the same diameter as the spacer 18 at the other end of the rotator Dl, but the end of the second spacer 18 which faces the adjacent end stand 4 is closed by a radial end wall 19.
  • the two-sided ends of the guide rails are extended relative to the connecting rods 20 and extend over substantially the entire axial width of the spacers 18.
  • the first rotator Dl is designed as a dead end and the workpiece frame WTR can only through one and the same end of the rotating device in These are introduced and pulled out of this, ie in Figures 1 and 2 by the left turntable 12 and in Figure 4 by the right turntable 12.
  • the radial end wall 19 of the right spacer 18 in Figures 1 and 2 or the left spacer 18 are omitted in the figure 4.
  • the rotary device Dl is a passageway designed and the workpiece support frame WTR can be inserted through one of the turntables 12 in the rotator and pulled out of the same through the other turntable 12.
  • a second rotary device D2 is mounted on the first rotary device Dl and has two rotary rings 22, which are connected to one another via a connecting strut 24.
  • One of the rotary rings 22 in the second rotator D2 is mounted on a spacer 18 of the first rotator Dl e.g. supported by a roller bearing 26 and the other ring gear 22 of the second rotator D2 is on, the other spacer 18 of the first rotator D2, for. mounted on a roller bearing 28 ( Figure 4).
  • the connecting rod 24 of the second rotating means D2 is provided on the two turning rings 22 of the second rotating means in a suitable manner, e.g. attached by a screw connection.
  • the two turntables 22 of the second rotator D2 are each provided with a ring gear 30 on its outer side.
  • the two rotators D1 and D2 have a common horizontal center line L which is also the horizontal center line of the stand cutouts 8 and are rotatable about this horizontal center line L, either in common with each other or one of the rotating means is rotatable with respect to the other rotating means. It should also be mentioned that the guide rails and the connecting rod 20 of the first rotary device Dl according to the preferred embodiment diametrically opposed and the guide rails are parallel to the center line or axis of rotation L.
  • the drive device A has a gear with a vertical motor M, which is flanged on the outside of an end stand 4 of the support frame 2 on an angle gear G.
  • the angle gear G drives a horizontal drive shaft 32 which is mounted at both ends in the end posts 2 and 4.
  • two drive wheels 34 are arranged, which are rotatable with the shaft 32.
  • 4 is a two-piece intermediate shaft 36 is mounted in bearing blocks 37 and between the two parts of the intermediate shaft 36 is in each case an electromagnetically actuated, engageable and retractable clutch 38.
  • the drive wheels 34 drive the sprockets 16 of the first rotator Dl via intermediate wheels 42, which are located on the intermediate shafts 36 on one side of the clutches 38.
  • Each intermediate shaft 36 carries on the other side of the clutch 38, a further intermediate gear 40, which is in engagement with a ring gear 30 of the associated turntable 22 of the second rotator D2.
  • the drive wheels 34 are disengaged and the idler gears 42 only drive the two sprockets 16 of the first rotator Dl while the two rotors 30 of the second rotator D2 are disengaged.
  • short rotors Dl and D2 ie short connecting rods 20 and 24, it would possibly be possible to drive only one side of the rotating means Dl and D2.
  • the sprockets on the other side of the rotating means Dl and D2 with the associated intermediate shaft, the gears and the clutch could then be omitted.
  • the drive wheels 34 of the drive shaft can also engage in the intermediate wheels 40. Then, the first rotator Dl can be selectively engaged or disengaged.
  • the second rotator D2 is required to move a part of the workpiece W, e.g., workpiece W, introduced into the rotors with the workpiece support frame WTR. the middle gear part GT of a vehicle axle FA, with respect to other workpiece parts held on the workpiece support frame WTR, e.g. to rotate the wheel drums RT of the vehicle axle, and with respect to the workpiece supporting frame and the first rotating means.
  • a part of the workpiece W e.g., workpiece W
  • the middle gear part GT of a vehicle axle FA with respect to other workpiece parts held on the workpiece support frame WTR, e.g. to rotate the wheel drums RT of the vehicle axle, and with respect to the workpiece supporting frame and the first rotating means.
  • Carrier housing 44 ( Figures 1, 2, 3, 5, 7, 10) provided for receiving a driver 46 mounted on the workpiece
  • the drive device A can also be simplified because the clutches 38, 38 as well as the intermediate shafts 36 with the intermediate wheels 40, 42 are not required, ie the drive wheels 34 can directly with the sprockets 16 of the turntables 12 of the first rotator Dl be engaged. If desired, but intermediate wheels 42 between the on the drive shaft 32nd fixed drive wheels 32 and the turntables 16 are maintained.
  • a drive variant is shown, wherein the drive of the rotary rings 12 and 22 via friction rollers 50 and friction rings 54 takes place.
  • Non-driven support rollers 52 for the turntables 16 and 22 are located on the other side a vertical center line VL of the rotating device.
  • the drive device A and the rotors Dl and D2 are the same structure as in the Embodiment according to the figures 1-5.
  • the drive of the intermediate shafts can be done by the main shaft via gears.
  • This workpiece support frame WTR1 is to be used in particular in combination with the invention
  • a vehicle axle FA is mounted in the workpiece support frame WTRl.
  • the workpiece support frame WTRl has two opposite frame side parts 60, 62 as well as two opposite frame end parts 64, 66, which connect the ends of the side parts 60, 62 with each other.
  • the workpiece support frame WTRl has a rectangular shape, ie long side parts 60, 62 and short end parts 64, 66.
  • the workpiece support frame WTRl has three workpiece holders 68, 70 and 72, all of which have substantially the same construction.
  • the two first workpiece holders 68, 70 are located on the frame end portions 64, 66, ie at each end portion a Maschinen Swisshait für is provided. These workpiece holders 68 and 70 are arranged coaxially to a central frame longitudinal axis.
  • the third workpiece holder 72 is located one of the frame side pieces 60, between the ends thereof and is installed transversely to the two first holders 67 and 70.
  • Each bracket 68, 70, 72 has a workpiece fixing head 74 slidably received on a rod 76, which rod is attached to a frame end or side member.
  • a compression spring 78 surrounds the rod 76 between the fixing head 74 and a fixed spring seat disc 80. Between the fixing head 74 and the seat disc 80, a bellows 82 is disposed to avoid the contamination of the compression spring 78.
  • the bellows 82 is e.g. made of rubber or the like.
  • the bellows 82 is not shown, so that the spring 78 is visible.
  • the fixing head 74 has on the pressure spring 78 side facing an end plate 84 which also serves as a spring seat disc and on the workpiece side facing a fixing ring 86 which is rotatable with respect to the remaining part of the fixing head 74.
  • the vehicle axle FA has at its two opposite ends wheel drums RT and the rotatable fixing rings 86 have axial projections, see eg the pins 88 of the workpiece holder 72. These projections or pins 88 are used for engagement in threaded holes (not shown) on the end face of the wheel drums RT, which threaded holes (not shown) for mounting the vehicle wheels to the wheel drums RT serve.
  • the lugs or pins 88 of the rotatable fixing ring of the workpiece holder 72 engage in screw openings of a propeller connection flange, which is provided on a central transmission part of the vehicle axle FA between the wheel drums RT.
  • the vehicle axle FA is fixed non-rotatably by the three brackets 68, 70 and 72 in the workpiece support frame WTRl.
  • the springs 78 hold the fixing heads 74, ie the fixing rings 86 with the lugs 88 into engagement with bores of the vehicle axle FA and the fixing heads with the fixing rings 86 obscure these holes and surfaces of the vehicle axis FA which should not be painted.
  • the workpiece support frame WTRl For inserting the vehicle axle FA into the workpiece support frame WTRl, the workpiece support frame WTRl is lowered by a gripper (not shown) over the vehicle axle FA.
  • the gripper holds the fulcrum heads 74 of the brackets 68, 70 and 72 against the force of the springs 78 in a retraction position by engagement between the spring seat discs 74 and the fuser rings 84.
  • a worker turns the fuser rings 86 into position so that the lugs 88 of the fuser rings 86 in the respective bores of the vehicle axle FA can be pressed by the force of the springs 78 when the gripper (not shown) is withdrawn.
  • the vehicle axle FA is then non-rotatably mounted in the workpiece support frame WTRl and can be introduced with the workpiece support frame WTRl in the rotator Dl.
  • the workpiece support frame WTR1 has on the frame side pieces 60, 62 at each end thereof a respective pair of wheels 90, which upon insertion of the workpiece support frame
  • Vehicle axle FA is performed by a painting robot
  • Rotary device Dl further rotated.
  • the painting robot then paints the new, unpainted side of the vehicle axle FA presented to the robot, and then the rotary device D 1 is further rotated and painted until the entire vehicle axle FA is painted. Then, the workpiece support frame WTRl is pulled out with the painted vehicle axle FA from the support frame and is transferred to the evaporation, drying and subsequent cooling in a dryer. It is to be understood that by the further rotation of the vehicle axle FA with the support frame WTRl in the turning device of the painting robot can only be done downwards in the direction of the suction air, whereby the paint consumption and the environmental impact significantly reduced and also the suction and subsequent cleaning technology is significantly simplified.
  • the brackets 68, 70 may also be offset in the transverse direction of the support frame WTR1 with respect to each other or with respect to the frame longitudinal axis or obliquely with respect to the frame end portions 64, 66. Also, the bracket 72 may be installed obliquely with respect to the frame longitudinal part 66.
  • FIGS. 9 and 10 A second exemplary embodiment of the workpiece support frame WTR2 will now be described below with reference to FIGS. 9 and 10, which is in particular designed for use in combination with a double-frame turning device which has the two rotary devices D1 and D2 of the exemplary embodiment according to FIGS.
  • the workpiece support frame WTR2 also has, as can be seen in particular from FIG. 9, a rectangular, elongated support frame with frame side pieces 100, 102 and frame end pieces 104, 106.
  • the workpiece support frame WTR2 furthermore has two workpiece holders 108, 110 Support arm 112.
  • the two opposite ends of the support arms 112 are connected to a U-profile piece 114 which are displaceable on the frame side parts 100 and 102.
  • Each support arm 112 is further provided with a middle workpiece fixing ring 116 which has bores for receiving threaded pins of the wheel drums RT of the vehicle axle FA.
  • the support arms 112 are displaced in the longitudinal direction of the frame side pieces 100 and 101 and slid onto the wheel drums RT until the threaded pins of the wheel drums RT are inserted into the associated wheels Holes of the fixing ring 116 are received.
  • the fixing rings 116 are firmly formed on the support arms 112 and, accordingly, the thus fixed wheel drums RT of the vehicle axle FA can not rotate relative to the frame WTR2.
  • the support arms 112, 114 are fixed to the frame side parts 100 and 112 by lock pins or the like (not shown).
  • the support frame WTR2 has a locking device 120 to releasably hold the central transmission part GT of the vehicle axle FA with the cardan shaft connection flange KF on one of the frame side pieces, ie in FIG. 9 the frame side piece 100, between the two support arms 112.
  • This locking device, 120 will be described in more detail below with reference to FIG.
  • the locking device 120 has a guide member 122 which is fixedly secured to the inner surface of the frame member 100, and a carriage 124 which is to be pressed by means of a spring 126 (shown schematically) on the guide member 122 in a locking position and against the spring force in a release position to withdraw or to withdraw.
  • the guide member 122 has two guide pins (not visible), which are received in longitudinal grooves 130 of the carriage 124.
  • a hand lever 132 is further attached, which carries a stop roller 134 at its free end.
  • the carriage 124 has at its free end an approximately semicircular cutout 136 which, in the locked position, holds a retaining mandrel 138 of a cover flange 140 fastened to the propeller shaft flange KF (for example screwed in) to the central gear part GT of the vehicle axle FA against relative rotation with respect to the wheel drums RT and hold the support frame WTR2 to the frame side piece 100.
  • the carriage 124 can be withdrawn or pushed back to release the retaining mandrel 138, and a relative rotational movement of the transmission part GT in the Frame WTR2 with respect to the same and with respect to the Radtroiraneln RT of the vehicle axle FA, which are held by the brackets 108 and 110 to allow.
  • FIG. 10 also shows the driver housing 44 shown in FIGS. 1, 2, 3, 5 and 7, which is fastened to the connecting rod 24 of the rotary device D2.
  • the driver housing 44 has a U-shape. At the lower end of the flange of the U-shape is a stop 44-1. Furthermore, the driving pin 46 is fastened to the cover flange 140 fastened to the vehicle axle FA.
  • Vehicle axle FA in the rotating device is the stop roller 134 of the hand lever 132 against the stop 44-1 of the driver housing 44 to lie and urges the further insertion of the support frame in the rotating device the locking slide 124 against the spring force in the release position.
  • the driving pin 46 of the covering flange 140 is received in the driver housing 44.
  • the middle gear housing part GT of the vehicle axle FA is now released from the workpiece support frame WTR2 and coupled to the second rotator D2 and at a relative rotation of the rotator D2, with respect to the rotator Dl (as described above), the central transmission part GT of the vehicle axle FA in With respect to the wheel drums RT, the workpiece carrying frame WTR2 and the first rotating means D1 are rotated. This will be on middle gear part GT of the vehicle axle FA attached accessories (eg parts of the brake devices) also rotated and hidden parts of the wheel drums RT are rotated for painting by these accessories.
  • middle gear part GT of the vehicle axle FA attached accessories eg parts of the brake devices
  • the workpiece carrying frame WTR2 according to FIGS. 9 and 10 can also be used in combination with a turning device with a single turning frame, i. only the rotary frame Dl according to the figures 1-7, can be used.
  • the locking device 120 is not released upon insertion of the workpiece support frame into the rotary device and no dog means is provided to rotate the central gear part GT ⁇ of the vehicle axle FA with respect to the wheel drums RT, but upon rotation of the single rotary device the support frame is rotated together with the entire vehicle axis FA.
  • the possibility of manual operation of the locking slide 124 via the hand lever 132 for mounting or dismounting the vehicle axle FA in the workpiece support frame WTR2 remains.
  • the locking device 120 could be replaced by another mount, such as the bracket 72 of the workpiece support frame WTR2 of FIG.
  • Rotary devices Dl and D2 according to Figures 1-7 use. Then, however, the workpiece holder 72 is replaced by the rotating device 120 according to FIGS. 9 and 10, and the fixing heads 74 of the workpiece carrying frame WTR1 according to FIG. 8 must be replaced by non-rotatable fixing rings and the fixing heads
  • Support rods 76 are only axially displaceable, for example by means of a splined connection between the fixing heads 74 and the support rods 76th
  • the wheel drums RT are to be rotated with respect to the central gear part GT of the vehicle axle FA, so that the pins of the non-rotatable fixing rings 86 can be inserted into the wheel bolt threaded holes (not shown) of the wheel drums RT.
  • the support frame WTR2 has rollers 90 for smooth insertion and removal from the guide rails of the rotator Dl.
  • the fixing rings 116 would have to be rotatable on the support arms 112, or in the support frame WTRl the holder 72 would have to be replaced by the locking device 120, as already described, and the fixing heads 74 of the holders 68, 70 would have the rotatable fixing rings 86th exhibit.
  • a fixing ring of a support arm 112 or one of the brackets 68, 70 would have to be fixed to the support arm or to the support and the other fixing ring would have to be rotatable with respect to the associated support arm or the associated support be.

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Abstract

Die Drehvorrichtung hat eine erste in einem Ständer gelagerte Dreheinrichtung (D1) mit zwei am Ständer drehbar gelagerten Drehkränzen (12), die über mindestens zwei Streben (20) miteinander verbunden sind. Die Streben (20) sind als Führungsschienen ausgeführt für einen Werkstücktragrahmen (WTR), der mit einem im Tragrahmen montierten Werkstück (W) durch einen der Drehkränze (12) in die Drehvorrichtung einführbar und herausziehbar ist. Die Drehvorrichtung hat eine zweite Dreheinrichtung (D2) mit zwei Drehkränzen (22), die auf den Drehkränzen (12) der ersten Dreheinrichtung (D1) gelagert sind und über eine Strebe (24) miteinander verbunden sind. Eine Antriebsvorrichtung (A) ist vorgesehen, um die beiden Dreheinrichtungen (D1, D2) miteinander zu drehen oder um eine der Dreheinrichtungen in Bezug auf die andere Dreheinrichtung zu drehen. Beim Einführen des Werkstücktragrahmens (WTR) mit dem Werkstück (W) in die Drehvorrichtung wird ein Teil (GR) des Werkstückes (W) von dem Werkzeugrahmen (WTR) freigegeben und ein Mitnehmermittel (44) der zweiten Dreheinrichtung (D2) mit einem am Werkstück (W) vorgesehenen Mitnehmermittel (46) in Eingriff gebracht, um bei Rotation der zweiten Dreheinrichtung (D2) in Bezug auf die erste Dreheinrichtung (D1) den vom Werkzeugtragrahmen (WTR) losgekoppelten Teil (GT) des Werkstückes (W) in Bezug auf am Werkstücktragrahmen (WTR) festgehaltene Teile (RT) des Werkstückes (W) zu drehen.

Description

DREHVORRICHTUNG FÜR FAHRZEUGACHSEN IN EINER LACKIERANLAGE
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehvorrichtung um Werkstücke, wie z.B. Fahrzeugachsen, die lackiert, beschichtet oder auf andere Art und Weise behandelt werden sollen, einem Roboter in einer gewünschten Orientierung zu präsentieren. Die Erfindung, welche Gegenstand dieser Patentanmeldung ist, wurde entwickelt zum Lackieren von Fahrzeugachsen, Getriebe oder dergleichen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung findet aber breitere Anwendung und kann allgemein eingesetzt werden zur Behandlung irgendwelcher Werkstücke, z.B. zum Behandeln der Werkstückoberflächen mit Pulvern oder anderen Konservierungsstoffen, sowie auch zum Reinigen der Oberflächen von Werkstücken, zum maschinellen Bearbeiten der Werkstücke, oder zum Ausführen anderer Arbeitsschritte am Werkstück. Im Folgenden wird die Erfindung aber in Zusammenhang mit der Lackierung von Fahrzeugachsen beschrieben.
Im Stand der Technik werden die Fahrzeugachsen von einer Hängebahn zu Handlackierkabinen gefahren. Die zu lackierenden Fahrzeugachsen hängen dabei mit Seilen an einer drehbaren Lasttraverse, die das Drehen der Achse in Horizontallage um 180° Grad erlaubt, da der Werker in der Spritzkabine nur von einer Seite an die Achse herankommt. Aus gesundheitlichen Gründen ist das bisher übliche Lackierverfahren bedenklich und auch nicht mehr zulässig. Das bekannte Lackierverfahren ist infolge des hohen Lackverbrauches auch sehr umweltbelastend und eine aufwendige Absaugtechnik und nachfolgende Reinigungstechnik ist erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Drehvorrichtung zu schaffen, um Oberflächen von Werkstücken, wie z.B. Fahrzeugachsen, die lackiert, beschichtet oder auf andere Art und Weise behandelt werden sollen, einem Roboter zu präsentieren, und womit die vorstehend beschriebenen Nachteile minimiert oder vermieden werden können.
In seiner breitesten Ausführungsform ist die Vorrichtung gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch eine in einem Traggestell um eine Achse drehbar gelagerte Dreheinrichtung mit zwei Drehkränzen, die längs der Achse in Abstand voneinander angeordnet und miteinander verbunden sind, und mit Führungsschienen zwischen den Drehkränzen für einen Werkstücktragrahmen, der zur Behandlung eines vom Rahmen getragenen Werkstückes durch einen der Drehkränze in die Dreheinrichtung einführbar und nach der Behandlung des Werkstückes wieder durch einen der Drehkränze aus der Dreheinrichtung herausziehbar ist, und mit einer Antriebseinrichtung, um die Dreheinrichtung in Bezug auf das Traggestell zu drehen.
Gemäss dieser einfachsten Lösung der Aufgabe der Erfindung besitzt die Drehvorrichtung eine Einfachdreheinrichtung oder einen Einfachdrehrahmen, mit dem Flächen oder Seiten des Werkstückes dem Lackierroboter nacheinander so präsentiert werden können damit die
Lackierung nur nach unten und in Richtung der Absaugluft erfolgen kann. Dadurch wird der Lackverbrauch und die Umweltbelastung erheblich verringert und der Bedarf an Absaugtechnik und nachfolgender Reinigungstechnik wird herabgesetzt. Da das zu lackierende Werkstück durch die Dreheinrichtung automatisch weitergedreht werden kann, um alle Werkstückflächen nacheinander dem Lackierroboter zu präsentieren, ist eine Drehung der Werkstücke von Hand nicht mehr erforderlich. Der gesamte Prozess kann automatisch ablaufen und durch den Lackierroboter erfolgen, der sich neben dem Traggestell für die Dreheinrichtung befindet. Ein Werker zum Lackieren von Hand der Werkstücke ist in den Lackierkabinen nicht mehr erforderlich.
Die Dreheinrichtung kann als Sackgasse oder als Durchfahrstrecke konzipiert sein. Der Antrieb der Dreheinrichtung kann über einen der Drehkränze erfolgen, vorzugsweise sind aber beide Drehkränze angetrieben, um Verwindungen der Dreheinrichtung zu vermeiden. Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise als Zahnradantrieb ausgelegt, insbesondere zum Erzielen einer genauen Einstellung des Werkstückes in Bezug auf den Lackierroboter. Bei Zahnradantrieb sind die Drehkränze mit Zahnringen versehen. In Fällen wo die hohe Einstellgenauigkeit keine Voraussetzung ist kann der oder die Drehkränze über eine Reib- oder Friktionsrolle angetrieben werden. Dadurch werden die Herstellungskosten herabgesetzt, da die teureren, grossen Zahnkränze entfallen.
Verschiedene Werkstücktragrahmen können zusammen mit, der Dreheinrichtung eingesetzt werden. Z.B. je nach dem ob schwere oder leichtere, kurze oder längere Werkstücke behandelt werden sollen und je nach der Art des zu behandelnden Werkstückes, z.B. ein Getriebe mit einer Eingansseite und einer Ausgangsseite, oder eine Fahrzeugachse mit zwei Radtrommeln sowie mit einem mittleren Getriebeteil mit Anschluss für eine Kardanwelle. Zum Lackieren eines
Getriebes mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite kann ein Tragrahmen eingesetzt werden mit nur zwei Werkstückhalterungen zum Fixieren des Werkstückes und Abdecken von nicht zu lackierenden Funktionsteilen oder Flächen an der Antriebsseite und an der Abtriebsseite. Für Fahrzeugachsen sind dagegen am Werkstückrahmen drei Halterungen erforderlich zum Tragen der Fahrzeugachse an den Radtrommeln sowie an dem Anschluss für die Kardanwelle und auch zum Abdecken oder Maskieren nicht zu lackierender Funktionsteile oder Flächen an diesen Stellen der
Fahrzeugachsen. Für leichte Fahrzeugachsen kann ein Tragrahmen eingesetzt werden mit Halterungen, die jede einen an einem Rahmenteil befestigten Tragschaft aufweisen auf dem ein Fixierkopf verschiebbar ist, der durch Federkraft in Eingriff mit dem Werkstück gedrückt wird. Für schwere Fahrzeugachsen kann ein Tragrahmen eingesetzt werden mit auf gegenüberliegenden Rahmenteilen verschiebbaren Tragarmen, wobei jeder Tragarm mit einem Fixierelement versehen ist, das über die Radtrommeln aufzuschieben ist. Diese Fixierköpfe oder Fixierelemente halten die Trommeln der Fahrzeugachse in dem Rahmen gegen Drehbewegung fest. Um auch den restlichen, mittleren Getriebeteil gegen Drehbewegung in dem Rahmen festzuhalten, kann der Rahmen desweiteren eine Verriegelungsvorrichtung besitzen mit einem Verriegelungsschlitten, der zwischen einer ersten Stellung beweglich ist, in der er einen Festhaltedorn erfasst, der an einem Flansch vorgesehen ist, welcher an der Anschlussstelle für die Kardanwelle an dem Werkstück befestigt ist, und wobei der Schlitten in eine Freigabestellung gegen die Federkraft zu drücken ist, um den Festhaltedorn bei Bedarf freizugeben. Die Verriegelungsvorrichtung kann auch durch eine dritte Halterung wie vorstehend beschrieben ersetzt werden, mit einem auf einem Tragschaft verschiebbaren Fixierkopf, der in Eingriff mit dem Kardanwellenanschlussflansch zu drücken ist. Die Fixierköpfe können in Bezug auf den zugehörigen Tragschaft drehbare Fixierringe aufweisen.
Bestimmte Fahrzeugachsen haben Zubehörteile wie z.B. Scheibenbremsenbauteile, die Flächen der Fahrzeugachse, welche auch lackiert werden müssen, verdecken. Um solche verdeckte Flächen für die Lackierung frei drehen zu können ist gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Drehvorrichtung mit einem Doppelrahmen oder Doppeldreheinrichtung versehen. Gemäss diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine zweite Dreheinrichtung auf der ersten Dreheinrichtung gelagert, wobei auch die zweite Dreheinrichtung zwei miteinander verbundene Drehkränze aufweist, und jeder Drehkranz der zweiten Dreheinrichtung an einem zugeordneten Drehkranz der ersten Dreheinrichtung um die Achse drehbar gelagert ist, wobei an der zweiten Dreheinrichtung ein Mitnehmermittel vorgesehen ist, das an mindestens einen Teil eines mit einem Tragrahmen in die erste Dreheinrichtung einführbaren Werkstückes anzukoppeln ist, um diesen Teil des Werkstückes gegen relative Rotation in Bezug auf die zweite Dreheinrichtung festzuhalten, und wobei die Antriebseinrichtung ausgeführt ist, um beide Dreheinrichtungen miteinander oder eine der Dreheinrichtungen relativ zu der anderen Dreheinrichtung um die Achse zu drehen .
Die Antriebseinrichtung hat vorzugsweise mindestens eine ein- und ausrückbare Kupplung, die es erlaubt, eine der beiden Dreheinrichtungen von der anderen Dreheinrichtung anzukuppeln oder an diese anzukuppeln, um die beiden Dreheinrichtungen relativ zueinander verdrehen zu können damit das an der zweiten Dreheinrichtung vorgesehene Mitnehmermittel den mittleren Getriebeteil der Fahrzeugachse in Bezug auf die am Werkstücktragrahmen festgehaltene Radtrommeln der Fahrzeugachse drehen kann und somit die verdeckten Flächen für die Lackierung freizudrehen.
Die Erfindung betrifft auch die Drehvorrichtung in Kombination mit einem Werkstücktragrahmen, wobei der Tragrahmen Werkstückhalterungen aufweist zum Tragen des Werkstückes in dem Tragrahmen, und ferner mit einer Verriegelungseinrichtung versehen ist, die einen an einem Rahmenteil entlang demselben beweglichen Verschlussschlitten aufweist, der durch Federkraft in eine Verschlussstellung vorgespannt ist zum Festhalten eines Festhaltedorns, der sich von einem an dem mindestens einen Teil des Werkstückes zu befestigenden Flansch erstreckt, und wobei der Verschlussschlitten beim Einführen des Tragrahmens mit einem Werkstück in die erste Dreheinrichtung durch einen an der zweiten Dreheinrichtung vorgesehenen Anschlag gegen die Federkraft aus der Verschlussstellung in die Freigabestellung zu drücken ist zum Freigeben des Festhaltedornes vom Tragrahmen, und dass an dem am Werkstück zu befestigenden Flansch desweiteren ein Mitnehmermittel vorgesehen ist, um beim Einführen des Tragrahmens mit dem Werkstück in die erste Dreheinrichtung das Mitnehmermittel des Flansches an das Mitnehmermittel der zweiten Dreheinrichtung anzukoppeln. Vorzugsweise sind die Werkstückhalterungen des Tragrahmens ausgeführt, um Endteile des Werkstückes, d.h. im Falle einer Fahrzeugachse, die Radtrommeln der Fahrzeugachse festzuhalten, damit das Mittelstück oder der Getriebeteil der Fahrzeugachse mit dem Anschluss für die Kardanwelle in Bezug auf die am Tragrahmen festgehaltenen Radtrommeln der Fahrzeugachse verdrehbar ist.
Bei einem anderen Werkstück kann aber auch ein Teil des Werkstückes durch eine erste Halterung am Tragrahmen unverdrehbar festgehalten sein und ein anderer Teil kann durch eine zweite Halterung drehbar in Bezug auf den einen Teil und den Tragrahmen festgehalten sein. In diesem Fall befindet sich die Verriegelungseinrichtung zwischen dem anderen Werkstückteil und dem Tragrahmen, damit bei Freigabe der Verriegelung der andere Werkstückteil an die zweite Dreheinrichtung angekoppelt werden kann.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren um Werkstücke in einer gewünschten Orientierung einem Roboter zu präsentieren, gemäss den Ansprüchen 44-50.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 die Drehvorrichtung mit Doppeldrehrahmen und einem in die Drehvorrichtung eingeführten Werkstücktragrahmen mit einer im Tragrahmen getragenen Fahrzeugachse .
Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, wobei aber der Getriebeteil der Fahrzeugachse über die Mitnehmereinrichtung zwischen der Drehvorrichtung und der Fahrzeugachse gegenüber den gegen Rotation in Bezug auf den Tragrahmen festgehaltenen Radtrommeln der Fahrzeugachse verdreht ist.
Figur 3 die Drehvorrichtung in Seitenansicht .
Figur 4 eine Längsschnittansicht der Drehvorrichtung längs der Linie C-C nach Figur 3. Figur 5 eine Endansicht der Drehvorrichtung.
Figur 6 einen Teil der Antriebseinrichtung.
Figur 7 eine Antriebsvariante.
Figur 8 einen Werkstücktragrahmen mit darin montierter Fahrzeugachse, insbesondere zur Verwendung in Kombination mit der Einfach-Drehvorrichtung.
Figur 9 einen Werkstücktragrahmen mit darin montierter Fahrzeugachse, insbesondere zur Verwendung in Kombination mit der Doppel-Drehvorrichtung .
Figur 10 eine vergrösserte Darstellung der Verriegelungseinrichtung zwischen dem Tragrahmen und der Fahrzeugachse sowie der Mitnehmereinrichtung zwischen der zweiten Dreheinrichtung und dem in Bezug auf den Tragrahmen drehbaren Getriebeteil der Fahrzeugachse.
Im Folgenden wird zuerst die Drehvorrichtung mit Bezug auf die Figuren 1-6 beschrieben. Die Drehvorrichtung hat ein Traggestell mit zwei Endständern 2, 4, die über eine VerbindungsStange 6 miteinander verbunden sind. Jeder Endständer 2, 4 hat eine vertikale Wand 2a, 4a mit einem kreissrunden Ausschnitt 8. In den Figuren 1 und 2 ist nur der kreisrunde Ausschnitt 8 in der vertikalen Wand 2a des vorderen Ständers 2 sichtbar. Die beiden Öffnungen 8 sind konzentrisch zu einer gemeinsamen horizontalen Mittellinie
(Figur 4) . Auf der Innenseite jeder Endwand 2a, 4a, um den Ausschnitt 8 ist ein Tragkranz 10, siehe insbesondere Figur 4 , festgeschraubt .
Eine erste Drehvorrichtung Dl ist auf den zwei Tragkränzen 10 z.B. mittels Wälzlager 14 gelagert. Die erste Drehvorrichtung Dl hat zwei Drehkränze 12 , welche beide mit einem äusseren Zahnkranz 16 versehen sind. An jedem Drehkranz 12 ist ein Distanzstück 18 festgeschraubt oder auf andere geeignete Art und Weise befestigt. Die Distanzstücke 18 sind über Verbindungsstreben 20 miteinander verbunden, die an den Distanzstücken 18 festgeschraubt oder auf andere Art und Weise befestigt sind und welche die Distanzstücke 18 und somit die Drehkränze 12 auf Distanz halten. Die Verbindungsstücke 20 dienen gleichzeitig als Führungsschienen für einen Werkstücktragrahmen WTR, der in die Dreheinrichtung Dl einschiebbar und herausziehbar ist. Die Führungsschienen können in einem Stück mit den VerbindungsStangen 20 geformt sein oder an diesen Verbindungsstangen 20 befestigt sein. Der Werkstücktragrahmen WTR trägt das Werkstück W, welches zu lackieren ist oder auf andere Art und Weise behandelt werden soll. Ein erstes der Distanzstücke 18, in den Figuren 1 und 2 z.B. das Distanzstück am linken Ende der Dreheinrichtung Dl oder in Figur 4 das Distanzstück 18 am rechten Ende der Dreheinrichtung Dl, besteht aus einen beidseitig offenen, zylindrischen Ring, dessen Innendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Tragringes 10 und dem Durchmesser des Ausschnittes 8 entspricht. Das zweite Distanzstück 18 oder am rechten Ende der Dreheinrichtung in den Figuren 1 und 2 oder am linken Ende der Dreheinrichtung Dl (in Figur 4) hat auch eine zylindrische Wand mit gleichem Durchmesser wie das Distanzstück 18 am anderen Ende der Dreheinrichtung Dl, aber das Ende des zweiten Distanzstückes 18 welches dem benachbarten Endständer 4 zugewandt ist, ist durch eine radiale Endwand 19 verschlossen. Die beidseitigen Enden der Führungsschienen sind gegenüber den Verbindungsstangen 20 verlängert und erstrecken sich über im Wesentlichen die gesamte axiale Breite der Distanzstücke 18. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Dreheinrichtung Dl als Sackgasse konzipiert und der Werkstückrahmen WTR kann nur durch ein und dasselbe Ende der Dreheinrichtung in diese eingeführt und aus dieser herausgezogen werden, d.h. in den Figuren 1 und 2 durch den linken Drehkranz 12 und in Figur 4 durch den rechten Drehkranz 12. Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel kann aber auch die radiale Endwand 19 des rechten Distanzstückes 18 in den Figuren 1 und 2 oder des linken Distanzstückes 18 in der Figur 4 weggelassen werden. In dem Fall ist die Dreheinrichtung Dl als Durchfahrstrecke konzipiert und der Werkstücktragrahmen WTR kann durch einen der Drehkränze 12 in die Dreheinrichtung eingeführt und durch den anderen Drehkranz 12 aus derselben herausgezogen werden. Bei Konzipierung als Sachgasse ist die Ständeröffnung auf der Seite des Distanzstückes mit der Endwand 19 nicht erforderlich.
Eine zweite Dreheinrichtung D2 ist auf der ersten Dreheinrichtung Dl gelagert und besitzt zwei Drehkränze 22, die über eine Verbindungsstrebe 24 miteinander verbunden sind. Einer der Drehkränze 22 in der zweiten Dreheinrichtung D2 ist auf einem Distanzstück 18 der ersten Dreheinrichtung Dl z.B. über ein Wälzlager 26 gelagert und der andere Drehkranz 22 der zweiten Dreheinrichtung D2 ist auf , dem anderen Distanzstück 18 der ersten Dreheinrichtung D2 z.B. über ein Wälzlager 28 gelagert (Figur 4) . Die VerbindungsStange 24 der zweiten Dreheinrichtung D2 ist an den zwei Drehkränzen 22 der zweiten Dreheinrichtung auf geeignete Art und Weise, z.B. durch eine Schraubverbindung befestigt. Die zwei Drehkränze 22 der zweiten Dreheinrichtung D2 sind auf ihrer Aussenseite jeweils mit einem Zahnkranz 30 versehen .
Die beiden Dreheinrichtungen Dl und D2 haben eine gemeinsamen horizontale Mittellinie L, die auch die horizontale Mittellinie der Ständerausschnitte 8 ist und sind um diese horizontale Mittellinie L drehbar, entweder gemeinsam miteinander oder einer der Dreheinrichtungen ist in Bezug auf die andere Dreheinrichtung drehbar. Es ist noch zu erwähnen, dass die Führungsschienen sowie die VerbindungsStange 20 der ersten Dreheinrichtung Dl sich gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel diametral gegenüberliegen und die Führungsschienen parallel zur Mittellinie oder Drehachse L sind.
Im Folgenden wird jetzt die Antriebseinrichtung A zum
Drehen der Dreheinrichtungen Dl und D2 mit Bezug auf die Figuren 3-6 (in Figur 6 ist nur ein Teil der Antriebsvorrichtung an einem Ende der Dreheinrichtungen Dl und D2 gezeigt) beschrieben. Die Antriebseinrichtung A hat ein Getriebe mit einem senkrecht stehenden Motor M, der auf der Aussenseite eines Endständers 4 des Traggestelles 2 auf einem Winkelgetriebe G angeflanscht ist . Das Winkelgetriebe G treibt eine horizontale Antriebswelle 32 an, die an ihren beiden Enden in den Endständern 2 und 4 gelagert ist. Auf der Welle 32 sind zwei Antriebsräder 34 angeordnet, die mit der Welle 32 drehbar sind. An jedem Endständer 2, 4 ist eine zweiteilige Zwischenwelle 36 in Lagerblöcken 37 gelagert und zwischen den zwei Teilen der Zwischenwelle 36 befindet sich jeweils eine elektromagnetisch betätigte, ein- und rückbare Schaltkupplung 38. Die Antriebsräder 34 treiben die Zahnkränze 16 der ersten Dreheinrichtung Dl über Zwischenräder 42 an, die sich auf den Zwischenwellen 36 auf einer Seite der Schaltkupplungen 38 befinden. Jede Zwischenwelle 36 trägt auf der anderen Seite der Schaltkupplung 38 ein weiteres Zwischenrad 40, das mit einem Zahnkranz 30 des zugeordneten Drehkranzes 22 der zweiten Dreheinrichtung D2 in Eingriff ist. Wenn die Kupplungen 38 eingekuppelt sind werden somit beide Drehkränze 12 und 22 der beiden Dreheinrichtungen Dl und D2 gleichzeitig angetrieben über die Antriebsräder 34, die Zwischenräder 40, 42 sowie die Zahnkränze 16 und 30. Wenn aber die Kupplung 38 ausgekuppelt ist werden über die Antriebsräder 34 und die Zwischenräder 42 nur die beiden Zahnkränze 16 der ersten Dreheinrichtung Dl angetrieben während die zwei Drehkränze 30 der zweiten Dreheinrichtung D2 ausgekuppelt sind. In einem Ausführungsbeispiel mit kurzen Dreheinrichtungen Dl und D2, d.h. kurzen Verbindungsstangen 20 und 24, wäre es u.U. denkbar nur eine Seite der Dreheinrichtungen Dl und D2 anzutreiben. Die Zahnkränze auf der anderen Seite der Dreheinrichtung Dl und D2 mit der zugehörigen Zwischenwelle, den Zahnrädern und der Kupplung könnten dann entfallen. Bei Dreheinrichtungen Dl und D2 mit relativ grosser axialen Länge ist aber ein Antrieb an beiden Seiten, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, erforderlich, um eine unerwünschte Verwindung der beiden Dreheinrichtungen Dl und D2 zu vermeiden. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Antriebsräder 34 der Antriebswelle auch in die Zwischenräder 40 eingreifen. Dann kann die erste Dreheinrichtung Dl wahlweise ein- oder ausgekuppelt werden.
Die zweite Dreheinrichtung D2 wird benötigt, um einen Teil des mit dem Werkstücktragrahmen WTR in die Dreheinrichtungen eingeführten Werkstückes W, z.B. den mittleren Getriebeteil GT einer Fahrzeugachse FA, in Bezug auf andere am Werkstücktragrahmen WTR festgehaltene Werkstückteile, z.B. die Radtrommeln RT der Fahrzeugachse, und in Bezug auf den Werkstücktragrahmen und die erste Dreheinrichtung zu drehen. Hierzu ist an der VerbindungsStange 24 der zweiten Dreheinrichtung D2 ein
Mitnehmergehäuse 44 (Figuren 1, 2, 3, 5, 7, 10) vorgesehen zur Aufnahme eines am Werkstück befestigten Mitnehmers 46
(Figuren 1, 2, 3, 5, 7, 10), um den einen Teil des
Werkstückes W in Bezug auf den Werkstücktragrahmen WTR, die am Tragrahmen festgehaltenen Werkstückteile und in Bezug auf die erste Drehrichtung Dl zu drehen, wenn die zweite Dreheinrichtung D2 relativ zu der ersten Dreheinrichtung Dl gedreht wird. Es wird aber darauf hingewiesen, dass zur Lackierung eines Werkstückes W, das keine verdeckten Flächen aufweist, die freigedreht werden müssen, eine relative Rotation eines Werkstückteiles in Bezug auf andere Werkstückteile nicht erforderlich ist. In einem solchen Falle kann die zweite Dreheinrichtung D2 mit den Drehkränzen 22 und der VerbindungsStange 24 entfallen. Die Drehvorrichtung hat bei diesem vereinfachten Ausführungsbeispiel dann nur die erste Dreheinrichtug Dl. Die Antriebseinrichtung A kann auch vereinfacht werden, da die Schaltkupplungen 38, 38 sowie auch die Zwischenwellen 36 mit den Zwischenrädern 40, 42 nicht benötigt werden, d.h. die Antriebsräder 34 können unmittelbar mit den Zahnkränzen 16 der Drehkränze 12 der ersten Dreheinrichtung Dl in Eingriff sein. Falls erwünscht können aber Zwischenräder 42 zwischen den auf der Antriebswelle 32 befestigten Antriebsrädern 32 und den Drehkränzen 16 beibehalten werden.
In der Figur 7 ist eine Antriebsvariante dargestellt, wobei der Antrieb der Drehkränze 12 und 22 über Friktionsrollen 50 und Friktionsringe 54 erfolgt. Nichtangetriebene Stützrollen 52 für die Drehkränze 16 und 22 befinden sich dabei auf der anderen Seite eine vertikalen Mittellinie VL der Drehvorrichtung. Abgesehen von der Tatsache, dass bei dieser Antriebsvariante die Zwischenzahnräder 40 und 42 sowie die Zahnkränze 16 und 30 entfallen und durch den Friktionsräder oder -rollen bzw. Friktionsringe ersetzt sind, sind die Antriebsvorrichtung A sowie auch die Dreheinrichtungen Dl und D2 gleich aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1-5. Der Antrieb der Zwischenwellen kann von der Hauptwelle über Zahnräder erfolgen.
Im Nachfolgenden wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines Werkstücktragrahmen WTRl mit Bezug auf die Figur 8 beschrieben. Dieser Werkstücktragrahmen WTRl ist insbesondere zu verwenden in Kombination mit der erfindungsgemässen
Drehvorrichtung mit Einfachdreheinrichtung Dl . In der Figur 8 ist in dem Werkstücktragrahmen WTRl eine Fahrzeugachse FA montiert. Der Werkstücktragrahmen WTRl hat zwei einander gegenüberliegende Rahmenseitenteile 60, 62 sowie zwei einander gegenüberliegende Rahmenendteile 64, 66, welche die Enden der Seitenteile 60, 62 miteinander verbinden. Der Werkstücktragrahmen WTRl hat eine Rechteckform, d.h. lange Seitenteile 60, 62 und kurze Endteile 64, 66. Desweiteren besitzt der Werkstücktragrahmen WTRl drei Werkstückhalterungen 68, 70 und 72, die alle im Wesentlichen den gleichen Aufbau haben. Die zwei ersten Werkstückhalterungen 68, 70 befinden sich an den Rahmenendteilen 64, 66, d.h. an jedem Endteil ist eine Werkstückhaiterung vorgesehen. Diese Werkstückhalterungen 68 und 70 sind koaxial zu einer mittleren Rahmenlängsachse angeordnet. Die dritte Werkstückhalterung 72 befindet sich an einem der Rahmenseitenstücke 60, zwischen den Enden desselben und ist quer zu den zwei ersten Halterungen 67 und 70 eingebaut .
Jede Halterung 68, 70, 72 besitzt einen Werkstückfixierkopf 74, der auf einer Stange 76 verschiebbar aufgenommen ist, welche Stange an einem Rahmenend- oder -Seitenteil befestigt ist. Eine Druckfeder 78 umgibt die Stange 76 zwischen dem Fixierkopf 74 und einer feststehenden Federsitzscheibe 80. Zwischen dem Fixierkopf 74 und der Sitzscheibe 80 ist ein Balgen 82 angeordnet, um die Verunreinigung der Druckfeder 78 zu vermeiden. Der Balgen 82 ist z.B. aus Gummi oder dergleichen hergestellt. Für die Halterung 72 ist der Balgen 82 nicht dargestellt, damit ,die Feder 78 sichtbar ist. Der Fixierkopf 74 hat auf der der Druckfeder 78 zugewandten Seite eine Endscheibe 84, die auch als Federsitzscheibe dient und auf der dem Werkstück zugewandten Seite einen Fixierring 86, der in Bezug auf den restlichen Teil des Fixierkopfes 74 drehbar ist.
Die Fahrzeugachse FA hat an ihrem beiden entgegegengesetzten Enden Radtrommeln RT und die drehbaren Fixierringe 86 haben axiale Vorsprünge, siehe z.B. die Stifte 88 der Werkstückhalterung 72. Diese Vorsprünge oder Stifte 88 dienen zum Eingriff in Gewindelöcher (nicht dargestellt) an den Stirnfläche der Radtrommeln RT, welche Gewindelöcher zur Montage der Fahrzeugräder (nicht dargestellt) an den Radtrommeln RT dienen. Die Ansätze oder Stifte 88 des drehbaren Fixierringes der Werkstückhalterung 72 greifen in Verschraubungsöffnungen eines Kardanwellenanschlussflansches ein, der an einem mittleren Getriebeteil der Fahrzeugachse FA zwischen den Radtrommeln RT vorgesehen ist. Auf diese Weise ist die Fahrzeugachse FA durch die drei Halterungen 68, 70 und 72 in dem Werkstücktragrahmen WTRl unverdrehbar festgelegt. Die Federn 78 halten die Fixierköpfe 74, d.h. die Fixierringe 86 mit den Ansätzen 88 in Eingriff mit Bohrungen der Fahrzeugachse FA und die Fixierköpfe mit den Fixierringen 86 verdecken diese Bohrungen sowie Flächen der Fahrzeugachse FA welche nicht lackiert werden sollen.
Zum Einsetzen der Fahrzeugachse FA in den Werkstücktragrahmen WTRl wird der Werkstücktragrahmen WTRl durch einen Greifer (nicht dargestellt) über die Fahrzeugachse FA abgesenkt. Der Greifer hält die Fixierköpfe 74 der Halterungen 68, 70 und 72 gegen die Kraft der Federn 78 in einer Zurückziehstellung durch Eingriff zwischen die Federsitzscheiben 74 und die Fixierringe 84. Ein Werker dreht die Fixierringe 86 in die richtige Lage, damit die Ansätze 88 der Fixierringe 86 in die jeweiligen Bohrungen der Fahrzeugachse FA durch die Kraft der Federn 78 eingedrückt werden können wenn der Greifer (nicht dargestellt) zurückgezogen wird. Die Fahrzeugachse FA ist dann in dem Werkstücktragrahmen WTRl unverdrehbar montiert und kann mit dem Werkstücktragrahmen WTRl in die Dreheinrichtung Dl eingeführt werden. Damit dies reibungslos erfolgen kann, besitzt der Werkstücktragrahmen WTRl an den Rahmenseitenstücken 60, 62 an jedem Ende derselben jeweils ein Radpaar 90, die beim Einführen des Werkstücktragrahmen
WTRl in den Führungsschienen laufen. Die Lackierung der
Fahrzeugachse FA erfolgt durch einen Lackierungsroboter
(nicht dargestellt) , der neben dem Traggestell 2 auf der gegenüberliegenden Seite der VerbindungsStange 6 der beiden Endständer 2, 4 angeordnet ist. Der Lackierungsroboter lackiert zuerst die obere Seite der Fahrzeugachse FA.
Anschliessend wird die Fahrzeugachse durch Drehung der
Dreheinrichtung Dl weitergedreht. Der Lackierungsroboter lackiert dann die neue dem Roboter präsentierte, noch unlackierte, Seite der Fahrzeugachse FA und anschliessend wird die Dreheinrichtung Dl so lange weitergedreht und lackiert, bis die gesamte Fahrzeugachse FA lackiert ist. Daraufhin wird der Werkstücktragrahmen WTRl mit der lackierte Fahrzeugachse FA aus dem Traggestell herausgezogen und wird zum Abdunsten, Trocknen und anschliessendem Abkühlen in einen Trockner überführt. Es ist zu verstehen, dass durch die Weiterdrehung der Fahrzeugachse FA mit dem Tragrahmen WTRl in der Dreheinrichtung der Lackierroboter ausschliesslich nach unten in Richtung der Absaugluft erfolgen kann, wodurch der Lackverbrauch und die Umweltbelastung erheblich verringert und ausserdem die Absaugtechnik und die nachfolgende Reinigungstechnik wesentlich vereinfacht wird.
Je nach dem Typ des zu behandelnden Werkstückes W können die Halterungen 68, 70 auch in Querrichtung des Tragrahmens WTRl in Bezug aufeinander oder in Bezug auf die Rahmenlängsachse versetzt sein oder schräg in Bezug auf die Rahmenendteile 64, 66 angeordnet sein. Auch die Halterung 72 kann schräg in Bezug auf den Rahmenlängsteil 66 eingebaut sein.
Im Folgenden wird nun mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 ein zweites Ausführungsbeispiel des Werkstücktragrahmens WTR2 beschrieben, das insbesondere konzipiert ist zur Verwendung in Kombination mit einer Doppelrahmendrehvorrichtung, welche die zwei Dreheinrichtungen Dl und D2 des Ausführungsbeispieles nach den Figuren 1-7 aufweist.
Auch der Werkstücktragrahmen WTR2 nach den Figuren 9 und 10 hat, wie insbesondere aus Figur 9 ersichtlich, einen rechteckigen, langgestreckten Tragrahmen mit Rahmenseitenstücken 100, 102 und Rahmenendstücken 104, 106. Der Werkstücktragrahmen WTR2 hat desweiteren zwei Werkstückhalterungen 108, 110. Jede Halterung hat einen Tragarm 112. Die beiden entgegengesetzten Enden der Tragarme 112 sind mit einem U-Profilstück 114 verbunden, die auf den Rahmenseitenteilen 100 und 102 verschiebbar sind. Jeder Tragarm 112 ist desweiteren mit einem mittleren Werkstückfixierring 116 versehen, der Bohrungen aufweist zur Aufnahme von Gewindestiften der Radtrommeln RT der Fahrzeugachse FA. Wie aus der Figur 9 zu verstehen ist, werden zur Montage der Fahrzeugachse A in dem Rahmen WTR2 die Tragarme 112 in Längsrichtung der Rahmenseitenstücke 100 und 101 verschoben und auf die Radtrommeln RT aufgeschoben bis die Gewindestifte der Radtrommeln RT in die zugehörigen Bohrungen des Fixierringes 116 aufgenommen sind. Die Fixierringe 116 sind fest an den Tragarmen 112 angeformt und dementsprechend können die so fixierten Radtrommeln RT der Fahrzeugachse FA nicht relativ zu dem Rahmen WTR2 drehen. In Fixierstellung werden die Tragarme 112, 114 an den Rahmenseitenteilen 100 und 112 durch Arretierstifte oder dergleichen (nicht dargestellt) festgelegt.
Ferner besitzt der Tragrahmen WTR2 eine Verriegelungsvorrichtung 120, um den mittleren Getriebeteil GT der Fahrzeugachse FA mit dem Kardanwellenanschlussflansch KF an einem der Rahmenseitenstücke, d.h. in Figur 9 dem Rahmenseitenstück 100, zwischen den beiden Tragarmen 112 freigebbar festzuhalten. Diese Verriegelungseinrichtung ,120 wird im Folgenden mit Bezug auf die Figur 10 ausführlicher beschrieben. Die Verriegelungseinrichtung 120 hat einen Führungsteil 122, der fest an der Innenfläche des Rahmenteiles 100 befestigt ist, sowie einen Schlitten 124, der mittels einer Feder 126 (schematisch dargestellt) auf dem Führungsteil 122 in eine Verriegelungsstellung zu drücken ist und entgegen der Federkraft in eine Freigabestellung zurückzuziehen oder zurückzudrängen ist. Zur Führung des Schlittens 124 auf dem Führungsteil 122 besitzt der Führungsteil 122 zwei Führungsstifte (nicht sichtbar) , die in Längsnuten 130 des Schlittens 124 aufgenommen sind. An dem Schlitten 124 ist desweiteren ein Handhebel 132 befestigt, der an seinem freien Ende eine Anschlagrolle 134 trägt. Der Schlitten 124 hat an seinem freien Ende einen etwa halbkreisförmigen Ausschnitt 136, der in Verriegelungsstellung einen Festhaltedorn 138 eines am Kardanwellenanschlussflansch KF befestigten (z.B. festgeschraubten) Abdeckflansches 140 erfasst, um den mittleren Getriebeteil GT der Fahrzeugachse FA gegen relative Rotation in Bezug auf die Radtrommeln RT und den Tragrahmen WTR2 an dem Rahmenseitenstück 100 festzuhalten. Über den Handhebel 134 kann der Schlitten 124 zurückgezogen oder zurückgedrückt werden, um den Haltedorn 138 freizugeben, und eine relative Rotationsbewegung des Getriebeteiles GT in dem Rahmen WTR2 in Bezug auf denselben und in Bezug auf die Radtroiraneln RT der Fahrzeugachse FA, die durch die Halterungen 108 und 110 festgehalten sind, zuzulassen.
Bei der Montage der Fahrzeugachse FA in dem Tragrahmen WTR2 zieht ein Werker den Schlitten 124 mit dem Handhebel 134 gegen die Kraft der Feder 126 zurück, damit der Festhaltedorn
138 in die Verriegelungseinrichtung 120 eingeführt werden kann. Anschliessend gibt der Werker den Handhebel 132 frei und die Feder 126 drückt den Verriegelungsschlitten 134 in Verriegelungsstellung zum Erfassen des Haltedornes 138 und zum Festlegen des Getriebeteiles GT der Fahrzeugachse FA an dem Tragrahmen WTR2.
In der Figur 10 ist auch das in den Figuren 1, 2, 3, 5 und 7 dargestellte Mitnehmergehäuse 44 gezeigt, welches an der Verbindungsstange 24 der Dreheinrichtung D2 befestigt . Das Mitnehmergehäuse 44 hat eine U-Form. Am unteren Ende des Flansches der U-Form befindet sich ein Anschlag 44-1. Ferner ist an dem an der Fahrzeugachse FA befestigten Abdeckflansch 140 der Mitnehmerstift 46 befestigt.
Beim Einführen des Werkstücktragrahmen WTR2 mit der
Fahrzeugachse FA in die Drehvorrichtung kommt die Anschlagrolle 134 des Handhebels 132 gegen den Anschlag 44-1 des Mitnehmergehäuses 44 zu liegen und drängt beim weiteren Einführen des Tragrahmens in die Drehvorrichtung den Verriegelungsschlitten 124 gegen die Federkraft in Freigabestellung zurück. Gleichzeitig wird der Mitnehmerstift 46 des Abdeckflansches 140 in dem Mitnehmergehäuse 44 aufgenommen. Der mittlere Getriebegehäuseteil GT der Fahrzeugachse FA ist nun von dem Werkstücktragrahmen WTR2 freigegeben und an die zweite Dreheinrichtung D2 angekoppelt und bei einer relativen Rotation der Dreheinrichtung D2, in Bezug auf die Dreheinrichtung Dl (wie vorstehend beschrieben) wird der mittlere Getriebeteil GT der Fahrzeugachse FA in Bezug auf die Radtrommeln RT den Werkstücktragrahmen WTR2 und die erste Dreheinrichtung Dl gedreht. Dadurch werden am mittleren Getriebeteil GT der Fahrzeugachse FA befestigte Zubehörteile (z.B. Teile der Bremseinrichtungen) ebenfalls mitgedreht und durch diese Zubehörteile verdeckte Flächen der Radtrommeln RT werden zur Lackierung freigedreht.
Abschliessend ist noch zu erwähnen, dass der Werkstücktragrahmen WTR2 gemäss den Figuren 9 und 10 auch in Kombination mit einer Drehvorrichtung mit Einfachdrehrahmen, d.h. nur dem Drehrahmen Dl gemäss den Figuren 1-7, verwendet werden kann. In diesem Falle wird die Verriegelungsvorrichtung 120 beim Einführen des Werkstücktragrahmen in die Drehvorrichtung aber nicht freigegeben und es ist auch keine Mitnehmereinrichtung vorgesehen, um den mittleren Getriebeteil GT < der Fahrzeugachse FA in Bezug auf die Radtrommeln RT zu drehen, sondern bei Rotation der Einfach-Dreheinrichtung wird der Tragrahmen zusammen mit der gesamten Fahrzeugachse FA gedreht. Die Möglichkeit der Handbetätigung des Verriegelungsschlittens 124 über den Handhebel 132 zur Montage oder Demontage der Fahrzeugachse FA in dem Werkstücktragrahmen WTR2 bleibt aber gegeben. Auch könnte die Verriegelungsvorrichtung 120 ersetzt werden durch eine andere Halterung, wie etwa die Halterung 72 des Werkstücktragrahmens WTR2 nach Figur 8.
Ausserdem wäre es denkbar den Werkstücktragrahmen WTRl gemäss der Figur 8 in der Doppelrahmendrehvorrichtung mit den
Drehreinrichtungen Dl und D2 gemäss den Figuren 1-7 einzusetzen. Dann ist aber die Werkstückhalterung 72 durch die Drehvorrichtung 120 nach den Figuren 9 und 10 zu ersetzen und an den Fixierköpfen 74 des Werkstücktragrahmens WTRl nach Figur 8 müssen die drehbaren Fixierringe 86 durch nichtdrehbare Fixierringe ersetzt werden und die Fixierköpfe
174 müssen so ausgeführt werden, damit sie auf den
Tragstangen 76 nur axial verschiebbar sind, z.B. mittels einer VielkeilVerbindung zwischen den Fixierköpfen 74 und den Tragstangen 76. Zur Montage der Fahrzeugachse FA in dem so modifizierten Werkstücktragrahmen WTRl sind dann die Radtrommeln RT in Bezug auf den mittleren Getriebeteil GT der Fahrzeugachse FA zu verdrehen, damit die Stifte der nichtdrehbaren Fixierringe 86 in die Radbolzengewindelöcher (nicht dargestellt) der Radtrommeln RT einführbar sind.
Nach dem Fixieren der Radtrommeln RT sind diese dann nicht mehr in Bezug auf den Tragrahmen drehbar, aber der mittlere Getriebeteil GT ist nach Loskopplung von der Verriegelungsvorrichtung 120 in Bezug auf die Radtrommeln RT und den Tragrahmen drehbar.
Auch der Tragrahmen WTR2 besitzt Laufrollen 90 zum reibungslosen Einführen in und Herausziehen aus den Führungsschienen der Dreheinrichtung Dl.
Es wäre auch möglich das ganze Werkstück in Bezug auf den Tragrahmen zu drehen. Bei dem Tragrahmen WTR2 müssten dann die Fixierringe 116 an den Tragarmen 112 drehbar sein, oder bei dem Tragrahmen WTRl müsste die Halterung 72 durch die Verriegelungsvorrichtung 120 ersetzt werden, wie schon beschrieben, und die Fixierköpfe 74 der Halterungen 68, 70 müssten die drehbaren Fixierringe 86 aufweisen.
Für ein Werkstück mit nur zwei Teilen, die relativ zueinander verdrehbar sind, müsste ein Fixierring eines Tragarmes 112 oder einer der Halterungen 68, 70 am Tragarm oder an der Halterung feststehen und der andere Fixierring müsste in Bezug auf den zugehörigen Tragarm oder die zugehörige Halterung drehbar sein.
Nachdem vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Drehvorrichtung, des damit zu verwendenden Werkstücktragrahmen sowie das Verfahren um das Werkstück, in gewünschter Orientierung einen Bearbeitungs- oder Behandlungsrotober zu präsentieren beschrieben worden sind, ist aber zu verstehen, dass vom Fachmann viele Abänderungen vorgenommen werden können ohne dazu den Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche zu verlassen.
F:\Pat_Ing\WEYDERT\TEXTS\l3018ep-Beschr-de.doc

Claims

PATENTANSPRÜCHE :
1. Drehvorrichtung um Werkstücke, wie z.B. Fahrzeugachsen, die lackiert, beschichtet oder auf andere Art und Weise behandelt werden sollen, einem Roboter in einer gewünschten Orientierung zu präsentieren, gekennzeichnet durch eine in einem Traggestell um eine Achse drehbar gelagerte Dreheinrichtung mit zwei Drehkränzen, die längs der Achse in Abstand voneinander angeordnet und miteinander verbunden sind, und mit Führungsschienen zwischen den Drehkränzen für einen Werkstücktragrahmen, der zur Behandlung eines vom Rahmen getragenen Werkstückes durch einen der Drehkränze in die Dreheinrichtung einführbar und nach der Behandlung des Werkstückes wieder durch einen der Drehkränze aus der Dreheinrichtung herausziehbar ist, und mit einer Antriebseinrichtung, um die Dreheinrichtung in Bezug auf das Traggestell zu drehen.
2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung als Sackgasse konzipiert ist und der Werkstücktragrahmen durch ein und dasselbe Ende der Dreheinrichtung in diese einführbar und herausziehbar ist.
3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung als Durchfahrstrecke konzipiert ist und der Werkstücktragrahmen durch einen Drehkranz in die Dreheinrichtung einführbar und durch den anderen Drehkranz aus derselben herausziehbar ist.
4. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen an die Drehkränze auf Distanz haltenden Verbindungsstreben vorgesehen sind.
5. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung um eine horizontale Achse drehbar am Traggestell gelagert ist.
6. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen parallel zur Achse sind.
7. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden
Drehkränze durch die Antriebseinrichtung angetrieben ist.
8. Drehvorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine Antriebswelle aufweist auf der zwei Antriebsräder befestigt sind, wobei jedes Antriebsrad mit je einem der Drehkränze getrieblich zusammenwirkt.
9. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Drehkranzes bzw. der Drehkränze über ein Reibrad bzw. über Reibräder oder über ein Zahnrad bzw. über Zahnräder erfolgt.
10. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung einen Antriebsmotor aufweist.
11. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Dreheinrichtung auf der ersten Dreheinrichtung gelagert ist, wobei auch die zweite Dreheinrichtung zwei miteinander verbundene Drehkränze aufweist, und jeder Drehkranz der zweiten Dreheinrichtung an einem zugeordneten Drehkranz der ersten Dreheinrichtung um die Achse drehbar gelagert ist, wobei an der zweiten Dreheinrichtung ein Mitnehmermittel vorgesehen ist, das an mindestens einen Teil eines mit einem Tragrahmen in die erste Dreheinrichtung einführbaren Werkstückes anzukoppeln ist, um diesen Teil des Werkstückes gegen relative Rotation in Bezug auf die zweite Dreheinrichtung festzuhalten, und wobei die Antriebseinrichtung ausgeführt ist, um beide Dreheinrichtungen miteinander oder eine der Dreheinrichtungen relativ zu der anderen Dreheinrichtung um die Achse zu drehen .
12. Drehvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel an einer
Verbindungsstrebe, die die Drehkränze der zweiten Dreheinrichtung miteinander verbindet vorgesehen ist.
13. Drehvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drehkranz der ersten Dreheinrichtung ein Distanzstück aufweist auf dem der zugeordnete Drehkranz der zweiten Dreheinrichtung gelagert ist.
14. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung mindestens eine ein- und ausrückbare Kupplung aufweist, die es erlaubt, eine der beiden Dreheinrichtungen von der anderen Dreheinrichtung abzukuppeln oder an diese anzukuppeln.
15. Drehvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung zwei Zwischenräder aufweist zum Antrieb eines ersten Drehkranzes einer Dreheinrichtung und eines ersten Drehkranzes der anderen Dreheinrichtung, dass die Kupplung zwischen den beiden Zwischenrädern angeordnet ist, und dass ein Antriebsrad auf einer Antriebswelle sitzt und mit einem der Zwischenräder getrieblich verbunden ist.
16. Drehvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung zwei weitere Zwischenräder aufweist zum Antrieb der anderen Drehkränze der beiden Dreheinrichtungen, wobei zwischen den zwei weiteren Zwischenrädern eine zweite ein- und ausrückbare Kupplung vorgesehen ist, und dass auf der Antriebswelle ein zweites Antriebsrad sitzt, das getrieblich verbunden ist mit einem der zwei weiteren Zwischenräder, wobei die beiden Antriebsräder der Antriebswelle getrieblich verbunden sind mit den Zwischenrädern, die der gleichen Dreheinrichtung zugeordnet sind.
17. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehkranz jeder Dreheinrichtung mit einem Zahnkranz versehen sind und der Antrieb über einen Zahnradantrieb erfolgt.
18. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehkranz jeder Dreheinrichtung mit einem Friktionsring versehen ist und der Antrieb über Reibräder erfolgt .
19. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung einen Antriebsmotor aufweist.
20. Werkstücktragrahmen zur Verwendung in Kombination mit einer Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen mindestens zwei Werkstückhalterungen aufweist, wobei jede Werkstückhalterung einen an einem Ende mit dem Tragrahmen befestigten Schaft aufweist auf dem ein Fixierkopf verschiebbar getragen ist, der ein Fixierelement aufweist zum Erfassen des zu behandelnden Werkstückes, und wobei jede Halterung ferner eine Druckfeder aufweist, um den Fixierkopf in Fixierstellung zu drücken, und der Fixierkopf auf dem Schaft gegen die Federkraft in eine Freigabestellung zu drücken ist.
21. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement am Fixierkopf drehbar ist .
22. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei einander gegenüberliegenden Rahmenteilen je eine der Werkstückhalterungen vorgesehen ist.
23. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Werkstückhalterung mit einem auf einem Schaft beweglichen Fixierkopf an einem Rahmenteil vorgesehen ist, der sich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Rahmenteilen erstreckt.
24. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine freigebbare Verriegelungseinrichtung an einem anderen Rahmenteil vorgesehen ist, der sich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Rahmenteilen erstreckt, wobei die Verriegelungsvorrichtung einen längs dem anderen Rahmenteil beweglichen Verschlussschlitten aufweist, der durch Federkraft in eine Verschlussstellung vorgespannt ist zum Festhalten eines Festhaltedorns, der sich von einem am Werkstück zu befestigenden Flansch erstreckt, und wobei der Verschlussschlitten gegen die Federkraft aus der Verschlussstellung in eine Freigabestellung zu drücken ist, in der der Festhaltedorn freigegeben ist.
25. Werkstücktragrahmen zur Verwendung in Kombination mit einer Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen mindestens zwei Werkstückhalterungen aufweist, wobei jede Werkstückhalterung einen Tragarm aufweist, der an seinen zwei entgegengesetzten Enden an zwei aneinander gegenüberliegenden Rahmenteilen geführt und an diesen Rahmenteilen in Werkstücktragstellung fixierbar ist und jeder Tragarm mit einem Werkstückfixierelement versehen ist.
26. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der zwei aneinander gegenüberliegenden Rahmenteilen, zwischen den zwei Tragarmen, eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist mit einem an dem Rahmenteil entlang demselben beweglichen Verschlussschlitten, der durch Federkraft in eine Verschlussstellung vorgespannt ist zum Festhalten eines Festhaltedorns, der sich von einem am Werkstück zu befestigenden Flansch erstreckt, und wobei der Verschlussschlitten gegen die Federkraft aus der Verschlussstellung in eine Freigabestellung zu drücken ist, in der der Festhaltedorn freigegeben ist.
27. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstückfixierelement von mindestens einem der beiden Tragarme fest mit dem Tragarm verbunden ist, um einen Werkstückteil mit welchem dieses Fixierelement zu verbinden ist, gegen Rotation in Bezug auf den Tragrahmen festzuhalten.
28. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 20 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente
Funktionsteile oder Flächen des Werstückes, die nicht behandelt werden sollen, maskiert.
29. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 24 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch Funktionsteile oder Flächen des Werkstückes, die nicht behandelt werden sollen, abdeckt .
30. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente Fixierringe sind zur
Anlage an einer Werkstückendfläche, wobei die Fixierringe Mittel aufweisen zum Eingriff in Werkstückbohrungen oder zur Aufnahme von Werkstückansätzen.
31. Werkstücktragrahmen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente Fixierringe sind, die über Endteile des Werkstückes aufzuschieben ist, wobei die Fixierringe Mittel aufweisen zum Eingriff in Werkstückbohrungen oder zur Aufnahme von Werkstückansätzen.
32. Werkstücktragrahmen nach einem der Ansprüche 20-31, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen mit Laufrollen versehen ist, die beim Einführen und Herausziehen des Tragrahmens in die bzw. aus der Dreheinrichtung längs den Führungsschienen laufen.
33. Kombination der Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-19 mit einem Werkstücktragrahmen, wobei der
Tragrahmen Werkstückhalterungen aufweist zum Tragen des Werkstückes in dem Tragrahmen, und ferner mit einer Verriegelungseinrichtung versehen ist, die einen an einem Rahmenteil entlang demselben beweglichen Verschlussschlitten aufweist, der durch Federkraft in eine Verschlussstellung vorgespannt ist zum Festhalten eines Festhaltedorns, der sich von einem an dem mindestens einen Teil des Werkstückes zu befestigenden Flansch erstreckt, und wobei der Verschlussschlitten beim Einführen des Tragrahmens mit einem Werkstück in die erste Dreheinrichtung durch einen an der zweiten Dreheinrichtung vorgesehenen Anschlag gegen die Federkraft aus der Verschlussstellung in die Freigabestellung zu drücken ist zum Freigeben des Festhaltedornes vom Tragrahmen, und dass an dem am Werkstück zu befestigenden Flansch desweiteren ein Mitnehmermittel vorgesehen ist, um beim Einführen des Tragrahmens mit dem Werkstück in die erste Dreheinrichtung das Mitnehmermittel des Flansches an das Mitnehmermittel der zweiten Dreheinrichtung anzukoppeln.
34. Kombination nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalterungen zwei Tragarme aufweisen, wobei jeder Tragarm an seinen zwei entgegengesetzten Enden an zwei aneinander gegenüberliegenden Rahmenteilen geführt und an diesen Rahmenteilen in Werkstücktragstellung fixierbar sind und jeder Tragarm mit einem Werkstückfixierelement versehen ist, und dass 'die Verriegelungseinrichtung an einem der zwei Rahmenteile zwischen den Tragarmen vorgesehen ist .
35. Kombination nach Anspruch 34, daduch gekennzeichnet, dass das Werkstückfixierelement von mindestens einem der beiden Tragarme fest mit dem Tragarm verbunden sind, um einen Werkstückteil, mit welchem dieses Fixierelement zu verbinden ist, gegen Rotation in Bezug auf den Tragrahmen festzuhalten.
36. Kombination nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen zwei einander gegenüberliegende Rahmenteile aufweist, wobei an jedem dieser Rahmenteile je eine Werkstückhalterung vorgesehen ist, und jede Werkstückhalterung einen an einem Ende mit dem Tragrahmen befestigten Schaft aufweist auf dem ein Fixierkopf verschiebbar getragen ist, der ein Fixierelement aufweist zum Erfassen des Werkstückes, und wobei jede Halterung ferner eine Druckfeder aufweist, um den Fixierkopf in Fixierstellung zu drücken und der Fixierkopf auf dem Schaft gegen die Federkraft in eine Freigabestellung zu drücken ist, und dass der Tragrahmenteil an der die Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, sich zwischen den beiden aneinander gegenüberliegenden Tragrahmenteilen erstreckt.
37. Kombination nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement von mindestens einem der Fixierköpfe in Bezug auf den Schaft unverdrehbbar ist.
38. Kombination nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der am Werkstück befestigte Flansch
Funktionsteile oder Flächen des Werkstückes abdeckt, die nicht behandelt werden sollen.
39. Kombination nach Anspruch 34 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement Funktionsteile oder Flächen des Werkstückes abdeckt, die nicht behandelt werden sollen.
40. Kombination nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement eine Fixierscheibe ist zur Anlage an einer Werkstückendfläche, wobei die Fixierscheibe Mittel aufweist zum Eingriff in Werkstückbohrungen oder zur Aufnahme von Werkstückansätzen.
41. Kombination nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement ein Fixierring ist, der über einen Endteil des Werkstückes aufzuschieben ist, wobei der Fixierring Mittel aufweist zum Eingriff in
Werkstückbohrungen oder zur Aufnahme von Werkstückansätzen.
42. Kombination nach einem der Ansprüche 33-41, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen mit Laufrollen versehen ist, die beim Einführen und Herausziehen des Tragrahmens in die bzw. aus der ersten Dreheinrichtung längs den Führungsschienen laufen.
43. Kombination nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, wobei in den Tragrahmen ein Werkstück durch zwei Halterungen montiert ist, die Endteile des Werkstückes gegen Drehbewegung in Bezug auf den Tragrahmen festhalten und wobei der Flansch mit dem Festhaltedorn und dem Mitnehmermittel an einem mittleren Teil des Werkstückes befestigt ist.
44. Verfahren um Werkstücke, einem Roboter in einer gewünschten Orientierung zur Behandlung zu präsentieren, insbesondere zur Lackierung von Fahrzeugachsen, gemäss folgenden Verfahrensschritten:
a. Montieren eines Werkstückes in einem Werkstücktragrahmen;
b. Einschieben des Werkstücktragrahmens mit dem Werkstück in eine Drehvorrichtung;
c . Drehen des Werkstücktragrahmens mit dem Werkstück durch die Drehvorrichtung, um das Werkstück in eine gewünschte Lage für die Behandlung einzustellen; und
d. nach der Behandlung Herausziehen des
Werkstücktragrahmens mit dem behandelten Werkstück aus der
Drehvorrichtung und Entfernen des Werkstückes aus dem Werkstücktragrahmen.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Behandlung einer ersten, in eine vorbestimmte
Richtung orientierten Seite des Werkstückes, der Werkstücktragrahmen in dem Verfahrensschritt c. mit dem Werkstück gedreht wird, um eine andere Seite des Werkstückes so einzustellen, damit sie die gleiche Orientierung aufweist wie die erste Seite des Werkstückes, die schon behandelt wurde zur anschliessenden Behandlung der anderen Seite des Werkstückes .
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Drehens wiederholt wird bis im Wesentlichen die ganze Oberfläche des Werkstückes behandelt ist.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-46, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstücktragrahmen mit dem Werkstück durch die Drehvorrichtung um eine horizontale Achse gedreht wird.
48. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt des Drehens jeweils eine Seite des Werkstückes eingestellt wird damit sie nach oben weist und die Behandlung des Werkstückes, z.B. durch Aufsprühen eines Produktes, von oben nach unten auf das Werkstück erfolgen kann.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-48, dadurch gekennzeichnet, dass zur Freilegung verdeckter Flächen des Werkstückes ein erster Teil des Werkstückes vom Tragrahmen freigegeben und durch die Drehvorrichtung in Bezug auf mindestens einen zweiten am Tragrahmen festgehaltenen Teil des Werkstückes gedreht wird.
50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Verfahrensschritt a. beide Werkstückteile am Tragrahmen befestigt werden, dass beim Verfahrensschritt b. der Werkstücktragrahmen in einen ersten Teil der Drehvorrichtung eingeführt wird, um im Verfahrensschritt c. zwangsläufig mit dem ersten Teil der Drehvorrichtung verdrehbar zu sein, dass beim Einschieben des Werkstücktragrahmens in den ersten Teil der Drehvorrichtung der erste Teil des Werkstückes von dem Werkstücktragrahmen freigegeben und an einen zweiten Teil der Drehvorrichtung angekoppelt wird, und dass der zweite Teil der Drehvorrichtung relativ in Bezug auf den ersten Teil der Drehvorrichtung verdreht wird, um den ersten Teil des Werkstückes durch den zweiten Teil der Drehvorrichtung relativ in Bezug auf den Werkstücktragrahmen und den zweiten daran festgehaltenen Teil des Werkstückes zu verdrehen.
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