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1. (WO1992010417) TRANSPORTSYSTEM MIT GETAKTETEM VORSCHUB
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Transportsystem mit σetaktetem Vorschub

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Transportsystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Transportsystem ist durch die DE-AS 15 56 149 bekannt. Das dort beschriebene Transportsystem ist zur Beschickung einer kontinuierlich arbeitenden Reinigungsanlage für Werkstücke vorgesehen. Es hat einen Kettenförderer mit nockenartigen Abstandshaltern, welche die Werkstücke, die gereinigt werden sollen, zwischen sich einschließen. Zum schrittweisen Bewegen des Kettenförderers dient ein Klinkenschaltrad mit Kurbelantrieb. Ein Kurbelarm mit Schaltklinke ist gegenüber den Zähnen des Schaltrads derart angeordnet, daß die Beschleunigung des Schaltrads in der Anfangsphase einer 90-Grad-Drehung sanft ansteigt und in der Endphase allmählich bis zum Stillstand des Rades abfällt. Bei diesem bekannten Transportsystem ist der Taktzyklus durch die konstruktive Gestaltung des Klinkenschaltrades festgelegt. Eine flexiblen Steuerung des Taktzyklus ist nicht möglich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Transportsystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit mechanisch einfachen Aufbau ein schneller Taktvorschub realisiert wird, dessen Taktzyklus mit geringem Steuerungsaufwand jederzeit variiert werden kann. Der Taktförderer kann dadurch problemlos in ein flexibles TransferSystem für vollautomatische Montage- und/oder Werkstückbearbeitungslinien integriert werden. Durch die Verbindung des mechanischen Schrittgetriebes, welches die Vorschubbewegung des Werkstückträgers realisiert, mit den Signalgebern, die das Bearbeitungsende in der Bearbeitungsstation registrieren und damit den Taktzyklus bestimmen, kann der Taktförderer jeder Bearbeitungszeit der Bearbeitungsstation angepaßt werden. Dies ermöglicht hohe Transportgeschwindigkeiten und eine auf die Bearbeitungszeit optimal abgestimmte Taktzeit.

Durch die in den Unter nsprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Transportsystems möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß erst bei der Registrierung der Abwesenheit des Werkstückträgers am Auslauf des Taktförderers ein neuer Taktzyklus einsetzt. Dadurch werden Crash-Situationen am Auslauf des Taktförderer vermieden. Die Einbeziehung des Einlaufe des Taktförderers in die Steuerung des Taktzyklus bietet weiterhin den Vorteil, daß bei jedem Taktzyklus ein mit einem Werkstück beladener Werkstüc träger erfaßt wird. Eine besonders geeignete Konstruktion zur Realisierung des Taktvorschubs besteht darin, daß als Schrittgetriebe ein Scheibenkurvengetriebe eingesetzt wird und der Antrieb des Scheibenkurvengetriebes im Rastwinkel der Kurvenscheibe außer Kraft gesetzt ist. Der Taktvorschub ist bei hoher Transportgeschwindigkeit stoß- und ruckfrei. Das Zusammenwirken des Kurvenscheibengetriebes mit dem Signalgeber zum Abschalten des Antriebs des Kurvenscheibengetriebes ermöglicht eine hohe Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung der mit Werkstücken beladenen Werkstückträger in der Bearbeitungsstation. Die Zwischenschaltung eines weiteren Getriebes zwischen der Abtriebswelle des Scheibenkurvengetriebes und der Antriebswelle des Taktförderers gestattet. Werkstückträger mit unterschiedlichen Längenabmessungen zu transportieren. Dabei müssen lediglich die auf dem Transportband aufgebrachten Nocken auf die Werkstückträgerlänge angepaßt werden. Die in die Kraftübertragung von Scheibenkurvengetriebe zum Taktförderer zwischengeschaltete drehmomenteneinstellbare Durchrastkupplung schützt den Antrieb vor Beschädigung im Falle einer Störung. Die Geschwindigkeit des Taktvorschubs läßt sich variieren durch den Einsatz eines Frequenzumformers zur Drehzahl nderung des Drehstrommotors, durch den Einsatz eines Verstellgetriebes anstelle des
Schneckengetriebes oder durch Änderung der Getriebeübersetzung des Schneckengetriebes .

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Figur 1 das Transportsystem als einen Ausschnitt einer Transferlinie in einer Draufsicht, Figur 2 eine Seitenansicht eines Taktförderers in Förderrichtung, Figur 3 den Einlauf und den Auslauf des Taktför-derers in Draufsicht und Figur 4 das Weg-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdiagramm eines Scheibenkurvengetriebes.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Figur 1 dargestellte Transportsystem besteht aus einer Hauptförderstrecke 10, einer Zubring-Förderbahn 12, einem TaktfOrder 11 und einer Abf hr-Förderbahn 13. Mehrere solcher Transportsysteme können in vorgegebenen Abstand voneinander entlang der Hauptförder- strecke 10 angeordnet sein. Die Verbindung zwischen Hauptförder- strecke 10 und Taktförderer 11 erfolgt am Einlauf mittels der Zu- bring-Förderbahn 12 und am Auslauf mit der Abführ-Förderbahn 13, die beide rechtwinklig zur Hauptförderstrecke 10 verlaufen. An den Verbindungsstellen der einzelnen Förderbahnen befinden sich Beladezonen 51 bis 54. Die Beladezonen 51 bis 54 sind mit nicht näher dargestellten Hub-Quereinheiten 61 bis 64 ausgerüstet, deren Funktion darin besteht, den Werkstückträger 18 unter Beibehaltung seiner Orientierung von der ankommenden Förderbahn auf die dazu rechtwinklig angeordnete Förderbahn zu übergeben. Jede Förderbahn 10, 11, 12, 13 verfügt über einen eigenen Antrieb 30, 60, 70, wobei der Antrieb der Hauptförderstrecke 10 nicht dargestellt ist.

Es ist aber auch denkbar, daß die Zubring-Förderbahn 12 und die Abführ-Förderbahn 12 in Richtung des Taktförderers 11 angeordnet sind.

Im Bereich des Taktförderers 11 befinden sich eine Bearbeitungsstation 14 zum Bearbeiten, Montieren oder Prüfen von Werkstücken. Die nicht dargestellten Werkstücke werden der Bearbeitungsstation in zur lagerichtigen Aufnahme derselben ausgestatteten Werkstückträgern 18 nacheinander mittels des Taktförderer 11 zugeführt. Dabei können entlang des Taktförderers 11 auch mehrere Bearbeitungsstationen 14 hintereinander angeordnet sein, die entweder die gleiche Bearbeitungsdauer aufweisen oder die Taktzeit des Taktförderers 11 auf die Bearbeitungsstation mit der längsten Bearbeitungsdauer abgestimmt ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Förderbahnen 10, 11, 12, 13 als Doppelgurt-Förderer ausgeführt. Auf die Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise einen Doppelgurt-F.rderers wird in der vorliegenden Beschreibung verzichtet, da dieser dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.

Der Taktförderer 11 ist parallel in einen Abstand von der Hauptför-derstrecke 10 angeordnet und als in eine Transferlinie im Bereich von Bearbeitungsstationen einsetzbare Modul ausgebildet. Gemäß Fig 2 und 3 weist der Taktförderer 11 einen Antrieb 30, beispielsweise ein gebremster Drehstrom-Elektromotor, ein Schneckengetriebe 31 und ein Scheibenkurvengetriebe 32 auf. Das Scheibenkurvengetriebe 32 verwendet eine Kurvenscheibe mit dem in Figur 4 dargestellten Bewegungsverlauf 46, Geschwindigkeitsverlauf 47 und Beschleunigungsverlauf 48. Die Kurvenscheibe weist einen bei 300° einsetzenden Rastverlauf 49 auf.

Figur 2 ist dargestellt, daß der Doppelgurt-Förderer 40 des Taktförderers 11, der Antrieb 30, das Schneckengetriebe 31 und das Scheibenkurvengetriebe 32 an einem Gestell 16 angeschraubt sind. Es ist auch denkbar, den Taktförderer 11 als Baugruppe ohne Gestell an vorhandene Einrichtungen oder an beliebige Gestelle anzubauen.

Der Doppelgurtförderer 40 besitzt zwei Gurtbänder 41, die über je ein Umlenkrollenpaar 42, 43 laufen. Das Rollenpaar 43 ist mit einer Antriebswelle 39 fest verbunden. Die Umlenkrollenpaare 42 und 43 sind als Zahnrollen ausgebildet. Die beiden Gurtbänder 41 bestehen aus Zahnriemen, die mit den Verzahnungen die Zahnrollen kämmen.

Die Gurtbänder 41 sind auf ihrer der Verzahnung gegenüberliegenden Seite mit Nocken 19 bestückt, welche die Werkstückträger 18 zwischen sich einschließen. Jeder Nocken 19 erfüllt zwei Funktionen. Er dient zum einen als Mitnehmer für einen auf dem Taktförderer 11 befindlichen Werkstückträger 18 und zum anderen als Anschlag für den in Förderrichtung folgenden Werkstückträger. Dies ermöglicht kleinste, durch die Nockenbreite vorgegebene Abstände zwischen den einzelnen Werkstückträgern. Die Nocken 19 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Gurtbänder 41. Es ist auch möglich, Gummi- oder Kunststoffnocken auf die Gurtbänder 41 aufzuvulkanisieren oder aufzukleben. Außerdem könnten als Nocken die beiden Gurtbänder 41 miteinander verbindende Stege, Schienen oder dgl. verwendet werden. Wichtig ist jedoch, daß die Nocken der beiden Gurtbänder in Förderrichtung auf gleicher Höhe angeordnet sind.

Die Kraftübertragung vom Scheibenkurvengetriebe 32 zum Doppelgurt- förderer 40 erfolgt mittels eines weiteren Zahnriemengetriebes 34, 35, 36. Aus Figur 2 geht hervor, daß vom Scheibenkurvengetriebe 32 seitlich jeweils eine Antriebswelle 37 und eine Abtriebswelle 38 herausragt. Auf der Antriebswelle 37 ist ein Steuernocken 25 befestigt, der sich mit der Antriebswelle 37 dreht. Auf der Abtriebswelle 38 ist ein Zahnriemenrad 34 aufgefl nscht. Die Antriebswelle 39 des Doppelgurtforderers 40 ist ebenfalls mit einem Zahnriemenrad 35 verbunden. Dir Zahnriemenräder 34 und 35 sind von einem Zahnriemen 36 umschlungen. In den Kraftschluß zwischen Abtriebswelle 38 und Zahnriemenrad 34 ist eine drehmomenteneinstellbare Durchrastkupplung 33 geschaltet, die den Antrieb 30 vor Überlastung schützt. Durch eine Veränderung der Übersetzung der Zahnriemenräder 34, 35 läßt sich der Hub des Taktvorschubs variieren. Damit ist es möglich. Werkstückträger mit unterschiedlichen Längenabmessungen zu transportieren. Dabei irfuß jedoch der Abstand der Nocken 19 entsprechend dem Hub des Taktvorschubs geändert werden.

Der an der Antriebswelle 37 des Scheibenkurvengetriebes 32 angeordneter Steuernocken 25 stellt einen ersten Signalgeber 21 dar, der zwei induktiven Endschalter 26, 27 bedämpft. Der Endschalter 26 ist so positioniert, daß der Antrieb 30 nach Erreichen von 300° der Umdrehung des Antriebs des Scheibenkurvengetriebes 32 abgeschaltet wird. Diese Position kennzeichnet gleichzeitig den Beginn des Rastverlaufs 49 der Kurvenscheibe des Scheibenkurvengetriebes 32. Der zweite Endschalter 27 überwacht die Lage des Steuernockens 25 innerhalb des Rastverlaufs 49. Ist der zweite Endschalter 27 nicht vom Steuernocken 25 bedmpft, hat sich der Taktvorschub über seinen vorgeschriebenen Hub hinaus bewegt. In diesen Fall erfolgt eine Fehlermeldung und ein weiterer Taktvorschub wird unterbunden. Ein zweiter Signalgeber 22 ist mit der Bearbeitungsstation 14 gekoppelt und liefert ein Signal sobald die Einwirkung der Bearbeitungsstation 14 auf das auf dem Werkstückträger 18 positionierte Werkstück beendet ist und der Werkstückträger 18 in seiner Ausgangsposition auf dem Doppelgurt-Förderer 40 liegt. In den meisten Fällen ist die Bearbeitungsstation 14 mit einer nicht dargestellten Hub-Positioniereinheit ausgerüstet, die den Werkstückträger 18 zwecks Entlastung des Doppelgurtf rderers 40 von den Gurtbändern 41 abhebt und in bezug auf die Bearbeitungsstation 14 in eine exakt positionierte Lage bringt. Bei Verwendung einer Hub-Positioniereinheit ist es zweckmäßig, den zweiten Signalgeber 22 mit der Hub-Positioniereinheit derart zu koppeln, daß er ein Signal liefert, sobald die Hub-Positioniereinheit in die Ausgangslage zurückgekehrt ist. Am Auslauf des Taktförderers ist ein dritter Signalgeber 23 und am Eingang des Taktförderers ein vierter Signalgeber 24 angeordnet. Der Signalgeber 23 ist so eingestellt, daß er bei Abwesenheit des Werkstückträgers 18 ein Signal liefert. Der am Einlauf des Taktförderers 11 positionierte vierte Signalgeber 24 liefert bei Anwesenheit eines Werkstückträgers 18 sein Signal (Figur 1).

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Anordnung lassen sich die entlang der Hauptförderstrecke 10 kontinuierlich transportierten Werkstückträger 18 taktabhängig einer oder mehrerer Bearbeitungsstationen 14 zuführen. Der auf der HauptTförderstrecke 10 befindliche Werkstückträger 18 wird im Bereich der Beladezone 51 von einer ersten Hub-Quereinheit 61 auf die angrenzende Zubring-Förderbahn 12 überführt. Die Zubring-Förderbahn 12, die die Verbindung zwischen der Hauptförderstrecke 10 und dem Taktförderer 11 darstellt, weist vor dem Einlauf des Taktförderers 11 einen Vereinzeier 17 auf. Der Vereiπzeler 17 wirkt mit einer seitlich an der Förderbahn angebrachten Wippe 28 zusammen. Erst wenn die als Kontrolleinrichtung wirkende Wippe 28 signalisiert, daß im Einlauf der Beladezone 52 des Taktförderer 11 kein Werkstückträger 18 plaziert ist, gibt der Vereinzeier den nächsten Werkstückträger frei.

Der vereinzelte Werkstückträger 18 wird nun, sobald der Einlauf des Taktförderers 11 freigegeben ist, mittels einer zweiten Hub-Quereinheit 62 in die zweite Beladezone 52 gebracht. Die Wippe 28 dient dabei zusätzlich als Kontrolleinheit. Erst wenn der Werkstückträger die Wippe 28 passiert hat und sich die Wippe 28 wieder in der Ausgangslage befindet, und der Signalgeber 24 bedämpft ist, ist dies ein Signal dafür, daß der Werkstückträger 18 auf dem Doppelgurtförderer 40 des Taktförderers 11 zwischen den Nocken 19 exakt positioniert ist. Der Werkstückträger 18 ist nun zwischen je zwei Nocken eingeschlossen, die ihn ihre genaue Positionierung auf den Gurt-bändern 41 vorgeben.

Gleichzeitig mit der Positionierung eines Werkstückträgers 18 im Einlauf des Tak'tförderers 11 erfolgt im Auslauf des Taktförderers 11 eine Abgabe eines Werkstückträgers 18 aus der Beladezone 53 zur Abführ-Förderbahn 13. Die Übergabe zur Abführ-Förderbahn 13 erfolgt mittels einer dritten Hub-Quereinheit 63. Um einen Stau im Bereich der Abführ-Förderbahn 13 zu vermeiden, ist seitlich an der Abführ-Förderbahn 13 eine ebenfalls als Wippe ausgeführte Kontrolleinrichtung 29 angebracht, die auf die Anwesenheit eines Werkstückträgers 18 reagiert. Erst wenn die Kontrolleinrichtung 29 signalisiert, was gleichbedeutend damit ist, daß kein Werkstückträger 19 sich in der zur Beladezone 53 angrenzenden Zone der Abführ-Förderbahn 12 aufhält, wird die dritte Hub-Quereinheit 63 aktiviert, um einen Werkstückträger 18 vom Taktförderer 11 auf die Abführ-Förderbahn 13 zu überführen. In der Beladezone 54 zwischen Abführ-Förderbahn 13 und Hauptförderstrecke 10 ist eine weitere Hub-Quereinheit 64 vorgesehen, die die Werkstückträger 18 von der Abführ-Förderbahn 13 zum Abtransport auf die Hauptförderstrecke 10 weiterleitet.

Es sei angenommen, daß die Bearbeitung des auf dem in der Bearbeitungsstation 14 positionierten Werkstückträger 18 befindlichen Werkstücks gerade abgeschlossen ist. Ein daraufhin, wie bereits beschrieben, von der Bearbeitungsstation 14 abgegebenes Signal schaltet den Elektromotor 30 ein, welcher über das Schneckengetriebe 31, das Scheibenkurvengetriebe 32 und das Zahnriemengetriebe 34, 35, 36 die Antriebswelle 37 des Doppelgurtförderers in Pfeilrichtung von Figur 1 antreibt. Der Schalter für den Elektromotor 30 ist mit einer nicht dargestellten Blockierschaltung versehen, welche ein Einschalten nur dann erlaubt, wenn zusätzlich zu der Signalisierung des Bearbeitungsendes durch den Signalgeber 22 der in der Beladezone 53 positionierte Signalgeber 23 anzeigt, daß im Bereich dieser Beladezone kein Werkstückträger 18 positioniert ist. Damit ist ausgeschlossen, daß es innerhalb des Taktförderers 11 zu einer Crash-Situation kommt. Die Kopplung der Signale der beiden Signalgeber 22 und 23 erfolgt dabei mittels einer üblichen UND-Verknüpfung. Weiterhin sieht die Erfindung vor, ein weiteres Signal zu nutzen, welches der Signalgeber 24 liefert, wenn die Beladezone 52 am Einlauf des Taktförderers mit einem Werkstückträger 18 beladen ist.

Das Signal des Signalgebes 24 wird mit den Signalen der Signalgeber 22 und 23 mittels einer UND-Verknüpfung verbunden. Diese Schaltung dient dazu, daß ein Taktvorschub 11 nur dann initiiert wird, wenn sowohl der Auslauf des Taktförderers 11 frei ist als auch im Einlauf des Taktförderers 11 ein Werkstückträger 18 positioniert ist. Damit ist gewährleistet, daß lückenlos Werkstückträger 18 der Bearbeitungseinheit 14 zugeführt werden.

Sofern die von den Signalgebern 22, 23 und 24 gelieferten Signale anliegen, wird also der Elektromotor 30 eingeschaltet und der Taktvorschub vom Scheibenkurvengetriebe 32 realisiert. Sobald der Bewegungszyklus der Kurvenscheibe den Rastverlauf 49 erreicht hat, schaltet der auf der Antriebswelle 78 des Scheibenkurvengetriebes 32 positionierte Steuernocken 25 den Elektromotor 30 aus, wobei es durch die Verwendung eines gebremsten Drehstrom-Elektromotors nicht zu einem Nachlauf kommt. Der Bewegungsverlauf der Kurvenscheibe und das Übersetzungsverhältnis des Zahnriemengetriebes 34, 35, 36 gibt den Hub des Taktvorschubs an. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt ein Hub eines Taktvorschubs die Länge eines Werkstückträgers 18 zuzüglich einer Nockenbreite eines Nockens 19.

Die zwischen Abtriebswelle 38 des Scheibenkurvengetriebes 32 und der Antriebswelle 38 des Doppelgurtf rderers 40 zwischengeschaltete drehmomen enabhängige Durchrastkupplung 33 dient zur zusätzlichen Sicherheit, um bei Versagen eines Signalgebers eine Crash-Situation innerhalb des Taktförderers 11 zu vermeiden und somit den Elektromotor 30 vor Überlastung zu schützen.