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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Coils mit einer Materialbahn zur Herstellung von Batteriezellen, sowie ein korrespondierendes Verfahren zur Steuerung einer Wechselvorrichtung.
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Zur Herstellung von Batteriezellen werden zu großen Coils aufgewickelte Materialbahnen eines vorgefertigten Separatormaterials, Anodenmaterials oder auch Kathodenmaterials verwendet. Die Coils weisen in der Regel einen Hohlkern auf, mit dem sie auf einem Dorn gehalten werden. Die Materialbahn wird für die Herstellung von Batteriezellen in einem Prozessbereich abgewickelt und dort weiterverarbeitet. Nach dem vollständigen Abwickeln der Endlosbahn von dem Coil muss ein weiterer Coil mit einer neuen Materialbahn desselben Materials zugeführt werden.
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Abweichend von üblichen Vorrichtungen zum Handhaben von Bobinen, wie sie beispielsweise aus der
DE 198 06 432 A1 bekannt sind, ergeben sich bei der Herstellung von Batteriezellen besondere Anforderungen an die technische Sauberkeit und Partikelemissionen der Vorrichtung in einem Reinraumumfeld. Dementsprechend gilt es möglichst keine Partikelemission durch die Wechselvorrichtung zu erzeugen. Es sind insbesondere herabrieselnde Partikelemissionen oberhalb der besonders empfindlichen Materialbahnen für die Batteriezellen zu vermeiden.
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Gleichzeitig ergibt sich aufgrund der Masse der Coils mit der Materialbahn, welche beispielsweise mehr als 100 kg, beispielsweise 300 kg, betragen kann, eine hohe Anforderung an die Steifigkeit der Wechselvorrichtung aufgrund der Anforderungen an Dynamik und Positioniergenauigkeit.
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Derartige Anforderungen an die Nutzlast und Sauberkeit können beispielsweise durch spezielle Knickarmroboter erfüllt werden, welche allerdings mit sehr hohen Kosten einhergehen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Wechselvorrichtung für Coils mit Materialbahnen und ein Verfahren zur Steuerung anzugeben, welche eine ausreichende Steifigkeit, eine minimierte Partikelemission und geringe Kosten aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Wechselvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Wechselvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird eine Wechselvorrichtung für Coils mit einer Materialbahn zur Herstellung von Batteriezellen vorgeschlagen, welche einen Horizontalschlitten, einen Drehteller, einen vertikalen Turm und eine Spannvorrichtung zur Aufnahme und Fixierung eines Coils umfasst, wobei der Drehteller auf dem Horizontalschlitten entlang einer horizontalen Achse bewegbar ist. Der Drehteller ist um eine erste vertikale Drehachse drehbar, wobei der Turm exzentrisch zur ersten vertikalen Drehachse des Drehtellers auf dem Drehteller angeordnet ist. Der Turm ist um eine zweite vertikale Drehachse drehbar auf dem Drehteller angeordnet, wobei die Spannvorrichtung an dem Turm angeordnet und entlang einer vertikalen Verschiebeachse am Turm bewegbar ist.
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Die vorgeschlagene Wechselvorrichtung ermöglicht die Anordnung von Lagern und Antrieben weitestgehend unterhalb des zu handhabenden Coils, so dass auf das Coil herabrieselnde oder seitlich an dem Coil anhaftende Partikel vermieden werden können. Dies verbessert die Einhaltung von Reinraumbedingungen durch die Wechselvorrichtung bei der Batteriezellenfertigung.
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Die Wechselvorrichtung ermöglicht vor allem eine horizontale lineare Bewegung der Spannvorrichtung zur Übergabe oder Aufnahme des Coils in einem Prozessbereich senkrecht zur horizontalen Achse des Horizontalschlittens durch die Kombination der vorgesehenen Freiheitsgrade und Antriebe ohne die Verwendung eines dezidierten Linearantriebs in diese Richtung. Dies kann durch eine Kombination der Drehung des Drehtellers um die erste vertikale Achse, welche den exzentrisch auf dem Drehteller angeordneten Turm senkrecht zur horizontalen Achse des Horizontalschlittens verlagert, und einer gleichzeitigen Bewegung des Horizontalschlittens und einer Drehbewegung des Turms um die zweite vertikale Achse erreicht werden. Auf diese Weise können beispielsweise Partikelemissionen durch einen Antrieb, insbesondere durch einen Zahnriemenantrieb, zur Realisierungen dieser linearen Bewegung der Spannvorrichtung in der Nähe des Coils und des Prozessraums, an den das Coil zur Weiterverarbeitung übergeben wird, effektiv vermieden werden. Zudem kann eine sehr hohe Steifigkeit gegenüber üblichen Linearachsen erreicht werden. Insgesamt wird eine steife, präzise funktionierende Wechselvorrichtung ermöglicht, welche nahezu partikelfrei arbeitet und vergleichsweise kostengünstig ist.
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Ferner kann mit der vorgeschlagenen Wechselvorrichtung eine sehr kompakte Bauweise beispielsweise gegenüber reinen Linearsystemen erreicht werden, wobei gleichzeitig erheblich reduzierte Partikelemission und ein geringerer Wartungsaufwand als bei reinen Linearachssystemen erreicht werden kann.
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Neben dem vertikalen Turm, welcher auf dem Drehteller um die zweite vertikale Drehachse drehbar ist, ist in vorteilhaften Ausführungsformen eine Stütze auf dem Drehteller angeordnet. Die Stütze ist vorzugsweise nicht um die zweite vertikale Drehachse rotierbar und dient zur Abstützung und Versteifung des vertikalen Turms.
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Die zu handhabenden Coils mit einer Materialbahn zur Herstellung von Batteriezellen weisen vorzugsweise einen Hohlkern auf, auf dem die jeweilige Materialbahn aufgewickelt ist.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass ein Kugelumlaufspindelantrieb zwischen dem Turm und der Spannvorrichtung zur Bewegung der Spannvorrichtung entlang der vertikalen Verschiebeachse angeordnet ist. Der Kugelumlaufspindelantrieb ermöglicht eine minimale Partikelemission für die Bewegung der Spannvorrichtung in vertikaler Richtung am Turm. Der Kugelumlaufspindelantrieb ist vorzugsweise wälzgelagert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Drehteller wälzgelagert, vorzugsweise mittels eines Großwälzlagers wälzgelagert, um die erste vertikale Drehachse auf dem Horizontalschlitten angeordnet. Es wird daher vorgeschlagen, dass vorzugsweise ein Wälzlager zwischen dem Drehteller und dem Horizontalschlitten angeordnet ist. Dementsprechend ist die Wälzlagerung unterhalb eines zu handhabenden Coils angeordnet, so dass mögliche Partikel nicht nach unten auf das Coil fallen können. Hierbei ist die mögliche Partikelerzeugung durch die Wälzlagerung oder den wälzgelagerten Drehteller minimal. Der wälzgelagerte Drehteller ermöglicht zudem die Aufnahme hoher Lastmomente und eine hohe Steifigkeit.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass der Turm wälzgelagert um die zweite vertikale Drehachse auf dem Drehteller angeordnet ist. Dementsprechend wird vorgeschlagen, dass vorzugsweise zwischen dem Turm und dem Drehteller ein Wälzlager vorgesehen ist. Auch kann die wälzgelagerte Anordnung mit einem Wälzlager die Partikelerzeugung beispielsweise gegenüber einem Zahnriemenantrieb signifikant minimieren, wobei die möglicherweise erzeugten Partikel nicht auf das Coil oder in einen Prozessbereich herabfallen können. Es kann zudem eine hohe Steifigkeit und eine hohe Lastaufnahme ermöglicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Horizontalantrieb für den Horizontalschlitten über seinen Verfahrbereich entlang der horizontalen Achse abgedichtet. Der Horizontalantrieb ist vorzugsweise weit unterhalb des Handhabungsbereichs des Coils angeordnet, so dass keine herabrieselnden Partikel in den Fertigungsprozess der Batteriezellen eingebracht werden. Weiterhin kann aufgrund der Anordnung so weit unten wie möglich eine Abdichtung oder Kapselung in besonders einfacher Weise erreicht werden.
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Es wird zudem vorgeschlagen, dass die Wechselvorrichtung einen Maschinenrahmen aufweist, wobei der Horizontalschlitten gegenüber dem Maschinenrahmen gelagert ist, so dass die Steifigkeit des Maschinenrahmens optimal für die Steifigkeit der Wechselvorrichtung ausgenutzt werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass der Antrieb für eine Bewegung des Drehtellers um die erste vertikale Drehachse und/oder der Antrieb für eine Bewegung des Turms um die zweite vertikale Drehachse ein gekapselter Antrieb ist. Der Antrieb kann beispielsweise einen Zahnriemenantrieb oder vorzugsweise eine Verzahnung umfassen.
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Der Antrieb für die Bewegung des Drehtellers, der Antrieb für die Bewegung des Turms, der Horizontalantrieb und/oder ein Vertikalantrieb für die Bewegung der Spannvorrichtung entlang der vertikalen Verschiebeachse, insbesondere eine Kugelumlaufspindelantrieb, sind vorzugsweise elektrisch betriebene Antriebe.
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Es wird weiterhin gemäß einer Weiterentwicklung vorgeschlagen, dass ein Unterdruckanschluss unterhalb des Horizontalschlittens vorgesehen ist. Der Unterdruckanschluss kann beispielsweise im Bereich eines Achskörpers des Horizontalschlittens angeordnet sein. Der Unterdruckanschluss ermöglicht eine vorteilhafte Partikelabsaugung, so dass möglicherweise erzeugte Partikel im Bereich des Horizontalschlittens und des Drehtellers unmittelbar abgesaugt werden können. Zusätzlich kann in möglichen Ausführungsformen eine Absaugung von herabfallenden Partikeln oder sich absetzenden Partikeln in diesem Bereich erfolgen, so dass die technische Sauberkeit insgesamt verbessert werden kann.
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Vorzugsweise weist die Spannvorrichtung entlang der vertikalen Verschiebeachse am Turm eine Sicherheitsbremse auf, wobei die Entlüftung der Sicherheitsbremse unterhalb des Drehtellers vorgesehen ist. Die Sicherheitsbremse dient zur Sicherung der Lage der Spannvorrichtung, insbesondere mit einem Coil auf der Spannvorrichtung, gegenüber einem unbeabsichtigten Absenken der Spannvorrichtung mit einem Coil. Durch die Entlüftung der Sicherheitsbremse unterhalb des Drehtellers, weiter vorzugsweise unterhalb des Horizontalschlittens, wird der negative Einfluss auf die Reinraumqualität durch eine mögliche Partikelemission durch eine Entlüftung minimiert. Die Entlüftung ist weiterhin vorzugsweise unterhalb eines Prozessraums vorgesehen.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Spannvorrichtung eine radiale Spanneinrichtung aufweist, welche den Außendurchmesser der Spannvorrichtung bei einer Aktivierung von einem kleineren Wechseldurchmesser auf einen größeren Spanndurchmesser vergrößert oder umgekehrt verkleinert, wobei die Spanneinrichtung eine Formgebung mit mehreren sich in Längsrichtung der Spanneinrichtung erstreckenden Stegen und dazwischen angeordneten Ausnehmungen aufweist.
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Vorzugsweise entspricht der Spanndurchmesser dem Innendurchmesser eines Coils, weiter vorzugsweise dem Innendurchmesser eines Hohlkerns eines Coils.
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Eine solche radiale Spanneinrichtung erlaubt die Aufnahme und Abgabe eines Coils oder eines Hohlkerns ohne reibbehaftete Relativbewegung und ohne Reibkontakte beim Übergeben, was dementsprechend zu einer reduzierten Partikelemission führt. Weiterhin kann eine sehr präzise Übergabe des Coils erreicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die radiale Spanneinrichtung pneumatisch angetrieben. Die radiale Spanneinrichtung kann beispielsweise pneumatische Spannbacken aufweisen, welche pneumatisch angetrieben den Außendurchmesser der Spannvorrichtung verändern können. Beispielsweise kann der Außendurchmesser der Spanneinrichtung bei der Übernahme eines Coils nach der vorgesehenen Positionierung der Spannvorrichtung mit der Spanneinrichtung zu einem Coil von einem Wechseldurchmesser auf einen Spanndurchmesser vergrößert werden. Dieser vergrößerte Spanndurchmesser wird bis zu einer Übergabe des Coils an einen Prozessbereich oder eine Maschine für die weitere Verarbeitung der Materialbahn auf dem Coil aufrechterhalten.
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Beispielsweise kann eine entsprechende Maschine für die Weiterverarbeitung eine zweite radiale Spanneinrichtung aufweisen, die eine korrespondierende Formgebung zu der Formgebung der Spanneinrichtung der Spannvorrichtung mit mehreren sich in Längsrichtung der Spanneinrichtung erstreckenden Stegen und dazwischen angeordneten Ausnehmungen aufweist. Hierdurch ist eine sichere und sehr präzise Übergabe des Coils ohne reibungsbehaftete Relativbewegung möglich. Die Positionierung des Coils für eine Übergabe kann beispielsweise durch eine entsprechende Sensorik erfasst werden. Die Wechselvorrichtung kann dementsprechend das Coil sehr präzise in dem Prozessbereich positionieren, wobei es vorzugsweise von einer korrespondierenden Spanneinrichtung im Übergabebereich gesichert wird, bevor der Außendurchmesser der radialen Spanneinrichtung wieder auf den Wechseldurchmesser reduziert wird.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die radiale Spanneinrichtung eine Entlüftung unterhalb des Drehtellers aufweist. Hierdurch kann eine Partikelemission durch einen pneumatischen Antrieb der Spanneinrichtung im Bereich des Coils und des Prozessbereichs vermieden werden.
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In weiteren möglichen Ausführungsformen ist die Spanneinrichtung mechanisch angetrieben.
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Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Steuerung einer Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- - Bewegen der Spannvorrichtung zu einem aufzunehmenden Coil;
- - Aufnehmen eines Coils mit der Spannvorrichtung;
- - Bewegen der Spannvorrichtung mit dem Coil in einen Prozessbereich;
- - Abgeben des Coils in dem Prozessbereich.
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Weiterhin werden in dem Verfahren zur Steuerung der folgenden Schritte vorgeschlagen:
- - Bewegen der Spannvorrichtung zu einem Coil in dem Prozessbereich,
- - Aufnehmen eines Coils mit der Spannvorrichtung,
- - Bewegen der Spannvorrichtung mit dem Coil aus einem Prozessbereich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bewegung der Spannvorrichtung mit dem Coil in und/oder aus einem Prozessbereich zur Abgabe und/oder Aufnahme eine lineare Teilbewegung der Spannvorrichtung auf, wobei die lineare Teilbewegung der Spannvorrichtung mittels einer Überlagerung der Bewegung des Horizontalschlittens entlang der horizontalen Achse, der Bewegung des Drehtellers um die erste vertikale Drehachse und der Bewegung des Turms um die zweite vertikale Drehachse bewirkt wird.
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Dies ermöglicht die Übernahme und Abgabe eines Coils in einem Prozessbereich mit einer linearen Teilbewegung, welche vorzugsweise horizontal und senkrecht zu der horizontalen Achse des Horizontalschlittens verläuft, ohne dass ein Linearachsenantrieb in dieser Achse in der Wechselvorrichtung vorliegt, so dass die Wechselvorrichtung mit geringen Partikelemissionen, insbesondere im oberen Bereich der Wechselvorrichtung, realisiert werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine Wechselvorrichtung für das Wechseln von Coils mit Materialbahnen für die Herstellung von Batteriezellen;
- 2 eine weitere Wechselvorrichtung für das Wechseln von Coils mit Materialbahnen für die Herstellung von Batteriezellen;
- 3 eine Wechselvorrichtung mit einem Coil auf der Spannvorrichtung;
- 4 eine Wechselvorrichtung mit einem Coil auf der Spannvorrichtung und einem Prozessbereich für die Herstellung von Batteriezellen;
- 5 eine weitere Wechselvorrichtung mit einem Coil auf der Spannvorrichtung und einem Prozessbereich;
- 6 eine Aufsicht einer Wechselvorrichtung mit einem Coil auf der Spannvorrichtung und einem Prozessbereich;
- 7 eine Aufsicht einer Wechselvorrichtung mit einem Coil bei der Übergabe in einem Prozessbereich; und
- 8 eine Detailansicht einer Spannvorrichtung und eines Prozessbereichs.
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1 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Wechselvorrichtung 10 für das Handhaben von Coils 11 mit Materialbahnen für die Herstellung von Batteriezellen. Die Wechselvorrichtung 10 weist einen Horizontalschlitten 12 auf, welcher entlang einer horizontalten Achse 13 in einem Verfahrbereich 23 mittels eines elektrisch angetriebenen Horizontaltantriebs 22 bewegbar ist, siehe auch 2. Der Horizontalantrieb 22 des Horizontalschlittens 12 ist in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel über den gesamten Verfahrbereich 23 gekapselt. Auf dem Horizontalschlitten 12 ist ein Drehteller 14 montiert, welcher vorzugsweise wälzgelagert ist. Der Drehteller 14 kann mittels eines elektrischen Antriebs 24 um eine erste vertikale Drehachse 15 gedreht werden. Auf dem Drehteller 14 ist ein vertikaler Turm 16 exzentrisch zu der ersten vertikalen Drehachse 15 befestigt, welcher wiederum um eine zweite vertikale Drehachse 17 mittels eines weiteren elektrischen Antriebs 25 drehbar ist. Die erste vertikale Drehachse 15 und die zweite vertikale Drehachse 17 verlaufen parallel und weisen einen Abstand entsprechend der exzentrischen Anordnung des Turms 16 auf dem Drehteller 14 auf.
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Der vertikale Turm 16 wird in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel von einer Stütze 20 auf dem Drehteller 14 zusätzlich gestützt, wobei der Turm 16 um die zweite vertikale Achse 17 drehbar gegenüber der Stütze 20 gelagert ist.
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An dem vertikalen Turm 16 ist eine Spannvorrichtung 18 vorgesehen, welche entlang einer vertikalen Verschiebeachse 19 elektrisch angetrieben bewegbar ist. Die Spannvorrichtung 18 ist dazu eingerichtet ein Coil 11 oder ein Hohlkern für ein Coil 11 aufzunehmen und abzugeben.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wechselvorrichtung 10. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Stütze 20 als zylindrische Stütze 20, die auf der ersten vertikalen Achse 15 angeordnet ist, ausgeführt, welche im oberen Bereich eine Brücke 31 aufweist, welche die Stütze 20 mit dem Turm 16 verbindet. Der Turm 16 ist drehbar gegenüber der Stütze 20 und der Brücke 31 gelagert.
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In diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Wechselvorrichtung 10 einen Maschinenrahmen 30 auf, auf dem der Horizontalschlitten 12 linear gelagert ist. Dies nutzt die Steifigkeit des Maschinenrahmens 30 sehr gut aus, so dass insgesamt eine sehr steife Wechselvorrichtung 10 für die Handhabung eines Coils 11 auf der Spannvorrichtung 18 ermöglicht wird.
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3 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Wechselvorrichtung 10 der 1 mit einem Coil 11 auf der Spannvorrichtung 18. Dementsprechend kann das Coil 11 mit der Wechselvorrichtung 10 entlang der horizontalen Achse 13 verfahren werden und gleichzeitig über die erste und zweite vertikale Drehachse 15, 17 in der Position und Ausrichtung verfahren werden, wobei die Höhe des Coils 11 über dem Horizontalschlitten 12 durch ein Verfahren der Spannvorrichtung 18 entlang der vertikalen Verschiebeachse 19 eingestellt werden kann.
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In 4 ist die Wechselvorrichtung 10 der 3 mit einem Prozessbereich 29 gezeigt, in dem beispielsweise zwei Coils 11 mit einer Materialbahn für die Herstellung einer Batteriezelle einsetzbar sind. Innerhalb des Prozessbereichs 29 können die Materialbahnen von einer entsprechenden Einheit im Prozessbereich 29 beispielsweise zu einer Endlosbahn miteinander verbunden und zur weiteren Verarbeitung abgefördert werden. Die Wechselvorrichtung 10 ist daher dazu eingerichtet Hohlkerne von abgerollten Coils 11 aus dem Prozessbereich 29 zu entnehmen und Coils 11 mit einer neuen Materialbahn von einer Zuführung zu übernehmen und in den Prozessbereich 29 auf eine entsprechende Aufnahme für das Coil 11 zu übergeben.
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5 zeigt das Ausführungsbeispiel der 2 mit einem entsprechenden Prozessbereich 29, wobei der Horizontalschlitten 12 gegenüber der Darstellung der 4 am anderen Ende des Verfahrbereichs 23 steht. Das auf der Spannvorrichtung 18 gehaltene Coil 11 wurde durch einen Vertikalantrieb, insbesondere ein Kugelumlaufspindelantrieb 21, entlang der vertikalen Verschiebeachse 19 im Vergleich zur Darstellung der 4 auf die notwendige Höhe für die Übergabe in einen Prozessbereich 29 angehoben. Ausgehend von der vorgesehenen Höhe des Coils 11, welche durch eine elektrisch angetriebene vertikale Bewegung der Spannvorrichtung 18 am Turm 16, insbesondere mit einem Kugelumlaufspindelantrieb 21 einstellbar ist, wird die Übergabe eines Coils 11 an einen Prozessbereich 29 in den 6 und 7 illustriert.
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6 zeigt eine Aufsicht der Wechselvorrichtung 10, wobei der Prozessbereich 29 der 4 und 5 im oberen Bereich dargestellt ist. In der Aufsicht ist insbesondere die exzentrische Lagerung des Turms 16 auf dem Drehteller 14 zu erkennen. Der Drehteller 14 auf dem Horizontalschlitten 12 ist um die erste vertikale Drehachse 15 drehbar. Der Turm 16 ist mit seiner eigenen zweiten vertikalen Drehachse 17 exzentrisch zu der ersten vertikalen Drehachse 15 drehbar gelagert. Die Wechselvorrichtung 10 ist in dieser Darstellung bereit für die Übergabe des Coils 11 in einem Prozessbereich 29. Für die Übergabe des Coils 11 ist es in diesem Ausführungsbeispiel erforderlich, dass das Coil 11 koaxial zur Drehachse der entsprechenden Aufnahme in dem Prozessbereich 29 ausgerichtet ist und zur Übergabe entlang einer Linearstrecke 32 koaxial zu der Drehachse eine Bewegung vollzieht. Durch die vorgeschlagene Wechselvorrichtung 10 kann ein Coil 11 auf einer solchen linearen Achse bewegt werden, was anhand der Darstellung der 7 erläutert wird.
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In 7 ist das Coil 11 von der Ausgangsposition, die in der 6 dargestellt ist, entlang der linearen Strecke 31 für eine Übergabe in den Prozessbereich 29 bewegt. Die Bewegung der Spannvorrichtung 18 und somit auch des Coils 11 wird durch eine Kombination von gegenläufigen Bewegungen des Turms 16 um die zweite vertikale Achse 17, in diesem Ausführungsbeispiel entgegen den Uhrzeigersinn, und des Drehtellers 14 um die erste vertikale Achse 15, in diesem Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn, und dem Horizontalschlitten 12 entlang der horizontalen Achse 13, in diesem Ausführungsbeispiel nach links, ermöglicht. Die Bewegungen der Wechselvorrichtung 10 um und entlang dieser drei Achsen 13, 15, 17 ermöglich die resultierende Bewegung der Spannvorrichtung 18 entlang der linearen Strecke 32, wodurch eine einfache Übergabe des Coils 11 von der Spannvorrichtung 18 in einen Prozessbereich 29 ermöglicht wird.
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In 8 ist eine Detailansicht einer Spannvorrichtung 18 gezeigt, auf der ein Coil 11 gehalten ist. Weiterhin ist ein Prozessbereich 29 gezeigt, an den das Coil 11 übergeben werden soll, wobei das Coil 11 für die Übergabe entlang der linearen Strecke 32 von der Wechselvorrichtung 10 bewegt wird.
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Die Spannvorrichtung 18 weist eine Spanneinrichtung 33 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel drei Stege 34 und drei Ausnehmungen 35 aufweist. Der Außendurchmesser der Spanneinrichtung 33, welcher durch die drei Stege 34 gebildet wird, ist von der Wechselvorrichtung 10 zwischen einem Wechseldurchmesser und einem Spanndurchmesser verstellbar, so dass das Coil 11 mit der Spanneinrichtung 33 an der Spannvorrichtung 18 fixiert ist, wenn die Spanneinrichtung 33 auf den Spanndurchmesser aufgeweitet ist.
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In dem Prozessbereich 29 ist in vorteilhaften Ausführungsbeispielen neben weiteren Einheiten zur Verarbeitung eine korrespondierende zweite Spanneinrichtung 36 angeordnet, welche eine zu der Spanneinrichtung 33 der Wechselvorrichtung 10 korrespondierende Kontur aufweist. Die zweite Spanneinrichtung 36 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei korrespondierende zweite Stege 37 und drei korrespondierende zweite Ausnehmungen 38 auf, so dass die Spanneinrichtung 33 und die zweite Spanneinrichtung 36 vorzugsweise kontaktlos ineinandergreifen können und somit gleichzeitig ein Coil 11 oder einen Hohlkern durch Aufweitung des jeweiligen Außendurchmessers fixieren können. Ein Coil 11 kann somit bei der Übergabe zu jeder Zeit vollständig fixiert sein, was die Positionsgenauigkeit erhöht und die Partikelemission durch die Vermeidung von reibungsbehafteten Relativbewegungen reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wechselvorrichtung
- 11
- Coil
- 12
- Horizontalschlitten
- 13
- horizontale Achse
- 14
- Drehteller
- 15
- erste vertikale Drehachse
- 16
- Turm
- 17
- zweite vertikale Drehachse
- 18
- Spannvorrichtung
- 19
- vertikale Verschiebeachse
- 20
- Stütze
- 21
- Kugelumlaufspindelantrieb
- 22
- Horizontalantrieb
- 23
- Verfahrbereich
- 24
- Antrieb
- 25
- Antrieb
- 26
- Unterdruckanschluss
- 27
- Sicherheitsbremse
- 28
- Entlüftung
- 29
- Prozessbereich
- 30
- Maschinenrahmen
- 31
- Brücke
- 32
- lineare Strecke
- 33
- Spanneinrichtung
- 34
- Steg
- 35
- Ausnehmung
- 36
- zweite Spanneinrichtung
- 37
- zweiter Steg
- 38
- zweite Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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