DE19805597A1 - Vorrichtung zum Waschen und/oder Trocknen von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Waschen und/oder Trocknen von Werkstücken mit einem drehbar gelagerten, antreibbaren Zellenrad, das eine Mehrzahl von über seinen Umfang verteilt angeordneten Aufnahmeeinrichtungen für jeweils ein Werkstück aufweist. Dabei sind die Werkstücke mittels einer Transporteinrichtung taktweise zu dem angepaßt taktweise drehbaren Zellenrad hin und nach einem Wasch- und/oder Trocknungsvorgang, der während einer vollständigen Umdrehung des Zellenrades in mehreren Behandlungspositionen stattfindet, deren Anzahl der um die Zahl 1 verminderten Anzahl der Aufnahmeeinrichtungen entspricht, von diesem weg transportierbar sind. Dabei ist des weiteren ein Werkstück in je­ weils einer Beladeposition einer Aufnahmeeinrichtung in diese einbringbar und in einer durch eine 360°-Drehung des Zellenrads erreichbaren Entladeposition jeweils derselben Aufnah­ meeinrichtung wieder aus dieser ausbringbar. Ferner sind die Werkstücke in den Aufnahme­ einrichtungen relativ zu dem Zellenrad mittels jeweils einer Fixiereinrichtung festlegbar, die ein bewegliches, synchron mit dem Zellenrad rotierendes Fixierelement aufweist. Das Fixier­ element ist zwischen einer in der Be- und Entladeposition der Aufnahmeeinrichtung ein­ nehmbaren Freigabestellung, in der ein behandeltes Werkstück in Transportrichtung aus der Aufnahmeeinrichtung ausbringbar und ein unbehandeltes Werkstück in Transportrichtung in diese einbringbar ist, und einer Fixierstellung, in der ein Werkstück in der Aufnahmeeinrich­ tung festgelegt ist, verstellbar.

Derartige Vorrichtungen sind in Form von sogenannten Industriewaschmaschinen allgemein bekannt und- werden in der Regel in Fertigungs-Transferstraßen mit kurzen Taktzeiten einge­ setzt.

Es ist bekannt, daß die Fixierelemente mit Federn belastet sind, die die Fixierelemente in die Fixierstellung vorspannen. Entgegen der Federkraft lassen sich die Werkstücke in die Auf­ nahmeeinrichtungen einbringen, um im Zustand ohne äußere Krafteinwirkung von den feder­ belasteten Fixierelementen festgelegt zu sein.

Als nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen hat sich herausgestellt, daß die Spannkraft der Federn der Fixierelemente im Laufe der Zeit abnimmt, so daß eine hinreichend sichere Fixierung der zu behandelnden Werkstücke nicht mehr gewährleistet ist. Aus diesem Grund ist in gewissen Zeitabständen immer wieder ein Austausch der Federn erforderlich, woraus sich die Notwendigkeit von Produktionsstillständen - mit den damit verbundenen Kosten - ergibt. Um für einen möglichst langen Zeitraum eine hinreichend große Federkraft sicherzu­ stellen, ist es jedoch nicht möglich, im Neuzustand besonders steife Feder zu verwenden, da diese unzulässig große Fixierkräfte erzeugen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Waschen und/oder Trock­ nen von Werkstücken vorzuschlagen, bei der die Werkstücke in den Aufnahmeeinrichtungen eines Zellenrades ohne federbelastete Fixierelemente festlegbar sind.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fixierelemente in mindestens einer feststehenden Füh­ rungseinrichtung während der Drehung des Zellenrades führbar und dabei in der Fixierstel­ lung festlegbar sind, wohingegen die Fixierelemente in der Be- und Entladeposition mittels eines bewegbaren Abschnitts der Führungseinrichtung aus der Fixierstellung in die Freigabe­ stellung und von dort wieder in die Fixierstellung überführbar sind.

Aufgrund der Zwangsführung der Fixierelemente kann auf den Einsatz von Federn gänzlich verzichtet werden. Die Werkstücke lassen sich in der Be- und Entladeposition, in der sich das Fixierelement in der Freigabestellung befindet, ohne Überwindung einer Federkraft in die jeweilige Aufnahmeeinrichtung einführen bzw. daraus entfernen. In der Aufnahmeeinrich­ tung werden sie durch eine entsprechende Bewegung eines Abschnitts der Führungseinrich­ tung von dem Fixierelement festgelegt, so daß die Werkstücke der Drehbewegung des Zellen­ rades folgen. Dabei kann die Festlegung der Werkstücke entweder so erfolgen, daß das Fixier­ element in seiner Fixierstellung eine Oberfläche des Werkstücks direkt berührt oder sich in einem geringen Abstand von dem Werkstück befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine große Zuverlässigkeit sowie ei­ nen sehr geringen Wartungsbedarf aus, das ein Austausch von ermüdeten Federn, wie er bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik in regelmäßigen Abständen erfolgen muß, nicht mehr notwendig ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß jedes Fixierelement mindestens eine Rolle aufweist und die Führungseinrichtung als kreis­ förmig verlaufende Schiene ausgebildet ist, auf der bzw. in der die Rolle bewegbar ist. Die vorgenannte Ausgestaltung stellt eine besonders vorteilhafte Form der Zwangsführung dar und zeichnet sich aufgrund der Rollreibung durch einen besonders geringen Leistungsbedarf für den Antrieb aus.

Vorteilhafterweise sind zwei symmetrisch zu einer Mittelebene des Zellenrades angeordnete Schienen vorgesehen, deren Querschnitt jeweils U-förmig ist. In diesem Fall können die Werkstücke auch in Bereich zwischen die beiden in einem Abstand zueinander angeordneten Schienen hineinragen.

Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, daß jedes Fixierelement mindestens einen in seiner Längeeinstellbaren Haltestift aufweist, dessen freies Ende in der Fixierstellung mit einer Oberfläche des Werkstücks in Kontakt bringbar ist.

Die Ausgestaltung der Fixierelemente in Form von einstellbaren Haltestiften ermöglicht eine große Flexibilität der Vorrichtung und Anpassung an unterschiedlichste Werkstücke. Da die Kontaktfläche eines Haltestifts sehr klein ist, lassen sich auch Werkstücke mit stark konturier­ ten oder zerfurchten Oberflächen sicher fixieren.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß jedes Fixierele­ ment entlang mindestens einer Führungsstange der Aufnahmeeinrichtung verschiebbar ist, die es mittels einer Führungsmuffe umgreift.

Auf diese Weise wird ein großer Verstellbereich der Fixierelemente erzielt, wobei sich gleichzeitig bei entsprechender Auswahl der Passung zwischen Führungsmuffe und Füh­ rungsstange eine hinreichend exakte Führung der Fixierelemente realisieren läßt. Die Rei­ bung zwischen Führungsmuffe und Führungsstange kann ebenfalls sehr gering gehalten wer­ den.

Eine vorteilhafte, weil konstruktiv besonders einfach umsetzbare Weiterbildung besteht darin, daß der bewegbare Abschnitt der Führungseinrichtung linear verschiebbar ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der bewegbare Abschnitt der Führungseinrichtung an einer Traverse befestigt ist, die mittels eines Kurbeltriebs, eines Schwenkhebels, eines Exzenters, einer Zylinder-Kolben-Einheit oder eines Linearmotors auf- und ab bewegbar ist.

Mit Hilfe einer solchen Traverse läßt sich die Transporteinrichtung, mit der die Werkstücke auf die Vorrichtung zu und von dieser weg transportiert werden, überspannen und trotz der großen Entfernung des bewegbaren Abschnitts von der Betätigungseinrichtung eine zuver­ lässige und exakte Verschiebung aus dem Umriß der Kreisschiene heraus bzw. in diesen hin­ ein realisieren.

Bei einer Ausgestaltung mit zwei symmetrisch zu der Mittelebene des Zellenrades angeordne­ ten kreisförmigen Schienen ist es von Vorteil, daß zwei Traversen, die ungefähr im Abstand der Schienen parallel zueinander angeordnet sind, an ihren Enden über jeweils eine Brücke miteinander verbunden sind, wodurch sich eine sehr robuste, in sich geschlossene Tragkon­ struktion für die beiden bewegbaren Schienenabschnitte ergibt.

Außerdem wird gemäß der Erfindung noch vorgeschlagen, daß das Werkstück in der Be- kund Entladeposition mittels einer Hubeinrichtung innerhalb der Aufnahmeeinrichtung auf- und ab bewegbar ist, um das Werkzeug in axiale Richtung des Zellenrades berührungslos in die Auf­ nahmeeinrichtung vorschieben bzw. aus dieser entnehmen zu können.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß die Bewegung des Fixierelements in der Be- und Entla­ deposition und der Hubeinrichtung synchronisiert sind, wobei der Hub des Fixierelements größer als der Hub der Hubeinrichtung ist.

Hierdurch kann bei gleichzeitig einsetzender Bewegung des Fixierelements und der Hubein­ richtung das Fixierelement schneller von dem Werkstück entfernt werden, als dieses mittels der Hubeinrichtung von Auflageschienen der Aufnahmeeinrichtung angehoben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Transportrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Transportrichtung ohne Führungsein­ richtung, jedoch mit Fixierelementen und Aufnahmeeinrichtungen,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Aufnahmeeinrichtung sowie eines Fixier­ elements.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Waschen und Trocknen von Zylinderköpfen von Verbrennungsmotoren besitzt ein drehbar gelagertes, antreibbares Zellenrad 2, das mit sechs identischen, über seinen Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Aufnahmeeinrichtungen 3 für jeweils einen Zylinderkopf versehen ist. Von den Aufnahmeeinrichtungen 3, die in Fig. 1 nur schematisch dargestellt sind, sind neben den Umrißlinien lediglich untere Aufnah­ meschienen 4 zu erkennen, die zur Abstützung einer Unterseite eines Zylinderkopfes dienen.

Aus Fig. 2 läßt sich entnehmen, daß das Zellenrad 2 um eine Mittelachse 5 drehbar ist und mit Hilfe von Lagern 6 auf einem Maschinengestell 7 abgestützt ist. Die Aufnahmeschienen 4 bilden den äußeren Umriß des Zellenrades 2, wobei die der unteren Aufnahmeschiene 4 dia­ metral gegenüberliegende obere Aufnahmeschiene in Fig. 2 aus Platzgründen nicht mehr dargestellt ist.

Mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Transporteinrichtung werden die Zylin­ derköpfe auf die Vorrichtung 1 zu und nach einem Wasch- und Trocknungsvorgang wieder von dieser weg transportiert. Dabei findet der Wasch- und Trocknungsvorgang während einer vollständigen Umdrehung des Zellenrades 2 in fünf verschiedenen Behandlungspositionen statt. In einer sechsten Stellung des Zellenrades 2 befindet sich dessen jeweils am weitesten unten liegende Aufnahmeeinrichtung 3 in der sogenannten Be- und Entladeposition. In dieser Be- und Entladeposition ist ein fertig behandelter Zylinderkopf aus der jeweiligen Aufnah­ meeinrichtung 3 ausbringbar und ein zu waschender und zu trocknender Zylinderkopf in die Aufnahmeeinrichtung 3 einbringbar, um im Laufe einer anschließenden 360°-Drehung die fünf Behandlungspositionen zu durchlaufen.

Wie sich aus Fig. 3 entnehmen läßt, sind die Aufnahmeeinrichtungen 3 zusätzlich zu den Aufnahmeschienen 4 mit Führungsstangen 8 versehen, die fest mit, dem Zellenrad 2 verbun­ den sind.

Wie sich des weiteren aus Fig. 4 ergibt, sind - in Transportrichtung betrachtet - jeweils zwei Führungsstangen 8 exakt hintereinander angeordnet, so daß diese in Fig. 3 nicht zu erkennen sind. Demgegenüber sind in Fig. 4 diejenigen Führungsstangen 8 nicht sichtbar, die- senkrecht zur Transportrichtung betrachtet - hinter den dargestellten Führungsstangen 8 liegen. Es existieren somit insgesamt vier Führungsstangen 8 pro Aufnahmeeinrichtung 3, die sich paarweise seitlich neben jeweils einer Längsseite des Zylinderkopfs befinden.

Aus Fig. 4 läßt sich des weiteren entnehmen, daß entlang jeder Führungsstange 8 jeweils eine Führungsmuffe 9 verschiebbar ist, die die zugeordnete Führungsstange 8 umgreift. Auf, diese Weise ist jeweils nur eine lineare Bewegung der Führungsmuffen 9 möglich. Sämtliche vier Führungsmuffen 9 einer Aufnahmeeinrichtung 3 sind über zwei Verbindungsarme 10 sowie zwei daran befestigte Verbindungsbügel 11 miteinander gekoppelt. An den axial am weitesten außen liegenden Enden der Verbindungsarme 10 befindet sich jeweils eine Rolle 12, die jeweils in einer kreisförmigen Schiene 13, die fest mit dem Maschinengestell 7 ver­ bunden ist, geführt wird. Die Schienen 13 verlaufen in Ebenen, die parallel zu einer Mittel­ ebene M (vgl. Fig. 2) des Zellenrads 2 ausgerichtet ist. Die Drehachse 5 des Zellenrads 2 fällt mit der Mittelachse der kreisförmigen Schiene 13 zusammen.

Je zwei Rollen 12, zwei Verbindungsarme 10 sowie zwei Verbindungsbügel 11 bilden zu­ sammen mit vier an dem Verbindungsbügel 11 befestigten Haltestiften 14 ein Fixierelement 15, mit dem jeweils ein Zylinderkopf dadurch in der Aufnahmeeinrichtung 3 festlegbar ist, daß er zwischen den Enden der Haltestifte 14 und den Auflageschienen 4 eingeklemmt ist.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß die einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Schienen 13 im wesentlichen kreisförmig, sind und jeweils mit einem an ihrer Unterseite angeordneten be­ wegbaren Abschnitt 16 ausgestattet sind. Die Schiene 13 und der vertikal verschiebbare Ab­ schnitt 16 bilden zusammen eine Führungseinrichtung 17 für die rollengeführten Fixierele­ mente 15. Bei einer Bewegung der Aufnahmeeinrichtungen 3 auf einer Kreisbahn, die syn­ chron mit der Zellenradbewegung erfolgt, folgen die Fixierelemente 15 dieser Bewegung in synchroner Weise, wobei der Abstand zwischen den Enden der Haltestifte 14 und den Auf­ nahmeschienen 4 so lange unverändert bleibt, wie die Rollen 12 sich in dem starren Abschnitt der Schiene 13 befinden, der sich über einen Winkelbereich von ca. 340° erstreckt.

Wenn eine Aufnahmeeinrichtung 3 die Be- bzw. Entladeposition einnimmt, d. h. wenn sich die Rollen 12 des zugehörigen Fixierelements 15 innerhalb des bewegbaren Abschnitts 16 der Führungseinrichtung 17 befinden, kann dieses Fixierelement 15 durch Verschiebung des be­ wegbaren Abschnitts 16 von einer Fixierstellung nach oben in eine Freigabestellung überführt werden, in der die Haltestifte 14 so weit von den Aufnahmeschienen 4 entfernt sind, daß ein fertig behandelter Zylinderkopf aus der Aufnahmeeinrichtung 3 in Transportrichtung entfernt werden kann, woraufhin ein zu behandelnder Zylinderkopf derselben Aufnahmeeinrichtung 3 zugeführt wird. Hiernach wird das Fixierelement 15 durch Verschiebung des bewegbaren Abschnitts 16 nach unten wieder in die Fixierstellung überführt, woraufhin das Zellenrad 2 um 60° weitergedreht werden kann, damit der zuvor zugeführte Zylinderkopf in der ersten Behandlungsposition gereinigt werden kann. Während sich die Fixierelemente 15 also in fünf Behandlungspositionen stets in der Fixierstellung befinden, können sie allein in der unten gelegenen Be- bzw. Entladeposition aus der Fixier- in die Freigabestellung überführt werden. Diese Überführung geschieht, wie bereits erwähnt, durch eine vertikale Verschiebung des bewegbaren Abschnitts 16, der zu diesem Zweck mit einer die Transporteinrichtung über­ spannenden Traverse 18 verbunden ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind zwei Traversen 18 über zwei trapezförmige Brücken 19 miteinander gekoppelt. Jede der Traversen ist mittels zweier Führungsmuffen 20 entlang zweier Führungsstangen 21 verschiebbar, die einen Teil des Maschinengestells 7 bilden. Die Brücken 19 sind mittels jeweils eines Schwenkhebels 22 vertikal auf- und ab bewegbar, wo­ bei sich diese Bewegung über die Traversen auf die bewegbaren Abschnitte 16 der Schienen 13 überträgt.

Mit einer Welle 23, an der die Schwenkhebel 22 befestigt sind, ist auch eine Hubeinrichtung 24 verbunden, die die zu behandelnden bzw. die behandelten Zylinderköpfe über das Niveau der Auflageschienen 4 anhebt, sobald die Haltestifte 14 der Fixiereinrichtung 15 ausreichend weit zurückgezogen sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Waschen und/oder Trocknen von Werkstücken mit einem drehbar gelagerten, antreibbaren Zellenrad, das eine Mehrzahl von über seinen Umfang verteilt angeordneten Aufnahmeeinrichtungen für jeweils ein Werkstück aufweist, wobei die Werkstücke mittels einer Transporteinrichtung taktweise zu dem angepaßt taktweise drehbaren Zellenrad hin und nach einem Wasch- und/oder Trocknungsvorgang, der während einer vollständigen Umdrehung des Zellenrades in mehreren Behandlungs­ positionen stattfindet, deren Anzahl der um die Zahl 1 verminderten Anzahl der Auf­ nahmeeinrichtungen entspricht, von diesem weg transportbierbar sind, wobei des weite­ ren ein Werkstück in jeweils einer Beladeposition einer Aufnahmeeinrichtung in diese einbringbar und in einer durch eine 360°-Drehung des Zellenrades erreichbaren Entla­ deposition jeweils derselben Aufnahmeeinrichtung wieder aus dieser ausbringbar ist, wobei ferner die Werkstücke in den Aufnahmeeinrichtungen relativ zu dem Zellenrad mittels jeweils einer Fixiereinrichtung festlegbar sind, die ein bewegliches, synchron mit dem Zellenrad rotierendes Fixierelement aufweist, das zwischen einer in der Be- und Entladeposition der Aufnahmeeinrichtung einnehmbaren Freigabestellung, in der ein behandeltes Werkstück in Transportrichtung aus der Aufnahmeeinrichtung aus­ bringbar und ein unbehandeltes Werkstück in Transportrichtung in diese einbringbar ist, und einer Fixierstellung, in der ein Werkstück in der Aufnahmeeinrichtung festgelegt ist, verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierelemente (15) in mindestens einer feststehenden Führungseinrichtung (17) während der Drehung des Zellenrades (2) führbar und dabei in der Fixierstellung festlegbar sind, wohingegen die Fixierelemente (15) in der Be- und Entladeposition mittels eines bewegbaren Abschnitts (16) der Füh­ rungseinrichtung (17) aus der Fixierstellung in die Freigabestellung und von dort wie­ der in die Fixierstellung überführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fixierelement (15) mindestens eine Rolle (12) aufweist und die Führungseinrichtung (17) als kreisförmig verlaufende Schiene (13) ausgebildet ist, auf der bzw. in der die Rolle (12) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch zu einer Mittelebene M des Zellenrades (2) angeordnete Schienen (13) vorgesehen sind, deren Querschnitt jeweils U-förmig ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fi­ xierelement (15) mindestens einen in seiner Länge einstellbaren Haltestift (14) auf­ weist, dessen freies Ende in der Fixierstellung mit einer Oberfläche des Werkstücks in Kontakt bringbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fi­ xierelement (15) entlang mindestens einer Führungsstange (8) der Aufnahmeeinrich­ tung (3) verschiebbar ist, die es mittels einer Führungsmuffe (9) umgreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der be­ wegbare Abschnitt (16) der Führungseinrichtung (17) linear verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Abschnitt (16) der Führungseinrichtung (17) an einer Traverse (18) befestigt ist, die mittels eines Kurbeltriebs, eines Schwenkhebels (22), eines Exzenters, einer Zylinder-Kolben- Einheit oder eines Linearmotors auf- und ab bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 und nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Traversen (18), die ungefähr im Abstand der Schienen (13) parallel zueinander ange­ ordnet sind, an ihren Enden über jeweils eine Brücke (19) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in der Be- und Entladeposition mittels einer Hubeinrichtung (24) innerhalb der Aufnahmeeinrichtung (3) auf- und ab bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Fi­ xierelements (15) in der Be- und Entladeposition und der Hubeinrichtung (24) syn­ chronisiert sind, wobei der Hub des Fixierelements (15) größer als der Hub der Hu­ beinrichtung (24) ist.