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Die Erfindung betrifft einen Stauförderer.
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Derartige Stauförderer werden zur Pufferung von Produkten aller Art eingesetzt, wobei die Stauförderer typischerweise Bestandteile von größeren Fertigungsanlagen, Förderanlagen und dergleichen sind.
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Mit den Stauförderern werden in größeren Anlagen lokale Puffer gebildet, um dort gepufferte Produkte zeitgenau abrufen zu können, um diese dann Bearbeitungsstationen aller Art zuführen zu können.
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Bekannte Stauförderer bestehen typischerweise aus einer Staurollenkette, die zwischen zwei Umlenkrädern geführt ist, wobei die Staurollenkette eine Anordnung von Laufrollen und Führungsrollen aufweist. Die Staurollenkette wird mit einem Antrieb angetrieben, so dass diese permanent umläuft. Auf der ebenen, längs einer Geraden verlaufenden Oberseite der Staurollenkette sind Werkstückträger vorgesehen, auf welchen zu transportierende Produkte, insbesondere Werkstücke transportiert oder gepuffert werden können. Ein Ende der Oberseite der so gebildeten Stauförderer bildet eine Beladezone, an welcher Werkstückträger mit Werkstücken bestückt werden können. Die Beladezone kann zugleich Bestandteil eines ersten Arbeitsplatzes, beispielsweise in einer Fertigungsanlage sein. Das zweite Ende der Oberseite des Stauförderers bildet eine Entladezone, an welcher Werkstücke von dort den ausgelieferten Werkstückträgern entnommen werden können. Die Entladezone kann zugleich Bestandteil eines zweiten Arbeitsplatzes sein. Der zentrale Teil der Oberseite des Stauförderers bildet eine Puffer- und Förderstrecke. Mit Kupplungen, Hubelementen oder dergleichen können dort Werkstückträger in Eingriff mit den Förderrollen der Staurollenkette gebracht werden, so dass dann die Werkstückträger mit der dauernd umlaufenden Staurollenkette mitbewegt werden. Andererseits können die Werkstückträger mit den Kupplungen oder Hubelementen außer Eingriff mit den Förderrollen gebracht werden, wodurch die Werkstückträger an einem bestimmten Ort am Stauförderer angehalten und damit gepuffert werden.
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Die Werkstückträger sind derart ausgebildet, dass diese auf der Staurollenkette bei Umlaufen an einem Umlenkrad auf dieser verbleiben können. Damit kann die Unterseite des Stauförderers einen Rücklauf für die Werkstückträger von der Endladezone zurück zur Beladezone bilden.
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Nachteilig bei derartigen Stauförderern ist einerseits, dass die Staurollenkette während des gesamten Arbeitsbetriebs des Stauförderers umläuft, wodurch sich hohe Energiekosten ergeben.
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Ein weiterer wesentlicher Nachteil derartiger Stauförderer besteht darin, dass die von der Staurollenkette gebildete Förder- und Pufferstrecke immer entlang einer Geraden verläuft. Damit ist eine applikationsspezifische Anpassung des Stauförderers nur in einem äußerst geringen Umfang möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stauförderer bereitzustellen, welcher bei konstruktiv einfachem Aufbau eine hohe Funktionalität aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft einen Stauförderer mit einem stationären Führungsmittel und umfasst eine Anzahl von Werkstückträgern. An jedem Werkstückträger ist ein Antrieb und wenigstens ein diesem zugeordnetes Eingriffsmittel vorgesehen, welches in Eingriff mit dem Führungsmittel ist. Das durch den Antrieb angetriebene Eingriffsmittel bewegt sich mit dem Werkstückträger entlang des Führungsmittels.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, anstelle der bislang bei Stauförderern eingesetzten dauernd umlaufenden Staurollenkette ein stationäres Führungsmittel einzusetzen, wobei dieses vorteilhaft von einer ortsfesten Zahnkettenanordnung oder einer ortsfesten Zahnstangenanordnung gebildet ist.
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Die Werkstückträger mit den an diesem vorgesehenen Antrieben und Eingriffsmittel bilden Einzel-Antriebssysteme, die auf diesem stationären Führungsmittel völlig unabhängig verfahren werden können.
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Als erster wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Stauförderers ergibt sich eine wesentliche Energieeinsparung gegenüber bekannten Stauförderern. Dieser Vorteil wird dadurch erhalten, dass bei dem erfindungsgemäßen Stauförderer anstelle einer dauernd umlaufenden Staurollenkette ein stationäres Führungsmittel eingesetzt wird. Damit müssen nur die einzelnen Werkstückträger bewegt werden, wobei deren Antriebe nur dann angetrieben werden und Energie verbrauchen, wenn die zugeordneten Werkstückträger tatsächlich bewegt werden müssen.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Führungsmittel beliebig gekrümmte, insbesondere auch im Raum verlaufende dreidimensionale Bahnen ausbilden kann. Damit kann der Stauförderer auch in komplexen Applikationen eingesetzt werden und dort an unterschiedlichste geometrische Randbedingungen angepasst werden. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung der Funktionalität.
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Derartige komplexe Bahnen lassen sich bei einem als Zahnkettenanordnung oder Zahnstangenanordnung ausgebildeten Führungsmittel besonders gut dadurch realisieren, dass die Zahnstangenanordnung mehrere mit Spannmitteln gespannte Zahnstangen oder dass die Zahnkettenanordnung mehrere mit Spannmitteln gespannte Zahnketten aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die auf den einzelnen Werkstückträgern vorgesehenen Antriebe als Elektromotoren, insbesondere in Form von Direktantrieben, ausgebildet.
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Die so ausgebildeten Antriebe bilden kostengünstige Einheiten, die eine direkte Kraftübertragung auf die an den Werkstückträgern vorgesehenen Eingriffsmittel gewährleisten.
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Die Eingriffsmittel sind vorteilhaft an die Führungsmittel angepasst, wobei diese im Fall einer Ausbildung der Führungsmittel in Form von Zahnkettenanordnung oder Zahnstangenanordnung bevorzugt in Form von Kettenrädern ausgebildet sind.
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Die Energieversorgung der auf den Werkstückträgern mitfahrenden Antriebe erfolgt beispielsweise über berührungslos arbeitende, insbesondere induktive Stromabnehmer, die entlang des Führungsmittels vorgesehen sind. Alternativ kann die Energieversorgung auch berührungsbehaftet erfolgen, beispielsweise über Schleifkontakte. Damit ist mit einfachen Mitteln eine dauerhafte, zuverlässige Energieversorgung der Antriebe gewährleistet.
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Jeder Werkstückträger wird im einfachsten Fall mit nur einem Eingriffsmittel an dem Führungsmittel geführt. Diese Führung reicht im Allgemeinen noch nicht für eine Lagestabilisierung des Werkstückträgers aus. Um diese zu gewährleisten, sind an dem Werkstückträger nicht angetriebene Führungselemente vorgesehen, welche in entlang der Führungsmittel verlaufenden Führungen geführt sind.
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Beispielsweise sind die Führungselemente von Rollen oder Rädern gebildet, die in von Schienen gebildeten Führungen geführt sind.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Antriebe von einer zentralen, stationär angeordneten Steuereinheit gesteuert.
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Zur Durchführung dieser Steuerung ist ein berührungslos arbeitendes Datenübertragungssystem vorgesehen, welches zum Austausch von Daten zwischen der Steuereinheit und den Antrieben ausgebildet sind.
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Durch die zentrale Steuerung wird nicht nur eine Einzelsteuerung der Werkstückträger ermöglicht, vielmehr können die Werkstückträger in ihren Bewegungs- und Pufferungszyklen aufeinander abgestimmt werden, so dass die Gesamtheit der Werkstückträger hinsichtlich ihrer Bewegungsabläufe optimiert werden kann.
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Die Funktionalität der Steuerung kann weiterhin noch dadurch erhöht werden, dass auf jedem Werkstückträger wenigstens ein Sensorsignale generierender Sensor vorgesehen ist, wobei die Bewegung des Werkstückträgers in Abhängigkeit der Sensorsignale gesteuert wird, wobei die Sensorsignale in die Steuereinheit eingelesen werden.
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Mit den Sensoren kann beispielsweise das Auffahren eines Werkstückträgers auf einen folgenden kontrolliert werden. Anhand der Sensorsignale können dann geeignete Abstände zwischen den Werkstückträgern vorgegeben werden. Weiterhin können in der Steuereinheit Brems- oder Stoppbefehle in Abhängigkeit der Sensorsignale generiert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stauförderers.
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2: Schnittdarstellung eines Werkstückträgers für den Stauförderer gemäß 1.
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3: Draufsicht auf die Unterseite des Werkstückträgers gemäß 2.
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4: Einzeldarstellung eines Kettenrads für den Stauförderer gemäß 1
- a) in einer Seitenansicht
- b) in einer Draufsicht auf die Vorderseite
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauförderers 1. Der Stauförderer dient zur Förderung und Pufferung von Produkten. Der Stauförderer kann dabei in eine größere industrielle Anlage, insbesondere eine Fertigungsanlage, eingebunden sein. Mit dem Stauförderer können dann gezielt Produkte gepuffert, das heißt zwischengespeichert werden, um sie dann zeitgenau und in der benötigten Stückzahl bestimmten Arbeitsstationen zuzuführen.
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Der erfindungsgemäße Stauförderer umfasst ein stationäres Führungsmittel, das im vorliegenden Fall von einer ortsfest verlegten Zahnkettenanordnung 2 gebildet ist. Auf diesem Führungsmittel können Einzel-Antriebssysteme bildende Werkstückträger 3 verfahren werden, wobei die in 1 nicht gesondert dargestellten Produkte, die im vorliegenden Fall von Werkstücken gebildet sind, auf dem Werkstückträger 3 gelagert werden. Alternativ kann das Führungsmittel auch von einer Zahnstangenanordnung gebildet sein.
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Ein derartiger Werkstückträger 3 ist in den 2 und 3 einzeln dargestellt.
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Die Zahnkettenanordnung 2 besteht im vorliegenden Fall aus drei Zahnketten 4a, 4b, 4c, die in einer Ebene verlaufend eine mehrfache, geschlossene Kurvenbahn ausbilden. Um die Zahnketten 4a, 4b, 4c exakt in ihrem Einbauort ortsfest zu fixieren, werden diese mit Spannmitteln 5 gespannt. Im vorliegenden Fall sind als Spannmittel 5 mehrere elektrische Antriebssysteme vorgesehen.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 kann beispielsweise ein kurviger Abschnitt der ersten Zahnkette 4a eine Beladezone bilden, wo Produkte auf einzelne Werkstückträger 3 aufgeladen werden. Die kurvigen Abschnitte der zweiten Zahnkette 4b können Entladezonen bilden, wo Produkte von Werkstückträgern 3 abgeladen werden. Geradlinig verlaufende Segmente der ersten Zahnkette 4a können Pufferstrecken bilden, wo Werkstückträger 3 mit Produkten abgestellt und zwischengespeichert werden. Schließlich kann die dritte Zahnkette 4c als Rückführstrecke genutzt werden, um einen Werkstückträger 3 zur Beladezone zurückzuführen.
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Die in 1 dargestellte Bahn der Zahnkettenanordnung 2 kann natürlich auch anderweitig genutzt werden. Generell sind auch andere, insbesondere dreidimensionale Bahnführungen des Führungsmittels möglich.
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Die Werkstückträger 3 sind im vorliegenden Fall vollkommen identisch ausgebildet. Generell können auf dem Führungsmittel auch unterschiedliche Werkstückträger 3 gefördert werden.
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, weist jeder Werkstückträger 3 eine von der Oberseite dessen Grundkörpers 6 gebildete Plattform 6a auf, auf der ein Werkstück abgestellt werden kann. Zusätzlich können auch nicht dargestellte Aufnahmen zur Lagerung oder Fixierung der Produkte, insbesondere Werkstücke, vorgesehen sein.
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Im oder am Grundköper 6 ist ein Antrieb in Form eines Elektromotors 7 vorgesehen, der ein Eingriffsmittel bildendes Kettenrad 8 antreibt, das in Eingriff mit der Zahnkettenanordnung 2 ist. Durch den Elektromotor 7 wird das Kettenrad 8 angetrieben und in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch, dass das Kettenrad 8 in Eingriff mit der Zahnkettenanordnung 2 ist, wird durch das Kettenrad 8 und damit der gesamte Werkstückträger 3 entlang der Zahnkettenanordnung 2 geführt.
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Die Form des Kettenrads 8 ist an die Ausgestaltung der Zahnkettenanordnung 2 angepasst. Die 4a, 4b zeigen die konkrete konstruktive Ausführungsform in Form eines doppelläufigen Kettenrads 8 für das vorliegende Ausführungsbeispiel. Generell kann ein Werkstückträger 3 auch mit mehreren Kettenrädern an der Zahnkettenanordnung 2 geführt sein. Der Elektromotor 7 ist im vorliegenden Fall als Direktantrieb ausgebildet, das heißt das Kettenrad 8 ist direkt auf die Welle des Elektromotors 7 geführt. Der Elektromotor 7 kann beispielsweise als Synchronmotor oder Reluktanzmotor ausgebildet sein. Alternativ kann ein von einem Wechselrichter gesteuerter Asynchronmotor vorgesehen sein.
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Die Energieversorgung der Antriebe auf dem Werkstückträger 3 erfolgt über entlang der Zahnkettenanordnung 2 angeordnete, nicht dargestellte Stromzuführungsmittel. Diese können von berührungslos arbeitenden induktiven Stromabnehmern oder von berührungsbehafteten Schleifkontakten gebildet sein.
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Mit der Führung mit nur einem Kettenrad 8, das, wie 3 zeigt, zentral an der Unterseite des Grundkörpers 6 des Werkstückträgers 3 angeordnet ist, wird noch kein stabiler Halt des Werkstückträgers 3 auf der Zahnkettenanordnung 2 erhalten. Zur Gewährleistung einer Lagesicherung sind daher an die Unterseite des Werkstückträgers 3 zwei parallel laufende Reihen von nicht angetriebenen, Führungselementen bildenden Rollen 9 vorgesehen. Die Rollen 9 rollen dann in parallel laufenden schienenförmigen Führungen.
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Die Bewegung der Werkstückträger 3 wird über eine zentrale, stationär angeordnete Steuereinheit 10 gesteuert. Zur Durchführung der Steuerung erfolgt eine berührungslose bidirektionale Datenübertragung zwischen der Steuereinheit 10 und jedem Werkstückträger 3. Sowohl in der Steuereinheit 10 als auch in jedem Werkstückträger 3 ist jeweils eine Sende-/Empfangseinheit 11 als Bestandteil des Datenübertragungssystems vorgesehen. Über die Sende-/Empfangseinheit 11 werden Funksignale ausgetauscht, in welchen die zu übertragenden Daten kodiert sind.
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In der Steuereinheit 10 werden Steuerbefehle generiert, mittels derer die Bewegung der Werkstückträger 3 gesteuert wird. Mit den Steuerbefehlen kann insbesondere ein Antrieb eines Werkstückträgers 3 aktiviert werden, um den Werkstückträger 3 mit einem bestimmten Geschwindigkeitsprofil in eine Sollposition an der Zahnkettenanordnung 2 zu verfahren. Ebenso kann mit der Steuerung ein Antrieb eines Werkstückträgers 3 deaktiviert werden, um den Werkstückträger 3 in einer Sollposition zu puffern.
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Eine vorteilhafte Erweiterung der Steuerung wird dadurch erhalten, dass auf den einzelnen Werkstückträger 3 wenigstens ein Sensorsignale generierender Sensor vorgesehen ist. Der Sensor kann beispielsweise als Distanzsensor ausgebildet sein. Die Sensorsignale aller Werkstückträger 3 werden über das Datenübertragungssystem in die Steuereinheit 10 eingelesen. Mit den Sensoren kann beispielsweise eine Auffahrkontrolle erfolgen, indem mit dem Sensor eines Werkstückträgers 3 der Abstand zum nächsten Werkstückträger 3 bestimmt wird. Anhand dieser Sensorsignale können durch geeignete Steuerbefehle der Steuereinheit 10 0 die Bewegungen der Werkstückträger 3 optimal aufeinander abgestimmt werden, wobei insbesondere Kollisionen von Werkstückträgern 3 vermieden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stauförderer
- 2
- Zahnkettenanordnung
- 3
- Werkstückträger
- 4a–c
- Zahnkette
- 5
- Spannmittel
- 6
- Grundkörper
- 6a
- Plattform
- 7
- Elektromotor
- 8
- Kettenrad
- 9
- Rolle
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Sende-/Empfangseinheit
