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Die Erfindung betrifft allgemein
Fördersysteme
bei der Verwendung von Herstellungsvorgängen, wie automatisierten Montagesystemen
oder Werkzeugmaschinenladevorgängen.
Verbesserte Träger sind
mit einem Puffer versehen, welcher Bremsfähigkeiten aufweist, um den übertragenen
Stoß zu
reduzieren, wenn ein sich bewegender oder ankommender Träger auf
einen stationären
oder sich in der Schlange langsam bewegenden Träger in einem Fördersystem
auftrifft. Der Puffer nach der vorliegenden Erfindung ist derart
montiert, dass er verschwenken kann, wenn ein Träger in einem Fördersystem
eine Biegung durchfährt.
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HINTERGRUND
UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Automatisierte Fördersysteme für die Montage
von Produkten sind allgemein bekannt. Ein Beispiel eines Schienensystems,
bei welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist in dem
U.S. Patent Nr. 5,447,220 gezeigt und beschrieben. Die vorliegende
Erfindung befaßt
sich mit nicht synchronen Montagesystemen und insbesondere mit dem
Problem, welches auftritt, wenn ein sich bewegender Träger auf
einen stehenden oder in der Warteschlange befindlichen Träger auf
einer Förderschiene
auftrifft. Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes System,
welches die Kollision zwischen zwei Trägern dämpft, wodurch der auf die oben
auf den Trägern
angeordneten Produkte übertragene
Stoß verringert
wird. Die vorliegende Erfindung enthält einen verschwenkbaren Puffer,
welcher die Fähigkeit
eines Trägers,
in einem Fördersystem
Kur ven zu fahren, verbessert, ohne dass die Gefahr besteht, dass
er sich in dem Falle verkeilt, dass ein Aufeinandertreffen auftritt,
wenn zwei Träger
nicht miteinander fluchten.
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Werkstücke werden durch Träger von
Stufe zu Stufe in einem Montagesystem transportiert, welche in einer
Schiene oder Fahrspur oben auf dem Förderer oder der Förderkette
fahren. In einem synchronen Montagesystem werden das Werkstück und der
Träger
durch jede Stufe des Montageprozesses hindurch bewegt und bewegen
sich nicht zur nächsten
Stufe, bis die restlichen Werkstücke
ebenfalls fertig sind, um zur nächsten
Stufe weiterbewegt zu werden (d.h. jedes Werkstück ist mit den anderen Werkstücken synchronisiert).
Folglich hält
der Förderer
in sychronisierten Montagesystemen an, nachdem jedes Werkstück an seiner
entsprechenden Bearbeitungsstufe angelangt ist und die Stufe oder
Aufgabe, welche die größte Zeit
erfordert, begrenzt die Geschwindigkeit, mit der alle anderen Aufgaben
oder Stufen abgeschlossen werden, da der Förderer seine Vorwärtsbewegung
nicht wieder aufnimmt, bis alle Werkstücke einschließlich des
Werkstücks
an der langsamsten Stufe bereit sind, zur nächsten Stufe fortzuschreiten.
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Im Gegensatz hierzu bewegt sich in
nicht synchronisierten Montagesystemen der Förderer kontinuierlich vorwärts. Langsamere
Aufgaben werden in multipler Form durch Verwendung von Kombinationen
von Teilungsmodulen oder Teilungsabschnitten durchgeführt. An
einem Teilungsabschnitt werden die Träger von dem Hauptförderer auf
Nebenspuren geleitet, so dass die langsame Aufgabe an einer Anzahl
von Werkstücken
auf dem Fördersystem
gleichzeitig durchgeführt
werden kann. Teilungsabschnitte sind derart konstruiert, dass sie
die Werkstücke,
an denen die langsamste Aufgabe beendet wurde, auf den Förderer bei
der Fördergeschwindigkeit
oder einer Geschwindigkeit zurückschicken,
mit welcher sich die Hauptförderkette
bewegt. Nachdem eine langsamere Aufgabe beendet wurde, wird das
Werkstück
auf die Hauptförderkette mittels
eines Einfädelmoduls
zurückgeführt. Eine langsamere
Montageaufgabe kann außerdem
dadurch durchgeführt
werden, indem das Werkstück und
der Träger
physisch von dem Förderer
entfernt werden, die Aufgabe durchgeführt wird und das Werkstück und der
Träger
auf den Förderer
zurückgeleitet
werden, wo dann das Werkstück
und die Träger
durch den sich bewegenden Förderer
zur nächsten
Stufe transportiert werden. Da die Werkstücke und die Träger von
der Hauptförderkette
entweder durch physische Verschiebung oder durch Abzweigen der Werkstücke auf
Teilungsabschnitte entfernt werden, stellen die langsamen Aufgaben,
welche erfüllt
werden müssen,
keinen begrenzenden Faktor für den
Durchsatz des Systems dar.
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In manchen Situationen können sich
eine Anzahl von Trägern
bei einer Arbeitsstation anhäufen,
an welcher eine Aufgabe durchgeführt
wird. Während
ein ankommender Träger
angelangt, kommt er in Eingriff mit einem stehenden oder sich langsamer
in der Warteschlange bewegenden Träger vor ihm auf der Förderschlange.
Um diese Situation zu berücksichtigen,
kann ein Pufferanschlag stromaufwärts der Arbeitsstation verwendet
werden, um den Rückstau
zu entlasten, welcher durch die ankommenden Träger verursacht wird. Ein Warteschlangenpuffer
kann ebenfalls verwendet werden, um die Träger an der Arbeitsstation dagegen
zu schützen,
dass sie durch einen ankommenden Träger angeschlagen oder angestoßen werden,
da Kollisionen zwischen Trägern
zur Vernichtung kinetischer Energie führen, welche die auf den Trägern angeordneten
Werkstücke
verschieben kann oder sogar die Durchführung der Aufgabe an der Arbeitsstation
unterbrechen kann.
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Das U.S. Patent Nr. 5,372,240 (im
folgenden das "'240-Patent" genannt) zeigt ein Fördersystem, zu welchem die
vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstellt. Wenn der in dem
System verwendete flexible Ring in Eingriff mit einem ankommenden Träger gelangt,
wird der Ring gleichzeitig in der Längsrichtung (oder Vorwärts-Rückwärts-Richtung) zusammengedrückt und
expandiert in der seitlichen (oder Seite zu Seite-) Richtung. Die
seitliche Expansion des Ringes des '240-Patentes bewirkt, dass der Ring
in Eingriff mit den aufrechtstehenden Seitenwandungen des Schienenquerschnitts
oder des Tragrahmens, welcher den Träger aufnimmt, gelangt. Der
reibungsgemäße Eingriff
des Rings gegen die Seitenwandungen der Spur hält den in der Warteschlange
befindlichen Träger
an seinem Ort; die kraftabsorbierende Fähigkeit des flexiblen Rings
und seine Fähigkeit,
Stoßkräfte nach
außen
in Richtung der Seitenwandung des Lagers der Träger abzuleiten, wird wirksam,
um die in der Warteschlage befindlichen Träger beim Eingriff mit dem ankommenden Träger abzubremsen.
Da ferner der Ring flexibel und federnd ist, wird der Ring selber
als Stoßdämpfer wirksam
und verringert den Stoß,
welcher durch die Kollision des angelangenden Trägers mit dem stehenden Träger erzeugt
wird und verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Werkstücke entweder
an dem in der Warteschlange befindlichen Träger oder dem ankommenden Träger verschoben
werden.
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In Abhängigkeit von dem Radius der
Kurve in Biegungen des Fördersystems
kann bei dem '240-Patent die darin beschriebene Pufferkonfiguration
dazu führen,
dass Träger
sich ineinander verfangen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, zu gewährleisten,
dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann, dass
sich ein Träger in
den Kurven der Förderschiene
verklemmen kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
eines Trägers
gemäß Anspruch
1 bzw. ein Schienensystem gemäß Anspruch
8 gelöst.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind in den jeweils nachfolgenden
Unteransprüchen
angegeben.
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Zusätzlich zur Lösung der
gestellten Aufgabe wird der Vorteil erzielt, dass die Schwenkbewegung
des Lagers für
den Pufferring das Ausrichten der durch den Ring aufgefangenen Stoßkräfte unterstützt, so
dass eine geringe Exzentrizität
mit den durch den Pufferring aufgefangenen Stoßkräften verbunden ist. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die auf das hintere Lager eines sich
nicht bewegenden Trägers
ausgeübten
Stoßkräfte allgemein
längs einer
Längsachse
eines derartigen Pufferlagers eingeleitet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung ist in den beiliegenden
Zeichnungen veranschaulicht, in welchen zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf einen Träger
nach der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht des Trägers gemäß 1 in Längsrichtung;
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Hinterabschnitts des Trägers
gemäß 1;
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4 eine
Draufsicht eines Kurvenabschnitts einer Schiene, welche einen Träger in einer Anzahl
von Positionen beim Durchlaufen der Kurve zeigt;
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5 eine
Draufsicht des unteren Teils der auf der Hinterseite eines Trägers nach
der vorliegenden Erfindung verwendeten Scheibe;
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6 eine
Schnittansicht der Scheibe gemäß 5 längs der Linie VI-VI von 5;
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7 eine
Draufsicht des Pufferrings, der bei der praktischen Ausführung der
Erfindung verwendet wird;
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8 eine
Schnittansicht längs
der Linie VIII-VIII von 7;
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9 eine
Draufsicht des oberen Teils der auf der Hinterseite eines Trägers nach
der vorliegenden Erfindung verwendeten Scheibe;
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10 eine
Schnittansicht der Scheibe gemäß 5 längs der Linie X-X von 5 und
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11 eine
perspektivische Ansicht der Bauteile eines Puffers, welcher auf
der Rückseite
eines Trägers
nach vorliegender Erfindung verwendet wird, in auseinandergezogener
Darstellung.
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12 und 13 sind eine Draufsicht bzw.
Endansicht einer Kombination einer Palette und Schiene, welche zeigen,
wie eine Palette nach der vorliegenden Erfindung durch eine fernbediente
Palettenstoppanordnung angehalten wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die gleichen Bezugszeichen werden
verwendet, um gleiche Teile in den Figuren der Zeichnungen in der
folgenden Beschreibung zu bezeichnen.
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1 zeigt
eine Draufsicht einer Palette 15, welche mit einem Puffer
nach vorliegender Erfindung ausgestattet ist. Die Palette 15 weist
ein Vorderende 16 und ein Hinterende 17 auf. Ein
Ring 28 erstreckt sich von einer hinteren Trägerführung 22,
die an dem Hinterende 17 angebracht ist, nach hinten. Der
Ring 28 ist in einem Pufferlager 24 gehalten.
Eine obere Platte 26 ist zwischen dem Pufferlager 24 und
der Palette 15 angeordnet. Die obere Platte 26 zusammen mit
dem Pufferlager 24 und dem Ring 28 bilden die hintere
Trägerführung 22.
Die vordere Trägerführung 21 ist
von üblicher
Konstruktion und enthält
eine Gleitplatte 20. Die vordere Trägerführung 21 und die hintere
Trägerführung 22 sind
an der Unterseite 19 der Palette 15 befestigt.
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Wie am besten aus den 2 und 3 ersichtlich, trägt das Pufferlager 24 einen
Stift 32, welcher in einer in der Oberfläche des
Pufferlagers 24 ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist.
Der Ring 28 und das Pufferlager 24 sind bezüglich der
Oberplatte 26 in der Palette 15 drehbar. Die obere
Platte 26 ist nicht drehbar an der Unterseite der Palette 15 befestigt.
Ein Träger 42,
welcher sich von der Oberfläche der
oberen Platte 26 nach oben erstreckt, paßt in eine
längliche
Ausnehmung, die in der Unterseite 19 der Palette 15 ausgebildet
ist, um eine Drehung der oberen Platte 26 zu verhindern.
Das Pufferlager 24 und der Ring 28 sind jedoch
gemeinsam bezüglich der
oberen Platte 26 und der Palette 15 drehbar. Ein mit
Schulter versehener Bolzen 34 ist dicht in eine Gewindebohrung 41 eingeschraubt,
welche zentral in der Oberfläche
des Pufferlagers 24 ausgebildet ist. Die Schulter an dem
Bolzen 34 paßt
dicht gegen die Oberfläche
der Fassung 40 auf dem Pufferlager 24. Der Kopf
des Bolzens 34 paßt
jedoch lose in die Ausnehmung 36, die in der Oberfläche der
Palette 15 ausgebildet ist, um dadurch die freie Drehung
des Pufferlagers 24 des Rings 28 und des Bolzens 34 bezüglich der
Palette 15 und der oberen Platte 26 nicht einzuschränken. Der
Stift 32 dreht sich in dem Schlitz 30 und die
Enden des Schlitzes 30 stellen eine Grenze für die Drehung
des Pufferlagers 24 dar. Die Länge des Schlitzes 30 ist
derart, dass das Pufferlager 24 sich um 60° nach rechts
und nach links drehen kann, d.h. eine Drehung von insgesamt 120° ausführen kann.
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4 zeigt
die Relativlagen des Pufferlagers 24, des Stifts 32 und
des Schlitzes 30, während
eine Palette 15 eine Kurve in einer Schiene 12 durchfährt. Der
Ring 28 und das Pufferlager 24 sind jeweils allgemein
kreisförmig
und diametral gleich. Dies führt dazu,
dass die hintere Trägerführung 22 vier
Kontaktpunkte 46, 47, 48 und 49 aufweist,
wobei zwei Kontaktpunkte durch den Ring 28 (d.h. Punkte 46 und 48) hergestellt
werden, während
zwei weitere Kontaktpunkte 47 und 49 durch die
Außenkante
des Pufferlagers 24 hergestellt werden. Wie in 4 gezeigt, ist die Position
der Palette 15a derart, dass die Vorderseite der Palette
in eine Stellung fortgeschritten ist, wo die Palette etwa in einem
Winkel von 45° bezüglich des
geraden Abschnitts der Schiene oben in 4 steht. Es soll darauf hingewiesen werden, dass,
wenn die Palette in der Position der Palette 15a ist, der
Ring 28 und das Pufferlager 24 in der gleichen Position
befindlich sind, in welcher sie wären, falls die Palette nicht
bereits begonnen hätte,
die Kurve in der Schiene 12 zu durchfahren. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung
von Stoßbelastungen,
welche auf den Ring 28 ausgeübt und anschließend auf das
Pufferlager 24 übertragen
werden.
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Mit der hinteren Trägerführung 22 nach
der vorliegenden Erfindung und ihre Fähigkeit, zu verschwenken, zeigt
eine Linie, welche durch die Mittelpunkte des Rings 28 und
des durch das Pufferlager 24 gebildeten Kreis gezogen ist,
die Neigung zeigen, zu der Mittellinie einer Schiene in einem Schienensystem
ausgerichtet zu sein und etwa tangential zur Mittellinie einer Schiene
zu bleiben, wenn diese eine Kurve macht. Die Positionen der Palette
beim Durchlaufen der Kurve, wie sie in 4 gezeigt sind, sind durch das Fortschreiten
der Palette durch Darstellung der Paletten 15a, 15b und 15c dargestellt.
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Die 5 bis 11 sollen dazu dienen, klar
die Struktur der drei Bestandteile der hinteren Trägerführung 22 darzustellen.
Das Pufferlager 24 gemäß den 5 und 6 enthält eine glatte kreisförmige untere Scheibe 25 mit
einer glatten Unterfläche 27.
Nach oben von der Scheibe 25 vorstehend ist eine halbmondförmige Formation 44 vorgesehen,
welche eine bogenförmige
Anschlagsfläche 45 definiert.
Der Stift 32 ist fest in einer Bohrung aufgenommen, welche auf
der Oberfläche
der halbmondförmigen
Formation 44 ausgebildet ist. Eine D-förmige
Mittelstütze 50 erstreckt
sich ebenfalls nach oben von der Scheibe 25. Ein Hals 40 erstreckt
sich nach oben von der Oberfläche
der Mittelstütze 50 und
weist eine zentral darin ausgebildete Gewindebohrung 41 auf.
Der Hals 40 ist bezüglich
der Scheibe 25 zentral angeordnet. Der Hals 40 ist
derart bemessen, dass er dicht, jedoch frei beweglich in die Öffnung 29 hineinpaßt, welche
sich durch die obere Platte 26 erstreckt. Die Oberflächen der
Mittelstütze 50 und
der halbmondförmigen
Formation sind Lagerflächen,
welche in Berührung
mit der Unterfläche
der oberen Platte 26 gleiten.
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Die 7 und 8 zeigen den Urethanring 28, welcher
ein kreisförmiger
Ring ist, der eine vergleichsweise quadratische Querschnittsform
aufweist. Der Ring 28 paßt dicht in den Raum oder Kanal 43,
der durch den bogenförmigen
Anschlag 45 und die Mittelstütze 50 definiert ist.
Die versetzte Montageanordnung, welche durch die halbmondförmige Formation
gebildet wird, führt
dazu, dass die hintere Trägerführung 22 vier
Kontaktpunkte (wie in 4 gezeigt)
aufweist, wenn die hintere Trägerführung 22 in
der Schiene 12 angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass
ein aus einem Urethanelastomer hergestellter Ring aufgrund des Widerstandes
gegen Reibungsverschleiß und
anderen Eigenschaften, wie seine Federung und Widerstandsfähigkeit
gegen Chemikalien, welche andere Elastomere nachteilig beeinflussen,
die besten Leistungen zeigt.
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9 zeigt
Einzelheiten der oberen Platte 26. Der Träger 42 erstreckt
sich nach oben von der Oberfläche
der oberen Platte 26. Der Träger 42 ist derart
geformt, dass er dicht in eine ähnlich
geformte Ausnehmung auf der Unterseite 19 der Palette 15 paßt, um eine
Relativdrehung der oberen Platte 26 und der Palette 15 zu
verhindern. Die Unterseite der oberen Platte 26 ist glatt
und bietet eine Lagerfläche, auf
der die Oberfläche
der Mittelstütze 50 und
der halbmondförmigen
Formation 44 gleiten können.
Der Schlitz 30 formt einen Raum, in welchem der Stift 32, der
durch die halbmondförmige
Formation 44 getragen ist, sich bewegt, wenn das Pufferlager
und die obere Platte 26 relative Drehungen ausführen, d.h., wenn
eine Palette eine Kurve in einem Schienensystem durchfährt.
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11 ist
eine auseinandergezogene Darstellung der drei Bauteile, welche die
hintere Trägerführung 22 bilden.
Ein Teil des Rings 28 paßt in den Kanal 43 und
die Höhe
des Rings 28 ist geringfügig kleiner als die Höhe des bogenförmigen Anschlags 45 und
die Höhe
der Mittelstütze 50.
Die obere Platte 26 paßt über die
Kombination des Rings 28 und des Pufferlagers 24.
Der Hals 40 paßt
in die Öffnung 29, welche
sich durch die obere Platte 26 erstreckt, um die obere
Platte bezüglich
des Pufferlagers festzulegen. Nachdem die drei in 11 gezeigten Bauteile zusammengefügt sind,
wird die hin tere Trägerführung 22 an
der Unterseite 19 der Palette 15 montiert, und
der mit Schulter versehene Bolzen 34 wird in die Ausnehmung 36 auf
der Oberfläche 18 der
Palette 15 eingeführt.
Der Bolzen 34 erstreckt sich durch die durchgehende Bohrung 38 in
der Palette 15 und durch die Öffnung 39 in der oberen
Platte 26. Die Unterseite der Schulter 15 des
Bolzens 34 wird dicht gegen die Oberfläche des Halses 40 angezogen,
welcher sich nach oben von der Mittelstütze 50 erstreckt. Die
Abmessung der durchgehenden Bohrung 38 ist geringfügig kleiner
als die Länge
der Schulter 35, so dass der Kopf des Bolzens 34 nicht
in Eingriff mit dem Boden der Ausnehmung 36 gelangt. Statt
dessen dreht der Bolzen 34 frei in der Ausnehmung 36 und der
durchgehenden Bohrung 38, wenn sich der Puffer relativ
zu der oberen Platte 26 und der Palette 15 dreht.
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Da die Unterflächen der Gleitplatte 21 und der
Trägerführung 22 bei
der Bewegung mit Schienenabschnitten in Berührung gelangen, ist die Fähigkeit
dieser Oberflächen
dem Verschleiß aufgrund
einer derartigen Leistung, zu widerstehen, von Bedeutung. Folglich
sind die Gleitplatte 21 und das Pufferlager 24 bevorzugt
aus gehärtetem
Stahl hergestellt.
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Die 12 und 13 sind Ober- bzw. Endansichten
eines Trägers,
der in einer Schiene an einer Arbeitsstation angeordnet ist. Die
Bewegung der Palette 15 wird wahlweise durch eine Palettenstoppanordnung 52 angehalten.
Die Palettenstoppanordnung 52 weist einen Schwenkfinger 54 auf,
welcher in und aus einer Sperrposition 55 (in gepunkteten
Linien in 12 gezeigt)
bewegt wird, wie dies durch den Pfeil 56 angezeigt ist.
Eine Kolbenzylinderanordnung 58 ist mit einem Ende des
Fingers 54 verbunden. Die Anordnung 54 einschließlich der
Betätigung
der Kolbenzylinderanordnung 58 kann pneumatisch gesteuert
sein, obwohl andere Arten zum Hervorrufen der Bewegung des Fingers
in und aus der Sperrposition 55 möglich sind, wie beispielsweise
durch die Verwendung eines Elektromotors. Ein zweiter Pfeil 57 zeigt
die Richtung des Palettenstroms längs der Schiene 60.
Der Pufferring 28 nach der vorliegenden Erfindung, der
durch die Rückseite
oder das nachlaufende Ende der Palette 15 getragen ist,
verringert den Rückdruck
in der Schiene, d.h. die Übertragung von
Kräften
in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 57,
welche von dem Schlag hervorgerufen werden, der durch eine Palette
verursacht wird, die auf einer angehaltenen Palette auftrifft. Die seitliche
Ausdehnung des Rings bedeutet, dass die Schlagkräfte auf die Schienenstruktur übertragen werden,
anstelle von Palette zu Palette weitergeleitet zu werden. Dies bedeutet,
dass der Finger 54 nicht wiederholte heftige Schläge als Resultat
davon erfährt,
dass Paletten aufeinander auftreffen und Kräfte von Palette zu Palette
längs der
Schiene übertragen werden.