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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum Fördern von Werkstücken unter Einsatz dieser Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie durchlaufen Werkstücke meist zahlreiche Bearbeitungsstationen, um an verschiedenen Oberflächen bearbeitet zu werden. Zwischen den Bearbeitungsstationen befinden sich üblicherweise Fördervorrichtungen, welche die Werkstücke den jeweiligen Bearbeitungsstationen zuführen. Dabei müssen die Werkstücke auch oft um eine vertikale Achse gedreht werden, um in der gewünschten Ausrichtung in die Bearbeitungsstationen eingefördert werden zu können.
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Zu diesem Zweck sind im Stand der Technik unterschiedliche Werkstückdrehvorrichtungen bekannt. So offenbart beispielsweise die
DE 196 17 413 A1 eine Vorrichtung zum Drehen eines Werkstücks, bei der die Werkstücke mittels eines schwenkbaren Führungslineals um einen fixen Drehpunkt gedreht werden.
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Mit den immer weiter steigenden Anforderungen an die Produktivität von Bearbeitungslinien hat sich gezeigt, dass bekannte Drehvorrichtungen einer Erhöhung der Taktleistung im Wege stehen.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine erhöhte Taktleistung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 13 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Drehen der Werkstücke „im Fluss“ und somit ohne festen Drehpunkt zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung die Förderstränge eingerichtet sind, das Werkstück während des in Förderrichtung stattfindenden Fördervorganges um eine Achse senkrecht zur Förderebene zu drehen.
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Auf diese Weise kann die Taktleistung der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung deutlich gesteigert werden. Da die Werkstücke nicht angehalten werden müssen, vermindert sich die Gefahr von Werkstückkollisionen und es ergibt sich ein ruhigerer Teilefluss. Hierdurch werden auch die Stabilität und Zuverlässigkeit des Förderbetriebes deutlich gesteigert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Förderstränge eingerichtet sind, zumindest während eines Drehvorganges unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten bereitzustellen. Hierdurch lässt sich mit einer einfachen Konstruktion wirksam sicherstellen, dass die Werkstücke während eines Fördervorganges gedreht werden können.
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Die Förderstränge können im Rahmen der Erfindung auf unterschiedlichstes Art und Weise ausgestaltet sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Förderstränge jeweils mindestens ein Förderelement aufweisen, das in einer Richtung quer zur Förderrichtung eine geringere Reibungskraft zum Werkstück besitzt als in Förderrichtung. Hierdurch lassen sich mögliche Zwangskräfte, die während des Drehvorganges zwischen Werkstück und Förderstrang bzw. Förderelement auftreten, reduzieren, sodass ein ruhiger und störungsfreier Teilefluss sichergestellt wird.
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Zu diesem Zweck ist es besonders bevorzugt, dass mindestens ein Förderelement mindestens eine Querrolle aufweist, deren Drehachse sich zumindest zeitweise im Wesentlichen in Förderrichtung erstreckt. Durch diese Ausgestaltung lässt sich auf konstruktiv einfache, jedoch wirksame Weise der gewünschte Unterschied zwischen Reibungskraft (Haftreibung) in Förderrichtung und Reibungskraft (Rollreibung) in Querrichtung erreichen.
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Im Hinblick auf eine modulare und konstruktiv einfache Bauweise ist es ferner besonders bevorzugt, dass mindestens ein Förderelement als Rolle ausgebildet ist, an deren äußerem Umfang eine Mehrzahl von Querrollen angeordnet ist. Derartige Rollen werden auch als Allseitenrolle bezeichnet und sind standardmäßig verfügbar, sodass mit geringem Aufwand und nach Art eines Baukastens unterschiedlichste Fördervorrichtungen konfiguriert werden können. Es ist jedoch zu beachten, dass im Rahmen der Erfindung auch andere Förderelemente zum Einsatz kommen können, wie beispielsweise kugelförmige Bauteile, die in geeignete Aufnahmeelementen gelagert und ggf. auch zu miteinander gekoppelt werden können.
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Die Werkstücke können in der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung prinzipiell auf beliebige Art und Weise in Vorschubrichtung bzw. Förderrichtung angetrieben werden. gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass sie eine Antriebsanordnung zum Antreiben der Förderstränge aufweist, die bevorzugt einen oder mehrere Motoren umfasst. Auf diese Weise lässt sich mittels einer einzelnen Antriebsanordnung sowohl der Vorschubbetrieb als auch der Drehbetrieb der Werkstücke realisieren, was zu einem geringen Konstruktionsaufwand und einer geringen Anzahl an Antriebsbauteilen beiträgt.
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Zur Übertragung der Antriebsleistung auf die Förderstränge, kann die Antriebsanordnung unterschiedlichste Bauteile wie beispielsweise Getriebe, Zahnradanordnungen oder dergleichen umfassen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Antriebsanordnung mindestens ein EndlosUmlaufelement zum Antreiben mindestens eines Förderelements aufweist. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln ein kontinuierlicher und störungsfreier Förder- und Drehbetrieb ermöglicht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass sie mindestens einen Stützstrang zum Stützen der Werkstücke während des Fördervorgangs aufweist. Hierdurch wird auch bei hohen Taktleistungen die Stabilität und Präzision des Förder- und Drehvorgangs gesteigert. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass mindestens ein Stützstrang eingerichtet ist, die Werkstücke an mindestens einen Förderstrang anzudrücken.
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Im Hinblick auf die Verminderung möglicher Zwangskräfte zwischen Werkstück und Stützstrang, ist es ferner bevorzugt, dass mindestens ein Stützstrang in einer Richtung quer zur Förderrichtung der Förderstränge eine geringere Reibungskraft zum Werkstück besitzt als in Förderrichtung. Der Stützstrang kann zu diesem Zweck ähnliche Bauteile aufweisen wie ein Förderstrang, beispielsweise mindestens ein Förderelement in bevorzugter Form einer Allseitenrolle. Ein Antrieb der Bauteile ist bei den Stützsträngen jedoch meist nicht erforderlich.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass sie eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bewegung der Werkstücke aufweist, die bevorzugt mindestens einen Bewegungserfassungssensor umfasst. Dies trägt ebenfalls zu einer hohen Taktleistung bei stabilem und zuverlässigem Förderbetrieb bei, da der Förderbetrieb präzise auf den jeweiligen Werkstückfluss abgestimmt werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass mindestens ein Bewegungserfassungssensor an einer Stelle entlang der Förderstränge angeordnet ist, die ausgewählt ist aus Einlaufbereich, Mittelbereich und Auslaufbereich.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fördern von Werkstücken unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Patentanspruch 13 definiert. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Förderstränge nach dem Einfördern eines Werkstücks in die Fördervorrichtung mit voneinander unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten angetrieben werden, bis sich das Werkstück um eine Achse senkrecht zur Förderebene um einen gewünschten Drehwinkel gedreht hat. Hierdurch lassen sich die oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorteile besonders wirksam erzielen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Förderelements;
- 3 zeigt schematisch einen Förder- und Drehvorgang eines Werkstücks;
- 4 zeigt schematisch eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine Fördervorrichtung 1 als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt. Die Vorrichtung 1 dient zum Fördern von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen. Derartige Werkstücke bzw. Bauteile kommen beispielsweise in der Möbel- oder Bauelementeindustrie zum Einsatz.
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Die Vorrichtung 1 umfasst mehrere Förderstränge 10, die dazu dienen, das jeweilige Werkstück in einer Förderrichtung F zu fördern. Dabei definieren die Förderstränge 10 eine Förderebene, in der sich das jeweilige Werkstück während des Fördervorgangs bewegt.
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Die Förderstränge 10 weisen in der vorliegenden Ausführungsform jeweils eine Mehrzahl von Förderelementen 12 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform als sogenannte Allseitenrolle ausgebildet ist. Es ist jedoch zu beachten, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vielfältige andere Förderelemente 12 bzw. Förderstränge 10 zum Einsatz kommen können.
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Eine beispielhafte Ausgestaltung eines Förderelements 12 als Allseitenrolle ist in 2 schematisch in einer Perspektivansicht gezeigt. Das Förderelement 12 umfasst eine Rolle 14, an deren äußerem Umfang eine Mehrzahl von Querrollen 16 angeordnet ist. Ferner besitzt das Förderelement 12 eine Drehachse 18, die sich im eingebauten Zustand des Förderelements 12 quer zur Förderrichtung F erstreckt. Auf diese Weise erstrecken sich die jeweiligen Querrollen 16 zumindest zeitweise im Wesentlichen in Förderrichtung F. Im Ergebnis ermöglichen die Förderelemente 12 somit, dass in einer Richtung quer zur Förderrichtung F eine geringere Reibungskraft zum Werkstück herrscht als in Förderrichtung.
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Wie in 1 zu erkennen ist, umfasst die Fördervorrichtung 1 ferner eine Antriebsanordnung 20, die in der vorliegenden Ausführungsform drei Antriebsmotoren 22 umfasst (von denen in 1 nur zwei zu erkennen sind). Die Antriebsmotoren 22 treiben jeweils ein Endlosumlaufelement 24 an, das in der vorliegenden Ausführungsform als Riemen ausgestaltet ist, der um eine Riemenführung 26 herum geführt ist. Die Riemen 24 treiben wiederum jeweils die Förderelemente 12 bzw. Allseitenrollen 14 an, indem sie mit der Unterseite der Allseitenrollen 14 in Reibkontakt stehen. Alternativ kann beispielsweise auch nur ein Antriebsmotor vorgesehen sein, der mehrere oder alle Endlosumlaufelemente antreibt, wobei zur Einstellung der jeweiligen Geschwindigkeiten geeignete Übertragungsmechanismen (z.B. Untersetzungsgetriebe) vorgesehen sein können.
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Die Antriebsmotoren 22 sind unabhängig voneinander steuerbar, sodass die Förderstränge 10 je nach Betriebszustand mit unterschiedlichen oder gleichen Fördergeschwindigkeiten betrieben werden können.
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Oberhalb der Förderstränge 10 umfasst die Fördervorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Stützstränge 30 zum Stützen der Werkstücke während des Fördervorgangs. Dabei sind die Stützstränge 30 derart angeordnet und eingerichtet, um die Werkstücke 2 während des Förderbetriebes an die jeweiligen Förderstränge 10 anzudrücken. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Stützstränge 30 ebenfalls eine Mehrzahl von Allseitenrollen auf, die in der vorliegenden Ausführungsform jedoch nicht angetrieben sind.
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Wie dem Fachmann anhand der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein wird, können die Stützstränge 30 auch von unten die Werkstücke stützen, und/oder die Förderstränge könnten auch oberhalb der Werkstücke angeordnet sein. Auch andere Ausgestaltungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Der allgemeine Betrieb der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 ist in 3 schematisch veranschaulicht. Zunächst wird das Werkstück 2 in Förderrichtung F (von links nach rechts in 3) in die Vorrichtung eingefördert. Dabei werden die Förderstränge 10 mit unterschiedlichen Geschwindigkeit betrieben, wobei die Fördergeschwindigkeit der Förderstränge 10 beispielsweise von unten nach oben in 3 nach dem Strahlensatz ansteigen können.
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Aufgrund der unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten der Förderstränge dreht sich das Werkstück 2 im Uhrzeigersinn um einen Drehpunkt, der sich in der vorliegenden Ausführungsform im Bereich des langsamsten Förderstranges (unten in 3) befindet und sich während des Fördervorgangs in Förderrichtung bewegt.
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Das Betreiben der Förderstränge 10 mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten wird solange fortgesetzt, bis sich das Werkstück 2 „im Fluss“ um einen gewünschten Drehwinkel um eine Drehachse, die sich senkrecht zur Förderebene erstreckt, gedreht hat. Dieser Drehwinkel beträgt in der schematischen Darstellung in 3 beispielhaft 90°. Es kann sich jedoch prinzipiell auch um jeden anderen Drehwinkel handeln. Ferner ist zu beachten, dass der Drehpunkt sich prinzipiell an jeder beliebigen Stelle befinden kann, beispielsweise auch im Bereich des mittleren Förderstrangs 10. Die Fördergeschwindigkeiten der Förderstränge wären dann entsprechend geometrisch anzupassen.
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Dieser Förder- und Drehbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich auch anhand einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 veranschaulichen, die in 4 schematisch in einer Draufsicht gezeigt ist. 4 zeigt neben der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 eine vorgelagerte Fördervorrichtung 6 sowie eine nachgelagerte Fördervorrichtung 8. Ferner weist die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Bewegungserfassungssensoren 42, 44, 46 auf, die entlang der Förderstränge 10 im Einlaufbereich, Mittelbereich bzw. Auslaufbereich angeordnet sind. Mittels dieser Bewegungserfassungssensoren lässt sich der Betrieb der Fördervorrichtung 1 mit dem Betrieb der vor- und nachgelagerten Fördervorrichtungen 6, 8 bzw. dem jeweiligen Werkstückstrom auf einfache und zuverlässige Weise synchronisieren.
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Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 in der in 4 gezeigten Ausführungsform zusätzliche Stützstränge 30, die - gegebenenfalls zusätzlich zu den in Bezug auf 1 beschriebenen Stützsträngen 30 - in der Förderebene angeordnet sind, um das jeweilige Werkstück 2 von unten abzustützen. Diese Stützstränge benötigen keinen Antrieb, sondern dienen lediglich dazu, auch bei großformatigen Werkstücken eine stabile Abstützung des jeweiligen Werkstücks 2 zu ermöglichen.
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Der Betrieb der in 4 gezeigten Vorrichtung vollzieht sich prinzipiell wie zuvor in Bezug auf 3 beschrieben. Die Werkstücke 2 werden mittels der vorgelagerten Fördervorrichtung 6 zu der Fördervorrichtung 1 zugeführt und mittels des Bewegungserfassungssensors 42 erkannt. Sobald das Werkstück 2 ausreichend weit in die Fördervorrichtung 1 eingefördert wurde, werden die Förderstränge 10 erneut mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten betrieben, sodass das Werkstück 2 „im Fluss“ um einen gewünschten Drehwinkel gedreht wird. Die Bewegungserfassungssensoren 44 und 46 überwachen dabei den Bewegungsfortschritt des Werkstücks 2.
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Sobald das Werkstück um den gewünschten Drehwinkel gedreht wurde, werden die Förderstränge 10 der Fördervorrichtung 1 wieder mit gleicher Fördergeschwindigkeit in Förderrichtung F betrieben, sodass das Werkstück 2 in der gewünschten Ausrichtung an die nachgelagerte Fördervorrichtung 8 übergeben werden kann.
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Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung gegenüber Förder- und Drehvorrichtungen mit stationärem Drehpunkt eine deutliche Steigerung der Taktleistung. Die Erfinder haben in Experimenten festgestellt, dass sich die Taktleistung (gemessen in geförderten Werkstücken pro Minute) Dank der vorliegenden Erfindung beispielsweise um 20% oder mehr steigern lässt. So hat sich gezeigt, dass bei einer Fördergeschwindigkeit von beispielsweise 80 m/min die Werkstücklücke (lichter Abstand zwischen Werkstücken) von 700 mm auf 400 mm vermindert werden kann. Es können somit 57 Teile/min anstelle von 47 Teile/min gefördert werden, was einer Steigerung der Taktleistung von ca. 21% entspricht.
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Bei höheren Fördergeschwindigkeiten lassen sich durch die vorliegende Erfindung noch höhere Steigerungen der Taktleistung erzielen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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