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Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportstrecke gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Behandlungsmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
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„Behandlungsmaschinen” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind allgemein Maschinen oder Vorrichtungen zum Behandeln von Produkten oder Gegenständen in unterschiedlichster Weise, insbesondere Fertigungs- und/oder Montagemaschinen oder Fertigungs- und/oder Montagevorrichtungen zum maschinellen Bearbeiten und/oder Verarbeiten und/oder Montieren von Bauteilen oder Baugruppen auch in mehrere zeitlich aufeinander folgenden Arbeitsschritten und/oder an unterschiedlichen Arbeitspositionen.
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„Behandlung” im Sinne der Erfindung bedeutet jegliche Behandlung von Produkten oder Gegenständen im weitesten Sinne, insbesondere Verarbeitung und/oder Bearbeitung und/oder Montage usw.
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„Getaktete Bewegung” im Sinne der Erfindung bedeutet eine Bewegung in Schritten mit jeweils anschließender Stillstandsphase, d. h. in Bewegungstakten, von denen jeder eine Bewegungsphase und eine Stillstandsphase aufweist.
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„Einlauf des Kettenrades” ist im Sinne der Erfindung derjenige Punkt der kreisförmigen Bewegungsbahn der Mitnahmebereiche des Kettenrades, an dem die Mitnahmebereiche des kettenartigen Transportelementes jeweils erstmals mit einem Mitnahmebereich des Kettenrades in Eingriff kommen.
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„Auslauf des Kettenrades” ist im Sinne der Erfindung derjenige Punkt der kreisförmigen Bewegungsbahn der Mitnahmebereiche des Kettenrades, an dem die Mitnahmebereiche des kettenartigen Transportelementes jeweils wieder außer Eingriff mit einem Mitnahmebereich des Kettenrades kommen.
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„Dünnwandig” bedeutet in Sinne der Erfindung beispielsweise Wandstärken in Bereich zwischen etwa 0,5 mm bis 3,0 mm.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Werten um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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Behandlungsmaschinen oder Behandlungsvorrichtungen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und bestehen in der Regel aus einem wenigstens ein umlaufendes Transportelement aufweisenden Transportsystem und aus mehreren Behandlungs- oder Arbeitsstationen, die entlang einer Bewegungsbahn des Transportsystems angeordnet sind. Bekannt ist hierbei insbesondere auch das Transportsystem mit einem kettenartigen Transportelement auszubilden, welches seinerseits aus einer Vielzahl von kettenartig bzw. gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten oder Basiselementen besteht, die jeweils einen Träger oder eine Aufnahme für die zu behandelnden Produkte oder Gegenstände aufweisen oder mit einem solchen Träger oder mit einer solchen Aufnahme versehen sind. Das Transportelement bildet eine in sich geschlossene Schlaufe und ist hierfür über wenigstens ein Kettenrad oder wenigstens eine Kettenradanordnung und diesem gegenüber liegend über wenigstens eine Umlenkung geführt.
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Die Behandlung erfolgt dann beispielsweise auf den sich zwischen dem Kettenrad und der Umlenkung erstreckenden Teillängen der Schlaufe bzw. an den dortigen Abschnitten einer Bewegungsbahn, auf der sich die Transportpaletten oder Basiselementen bzw. die Achsen der Kettengelenke zwischen den Transportpaletten bewegen. Nachteilig bei derartigen Transportsystemen ist, dass die Transportpaletten eine bestimmte Länge aufweisen, die dann auch dem Teilungsabstand bzw. der Teilung des kettenartigen Transportelementes und des Kettenrades entspricht, und dass insbesondere bei einer größeren Länge bzw. bei einem größeren Teilungsabstand, beispielsweise bei einem Teilungsabstand zwischen 80 mm und 150 mm sich der von Kettenantrieben bekannte Polygoneffekt stark bemerkbar macht, so dass zwar bei getakteten Antrieb des Kettenrades grundsätzlich ein Weiterschalten des kettenartigen Transportelementes in jedem Bewegungstakt um einen Teilungsabstand problemlos möglich ist, nicht aber ein Weiterschalten in Schritten kleiner als der Teilungsabstand mit der in vielen Fällen notwendigen Genauigkeit. Insbesondere ist wegen des Polygoneffekt ein getaktetes Weiterschalten in Schritten kleiner als der Teilungsabstand mit der notwendigen Genauigkeit auch dann nicht möglich, wenn beide sich zwischen dem Kettenrad und der Umlenkung erstreckenden Teillängen der von dem kettenartigen Transportelement gebildeten Schlaufe für die Bearbeitung genutzt werden sollen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Transportsystem aufzuzeigen, welches diesen durch den Polygoneffekt bedingten Nachteil nicht aufweist und mit welchem ein schrittweises Bewegen der Transportpalette mit hoher Präzision auch in Schritten kleiner als der Teilungsabstand möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transportsystem entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Behandlungsmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
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1 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht das Transportelement einer Montage- und/oder Fertigungsmaschine gemäß der Erfindung;
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2 in vergrößerter schematischer Teildarstellung das Transportelement der 1 im Bereich einer mit einem Polygonausgleich versehenen Umlenkung;
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3 in vergrößerter schematischer Teildarstellung das Transportelement der 1 im Bereich eines als Kettenrad ausgebildeten und um eine vertikale Achse umlaufend antreibbaren Rundtisches;
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4 in perspektivischer Explosions-Darstellung und in Draufsicht eine Transportpalette des Transportsystems der 1–3, zusammen mit einem Abdeckelement;
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5 eine perspektivische Unteransicht einer der als Kettenglieder ausgebildeten Transportpalette des Transportsystems der 1–3;
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6 einen Vertikalschnitt des Transportsystems auf einer Teillänge zwischen der Umlenkung und dem Kettenrad;
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7 in perspektivischer Darstellung zwei gelenkig mit einander verbundene Transportpaletten des Transportsystems der 1–3, zusammen mit ihren eine Spalt-Abdeckung bildenden Abdeckelementen.
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In den Figuren ist 1 ein Transportsystem einer ansonsten nicht näher dargestellten Behandlungsmaschine, beispielsweise in Form eines Montage- und/oder Fertigungsautomaten. Das Transportsystem 1 umfasst ein kettenartiges Transportelement 1.1 mit einer Vielzahl von Transportpaletten 2, die kettengliederartig gelenkig zu dem eine geschlossene Schlaufe bildenden kettenartiges Transportelement 1.1 miteinander verbunden sind, und zwar jeweils an Kettengelenken 3. Die von dem Transportelement gebildete geschlossene Schlaufe ist bei der dargestellten Ausführungsform mit ihrer Schlaufenebene horizontal oder im Wesentlichen horizontal orientiert. Mit Hilfe von Laufrollen 4, die jeweils im Bereich der Kettengelenke 3 achsgleich mit diesen vorgesehen und um die Achsen der Kettengelenke 3 frei drehbar gelagert sind, sind die Transportpaletten 2 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise horizontal, d. h. insbesondere in einer horizontalen Achsrichtung geführt. Mit weiteren Laufrollen 5, die an jeder Transportpalette 2 zwischen deren Enden bzw. zwischen den Kettengelenken 3 vorgesehen und um Achsen parallel zur Ebene der Schlaufen des Transportsystems orientiert sind, sind die Transportpalette 2 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise auch vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene der 1–3 geführt.
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Das Transportsystem 1 umfasst weiterhin eine Umlenkung 6, die von einem um eine vertikale Mittelachse MA1 im Wesentlichen kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitt der horizontalen und vertikalen Führung der Transportpaletten 2 gebildet ist. Weiterhin umfasst das Transportsystem 1 ein beispielsweise von einem Drehtisch gebildetes oder auf einem Drehtisch angeordnetes Kettenrad 7, welches von einem in den 1–3 nicht dargestellten Antrieb getaktet um eine vertikale Maschinenachse oder Mittelachse MA2 in Richtung des Pfeils A angetrieben wird. Sämtliche Transportpaletten 2 sind identisch ausgebildet und besitzen dieselbe Länge p (Abstand zwischen zwei Kettengelenken 3), die den Teilungsabstand des kettenartigen Transportelementes bzw. des Kettenrades bildet.
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Das Kettenrad 7 ist an seinem Umfang mit den in den 1 und 3 allgemein mit 8 bezeichneten Mitnahmebereichen ausgebildet, die die Eckpunkte eines Vielecks bzw. Polygons bilden, und zwar mit Seitenlängen, die gleich dem Teilungsabstand p sind, sodass während des Betriebes des Transportsystems 1 stets eine vorgegebene Anzahl von Transportpaletten 2 im Bereich der Kettengelenke 3 bzw. der dortigen Laufrollen 4 in Eingriff mit dem in Richtung des Pfeils A umlaufenden Kettenrad 7 bzw. mit dortigen Mitnahmebereichen 8 steht und dadurch die von den Transportpaletten 2 gebildete Kette entsprechend den Pfeil B getaktet weiter bewegt wird, wobei die Kettengelenke 3 auf der in den 1–3 allgemein mit 9 bezeichneten geschlossenen Umlauf- oder Bewegungsbahn umlaufen. Die Mitnahmebereiche sind um den Teilungswinkel α gegen einander versetzt vorgesehen.
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Die Umlenkung 6 ist bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt spiegelsymmetrisch zu einer die Mittelachsen MA1 und MA2 sowie die Verbindungslinie 10 einschließenden Ebene ausgebildet. In gleicher Weise ist bei der dargestellten Ausführungsform die Bewegungsbahn 9 auch im Bereich des Kettenrades 7 spiegelbildlich zu der die Mittelachsen MA1 und MA2 sowie die Verbindungslinie 10 einschließenden Mittelebene ausgebildet. Der an der Umlenkung 6 verlaufende Abschnitt der Bewegungsbahn 9 ist mit 9.1 und der um das Kettenrad 7 verlaufende Abschnitt der Bewegungsbahn 9 ist mit 9.2 bezeichnet.
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Bei umlaufendem Kettenrad 7 werden die Transportpaletten 2 auf den Abschnitten 9.3 der Bewegungsbahn 9 an dortigen n Arbeits- oder Behandlungsstationen 18 vorbei bewegt, und zwar vorzugsweise getaktet.
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Die Ausbildung der Transportpalette 2 ist u. a. in den 4, 5 und 7 dargestellt. Jede Transportpalette 2 umfasst u. a. einen im Wesentlichen quaderförmigen Block 2.1, der an einem Ende der Transportpalette 2 mittig mit einem Fortsatz 2.1.1 und am gegenüberliegenden Ende der Transportpalette gabelartig mit zwei Fortsätzen 2.2.2 ausgeführt ist. Zur Bildung der Kette ist der Fortsatz 2.1.1 jeder Transportpalette 2 in dem zwischen den Fortsätzen 2.2.2 gebildeten Gabelraum einer benachbarten Transportpalette aufgenommen und die beiden Transportpaletten 2 sind über einen Gelenkbolzen 19 gelenkig miteinander verbunden. An den beiden Enden der Gelenkbolzen 19 sind jeweils zwei Laufrollen 4 drehbar gelagert. An der in der 5 sichtbaren Unterseite jedes Blocks 2.1 sind in der Blockmitte oder etwa in der Blockmitte die beiden Laufrollen 5 um Achsen senkrecht zu der Achse der Gelenkbolzen 19 frei drehbar gelagert. Weiterhin sind die beiden Laufrollen in einer Achsrichtung parallel zu den Achsen der Gelenkbolzen 19 gegeneinander versetzt über die Unterseite des Blocks 2.1 vorstehend vorgesehen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Laufrollen 4 und 5 jeweils von Kugellagern gebildet. Die Laufrollen 5 sind an den Enden der Gelenkbolzen 19 durch Sicherungsringe 20 gesichert. Die Laufrollen 5 sind an Bohrungen im Block 2.1 durchgreifenden Gewindebolzen 21 gehalten, die ihrerseits mit Hilfe von Muttern 22 am Block 2.1 befestigt sind.
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An der in der 4 und 7 sichtbaren Oberseite ist jeder Block 2.1 mit mehreren Gewindebohrungen 23 und zusätzlichen Zentrierbohrungen 24 versehen, und zwar zur Befestigung von Funktionselementen, vorzugsweise in Form von Werkzeug- und/oder Werkstückträgern an den Oberseiten der Blöcke 2.1 bzw. an den Transportpaletten 2 derart, dass sich diese in der 6 schematisch angedeuteten und mit 25 bezeichneten Funktionselemente an der Außenseite der Schlaufe des Transportelementes 1.1 befinden.
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Wie die 6 zeigt, wirken die Laufrollen 4 mit einer oberen Führungsbahn 26 und mit einer unteren Führungsbahn 27 zusammen, von denen die obere Führungsbahn 26 eine bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 innenliegende vertikale Führungsfläche 26.1 für eine Laufrolle 4 und eine bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 außenliegende vertikale Führungsfläche 25.2 für die andere Laufrolle 4 bildet. In analoger Weise ist die Führungsbahn 27 mit einer innenliegenden Führungsfläche 27.1 und mit einer außenliegenden Führungsfläche 27.2 für die Laufrollen 4 ausgeführt. Zur vertikalen Führung ist eine Führungsschiene 28 vorgesehen, gegen deren horizontale Oberseite und Unterseite jeweils eine Laufrolle 5 jeder Transportpalette 2 anliegt. Die Führungsbahnen 25 und 26 sowie die Führungsschiene 27 erstrecken sich entlang der gesamten Bewegungsbahn 9, wobei die Führungsbahnen 26 und 27 lediglich dort, wo das Kettenrad 7 mit den Laufrollen 4 zusammenwirkt, an der bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 innenliegenden Seite offen ist.
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Es versteht sich, dass die Führungsbahnen 26 und 27 bzw. deren Führungsflächen 26.1, 26.2, 27.1 und 27.2 sowie auch die Führungsschiene 28 einen solchen Verlauf aufweisen, dass sich die Kettengelenke 3 bzw. die diese Kettengelenke bildenden Gelenkbolzen 19 oder deren Achsen sich auf der vorbeschriebenen Bewegungsbahn 9 bewegen.
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Wie insbesondere die 7 zeigt, ist das Transportelement 1.1 an seiner den Laufrollen 5 abgewandten Seite mit einer in der 7 allgemein mit 29 bezeichneten Abdeckung versehen, die aus einer Vielzahl von Abdeckelementen 30 besteht. Jedes Abdeckelement 30 ist, wie auch in der 4 dargestellt, an der den Laufrollen 5 abgewandten Oberseite des Blocks 2.1 der jeweiligen Transportpalette 2 in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben und/oder Verrasten und ist beispielsweise als Formteil aus Kunststoff derart hergestellt, dass es mit einem einen fensterartigen Ausschnitt 31 aufweisenden Abschnitt 30.1 gegen die Oberseite der jeweiligen Transportpalette 2 bzw. des Blocks 2.1 anliegt und der fensterartige Ausschnitt 31 die dortigen Gewindebohrungen 23 und Zentrierbohrungen 24 freigibt. Weiterhin ist jede Abdeckung 30 so geformt, dass sie zwei gegenüber dem Abschnitt 30.1 abgewinkelte Randbereiche 30.2 besitzt, die die jeweilige Transportpalette 2 bzw. deren Block an den sich in Transportrichtung B erstreckenden Längsseiten übergreifen. An den beiden Enden ist jedes Abdeckelement 30 mit einem Abschnitt 30.3 bzw. 30.4 ausgebildet. Die beiden Abschnitte 30.3 und 30.4 sind jeweils an der der Transportpalette 2 bzw. dem Block 2.1 abgewandten Oberseite um wenigstens eine Achse parallel zum Gelenk 3 bzw. zum Gelenkbolzen 19 konvex gewölbt, wobei sich die seitlichen Abschnitte 30.2 bis an den jeweiligen Abschnitt 30.3 und 30.4 fortsetzen, die Breite des Abschnittes 30.3 in einer Achsrichtung parallel zu dem Gelenk 3 bzw. zu dem Gelenkbolzen 19 aber größer ist als die entsprechende Breite des Abschnittes 30.4. Die Ausbildung ist weiterhin so getroffen, dass bei den über die Kettengelenke 3 bzw. Gelenkbolzen 19 gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten 3 sich die Abschnitte 30.3 und 30.4 benachbarter Paletten im Bereich der Kettengelenke 3 überlappen, und zwar derart, dass jeder Abschnitt 30.4 jeweils unterhalb eines Abschnittes 30.3 aufgenommen ist, d. h. sich vor der dem jeweiligen Kettengelenk 3 oder dem Gelenkbolzen 19 zugewandten Unterseite des benachbarten Abschnittes 30.3 befindet und von dem Abschnitt 30.3 haubenartig übergriffen wird. Zur zusätzlichen Führung sind die Abschnitte 30.4 und über diese auch der Abschnitte 30.3 jeweils an den freien Enden mit Aussparungen 32 versehen, in die die Abschnitte 2.1.2 der benachbarten Transportpalette 2 hineinreichen. Hierfür sind die Abdeckelemente 30 so montiert, dass sie mit ihren Abschnitten 30.3 die jeweilige Transportpalette 2 auch an die Abschnitten 2.1.2 sowie am Abschnitt 2.1.1 vollständig überdecken oder über die Abschnitte 2.1.1 und 2.1.2 jeder Transportpalette 2 geringfügig vorstehen. Die Abdeckelemente 30 decken die Transporpaletten 2 auch an ihren Führungselementen, d. h. zumindest an den Laufrollen 4 ab.
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Die Abdeckelemente 30 sind bei der dargestellten Ausführungsform relativ dünnwandige Formteile aus Kunststoff oder sie sind aus einem Flachmaterial, beispielsweise aus einem metallischen Flachmaterial oder aus einem Kunststoff-Flachmaterial durch Stanzen und Formen bzw. Prägen hergestellt.
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Durch die beschriebene Ausbildung der Abdeckelemente 30 ergibt sich die Abdeckung 29 insbesondere im Bereich des Übergangs bzw. der Kettengelenke 3 zwischen den Transportpaletten 2, und zwar auch in den Abschnitte 9.1 und 9.2 der Bewegungsbahn 9, wo eine Umlenkung der von den Transportpaletten 2 gebildeten Kette erfolgt, d. h. im Bereich der Umlenkung 6 sowie im Bereich des Kettenrades 7, und zwar sowohl im Bereich der Oberseite der Transportpaletten 2 als auch an deren Längsseiten. Durch die Abdeckung 3 ist das Transportelement 1.1 im Bereich der Gelenke 3 gegen ein Eindringen von Fremdkörpern, Bauteilen usw. geschützt, und zwar ohne dass die Beweglichkeit der Transportpaletten 2 relativ zueinander um die Gelenke beeinträchtigt ist.
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Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird.
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So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Mittelachsen MA1 und MA2 vertikale Achsen sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass beide Abschnitte 9.3 der Bewegungsbahn 9 für die Behandlung, d. h. insbesondere auch für die Anordnung von Behandlungsstationen genutzt werden können. Auch eine andere Orientierung der Mittelachse MA1 und MA2 ist aber möglich, beispielsweise eine horizontale Orientierung, wobei dann in der Regel aber nur einer der beiden Abschnitte 9.3, und zwar der oben liegende Abschnitt 9.3 für die Behandlung bzw. für die Anordnung von Behandlungsstationen 18 genutzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportsystem
- 1.1
- Transportelement
- 2
- Transportpalette
- 2.1
- Block der Transportpalette 2
- 3
- Kettengelenke
- 4, 5
- Laufrolle
- 6
- Umlenkung
- 6.1
- Einlauf
- 6.2
- Auslauf
- 7
- Kettenrad
- 7a, 7b
- Teilkettenrad oder Kettenradelement
- 7.1
- Einlauf
- 7.2
- Auslauf
- 8
- Mitnahmebereich des Kettenrades 7
- 9
- Bewegungsbahn
- 9.1, 9.2, 9.3
- Abschnitt der Bewegungsbahn 9
- 10
- Verbindungslinie
- 11
- Strecke
- 12
- Kreislinie
- 18
- Behandlungsstation
- 19
- Gelenkbolzen
- 20
- Sicherungsring
- 21
- Gewindebolzen
- 22
- Mutter
- 23
- Gewindebohrung
- 24
- Zentrierbohrung
- 25
- Tragelement oder Werkstückträger
- 26
- Führungsbahn
- 26.1, 26.2
- Führungsfläche
- 27
- Führungsbahn
- 27.1, 27.2
- Führungsfläche
- 28
- Führungsschiene
- 29
- Abdeckung
- 30
- Abdeckelement
- 30.1–30.4
- Abschnitt des Abdeckelementes 30
- 31
- fensterartiger Ausschnitt
- 32
- Ausnehmung
- A
- Drehrichtung des Kettenrades 7
- B
- Transportrichtung des Transportsystems
- MA1,
- MA2 Mittelachsen
- p
- Teilungsabstand
- α
- Teilungswinkel des Kettenrades 7
