DE102012103822B4 - Anschlagmodul zum positionsgenauen Anhalten eines Gegenstands - Google Patents

Anschlagmodul zum positionsgenauen Anhalten eines Gegenstands Download PDF

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    • F15B15/18Combined units comprising both motor and pump

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlagmodul zum positionsgenauen Anhalten eines Gegenstands (16), der auf einer Transportstrecke (12) mit einer definierten Transportrichtung (19) bewegt wird, mit einem Grundkörper (26), der eine Montageposition im Bereich der Transportstrecke (12) definiert, mit einem Anschlagglied (28), das an dem Grundkörper (26) beweglich gelagert ist, wobei das Anschlagglied (28) entlang einer ersten Richtung (30) beweglich ist, welche in der Montageposition quer zu der Transportrichtung (19) verläuft, mit einer ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung (40), welche einen ersten Kolben (38) und einen ersten Hydraulikzylinder (42) umfasst, wobei der erste Kolben (38) mit dem Anschlagglied (28) verbunden ist und innerhalb des ersten Hydraulikzylinders (42) entlang einer ersten Zylinderachse (44) beweglich gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung (30) verläuft, mit einer zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung (50), welche einen zweiten Kolben (48) und einen zweiten Hydraulikzylinder (52) umfasst, wobei der zweite Kolben (48) innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders (52) entlang einer zweiten Zylinderachse (54) beweglich gelagert ist, welche quer zu der ersten Zylinderachse (44) verläuft, und mit einem Aktor (64) zum hin- und herbewegen des zweiten Kolbens (48) innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders (52) entlang der zweiten Zylinderachse (54), wobei der erste Hydraulikzylinder (42) über ein Verbindungsstück (58) mit dem zweiten Hydraulikzylinder (52) derart verbunden ist, dass eine durch den Aktor (64) verursachte Bewegung des zweiten Kolbens (48) entlang der zweiten Zylinderachse (54), eine Bewegung des ersten Kolbens (38) entlang der ersten Zylinderachse (44) und des Anschlagglieds (28) entlang der ersten Richtung (30) bewirkt, um das Anschlagglied (28) wahlweise in die Transportstrecke (12) hinein oder aus dieser heraus zu bewegen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlagmodul zum positionsgenauen Anhalten eines Gegenstands, der auf einer Transportstrecke mit einer definierten Transportrichtung bewegt wird, mit einem Grundkörper, der eine Montageposition im Bereich der Transportstrecke definiert, mit einem Anschlagglied, das an dem Grundkörper beweglich gelagert ist, wobei das Anschlagglied entlang einer ersten Richtung beweglich ist, welche in der Montageposition quer zu der Transportrichtung verläuft.
  • Ein solches Anschlagmodul ist beispielsweise aus EP 0 484 648 A1 bekannt.
  • Solche Anschlagmodule werden in der Praxis auch als Vereinzeler bezeichnet. Sie dienen dazu, einzelne Gegenstände mit Hilfe der Transportstrecke an einer Bearbeitungsstation zu positionieren und/oder aus einer Gruppe oder Ansammlung von Gegenständen zu isolieren. Bei den Gegenständen handelt es sich meist um Werkstücke, welche auf der Transportstrecke bearbeitet werden. Die Transportstrecke kann bspw. ein Förderband sein, auf dem die Werkstücke in der definierten Transportrichtung bewegt werden. Vor einer Bearbeitungsstation müssen die Werkstücke abgebremst und häufig möglichst exakt positioniert werden, um eine Bearbeitung zu ermöglichen. Nach der Bearbeitung werden die Werkstücke in der Regel mit dem Förderband weitertransportiert, bspw. zu einer zweiten Bearbeitungsstation.
  • Ein praktisches Beispiel ist das Abfüllen von Gläsern oder Flaschen und das nachfolgende Verschließen der Gläser oder Flaschen an mehreren Bearbeitungsstationen, die von den Gläsern oder Flaschen der Reihe nach durchlaufen werden. Die Gläser oder Flaschen können jeweils auf einem Werkstückträger angeordnet sein, der auf einem Transportband oder über einen anderen Zugmechanismus in der definierten Transportrichtung bewegt wird. Mit Hilfe des Anschlages kann das Anschlagmodul den Werkstückträger abbremsen und festhalten, während das Transportband unter dem Werkstückträger weiterläuft. Sobald diese Arbeit erfolgt ist, wird der Anschlag aus der Transportstrecke herausbewegt und der Werkstückträger und das Werkstück werden zur nächsten Bearbeitungsstation befördert.
  • Insbesondere bei fragilen Werkstücken, welche leicht zerbrechen oder beschädigt werden können, werden meist Anschlagmodule verwendet, bei denen eine integrierte Dämpfungseinrichtung einen sanften, gedämpften Anschlag gewährleistet. Derartige integrierte Dämpfungseinrichtungen sorgen dafür, dass das Werkstück gedämpft abgebremst wird und damit sanft zum Stillstand kommt, wenn dieses am Anschlag anschlägt. Derartige Dämpfungseinrichtungen sind jedoch nicht nur kostenintensiv, sondern erhöhen auch die Komplexität des Anschlagmoduls. Transportstrecken, auf denen weniger fragile Werkstücke oder Gegenstände transportiert und bearbeitet werden, verwenden daher häufig ungedämpfte Anschlagmodule, um die Werkstücke zu vereinzeln.
  • Derartige ungedämpfte Anschlagmodule sind nicht nur kostengünstiger in der Herstellung, sondern meist auch aufgrund ihres einfacheren Aufbaus platzsparender ausgestaltet. Sie eignen sich daher auch für den Einsatz in beengten Einbausituationen. Ein weiterer Vorteil der ungedämpften Anschlagmodule ist deren geringere Störanfälligkeit sowie eine gegenüber gedämpften Anschlagmodulen niedrigere Wartungsintensität.
  • Die eingangs genannte EP 0 484 648 A1 beschreibt ein gedämpftes Anschlagmodul. Der Anschlag ist bei diesem Anschlagmodul mittels eines pneumatisch betätigbaren Stellkolbens aus der Transportstrecke heraus und in diese zurückbewegbar. Für die Druckluftbeaufschlagung ist am Gehäuse ein Druckluftanschluss vorgesehen, über den gesteuert Druckluft zugeführt wird.
  • Solche druckluftbetätigten Anschlagmodule sind in vielen Fällen jedoch unerwünscht, da für die Zufuhr der Druckluft extra Druckluftschläuche an oder unterhalb der Transportstrecke verlegt werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die verbrauchte Druckluft meist direkt an die Umgebung abgegeben wird. Die austretende Luft verursacht einerseits Geräusche. Andererseits werden Partikel in der Umgebung des Anschlagmoduls durch die ausströmende Luft aufgewirbelt und/oder umgewälzt. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn das Anschlagmodul in Reinräumen eingesetzt werden soll, etwa bei der Verarbeitung von empfindlichen Lebensmitteln und/oder im Bereich der Halbleiterindustrie.
  • Weiterhin ist bei derartigen druckluftbetätigten Anschlagmodulen die Kraftaufbringung begrenzt, welche durch den pneumatischen Antrieb ausgeübt werden kann, um den Anschlag aus der Transportstrecke herauszubewegen bzw. in diese hineinzubewegen. Große Hubkräfte sind insbesondere in Situationen erforderlich, in denen sehr schwergewichtige Werkstücke bzw. Werkstückträger an dem Anschlag anschlagen. In diesen Situationen muss der Anschlag entgegen der an der Kontaktfläche zwischen Anschlag und Werkstückträger entstehenden Reibkraft aus der Transportstrecke herausbewegt werden.
  • Insbesondere bei der Verwendung derartiger Anschlagmodule als sog. Vorstopper, welche dazu dienen mehrere Werkstücke bzw. Werkstückträger gleichzeitig zu stoppen, die auf einer Staustrecke sich hintereinander aufstauen, üben die Werkstückträger eine hohe Vorschubkraft auf den Anschlag aus, d. h. die Vortriebskräfte der einzelnen Werkstückträger auf der Staustrecke summieren sich auf. Die Hubkraft, die dann notwendig ist, um den Anschlag entgegen der an der Kontaktfläche zwischen Werkstückträger und Anschlag entstehenden Reibungskraft hinauszuziehen, kann mitunter sehr groß sein.
  • Eine pneumatisch betätigbare Hubvorrichtung, wie diese gemäß dem in EP 0 484 648 A1 offenbarten Anschlagmodul vorgeschlagen wird, genügt meist nicht, um eine derartig große Hubkraft aufzubringen. Ansonsten müsste ein solches Anschlagmodul mit relativ großen pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgestattet und mit einer relativ großen Menge an Druckluft versorgt werden. Neben den bereits oben genannten Nachteilen würde sich hierdurch insbesondere der Nachteil ergeben, dass ein solches Anschlagmodul einen großen Bauraum einnimmt.
  • Aus der DE 20 2004 004 385 U1 ist ein weiteres Anschlagmodul bekannt, welches ein Anschlagglied aufweist, das an einem Träger angeordnet ist, der unterhalb der Anschlagebene in Anschlagrichtung gedämpft beweglich ist. Aus der DE 36 06 103 A1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung einer Kraft oder einer Vorschubbewegung von einer Zylindereinheit über eine flexible, ein Fluid enthaltende Leitung auf eine zweite Zylindereinheit bekannt. Die beiden Zylindereinheiten sind dabei als kolbenstangenlose, balgartig gestaltete, flexible Arbeitszylinder ausgestaltet, die zusammen mit der sie verbindenden Leitung eine hermetisch abgeschlossene Einheit bilden.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Anschlagmodul anzugeben, welches insbesondere für den Einsatz auf Transportstrecken mit schwergewichtigen darauf bewegten Werkstückträgern geeignet ist. Das Anschlagmodul sollte dazu eine kompakte Größe und einen niedrigen Energiebedarf haben. Zudem sollte weitestgehend auf eine umständliche, externe Medienversorgung verzichtet werden können.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Anschlagmodul der eingangs genannten Art gelöst, mit einer ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung, welche einen ersten Kolben und einen ersten Hydraulikzylinder umfasst, wobei der erste Kolben mit dem Anschlagglied verbunden ist und innerhalb des ersten Hydraulikzylinders entlang einer ersten Zylinderachse beweglich gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung verläuft, mit einer zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung, welche einen zweiten Kolben und einen zweiten Hydraulikzylinder umfasst, wobei der zweite Kolben innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders entlang einer zweiten Zylinderachse beweglich gelagert ist, welche quer zu der ersten Zylinderachse verläuft, und mit einem Aktor zum Hin- und Herbewegen des zweiten Kolbens innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders entlang der zweiten Zylinderachse, wobei der erste Hydraulikzylinder über ein Verbindungsstück mit dem zweiten Hydraulikzylinder derart verbunden ist, dass eine durch den Aktor verursachte Bewegung des zweiten Kolbens entlang der zweiten Zylinderachse, eine Bewegung des ersten Kolbens entlang der ersten Zylinderachse und des Anschlagglieds entlang der ersten Richtung bewirkt, um das Anschlagglied wahlweise in die Transportstrecke hinein oder aus dieser heraus zu bewegen.
  • Das neue Anschlagmodul verwendet also zwei hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen, welche über ein Verbindungsstück miteinander kommunizieren. Der erste und der zweite Hydraulikzylinder sind zumindest teilweise mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt. Der zweite Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung ist mit einem Aktor gekoppelt, der dazu ausgestaltet ist, den zweiten Kolben innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders entlang der zweiten Zylinderachse translatorisch hin- und herzubewegen. Während eines Vorwärtshubs des zweiten Kolbens wird die hydraulische Flüssigkeit im zweiten Hydraulikzylinder komprimiert. Aufgrund dieser Kompression wird die hydraulische Flüssigkeit durch das Verbindungsstück in den ersten Hydraulikzylinder gepresst, wodurch der erste Kolben innerhalb des ersten Hydraulikzylinders in Bewegung versetzt wird. Aufgrund der Kopplung zwischen dem ersten Kolben und dem Anschlagglied, verursacht eine derartige Bewegung des ersten Kolbens entlang der ersten Zylinderachse eine Bewegung des Anschlagglieds entlang der ersten Richtung. Das Anschlagglied wird dadurch aus der Transportstrecke translatorisch herausbewegt.
  • Um das Anschlagglied in die Transportstrecke wieder hineinzubewegen, verfährt der Aktor den zweiten Kolben innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders per Rückwärtshub wieder zurück. Dadurch wird die hydraulische Flüssigkeit wieder dekomprimiert. Die hydraulische Flüssigkeit kann somit aus dem ersten Hydraulikzylinder über das Verbindungsstück in den zweiten Hydraulikzylinder einströmen, so dass sich der erste Kolben entlang der ersten Zylinderachse bewegen kann und samt des daran angeordneten Anschlagglieds automatisch in Richtung der Transportstrecke bewegt wird.
  • Die beiden hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnungen sind also derart zueinander angeordnet, dass sie über das Verbindungsstück und die in den Hydraulikzylindern enthaltene hydraulische Flüssigkeit miteinander derart kommunizieren, dass ein Vorwärtshub des zweiten Kolbens ein Rückwärtshub des ersten Kolbens und ein Rückwärtshub des zweiten Kolbens ein Vorwärtshub des ersten Kolbens bewirkt. Bei dieser Bewegung wird die hydraulische Flüssigkeit jeweils aus dem zweiten Hydraulikzylinder in den ersten Hydraulikzylinder gepresst und umgekehrt.
  • Somit ist es nur notwendig, den zweiten Kolben aktiv anzutreiben bzw. hin- und herzubewegen, um damit auch den ersten Kolben zusammen mit dem Anschlagglied zu bewegen, um dieses wahlweise in die Transportstrecke hinein- oder aus dieser herauszubewegen.
  • Den Erfindern ist es also gelungen, ein mechanisch relativ einfach ausgestaltetes Anschlagmodul bereitzustellen, bei dem das Anschlagglied über einen hydraulischen Antrieb kompakter Bauform bewegbar ist. Im Gegensatz zu pneumatisch betriebenen Anschlagmodulen eignet sich ein solcher hydraulischer Antrieb mit zwei miteinander kommunizierenden Kolben insbesondere dazu, große Hubkräfte beim Ein- bzw. Ausfahren des Anschlagglieds zu gewährleisten. Durch die beschriebene Anordnung lassen sich nämlich sehr große Kräfte auf das Anschlagglied ausüben. Das neue Anschlagmodul eignet sich daher insbesondere zur oben beschriebenen Anwendung auf Staustrecken als Vorstopper oder als Vereinzeler auf Transportstrecken, auf denen schwergewichtige Werkstücke bis zu 400 kg oder 500 kg bewegt und von dem Anschlagmodul gestoppt werden müssen.
  • Ein weiterer Vorteil des neuen Anschlagmoduls ist dessen kompakte Bauform, welche sich insbesondere für den Einsatz in beengten Einbausituationen eignet. Des Weiteren kann im Vergleich zu pneumatisch betriebenen Anschlagmodulen auf eine komplexe externe Medienversorgung mit Druckluft verzichtet werden.
  • Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Begriff ”Verbindungsstück” keine spezifische Form oder Gestalt impliziert. Unter einem ”Verbindungsstück” soll vorliegend jegliche Art von Verbindung zwischen dem ersten Hydraulikzylinder und dem zweiten Hydraulikzylinder verstanden werden. Dies kann insbesondere durch ein Hohlkanal oder eine einfache Öffnung realisiert werden, der/die die beiden Hydraulikzylinder miteinander verbindet und während der Arbeitsbewegung ein Übertritt der hydraulischen Flüssigkeit von dem einen in den anderen Hydraulikzylinder ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktor ein Elektromotor.
  • In dieser Ausgestaltung wird der zweite Kolben innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders entlang der zweiten Zylinderachse also durch einen Elektromotor hin- und herbewegt. Die zu erreichende translatorische Bewegung des zweiten Kolbens kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Der Elektromotor muss dazu nicht direkt, sondern kann auch indirekt mit dem zweiten Kolben gekoppelt sein. Auch eine Ausgestaltung des Elektromotors in Form eines Teleskopantriebs, bei dem der zweite Kolben an einer teleskopartig ein- und ausfahrbaren Teleskopstange angeordnet ist, ist generell denkbar. Ebenso gut ließen sich hierfür jedoch auch Riementriebe oder Zahnradantriebe verwenden, die von dem Elektromotor angetrieben werden und ein lineares bzw. translatorisches Verschieben des zweiten Kolbens gewährleisten.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Kolben über eine Kraftübersetzungseinrichtung mit dem Aktor gekoppelt.
  • Eine solche Kraftübersetzungseinrichtung wirkt somit als Kraftverstärker. Die vom Elektromotor ausgeübte Kraft wird über die Kraftübersetzungseinrichtung verstärkt und über die Kraftübersetzungseinrichtung in die oben beschriebene Bewegung des zweiten Kolbens übersetzt. Dadurch lassen sich auch mit relativ kleinen Elektromotoren große Kräfte auf den zweiten Kolben übertragen. Dies wiederum wirkt sich zum einen vorteilhaft auf die Gesamtkosten des Anschlagmoduls aus, und zum anderen ermöglicht die Verwendung eines kleinen Elektromotors eine kompakte Bauweise des gesamten Anschlagmoduls.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Kraftübersetzungseinrichtung als Stirnradgetriebe ausgestaltet.
  • Über ein solches Stirnradgetriebe lassen sich sehr hohe Antriebskräfte zuverlässig übersetzen. Stirnradgetriebe sind im Übrigen kostengünstig in der Herstellung und darüber hinaus auch noch sehr verschleißarm. Zwar wären als Kraftübersetzungseinrichtung grundsätzlich auch Planeten-, Schnecken- oder Kegelradgetriebe denkbar. Die Vorteile eines Stirnradgetriebes bestehen jedoch in der relativ einfachen Bauweise sowie in der Robustheit und einem hohen Wirkungsgrad durch direkte, rein mechanische Kraftübertragung. Das gemäß dieser Ausgestaltung verwendete Stirnradgetriebe ist vorzugsweise als einstufiges Stirnradgetriebe ausgestaltet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist das Stirnradgetriebe ein erstes Stirnrad auf, welches mit dem zweiten Kolben derart über ein Kopplungselement gekoppelt ist, dass eine Rotation des ersten Stirnrads die Bewegung des zweiten Kolbens innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders entlang der zweiten Zylinderachse bewirkt.
  • Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass das Stirnradgetriebe noch ein zweites Stirnrad aufweist, welches kämmend in das erste Stirnrad eingreift, und dass der Aktor dazu ausgestaltet ist, das zweite Stirnrad rotatorisch anzutreiben.
  • In dieser Ausgestaltung wird das Kopplungselement also dazu verwendet, die durch den Aktor verursachte rotatorische Bewegung des ersten Stirnrads in die oben beschriebene translatorische Bewegung des zweiten Kolbens zu übersetzen. Das Stirnradgetriebe lässt sich somit in bekannter Weise rotatorisch antreiben und über die Kopplung mit dem zweiten Kolben in die oben beschriebene Bewegung des zweiten Kolbens entlang der zweiten Zylinderachse umsetzen.
  • Das zweite Stirnrad wird vorzugsweise direkt von dem Aktor, vorzugsweise von einem Elektromotor, angetrieben. Das zweite Stirnrad lässt sich daher auch als Antriebsrad bezeichnen. In dieser Ausgestaltung wird die auf das Anschlagglied während dessen Ein- und Ausfahrbewegung ausgeübte Kraft also zusätzlich durch das vorgesehene Stirnradgetriebe gesteigert.
  • Den Erfindern ist es somit gelungen, einen elektrohydraulischen Antrieb sehr kompakter Bauweise in dem neuen Anschlagmodul unterzubringen, welcher es mit minimalem Energieaufwand ermöglicht, sehr große Hubkräfte beim Ein- und Ausfahren des Anschlagglieds zu gewährleisten. Außer einem elektrischen Anschluss benötigt das neue Anschlagmodul keine externe Medienversorgung, wie bspw. eine Druckluftversorgung, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anschlagmodulen notwendig sind. Der realisierte elektrohydraulische Antrieb, welcher über das beschriebene Stirnradgetriebe und die zwei miteinander kommunizierenden Hydraulikzylindern umgesetzt wird, ist zudem verschleiß- und wartungsarm. Im Übrigen hat sich dieser Antrieb als nahezu geräuschlos herausgestellt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das Kopplungselement ein mit dem zweiten Kolben verbundener Stift, welcher in einer bogenförmigen Ausnehmung des ersten Stirnrads exzentrisch geführt ist.
  • Bevorzugt verläuft die bogenförmige Ausnehmung dabei um einen gedachten Krümmungsmittelpunkt herum, wobei der gedachte Krümmungsmittelpunkt von der Symmetrieachse des ersten Stirnrades beabstandet ist.
  • In dieser Ausgestaltung ist das Kopplungselement also vorzugsweise als ein Stift ausgestaltet, welcher mit dem zweiten Kolben verbunden ist. Der Stift selbst ist dabei vorzugsweise als Zylinderstift ausgestaltet. Durch die im ersten Stirnrad vorgesehene bogenförmige Ausnehmung, in welcher der Zylinderstift geführt ist, lässt sich die rotatorische Bewegung des ersten Stirnrads auf mechanisch einfache Art und Weise in die oben beschriebene translatorische Arbeitsbewegung des zweiten Kolbens umsetzen.
  • Dadurch dass die bogenförmige Ausnehmung exzentrisch zu der Symmetrieachse des ersten Stirnrads verläuft, erfährt der Zylinderstift und damit der zweite Kolben während der Rotation des ersten Stirnrads eine Relativbewegung entlang der zweiten Zylinderachse.
  • Aufgrund der Führung des zweiten Kolbens innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders bewegt sich der zweite Kolben während dieser Bewegung nur entlang der zweiten Zylinderachse und nicht quer dazu. Durch die Führung des Zylinderstifts innerhalb der exzentrisch auf dem ersten Stirnrad angeordneten bogenförmigen Ausnehmung, bewegt sich der Zylinderstift ebenfalls nur translatorisch entlang der zweiten Zylinderachse. Je nach Drehrichtung des ersten Stirnrads bewegt sich der Zylinderstift von der Symmetrieachse des ersten Stirnrads entlang der zweiten Zylinderachse weg bzw. auf die Symmetrieachse des ersten Stirnrads zu. Eine Drehung des ersten Stirnrads, welche ein Wegbewegen des Zylinderstifts von der Symmetrieachse des ersten Stirnrads bewirkt, resultiert also in einem Vorwärtshub des zweiten Kolbens, bei dem die hydraulische Flüssigkeit im zweiten Hydraulikzylinder komprimiert und dadurch, wie oben beschrieben, über das Verbindungsstück in den ersten Hydraulikzylinder gepresst wird. Wie oben beschrieben, verursacht dies den Rückwärtshub des ersten Kolbens, so dass das Anschlagglied aus der Transportstrecke zurückgezogen wird. Umgekehrt resultiert eine Drehung des ersten Stirnrads, bei der der Zylinderstift entlang der zweiten Zylinderachse auf die Symmetrieachse des ersten Stirnrads zubewegt wird, in einem Rückwärtshub des zweiten Kolbens, damit in einem Vorwärtshub des ersten Kolbens, was schlussendlich die Einfahrbewegung des Anschlagglieds in die Transportstrecke hinein bewirkt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist das erste Stirnrad einen größeren Durchmesser auf als das zweite Stirnrad.
  • Die unterschiedliche Größenausgestaltung der beiden Stirnräder dient im Wesentlichen dazu, eine weitere Kraftübersetzung bzw. Kraftverstärkung zu erreichen. Somit lässt sich das zweite kleinere Stirnrad direkt vom Elektromotor antreiben und diese Bewegung über das größere erste Stirnrad, wie beschrieben, in die translatorische Hubbewegung des zweiten Kolbens umsetzen. Durch eine derartige Kraftübersetzung lassen sich große Hubkräfte und damit relativ hohe Drücke innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders während der Arbeitsbewegung realisieren. Durch das oben beschriebene Zusammenspiel zwischen dem zweiten und dem ersten Hydraulikzylinder kann das Anschlagglied demzufolge mit sehr großer Kraft in die Transportstrecke hinein- bzw. aus dieser herausbewegt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite Hydraulikzylinder einen größeren Durchmesser auf als der erste Hydraulikzylinder.
  • Es versteht sich, dass gemäß dieser Ausgestaltung auch der zweite Kolben einen dementsprechend größeren Durchmesser aufweist als der erste Kolben. Die verschieden großen Kolbendurchmesser bewirken somit eine weitere Kraftübersetzung. Der Betrag der Kraftübersetzung ist dabei proportional zum Verhältnis der beiden Kolben- bzw. Zylinderdurchmesser zueinander. In Kombination mit der oben bereits beschriebenen Kraftübersetzung, welche über das Stirnradgetriebe gewährleistet ist, lässt sich durch diese größenmäßig unterschiedliche Ausgestaltung der beiden Hydraulikzylinder bzw. der beiden Kolben eine weitere Kraftverstärkung erzielen.
  • Durch die Kombination beider Ausgestaltungen (Stirnradgetriebe und verschieden große Kolben) lässt sich also bei der Verwendung von relativ kleinen Antriebsmotoren schon eine sehr große Kraft auf das Anschlagglied ausüben. Eines komplexen Aufbaus oder eines Einsatzes komplexer Bauteile zur Kraftverstärkung bedarf es dabei nicht. Das neue Anschlagmodul lässt sich im Gegenteil mit relativ einfachen mechanischen Bauteilen realisieren, welche in kompakter Bauweise zusammenbaubar sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das Verbindungsstück ein Hohlkanal, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des zweiten Hydraulikzylinders ist, insbesondere mindestens um das vierfache kleiner als der Durchmesser des zweiten Hydraulikzylinders ist.
  • Durch eine relativ kleine Ausgestaltung des Hohlkanals, welcher den zweiten Hydraulikzylinder mit dem ersten Hydraulikzylinder verbindet, lässt sich eine weitere Kraftsteigerung erreichen. Die hydraulische Flüssigkeit, welche während des Vorwärtshubs des zweiten Kolbens im zweiten Hydraulikzylinder komprimiert wird, wird somit nämlich beim Übertritt in den ersten Hydraulikzylinder, d. h. beim Passieren des Hohlkanals, zusätzlich komprimiert. Ein Größenverhältnis zwischen dem Durchmesser des zweiten Hydraulikzylinders und dem Durchmesser des Hohlkanals von mindestens 4:1, hat sich als besonders günstig herausgestellt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Zylinderachse orthogonal zu der zweiten Zylinderachse ausgerichtet, und die zweite Zylinderachse verläuft in der Montageposition im Wesentlichen parallel zu der Transportrichtung.
  • In dieser Ausgestaltung werden die beiden Kolben also orthogonal zueinander verfahren. Der als Verbindungsstück dienende Hohlkanal zwischen den beiden Hydraulikzylindern kann dabei geradlinig ausgestaltet sein, so dass dieser in senkrechter Ausrichtung jeweils in den ersten und zweiten Hydraulikzylinder mündet. Wenngleich dies bevorzugt ist, versteht sich jedoch, dass die beiden Zylinderachsen nicht zwingend exakt orthogonal zueinander ausgerichtet sein müssen, um das oben genannte Funktionsprinzip zu bewahren. Eine orthogonale Anordnung der beiden Hydraulikzylinder ist jedoch sowohl aus kinematischer Sicht als auch zur Realisierung einer kompakten Bauweise des neuen Anschlagmoduls von Vorteil.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das Anschlagglied lösbar mit dem ersten Kolben verbunden.
  • Eine solche lösbare Verbindung kann insbesondere durch eine Schraube und ein entsprechendes Gewinde im ersten Kolben realisiert werden. Sie ist insbesondere vorteilhaft, da sich hierdurch das Anschlagglied leicht von dem restlichen Aufbau des Anschlagmoduls lösen lässt und dadurch auf einfache und schnelle Art und Weise austauschbar ist. Aufgrund der an der Kontaktfläche zwischen den zu vereinzelnden Werkstücken und dem Anschlagglied auftretenden Reibungskräfte, ist das Anschlagglied einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Die Gewährleistung eines einfachen und schnellen Austauschs des Anschlagglieds ist somit insbesondere aus produktionstechnischer Sicht notwendig und von Vorteil.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Rückstellfeder vorgesehen, welche auf den ersten Kolben eine Kraft entlang der ersten Zylinderachse ausübt und das Anschlagglied entlang der ersten Richtung in Richtung der Transportstrecke drückt.
  • Diese Rückstellfeder wirkt also dem Rückwärtshub des ersten Kolbens entgegen. Beim Vorwärtshub des ersten Kolbens, während dem das Anschlagglied in die Transportstrecke hineingefahren wird, unterstützt die Rückstellfeder die Vorwärtshub-Bewegung des ersten Kolbens. Bei einem Ausfall des oben beschriebenen elektrohydraulischen Antriebs hat dies insbesondere den Vorteil, dass das Anschlagglied aufgrund der Federkraft der Rückstellfeder in die Transportstrecke hineinbewegt wird. Dies ist insbesondere aus sicherheitstechnischen Gründen notwendig, da die auf der Transportstrecke bewegten Werkstücke ansonsten bei einem Ausfall des Aktors bzw. des Elektromotors ungebremst weiterbewegt würden, was zu Komplikationen auf der Transportstrecke führen könnte.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern-den Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine vereinfachte Darstellung einer Produktionsanlage mit einer Transportstrecke, an der mehrere Anschlagmodule gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls von einer ersten Seite;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls von einer zweiten Seite;
  • 4 eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls;
  • 5 eine perspektivische Detailansicht von Antriebsbauteilen, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel in dem neuen Anschlagmodul Verwendung finden können;
  • 6 eine teilweise aufgerissene Ansicht des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls unter Weglassung mehrerer Bauteile zur Veranschaulichung einer ersten Betriebsstellung des Anschlagmoduls;
  • 7 das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht;
  • 8 eine teilweise aufgerissene Ansicht des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls unter Weglassung mehrerer Bauteile zur Veranschaulichung einer zweiten Betriebsstellung des neuen Anschlagmoduls; und
  • 9 das in 8 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht.
  • In 1 ist eine Anlage, in der mehrere neue Anschlagmodule zum Einsatz kommen, in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
  • Die Anlage 10 beinhaltet eine Transportstrecke 12 und eine Anzahl von Bearbeitungsstationen 14, an denen Werkstücke der Reihe nach bearbeitet werden. Beispielhaft kann es sich um eine Anlage zum Verpacken und Etikettieren von Lebensmitteln handeln. Die Verwendung der neuen Anschlagmodule ist jedoch nicht auf diesen Beispielfall beschränkt. Vielmehr können die neuen Anschlagmodule bei jeder Art von Anlage verwendet werden, die eine Transportstrecke zur Beförderung von Stückgütern beinhaltet, und bei der Stückgüter an definierten Positionen der Transportstrecke gezielt angehalten werden sollen.
  • Im dargestellten Fall besitzt die Transportstrecke 12 zwei parallele Spuren 18, auf denen ein Transportband, eine Kette oder dergleichen in Richtung des Pfeils 19 umläuft. Alternativ könnte die Transportstrecke bspw. Querrollen besitzen, von denen mindestens einige angetrieben sind.
  • Quer zu den beiden Spuren sind hier Werkstückträger 20 auf die Transportstrecke 12 aufgelegt. Jeder Werkstückträger 20 trägt ein Werkstück 16 und befördert dieses auf den Spuren 18 in der Transportrichtung 19.
  • Zwischen den beiden Spuren 18 sind hier vier Querträger 22 angeordnet, auf denen jeweils ein Anschlagmodul 24 befestigt ist. Jedes Anschlagmodul 24 besitzt einen Grundkörper 26 und einen Anschlagglied 28, der relativ zu dem Grundkörper 26 beweglich ist. Befindet sich das Anschlagglied 28 in seiner unteren Arbeitsposition (bezeichnet als Freigabestellung), gibt das jeweilige Anschlagmodul 24 die Transportstrecke 12 frei, d. h. der Werkstückträger 20 kann auf den beiden Spuren 18 über das Anschlagmodul 24 hinweggleiten. Ragt das Anschlagglied 28 jedoch nach oben in die Transportstrecke 12 hinein (bezeichnet als Sperrstellung), hindert es die Beförderung des Werkstückträgers 20 auf der Transportstrecke 12, d. h. der Werkstückträger 20 wird an einer definierten Position festgehalten. Das Transportband, die Kette oder dergleichen können in diesem Fall unter dem angehaltenen Werkstückträger 20 weiterfahren, d. h. der Werkstückträger 20 wird vom Anschlagglied 28 entgegen der Transportbewegung der Transportstrecke 12 gehalten. Sobald das Anschlagglied 28 aus der Transportstrecke 12 zurückgefahren wird, wird der entsprechende Werkstückträger 20 weiterbefördert.
  • Mit Hilfe der insgesamt vier Anschlagmodule 24 ist es in diesem Fall möglich, Werkstücke 16, die der Reihe nach auf der Transportstrecke 12 befördert werden, zu vereinzeln und positionsgenau an drei Bearbeitungsstationen 14a14c anzuhalten. In 1 ist der Werkstückträger 20 mit dem Werkstück 16a beispielhaft über das erste Anschlagmodul 24a hinweggelaufen und wird nun mit dem zweiten Anschlagmodul 24b an der definierten Position für die Bearbeitungsstation 14a festgehalten. Das Anschlagglied 28 des ersten Anschlagmoduls 24a ist nach der Freigabe des Werkstückträgers 20 mit dem Werkstück 16a wieder nach oben in die Transportstrecke 12 bewegt worden, um den nächstfolgenden Werkstückträger 20 mit dem Werkstück 16b anzuhalten. Somit sorgen die in Reihe hintereinander angeordneten Anschlagmodule 24a24b für die Vereinzelung der Werkstücke 16a, 16b, indem sie von einer Anlagensteuerung (hier nicht dargestellt) individuell der Reihe nach jeweils so angesteuert werden, dass ein vereinzelter Werkstückträger 20 mit einem Werkstück 16 schrittweise die Bearbeitungsstationen 14a14c durchläuft.
  • Die 2 und 3 zeigen jeweils perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels des neuen Anschlagmoduls 24 von unterschiedlichen Seiten. Der Grundkörper 26 bildet das Gehäuse, in welchem ein Großteil der Bauteile des neuen Anschlagmoduls 24 angeordnet ist. Das Anschlagglied 28 ist an bzw. in dem Grundkörper 26 beweglich gelagert und entlang einer ersten Richtung 30 bewegbar. Die erste Richtung 30 verläuft quer, vorzugsweise orthogonal, zu der Transportrichtung 19, wenn das Anschlagmodul 24 an der Transportstrecke 12 angeordnet bzw. montiert ist. Das Anschlagglied 28 wird während des Betriebs also vorzugsweise senkrecht in die Transportstrecke 12 hinein- oder aus dieser herausbewegt. Je nach Einbausituation wird das Anschlagmodul 24 derart im Bereich der Transportstrecke 12 angeordnet, dass das Anschlagglied 28 entweder von unten, von oben oder seitlich in die Transportstrecke 12 hinein- bzw. aus dieser herausbewegbar ist. Durchgangsbohrungen 32a, 32b im Grundkörper 26 dienen im Wesentlichen dazu, das Anschlagmodul 24 im Bereich der Transportstrecke 12 zu positionieren und mit Hilfe von Befestigungselementen an dieser zu befestigen. Es versteht sich, dass das Anschlagglied 28 bzw. der Grundkörper 26 auch auf andere Art und Weise im Bereich der Transportstrecke 12 befestigt werden kann.
  • Das bewegliche Anschlagglied 28 weist gemäß dieser Ausführungsform eine teilweise geschwungene äußere Form auf. Es versteht sich jedoch, dass unterschiedlichste Formen denkbar sind, um die Funktion des Anschlagglieds 28 innerhalb des neuen Anschlagmoduls 24 zu gewährleisten. Vorzugsweise besitzt das Anschlagglied eine ebene Anschlagfläche 34, deren Normalenvektor in der Montageposition entgegengesetzt zu der Transportrichtung 19 ausgerichtet ist. Während des Betriebs schlagen die auf der Transportstrecke 12 bewegten Werkstücke 16 bzw. Werkstückträger 20 an dieser Anschlagfläche 34 an und werden dadurch abgebremst, wenn sich das Anschlagmodul 24 in seiner Sperrstellung befindet, in der das Anschlagglied 28 in die Transportstrecke 12 hineinragt. Um Beschädigungen zu verhindern, die durch den Aufprall eines Werkstücks 16 oder Werkstückträgers 20 auf den Grundkörper bzw. das Gehäuse 26 verursacht werden könnten, ist das Gehäuse 26 vorzugsweise zusätzlich mit einer plattenförmigen Schutzkappe 36 an seiner Vorderseite unterhalb der Position des Anschlagglieds 28 verstärkt.
  • Die Bauteile und die Funktion des neuen Anschlagmoduls 24 werden aus den 4 bis 9 ersichtlich.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Längsachse des neuen Anschlagmoduls 24. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist das Anschlagglied 28 mit einem ersten Kolben 38 einer ersten Kolben-Zylinder-Anordnung 40 verbunden. Diese erste Kolben-Zylinder-Anordnung 40 umfasst neben dem ersten Kolben 38 einen ersten Hydraulikzylinder 42, innerhalb dem der erste Kolben 38 entlang einer ersten Zylinderachse 44 beweglich gelagert ist. Zur zusätzlichen Abdichtung der Kolben-Zylinder-Anordnung 40 besitzt der erste Kolben 38 mindestens ein Dichtungselement 46, welches umfangsseitig am ersten Kolben 38 an der Kontaktstelle zwischen dem ersten Kolben 38 und dem ersten Hydraulikzylinder 42 angeordnet ist. In der gewählten Anordnung verläuft die erste Zylinderachse 44 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung 40 im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung 30. Das Anschlagglied 28 kann somit durch eine Bewegung des ersten Kolbens 38 entlang der ersten Zylinderachse 44 entlang der ersten Richtung 30 wahlweise translatorisch in die Transportstrecke 12 hinein- oder aus dieser herausbewegt werden.
  • Die Bewegung des ersten Kolbens 38 entlang der ersten Zylinderachse 44 wird dabei im Wesentlichen durch die Bewegung eines zweiten Kolbens 48 einer zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 50 verursacht. Ähnlich wie die erste Kolben-Zylinder-Anordnung 40 weist diese zweite Kolben-Zylinder-Anordnung 50 ebenfalls einen Hydraulikzylinder 52 auf, in dem der zweite Kolben 48 entlang einer zweiten Zylinderachse 54 beweglich gelagert ist. Auch der zweite Hydraulikzylinder 52 ist vorzugsweise mittels eines Dichtungselements 56 zusätzlich abgedichtet, welches umfangsseitig an dem zweiten Kolben 48 an der Kontaktfläche zwischen dem zweiten Kolben 48 und dem zweiten Hydraulikzylinder 52 angeordnet ist.
  • Zur Gewährleistung der Funktion ist der zweite Hydraulikzylinder 52 zumindest teilweise mit einer hydraulischen Flüssigkeit (nicht dargestellt) befüllt. Eine Bewegung des zweiten Kolbens 48 entlang der zweiten Zylinderachse 54 bewirkt während eines Vorwärtshubs eine Kompression der hydraulischen Flüssigkeit und während eines entgegengesetzten Rückwärtshubs eine entsprechende Dekompression der hydraulischen Flüssigkeit innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders 52.
  • Ein Verbindungsstück 58, welches vorzugsweise als Hohlkanal ausgestaltet ist, verbindet den zweiten Hydraulikzylinder 52 mit dem ersten Hydraulikzylinder 42. Die während des Vorwärtshubs des zweiten Kolbens 48 im zweiten Hydraulikzylinder 52 komprimierte hydraulische Flüssigkeit gelangt somit über das Verbindungsstück 58 in den ersten Hydraulikzylinder 42, wodurch der erste Kolben 38 entlang der ersten Zylinderachse 44 nach unten bewegt wird. Während des Vorwärtshubs des zweiten Kolbens 48 wird die hydraulische Flüssigkeit also aus dem zweiten Hydraulikzylinder 52 in den ersten Hydraulikzylinder 42 hineingepresst, so dass der Vorwärtshub des zweiten Kolbens 48 einen Abwärtshub des ersten Kolbens 38 und damit gekoppelt ein Herausfahren des Anschlagglieds 28 aus der Transportstrecke 12 bewirkt. Während eines umgekehrten Rückwärtshubs des zweiten Kolbens 48 entlang der zweiten Zylinderachse 54 wird die hydraulische Flüssigkeit dekomprimiert, so dass diese aus dem ersten Hydraulikzylinder 42 über das Verbindungsstück 58 wieder zurück in den zweiten Hydraulikzylinder 52 fließen kann. Aufgrund der Druckabnahme im ersten Hydraulikzylinder 42 bewirkt dies einen Aufwärtshub des ersten Kolbens 38 entlang der ersten Zylinderachse 44 und damit gekoppelt ein Hineinfahren des Anschlagglieds 28 in die Transportstrecke 12.
  • Die Aufwärtshub-Bewegung des ersten Kolbens 38 wird zusätzlich durch eine Rückstellfeder 60 unterstützt, welche endseitig am ersten Kolben 38 angeordnet ist und symmetrisch zu der ersten Zylinderachse 44 verläuft. Diese Rückstellfeder übt auf den ersten Kolben 38, entgegen der auf diesen wirkenden Gewichtskraft, eine Kraft entlang der ersten Zylinderachse 44 aus, welche das Anschlagglied 28 entlang der ersten Richtung 30 in Richtung der Transportstrecke 12 drückt. Während diese Rückstellfeder 60 die Aufwärtshub-Bewegung des ersten Kolbens 38 unterstützt, wirkt sie dem von der hydraulischen Flüssigkeit auf den ersten Kolben 38 während des Abwärtshubs ausgeübten Druck entgegen. Die von der Rückstellfeder 60 ausgeübte Rückstellkraft sollte daher nicht allzu groß sein, um während des Abwärtshubs des ersten Kolbens 38 keine allzu große Gegenkraft auszuüben. Die von der Rückstellfeder 60 ausgeübte Rückstellkraft muss lediglich die Gewichtskraft des Kolbens 38 und des Anschlagglieds 28 überwinden, um den Aufwärtshub des ersten Kolbens 38 und damit das Herausfahren des Anschlagglieds 28 in die Transportstrecke 12 zu gewährleisten.
  • Die beiden hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnungen 40, 50 kommunizieren somit in oben beschriebener Art und Weise über das Verbindungsstück 58 miteinander. Wie beschrieben, bewirkt ein Vorwärtshub des zweiten Kolbens 48 ein Abwärtshub des ersten Kolbens 38, und ein Rückwärtshub des zweiten Kolbens 48 bewirkt ein Aufwärtshub des ersten Kolbens 38. Während dieser Arbeitsbewegung wird die hydraulische Flüssigkeit jeweils von dem zweiten Hydraulikzylinder 52 in den ersten Hydraulikzylinder 42 gedrückt bzw. in umgekehrter Weise von dem ersten Hydraulikzylinder 42 zurück in den zweiten Hydraulikzylinder 52 gedrückt. Die beiden Kolben-Zylinder-Anordnungen 40, 50 sind dazu vorzugsweise orthogonal zueinander ausgerichtet, d. h. die erste Zylinderachse 44 verläuft vorzugsweise orthogonal zu der zweiten Zylinderachse 54. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Winkel zwischen den beiden Zylinderachsen 44, 54 grundsätzlich denkbar sind.
  • Der Antrieb des zweiten Kolbens 48 erfolgt gemäß dieser Ausführungsform mit einer elektro-mechanischen Antriebseinheit 62, welche im Folgenden näher erläutert wird. Diese Antriebseinheit 62 ist in einer perspektivischen Ansicht vergrößert in 5 dargestellt. Sie umfasst einen Aktor 64, welcher vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Der Elektromotor 64 treibt dabei ein Stirnradgetriebe 66 an, welches zwei Stirnräder, ein erste Stirnrad 68 und ein zweites Stirnrad 70 aufweist, welche kämmend ineinandergreifen. Das zweite Stirnrad 70 wird vorzugsweise direkt von dem Elektromotor 64 angetrieben, wobei sich dieses rotatorisch um eine zweite Stirnradachse 72 bewegt. Über die Verzahnung der beiden Stirnräder 68, 70 wird die Rotationsbewegung des angetriebenen zweiten Stirnrads 70 in eine entsprechend entgegengesetzt dazu verlaufende Rotationsbewegung des ersten Stirnrads 68 umgesetzt. Das erste Stirnrad 68 bewegt sich dabei rotatorisch um eine erste Stirnradachse 74, welche vorzugsweise parallel zu der zweiten Stirnradachse 72 verläuft.
  • Die Umsetzung der Rotationsbewegung des ersten Stirnrads 68 in die oben beschriebene translatorische Hubbewegung des zweiten Kolbens 48 erfolgt über ein vorzugsweise als Zylinderstift ausgestaltetes Kopplungselement 76, welches in einer bogenförmigen Ausnehmung 78 innerhalb des ersten Stirnrads 68 geführt ist.
  • Wie insbesondere aus den in den 7 und 9 dargestellten Draufsichten von oben ersichtlich ist, ist die bogenförmige Ausnehmung 78 exzentrisch zu der ersten Stirnradachse 74 in das erste Stirnrad 68 eingebracht. Anders ausgedrückt, verläuft die bogenförmige Ausnehmung 78 um einen gedachten Krümmungsmittelpunkt herum, welcher beabstandet ist von der ersten Stirnradachse 74, welche gleichzeitig die Symmetrieachse des ersten Stirnrads 68 bildet. Als Kopplungselement 76 dient, wie bereits erwähnt, ein Zylinderstift, mit Hilfe dessen der zweite Kolben 48 an das erste Stirnrad 68 gekoppelt ist und innerhalb der bogenförmigen Ausnehmung 78 verschiebbar geführt ist.
  • Aufgrund der exzentrischen Anordnung der bogenförmigen Ausnehmung 78 erfährt der Zylinderstift 76 während einer Rotation des ersten Stirnrads 68 um dessen Stirnradachse 74 eine translatorische Bewegung entlang der zweiten Zylinderachse 54. Die Rotationsbewegung des angetriebenen Stirnradgetriebes 66 wird somit auf mechanisch einfache Art und Weise in eine Translations-Bewegung des Zylinderstifts 76 und damit auch des zweiten Kolbens 48 entlang der zweiten Zylinderachse 54 umgesetzt. Diese Bewegung wird insbesondere durch Vergleich der 6 und 7 mit den 8 und 9 ersichtlich, welche zwei unterschiedliche Betriebsstellungen des neuen Anschlagmoduls 24 darstellen.
  • Die 6 und 7 zeigen das neue Anschlagmodul 24 in seiner Freigabestellung, in welcher das Anschlagglied 28 aus der Transportstrecke 12 herausbewegt ist. Die 8 und 9 zeigen dagegen das neue Anschlagmodul in seiner Sperrstellung, in welcher das Anschlagglied 28 in die Transportstrecke 12 hineinragt. Diese Figuren sind somit als Momentaufnahmen während des Betriebs des neuen Anschlagmoduls 24 anzusehen. Um das Funktionsprinzip besser ersichtlich zu machen, sind einige Bauteile, insbesondere des Gehäuses 26, in diesen Figuren nicht dargestellt.
  • Wie aus den 6 und 7 ersichtlich ist, ist das Stirnradgetriebe 66 hier in einer Position, die dazu führt, dass der mit dem zweiten Kolben 48 gekoppelte Zylinderstift 76 einen relativ großen Abstand von der ersten Stirnradachse 74 hat. Der zweite Kolben 48 ist in dieser Situation somit gegenüber dem ersten Stirnrad 68 ausgefahren und befindet sich in seiner vordersten Position, in welcher er endseitig am zweiten Hydraulikzylinder 52 anschlägt bzw. dem kopfseitigen Ende des zweiten Hydraulikzylinders 52 sehr nahekommt. Die 6 und 7 zeigen somit die Betriebsstellung des Anschlagmoduls 24 am Ende des Vorwärtshubs des zweiten Kolbens 48. Wie oben bereits erläutert, befindet sich der erste Kolben 38 in dieser Stellung an seinem unteren Umkehrpunkt, in welcher er von der hydraulischen Flüssigkeit nach unten gedrückt ist, d. h. die Hydraulikflüssigkeit befindet sich in dieser Betriebsstellung vollständig oder zumindest nahezu vollständig in dem ersten Hydraulikzylinder 42. In dieser Betriebsstellung ist die Rückstellfeder 60 nahezu vollständig gespannt bzw. zusammengedrückt.
  • Die 8 und 9 zeigen dagegen die Betriebsstellung, in welcher sich der zweite Kolben 48 am Ende eines Rückwärtshubs befindet. Das Stirnradgetriebe 66 ist dazu in eine Stellung gefahren, in welcher sich der Zylinderstift 76 innerhalb der bogenförmigen Ausnehmung 78 sehr nahe, d. h. in minimalen Abstand zu der ersten Stirnradachse 74 befindet. Die hydraulische Flüssigkeit ist in dieser Betriebsstellung innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders 52 dekomprimiert, also aus dem ersten Hydraulikzylinder 42 über das Verbindungsstück 58 zurückgewandert, so dass sich der erste Kolben 38 samt dem daran angeordneten Anschlagglied 28 in seiner obersten Stellung befindet, in welcher das Anschlagglied 28 in die Transportstrecke hineinragt. Die Rückstellfeder 60 ist in dieser Situation vollständig oder zumindest nahezu vollständig entspannt.
  • Gesamthaft betrachtet ist es den Erfindern also gelungen, ein neues Anschlagmodul 24 bereitzustellen, welches einen platzsparenden und hocheffizienten elektro-hydraulischen Antrieb zum Antreiben des Anschlagglieds 28 beinhaltet. Die erläuterte Antriebstechnik zum Antreiben des Anschlagglieds 28 eignet sich insbesondere dazu, große Hubkräfte beim Ein- und Ausfahren des Anschlagglieds 28 zu realisieren. Durch die Um- bzw. Übersetzung des elektromotorischen Antriebs über ein Stirnradgetriebe und zwei dadurch in Bewegung versetzte hydraulische Kolben ist es gelungen, einen relativ starken Antrieb mit geringem Energieaufwand bereitzustellen.
  • Die Kraftverstärkung innerhalb des elektro-hydraulischen Antriebs erfolgt dabei im Wesentlichen über zwei Wege. Eine erste Kraftübersetzung erfolgt dadurch, dass das zweite angetriebene Stirnrad 70 kleiner ausgestaltet ist, also einen geringeren Durchmesser aufweist als das erste Stirnrad 68. Eine zweite Kraftübersetzung erfolgt dadurch, dass der zweite Kolben 48 vorzugsweise größer ausgestaltet ist, also einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Kolben 38. Somit genügt schon ein kleiner Antriebsmotor 64, um relativ große Hubkräfte realisieren zu können. Ein weiterer Vorteil des neuen Anschlagmoduls 24 besteht darin, dass dieses im Gegensatz zu pneumatisch betriebenen Anschlagmodulen nahezu vollständig ohne externe Medienversorgung auskommt. Lediglich der Elektromotor 64 muss extern mit Energie versorgt werden. Auch dies ließe sich jedoch durch eine integrierte Batterie bzw. einen integrierten Akkumulator gewährleisten.

Claims (14)

  1. Anschlagmodul zum positionsgenauen Anhalten eines Gegenstands (16), der auf einer Transportstrecke (12) mit einer definierten Transportrichtung (19) bewegt wird, mit einem Grundkörper (26), der eine Montageposition im Bereich der Transportstrecke (12) definiert, mit einem Anschlagglied (28), das an dem Grundkörper (26) beweglich gelagert ist, wobei das Anschlagglied (28) entlang einer ersten Richtung (30) beweglich ist, welche in der Montageposition quer zu der Transportrichtung (19) verläuft, mit einer ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung (40), welche einen ersten Kolben (38) und einen ersten Hydraulikzylinder (42) umfasst, wobei der erste Kolben (38) mit dem Anschlagglied (28) verbunden ist und innerhalb des ersten Hydraulikzylinders (42) entlang einer ersten Zylinderachse (44) beweglich gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung (30) verläuft, mit einer zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung (50), welche einen zweiten Kolben (48) und einen zweiten Hydraulikzylinder (52) umfasst, wobei der zweite Kolben (48) innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders (52) entlang einer zweiten Zylinderachse (54) beweglich gelagert ist, welche quer zu der ersten Zylinderachse (44) verläuft, und mit einem Aktor (64) zum hin- und herbewegen des zweiten Kolbens (48) innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders (52) entlang der zweiten Zylinderachse (54), wobei der erste Hydraulikzylinder (42) über ein Verbindungsstück (58) mit dem zweiten Hydraulikzylinder (52) derart verbunden ist, dass eine durch den Aktor (64) verursachte Bewegung des zweiten Kolbens (48) entlang der zweiten Zylinderachse (54), eine Bewegung des ersten Kolbens (38) entlang der ersten Zylinderachse (44) und des Anschlagglieds (28) entlang der ersten Richtung (30) bewirkt, um das Anschlagglied (28) wahlweise in die Transportstrecke (12) hinein oder aus dieser heraus zu bewegen.
  2. Anschlagmodul nach Anspruch 1, wobei der Aktor (64) ein Elektromotor ist.
  3. Anschlagmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Kolben (48) über eine Kraftübersetzungseinrichtung (66) mit dem Aktor (64) gekoppelt ist.
  4. Anschlagmodul nach Anspruch 3, wobei die Kraftübersetzungseinrichtung (66) ein Stirnradgetriebe ist.
  5. Anschlagmodul nach Anspruch 4, wobei das Stirnradgetriebe (66) ein erstes Stirnrad (68) aufweist, welches mit dem zweiten Kolben (48) derart über ein Kopplungselement (76) gekoppelt ist, dass eine Rotation des ersten Stirnrads (68) die Bewegung des zweiten Kolbens (48) innerhalb des zweiten Hydraulikzylinders (52) entlang der zweiten Zylinderachse (54) bewirkt.
  6. Anschlagmodul nach Anspruch 5, wobei das Stirnradgetriebe (66) ein zweites Stirnrad (70) aufweist, welches kämmend in das erste Stirnrad (68) eingreift, und der Aktor (64) dazu ausgestaltet ist, das zweite Stirnrad (70) rotatorisch anzutreiben.
  7. Anschlagmodul nach Anspruch 5, wobei das Kopplungselement (76) ein mit dem zweiten Kolben (48) verbundener Stift ist, welcher in einer bogenförmigen Ausnehmung (78) des ersten Stirnrads (68) exzentrisch geführt ist.
  8. Anschlagmodul nach Anspruch 7, wobei die bogenförmige Ausnehmung (78) um einen gedachten Krümmungsmittelpunkt herum verläuft, und das erste Stirnrad (68) eine Symmetrieachse (74) aufweist, wobei der gedachte Krümmungsmittelpunkt von der Symmetrieachse (74) beabstandet ist.
  9. Anschlagmodul nach den Ansprüchen 5 und 6, wobei das erste Stirnrad (68) einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Stirnrad (70).
  10. Anschlagmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der zweite Hydraulikzylinder (52) einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Hydraulikzylinder (42).
  11. Anschlagmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verbindungsstück (58) ein Hohlkanal ist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des zweiten Hydraulikzylinders (52) ist.
  12. Anschlagmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Zylinderachse (44) orthogonal zu der zweiten Zylinderachse (54) ausgerichtet ist, und die zweite Zylinderachse (54) in der Montageposition im Wesentlichen parallel zu der Transportrichtung (19) verläuft.
  13. Anschlagmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Anschlagglied (28) lösbar mit dem ersten Kolben (38) verbunden ist.
  14. Anschlagmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Rückstellfeder (60) vorgesehen ist, welche auf den ersten Kolben (38) eine Kraft entlang der ersten Zylinderachse (44) ausübt und das Anschlagglied (28) entlang der ersten Richtung (30) in Richtung der Transportstrecke (12) drückt.
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