DE102016109351A1

DE102016109351A1 - Werkstückträger und Stauförderer zum Einsatz desselben

Info

Publication number: DE102016109351A1
Application number: DE102016109351.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Werkstückträger (4), insbesondere für einen Stauförderer (1), mit wenigstens einem Zahnrad (13) zum Eingriff in ein Endlosförderelement (2), und mit wenigstens einem Bremselement (14), welches geeignet ist, das Zahnrad (13) gegen den Werkstückträger zu bremsen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (14) eine in der Bremskraft regelbare Hysteresebremse (42) und eine Regeleinrichtung (44) zur Verstellung der Bremskraft der Hysteresebremse (42) aufweist, wobei die Regeleinrichtung (44) ein Stellelement (46) zur Betätigung durch einen Anschlag hat.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstückträger, insbesondere für einen Stauförderer, mit wenigstens einem Zahnrad zum Eingriff in ein Endlosförderelement, und mit wenigstens einem Bremselement, welches geeignet ist, das Zahnrad gegen den Werkstückträger zu bremsen, sowie einen Stauförderer zum Einsatz desselben.
Die DE 102 28 026 A1 lehrt eine Transporteinrichtung für Werkstückträger mit statischer Hysteresekupplung oder Viskosekupplung zur Übertragung der Mitnahmekraft eines Endlosförderelementes. Das Zahnrad hat während des Transports durch das Endlosförderelement gegen den Werkstückträger gebremst zu sein. Sobald ein Werkstückträger in seiner Zielposition angekommen ist, muss das Zahnrad gegenüber dem Werkstückträger durchdrehen bzw. -rutschen können, da das Endlosförderelement weiterläuft. Dies wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen auch mit Reibungskupplungen bewerkstelligt. Beide Varianten haben zunächst den großen Nachteil, dass unnötigerweise Energie verschwendet wird, wenn das Endlosförderelement wegen des laufenden Betriebs des Endlosförderelementes des Stauförderers weiter angetrieben wird und gleichzeitig Werkstückträger in der Zielposition angehalten werden. Hierbei wird aktiv Energie vernichtet. Die Hysterese- oder Reibkupplungen werden darüber hinaus unnötig heiß und verschleißen schneller als nötig. Der Nachteil vergrößert sich, wenn weitere Werkstückträger in Richtung der Zielposition gefördert werden und die Zielposition von einem vorhergehenden Werkstückträger besetzt ist und eventuell weitere Werkstückträger bereits davor stauen. Wie zuvor muss das Endlosförderelement wegen des laufenden Betriebs des Stauförderers weiter angetrieben werden, mit der Folge, dass sich die per Reibungs- oder Hysteresekupplung zu vernichtende Förderkraft mit der Anzahl der stauenden Werkstückträger multipliziert. Dieser Umstand wiederum macht einen wesentlich größeren Antrieb mit größerer Leistung erforderlich als der, welcher zum regulären Antrieb des Endlosförderelements (ohne Bremsgegenkraft eines oder mehrerer der Werkstückträger) nötig wäre. Hat z. B. eine Bremse eine Haltekraft von 40 N, so sind vom Endlosförderelement bei vier Werkstückträgern mit (üblicherweise) jeweils zwei Bremsen schon 320 N an Antriebskraft aufzubringen, die nicht zum eigentlichen Fördern der Werkstückträger durch das Endlosförderelement erforderlich wären.
Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, einen Werkstückträger und einen Stauförderer zum Einsatz desselben vorzuschlagen, bei welchem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest stark verringert werden.
Die Aufgabe wird zunächst gelöst mit einem Werkstückträger gemäß Anspruch 1, nämlich einem Werkstückträger, insbesondere für einen Stauförderer, mit wenigstens einem Zahnrad zum Eingriff in ein Endlosförderelement, und mit wenigstens einem Bremselement, welches geeignet ist, das Zahnrad gegen den Werkstückträger zu bremsen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bremselement eine in der Bremskraft regelbare Hysteresebremse und eine Regeleinrichtung zur Verstellung der Bremskraft der Hysteresebremse aufweist, wobei die Regeleinrichtung ein Stellelement zur Betätigung durch einen Anschlag hat. Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Werkstückträgers besteht darin, dass in dem Moment, in dem der vom Endlosförderelement herangeförderte Werkstückträger in die Zielposition kommt, das Stellelement der Regeleinrichtung zur Verstellung der Bremskraft der regelbaren Hysteresebremse des Werkstückträgers an einen Anschlag fährt und hierdurch die Bremskraft verstellt bzw. verringert oder nahezu annulliert werden kann. Somit wird die Belastung des Endlosförderelements nicht wesentlich erhöht, und der Antrieb des Endlosförderelements muss auch nicht entsprechend höher ausgelegt werden, was eine vereinfachte Konstruktion, insbesondere einen wesentlich geringeren Antrieb ermöglicht und zu großen Energieeinsparungen führt.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Werkstückträger dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung wenigstens einen axial und quer zur Förderrichtung des Endlosförderelements verschiebbaren Magnetring aufweist. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers ermöglicht vorteilhafterweise eine sehr einfache zuverlässige und reproduzierbare Verstellung, insbesondere Verringerung der Haltekraft der Hysteresebremse und damit Energieeinsparung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Werkstückträger dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung wenigstens einen axial und quer zur Förderrichtung des Endlosförderelements zwischen Rotor und Stator der Hysteresebremse verschiebbaren Abschirmring aufweist. Diese Lösung hat wie die zuvor diskutierte Lösung neben der präzisen Einstellmöglichkeit den Vorteil der möglichen Energieeinsparung.
In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Werkstückträger dadurch gekennzeichnet, dass er einen Anschlag zur Betätigung eines Stellelements eines weiteren Werkstückträgers aufweist. Vorteilhafterweise reduzieren die folgenden Werkstückträger mittels dieser Konstruktionsvariante quasi selbst die Bremskraft, indem ihr Stellelement bei Annäherung an den vorhergehenden Werkstückträger durch dessen Anschlag derart verstellt werden kann, dass die Bremskraft der Hysteresebremse vermindert wird. Wird ein „vorausfahrender” angehaltener Werkstückträger durch den Stauförderer wieder freigegeben, indem dessen Anschlag von dem Stellelement entfernt wird, entfernt sich auch dessen Anschlag vom nächsten Werkstückträger bzw. dessen Stellelement, wodurch die Hysteresebremse wieder zurückgestellt und deren vorherige (höhere) Bremskraft eingestellt wird.
In wieder einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Werkstückträger dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag keilförmig ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Stauförderer gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er wenigstens einen Werkstückträger nach einem der oben diskutierten Ansprüche aufweist. Damit lässt sich eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wesentlich wirtschaftlichere und haltbarere Vorrichtung herstellen und ein sicherer und kostengünstigerer Betrieb ermöglichen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese ausgeführt werden kann, wird sie im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt stark schematisiert einen Stauförderer mit einem beispielhaft skizzierten Werkstückträger im Teilschnitt von der Seite.
2 zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Werkstückträger mit einer ersten Hysteresebremse in aktivierter Stellung, gesehen von unten gemäß Pfeil H aus 1
3 zeigt den ersten erfindungsgemäßen Werkstückträger mit der Hysteresebremse gemäß 2 in deaktivierter Stellung.
4 zeigt einen zweiten erfindungsgemäßen Werkstückträger mit einer zweiten Hysteresebremse in aktivierter Stellung, gesehen von oben gemäß Pfeil H aus 1
5 zeigt den ersten erfindungsgemäßen Werkstückträger mit der Hysteresebremse gemäß 4 in deaktivierter Stellung.
1 zeigt schematisiert einen im Stand der Technik, der DE 10 2012 106 548 A1 im Detail erläuterten Stauförderer 1 mit einem beispielhaft skizzierten von einem Endlosförderelement 2, z. B. einer Kette über Zahnräder 13 angetriebenen Werkstückträger 4. Gezeigt wird eine Seitenansicht der wesentlichen Bestandteile des Stauförderers 1, d. h. der Werkstückträger 4 für die Aufnahme eines nur in 1 gezeigten Förderguts 5 (wobei selbstverständlich auch mehrere Werkstückträger 4 vorhanden sein können) sowie die Bestandteile, die für die Führung und den Antrieb des oder der Werkstückträger(s) 4 nötig sind. Auf die Darstellung und Beschreibung weiterer Bauteile, beispielsweise eines die gezeigten Elemente tragenden Rahmengestells, wurde aus Übersichtsgründen verzichtet. Es wird auch auf unnötige Wiederholungen verzichtet, da weitere Details der 1 dem genannten Stand der Technik zu entnehmen sind. Das Endlosförderelement 2 bewegt sich in Richtung des Pfeils FR und schleppt den Werkstückträger 4 mit sich, wobei die Zahnräder 13 mittels einer hier nicht gezeigten Bremse gegenüber dem Werkstückträger 4 gebremst werden und sich nicht drehen. Erst wenn der Werkstückträgers 4 über ein Halteelement 38 etwa auf der Höhe eines Anschlags 32 des Gehäuses des Stauförderers 1 von dem Anschlag 32 angehalten wird, um z. B. an dieser Stelle zur Übernahme des Förderguts 5 bereit zu stehen, drehen sich die Zahnräder 13 gegenüber dem Werkstückträger 4 und gegen die Wirkung der auf dem Werkstückträger 1 angeordneten (in dieser Darstellung nicht gezeigten) Bremse. Die Negativeffekte dieser Anordnung wurden bereits im Vorhergehenden erörtert. Der negative Haupteffekt sei wiederholt, dass nämlich jedes Mal, wenn eine Werkstückträger 4 zur Übergabe des Förderguts 5 bereit steht, an der Bremse Energie vernichtet wird und die Bremse unnötigerweise heiß wird, was wiederum zu vorzeitigem Verschleiß führt.
2 zeigt einen Werkstückträger 4 mit einer ersten Hysteresebremse 4 als Bremselement 14 in aktivierter Stellung. Der hier gezeigte Werkstückträger 4 ist gegenüber dem in 1 dargestellten Werkstückträger dahingehend modifiziert, dass er Seitenwände 37 hat, durch welche hindurch sich eine Welle 310 erstreckt, auf welchen von außen zwei Zahnräder 13 aufgesteckt sind. Die Welle 310 erstreckt sich auch durch eine Hysteresebremse 42, deren äußerer Mantel 421, welcher den Stator 35 der Hysteresebremse 42 einhaust, dreh- und axialfest an der (in 2 linken) Seitenwand 37 des Werkstückträgers 4 befestigt ist (Strichpunktlinien 422). Der Rotor 33 ist dreh- und axialfest an der Welle 310 befestigt. Mittels eines Zughebels 31, welcher über einen Winkelhebel 36, der sich um einen an der Trägerplatte 34 fest angeordneten Drehpunkt 39 drehen kann, kann der Stator 35 in Richtung der Pfeile BA (Bremse aktiviert) und BNA (Bremse nicht aktiviert) axial hin und her bewegt werden. In der in 2 gezeigten Stellung ist die Bremse aktiviert.
Zum Deaktivieren der Bremse – dies wird aktuell, wenn beispielsweise ein Werkstückträger 4 auf eine End- oder Anschlagsposition (z. B. Anschlag 32) oder auf einen vorausfahrenden Werkstückträger stößt – ist ein Stellelement 46 in Richtung des Pfeils S gegen eine Feder 40 zu drücken, sodass sich der Winkelhebel 36 um den Drehpunkt 39 (Pfeil R) dreht und über den Zughebel 31 den Stator 35 in Richtung des Pfeil BNA zieht. Dabei kann die Wirkung der Magnetkraft der Magnete des Stators 35 auf die Magnete des Rotors 33 bis gegen Null reduziert werden, mit dem Effekt, dass die Bremskraft ebenso gegen Null geht. Stößt also ein erfindungsgemäßer Werkstückträger 4 mit dem Stellelement 46 gegen ein Hindernis, z. B gegen einen Anschlag 32 an der Stelle zur Übernahme des Förderguts 5 (siehe 1), so wird über das eben beschriebene Getriebewerk die Bremskraft der Hysteresebremse 42 gegen Null geregelt, mit der Folge, dass sich die Welle 310 ungebremst gegenüber dem Werkstückträger 4 drehen kann und keine Energie vernichtet wird. Zu beachten ist, dass sich das Endlosförderelement 2, mit welchem die Zahnräder 13 in Eingriff stehen, ununterbrochen weiterbewegt.
3 zeigt diese Situation nach Drücken des Stellelements 46 in Richtung des Pfeils S. Der Stator 35 ist zum großen Teil aus dem Bereich des Rotors 33 gezogen mit der Folge, dass die Bremswirkung gegenüber der in 2 gezeigten Stellung reduziert ist. Würde der Stator 35 völlig aus dem Bereich des Rotors gezogen, wie man sich dies in Verbindung mit den beiden 2 und 3 leicht vorstellen kann, dann würde die Bremskraft gegen Null gehen.
Sollte nun dem in 3 gezeigten Werkstückträger 4 eine weiterer sich aufgrund des Antriebs durch das Endlosförderelements 2 in Richtung des Pfeils FR bewegender (nicht gezeigter) Werkstückträger 4a folgen und auf den stehenden Werkstückträger 4 auffahren, dann wird sein Stellelement 46a (5 Stellelement 146a) gegen die Rückseite 41 des Werkstückträgers 4 gedrückt mit der Folge, dass auch seine (nicht gezeigte) Hysteresebremse 42a deaktiviert wird. Der dem Werkstückträger 4 folgende (nicht gezeigte) Werkstückträger 4a kann dann wieder weiter „fahren”, wenn sich der vor ihm befindliche der Werkstückträger 4, z. B. nach Freigabe am Anschlag 32, wieder fortbewegt. Die Zurückstellung der Hysteresebremse, bzw. das Reaktivieren derselben erfolgt exakt invers zum Deaktivieren.
4 zeigt einen anderen erfindungsgemäßen Werkstückträger mit einer zweiten Hysteresebremse 142 in aktivierter Stellung, gesehen von unten gemäß Pfeil H aus 1. Diese Variante unterscheidet sich von der vorbeschriebenen dadurch, dass hier zum Deaktivieren der Bremse der gegenüber dem Werkstückträger 104 drehfest aber axial verschiebbar angeordnete Mantel 21 der Hysteresebremse 142 zusammen mit seinem Außenring gegenüber den Magneten des Rotors verschoben wird. Man erkennt die Hülse des Rotors 133, welche aus dem Mantel 21 der Hysteresebremse 142 herausragt. Gegenüber der oben beschriebenen Variante wird hier beim Deaktivieren der Bremse mit dem Stator 135 das gesamte Gehäuse gegen den Rotor 133 axial verschoben, wobei sich die gleichen Wirkungen wie bei der ersten Variante einstellen. Deshalb werden die einzelnen gleichbleibenden oder analogen Bestandteile des Werkstückträgers an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben.
5 zeigt den ersten erfindungsgemäßen Werkstückträger mit der Hysteresebremse 142 gemäß 4 in deaktivierter Stellung. Der Stator 135 ist zusammen mit seinem Gehäuse nach rechts und zum Teil aus dem Wirkungsfeld der Magnete des Rotors 133 verschoben.
Auch die Situation beim Auffahren eines weiteren (nicht gezeigten) Werkstückträgers mit einem Stellelement 146a gleicht derjenigen beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Bezugszeichenliste

1: Stauförderer
2: Endlosförderelement
4, 104: Werkstückträger
10: Welle Werkstückträger
13: Zahnrad
14: Bremselement
21: Mantel
31: Zughebel
32: Anschlag
33, 133: Rotor
34: Trägerplatte
35, 135: Stator
36: Winkelhebel
37: Seitenwand
38: Halteelement
39, 139: Drehpunkt
40: Feder
41, 141: Rückseite
42, 142: Hysteresebremse
44: Regeleinrichtung
46: Stellelement
48: Magnetring
50: Abschirmring
52: Anschlag
310: Welle Werkstückträger
421: Mantel
422: Strichpunktlinien
BA: Pfeil Bremse aktivieren
BNA: Pfeil Bremse nicht aktivieren
FR: Pfeil
H: Pfeil
R: Pfeil
S: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 10228026 A1 [0002]
DE 102012106548 A1 [0016]

Claims

Werkstückträger (4), insbesondere für einen Stauförderer (1), mit wenigstens einem Zahnrad (13) zum Eingriff in ein Endlosförderelement (2), und mit wenigstens einem Bremselement (14), welches geeignet ist, das Zahnrad (13) gegen den Werkstückträger zu bremsen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (14) eine in der Bremskraft regelbare Hysteresebremse (42) und eine Regeleinrichtung (44) zur Verstellung der Bremskraft der Hysteresebremse (42) aufweist, wobei die Regeleinrichtung (44) ein Stellelement (46) zur Betätigung durch einen Anschlag hat.
Werkstückträger (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (44) wenigstens einen axial und quer zur Förderrichtung des Endlosförderelements (2) verschiebbaren Magnetring (48) aufweist.
Werkstückträger (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (44) wenigstens einen axial und quer zur Förderrichtung des Endlosförderelements (2) zwischen Rotor (33) und Stator (35) der Hysteresebremse (42) verschiebbaren Abschirmring (50) aufweist.
Werkstückträger (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Anschlag (52) zur Betätigung eines Stellelements (46) eines weiteren Werkstückträgers (4) aufweist.
Werkstückträger (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (52) keilförmig ausgebildet ist.
Stauförderer (1), dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens einen Werkstückträger (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.