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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf das Gebiet der Zahnradbearbeitung, insbesondere auf die Thematik des Transports und der Qualitätserfassung, und offenbart insbesondere eine integrierte Vorrichtung zum Zuführen und zur Qualitätsdetektion von Kegelrädern sowie ein Verfahren zu deren Verwendung.
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BISHERIGER STAND DER TECHNIK
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In Differentialsystemen wird eine Vielzahl von Planetenkegelrädern eingesetzt. Um eine effiziente Montage zu gewährleisten, sind viele Kunden darauf angewiesen, alle Produkte einer Prüfung zu unterziehen. So ist es erforderlich, den Durchmesser der zentralen Bohrung eines Planetenkegelrads zu ermitteln. Nach dem Stand der Technik kann der Durchmesser dieser zentralen Bohrung jedoch lediglich manuell festgestellt werden, und zwar wird dies mit Hilfe einer Steckwelle oder eines Messstabs vom Bedienpersonal durchgeführt. Aufgrund der extrem großen Anzahl von Kegelrädern ist die Ermittlung des Durchmessers der zentralen Bohrung des Planetenkegelrads für die Qualitätssicherung zur zeitaufwändigsten Tätigkeit geworden. Aus diesem Grunde ist die dringende Notwendigkeit einer automatischen Detektionsvorrichtung gegeben.
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BESCHREIBUNG
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In Anbetracht der Nachteile des bisherigen Stands der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine integrierte Vorrichtung zum Transport und zur Qualitätserfassung von Kegelrädern sowie ein Verfahren zu deren Verwendung bereit, wobei eine zentrale Bohrung eines Kegelrads im Rahmen eines Transportprozesses geprüft wird und die Weiterleitung des Kegelrades nach bestimmten Kriterien erfolgt.
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Die vorliegende Erfindung wird durch folgende technische Lösung realisiert. Eine integrierte Vorrichtung zum Befördern von Kegelrädern und zur Qualitätsprüfung umfasst ein Drehgehäuse sowie einen Drehantrieb, um das Drehgehäuse um eine horizontale Achse in Rotation zu versetzen. Acht Detektionsgehäuse sind fest an einem Au-ßenring des Drehgehäuses angebracht und gleichmäßig in Umfangsrichtung des Drehgehäuses verteilt. Jedes Detektionsgehäuse durchläuft eine Beladestation, eine Prüfstation, eine Vorziehstation, eine Entladestation für unqualifiziertes Produkt und eine Entladestation für qualifiziertes Produkt, und zwar erfolgt der Durchlauf der Reihe nach in Drehrichtung von einem oberen Ende des Drehkastens aus gesehen. Die Entladestation für qualifiziertes Produkt befindet sich am unteren Ende des Drehgehäuses. Das Detektionsgehäuse erstreckt sich entlang einer radialen Richtung des Drehgehäuses, und der Außendurchmesser des Detektionsgehäuses verringert sich graduell vom inneren Ende zum äußeren Ende. Eine Spannvorrichtung ist in dem Detektionsgehäuse montiert, und diese ragt aus dem Detektionsgehäuse heraus und zieht ein auf dem Detektionsgehäuse befindliches Kegelrad zum inneren Ende durch Bewegung des Streckelements der Spannvorrichtung. An der Beladestation ist eine Beladevorrichtung für die Aufbringung des Kegelrades auf dem Detektionsgehäuse angeordnet. Ein Entfernungsmesser, der einer Stirnfläche des Kegelrades zugewandt ist, befindet sich an der Prüfstation, und eine Vorziehvorrichtung zum Ziehen des auf dem Detektionsgehäuse befindlichen Kegelrades zum äußeren Ende ist an der Vorziehstation angeordnet.
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Mittels der erfindungsgemäßen Beladevorrichtung wird das Kegelrad auf dem Detektionsgehäuse an der Beladestation angeordnet. Das Detektionsgehäuse und das Kegelrad werden durch die Drehung des Drehgehäuses zur Prüfstation bewegt; weiterhin wird die Spannvorrichtung aus dem Detektionsgehäuse herausgedrückt und das Kegelrad auf dem Detektionsgehäuse durch die Bewegung des Streckelements der Spannvorrichtung zum inneren Ende gezogen. Da der Außendurchmesser des Detektionsgehäuses vom inneren Ende zum äußeren Ende hin graduell abnimmt, entspricht der Außendurchmesser des Detektionsgehäuses, der mit der Endanschlagsposition des Kegelrads korrespondiert, dem Innendurchmesser einer Innenbohrung des Kegelrads. Es kann festgestellt werden, ob der Innendurchmesser des Kegelrads den Vorgaben entspricht, indem die Position des Kegelrads durch den Entfernungsmesser erfasst wird.
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Das Detektionsgehäuse verfährt zur Vorziehstation, und das Kegelrad auf dem Detektionsgehäuse wird durch die Vorziehvorrichtung zum äußeren Ende gezogen. Darüber hinaus bewegt sich auch das Streckelement der Spannvorrichtung zum äußeren Ende hin, und stellt so sicher, dass das Kegelrad nicht herunterfallen kann.
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Die Enden der Detektionsgehäuse an der Entladestation für nicht qualifiziertes Produkt und an der Entladestation für qualifiziertes Produkt zeigen nach unten. Falls die Abmessung der Innenbohrung des Kegelrads nicht den Vorgaben entspricht, zieht sich das Streckelement zurück, sobald sich das Detektionsgehäuse zur Entladestation für unqualifiziertes Produkt bewegt, und das Kegelrad fällt in die Entladestation für unqualifiziertes Produkt. Falls die Abmessung der Innenbohrung des Kegelrads den Vorgaben entspricht, zieht sich das Streckelement zurück, sobald sich das Detektionsgehäuse zur Entladestation für qualifiziertes Produkt bewegt, und das Kegelrad fällt in die Entladestation für qualifiziertes Produkt.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind acht Detektionsgehäuse vorgesehen, sodass sich an jeder der Stationen zu jeder Zeit ein Detektionsgehäuse befindet, wodurch eine maximale Effizienz des Betriebs erreicht wird.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Spannvorrichtung einen oberen Gleitblock und einen unteren Gleitblock, die im Inneren des Detektionsgehäuses gleitend angeordnet sind. Der obere Gleitblock ist in der Nähe des äußeren Endes des Detektionsgehäuses angeordnet und liegt gegenüber dem unteren Gleitblock; zwischen dem oberen Gleitblock und dem unteren Gleitblock befinden sind mindestens zwei gleichmäßig in Umfangsrichtung des Detektionsgehäuses verteilte Streckelemente. Jedes Streckelement umfasst eine obere Verbindungsstange und eine untere Verbindungsstange, wobei ein Ende der oberen Verbindungsstange gelenkig mit dem oberen Gleitblock verbunden ist; ein anderes Ende der oberen Verbindungsstange ist gelenkig mit einem Ende der unteren Verbindungsstange verbunden; ein anderes Ende der unteren Verbindungsstange ist gelenkig mit dem unteren Gleitblock verbunden; Durchgangslöcher für den Durchtritt der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange sind in einer Seitenfläche des Detektionsgehäuses ausgebildet, wobei es sich bei den Durchgangslöchern um Langlöcher handelt, die sich in Längsrichtung des Detektionsgehäuses erstrecken. Eine Feder ist am unteren Gleitblock angeordnet, und zwar an einer vom oberen Gleitblock entfernten Seite, wobei ein Ende der Feder fest mit dem Detektionsgehäuse und ein anderes Ende der Feder fest mit dem unteren Gleitblock verbunden ist; weiterhin beinhaltet die Spannvorrichtung einen Detektionsluftzylinder, mit dem der obere Gleitblock verfahren werden kann.
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Erfindungsgemäß sind der obere Gleitblock und der untere Gleitblock im Inneren des Detektionsgehäuses jeweils gleitend angeordnet. Bei einem maximalen Abstand zwischen dem oberen Gleitblock und dem unteren Gleitblock vergrößert sich der Winkel zwischen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange, sodass sich die obere Verbindungsstange und die untere Verbindungsstange in das Detektionsgehäuse zurückziehen können. Wenn sich der obere Gleitblock und der untere Gleitblock annähern, verringert sich der Winkel zwischen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange, sodass die obere Verbindungsstange und die untere Verbindungsstange aus dem Detektionsgehäuse herausragen. Wenn der Detektionsluftzylinder den oberen Gleitblock zum inneren Ende hin verfährt, bewirkt die auf den unteren Gleitblock wirkende Federkraft, dass dieser stationär gehalten wird, sodass der Scharnierabschnitt zwischen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange aus dem Detektionsgehäuse herausragt. Wenn der obere Gleitblock mit dem unteren Gleitblock in Kontakt kommt, werden die obere Verbindungsstange und die untere Verbindungsstange gemeinsam in Richtung des inneren Endes verfahren, wodurch das Kegelrad in Richtung des inneren Endes gezogen und auf diese Weise die an der Prüfstation erfolgte Positionserfassung realisiert wird. Wenn das Kegelrad eine Vorziehstation erreicht, bewirkt der Detektionsluftzylinder, dass der obere und der untere Gleitblock zum äußeren Ende hin bewegt und gehalten werden, bis sich ein natürlicher Zustand der Feder einstellt. Zu diesem Zeitpunkt ragt das Scharnierelement zwischen der oberen und der unteren Verbindungsstange noch aus dem Detektionsgehäuse heraus. Jetzt kann das Kegelrad durch die Vorziehvorrichtung zum äußeren Ende hin bewegt werden. Wenn das Kegelrad die Entladestation für unqualifiziertes Produkt oder die Entladestation für qualifiziertes Produkt erreicht hat, wirkt der Detektionsluftzylinder auf den oberen Gleitblock und bewegt diesen weiter hin zum äußeren Ende. Nun wird der obere Gleitblock unter Einwirkung der Zugkraft der Feder vom unteren Gleitblock getrennt, so dass sich das Scharnierelement zwischen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange in das Detektionsgehäuse hineinzieht, wodurch das Herabfallen des Kegelrads erleichtert wird.
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In einigen Ausführungsformen ist ein Ende des Detektionsluftzylinders mit dem Inneren des Drehgehäuses verbunden, und ein anderes Ende des Detektionsluftzylinders mit dem oberen Gleitblock, nach Durchtritt durch den unteren Gleitblock. Bei der vorliegenden technischen Ausführung ist der Detektionsluftzylinder mit dem oberen Gleitblock verbunden, wobei der Zylinder durch den unteren Gleitblock geführt wird, und der obere Gleitblock wird durch Zurückziehen des Detektionsluftzylinders in Richtung des unteren Gleitblocks bewegt.
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In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Beladevorrichtung ein Zuführförderband, das sich oberhalb der Beladestation befindet, sowie eine fest angeordnete Führungsbogenplatte; die Führungsbogenplatte befindet sich an einem Ende des Zuführförderbandes parallel zu einem Bogenende des Zuführförderbandes, der Abstand zwischen Führungsbogenplatte und dem Ende des Zuführförderbandes ist an die Dicke des Kegelrades angepasst; die Beladevorrichtung umfasst ferner eine fest angeordnete Ablenkplatte, die unterhalb des Zuführförderbandes angebracht ist; zwischen der Ablenkplatte und dem unteren Ende der Führungsbogenplatte ist eine Abwurföffnung vorgesehen. Bei der vorliegenden technischen Ausführung ist der Abstand zwischen der Führungsbogenplatte und dem Ende des Zuführförderbands an die Dicke des Kegelrads angepasst, wobei das Kegelrad durch das Zuführförderband in eine Position zwischen der Führungsbogenplatte und dem Ende des Zuführförderbands transportiert wird, in der es aufgrund der Schwerkraft herunterfällt, an der Innenseite der Führungsbogenplatte entlanggleitet, sich herumdreht und schließlich an der Ablenkplatte verharrt. Das Kegelrad fällt durch die zwischen Ablenkplatte und dem unteren Ende der Führungsbogenplatte vorhandenen Öffnung und wird auf das Detektionsgehäuse aufgeschoben, sodass das Kegelrad auf dem Detektionsgehäuse exakt positioniert ist.
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In einigen Ausführungsformen ist eine Tangentialebene am unteren Ende der Führungsbogenplatte horizontal angeordnet; seitliche Ablenkplatten sind fest mit zwei Seiten der Führungsbogenplatte verbunden, und der Abstand zwischen den beiden seitlichen Ablenkplatten ist an den Außendurchmesser des Kegelrads angepasst. Bei der vorliegenden Ausführung ist die Tangentialebene am unteren Ende der Führungsbogenplatte waagerecht angeordnet, sodass das zum unteren Ende gleitende Kegelrad waagerecht gehalten wird und die seitlichen Ablenkbleche eine Links- und Rechtsführung bewirken.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Vorziehvorrichtung einen fixierten Vorzieh-Luftzylinder und einen Vorziehblock, der fest mit einer Teleskopwelle des Vorzieh-Luftzylinders verbunden ist. Eine Vorziehplatte, die sich frei um die Achse des Vorzieh-Luftzylinders drehen kann, ist auf den Vorziehblock aufgeschoben; eine Vielzahl von Klemmnuten, die gleichmäßig über den Umfang der Vorziehplatte verteilt sind, sind in dem Außenring der Vorziehplatte ausgebildet, wobei jede Klemmnut an das Detektionsgehäuse angepasst ist; und die Anordnung des Vorzieh-Luftzylinders erfolgt parallel zum Detektionsgehäuse an der Vorziehstation und befindet sich an einer Seitenfläche des Detektionsgehäuses. Bei der vorliegenden Ausführung ist die Klemmnut an das Detektionsgehäuse angepasst. Bei Abwärtsbewegung des Detektionsgehäuses hinunter zur Vorziehstation wird die Vorziehplatte so bewegt, dass sie sich um einen bestimmten Winkel am Detektionsgehäuse dreht, so dass die Klemmnuten am Außenring des Detektionsgehäuses in Eingriff gebracht werden, und die Vorziehplatte so geführt wird, dass sie sich durch das Ausfahren und Einfahren des Vorzieh-Luftzylinders bewegt, wodurch das Kegelrad zum äußeren Ende gezogen wird.
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In einigen Ausführungsformen ist unter der Entladestation für unqualifiziertes Produkt ein Behälter für nicht den Vorgaben entsprechendes Produkt und unter der Entladestation für qualifiziertes Produkt ein Entladeförderband angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführung fallen die unqualifizierten Produkte in den Behälter für unqualifiziertes Produkt und die qualifizierten Produkte werden über das Entladeförderband weiter transportiert, so dass ein automatischer Transport erfolgen kann, was nachfolgende Bearbeitungsprozesse vereinfacht.
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In einigen Ausführungsformen ist eine drehende Welle in der Mitte des Drehgehäuses vorgesehen, die mit einem Tragrahmen verbunden ist; der Drehantrieb weist ein fest mit der drehenden Welle verbundenes angetriebenes Zahnrad, einen fest mit dem Tragrahmen verbundenen Drehmotor und ein auf dem Drehmotor montiertes Antriebszahnrad auf, wobei sich das Antriebszahnrad mit dem angetriebenen Zahnrad in Eingriff befindet. In der vorliegenden Erfindung erfolgt die Rotation des Drehgehäuses über den Drehmotor und das auf das angetriebene Zahnrad wirkende Antriebszahnrad.
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In einigen Ausführungsformen ist das äußere Ende des Detektionsgehäuses verjüngt. Bei der vorliegenden Ausführung ist das äußere Ende des Detektionsgehäuses verjüngt, sodass das Kegelrad ohne Probleme auf das Detektionsgehäuse aufgeschoben werden kann.
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Ein Verfahren zur Verwendung der integrierten Kegelradförder- und -Qualitätserfassungsvorrichtung umfasst die folgenden Schritte:
- a. Transport des Kegelrads durch das Zuführförderband hin zu einer Position zwischen Führungsbogenplatte und dem Ende des Zuführförderbands; Abwurf/Fall des Kegelrads durch Schwerkraft, Gleiten des Kegelrads entlang einer Innenseite der Führungsbogenplatte, Umdrehen und schließlich Anhalten an der Ablenkplatte; Fall des Kegelrads durch die Abwurföffnung zwischen Ablenkplatte und unterem Ende der Führungsbogenplatte, um das Kegelrad auf dem Detektionsgehäuse an der Beladestation zu platzieren bzw. auf dieses aufzuschieben;
- b. Bewegen bzw. Verfahren des oberen Gleitblocks durch den Detektionsluftzylinder in Richtung des inneren Endes, sodass das aus oberer und unterer Verbindungsstange bestehende Scharnierelement aus dem Detektionsgehäuse herausragt; gemeinsames Bewegen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange in Richtung des inneren Endes, wenn der obere Gleitblock mit dem unteren Gleitblock in Kontakt kommt, wodurch das Kegelrad zum inneren Ende gezogen wird, und ferner, Bewegen des Detektionsgehäuses mit dem Kegelrad zur Prüfstation durch Rotation des Drehgehäuses;
- c. Messen der Position des Kegelrads durch den an der Prüfstation angeordneten Entfernungsmesser, um festzustellen, ob der Innendurchmesser des Kegelrads den Vorgaben entspricht oder nicht, und anschließendes Verfahren des Detektionsgehäuses und des Kegelrads zur Vorziehstation;
- d. Vorziehen des Kegelrads in Richtung des äußeren Endes durch die Vorziehvorrichtung, so dass ein Spalt zwischen der Innenbohrung des Kegelrads und dem Detektionsgehäuse bestehen bleibt, und ferner, Bewegen der oberen Verbindungsstange und der unteren Verbindungsstange zum äußeren Ende hin durch den Detektionsluftzylinder;
- e. Verfahren des Detektionsgehäuses mit dem Kegelrad zur Entladestation für unqualifiziertes Produkt und der Entladestation für qualifiziertes Produkt durch Rotation des Drehgehäuses; Bewegen des oberen Gleitblocks weiter in Richtung des äußeren Endes, im Falle, dass das Detektionsgehäuse zur Entladestation für unqualifiziertes Produkt verfährt, weil die Größe der Innenbohrung des Kegelrads nicht den Vorgaben entspricht; hierdurch wird bewirkt, dass sich der obere Gleitblock vom unteren Gleitblock unter der Wirkung einer Zugkraft der Feder entfernt, sodass sich das aus oberer Verbindungsstange und unterer Verbindungsstange zusammensetzende Scharnierelement in das Detektionsgehäuse einfügt, woraufhin das Kegelrad in die Entladestation für unqualifiziertes Produkt fällt;
- f. Verfahren des oberen Gleitblocks weiter zum Außenende hin durch den Detektionsluftzylinder, wenn die Größe der Innenbohrung des Kegelrads den Vorgaben entspricht, was bewirkt, dass das Detektionsgehäuse zur Entladestation für qualifiziertes Produkt verfährt; hierdurch erfolgt die Trennung des oberen Gleitblocks vom unteren Gleitblock unter Wirkung der Zugkraft der Feder, sodass das sich aus oberer Verbindungsstange und unterer Verbindungsstange zusammensetzende Scharnierelement sich in das Detektionsgehäuse einfügt und das Kegelrad in die Entladestation für qualifiziertes Produkt abgeworfen wird.
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Die vorliegende Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Auswirkungen: Gemäß der integrierten Kegelradförder- und -Qualitätserfassungsvorrichtung und dem Verfahren zu ihrer Verwendung wird das Kegelrad auf das Detektionsgehäuse aufgeschoben und durch Rotation des Drehgehäuses zur Beladestation, Prüfstation, Vorziehstation, Entladestation für unqualifiziertes Produkt und Entladestation für qualifiziertes Produkt geführt; der Außendurchmesser des Detektionsgehäuses verjüngt sich graduell vom inneren Ende zum äußeren Ende hin; es kann mit Hilfe des Entfernungsmessers die Position des Kegelrades festgestellt und somit bestimmt werden, ob der Innendurchmesser des Kegelrads den Vorgaben entspricht; gemäß dieser Bestimmung werden die qualifizierten Produkte und unqualifizierten Produkte positioniert und bewegt, um eine Integration von Transport und Qualitätserfassung von Kegelrädern zu verwirklichen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Vorderansicht der vorliegenden Patentanmeldung;
- 2 zeigt eine Linksansicht der vorliegenden Patentanmeldung;
- 3 ist eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus eines Detektionsgehäuses einer Beladestation gemäß der vorliegenden Anmeldung;
- 4 ist eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus eines Detektionsgehäuses an einer Prüfstation gemäß der vorliegenden Anmeldung;
- 5 ist eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus eines Detektionsgehäuses an einer Vorziehstation gemäß der vorliegenden Anmeldung;
- 6 ist eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus eines Detektionsgehäuses an einer Entladestation für qualifiziertes Produkt gemäß der vorliegenden Anmeldung;
- 7 ist eine Schnittdarstellung entlang A-A in 1 gemäß der vorliegenden Anmeldung;
- 8 ist eine Linksansicht der 7 gemäß vorliegender Anmeldung; und
- 9 ist eine Vorderansicht einer Beladevorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehgehäuse
- 2
- Zentralblock
- 3
- Detektionsluftzylinder
- 4
- Detektionsgehäuse
- 5
- oberer Gleitblock
- 6
- unterer Gleitblock
- 7
- obere Verbindungsstange
- 8
- untere Verbindungsstange
- 9
- Feder
- 10
- Durchgangsloch
- 11
- Entfernungsmesser-Befestigungsplatte
- 12
- Entfernungsmesser
- 13
- Tragrahmen
- 14
- Angetriebenes Zahnrad
- 15
- Antriebszahnrad
- 16
- Drehmotor
- 17
- Zuführförderband
- 18
- Kegelrad
- 19
- Führungsbogenplatte
- 20
- Ablenkplatte
- 21
- Entladeförderband
- 22
- Behälter für unqualifiziertes Produkt
- 23
- Vorzieh-Luftzylinder
- 24
- Vorziehblock
- 25
- Vorziehplatte.
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BESCHREIUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung klar herauszustellen, wird diese im Folgenden auf Grundlage spezifischer Implementierungsmodi beschrieben.
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Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist davon auszugehen, dass die hierin verwendete Terminologie nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dient und keinesfalls als Einschränkung zu verstehen ist. Die hier verwendeten Begriffe „ein“ oder „eine/einer“ sind in der Einzahl oder in der Mehrzahl zu verstehen. Es sei darauf hingewiesen, dass die mit den Begriffen „Mitte“, „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „senkrecht“, „waagerecht“, „innen“, „außen“ usw. bezeichneten Orientierungs- oder Positionsrelationen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, oder die als Orientierungs- oder Positionsrelationen aufgeführt werden, in denen das Produkt der vorliegenden Erfindung üblicherweise verwendet wird, nur der Einfachheit halber zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung und zur Vereinfachung der Beschreibung dienen und nicht bedeuten oder implizieren, dass die betreffende Vorrichtung oder das betreffende Element eine bestimmte Orientierung aufweisen oder in einer bestimmten Orientierung gebaut und betrieben werden muss.
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Wie in 1 bis 9 dargestellt, stellt die vorliegende Erfindung eine integrierte Kegelradförder- und -Qualitätserfassungsvorrichtung sowie ein Verfahren zu deren Verwendung bereit. Die integrierte Vorrichtung beinhaltet ein Drehgehäuse 1 sowie einen Drehantrieb, um das Drehgehäuse 1 um eine horizontale Achse in Rotation zu versetzen. Acht Detektionsgehäuse 4 sind fest an einem Außenring des Drehgehäuses 1 angebracht und gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet.
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Aus der 2 ist eine rotierende Welle ersichtlich, die in der Mitte des Drehgehäuses 1 befestigt ist. Die Drehwelle ist mit einem Tragrahmen 13 verbunden. Der Drehantrieb besteht aus einem fest mit der Drehwelle verbundenen angetriebenen Zahnrad 14, einem fest mit dem Tragrahmen 13 verbundenen Drehmotor 16 und einem Antriebszahnrad 15, das auf dem Drehmotor 16 angeordnet ist. Das Antriebszahnrad 15 befindet sich im Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 14. Der Durchmesser des Antriebszahnrads 15 ist kleiner als der des angetriebenen Zahnrads 14, wodurch eine Drehzahl-Reduzierung und Drehmomenterhöhung erreicht wird.
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Das Detektionsgehäuse 4 erstreckt sich in radialer Richtung des Drehgehäuses 1, und der Außendurchmesser des Detektionsgehäuses 4 verringert sich graduell vom inneren zum äußeren Ende. Die Länge des Detektionsgehäuses 4 sollte ausreichend lang vorgesehen werden, sodass sich der Durchmesser des Detektionsgehäuses 4 nur langsam verändert. Daher kann der Einfluss der Dicke des Kegelrads 18 vernachlässigt werden, was die genaue Messung unabhängig davon ermöglicht, welches Ende des Kegelrads 18 nach unten zeigt.
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Das äußere Ende des Detektionsgehäuses 4 bezeichnet das weit vom Drehgehäuse 1 entfernte Ende, und das innere Ende des Detektionsgehäuses 4 ist das sich nahe am Drehgehäuse 1 befindliche Ende. Das äußere Ende des Detektionsgehäuses 4 besitzt eine sich verjüngende Form, die am Endpunkt eine scharfe Spitze aufweist, wodurch das Aufschieben/Aufsetzen des Kegelrads auf das Detektionsgehäuse 4 leichter erfolgen kann.
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Das Detektionsgehäuse 4 durchläuft eine Beladestation, eine Prüfstation, eine Vorziehstation, eine Entladestation für unqualifiziertes Produkt und eine Entladestation für qualifiziertes Produkt, und zwar der Reihe nach in Drehrichtung ausgehend vom oberen Ende des Drehgehäuses 1. Die Entladestation für qualifiziertes Produkt befindet sich am unteren Ende des Drehgehäuses 1. Am obersten Ende des Drehgehäuses 1 befindet sich die Beladestation. Beladestation, Prüfstation, Vorziehstation, Entladestation für unqualifiziertes Produkt und die Entladestation für qualifiziertes Produkt sind gleichmäßig verteilt innerhalb eines Bereichs von 180 Grad angeordnet; der zwischen benachbarten Stationen gebildete Winkel beträgt 45 Grad, sodass sich das Drehgehäuse 1 bei jeder Drehung um 45 Grad über einer Station befindet und das Detektionsgehäuse 4 jede Station anfährt, wodurch eine maximale Effektivität des Funktionsablaufs gewährleistet wird.
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Unterhalb der Entladestation für unqualifiziertes Produkt befindet sich ein Behälter 22 für die Aufnahme von unqualifiziertem Produkt, wobei ein nicht den Vorgaben entsprechendes Produkt von der Entladestation für unqualifiziertes Produkt herabfällt und im Behälter 22 für unqualifiziertes Produkt aufgenommen wird.
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Angeordnet unter der Entladestation für qualifiziertes Produkt befindet sich ein Entladeförderband 21; von der Entladestation für qualifiziertes Produkt fällt dieses auf das Entladeförderband 21 und wird dem nächsten Bearbeitungsprozess zugeleitet.
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Im Detektionsgehäuse 4 ist eine Spannvorrichtung angeordnet, die aus dem Detektionsgehäuses 4 herausragen kann und ein auf dem Detektionsgehäuse 4 befindliches Kegelrad 18 zum inneren Ende hin zieht/verschiebt, und zwar durch die Bewegung des Streckelements der Spannvorrichtung.
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Die Spannvorrichtung beinhaltet einen oberen Gleitblock 5 und einen unteren Gleitblock 6, die im Inneren des Detektionsgehäuses 4 gleitend angeordnet sind. Im Inneren weist das Detektionsgehäuse 4 eine zylindrische Bohrung auf. Der obere Gleitblock 5 ist nahe dem äußeren Ende des Detektionsgehäuses 4 angeordnet und liegt gegenüber dem unteren Gleitblock 6. Sowohl der obere Gleitblock 5 als auch der untere Gleitblock 6 haben eine zylindrische Form, die der Innenbohrung des Detektionsgehäuses 4 angepasst ist.
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Zwischen dem oberen Gleitblock 5 und dem unteren Gleitblock 6 sind mindestens zwei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Streckelemente angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Streckelemente vorgesehen und symmetrisch angeordnet, um eine gleichmäßige Zugkraft für das Verschieben des Kegelrads zu gewährleisten.
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Jedes Streckelement beinhaltet eine obere Verbindungsstange 7 und eine untere Verbindungsstange 8. Ein Ende der oberen Verbindungsstange 7 ist gelenkig mit dem oberen Gleitblock 5 verbunden. Ein Scharnierelement steht senkrecht zu einer Achse des Detektionsgehäuses 4. Das andere Ende der oberen Verbindungsstange 7 ist gelenkig mit einem Ende der unteren Verbindungsstange 8 verbunden. Das andere Ende der unteren Verbindungsstange 8 ist gelenkig mit dem unteren Gleitblock 6 verbunden. In einer Seitenfläche des Detektionsgehäuses 4 sind Durchgangslöcher 10 für die Durchführung der oberen Verbindungsstange 7 und der unteren Verbindungsstange 8 ausgebildet. Bei den Durchgangslöchern 10 handelt es sich um Langlöcher, die sich in Längsrichtung des Detektionsgehäuses 4 erstrecken.
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Eine Feder 9 ist am unteren Gleitblock 6 angeordnet, und zwar an einer vom oberen Gleitblock 5 entfernten Seite. Ein Ende der Feder 9 ist fest mit dem Detektionsgehäuse 4 verbunden, das andere Ende der Feder 9 ist fest mit dem unteren Gleitblock 6 verbunden, sodass die Feder 9 drei Zustände aufweist: einen zusammengepressten Zustand, einen gespannten Zustand und einen natürlichen (unbelasteten) Zustand.
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Weiterhin beinhaltet die Spannvorrichtung einen Detektionsluftzylinder 3, mit dem der obere Gleitblock 5 verfahren werden kann. Ein Ende des Detektionsluftzylinders 3 ist mit dem Inneren des Drehgehäuses 1 verbunden, und ein anderes Ende des Detektionsluftzylinders mit dem oberen Gleitblock 5, nach Durchtritt durch den unteren Gleitblock 6. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Teleskopwelle des Detektionsluftzylinders 3 fest mit dem oberen Gleitblock 5 verbunden, und das andere Ende des Detektionsluftzylinders 3 ist mit dem mittig im Drehgehäuse 1 angeordneten Zentralblock 2 verbunden.
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An der Beladestation befindet sich eine Beladevorrichtung für die Aufbringung des Kegelrads 18 auf dem Detektionsgehäuse 4. Die Beladevorrichtung umfasst ein oberhalb der Beladestation befindliches Zuführförderband 17 und eine fest angeordnete Führungsbogenplatte 19. Beim Zuführförderband 17 handelt es sich um ein Förderband, an dessen Ende eine Antriebstrommel angeordnet ist, so dass das Ende des Zufuhrförderbandes 17 eine Bogenform von 180° aufweist.
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Die Führungsbogenplatte 19 befindet sich am Ende des Zuführförderbandes 17 parallel zur Bogenform des Endes des Zuführförderbandes 17. Der Abstand zwischen der Führungsbogenplatte 19 und dem Ende des Zuführförderbandes 17 ist an die Dicke des Kegelrades 18 angepasst, sodass das Kegelrad 18 in der Führungsbogenplatte 19 gleitend geführt wird. Am unteren Ende der Führungsbogenplatte 19 ist eine horizontale Tangentialebene vorgesehen. Seitliche Ablenkplatten sind fest an zwei Seiten der Führungsbogenplatte 19 angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden seitlichen Ablenkplatten entspricht dem Außendurchmesser des Kegelrads 18.
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Weiterhin umfasst die Beladevorrichtung eine fest angeordnete Ablenkplatte 20. Die Ablenkplatte 20 ist vertikal angeordnet und befindet sich unter dem Zuführförderband 17. Zwischen der Ablenkplatte 20 und dem unteren Ende der Führungsbogenplatte 19 wird somit eine Abwurföffnung ausgebildet. Im Verlauf der gleitenden Führung des Kegelrads hin zur Abwurföffnung stößt dieses gegen die Ablenkplatte 20 und verharrt dort kurz, woraufhin es in horizontaler Position durch die Abwurföffnung fällt und auf das Detektionsgehäuse 4 aufgeschoben wird.
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Wie in 4 dargestellt, ist an der Prüfstation ein Entfernungsmesser 12 montiert, der einer Stirnfläche des Kegelrads 18 zugewandt ist. Eine Entfernungsmesser-Befestigungsplatte 11 dient zur Anbringung des Entfernungsmessers 12, mit dessen Hilfe die Position des Kegelrads 18 auf dem Detektionsgehäuse 4 bestimmt wird.
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An der Vorziehstation befindet sich eine Vorziehvorrichtung, mit der das Kegelrad 18 auf dem Detektionsgehäuse 4 zum äußeren Ende gezogen werden kann. Die Vorziehvorrichtung weist einen befestigten Vorzieh-Luftzylinder 23 und einen Vorziehblock 24 auf, der fest mit der Teleskopwelle des Vorzieh-Luftzylinders 23 verbunden ist. Der Vorzieh-Luftzylinder 23 ist an der Vorziehstation parallel zum Detektionsgehäuse 4 angeordnet und befindet sich an der Seitenfläche des Detektionsgehäuses 4.
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Der Vorziehblock 24 hat eine zylindrische Form und ist an seiner Stirnfläche fest mit der Teleskopwelle des Vorzieh-Luftzylinders 23 verbunden. Auf den Vorziehblock 24 ist eine Vorziehplatte 25 aufgeschoben, die sich frei um die Achse des Vorzieh-Luftzylinders 23 drehen kann. Die Vorziehplatte 25 ist kreisförmig und über ein Lager mittig mit dem Vorziehblock 24 verbunden.
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Wie in 8 dargestellt, sind in dem Außenring der Vorziehplatte 25 mehrere gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Klemmnuten ausgebildet. Jede Klemmnut ist an ein Detektionsgehäuse 4 angepasst. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Klemmnuten bogenförmig und die Mittelpunktswinkel der Klemmnuten betragen 120 Grad bis 160 Grad. Die Klemmnuten sind koaxial zu den Außenringen der Detektionsgehäuse 4. Es sind sechs Klemmnuten vorgesehen. Wenn sich das Detektionsgehäuse 4 nach unten bewegt, wird die Vorziehplatte 25 mit den benachbarten Klemmnuten nach unten gedrückt, so dass sich die Vorziehplatte 25 dreht und die Klemmnuten in den Außenring des Detektionsgehäuses 4 eingreifen; anschließend wird das Kegelrad durch das Ausfahren und Zurückziehen des Vorzieh-Luftzylinders 23 zum äußeren Ende gezogen, und dieser geht dann in Ausgangsstellung.
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Ein Verfahren zur Verwendung der integrierten Kegelradförder- und -Qualitätserfassungsvorrichtung umfasst die folgenden Schritte:
- a. Das Kegelrad wird mit Hilfe des Zuführförderbandes hin zu einer Position zwischen Führungsbogenplatte und dem Ende des Zuführförderbands transportiert; es erfolgt der Abwurf/Fall des Kegelrads durch Schwerkraft, Gleiten des Kegelrads entlang einer Innenseite der Führungsbogenplatte, Umdrehen und schließlich Anhalten an der Ablenkplatte; das Kegelrad fällt durch die Abwurföffnung zwischen Ablenkplatte und unterem Ende der Führungsbogenplatte und wird auf dem Detektionsgehäuse an der Beladestation platziert bzw. auf dieses aufgeschoben;
- b. Der obere Gleitblock wird durch den Detektionsluftzylinder zum inneren Ende hin bewegt, sodass der zwischen der oberen Verbindungstange und der unteren Verbindungstange befindliche Scharnierbereich aus dem Detektionsgehäuse herausragt; wenn der obere Gleitblock mit dem unteren Gleitblock zusammenstößt, bewegen sich die obere Verbindungsstange und die untere Verbindungsstange gemeinsam zum inneren Ende hin und ziehen das Kegelrad in Richtung inneres Ende, und gleichzeitig werden das Detektionsgehäuse und das Kegelrad durch Rotation des Drehgehäuses zur Prüfstation verfahren;
- c. Ob der Innendurchmesser des Kegelrads den Vorgaben entspricht oder nicht, kann durch Messen der Position des Kegelrads durch den an der Prüfstation angeordneten Entfernungsmesser festgestellt werden, und anschließend werden das Detektionsgehäuse und das Kegelrad weiter zur Vorziehstation verfahren;
- d. Das Bewegen des Kegelrads in Richtung des äußeren Endes erfolgt durch die Vorziehvorrichtung, so dass ein Spalt zwischen der Innenbohrung des Kegelrads und dem Detektionsgehäuse bestehen bleibt, und ferner werden die obere Verbindungsstange und die untere Verbindungsstange zum äußeren Ende hin durch den Detektionsluftzylinder bewegt;
- e. Das Detektionsgehäuses mit dem Kegelrad wird zur Entladestation für unqualifiziertes Produkt und der Entladestation für qualifiziertes Produkt durch Rotation des Drehgehäuses verfahren; der obere Gleitblocks wird weiter in Richtung des äußeren Endes bewegt, wenn das Detektionsgehäuse zur Entladestation für unqualifiziertes Produkt verfährt, weil die Größe der Innenbohrung des Kegelrads nicht den Vorgaben entspricht; hierdurch wird bewirkt, dass sich der obere Gleitblock vom unteren Gleitblock unter der Wirkung einer Zugkraft der Feder entfernt, sodass sich das aus oberer Verbindungsstange und unterer Verbindungsstange zusammensetzende Scharnierelement in das Detektionsgehäuse einfügt, woraufhin das Kegelrad in die Entladestation für unqualifiziertes Produkt fällt; und
- f. Wenn die Größe der Innenbohrung des Kegelrads den Vorgaben entspricht, wird beim Verfahren des Detektionsgehäuses zur Entladestation für qualifiziertes Produkt der obere Gleitblock durch den Detektionsluftzylinder weiter zum Außenende hin bewegt; hierdurch erfolgt die Trennung des oberen Gleitblocks vom unteren Gleitblock unter Wirkung der Zugkraft der Feder, sodass das aus oberer Verbindungsstange und unterer Verbindungsstange bestehende Scharnierelement sich in das Detektionsgehäuse einfügt und das Kegelrad in die Entladestation für qualifiziertes Produkt abgeworfen wird.
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Die vorstehend aufgeführte Beschreibung ist keinesfalls nur auf die oben genannten Beispiele beschränkt. Technische Merkmale, die in der vorliegenden Erfindung nicht beschrieben sind, können durch Verwendung oder Übernahme des Standes der Technik, auf den hier nicht näher eingegangen wird, realisiert werden. Die obigen Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen dienen lediglich zur Veranschaulichung der technischen Lösungen der vorliegenden Erfindung und stellen keinesfalls Beschränkungen/Limitierungen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen im Detail beschrieben. Diejenigen, die mit dem Stand der Technik in normalem Umfang vertraut sind, sollten verstehen, dass die von denjenigen, die sich mit dem Stand der Technik auskennen, vorgenommenen Änderungen, Modifikationen, Ergänzungen oder Ersetzungen ebenfalls in den Schutzbereich der Ansprüche der vorliegenden Erfindung fallen, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
