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Die Erfindung betrifft ein Fördersystem.
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Mit Hilfe von Fördereinrichtungen werden insbesondere in der Serienfertigung Werkstücke zwischen einzelnen Arbeitsplätzen, an denen beispielsweise eine Montage oder Bearbeitung der Werkstücke erfolgt, transportiert. Hierzu werden die Werkstücke auf Werkstückträgern angeordnet, die zusammen mit den Werkstücken durch entsprechende Fördereinrichtungen bewegt werden. Zum Bewegen der Werkstückträger sind Friktionsförderer bekannt. Bei Friktionsförderern werden die Werkstückträger nicht fest mit Fördereinrichtungen verbunden, sondern liegen beispielsweise auf Rollen lose auf. Die Bewegung der Werkstückträger erfolgt durch auftretende Reibungskräfte zwischen den Rollen, Gurten oder Platten und Reibflächen der Werkstückträger. Friktionsförderer haben insbesondere den Vorteil, dass ein Stauen der Werkstückträger möglich ist. Hierbei erfolgt während des Stauvorgangs beispielsweise bei Rollenförderern ein Durchrutschen der entsprechenden Antriebseinrichtungen der Friktionsrollen, die hierzu mit Rutschkupplungen versehen sind.
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Ferner haben Friktionsförderer den Vorteil, dass Kurven und insbesondere Abzweigungen auf einfache Weise realisiert werden können. Mit Hilfe von Abzweigungseinrichtungen, wie Weichen, können einzelne Werkstückträger beispielsweise aus- oder eingeschleust werden. Hierdurch weisen Friktionsförderer eine hohe Flexibilität auf. Ein derartiger Friktionsförderer ist in
DE 40 36 214 A1 beschrieben.
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Im Bereich von Abzweigungen und Einmündungen ist es bspw. bei Fördersystemen mit Rollenförderern bekannt, verschwenkbare Führungselemente vorzusehen, durch die der Werkstückträger abgelenkt wird. Dies hat allerdings den Nachteil, dass der Werkstückträger auf den Rollen quer verschoben werden muss. Hierbei treten zwischen den Rollen und der Unterseite des Werkstückträgers nachteilige Reibkräfte auf. Insbesondere bei schweren oder ungleichmäßigen Beladungen von Werkstückträgern ist dies nachteilig. Ferner ist es möglich an derartigen Abzweigungen oder Einmündungen Drehteller vorzusehen. Mit Hilfe derartiger Drehteller kann der Werkstückträger etwa um 90 Grad gedreht und von einem Förderband auf ein anderes Förderband umgesetzt werden. Hierbei handelt es sich allerdings um aufwendige und somit teure Vorrichtungen.
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DE 26 44 137 A1 beschreibt ein Fördersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aufgabe der Erfindungen ist es ein Fördersystem zu schaffen, bei welchem Werkstückträger auf einfache Weise von einem Förderband auf ein anderes Förderband insbesondere im Bereich von Einmündungen oder Abzweigungen überführt werden können.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Fördersystem weist mehrere Förderbänder auf, wobei es sich bei den Förderbändern insbesondere um Gurt- oder Rollenförderer handelt. Ferner weist das Fördersystem ein Verbindungselement auf, um mindestens zwei Förderbänder miteinander zu verbinden. Das Verbindungselement stellt somit eine Abzweigung, Einmündung, Gabelung o.dgl. dar. Mit Hilfe der Förderbänder werden auf den Förderbändern angeordnete Werkstückträger bewegt. Erfindungsgemäß ist an, d.h. im Bereich eines Verbindungselements eine Zugeinrichtung vorgesehen. Die Zugeinrichtung ist mit dem Werkstückträger verbindbar, um den Werkstückträger von einem Förderband auf ein anderes Förderband zu bewegen insbesondere zu ziehen. An einer Abzweigung erfolgt somit, wenn ein Werkstückträger bspw. von einem gerade geführten Förderband auf einen in einem Winkel von insbesondere 90 Grad zu diesem angeordneten Förderband bewegt werden soll zunächst ein Verbinden des Werkstückträgers mit der Zugeinrichtung. Anschließend bewegt die Zugeinrichtung den Werkstückträger, um ihn auf das abzweigende Förderband zu ziehen bzw. zu bewegen. Insbesondere ist es hierbei vorteilhaft, dass die Zugeinrichtung den Werkstückträger aktiv bewegt. Die Bewegung des Werkstückträgers muss somit im Bereich des Verbindungselements nicht mehr durch angetriebene Rollen, Bänder o.dgl. erfolgen. Somit ist es möglich im Bereich des Verbindungselements bspw. frei drehbare Kugeln anzuordnen, so dass bei einer Querbewegung des Werkstückträgers bezogen auf das Förderband, von dem der Werkstückträger herunter bewegt wird kein oder allenfalls geringe Reibungskräfte auftreten.
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In einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Fördersystem ein Koppelelement auf, um die Zugeinrichtung mit dem Werkstückträger zu verbinden. Hierbei erfolgt die Verbindung vorzugsweise nur temporär. Bevorzugt ist es hierbei, dass das Koppelelement einen insbesondere stiftförmigen Ansatz aufweist, der in eine im Werkstückträger vorgesehene Ausnehmungen eingreift. Hierbei ist die Ausnehmung in bevorzugter Ausführungsform als Schlitz ausgebildet, der insbesondere an einer Unterseite des Werkstückträgers angeordnet ist. Ein derartiger Schlitz ist an der Vorderseite des Werkstückträgers offen. Hierdurch ist es möglich, dass der Ansatz, der bspw. als Pin ausgebildet ist in den Schlitz eingreift. Der Ansatz bzw. Pin ist hierbei derart in der Bewegungsbahn des Werkstückträgers anordenbar, dass der Werkstückträger auf diesen auffährt und der Pin oder ein anders ausgebildeter Ansatz hierbei in die Ausnehmung insbesondere den Schlitz des Werkstückträgers eingreift. Ein derartiges Koppelelement kann bspw. entsprechend eines stiftartigen Stoppers wie insbesondere in
DE10 2009 004 299 A1 beschrieben ist, ausgebildet sein.
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Bei einer alternativen Ausführung des Koppelelements ist an dem Werkstückträger ein insbesondere stiftförmig ausgebildeter Ansatz vorgesehen. Dieser greift in eine wiederum vorzugsweise schlitzförmig ausgebildete Ausnehmung ein. Hierbei kann die Ausnehmung insbesondere eine trichterförmige bzw. sich erweiternde Öffnung aufweisen, um eine sichere Verbindung zwischen dem Ansatz und der Ausnehmung zu gewährleisten.
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Des Weiteren weist das Koppelelement in bevorzugter Ausführungsform ein Halteelement auf. Durch das Halteelement ist insbesondere ein temporäres Verbinden zwischen der Zugeinrichtung und dem Werkstückträger realisiert. Hierbei kann das Halteelement bspw. einen Elektromagneten aufweisen, der entsprechend ansteuerbar ist. Bevorzugt ist es ein mechanisches Halteelement vorzusehen. Bspw. kann das Halteelement ein Rastelement o.dgl. aufweisen. Vorzugsweise ist insbesondere in der schlitzförmig ausgestalteten Ausnehmung ein schwenkbares Plättchen vorgesehen. Dieses ist aufgrund der Schwerkraft in einer unteren Stellung, kann jedoch beim Koppeln durch den insbesondere stiftförmigen Ansatz nach oben gedrückt werden. Sobald der Ansatz das Plättchen passiert hat, fällt dieses wieder nach unten, so dass es nunmehr möglich ist, den Werkstückträger mit Hilfe des stiftförmigen Ansatzes zu ziehen, da dieser an dem Plättchen bzw. Halteelement anliegt. Zum Entkoppeln ist es bei dieser Ausgestaltung bspw. möglich, das Koppelelement oder zumindest den Ansatz nach unten aus der Ausnehmung wie dem Schlitz herauszuziehen.
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Die Verbindung zwischen dem Koppelelement und dem Werkstückträger kann bspw. auch dadurch realisiert werden, dass der stiftförmige Ansatz federbelastet ist und zunächst von dem Werkstückträger nach unten entgegen der Feder gedrückt wird und sodann in eine Ausnehmung durch die Feder gedrückt wird.
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Die Zugeinrichtung weist eine insbesondere mit dem Koppelelement verbundene zweiachsige Verschiebeeinrichtung auf. Die beiden insbesondere in einem 90°-Winkel zueinander stehenden Achsen ermöglichen hierbei eine Verschiebung entlang einer Kreisbahn aber auch entlang einer anderen vorgegebenen gekrümmten Bahn. Dies ist durch ein einfaches Ansteuern der beiden Achsen entsprechend einer X-Y Verschiebung möglich.
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Durch das erfindungsgemäße insbesondere aktive Bewegen eines Werkstückträgers im Bereich eines Verbindungselements mit einer Zugeinrichtung ist es insbesondere möglich, die in diesem Bereich auftretenden Reibungen stark zu reduzieren. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere auch schwere oder ungleichmäßig beladene Werkstückträger in diesen Bereichen gut handlebar sind. Des Weiteren ist es möglich auch in Bereichen von Verbindungselementen geteilte Rollen vorzugsehen, da kein Querverschieben des Werkstückträgers über Rollen erforderlich ist. Im Stand der Technik ist es erforderlich, dass zwischen den Rollen im Eckbereich und der Unterseite des Werkstückträgers eine hohe Reibung vorgesehen ist, wobei aus Gründen der Prozesssicherheit die Rollen im Eckbereich wie bei einer Abzweigung fest angetrieben sein müssen. Bei hohen Werkstückträgergewichten ist die Friktion zwischen den Rollen und der Werkstückträger-Laufseite nicht ausreichend um den Werkstückträger entlang eines Formstücks bzw. einer Anlagefläche quer zu den Rollen in die neue Förderrichtung umzulenken, so dass die Bewegung nicht klar definiert ist. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass andererseits die Friktion zwischen der Werkstückträger-Laufseite und den Rollen in diesem Bereich gering sein muss, um eine Querverschiebung über die Rollen überhaupt zu ermöglichen. Diese undefinierte Bewegungssituation, die zu Störungen im Betrieb, insbesondere bei Abzweigungen oder dergleichen führen kann, ist durch die erfindungsgemäße Zugeinrichtung vermieden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Form des Werkstückträgers freier wählbar ist. Der Werkstückträger muss an seiner Längsseite keine Einbuchtung aufweisen, um an einer Abzweigung oder einer Weiche verschoben werden zu können. Beispielsweise sind auch rechteckige Werkstückträger möglich.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgesehenen Zugeinrichtung besteht darin, dass im Bereich der Abzweigung bzw. im Eckbereich nicht angetriebene Rollen mit allseitiger Beweglichkeit wie bspw. Kugelrollen oder Allseitenrollen eingesetzt werden können. Insbesondere bei Werkstückträgern mit geringem Gewicht können auch Gleitplatten eingesetzt werden. Im Bereich von Abzweigungen kann somit durch die Erfindung die Betriebssicherheit erhöht und die Kosten deutlich reduziert werden. Insbesondere kann auf angetriebene Rollen in diesen Bereichen vollständig verzichtet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Fördersystems,
- 2a - 2c schematische Schnittansichten eines Teils eines Werkstückträgers sowie eines Teils der Zugeinrichtung in unterschiedlichen Positionen bei einer ersten Ausführungsform,
- 3a - 3d schematische Schnittansichten eines Teils eines Werkstückträgers sowie eines Teils der Zugeinrichtung in unterschiedlichen Positionen bei einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren exemplarischen Ausführungsform einer Zugeinrichtung,
- 5 eine schematische Draufsicht einer weiteren exemplarischen Ausführungsform eines Fördersystems und
- 6 eine schematische Draufsicht einer weiteren exemplarischen Ausführungsform eines Fördersystems.
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Gemäß einer in 1 dargestellten Möglichkeit einer Ausgestaltung eines exemplarischen Fördersystems weist dieses zwei Förderbänder 10, 12 auf. Bei diesen handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um Rollenförderer mit geteilten Rollen, so dass am Rahmen 14 üblicherweise einseitig aufgehängte Rollen 16 angeordnet sind. Zwischen den Rollen 16 ist ein Zwischenraum 18 vorgesehen. Durch diesen ist ein Werkstück, das auf einem entsprechenden mit einer Öffnung versehenen Werkstückträger angeordnet ist bspw. von unten zugänglich.
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Einzelne der Rollen 16 sind zum Bewegen eines bspw. in Draufsicht rechteckigen Werkstückträgers angetrieben. Der Werkstückträger kann hierbei unterschiedliche Konturen aufweisen, wobei es sich in einfachster Ausgestaltung um einen ggf. abgerundete Ecken aufweisenden Quader handelt.
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Im Bereich eines Verbindungselements 20, das zur Verbindung der beiden Förderbänder 10, 12 dient sind frei drehbare Kugeln 22 angeordnet, so dass ein einfaches Bewegen des Werkstückträgers möglich ist. Hierbei kann der Werkstückträger bspw. entsprechend des Pfeils 24 gerade über das Verbindungselement 12 hinaus oder wie durch den Pfeil 26 dargestellt, von dem Förderband 10 auf das Förderband 12 bewegt werden. Zum Bewegen eines in 1 nicht dargestellten Werkstückträgers ist im Bereich des Verbindungselements 20 eine Zugeinrichtung 28 angeordnet. Die in 1 dargestellte exemplarische Ausführungsform der Zugeinrichtung 28 weist einen um eine Basis 30, einen Fuß o.dgl. schwenkbaren Schwenkarm 32 auf. Der Schwenkarm 32 ist bspw. mit Hilfe eines Elektromotors um ca. 90 Grad wie mit dem Pfeil 34 dargestellt schwenkbar.
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An einem vorderen Ende des Schwenkarms 32 ist als Teil eines Koppelelements ein stiftförmiger Ansatz oder Pin 36 vorgesehen. Über das nachstehend detaillierter erläuterte Koppelelement erfolgt ein Verbinden eines Werkstückträgers, der sich zunächst in Richtung des Pfeils 24 in 1 von unten auf das Verbindungselement 20 zubewegt. Mit Hilfe der Zugeinrichtung 28 im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verschwenken des Schwenkarms 32 erfolgt ein Bewegen des Werkstückträgers in Richtung des Pfeils 26 auf das Förderband 12.
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Die Kopplung zwischen der Zugeinrichtung und dem Werkstückträger kann auf unterschiedlichste Weisen erfolgen. Möglich ist bspw. eine elektromagnetische Kopplung und/oder das Vorsehen von Rastelementen und dergleichen.
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Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Koppelelements ist schematisch in den 2a bis 2c dargestellt. Hierin ist ein vorderer Teil eines Werkstückträgers 38 in Längsschnitt dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen Schnitt entlang der in Längsrichtung verlaufenden Mittel- oder Symmetrielinie des Werkstückträgers. Der Werkstückträger 38 weist an seiner Unterseite 40 eine schlitzförmige Ausnehmung 42 auf. Diese ist an einer Vorderseite 44 des Werkstückträgers 38 offen. Wenn sich der Werkstückträger nun in Richtung eines Pfeils 46 bewegt, der beispielsweise in der Transportrichtung 24 (1) entspricht, bewegt sich der Werkstückträger 38 auf den mit dem Schwenkarm 32 verbundene Pin 36 zu.
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An einer Innenseite des Schlitzes 42 ist ein um einen Befestigungspunkt 48 schwenkbares Plättchen 50 angeordnet. Bewegt sich der Werkstückträger weiter so gelangt der Pin 36 in den Schlitz 42 und drückt das Plättchen 50 nach oben. Aufgrund der Schwerkraft fällt das Plättchen 50 wieder nach unten in die in 2b dargestellte Lage. Hierdurch entsteht eine Kopplung zwischen dem Pin 36 und dem Werkstückträger 38. Es ist nun möglich, den Schwenkarm 32 wie vorstehend beschrieben zu verschwenken, um den Werkstückträger auf das Förderband 12 zu ziehen.
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Sobald sich der Werkstückträger auf der Bahn 12 befindet wird bspw. der gesamte Schwenkarm 32 zusammen mit dem Pin 36 oder nur der Pin 36 nach unten in Richtung eines Pfeils 52 (2c) bewegt. Hierdurch wird der Werkstückträger wieder freigegeben und kann durch die angetriebenen Rollen 16 des Förderbands 12 in 1 nach rechts bewegt werden.
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Bei einer alternativen Ausführungsform des Koppelelements wie in 3a bis 3d dargestellt ist der Pin 36 elastisch ausgebildet bzw. mit einem elastischen Element wie einer Feder verbunden. Der Schlitz 42 weist in dem in Fahrtrichtung hinteren Bereich eine Vertiefung 54 und an der Vorderseite 44 des Werkstückträgers 38 eine Einlaufschräge 56 auf. Der Pin 36 wird beim Eindringen in den Schlitz 42, wie in 3b dargestellt nach unten gedrückt. Hierbei kann ein Bewegen des Pins 36 in dem Schwenkarm 32 oder zusammen mit dem Schwenkarm 32 erfolgen. Sobald der Pin 36 die Vertiefung 54 erreicht wird der Pin 36 in die Vertiefung hinein gedrückt (3c).
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Nun ist es wiederum möglich den Werkstückträger 38 bspw. von dem Förderband 10 in Richtung eines Pfeils 26 (1) auf das Förderband 12 zu bewegen. Anschließend wird der Pin 36 wieder aus dem Transportweg nach unten herausgezogen (3d), so dass der Werkstückträger wieder durch die Rollen 16 auf dem Förderband 12 bewegt werden kann.
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Bei einer weiteren exemplarischen Ausführungsform einer Zugeinrichtung ist diese nicht als verschwenkbare Einrichtung mit einem Schwenkarm 32 ausgestaltet, sondern als eine Art Wagen 58, der den Pin 36 trägt. Der Pin 36 ist hierbei insbesondere in Richtung eines Pfeils 60 vertikal verschiebbar. Die wagenähnliche Zugeinrichtung 58 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Räder 62 auf, die auf einer Führungseinrichtung wie einer Schiene 64 angeordnet sind. Die Verbindung des Wagens 58 mit dem Werkstückträger kann wiederum mit Hilfe des Pins 36 bspw. gemäß einer der in den 2 oder 3 dargestellten Ausführungsformen erfolgen. Der Wagen 58 weist vorzugsweise einen Elektromotor auf.
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Nach dem Koppeln des Pin mit dem Werkstückträger 38 kann der Werkstückträger 38 mit Hilfe des Wagens 58 von einem Förderband 10 auf ein Förderband 12 in dem Bereich des Verbindungselements 20 bewegt werden. Hierzu sind entsprechende Schienen 64 vorgesehen (5). Ebenfalls ist es alternativ auch möglich in der Schiene eine Weiche 66 vorzusehen, so dass der Wagen 58 und somit der von dem Wagen 58 gezogene Werkstückträger über Schienen 68 bspw. auch auf ein Förderband 70 gezogen werden kann.
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Anstelle des Vorsehens einer Schiene 64 gegebenenfalls mit einer Abzweigung 68 ist es erfindungsgemäß auch möglich eine zweiachsige Verschiebeeinrichtung vorzusehen. Durch diese ist ein Verschieben eines Koppelelements wie bspw. des Pins 36 innerhalb einer Ebene entlang einer beliebigen Bahn möglich. Eine derartige zweiachsige Verschiebeeinrichtung weist insbesondere eine X- und ein Y-Achse auf, die in einem Winkel von 90° zueinander stehen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Verschiebung in X und Y Richtung können auf einfache Weise unterschiedliche Bewegungskurven des Kuppelelements und somit eines über das Koppelelement geführten und verbundenen Werkstückträgers realisiert werden.
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Bei einer weiteren exemplarischen Ausführungsform, die schematisch in 6 dargestellt ist, sind identische und ähnlich Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Entsprechend 1 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Förderbahnen 10, 12 in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Der Werkstückträger 38 wird in Richtung eines Pfeils 24 durch die geteilten Rollen 14 bewegt.
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Mit Hilfe eines der beiden Schwenkarme 32 erfolgt ein Umlenken des Werkstückträgers 38 je nach Förderrichtung auf die Förderbahn 10. Der Schwenkarm 32 ist wiederrum an einer Basis 30 angeordnet und in Richtung eines Pfeils 34 verschwenkbar.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement nicht als Pin 36 (1 bis 4) sondern als Ausnehmung 72 ausgebildet. Diese Ausnehmung 72 wirkt mit einem im dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellten stiftförmigen Ansatz 74 zusammen, der am Werkstückträger 38 vorgesehen ist. Sobald der Werkstückträger 38 an dem Schwenkarm 32 vorbeifährt, wird einer der beiden Schwenkarme 32 betätigt und in Richtung des Pfeils 34 verschwenkt. Hierdurch wird die mit dem Schwenkarm 32 verbundene Ausnehmung 72 in Richtung des Pins bzw. Ansatzes 74 verschwenkt, so dass der Pin 74 mit der Ausnehmung 72 in Eingriff gelangt. Durch ein weiteres Verschwenken wird der Werkstückträger 38 auf einem Kreisbogen durch die Zugeinrichtung 28 entlang eines Bogens bewegt. Nach dem Eingreifen des Zapfens in die Ausnehmung 72 erfolgt ein automatisches Ziehen bzw. Schieben des Werkstückträgers im dargestellten Ausführungsbeispiel entlang eines Viertelkreises.
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Ein besonderer Vorteil diese Ausführungsform besteht darin, dass kein aktives Ausklinken oder dergleichen wie beispielsweise in der anhand der 2a bis 2c beschriebenen Ausführungsform erforderlich ist. Vielmehr wird der Werkstückträger 38 sobald er durch die Rollen 16 der Förderbahn 10 erfasst wird automatisch aus der Ausnehmung 72 herausbewegt.
