[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen eines Bereiches der Nabenbohrungswand
von bepulverten Fahrzeugrädern mit
- a) einem Fördersystem, welches die Fahrzeugräder entlang eines Bewegungsweges durch
die Vorrichtung führt;
- b) einem beweglichen Absaugwerkzeug, welches mindestens eine Saugöffnung aufweist;
- c) einer Bewegungseinrichtung, welche in der Lage ist, das Absaugwerkzeug so an das
Fahrzeugrad heranzuführen, dass die Saugöffnung dem abzusaugenden Bereich der Nabenbohrung
des Fahrzeugrades benachbart ist, und mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades eine
gewisse Strecke mit dem Fahrzeugrad mit zu führen;
- d) einer Unterdruckquelle, welche mit der mindestens einen Saugöffnung des Absaugwerkzeuges
verbunden ist.
[0002] Fahrzeugräder, insbesondere Leichtmetallräder, werden heute vorwiegend pulverlackiert.
Zunächst werden die entsprechend vorbereiteten Räder in einer Bepulverungsstation
mit Lackpulver überzogen, das danach in einem Brennofen eingebrannt wird. Dabei lässt
es sich im Allgemeinen nicht vermeiden, dass während des Bepulverungsvorganges alle
Flächen der Fahrzeugräder, die der Pulver aufbringenden Applikationseinrichtung zugewandt
sind, mit Lackpulver bedeckt werden. Dies ist aber unerwünscht, weil bestimmte Flächen,
insbesondere die die Befestigungsbohrungen umgebenden Ringflächen sowie die Fläche
der Nabenbohrung, möglichst unlackiert bleiben sollen.
[0003] Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 102 49 999 B3 bekannt. Mit dieser ist es möglich, sowohl die Ringflächen, welche die Befestigungsbohrungen
der Fahrzeugräder umgeben, als auch die Mantelfläche der Nabenbohrung, die in der
Mitte durch die Fahrzeugräder hindurchführt, von Pulver zu befreien. Diejenige Einrichtung,
welche speziell die Mantelfläche der Nabenbohrung reinigt, ist als Ringdüse ausgestaltet,
mit welcher die Mantelfläche der Nabenbohrung abgeblasen und auf diese Weise gereinigt
werden kann.
[0004] Bei der bekannten Vorrichtung müssen für unterschiedliche Fahrzeugräder, die unterschiedliche
Radien der Nabenbohrung aufweisen, unterschiedliche Absaugwerkzeuge eingesetzt werden.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art so auszugestalten, dass das Absaugwerkzeug für eine Mehrzahl unterschiedlicher
Fahrzeugräder geeignet und insbesondere in der Lage ist, Fahrzeugräder mit unterschiedlichen
Durchmessern der Nabenbohrungen zu bearbeiten.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
e) die mindestens eine Absaugöffnung des Absaugwerkzeuges an einem Absaugfinger angeordnet
ist, der in der Arbeitsposition des Absaugwerkzeuges am Fahrzeugrad bezogen auf die
Achse der Nabenbohrung des Fahrzeugrades radial gegenüber dem Absaugwerkzeug mittels
einer Antriebseinrichtung bewegbar ist.
[0007] Erfindungsgemäß ist also am Absaugwerkzeug ein beweglicher Absaugfinger angeordnet,
dessen Position, bezogen auf die Achse der Nabenöffnung, nachträglich noch verändert
werden kann, wobei das Absaugwerkzeug selbst im Übrigen gegenüber dem Fahrzeugrad
eine unveränderliche Position einnimmt. Je nach Durchmesser der Nabenöffnung des gerade
bearbeiteten Fahrzeugrades nehmen somit der Absaugfinger und die daran vorgesehene
Absaugöffnung beim Absaugvorgang eine andere Entfernung zur Achse der Nabenöffnung
ein und lassen sich so in der gewünschten Weise der abzusaugenden Fläche der Nabenbohrung
annähern.
[0008] Vorteilhafterweise ist die Absaugöffnung teilweise von einem mechanischen Schaber
abgedeckt. Durch die Schabwirkung dieses Schabers lassen sich auch Pulverreste von
der Mantelfläche der Nabenöffnung lösen, die durch die Absaugwirkung alleine nicht
entfernt werden können. Auf Grund der Nähe der Absaugöffnung werden dann die vom Schaber
abgekratzten Pulverteilchen unmittelbar aus dem Bearbeitungsbereich entfernt.
[0009] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Absaugwerkzeug
zwei oder mehr Absaugfinger, die zwischen einer Mittelposition, in der sie näher einander
benachbart sind, und weiter außenliegenden Positionen, in der die Absaugfinger einen
größeren Abstand voneinander besitzen, mittels der Antriebseinrichtung verfahrbar
sind. Durch eine Mehrzahl von Absaugfingern kann der Winkel, um den zwischen dem Absaugwerkzeug
und dem Fahrzeugrad eine Relativverdrehung stattfinden muss, verringert werden.
[0010] Die Antriebseinrichtung des mindestens einen Saugfingers ist vorteilhafterweise so
ausgestaltet, dass sie ein Anhalten der Radialbewegung des Saugfingers zulässt, wenn
dieser auf ein Hindernis trifft, dabei aber eine gewisse Kraft in radialer Richtung
auf den Saugfinger aufrecht erhält. Bei dieser Ausgestaltung taucht der Saugfinger
in die Nabenbohrung eines zu bearbeitenden Fahrzeugrades zunächst in Achsennähe ein
und wandert dann radial nach außen, bis er auf die Wandung der Nabenbohrung trifft.
Hier wird er in Anlage gehalten, wobei eine Restkraft dafür sorgt, dass insbesondere
ein mechanischer Schaber wirkungsvoll arbeiten kann.
[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichung näher
erläutert; es zeigen
- Figur 1:
- im vertikalen Schnitt senkrecht zur Bewegungsrichtung eine Vorrichtung zum Absaugen
gepulverter Aluminiumräder in einer ersten Funktionsphase;
- Figur 2:
- einen Schnitt, ähnlich der Figur 1, in einer zweiten Funktionsphase der Vorrichtung;
- Figur 3:
- in größerem Maßstab einen Schnitt durch ein Aluminiumrad mit einem in Arbeitsstellung
befindlichen Absaugwerkzeug;
- Figur 4:
- in isometrischer Darstellung, erneut in größerem Maßstab, einen Absaugfinger, der
in dem Absaugwerkzeug Verwendung findet;
- Figur 5:
- eine Detailvergrößerung aus Figur 4;
- Figur 6:
- in isometrischer Darstellung mit mehr Details das Absaugwerkzeug
[0012] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete
Vorrichtung dient dazu, Aluminiumräder 2, die in einer Bepulverungsstation zuvor mit
Lackpulver beschichtet wurden, in demjenigen Bereich der Nabenbohrung 28 (vgl. Figur
3), der als Sitz der nicht dargestellten Nabenkappe dient, automatisch abzusaugen.
In diesem Bereich ist ein Lackauftrag nicht erwünscht.
[0013] Die Aluminiumräder 2 werden der Vorrichtung 1 senkrecht zur Zeichenebene der Figuren
1 und 2, beispielsweise von oben, mit Hilfe eines schematisch dargestellten Kettenförderers
4 zugeführt und im Normalbetrieb mit kontinuierlicher Geschwindigkeit hindurchtransportiert.
Die Aluminiumräder 2 liegen dabei in einer insbesondere in Figur 3 dargestellten Weise
auf der Oberseite eines Spindelkopfes 5 auf, der von einer vertikal verlaufenden,
um ihre eigene Achse drehbaren Spindel 6 getragen ist. Die Spindel 6 ihrerseits ist
an dem Kettenförderer 4 festgelegt. Mehrere Aluminiumräder 2 tragende Spindeln 6 mit
zugehörigen Spindelköpfen 5 folgen auf dem Kettenförderer 4 in regelmäßigen Abständen
aufeinander.
[0014] Der Drehfreiheitsgrad der Spindeln 6 und damit des Spindelkopfes 5 wird in der Vorrichtung
1 selbst nicht genutzt; er kommt in anderen, der Vorrichtung 1 vor- oder nachgelagerten
Anlagenteilen zum Einsatz, durch welche die Aluminiumräder 2 zur Vor- oder Nachbehandlung
mit dem Kettenförderer 4 hindurchgeführt werden.
[0015] Ein Roboter 9 ist, wie Figuren 1 und 2 zeigen, neben dem Bewegungsweg der Aluminiumräder
2 auf dem Raumboden aufgestellt. Er besitzt einen Roboterarm 10. Am um seine eigene
Achse drehbaren letzten Glied des Roboterarms 10 ist ein Absaugwerkzeug 12 befestigt,
das in Figur 3 in größerem Maßstabe und teilweise geschnitten dargestellt ist. Zusätzliche
Details sind der Figur 6 zu entnehmen, welche das Absaugwerkzeug 12 in isometrischer
Darstellung zeigt.
[0016] Das Absaugwerkzeug 12 besitzt eine obere Tragplatte 13, die mit dem äußeren Ende
des Roboterarmes 10 starr verbunden ist und von diesem zumindest beim Aufsetzen des
Absaugwerkzeuges 12 auf das jeweils abzusaugende Aluminiumrad 2 und während des Absaugvorganges
selbst horizontal gehalten wird. Die Tragplatte 13 ist über vier Teleskopführungen
15 mit einem quaderförmigen Gehäuse 14 verbunden. Jede Teleskopführung 15 umfasst
einen am oberen Ende an der Tragplatte 13 starr befestigten Führungsstift 16, der
in eine starr an einer Seitenfläche des Gehäuses 14 angebrachten Stiftaufnahme 17
eintaucht und in dieser verschiebbar ist. Durch eine zwischen dem unteren Ende des
Führungsstiftes 16 und einem unteren Boden der Führungsaufnahme 17 eingespannte, nicht
dargestellte Feder wird das gesamte Gehäuse 14 stets in Richtung auf eine unterste
Position gedrückt, in welcher der Verschiebeweg durch einen nicht dargestellten Anschlag
sein Ende findet.
[0017] Durch eine längliche, rechteckige Öffnung 18 an der Unterseite des Gehäuses 14 ragen
zwei parallele Saugfinger 19 nach unten, zwischen denen ein - bezogen auf das Gehäuse
14 - mittiger Zentrierstift 20 angeordnet ist. Während der Zentrierstift 20 starr
befestigt ist, also seine Relativposition zum Gehäuse 14 nicht verändert, sind die
beiden Saugfinger 19 an ihren oberen, im Innenraum des Gehäuses 14 befindlichen Enden
so verschiebbar gehaltert, dass ihr Abstand voneinander veränderbar ist. Diese Bewegung
erfolgt so, dass sich die Abstände zwischen den beiden Saugfingern 19 und dem Zentrierstift
20 synchron verändern, der Zentrierstift 20 also immer in der Mitte zwischen den beiden
Saugfingern 19 verbleibt. Als Antriebsquelle für die Saugfinger 19 kann beispielsweise
eine Zahnstange dienen, die mit einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder verbunden
ist. Dieser ist so ausgelegt, dass er ein Anhalten der Verschiebebewegung der Saugfinger
19 zulässt, wenn diese auf ein Bewegungshindernis treffen, dabei aber für einen steten
Anpressdruck der Saugfinger 19 an dieses Hindernis sorgt.
[0018] Einer der beiden Saugfinger 19, die zu dem Absaugwerkzeug 12 gehören, ist in Figur
4 isometrisch herausgezeichnet. Er umfasst ein Rohrstück 21, das an seinem unteren
Ende ein Abschluss-Stück 22 trägt. Das Abschluss-Stück 22 besitzt in seiner Mantelfläche
eine Absaugöffnung 23, die teilweise von der Lippe eines aus einem geeigneten verschleißbeständigen
Kunststoff bestehenden Schabers 24 überdeckt ist. Der Schaber 24 seinerseits ist mit
Hilfe eines Bleches 25 an der Mantelfläche des Abschluss-Stückes 22 angeschraubt.
[0019] Die oberen, im Innenraum des Gehäuses 14 befindlichen Enden der Saugfinger 19 sind
mit Absaugschläuchen 26 verbunden, die nur in Figur 6 dargestellt sind. Die Absaugschläuche
26 ihrerseits sind über geeignete Kupplungen mit einer Vakuumleitung verbunden, die
durch den Roboterarm 10 hindurch und beispielsweise zu einem nicht dargestellten Industriestaubsauger
führt, der als Vakuumquelle und als Auffangfilter für das von den Aluminiumrädern
2 abgesaugte Pulver dient.
[0020] Am unteren Ende des Zentrierstiftes 20 ist eine trichterartige Aufnahme 27 vorgesehen,
welche in der in Figur 3 dargestellten Arbeitsposition des Absaugwerkzeuges 12 eine
nach oben ragende Spitze eines Zentrierkegels 28 aufnimmt. Der Zentrierkegel 28 besitzt
einen kolbenartig innerhalb des hohlen Spindelkopfes 5 geführten zylindrischen Bereich
28b sowie einen oberen kegelförmigen Bereich 28a, welcher durch eine Kreisbohrung
29 in der Oberseite des Spindelkopfes 5 hindurchgeführt ist. Eine zwischen der Unterseite
des Zentrierkegels 28 und dem Boden des Innenraumes des Spindelkopfes 5 verspannte
Feder 30 drück den Zentrierkegel 28 normalerweise bis zur Anlage an der oberen Wand
des Zylinderkopfes 5 nach oben.
[0021] Entlang des Bewegungsweges der Aluminiumräder 2, parallel oberhalb des Kettenförderers
4, verläuft eine Gleichlaufeinrichtung 31. Diese Gleichlaufeinrichtung 31 hat den
Sinn, ein eventuelles Spiel, das die Spindeln 6 auf dem Kettenförderer 4 haben, zu
eliminieren und ein seitliches Ausweichen der Spindeln 6 zu verhindern. Sie umfasst,
wie insbesondere den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, zwei Endlosbänder 32, 33, die
jeweils ein geradliniges und parallel zur Bewegungsrichtung verlaufendes inneres Trum
und ein äußeres Trum besitzen. Die Endlosbänder 32, 33 sind jeweils über zwei Umlenkrollen
34, 35 geführt, von denen jeweils eine angetrieben ist.
[0022] Der Antrieb der Umlenkrollen 34, 35 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel
mit Hilfe eines Elektromotors 36, der an der Seite eines rahmenartigen, auf dem Raumboden
aufgestellten Traggerüstes 37 angeordnet ist. Der Elektromotor 36 treibt eine Welle
41 an, die sich horizontal über die gesamte Breite des Traggerüstes 37 erstreckt und
dabei ein erstes, in den Figuren 1 und 2 rechts dargestelltes Umlenkgetriebe 38, einen
mittleren Lagerbock 39 und ein zweites, in Figur 1 links dargestelltes Umlenkgetriebe
40 durchsetzt.
[0023] Die Ausgangswelle des ersten Umlenkgetriebes 38 ist über eine Kardanwelle 42, die
schräg von rechts unten nach links oben verläuft, mit der angetriebenen Umlenkrolle
35 des in den Figuren 1 und 2 rechten Endlosbandes 33 verbunden, während die Ausgangswelle
des in Figuren 1 und 2 linken Umlenkgetriebes 40 über eine weitere Kardanwelle 43,
die schräg von links unten nach rechts oben verläuft, mit der dem linken Endlosband
32 zugeordneten Umlenkrolle 34 verbunden ist. Auf diese Weise wird ein absoluter Gleichlauf
der Endlosbänder 33 und 34 erreicht, wobei durch eine elektronische Verschaltung der
Antriebsquelle des Kettenförderers 4 mit dem Elektromotor 36 nach Art von "Master
and Slave" auch ein Gleichlauf der Endlosbänder 32, 33 mit dem Kettenförderer 4 erreicht
wird.
[0024] Die beiden inneren Trums der Endlosbänder 32, 33 liegen am oberen Bereich der Spindeln
6 an und klemmen diesen ein, so dass die Lage der Spindeln 6 stets exakt definiert
ist.
[0025] Die oben beschriebene Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
[0026] Mit Hilfe des Kettenförderers 4 werden die frisch mit Lackpulver überzogenen Aluminiumräder
2 herangeführt.
Die Aluminiumräder 2 sind dabei auch an demjenigen Bereich der abgestuften Nabenbohrung
44, der den kleinsten Durchmesser aufweist und als Sitz der Nabenkappe dient, mit
Lackpulver überzogen. Dieses Lackpulver muss wieder entfernt werden. Dies geschieht
auf folgende Weise:
Nähert sich ein Aluminiumrad 2 dem Erfassungsbereich des Roboters 9, wird das Absaugwerkzeug
12 mit Hilfe des Roboters 9 so bewegt, dass der Zentrierstift 20 des Absaugwerkzeuges
12 axial mit dem Zentrierkegel 28 fluchtet, welcher der das fragliche Aluminiumrad
2 tragenden Spindel 6 zugeordnet ist. Das Absaugwerkzeug 12 wird sodann durch den
Roboter 9 mit einer linearen Geschwindigkeit bewegt, die der Bewegungsgeschwindigkeit
des Aluminiumrades 2 entspricht. Nunmehr wird das Absaugwerkzeug 12 auf das Aluminiumrad
2 abgesenkt. Dabei befinden sich die beiden Saugfinger 19 noch in enger Nähe zueinander,
so dass sie in jedem Falle problemlos in die Nabenbohrung 44 des Aluminiumrades 2
eindringen können. Die Spitze des Zentrierkegels 28 greift in die Aufnahme 27 des
Zentrierstiftes 20 des Absaugwerkzeuges 12 ein.
[0027] Nunmehr werden die beiden Saugfinger 19 unter Aufrechterhaltung der Parallelität
zueinander auseinanderbewegt, bis die den Schaber 24 tragenden Außenseiten der Abschluss-Stücke
22 der Saugfinger 19 an die Zylinderwand des engsten Bereiches der Nabenbohrung 44
anstoßen. Unter Aufrechterhaltung des Druckes wird nunmehr mit Hilfe des Roboterarmes
10 das Absaugwerkzeug 12 um die Achse des Aluminiumrades 2, die jetzt mit der Achse
des Zentrierstiftes 20 übereinstimmt, verdreht. Diese Verdrehung kann entweder in
einer Drehrichtung über einen Winkel von mindestens 180° oder hin- und hergehend in
zwei Drehrichtungen über einen Winkel von jeweils mindestens 90° erfolgen. Die Schaber
24 kratzen bei dieser Bewegung mechanisch die entsprechenden Wandbereiche der Nabenbohrung
44 des Aluminiumrades 2 ab und entfernen das dort haftende Lackpulver. Das gelöste
Lackpulver wird sodann über die Absaugöffnung 23 in das Innere der Saugfinger 19 eingesaugt
und über die Absaugschläuche 26 und die im Roboterarm 10 verlaufende Absaugleitung
entfernt.
[0028] Ist der Absaugvorgang, bei welchem das Absaugwerkzeug 12, durch den Roboterarm 10
geführt, ständig der kontinuierlichen, gleichmäßigen Bewegung des Aluminiumrads 2
folgt, abgeschlossen, wird das Absaugwerkzeug 12 durch den Roboter 9 von dem Aluminiumrad
2 abgenommen. Das Aluminiumrad 2 verlässt nunmehr den Wirkungsbereich der Gleichlaufeinrichtung
31 und wird zu einem anderen Anlageteil, beispielsweise zu einem Brennofen weitergeleitet.
[0029] Durch die federnde Aufhängung des Gehäuses 14 des Absaugwerkzeuges 12 gegenüber der
Tragplatte 13 können Beschädigungen des Aluminiumrades 2 und/oder des Absaugwerkzeuges
12 vermieden werden, wenn die Saugfinger 19 oder der Zentrierstift 20 in Anlage an
ein Hindernis gelangen. Entlang des Bewegungsweges des Gehäuses 14 ist ein nicht dargestellter
Sensor angeordnet. Stellt dieser fest, dass das Gehäuse 14 um eine Strecke nach oben
gedrückt wurde, der einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt, hebt der Roboter 9
unter einem Kommando der Steuerung das Absaugwerkzeug 12 von dem Aluminiumrad 2 ab.
In diesem Falle wird ein Alarmsignal erzeugt.
[0030] Auf Grund der geschilderten Bauweise des Absaugwerkzeuges 12 ist es möglich, ohne
Wechsel des Absaugwerkzeuges 12 unterschiedliche Typen von Alumiumrädern 2 zu bearbeiten,
bei denen der zu säubernde Bereich der Nabenbohrung unterschiedliche Durchmesser aufweist.
Da jedoch die axiale Höhenlage dieses Bereiches von Radtyp zu Radtyp variieren kann,
benötigt der Roboter 9 eine Information über den jeweils bearbeiteten Radtyp. Diese
Information kann aus einer an dem Aluminiumrad 2 angebrachten Codierung, die von einer
geeigneten Leseeinrichtung ausgelesen wird, oder mit Hilfe einer CCD-Kamera, wie bei
der eingangs erwähnten
DE 102 49 999 B3, gewonnen werden.
1. Vorrichtung zum Absaugen eines Bereiches der Nabenbohrungswand von bepulverten Fahrzeugrädern
mit
a) einem Fördersystem, welches die Fahrzeugräder entlang eines Bewegungsweges durch
die Vorrichtung führt;
b) einem beweglichen Absaugwerkzeug, welches mindestens eine Saugöffnung aufweist;
c) einer Bewegungseinrichtung, welche in der Lage ist, das Absaugwerkzeug so an das
Fahrzeugrad heranzuführen, dass die Saugöffnung dem abzusaugenden Bereich der Nabenbohrung
des Fahrzeugrades benachbart ist, und mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades eine
gewisse Strecke mit dem Fahrzeugrad mit zu führen;
d) einer Unterdruckquelle, welche mit der mindestens einen Saugöffnung des Absaugwerkzeuges
verbunden ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
e) die mindestens eine Absaugöffnung (23) des Absaugwerkzeuges (12) an einem Absaugfinger
(19) angeordnet ist, der in der Arbeitsposition des Absaugwerkzeuges (12) am Fahrzeugrad
(2) bezogen auf die Achse der Nabenbohrung (44) des Fahrzeugrades (2) radial gegenüber
dem Absaugwerkzeug (12) mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnung (23) teilweise von einem mechanischen Schaber (24) abgedeckt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absaugwerkzeug (12) zwei oder mehr Absaugfinger (19) aufweist, die zwischen einer
Mittelposition, in der sie näher einander benachbart sind, und weiter außenliegenden
Positionen, in denen die Absaugfinger (19) einen größeren Abstand voneinander finden,
mittels der Antriebseinrichtung verfahrbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung des mindestens einen Saugfingers (19) so ausgestaltet ist,
dass sie ein Anhalten der Radialbewegung des Saugfingers (19) zulässt, wenn dieser
auf ein Hindernis trifft, dabei aber eine gewisse Kraft in radialer Richtung auf den
Saugfinger (19) aufrecht erhält.