DE102016007645A1

DE102016007645A1 - Handhabungsvorrichtung für Reifen

Info

Publication number: DE102016007645A1
Application number: DE102016007645.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Nowok; Arne Zimmermann
Original assignee: Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH
Current assignee: Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-21
Also published as: WO2017220060A1; DE112017003064A5; WO2017220060A8

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für Reifen, aufweisend wenigstens ein Greifwerkzeug und einen Ausleger, wobei der Ausleger mit einem ersten Auslegerschwenkpunkt an einer Aufnahme derart festgelegt ist, dass ein Verschwenken des Auslegers relativ zur Aufnahme entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist und dass der Ausleger einen zweiten Auslegerschwenkpunkt aufweist, der das wenigstens eine Greifwerkzeug über einen Werkzeugarm derart mit dem Ausleger koppelt, dass ein Verschwenken des Werkzeugarms relativ zum Ausleger und/oder der Aufnahme entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist, wobei die Schwenkbewegungen um die Auslegerschwenkpunkte wenigstens teilweise derart gesteuert und/oder koordiniert sind, dass eine resultierende Bewegungskinematik des Greifwerkzeugs durch wenigstens teilweise überlagerte Schwenkbewegungen unterstützt ist, die sich einer Linearbewegung annähert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für Reifen, aufweisend wenigstens ein Greifwerkzeug und einen Ausleger, wobei der Ausleger mit einem ersten Auslegerschwenkpunkt an einer Aufnahme derart festgelegt ist, dass ein Verschwenken des Auslegers relativ zur Aufnahme entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist und dass der Ausleger einen zweiten Auslegerschwenkpunkt aufweist, der das wenigstens eine Greifwerkzeug über einen Werkzeugarm derart mit dem Ausleger koppelt, dass ein Verschwenken des Werkzeugarms relativ zum Ausleger und/oder der Aufnahme entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist.
Die Herstellung eines Reifens, beispielsweise für Fahrzeuge wie Autos oder Motorräder, ist ein extrem aufwändiger Prozess, der aus einer Vielzahl von Herstellung- und Prozessschritten besteht. Ursächlich dafür ist der komplizierte, aus einer erheblichen Zahl von verschiedenen Einzelkomponenten bestehende Reifenaufbau. Hinzu kommt, dass diese Vielzahl von Komponenten unter Druck- und Temperatureinwirkung, der sogenannten Vulkanisierung, miteinander verbunden werden müssen. Der Vulkanisierungsprozess ist ebenfalls maßgeblich hinsichtlich der Material- und Haftungseigenschaften des fertigen Reifens.
Nicht nur der fertige Reifen als Endprodukt des Reifenherstellungsprozesses, sondern bereits der Reifenrohling ist ein hochkomplexes und aus vielen Halbzeugelementen bestehendes Bauteil. Infolge des vielschichtigen Aufbaus müssen die Einzelkomponenten zunächst und vor einem Vulkanisierungsvorgang zusammengefügt werden, d. h. die Reifenkomponenten werden größenrichtig vereinzelt und lage-, positions-, orientierungsgenau einer Karkasstrommel zugeführt, die sich innerhalb einer Reifenaufbaumaschine befindet. Auf diese Weise wird der Reifenrohling hergestellt und für die Vulkanisierung vorbereitet.
Viele der Reifenkomponenten liegen als bahn- und/oder bogenförmige Halbzeuge vor: Verschiedene Gummimischungen und kautschukbasierende Kompositwerkstoffe, Textilgewebe bzw. Textilkord, Stahlgürtelgewebe und kautschukummantelte Wulstkerne. Um diese bahn- und/oder bogenförmige Halbzeuge der Karkasstrommel zuzuführen, werden innerhalb einer Reifenaufbaumaschine teilweise Lagenserver verwendet.
Infolge der erheblichen Anzahl von Produktionsschritten sind Produktionsstätten in großen Hallen realisiert und umfassen für die einzelnen Produktionsschritte geeignete Maschinen, Anlagen und Handhabungsmittel. Ergänzt werden diese Produktionslinien oder Produktionszentren durch Prestream- und Downstream-Equipment zur Vorbereitung von Reifenkomponenten oder Nachbereitung beziehungsweise Verpackung der fertigen Reifen.
Ein häufig erforderlicher Nachbehandlungsprozess nach der Vulkanisation kann durch eine gezielte Abkühlung des restwärmebehafteten Fertigreifens und optional unter einer Innendruckbeaufschlagung erfolgen. Da der restwärmebehafteten Fertigreifen strukturell instabil und sehr empfindlich ist, werden an die Handhabungsvorrichtungen zur Reifenentnahme aus dem Behandlungsraum der Reifenvulkanisiermaschine und an den Transport beziehungsweise das Einlegen in die Nachbehandlungseinrichtung, besonders hohe Anforderungen gestellt. Daher werden Handhabungsvorrichtungen mit geeigneten Greifwerkzeugen ausgestattet, die auch die empfindlichen Reifen greifen und aufnehmen können. Greifwerkzeuge dieser Ausbildung sind aufwändig und kostspielig.
Handhabungsvorrichtungen, die wegen ihrer Funktion innerhalb des Reifenherstellungsprozesses und in Bezug auf den Behandlungsraum der Reifenvulkanisiermaschine auch als Belader oder Entlader bezeichnet werden müssen den handzuhabenden Reifen oder Reifenrohling über Wegstrecken in allen Raumrichtungen bewegen und gegebenenfalls die Reifenorientierung ändern.
Weiterhin müssen Bewegungen und Orientierungsänderungen möglichst schnell durchgeführt werden, um die benötigten Handhabungs- und Transportzeiten gering zu halten und die Gesamtprozesszeit der Reifenherstellung zu minimieren.
Auch können Positionierungsgenauigkeiten mit geringer Lage- und/oder Orientierungsabweichung zum Anforderungsspektrum von Handhabungsvorrichtungen zählen. Diese können beispielsweise bei dem Beladen beziehungsweise Einlegen des Reifenrohlings in die Reifenform, in den Container oder den Behandlungsraum erforderlich sein. Positionierungspräzision ist auch erforderlich wenn die restwärmebehafteten Fertigreifen zum Zweck der Nachbehandlung in den Post Cure Inflator oder den Post Cure Device eingelegt werden, beispielsweise um den Fertigreifen mit seiner Reifenwulst lagegenau auf dem Reifenteller abzulegen.
Handhabungsvorrichtungen werden häufig durch einer an einer Basis festgelegten Auskragung gebildet. Die Auskragung ist an einem Ende mit der Basis über ein Gelenk verbunden und weist in der Regel an ihrem anderen Ende ein Greifwerkzeug auf. Die gelenkige Festlegung der Auskragung an der Basis unterstützt dessen Verschwenken relativ zur Basis.
Nachteilig an diesen Konstruktionen ist, dass die realisierbaren Wegstrecken der Greifwerkzeuge durch die Auskragungslänge definiert, festgelegt und erheblich eingeschränkt sind.
Ein weiteres Problem gattungsgemäßer Handhabungsvorrichtungen ist die beschränkte Bewegungskinematik. Werden Bewegungsfreiheitsgrade der greifwerkzeugtragenden Auskragung oder Ausleger durch ein Gelenk realisiert, kann der Ausleger lediglich um diesen Drehpunkt verschwenkt werden. Als Konsequenz ist es den Greifwerkzeugen nur möglich, sich längs eines Kreisbogens zu bewegen.
Durch die eingeschränkten Wegstrecken und die auf Kreisbögen festgelegten Bewegungsmuster der Handhabungsvorrichtungen beziehungsweise der Greifwerkzeuge, müssen Vorrichtungen dieser Art räumlich sehr nah an der Reifenvulkanisiermaschine platziert sein, um mit den Greifwerkzeugen den Behandlungsraum erreichen und die Reifenrohlinge einlegen beziehungsweise die Fertigreifen entnehmen zu können. Infolge dieses Platzierungszwanges muss in der Regel eine Handhabungsvorrichtung einer Reifenvulkanisiermaschine zugeordnet sein.
Üblicherweise kann deshalb die Handhabungsreichweite nicht auf eine zweite oder mehrere Reifenvulkanisiermaschinen erstreckt werden. Insbesondere wegen der aufwändigen und kostspieligen Konstruktion der Greifwerkzeuge, die auch für sehr empfindliche restwärmebehaftete Fertigreifen bei dessen Entnahme aus der Reifenvulkanisiermaschine geeignet sein müssen, ist diese Nutzungseinschränkung erheblich nachteilig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Handhabungsvorrichtung für Reifen bereitzustellen, welche die genannten Nachteile wenigstens teilweise reduziert und eine kostengünstige Gesamtkonstruktion unterstützt.
Zur Lösung schlägt die erfindungsgemäße Konstruktion vor, eine Handhabungsvorrichtung mit wenigstens einem Ausleger und wenigstens zwei Auslegerschwenkpunkten bereitzustellen, deren Schwenkbewegungen wenigstens teilweise zu einer Gesamtbewegungsbahn gekoppelt sind, dessen resultierende Bewegungskinematik sich einer Linearbewegung annähert.
Die Erfindung erkennt, dass die Weiterentwicklung von im Stand der Technik bekannten sogenannten „SCARA”-Roboterarmen (Selective Compliance Assembly Robot Arm) die genannten Nachteile bisher verwendeter Handhabungseinrichtungen wenigstens teilweise reduziert und in einem kleineren erforderlichen Schwenk- und/oder Arbeitsraum mündet.
Gattungsgemäße Schwenkarmroboter verfügen in der Regel über einen in horizontaler Richtung schwenkbaren Gelenkarm mit einer vorzugsweise seriellen Kinematik und verfügen vielfach über vier Freiheitsgrade, die auf eine Handhabung in planparallelen Flächen begrenzt ist. Die erste Drehachse bildet der um eine Basis drehbare Schwenkarm, dessen Gelenk die zweite Drehachse abbildet. Am Ende des Schwenkarms ist die dritte Drehachse verwirklicht durch eine vertikale Z-Achse zur Aufnahme eines Greifers oder von Werkzeugen vorgesehen, die als vierte Achse auch um ihre Längsachse gedreht werden kann.
Die Roboterarmbasis kann horizontal und/oder vertikal verfahrbar angeordnet sein, beispielsweise realisiert über hochgenau führende Kugelrollspindeln oder geeignete Gleitführungen. Auf diese Weise können durch den damit geschaffenen fünften Freiheitsgrad innerhalb eines definierten Arbeitsraumes jeweils zueinander planparallele Arbeitsebenen angefahren und den Handhabungsfunktionen zugänglich gemacht werden.
Ein sechster Freiheitsgrad kann bereitgestellt werden durch eine vertikale und/oder beliebige Drehachse zwischen der Basis und der horizontalen und/oder vertikalen Verfahrbarkeit, sodass die anfahrbaren und planparallel zueinander angeordneten Arbeitsebenen im Raum geneigt sein können. Durch den sechsten Freiheitsgrad ist es weiterhin möglich, dass je nach Ablauffolge beziehungsweise Bewegungskombination entlang wenigstens zwei der bereitgestellten Freiheitsgrade auch nicht zueinander planparallel liegende Arbeitsebenen anfahrbar und damit dem Handhabungsraum zugänglich sind.
Die Erfindung erkennt, dass eine wenigstens teilweise Kombination von wenigstens zwei Freiheitsgraden in Verbindung mit geeigneten Bewegungs- und/oder Beschleunigungs- und/oder Bremskombinationen Handhabungskinematiken generiert, die in besonders vorteilhafter Weise zum Beladen und/oder Entladen von Reifenvulkanisiermaschinen und Vor- bzw. Nachbereitungsanlagen für Reifen oder Reifenrohlingen verwendbar sind.
Ein weiterer Erfindungsgedanke sieht vor, dass die Weiterentwicklung der Handhabungsvorrichtung basierend auf einer Schwenkarmtechnik insbesondere eine Integration mehrerer Belade- oder Beschick- und/oder Entladungsfunktionen. Es ist vorgesehen, eine Handhabungsvorrichtung unter Ausnutzung der erfindungsgemäßen Freiheitsgradkombinationen und Handhabungskinematiken insbesondere nicht-simultan für die Handhabungsaufgaben von wenigstens zwei benachbart angeordneten Reifenvulkanisiermaschinen zu optimieren.
Um die optimierte Weiterentwicklung zu erreichen, sind die Schwenkarme der Handhabungsvorrichtung sowie die resultierende Bewegungskinematik derart gestaltet, dass innerhalb des definierten Arbeitsraumes die Arbeitsebenen angefahren werden können als auch den dazu notwendigen Bewegungsraum zu minimieren oder zumindest zu reduzieren. Dazu wird die Bewegungskinematik derart gestaltet, dass sich die Verfahr- und Verschwenkwege möglichst einer Linearbewegung zwischen den Arbeitsebenen annähern.
Je nach Art der Handhabungsfunktion kann es sich bei dem zu handhabenden Objekt um einen Reifenrohling oder einen Fertigreifen handeln. Die Arbeitsebenen umfassen insbesondere die Punkte an denen die Objekte aufgenommen und/oder abgelegt werden müssen. Diese Punkte können Magazine, Zwischenspeicher, Zuführeinrichtungen oder dergleichen vor eine Reifenvulkanisiermaschine sein, die Heizstelle beziehungsweise Vulkanisierform in der Reifenheizpresse, Nachbereitungsanlagen des Fertigreifens nach der Vulkanisation oder deren Abtransporteinrichtungen wie beispielsweise Förderbänder, Krangehänge, Palettierungsmaschinen, Packautomaten usw.
Infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der Handhabungsvorrichtung ergeben sich neben der wenigstens teilweisen Reduzierung der Nachteile des Standes der Technik weitere additive oder alternative Vorteile:

– Baubreiten- und Arbeitsraumreduzierung durch Annäherung der Handhabungs- und Verschwenkwege zwischen den Anfahrpunkten an eine Linearbewegung,
– Kostenreduzierung durch die zumindest teilweise Integration der Handhabungsaufgaben für wenigstens zwei Reifenvulkanisiermaschinen oder Reifenherstellungslinien, sodass die Anzahl der Handhabungsvorrichtungen reduzierbar ist,
– Gleiches gilt für die Peripherie, Energieversorgung, Steuerung und Regelung der Handhabungsvorrichtungen,
– durch die Reduzierung des Arbeitsraumes für die Handhabungsvorrichtung steht mehr Raum für beispielsweise Formwechsel der Reifenheizpresse zur Verfügung,
– die Greifermitten und damit die Anfahrpunkte können individuell und sehr präzise eingestellt werden,
– jedem der einzelnen Freiheitsgrade hinterlegten Bewegungsteilkinematiken können gleiche oder unterschiedliche oder variierende Beschleunigungs- und Verzögerungsfunktionen in gesteuerter oder geregelter Weise eingeprägt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung für Reifen ist in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
1: die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit zwei Reifenvulkanisiermaschinen (100), zwei Nachbehandlungsstellen (301) und zwei Zuführplätzen (302) von Reifenrohlingen (200') sowie zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) und
2: die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog zu 1, wobei sich die zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer von 1 abweichenden Positions- und Bewegungskinematiksituation und
3: die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog zu 1 und 2 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer zueinander synchronen Bewegungskinematiksituation und
4: wiederum die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) die Bewegungskinematik von dessen Anfahrpunkt (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) in Richtung des Anfahrpunktes des Rohlingsstands (300, 302) und der Entlader (31) die Bewegungskinematik von dessen Anfahrpunkt (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) in Richtung des Anfahrpunktes der Nachbehandlungsstelle (300, 301) realisiert und
5: eine weitere Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in exemplarischen Schwenkarmpositionen relativ zueinander sowie Richtungen der Bewegungskinematiken und
6: die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 5 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes innerhalb der Nachbehandlungsstelle (300, 301) beispielsweise realisiert durch einen PCI (Post Cure Inflator) und
7: die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 6 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) aus Richtung eines Anfahrpunktes innerhalb der Nachbehandlungsstelle (300, 301) heraus gezeigt ist und
8: die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 7 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung im Anfahrpunkt (300) einer Transporteinrichtung (60) verharrt und
9: die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 8 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) und
10: die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 9 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Auswärtsrichtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) sowie
11: die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit zwei Reifenvulkanisiermaschinen (100), zwei Nachbehandlungsstellen (301) und zwei Zuführplätzen (302) von Reifenrohlingen (200') sowie zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer zu 1 spiegelverkehrten Schwenkarmstellung.
1 zeigt die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit zwei Reifenvulkanisiermaschinen (100), zwei Nachbehandlungsstellen (301) und zwei Zuführplätzen (302) von Reifenrohlingen (200') sowie zwei erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31).
Die Darstellung ist beispielhaft und zeigt zwei in vorteilhafter Weise parallel und benachbart angeordnete Reifenherstellungslinienbereiche. Kernelement jeder Reifenherstellungslinie ist jeweils eine Reifenvulkanisiermaschine (100) mit vor- und nachgelagerten peripheren Elementen wie beispielsweise ein Rohlingsstand (302) und/oder eine Nachbehandlungsstelle (301) z. B. in Form eines PCI (Post Cure Inflator).
Die Erfindung erkennt, dass bei der in 1 gezeigten parallel und benachbart angeordneten Reifenherstellungslinien jeweils vor und nach der in jeder Linie enthaltenen Reifenvulkanisiermaschine (100) nur eine Handhabungsvorrichtung (30) erforderlich ist. Diese erheblich kostensparende Realisierung von Reifenherstellungslinien ist durch die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung (30) unterstützt. Trotz der Kostenvorteile beim Einsatz von jeweils einer Handhabungsvorrichtung (30) vor und nach parallel angeordneten Reifenvulkanisiermaschinen (100) ist der Einsatz auch in einer „stand-alone” Reifenherstellungslinie unterstützt und vorteilhaft.
In Produktions- oder Materialflussrichtung gesehen vor der Reifenvulkanisiermaschine (100) ist eine Zuführung (302) für Reifenrohlinge (200') vorgesehen. Die Zuführung (302) beinhaltet in funktionaler Weise einen Arbeits- oder Anfahrpunkt (300), der aus der Sicht der Handhabungsvorrichtung (30) eine Arbeitsebene darstellt und beispielsweise ein Magazin oder ein Rohlingsstand sein kann.
Die Reifenvulkanisiermaschine (100) selbst verfügt über einen Behandlungsraum (110) im weiteren Sinn, der aus einer Druck- und oder Temperaturkammer und/oder einer Reifenform bestehen kann und in funktionaler Weise einen Arbeits- oder Anfahrpunkt (300) beinhaltet, der aus der Sicht der Handhabungsvorrichtung (30) eine Arbeitsebene darstellt.
In Produktions- oder Materialflussrichtung gesehen nach der Reifenvulkanisiermaschine (100) ist eine Nachbehandlungsstelle (301) für Fertigreifen (200) vorgesehen. Die Nachbehandlungsstelle (301) beinhaltet in funktionaler Weise einen Arbeits- oder Anfahrpunkt (300), der aus der Sicht der Handhabungsvorrichtung (30) eine Arbeitsebene darstellt und beispielsweise ein PCI (Post Cure Inflator) sein kann.
Vor und nach der Reifenvulkanisiermaschine (100) und jeweils zwischen dieser und der Zuführung (302) und der Nachbehandlungsstelle (301) ist eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung (30) vorgesehen. Dies ist dem Erfordernis geschuldet, dass zur Durchführung des Vulkanisierungsprozesses eine Zufuhr, das Beladen, das Entladen und die Abfuhr von Reifen (200) beziehungsweise Reifenrohlingen (200') in und aus dem Behandlungsraum (110) erforderlich ist. Je nach zugewiesener primärer funktioneller Aufgabe in diesem Zusammenhang wird die Handhabungsvorrichtung (30) auch als Belader (33) oder Entlader (31) bezeichnet.
Die Handhabungsvorrichtung (30) ausgebildet als Belader (33) oder Entlader (31) kann unabhängig von der zu realisierenden Handhabungsaufgabe über ein identisches Greifwerkzeug endseitig einer Greifwerkzeugaufnahme (38) verfügen. Alternativ und in dem Ausführungsbeispiel schematisch angedeutet ist es auch möglich, jeweils an die Handhabungsaufgabe angepasste Greifwerkzeuge vorzusehen. Das Greifwerkzeug Entlader (32) und das Greifwerkzeug Belader (34) sind dann insbesondere konstruktiv den unterschiedlichen Erfordernissen angepasst.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind für die Handhabungsvorrichtung (30) wenigstens zwei Freiheitsgrade über einen ersten Auslegerschwenkpunkt (36') und einen zweiten Auslegerschwenkpunkt (36'') realisiert. Die Auslegerschwenkpunkte sind durch Drehgelenke mit Drehachsen in vorzugsweise zueinander parallelen Ausrichtung verwirklicht.
Die Handhabungsvorrichtung (30) kann unabhängig von ihrer Ausprägung als Belader (33) oder Entlader (31) über eine Aufnahme, Abstützung (35) verfügen, die einer Basis (35') zugeordnet ist. Zwischen Abstützung (35) und Basis (35') kann optional durch ein weiteres Drehgelenk ein weiterer Freiheitsgrad installiert sein. Die Basis (35') kann optional in Verbindung mit einem Schlitten (35'') einen weiteren Freiheitsgrad bereitstellen, der vorzugsweise eine Linearführung bildet und die horizontale Positionsänderung der Handhabungsvorrichtung (30) unterstützt.
Die in 1 gezeigte Situation mit den exemplarisch gewählten benachbarten Reifenherstellungslinien und den für beide Linien jeweils vor und nach der Reifenvulkanisiermaschine (100) Handhabungsfunktionen ausführenden Belader (33) und Entlader (31) umfasst hinsichtlich des Herstellungsverfahrens einen
Schritt 1: Der Belader (33) befindet sich in einer vorzugsweise bewegungslosen Warteposition. Diese Position kann eine beliebige Stellung ausserhalb der Arbeitsebenen (300) generell und der ihm zugeordneten Arbeitsebenen (302) im Besonderen sein. Gezeigt und ebenfalls möglich ist es im Schritt 1, dass die Warteposition vom Belader (33) in der Greifwerkzeugposition im Anfahrpunkt (300) des Rohlingsstandes (302) erfolgt. Der Entlader (31) bewegt sich in einer der Linearität angenäherten resultierenden Bewegungskinematik (RBK) mit einem greifbereiten Greifwerkzeug (32) in Richtung der Reifenvulkanisiermaschine (100) und dem Arbeitspunkt (300) innerhalb des Behandlungsraumes (110).
2 illustriert die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog zu 1, wobei sich die zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer von 1 abweichenden Positions- und Bewegungskinematiksituation befinden und verdeutlicht den weiteren Herstellungsablauf durch
Schritt 2: Der Entlader (31) bewegt sich in einer der Linearität angenäherten resultierenden Bewegungskinematik (RBK) mit einem greifbereiten Greifwerkzeug (32) in Richtung der Reifenvulkanisiermaschine (100) und dem Arbeitspunkt (300) innerhalb des Behandlungsraumes (110). In der gleichen Reifenherstellungslinie bewegt sich der Belader (33) aus der vorzugsweise bewegungslosen Warteposition, das heißt aus der Greifwerkzeugposition im Anfahrpunkt (300) des Rohlingsstandes (302) mit einer der Linearität angenäherten resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung der Reifenvulkanisiermaschine (100) und dem Arbeitspunkt (300) innerhalb des Behandlungsraumes (110). Dabei hat der Belader (33) mit seinem Greifwerkzeug (34) einen Reifenrohling (200') gegriffen und realisiert im Rahmen seiner Handhabungsfunktion die Zuführung zum Behandlungsraum (110).
Die resultierenden Bewegungskinematiken (RBK) der beiden Handhabungsvorrichtungen (31, 33) können synchron oder asynchron durchgeführt werden. Sichergestellt werden muss, dass der Entlader (31) die Arbeitsebene (300) innerhalb des Behandlungsraumes (110) verlassen hat, bevor der Belader (33) in diesen einschwenkt.
3 zeigt die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog zu 1 und 2 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer zueinander synchronen Bewegungskinematiksituation und umfasst damit einen Sonderfall von Schritt 2. Diese wenigstens bereichsweise längs der resultierenden Bewegungskinematiken (RBK) können erfasst werden als optionaler
Schritt 3: Die resultierenden Bewegungskinematiken (RBK) der beiden Handhabungsvorrichtungen (31, 33) bewegen sich mit ihren Greifwerkzeugen (32, 34) synchron zueinander.
4 bildet wiederum die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage ab mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) die Bewegungskinematik von dessen Anfahrpunkt (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) in Richtung des Anfahrpunktes des Rohlingsstands (300, 302) und der Entlader (31) die Bewegungskinematik von dessen Anfahrpunkt (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) in Richtung des Anfahrpunktes der Nachbehandlungsstelle (300, 301) realisiert. Im Hinblick auf die Handhabungsaufgaben und Materialflussrichtung ist dies ein
Schritt 4: Der Belader (33) schwenkt, nachdem er den Reifenrohling (200') in der Arbeitsebene (300) des Behandlungsraumes (110) der Reifenvulkanisiermaschine (100) abgelegt entlang der resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in eine Stellung außerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100).
Der Entlader (31) vollführt die Ortslageveränderung der Handhabungsrobotik entlang seiner resultierenden Bewegungskinematik (RBK) von dessen Anfahrpunkt (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) in Richtung des Anfahrpunktes der Nachbehandlungsstelle (300, 301) mit dem gegriffenen Fertigreifen (200).
5 zeigt eine weitere Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in exemplarischen Schwenkarmpositionen relativ zueinander sowie Richtungen der Bewegungskinematiken. Wie in den 1 bis 4 ist auch in 5 die Reifenherstellungsanlage exemplarisch durch zwei Reifenvulkanisiermaschinen (100), zwei Nachbehandlungsstellen (301) und zwei Zuführplätzen (302) von Reifenrohlingen (200') sowie zwei erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31). Ergebnis dieser Kombination sind jeweils für sich parallel und benachbart angeordnete Reifenherstellungslinienbereiche.
Um den Handhabungsvorrichtungen (30) in beiden Produktionslinien Handhabungsaufgaben zuordnen zu können ist es erforderlich, dass die jeweiligen Arbeitsräume wenigstens wechselweise von dem einen Belader (33) beziehungsweise dem einen Entlader (31) angefahren und funktionell ausgefüllt werden können. Dieser Arbeitsraumwechsel zwischen den Reifenherstellungslinien wird bezeichnet als
Schritt 5: Der Belader (33) schwenkt von einer beliebigen Warte- oder Handhabungsstellung innerhalb seines Arbeitsraumes der ersten (hier linksseitig dargestellten) Reifenherstellungslinie längs der resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in seinen Arbeitsraum der zweiten (hier rechtsseitig dargestellten) Reifenherstellungslinie.
Der Entlader (31) schwenkt, nachdem er den zuvor in Schritt 4 gegriffenen Fertigreifen (200) im Anfahrpunkt der Nachbehandlungsstelle (300, 301) abgelegt hat von dem Arbeitsraum der ersten Reifenherstellungslinie längs der resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in seinen Arbeitsraum der zweiten Reifenherstellungslinie.
6 verdeutlicht in einer weiteren Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 5 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes innerhalb der Nachbehandlungsstelle (300, 301) beispielsweise realisiert durch einen PCI (Post Cure Inflator). Der zuvor im Schritt 5 vom Belader (33) realisierte Arbeitsraumwechsel kann in analoger Weise auch vom Entlader (31) vollzogen werden in einem additiven oder alternativen
Schritt 6: Der Belader (33) befindet sich in einer Schwenk-Stillstandsphase greift in der Arbeitsebene (300) des Magazins (302) der rechten Reifenherstellungslinie einen Reifenrohling (200').
Der Entlader (31) schwenkt innerhalb des Arbeitsraums der zweiten Reifenherstellungslinie weiter entlang seiner resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung des Anfahrpunktes der Nachbehandlungsstelle (300, 301).
7 zeigt die Draufsicht die Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 6 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) aus Richtung eines Anfahrpunktes innerhalb der Nachbehandlungsstelle (300, 301) heraus gezeigt ist. Beide Handhabungsvorrichtungen (30) sind in ihren Arbeitsräumen zugeordnet der zweiten (rechtsseitigen) Reifenherstellungslinie tätig und verwirklichen
Schritt 7: Der Belader (33) befindet sich (noch) in einer Schwenk-Stillstandsphase mit dem in Schritt 6 gegriffenen Reifenrohling (200'). Der Schwenkstillstand kann funktionelles Ergebnis des Produktionsablaufes sein dadurch, dass der Vulkanisierprozess innerhalb der Vulkanisiermaschine (100) andauert und der Behandlungsraum (110) geschlossen ist und somit nicht angefahren werden kann.
Der Entlader (31) schwenkt nach dem Ergreifen des Fertigreifens (200) im Anfahrpunkt der Nachbehandlungsstelle (300, 301) auf eine Position innerhalb des Arbeitsraumes der zweiten Reifenherstellungslinie an einen Arbeitspunkt, in dem der Fertigreifen (200) auf eine Transporteinrichtung (60) zum Abtransport ablegbar ist.
8 bildet die Draufsicht auf die Schemadarstellung der Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 7 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30) ab, wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung gezeigt ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und sich der Entlader (31) in einer Schwenkstellung im Anfahrpunkt (300) einer Transporteinrichtung (60) befindet. Die Handhabungssituation mit den gezeigten Stillstandphasen beider Handhabungsvorrichtungen (30) ist primärer Inhalt von
Schritt 8: Der Belader (33) befindet sich (immer noch) in einer Schwenk-Stillstandsphase mit dem in Schritt 6 gegriffenen Reifenrohling (200'). Der Entlader (31) legt in der in Schritt 7 angefahrenen Position innerhalb des Arbeitsraumes der zweiten Reifenherstellungslinie den Fertigreifen (200) auf eine Transporteinrichtung (60), welche diesen Reifen (200) in einer beispielhaft gezeigten Transportrichtung (60') abtransportiert.
9 umfasst die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 8 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100). Diese Darstellung ist Gegenstand von
Schritt 9: Der Belader (33) befindet sich (immer noch) in einer Schwenk-Stillstandsphase mit dem in Schritt 6 gegriffenen Reifenrohling (200') und wartet praktisch auf das Freiwerden des Behandlungsraumes (110) der Reifenvulkanisiermaschine (100), um den gegriffenen Reifenrohling (200') zuführen zu können.
Der Entlader (31) bewegt sich in einer der Linearität angenäherten resultierenden Bewegungskinematik (RBK) mit einem greifbereiten Greifwerkzeug (32) in Richtung der Reifenvulkanisiermaschine (100) und dem Arbeitspunkt (300) innerhalb des Behandlungsraumes (110). Abweichend von Schritt 1, welcher die Handhabungsaktivitäten der Handhabungsvorrichtungen (30) in ihren der ersten Reifenherstellungslinie zugeordneten Arbeitsräumen umfasst ist in Schritt 9 die Situation analogdazu, aber mit Bezug auf die zweite (hier rechtsseitig dargestellte) Reifenherstellungslinie.
Schematisch angedeutet ist auch die Transportbewegungsrichtung (60') des Fertigreifens (200) durch die Transporteinrichtung (60), welche zumindest aus funktioneller Hinsicht und im Rahmen der Handhabungsvorrichtungen (30) zusammenwirkt. Die Transportvorrichtung (60) kann wie der Entlader (31) und/oder der Belader (33) einmal für beide Reifenherstellungslinien installiert sein (hier dargestellt) oder eine Einrichtung für jeweils eine Linie.
10 zeigt erneut die Draufsicht auf den schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage analog der 1 bis 9 mit den zwei Handhabungsvorrichtungen (30), wobei der Belader (33) in einer Auslegerstellung abgebildet ist, in der die Aufnahme oder das Ablegen eines Reifenrohlings (200') im Arbeitspunkt (300) eines Magazins (302) möglich ist mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Richtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100) und der Entlader (31) in einer Schwenkstellung und mit einer resultierenden Bewegungskinematik (RBK) in Auswärtsrichtung eines Anfahrpunktes (300, 110) innerhalb der Reifenvulkanisiermaschine (100). Die gezeigte Situation mit den exemplarisch gewählten benachbarten Reifenherstellungslinien und den für beide Linien jeweils vor und nach der Reifenvulkanisiermaschine (100) Handhabungsfunktionen ausführenden Belader (33) und Entlader (31) umfasst hinsichtlich des Herstellungsverfahrens einen
Schritt 10: Die resultierenden Bewegungskinematiken (RBK) der beiden Handhabungsvorrichtungen (31, 33) bewegen sich mit ihren Greifwerkzeugen (32, 34) synchron zueinander.
Abweichend von Schritt 3, welcher die Handhabungsaktivitäten der Handhabungsvorrichtungen (30) in ihren der ersten Reifenherstellungslinie zugeordneten Arbeitsräumen umfasst ist in Schritt 9 die Situation analogdazu, aber mit Bezug auf die zweite (hier rechtsseitig dargestellte) Reifenherstellungslinie.
11 schließlich zeigt die Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bereich einer Reifenherstellungsanlage mit zwei Reifenvulkanisiermaschinen (100), zwei Nachbehandlungsstellen (301) und zwei Zuführplätzen (302) von Reifenrohlingen (200') sowie zwei Handhabungsvorrichtungen (30) in Form eines Beladers (33) und eines Entladers (31) in einer zu 1 spiegelverkehrten Schwenkarmstellung im Rahmen des funktionalen
Schritt 11: Der Belader (33) handhabt den Reifenrohling (200') in der Arbeitsebene (300) des Behandlungsraumes (110) der Reifenvulkanisiermaschine (100) durch Ablegen in diesem Arbeitspunkt (300) – er „belädt” also die Reifenvulkanisiermaschine (100) der zweiten Reifenherstellungslinie mit einem zu vulkanisierenden Reifenrohling (200').
Der Entlader (31) ist mit seiner Handhabungsrobotik im Arbeitsraum der zweiten Reifenherstellungslinie in einer Position mit dem gegriffenen Fertigreifen (200).

Claims

Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200'), aufweisend wenigstens ein Greifwerkzeug (32, 34) und einen Ausleger (36), wobei der Ausleger (36) mit einem ersten Auslegerschwenkpunkt (36') an einer Aufnahme (35) derart festgelegt ist, dass ein Verschwenken des Auslegers (36) relativ zur Aufnahme (35) entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist und dass der Ausleger (36) einen zweiten Auslegerschwenkpunkt (36'') aufweist, der das wenigstens eine Greifwerkzeug (32, 34) über einen Werkzeugarm (38) derart mit dem Ausleger (36) koppelt, dass ein Verschwenken des Werkzeugarms (38) relativ zum Ausleger (36) und/oder der Aufnahme (35) entlang eines Bogenmaßbetrages unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegungen um die Auslegerschwenkpunkte (36', 36'') wenigstens teilweise derart gesteuert und/oder koordiniert sind, dass eine resultierende Bewegungskinematik (RBK) des Greifwerkzeugs (32, 34) durch wenigstens teilweise überlagerte Schwenkbewegungen unterstützt ist, die sich einer Linearbewegung annähert.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die resultierende Bewegungskinematik (RBK) in einer horizontalen Ebene erstreckt.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) eine gegenüber einer Schwenkbewegung um einen Auslegerschwenkpunkt (36', 36'') vergrößerte Handhabungsreichweite unterstützt.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) eine gegenüber einer Schwenkbewegung um einen Auslegerschwenkpunkt (36', 36'') vergrößerte Anzahl anfahrbarer Greifpunkte unterstützt.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) eine gegenüber einer Schwenkbewegung um einen Auslegerschwenkpunkt (36', 36'') vergrößerten Handhabungsraum unterstützt.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) Handhabungsaufgaben in zwei benachbarten Handhabungsräumen unterstützt.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) annäherungsweise durch eine lineare mathematische Funktion beschreibbar ist.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Bewegungskinematik (RBK) und/oder wenigstens eine Schwenkbewegung um einen Auslegerschwenkpunkt (36', 36'') derart angetrieben ist, dass eine Geschwindigkeitsänderung wenigstens einer der Bewegungen eine Rampenfunktion nachbildet.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (30) ein Belader (33) mit einem Beladergreifwerkzeug (34) ist.
Handhabungsvorrichtung (30) für Reifen (200, 200') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (30) ein Entlader (31) mit einem Entladergreifwerkzeug (32) ist.
Verwendung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (30) nach einem der vorgehenden Ansprüch 1 für Handhabungsaufgaben innerhalb von zwei Handhabungsräumen vor und/oder nach zwei benachbart angeordneten Reifenvulkanisiermaschinen (100).
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') innerhalb von Handhabungsräumen benachbart angeordneter Reifenvulkanisiermaschinen (100), gekennzeichnet dadurch, dass wenigstens eine Handhabungsvorrichtung (30) nach Anspruch 1 wechselweise Handhabungsaufgaben in jeweils einem einer Reifenvulkanisiermaschine (100) zugeordneten Handhabungsraum realisiert.
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungsvorrichtung (30) ein Belader (33) ist, der wechselweise Handhabungsaufgaben in jeweils einem einer Reifenvulkanisiermaschine (100) zugeordneten Handhabungsraum realisiert.
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Belader (33) Handhabungsaufgaben realisiert in wenigstens einem Handhabungsraum aufweisend Arbeitsebenen (300) innerhalb von wenigstens einem Rohlingsstand (302) und wenigstens einem Behandlungsraum (110).
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungsvorrichtung (30) ein Entlader (31) ist, der wechselweise Handhabungsaufgaben in jeweils einem einer Reifenvulkanisiermaschine (100) zugeordneten Handhabungsraum realisiert.
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlader (31) Handhabungsaufgaben realisiert in wenigstens einem Handhabungsraum aufweisend Arbeitsebenen (300) innerhalb von wenigstens einer Nachbehandlungsstelle (301) und/oder wenigstens einem Behandlungsraum (110).
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlader (31) Handhabungsaufgaben realisiert in wenigstens einem Handhabungsraum aufweisend wenigstens eine Arbeitsebene (300) innerhalb von wenigstens einer Transporteinrichtung (60).
Verfahren zur Handhabung von Reifen (200, 200') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungsvorrichtung (30) wechselweise Handhabungsaufgaben in jeweils einem einer Reifenvulkanisiermaschine (100) zugeordneten Handhabungsraum derart realisiert, dass die für den Produktionsprozess erforderlichen Handhabungsaufgaben jeder einzelnen Reifenvulkanisiermaschine (200) chronologisch-zeitdiskret erfolgen.
Reifenherstellungsanlage aufweisend eine erste und eine benachbart angeordnete zweite Reifenherstellungslinie jeweils wenigstens umfassend ein Magazin (302) und eine Reifenvulkanisiermaschine (100) und eine Nachbehandlungsstelle (301), dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsaufgaben durch zwei Handhabungsvorrichtungen (30) realisiert sind.