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Die
Erfindung betrifft eine Puffereinrichtung für Werkstückträger.
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In
der automatischen oder teilautomatisierten Fertigung werden Werkstücke häufig auf
Werkstückträgern festgespannt,
mit denen sie die gesamte Bearbeitung oder wenigstens große Teile
davon durchlaufen, ohne von dem Werkstückträger gelöst zu werden. Weil die Bearbeitungszeiten
in verschiedenen Bearbeitungsmaschinen unterschiedlich sein können oder
auch aus Gründen
der Vorratshaltung kann es zweckmäßig sein, Puffereinrichtungen
vorzusehen, die vor oder hinter einzelnen Bearbeitungsmaschinen
oder auch eigenständig
angeordnet werden können,
um auf Werkstückträgern gespannte Werkstücke zwischen
zu speichern. Dabei wird angestrebt, dass diese Pufferein richtungen
wenig Aufstellplatz benötigen.
Außerdem
sollen sie möglichst
einfach und verlässlich
sowie übersichtlich
konstruiert sein.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache Puffereinrichtung
für Werkstückträger zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird von der Puffereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Puffereinrichtung weist
eine geneigte Gleitbahn auf, auf der die Werkstückträger aufgereiht sind. Des Weiteren
weist sie eine steuerbare Ausschleuseeinrichtung auf, die an dem
unteren Ende der Gleitbahn angeordnet ist, um einzelne Werkstückträger gesteuert
freizugeben.
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Auf
der geneigten Gleitbahn können
die einzelnen Werkstückträger rutschen,
so dass sie sich im unteren Bereich der Gleitbahn stauen. Die Gleitbahn bildet
somit den Speicher für
einen oder mehrere Werkstückträger. Das
Speicherprinzip ist: First-In-First-Out. Eine Vertauschung der Reihenfolge
der Werkstückträger ist
in dem Puffer nicht möglich.
Mit der Ausschleuseeinrichtung geling es, die durch die Wirkung
der Schwerkraft gestauten Werkstückträger zu vereinzeln
und kontrolliert einzeln freizugeben.
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Vorzugsweise
weist die Gleitbahn wenigstens eine Gleitschiene auf, auf der der
Werkstückträger dem
Gefälle
der Gleitbahn folgend rutschen kann. Als Gleitschiene kommt vorzugsweise
eine Stahlschiene in Betracht, auf der der Spannbolzen eines Werkstückträgers ruht.
Meist haben Werkstückträger an ihrer
Unterseite vier Spannbolzen mit ebener oder leicht balliger unterer
Stirnfläche.
Diese Stirnfläche
kann als Gleitfläche
genutzt werden. Einerseits ist sie glatt und hart. Andererseits
ist ein Verschleiß dieser
Stirnfläche
für die
sonstige Funktion des Werkstückträgers ohne
Belang.
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Die
Gleitbahn weist vorzugsweise wenigstens eine Gleitschiene auf. Sie
kann jedoch auch mehrere, beispielsweise zwei parallel zueinander verlegte
Gleitschienen aufweisen, die die Last der Werkstückträger vollständig aufnehmen. Den Gleitschienen
können
Führungsschienen
zugeordnet sein, um zu verhindern, dass die Spannbolzen von den
Gleitschienen abrutschen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Gleitbahn schraubenförmig
gewunden. Dies ermöglicht
die Erzielung einer hohen Speicherkapazität bei geringer Aufstellfläche. Außerdem kann
die schraubenförmig
gewundene Gleitbahn von einer zentralen Säule getragen werden, die zur
Abstützung der
Gleitbahn sich in Radialrichtung erstreckende Arme aufweist. Es
ergibt sich ein einfacher und übersichtlicher
Aufbau. Auch hat eine Bedienperson guten Zugang zu den auf der Gleitbahn
befindlichen Werkstückträgerpaletten.
Somit ist jederzeit manueller Eingriff in das Produktionsgeschehen
möglich, ohne
die Arbeit der gesamten Anlage zu stören.
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Die
Gleitbahn ist vorzugsweise mit einem Palettenlift verbunden. Dieser
ist dazu eingerichtet, die Werkstückpaletten einzeln oder gruppenweise vertikal
zu bewegen, um sie an einem oberen Ende der Gleitbahn auf die Gleitbahn
zu übergeben.
Der Palettenlift kann beispielsweise durch einen kolbenstangenlosen
Pneumatikzylinder gebildet sein, der vertikal angeordnet ist und
dessen Schlitten eine Aufnahmeeinrichtung, z. B. eine Gabel zur
Aufnahme der Werkstückträger aufweist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Gleitbahn ein Vibrationsgenerator zugeordnet. Dieser minimiert
die Haftreibung zwischen den entsprechenden Gleitflächen der
Werkstückträger und der
Gleitbahn. Damit kann das Gefälle
der Gleitbahn minimiert und somit die Speicherkapazität der Puffereinrichtung
maximiert werden.
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Zur
Verkettung der Puffereinrichtung mit Bearbeitungsmaschinen ist vorzugsweise
ein Handlingautomat vorgesehen. Der Handlingautomat ist vorzugsweise
darauf eingerichtet, jeweils einen Werkstückträger aufzunehmen und zu transportieren.
Beispielsweise weist er dazu eine Gabel auf, die über einen
X-Y-Antrieb, Schwenkantriebe
oder dergleichen im Raum zumindest horizontal ggf. auch vertikal
beweglich ist.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der Figurenbeschreibung
sowie Ansprüchen.
Die Figurenbeschreibung beschränkt
sich dabei auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung, auf die ausdrücklich verwiesen
wird.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Puffereinrichtung in schematisierter perspektivischer Darstellung,
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2 die
Puffereinrichtung nach 1 in einer schematisierten Seitenansicht,
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3 die
Puffereinrichtung nach 2 in einer schematisierten ausschnittsweisen
Darstellung,
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4 ein
Detail der 3 in vergrößerter Darstellung,
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5 eine
Pufferanlage mit zwei miteinander verketteten Puffereinrichtungen,
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6 eine
Handlingeinrichtung in schematisierten Seitenansicht und
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7 die
Handlingeinrichtung nach 6 in schematisierter Draufsicht.
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1 veranschaulicht
eine Puffereinrichtung 1, die insbesondere als Puffer für Werkstücke 2 dient, die
auf Werkstückträgern 3 gespannt
sind. In den Figuren ist das Werkstück 2 lediglich durch
einen Zylinder veranschaulicht. Jedoch können beliebig geformte Werkstücke Anwendung
finden.
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Die
Werkstückträger 3 bestehen
im Wesentlichen aus einer in Gebrauch horizontal orientierten, z.
B. rechteckigen Platte, die an ihrer Unterseite mehrere, beispielsweise
vier, Spannbolzen 4 trägt,
wie es aus den 2, 3 und 4 ersichtlich
ist. Die Spannbolzen 4 dienen zum Positionieren und Festspannen
des Werkstückträgers 3 in
der Werkzeugmaschine während
der Bearbeitung des betreffenden Werkstücks 2. Zum Festspannen
des Werkstücks
ist der Werkstückträger 3 an
seiner Oberseite mit einer Spanneinrichtung 5 versehen,
die ein oder mehrere, in Spannstellung arretierbare Spannpratzen
aufweist.
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Die
Puffereinrichtung 1 weist zur Speicherung der Werkstückträger 3 eine
Gleitbahn 6 auf, die, wie aus den 1 und 2 ersichtlich,
geneigt angeordnet ist. Die Neigung erstreckt sich vorzugsweise über die
gesamte Länge
der Gleitbahn 6 mit konstantem oder wechselndem Gefälle. Vorzugsweise ist
die Gleitbahn 6 helixförmig
ausgebildet. Sie wird von zumindest einer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
jedoch von zwei Gleitschienen 7, 8 gebildet, die über die
Länge der
Gleitbahn 6 parallel zueinander angeordnet sind. Die Gleitschienen 7, 8 sind
in 1 veranschaulicht. Diese sind in 2 weg
gelassen. 2 zeigt von der Gleitbahn 6 lediglich
eine äußere Führungswand 9,
die den Gleitschienen 7, 8 zugeordnet ist. Der
nähere
Aufbau der Gleitbahn 6 geht aus 3 hervor.
Zu ihr gehören
außer
den Gleitschienen 7, 8 die äußere Führungswand 9, eine innere
Führungswand
und opti onal ein Abdeck- oder Sicherheitsblech 11. Die
Gleitschienen 7, 8 und die Führungsschienen 9, 10 weisen
vorzugsweise einen schlanken Rechteckquerschnitt auf, der vertikal
orientiert ist. Vorzugsweise bestehen sie aus einem Federstahl,
Federstahlblech, gehärtetem
Stahl oder auch einem beschichteten Stahl. 4 veranschaulicht
die Gleitschiene 7 näher.
Sie ist an ihrer oberen Schmalseite vorzugsweise stumpfwinklig dachförmig ausgebildet,
so dass sie ungefähr
mittig eine Gleitkante 12 ausbildet. Auf dieser gleitet
der an seinem Außenumfang
mit einer Spannnut 13 versehene Spannbolzen 4 mit
seiner vorzugsweise leicht balligen Stirnfläche 14. Die Spannfläche 14 ist
vorzugsweise eben oder auch leicht ballig ausgebildet. Sie ist vorzugsweise
fein bearbeitet, um eine präzise
Vertikalpositionierung vorzugeben. Die Gleitkante 12 kann,
wie dargestellt, als linienhafte Kante ausgebildet sein. Es ist
auch möglich,
die Oberseite der Gleitschiene 7 etwas gewölbt bzw.
gerundet auszubilden.
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Die
Gleitschiene 7, 8 kann mit einer Beschichtung
versehen sein, die verschleiß-
und/oder reibungsmindernd wirkt. Hierzu sind Hartstoffbeschichtungen
oder auch Kunststoffbeschichtungen möglich. Beispielsweise kann
die Gleitschiene 7 insgesamt oder an ihrer oberen Schmalseite
mit einem reibungsmindernden Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen,
beschichtet sein.
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Die
Gleitschienen 7, 8 sind in einem Abstand zueinander
angeordnet, der mit dem Abstand der Bolzen 4 voneinander übereinstimmt.
Zu beiden Seiten dieses Gleitschienenpaars sind die Führungsschienen 9, 10 angeordnet,
die sich über
die Gleitkante 12 hinaus nach oben erstrecken, um die Spannbolzen 4 an
ihren Außenseiten
zu führen.
Dabei wird vorzugsweise ein Spiel von einem oder wenigen Millimetern
zugelassen. Die Füh rungsschienen 9, 10 können insgesamt
oder wenigstens an ihren den Spannbolzen 4 zugewandten
Seiten mit einer verschleiß- und/oder reibungsmindernden
Beschichtung versehen sein. Als Beschichtung kann ein Kunststoff,
wie beispielsweise Polytetrafluorethylen Verwendung finden.
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Die
Gleitbahn 6 wird vorzugsweise von einer Ständervorrichtung
getragen, zu der eine Säule 15 mit
radial von ihr abstehenden Armen 16 gehört. Die Arme 16 sind
mit der Säule 15 beispielsweise
verschweißt.
Sie können
aus Blech ausgebildet sein. Die Säule 15 ist vorzugsweise
in einem Standfuß 17 gehalten,
der in einer Ölauffangwanne 18 steht.
Diese ist mit einem Rand 19 versehen, um von den Werkstücken 2 oder
den Werkstückträgern 3 abtropfendes Öl, Kühlschmiermittel
oder sonstige Fluide, nicht auf die Aufstellfläche gelangen zu lassen. Vorzugsweise ist
die Säule 15 höhenverstellbar
ausgebildet, wie in 2 angedeutet ist. Dazu kann
sie in dem Standfuß 17 verschiebbar
gelagert und beispielsweise durch Klemmschrauben 20 in
einer gewählten
Vertikalposition gesichert werden.
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Die
Säule 15 trägt außerdem vorzugsweise einen
horizontal gelagerten Tragarm 21, der z. B. an einem Ende
einen Palettenlift 22 stützt. Dieser weist eine Führungsbahn 23 auf,
die eine vertikale Führungsrichtung
hat. Der Palettenlift 22 kann, wie 2 veranschaulicht,
durch einen kolbenstangenlosen Pneumatikzylinder oder, wie 1 veranschaulicht, auch
anderweitig, beispielsweise mit zwei vertikalen Führungsschienen
ausgebildet sein, die die Führungsbahn 23 bilden.
In diesem Fall bewirken geeignete Antriebsmittel, wie beispielsweise
ein Riemenantrieb oder auch Linearmotoren ein vertikales Verfahren
eines Schlittens 24, der dazu eingerichtet ist, an seiner
Oberseite den Werkstückträger 3 aufzuneh men.
Der Palettenlift 22 dient dazu, den Werkstückträger 3 aus
einer unteren Position I in eine obere Position II zu überführen. An
beiden Positionen sind geeignete Schieber oder sonstige Mittel vorgesehen,
die dazu dienen können,
den Werkstückträger 3 von
einem sonstigen Transportmittel, wie beispielsweise einem Transportband
oder einem Handlingautomaten, auf den Schlitten 24 zu schieben.
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Die
Gleitbahn 6 endet an einer Ausschleuseeinrichtung 26,
zu der eine erste vertikal und horizontal beweglich gelagerte Schranke 27 und
eine zweite zumindest vertikal beweglich gelagerte Schranke 28 gehören. Zur
Horizontalbewegung der Schranke 27 dient ein Luftzylinder 29.
Zur Vertikalbewegung dient ein Luftzylinder 30. In 2 ist
er doppelt veranschaulicht, um deutlich zu machen, dass er in zwei verschiedene
Horizontalpositionen gefahren werden kann. Zur Vertikalverstellung
der Schranke 28 dient ein Zylinder 31.
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Zu
der Puffereinrichtung 1 gehört außerdem eine Handlingeinrichtung,
die aus den 6 und 7 hervorgeht.
Die Handlingeinrichtung 32 weist eine Gabel 33 auf,
die dazu eingerichtet ist, den Werkstückträger 3 aus der Ausschleuseeinrichtung 26 zu übernehmen.
Die Gabel ist über
eine Drehpositioniereinrichtung 34 an einem Arm 35 gehalten,
der zumindest horizontal verstellbar ist. Seine Bewegung ist in 6 durch
einen Pfeil 36 angedeutet. Der Arm 35 ist auf
einem Fahrtisch 37 gehalten, wobei er mittels eines Drehantriebs 38 um
eine Vertikalachse drehpositionierbar ist. Der gesamte Aufbau ruht
vorzugsweise auf einer Linearführung,
die z. B. durch zwei kolbenstangenlose Zylinder 39, 40 gebildet
sein kann. Vorzugsweise weisen diese eine lediglich relativ geringe
Antriebskraft auf. Die beiden Zylinder 39, 40 sind
vorzugsweise mit einer teleskopierbaren Abdeckeinrichtung 41 versehen,
die begehbar ist. Dadurch kann Bedienpersonal an die Maschine herantreten.
Durch die lediglich geringe Antriebskraft der beiden Zylinder 39, 40 sind
Unfallgefahren minimiert.
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Die
insoweit beschriebene Puffereinrichtung 1 arbeitet wie
folgt:
In Betrieb kommen in 2 rechts
in gleichmäßiger oder
ungleichmäßiger Folge
Werkstückträger 3 mit darauf
gespannten Werkstücken
an. Der Schieber 25 schiebt diese auf den Schlitten 24 sobald
dieser in Position I steht. Sodann wird der Schlitten 24 vertikal nach
oben in Position II gefahren. Der dort vorhandene Schieber 25a kann
den Werkstückträger 3 dann auf
den Anfang, d. h. das obere Ende der Gleitbahn 6 schieben.
Auf dieser gleitet der Werkstückträger 3 dann
bis er unten an der Schranke 27 oder den sich hinter diesen
bereits stauenden Werkstückträgern 3 anstößt. Die
Werkstückträger 3 können dazu
mit Dämpfungspuffern,
beispielsweise in Form von Kunststoffleisten versehen sein, die
an den Rändern jedes
Werkstückträgers 3 angeordnet
sind. Die Zahl der auf der Gleitbahn 6 befindlichen Werkstückträger 3 ist
beliebig. Sie können
sich im Einzelfall bis an das obere Ende der Gleitbahn stauen.
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Die
Ausschleuseeinrichtung gibt jeweils den Übergang von einem Werkstückträger 3 auf
einen Ausschleuseplatz 42 frei. Von diesem kann der Werkstückträger 3 abgenommen
werden, sobald die Schranke 28 nach unten gefahren ist.
Die Gabel 33 kann den Werkstückträger 3 abnehmen und
beispielsweise an eine Bearbeitungsmaschine übergeben. Die Schranke 27 hält dabei
den nächsten
Werkstückträger 3 in
Warteposition. Zum Ausschleusen eines weiteren Werkstückträgers 3 wird
die Schranke 28 wieder in obere Position gefahren und die
Schranke 27 abgesenkt. Die Kette der gestauten Werkstückträger 3 rutscht
dann genau um einen Werkstückträger weiter.
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Das
Nachrutschen der Werkstückträger 3 kann
durch einen Vibrationsgenerator 43 unterstützt werden,
der z. B. eine Schwingungsbewegung in die Säule 15 einleitet.
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5 veranschaulicht
eine abgewandelte Ausführungsform
einer Pufferanlage mit zwei Puffereinrichtungen wie vorbeschrieben.
Im Unterschied dazu sind diese untereinander durch einen zwischen geschalteten
Palettenlift 44 miteinander verkettet. Außerdem können sie
in einer gemeinsamen Ölauffangwanne
stehen. Ansonsten gilt die vorige Beschreibung entsprechend.
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Die
erfindungsgemäße Puffereinrichtung weist
eine Gleitbahn 6 für
Werkstückträger 3 auf.
Vorzugsweise ist die Gleitbahn 6 helixförmig gewunden und an einer
zentralen Säule 15 abgestützt. Die
Gleitbahn 6 besteht vorzugsweise aus zumindest einer Gleitschiene 7, 8 und
gegebenenfalls einer oder mehrerer Führungsschienen 9, 10.
Die Werkstückträger 3 gleiten
auf den Gleitschienen 7, 8 vorzugsweise mit den
Stirnseiten ihrer Zentrier- und Spannbolzen 4.
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- 1
- Puffereinrichtung
- 2
- Werkstück
- 3
- Werkstückträger
- 4
- Spannbolzen
- 5
- Spanneinrichtung
- 6
- Gleitbahn
- 7
- Gleitschiene
- 8
- Gleitschiene
- 9
- Führungswand
- 10
- Führungswand
- 11
- Abdeckblech
- 12
- Gleitkante
- 13
- Spannnut
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Säule
- 16
- Arme
- 17
- Standfuß
- 18
- Ölauffangwanne
- 19
- Rand
- 20
- Klemmschrauben
- 21
- Tragarm
- 22
- Palettenlift
- 23
- Führungsbahn
- 24
- Schlitten
- 25
- Schieber
- 26
- Ausschleuseeinrichtung
- 27
- Schranke
- 28
- Schranke
- 29
- Zylinder
- 30
- Zylinder
- 31
- Zylinder
- 32
- Handlingeinrichtung
- 33
- Gabel
- 34
- Drehpositioniereinrichtung
- 35
- Arm
- 36
- Pfeil
- 37
- Tisch
- 38
- Drehantrieb
- 39
- Zylinder
- 40
- Zylinder
- 41
- Abdeckung
- 42
- Ausschleuseplatz
- 43
- Vibrationsgenerator
- 44
- Palettenlift