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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von kleinen Bauteilen für die Prozessschritte Transport, Reinigung und Automatisierung, wobei die in den Prozessschritten zu handhabenden Bauteile in mindestens einem Werkstückträger abgelegt werden.
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Technische Sauberkeit spielt in der Montage von mechanischen und anderen Bauteilen eine zunehmend wichtige Rolle. Im Zeitraum zwischen 2001 und 2004 wurde das Regelwerk „VDA Band 19 Prüfung der Technischen Sauberkeit – Partikelverunreinigung funktionsrelevanter Automobilteile/1. Auflage 2004" erarbeitet. Die ISO 16232 (im Jahr 2007 erschienen) ist das internationale Gegenstück zur VDA 19 und mit dieser kompatibel.
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Die zu reinigenden Teile können bearbeitete Werkstücke sowie zusammengesetzte Bauteile sein, wobei auch unterschiedliche Werkstoffe und auch Kombinationen aus verschiedenen Metallen, Kunststoffen und Verbundstoffen vorliegen können. Die Masse, Größe und Stückzahl dieser Bauteile können sehr unterschiedlich sein und sind wesentlich für die Auswahl der Reinigungsmethoden und für die Gestaltung der Transport- bzw. Werkstückträger.
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Ein großer Anteil der Bauteile wird für den Transport zwischen Lieferant und Kunde, aber auch bei interner Logistik, in tiefgezogenen Kunststofftrays abgelegt. Durch den Transport von noch nicht gereinigten Bauteilen werden die Kunststofftrays verschmutzt. Oftmals sind diese Trays als Einweg-Verpackungen ausgeführt und werden wegen der Verschmutzung (z. B. mit Ölen) nach nur einmaliger Benutzung entsorgt. Um Abfall zu reduzieren und Kosten für die Neuproduktion der Transporttrays zu sparen, gibt es auch Waschanlagen für das Waschen der Trays nach dem Transport.
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Für das Reinigen der Bauteile werden diese in Waschkörbe geschüttet oder alternativ manuell per Hand in Waschkörben abgelegt. Bei dieser Verfahrensweise ist die Gefahr einer Beschädigung von Funktionsflächen bzw. einer nicht ausreichenden Reinigung der Bauteile groß. Um derartige Nachteile durch ein Reinigen der Bauteile als Schüttgut in den Waschkörben zu vermeiden, wurden in den letzten Jahren neue Lösungen für Paletten vorgeschlagen, bei denen die Bauteile einzeln in Werkstückträgern abgelegt und mit diesen gereinigt werden.
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In
DE 297 00 816 U1 wird eine Palette zur Aufnahme und zum Transport von Kleinteilen, insbesondere von feinmechanischen Dreh- und Frästeilen beschrieben. Die Palette ist als Kunststoffspritzgussteil aus einem lösungsmittelbeständigen, temperaturunempfindichen Kunststoff ausgestaltet. Weiterhin hat diese Palette eine oder mehrere Aufnahmefächer und in wenigstens einer der Begrenzungsflächen durchgängige Öffnungen. Ferner sind Griffelemente für das Einfügen in und das Herausnehmen aus Transportbehältern vorgesehen. Füße für ein Übereinanderstapeln und ein siebartiger Boden sind weitere Ausgestaltungsmerkmale. Ein Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass die Fläche für die Aufnahmefächer aufgrund der notwendigen Griffelemente reduziert wird und jede Palette einzeln in die Transportbehälter abgelegt und aus diesen genommen werden muss.
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Neben solchen Paletten aus Kunststoff werden in den letzten Jahren auch Edelstahlplatten mit Lochreihen angeboten, auf die Kunststoffteile (Clips) für eine Halterung der Bauteile montiert werden.
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Eine von der Zell Metalltechnik GmbH angebotene technische Lösung betrifft ein variables Transport- und Palettierungssystem aus Edelstahl in Kombination mit Kunststoff für die Teilereinigung, den Teiletransport und die Automatisierung. Dieses modular aufgebaute System besteht aus Werkstückträgern, Stapeldorn und werkstückspezifischen Clips für den passgenauen Sitz der Bauteile. Der hierzu aus
DE 10 2012 109 184 A1 bekannte Kunststoffträger ermöglicht eine enorme Kosten- und Gewichtsersparnis im Vergleich zu Edelstahlträgern. Allerdings weist diese technische Lösung auch mehrere Nachteile auf. So erfordert der bei einem Produktionswechsel notwendige Austausch der Clips einen hohen Zeitaufwand. Weiterhin sind für das Abfließen des Reinigungsmittels zusätzliche Durchbrüche vorgesehen. Damit erfolgt ein Abfließen von verschmutztem Reinigungsmittel nicht unmittelbar am Bauteil. Ferner reduzieren die für eine Lagefixierung der Bauteile eingesetzten Clips die Durchbrüche in unmittelbarer Nähe der zu reinigenden Bauteile. Dies führt zur Bildung von Sacklöchern und Schöpfstellen, so dass Schmutzpartikel in der Nähe der Bauteile verbleiben.
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In
DE 10 2012 020 591 A1 wird ein Werkstückträger zur Lagerung von Werkstücken beschrieben. Dieser Werkstückträger besteht aus einem Basisteil aus einer Stabstruktur, das mehrere Befestigungsschnittstellen zur Aufnahme und Halterung von Werkstücken in spezifisch ausgestalteten Aufnahmeteilen aufweist. Durch den stabförmigen Aufbau der Aufnahmeteile ist eine individuelle Anpassung für verschiedene Bauteile und eine gute Durchflutung mit Reinigungsmittel möglich. Nachteil dieser Lösung ist, dass die Werkstückträger aus Metall ein hohes Gewicht zur Folge haben und für den Transport nicht eingesetzt werden. Auch eine individuelle Anpassung der Aufnahmeteile ist nur bei kleineren Stückzahlen sinnvoll. Bei Produktionswechsel ist es auch bei dieser Lösung notwendig, die Aufnahmeteile zu wechseln. Arbeitsaufwand und Platzbedarf für nicht benötigte Aufnahmen stellen für viele Firmen ein zusätzliches Problem dar.
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Neben der prozesssicheren Reinigung der Teile mit dem Ziel, vorhandene Schmutzpartikel zu entfernen und eine funktionell notwendige Sauberkeit zu erreichen, wird es in Zukunft wichtig, entlang der gesamten Wertschöpfungskette bis zur Endnutzung, d. h., auch in den sich anschließenden Montage-, Transport-, Verpackungs- und Lagerungsprozessen Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Minimierung von Rückverschmutzung zu treffen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur Aufnahme von Kleinteilen für die gesamte Wertschöpfungskette für Transport, Reinigung und Automatisierung zu schaffen. Dabei soll der bisherige Arbeitsaufwand reduziert, eine maximal nutzbare Fläche für die Aufnahme der Kleinteile, eine Reduzierung der Auflagefläche der Kleinteile und eine gute Durchflutung mit Reinigungsmittel bei geringem Gewicht der Vorrichtung erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung ein stabgitterförmig ausgestaltetes Trägerelement zur Aufnahme von mindestens einem Werkstückträger aufweist, wobei der Werkstückträger durch das Trägerelement zwischen mindestens zwei Prozessschritten verlagerbar ist. Somit wird der Werkstückträger funktionell als ein Werkstückträgereinsatz mittels des Trägerelementes gehandhabt.
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Das stabgitterförmige Trägerelement besteht vorzugsweise aus Stahl und der mindestens eine Werkstückträger vorzugsweise aus Kunststoff.
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Das stabgitterförmige Trägerelement hat an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Griffelement, mit dem das Trägerelement in an sich bekannte Transportbehälter oder Reinigungskörbe eingeführt und aus diesen leicht entnommen werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Griffelement in verschiedenen Höhen ausgeführt wird und lösbar mit dem Trägerelement verbunden ist.
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Als weitere Ausgestaltung des Trägerelementes wird eine seitliche Begrenzung durch einen Rand vorgeschlagen, der auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten vorgesehen ist.
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Als weitere Ausgestaltung weist der Werkstückträger auf seiner zur Aufnahme von Bauteilen abgewandten Seite mindestens einen Steg auf mit mindestens einer Aussparung für ein Stapeln auf das Trägerelement. Dadurch wird beim Stapeln auf das stabgitterförmige Trägerelement ein Verrutschen des Werkstückträgeres verhindert.
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Der Werkstückträger hat einen durchbrochenen Boden, wobei die Rippen, die die Durchbrüche bilden, vorzugsweise eine kugel- oder kegelförmige Wölbung nach oben aufweisen. Somit wird die Kontaktfläche zwischen dem kleinen Bauteil und dem Werkstückträger gering und das Reinigungsmedium kann besser ablaufen.
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Als weitere Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass auf der zur Aufnahme von Bauteilen abgewandten Seite des Werkstückträgers eine siebförmige Gaze angebracht ist. Dies ist insbesondere für eine Reinigung von Kleinstteilen vorteilhaft.
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Sofern Bauteile zu waschen sind mit einer Höhe größer als die Höhe des Werkstückträgereinsatzes wird eine Haltepalette vorgesehen, die vorzugsweise die gleichen Rastermaße aufweist wie der Werkstückträger.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Mit der erfindungsgemäßen technischen Lösung kann in vorteilhafter Weise der Aufwand für den Transport und die Reinigung von kleinen Bauteilen reduziert werden. Durch den Einsatz des Trägerelementes in Kombination mit den Werkstückträgereinsätzen kann die Vorrichtung sowohl für die Lagerung und den Transport in Transportbehältern, dabei vorzugsweise in Kleinladungsträgern, aber auch in Reinigungskörben genutzt werden. Für die anschließende Montage und Automatisierung werden die Werkstückträgereinsätze einzeln oder auch in gestapelter Form vom Trägerelement entnommen und für den Folgeprozess bereitgestellt. Eine mögliche Rückverschmutzung wird durch die kompakte Gestaltung der Vorrichtung und das schnelle Einführen bzw. Entnehmen aus den Transportbehältern und Reinigungskörben reduziert.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Lösung für zahlreiche Varianten von Bauteilen geeignet ist. Das Trägerelement wird mit verschiedenen Werkstückträgereinsätzen, die mit ihren sog. Nestern (also den Abschnitten zur Aufnahme der Bauteile) auf kleine Bauteile mit unterschiedlicher Masse, Größe und Stückzahl angepasst sind, eingesetzt. Damit wird das Transportvolumen reduziert und die Reinigungstechnik besser ausgelastet.
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Der geringe Lagerplatzbedarf von aktuell nicht eingesetzten Werkstückträgereinsätzen ist ebenfalls vorteilhaft.
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Weitere Vorteile sind die getrennte Lagerung der kleinen Bauteile und der Schutz von Funktionsflächen dieser Kleinteile vor Beschädigung in den Werkstückträgereinsätzen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
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1 den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei Ansichten
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2 das Trägerelement in zwei Ansichten
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3 den Werkstückträger in zwei Ansichten und ein Detail in Einzeldarstellung
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4 den Werkstückträger mit einer zugeordneten Haltepalette
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In 1 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme von Kleinteilen für Transport, Reinigung und Automatisierung dargestellt, die aus einem stabgitterförmigen Trägerelement 1 und aus einem Werkstückträger 2 besteht. Während 1a lediglich einen Werkstückträger 2 zeigt, sind in 1b zwei separate Werkstückträgereinsätze 2 nebeneinander angeordnet. Solche Werkstückträger 2 können auch (nicht dargestellt) übereinander gestapelt werden und werden mit dem Trägerelement 1 transportiert und gereinigt. Dabei können auch Werkstückträgereinsätze 2 mit unterschiedlichen Nestgeometrien für verschiedene Kleinteile zum Einsatz kommen. Die Vorrichtung verbessert damit auch die Flexibilität, die besonders bei der Reinigung und dem Transport von sehr vielen verschiedenen Kleinteilen in großen und kleinen Stückzahlen notwendig ist. Für den anschließenden Montageprozess können die Werkstückträgereinsätze 2 mit den zu montierenden Kleinteilen vom Trägerelement 1 leicht entnommen werden.
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2 zeigt das Trägerelement 1 mit zwei Griffelementen 3, die an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Mit diesen Griffelementen 3 können die Trägerelemente 1, bestückt mit Werkstückträgereinsätzen 2 in Transportbehälter hinein und auch wieder herausgehoben werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Griffelemente 3 lösbar mit dem Trägerelement 1 verbunden sind. Damit kann die Höhe der Griffelemente 3 den eventuell unterschiedlich hohen Transportbehältern angepasst werden. 2a zeigt ein Trägerelement 1 mit einem umlaufenden Rand 4. 2b zeigt ein Trägerelement, welches an zwei gegenüberliegenden Seiten einen Rand 4 aufweist. Der Rand dient der Stabilisierung des gitterförmigen Trägerelementes 1. Wenn der Werkstückträger 2 keine zusätzlichen Halteelemente aufweist, dient der Rand auch der Lagefixierung der Werkstückträgereinsätze 2.
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In 3 ist ein Werkstückträger 2 in Ansicht von schräg oben (3a) und von der Seite (3b) dargestellt. Die Lagefixierung des Werkstückträgers 2 auf dem Trägerelement 1 wird durch Aussparungen 6, die im Steg 5 auf der Unterseite des Werkstückträgeres 2 vorhanden und auf den Abstand der Stäbe des Trägerelementes 1 abgestimmt sind, erreicht. Für die Lagefixierung sind ein Steg in Längsrichtung und ein Steg in Querrichtung ausreichend. Vorteilhaft sind die Aussparungen 6 bei der späteren Automatisierung, wenn die Werkstückträgereinsätze 2 über diese Aussparungen 6 automatisch transportiert werden. In 3 nicht zu sehen ist, dass die Stege 5 nach innen versetzt sind. Somit ist ein Stapeln der Werkstückträgereinsätze 2 auf der jeweils äußeren Abgrenzung eines sich darunter oder darüber befindlichen Werkstückträgereinsatzes 2 möglich. Für die gute Durchspülung mit dem Reinigungsmedium sind die Werkstückträgereinsätze 2 sowohl an der äußeren Abgrenzung als auch am Boden durchbrochen. Die Durchbrüche an der äußeren Abgrenzung können für den Transport genutzt werden. Die Durchbrüche am Boden sollten so groß wie möglich sein, können unterschiedliche Geometrien aufweisen und dem zu transportierenden und reinigenden Kleinteil angepasst sein. In 3a ist ein gitterförmiger Boden 7 dargestellt. Um die Auflagefläche der Kleinteile zu reduzieren, haben die Rippen 8, die die Durchbrüche bilden, gemäß 3c eine kugelförmige Wölbung nach oben, möglich ist aber auch eine kegelförmige Ausführung.
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Für die optimale Nutzung der Vorrichtung ist es sinnvoll, den Werkstückträger 2 mit einer Haltepalette 9 zu kombinieren. Damit können Kleinteile transportiert und gereinigt werden, deren Höhe größer ist als die Höhe des Werkstückträgeres 2. In 4 ist eine derartige Variante von Werkstückträger 2 und Haltepalette 9 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trägerelement
- 2
- Werkstückträger/Werkstückträgereinsatz
- 3
- Griffelement
- 4
- Rand des Trägerelements
- 5
- Steg
- 6
- Aussparung
- 7
- Boden
- 8
- Rippe
- 9
- Haltepalette
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29700816 U1 [0006]
- DE 102012109184 A1 [0008]
- DE 102012020591 A1 [0009]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „VDA Band 19 Prüfung der Technischen Sauberkeit – Partikelverunreinigung funktionsrelevanter Automobilteile/1. Auflage 2004” [0002]
- ISO 16232 [0002]
- VDA 19 [0002]
