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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationswendelförderer nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige
Vibrationswendelförderer
werden in der Teilefertigung und in der Montage in verschiedensten
Branchen eingesetzt und dienen zum Zuführen von Werkstücken zu
weiterverarbeitenden Maschinen. Bei den Werkstücken handelt es sich üblicherweise
um gleichartige Kleinteile, welche der Maschine einzeln zugeführt werden
müssen,
um dort verarbeitet werden zu können.
Die Kleinteile werden üblicherweise
in großer
Zahl in ungeordnetem Zustand in einen Aufnahmebehälter des
Vibrationswendelförderers
eingefüllt
und mit Hilfe einer aufgebrachten Rüttelschwingung aus dem Aufnahmebehälter über eine
spiralförmige
Wendel zu der weiterverarbeitenden Maschine gefördert.
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Bei
derartigen Vibrationswendelförderern handelt
es sich üblicherweise
um elektromagnetische Schwingförderer,
deren Vibrations- bzw. Rüttelbewegung über bestrombare
Elektromagnete erzeugt wird, die zwischen einer Fußplatte
und dem die Kleinteile aufnehmenden Aufsatz angeordnet sind, wobei
der Aufsatz sowohl eine axiale, translatorische Relativbewegung
als auch eine Relativdrehbewegung bei Betätigung der Elektromagnete gegenüber der
Fußplatte
ausführt.
Diese kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung, welche
mit hoher Frequenz auf den Aufsatz wirkt, bewirkt den Transport
der Kleinteile entlang der spiralförmigen Wendel, welche sich üblicherweise
auf der Innenwand, gegebenenfalls aber auch auf der Außenwand
des Aufsatzes befindet.
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Problematisch
bei derartigen Vibrationswendelförderern
ist die Schnittstelle zwischen dem Aufsatz im Bereich des Endabschnittes
der die Kleinteile fördernden
Wendel und einem weiteren Förderband, über das
die Kleinteile der weiterverarbeitenden Maschine zuzuführen sind.
Im Falle einer auf den Vibrationswendelförderer wirkenden Störung, beispielsweise
bei einem versehentlichen Schlag gegen den Aufsatz des Vibrationswendelförderers,
wird auch der Transport der Kleinteile in der Wendel im Aufsatz und
insbesondere im Übergangsbereich
zwischen Endabschnitt der Wendel und dem externen Förderband
gestört.
Die Störung
kann zu einer unerwünschten
Positionsänderung
der zu transportierenden Kleinteile und gegebenenfalls zu einer
Unterbrechung des kontinuierlichen Transportes der Kleinteile führen.
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Ein
gattungsgemäßer Vibrationswendelförderer ist
aus der Druckschrift AT 200 499 bekannt. Der Vibrationswendelförderer besitzt
einen trichterförmigen
Aufsatz, in dessen Innenwandung eine spiralförmige Bahn für zu sortierende
Kleinteile eingebracht ist. Der Aufsatz wird mit Hilfe eines Elektromagneten
in Rüttelschwingungen
versetzt, welche eine Bewegung der zu sortierenden Kleinteile entlang
der spiralförmigen
Bahn bewirken. Der Elektromagnet ist auf einer Fußplatte
angeordnet, welche gegenüber einer
Grundplatte abgestützt
ist, die die gesamte Vorrichtung trägt. Der Aufsatz ist über Blattfedern
an der Grundplatte gehalten, so dass der Aufsatz gegenüber der
Fußplatte
und dem darauf angeordneten Elektromotor eine Relativbewegung ausführen kann. Wird
der Elektromotor bestromt, so wird der Aufsatz in der Frequenz der
Bestromung von dem Elektromotor angezogen und führt eine Rüttelbewegung mit entsprechender
Frequenz aus.
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Dieser
Vibrationswendelförderer
weist den Nachteil auf, dass im Falle einer auf den Aufsatz einwirkenden
Störung
die Aufwärtsbewegung
der zu sortierenden Kleinteile entlang der spiralförmigen Bahn
erheblich gestört
wird. Außerdem
ist keine sichere Übergabe
am Ende der spiralförmigen
Bahn gewährleistet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störsicherheit in einem Vibrationswendelförderer gegen
unerwünschte
Einflüsse
wie z. B. Stöße zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Der
erfindungsgemäße Vibrationswendelförderer besitzt
einen koaxial zur Drehachse des Vibrationswendelförderer-Aufsatzes
angeordneten Zentrierstab, welcher eine Mittenzentrierung zur Stabilisierung
der Schwingungsbewegung des Aufsatzes bewirkt. Im Falle einer Störung der
regulären
Schwingungsbewegung, insbesondere bei einem von außen aufgebrachten
Stoß oder
Schlag, verhindert der Zentrierstab eine unzulässig hohe laterale Auslenkung des
Aufsatzes, so dass trotz der mechanischen Störung das zu fördernde
Stückgut
in der vorgesehenen Weise über
die Wendel und über
die Schnittstelle im Endbereich der Wendel transportiert werden
kann. Da der Zentrierstab koaxial zur Drehachse liegt und im regulären Betrieb
in diesem Bereich nur Auslenkungen in Axialrichtung, jedoch keine
Auslenkungen in Drehrichtung erfolgen, unterliegt der Zentrierstab im
Normalbetrieb des Vibrationswendelförderers keinen oder nur sehr
geringen mechanischen Schwingungen. Die Schwingung des Aufsatzes wird
im Normalbetrieb somit durch den Zentrierstab in keiner Weise beeinträchtigt.
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Der
Zentrierstab kann in unterschiedlicher Weise am Vibrationswendelförderer befestigt
sein. Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
ist vorgesehen, dass der Zentrierstab fest mit der Grundplatte verbunden
ist, welche zweckmäßig auch
Träger
der Fußplatte
mit den Elektromagneten ist, und in eine mittige Ausnehmung des
Vibrationswendelförderer – Antriebes
ragt. Bevorzugt ist der Aufsatz von einer Aufsatzplatte getragen,
welche axial zur Fußplatte beabstandet
und konzentrisch zu dieser gehalten ist. Der Zentrierstab ragt zweckmäßig in eine
mittige Ausnehmung der Stabilisierungsbuchse, welche an der Unterseite
der Aufsatzplatte befestigt ist.
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Alternativ
hierzu ist es aber auch möglich, den
Zentrierstab fest auf einem den Vibrationswendelförderer tragenden
Tisch bzw. einem Gestell anzuordnen und sowohl in der Fußplatte
als auch im Aufsatz und gegebenenfalls in der Aufsatzplatte jeweils
mittige Ausnehmungen vorzusehen, durch die der Zentrierstab geführt ist.
Schließlich
ist es auch möglich,
den Zentrierstab fest mit dem Aufsatz bzw. der Aufsatzplatte zu
verbinden und durch eine Ausnehmung in der Fußplatte zu führen.
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In
allen genannten Ausführungen
ist die Möglichkeit
einer axialen Relativbewegung zwischen dem Zentrierstab und dem
jeweiligen Bauteil mit mittiger Ausnehmung gegeben, durch den der
Zentrierstab geführt
ist.
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Der
Zentrierstab ist in der betreffenden mittigen Ausnehmung zweckmäßig mit
einem nur geringen Spiel gelagert, um im Falle einer Störung eine nur
geringe laterale Auslenkung – radial
zur Drehachse – zuzulassen,
so dass der Normalbetrieb auch nur in geringstmöglicher Weise gestört wird.
Zugleich ermöglicht
aber das Spiel in der Ausnehmung im Normalbetrieb eine ungehinderte,
weitgehend reibungsfreie axiale Relativbewegung des betreffenden
Bauteiles: Dies wird zudem durch ein reibungsarmes Material unterstützt, mit
welchem die Mantelfläche
des Zentrierstabes beschichtet sein kann bzw. aus dem der Zentrierstab
gefertigt ist. Gegebenenfalls ist auch das Lager mit reibungsarmem
Material beschichtet.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Vibrationswendelförderer
in einer perspektivischen Ansicht mit einer Fußplatte, auf der Fußplatte
angeordneten Federelementen und Elektromagneten, einer von den Federelementen
getragenen Aufsatzplatte und einem auf der Aufsatzplatte angeordneten
Aufsatz zur Aufnahme des wendelförmig
zu transportierenden Stückgutes,
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2 eine
Draufsicht auf den Vibrationswendelförderer einschließlich des Übergangsbereiches
zwischen dem Endabschnitt der Wendel und einer externen weiterführenden
Einheit (Förderband, Vibrationslinearförderer,
Airtrack oder dergleichen),
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3 der
Vibrationswendelförderer
in Explosionsdarstellung,
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4 eine
Seitenansicht auf den Vibrationswendelförderer,
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5 der
Vibrationswendelförderer
im Schnitt.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der
in den Figuren dargestellte Vibrationswendelförderer 1 dient zum
Fördern
und Sortieren von Werkstücken
bzw. Stückgut,
insbesondere von gleichartigen Kleinteilen, welche zur Weiterverarbeitung
in geordneter Position einer nicht dargestellten Maschine zuzuführen sind.
Der Vibrationswendelförderer 1 umfasst
eine Fußplatte 3,
welche gegenüber einer
Grundplatte 2 über
Gummipuffer 12 abgestützt ist,
wobei die Grundplatte 2 gegebenenfalls auch eine Tischplatte
oder dergleichen sein kann und selbst keine oder nur sehr geringfügige Vibrationen erfahren
soll. Oberhalb der Fußplatte 3 ist
konzentrisch und mit axialem Abstand zu dieser eine Aufsatzplatte 4 gehalten,
welche Träger
eines fest mit der Aufsatzplatte 4 verbundenen Vibrationswendelförderer-Aufsatzes 5 ist.
Der Aufsatz 5 besitzt eine konus-, stufen- oder zylinderförmige Gestalt
und dient zur Aufnahme des zu fördernden
Stückgutes.
Auf der Innenwandung des Aufsatzes 5 befindet sich eine
mit strichpunktierter Linie symbolisch dargestellte Förderwendel 6,
welche sich spiralförmig
zwischen dem Boden des Aufsatzes 5 und einem oberen Endabschnitt 6a im
Bereich der Oberseite des Aufsatzes erstreckt. Bei einer Betätigung des
Vibrationswendelförderers
wird das in den Aufsatz 5 eingeschüttete Stückgut vom Boden des Aufsatzes
wie mit Pfeilen dargestellt entlang der Förderwendel 6 nach oben
bis zum Erreichen des Endabschnittes 6a gefördert. Die
Förderwendel 6 wird
zur Teileorientierung häufig
auch an der Außenwand
im Gefälle
weitergeführt.
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Die
Aufsatzplatte 4 ist koaxial zur Fußplatte 3 angeordnet
und gegenüber
der Fußplatte 3 über Federelemente 8 abgestützt, die
zweckmäßig als
Blattfedern ausgeführt
und die zwischen Fußplatte 3 und Aufsatzplatte 4 gehalten
sind. Die Federelemente 8 sind kreisförmig angeordnet und liegen
schräg
im Bereich zwi schen Fußplatte 3 und
Aufsatzplatte 4. Die Federelemente 8 sind in Umfangsrichtung
der Fußplatte 3 bzw.
der Aufsatzplatte 4 geneigt, derart, dass die Federlängsachse
jedes Federelementes eine Tangente zu einer virtuellen, zylindrischen
Mantelfläche
bildet, welche koaxial zu den Platten 3 und 4 liegt.
Diese Tangente kreuzt aufgrund der Schrägstellung der Federelemente 8 die
Drehachse 13, um die die Aufsatzplatte 4 sowie
der Aufsatz 5 gegenüber der
Fußplatte 3 relativ
drehbeweglich verschwenkt werden können.
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Die
Federelemente 8 ermöglichen
sowohl eine axiale Relativbewegung als auch eine Relativdrehbewegung
der Aufsatzplatte 4 sowie des Aufsatzes 5 gegenüber der
tragenden Fußplatte 3.
Aufgrund der Schrägstellung
der Federelemente 8 üben Aufsatzplatte 4 und
Aufsatz 5 im Falle einer axial auf die Aufsatzplatte 4 wirkenden
Kraft sowohl eine axiale Stellbewegung als auch eine Drehbewegung
um die Drehachse 13 aus.
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Diese
axiale Stellkraft wird mit Hilfe von Elektromagneten 9 erzeugt,
welche ebenfalls im zwischenliegenden Bereich zwischen Fußplatte 3 und Aufsatzplatte 4 angeordnet
sind. Die Elektromagnete 9 sind zweckmäßig auf der Fußplatte 3 befestigt
und sind als Rüttelmagnete
ausgeführt.
Im unbestromten Zustand liegt die Aufsatzplatte 4 auf Abstand
zur Oberseite der Elektromagnete 9. Bei einer Bestromung
der Elektromagnete 9 ziehen diese die Aufsatzplatte 4 axial
gegen die Kraft der Federelemente 8 in Richtung Fußplatte 3,
auf der die Elektromagnete fest verankert sind. Aufgrund der Schrägstellung
der Federelemente 8 wird hierbei die Aufsatzplatte 4 auch
um einen bestimmten Winkelbetrag um die Drehachse 13 verschwenkt.
Diese Schwenkbewegung wird auch auf den Aufsatz 5 übertragen.
Werden die Elektromagnete deaktiviert, so wird die Aufsatzplatte 4 einschließlich dem
darauf angeordneten Aufsatz 5 durch die Rückstellkraft
der Federelemente 8 axial wieder von der Fuß platte 3 weggedrückt und zugleich
rotatorisch wieder um die Drehachse 13 in die Ausgangsposition
verschwenkt. Bei einer Bestromung der Elektromagnete 9 mit
hoher Frequenz entsteht hierdurch eine auf die Aufsatzplatte 4 sowie
den Aufsatz 5 wirkende Vibrationsschwingung mit axialer und
rotatorischer Komponente. Die Frequenz der Bestromung der Elektromagnete
ist zweckmäßig über einen
Frequenzregler einstellbar, außerdem
kann ein Voltregler zur Einstellung der Magnetkraft vorgesehen sein.
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Zweckmäßig sind
eine Mehrzahl von Elektromagneten 9 auf der Fußplatte 3 angeordnet,
die insbesondere ebenso wie die Federelemente 8 kreisförmig angeordnet
sein können,
jedoch zur Vermeidung von Bauteilkollisionen vorteilhaft auf einem
innen liegenden Kreis sitzen, wohingegen die Federelemente 8 auf
einem außen
liegenden Kreis angeordnet sind. Die Anzahl der Elektromagnete 9 kann
zwischen lediglich einem und etwa acht Magneten liegen, die Anzahl
der Federelemente beträgt
vorteilhaft zwischen mindestens zwei und etwa zwölf.
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Dargestellt
ist in 1 auch ein Schutz bzw. eine Verkleidung 7 in
Zylinderform, welche aus zwei Teilhälften besteht, die in fertig
montiertem Zustand um die Fußplatte 3 und
die Aufsatzplatte 4 gelegt werden und die Mantelfläche für den Vibrationswendelförderer in
diesem Abschnitt bilden.
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Zur
Stabilisierung der Vibrationsschwingung insbesondere im Falle von
auf die Aufsatzplatte 4 und auf den Aufsatz 5 einwirkenden
Störungen
ist ein koaxial zur Drehachse 13 angeordneter Zentrierstab 10 vorgesehen,
welcher fest mit der Fußplatte 3 verbunden
ist und in eine Ausnehmung in der Aufsatzplatte 4 einragt.
Zweckmäßig ist
der Zentrierstab 10 auch durch einen weitere, in 1 nicht
gezeigte Ausnehmung im Boden des Aufsatzes 5 geführt. Die
mittig angeordneten Ausnehmungen in der Aufsatzplatte 4 und
im Boden des Aufsatzes 5 bilden jeweils ei ne Lagerstelle
für den
Zentrierstab 10, der in diesen Ausnehmungen zweckmäßig mit
einem geringen Spiel geführt
ist. Aufgrund der mittigen Anordnung des Zentrierstabes 10 bzw.
der koaxialen Anordnung des Zentrierstabes wird dieser nicht von
den Drehschwingungen beeinflusst, welche auf den Vibrationswendelförderer wirken.
Die Drehschwingungen, die als Reaktionskräfte auch in geringerem Maße auf die Fußplatte 3 übertragen
werden, beeinflussen im Normalbetrieb nicht die laterale Position
des Zentrierstabes 10. Sowohl die Drehschwingungen als
auch die axiale Verstellung der Aufsatzplatte 4 und des
Aufsatzes 5 bleiben im Normalbetrieb unbeeinflusst vom Zentrierstab 10.
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Im
Falle einer Störung,
welche die Aufsatzplatte 4 sowie den Aufsatz 5 lateral
aus der Normalposition auszulenken geeignet ist, bewirkt der Zentrierstab 10 eine
Stabilisierung und Mittenzentrierung der Aufsatzplatte und des Aufsatzes.
Eine laterale Auslenkung ist nur im Rahmen des lediglich geringen Spieles
möglich,
mit dem der Zentrierstab in der Ausnehmung in der Aufsatzplatte 4 sowie
in der Ausnehmung im Boden des Aufsatzes geführt ist. Aufgrund dieser Stabilisierung
können
unzulässig
hohe laterale Auslenkungen vermieden werden.
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In
der Draufsicht gemäß 2 ist
die spiralförmige
Struktur der Förderwendel 6 erkennbar,
die vom Boden des Vibrationswendelförderer-Aufsatzes 5 abzweigt,
sich spiralförmig über die
Innenwandung des Aufsatzes 5 nach oben windet und schließlich tangential
in dem geradlinigen Endabschnitt 6a nach außen führt. Der
Endabschnitt 6a ist an eine weiterführende Einheit 14 kontaktfrei
angeordnet, über
das das zu transportierende, orientierte Stückgut zur Weiterverarbeitung
weiter transportiert wird. Im Bereich der Schnittstelle bzw. des Überganges 15 ist
auf eine exakte Positionierung von Endabschnitt 6a und
weiterführende
Einheit 14 zu achten, damit das Stückgut problemlos vom Endabschnitt 6a auf
die weiterführende
Einheit 14 übergehen kann.
Der axiale Zentrierstab 10 trägt maßgeblich dazu bei, dass die
gewünschte
Ausrichtung im Bereich der Schnittstelle 15 auch im Falle
von auf den Vibrationswendelförderer einwirkenden
Störungen
beibehalten wird.
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Der
Explosionsdarstellung gemäß 3 in Verbindung
mit den 4 und 5 ist zu
entnehmen, dass koaxial zur Drehachse 13 eine Stabilisierungsbuchse 18 angeordnet
ist, in die in montiertem Zustand der Zentrierstab 10 einragt
bzw. in der der Zentrierstab geführt
ist. Desweiteren ist eine Befestigungsbuchse 17 fest an
der Grundplatte 2 mittig angeordnet, in die der Zentrierstab 10 einsteckbar
und fest mit dieser zu verbinden ist. Der Zentrierstab 10 ragt
durch eine Ausnehmung in der Fußplatte 3 nach oben.
Im Bereich ihrer gegenüberliegenden
Stirnseite ragt der Zentrierstab 10 in die Stabilisierungsbuchse 18 ein,
welche zweckmäßig fest
mit der Aufsatzplatte 4 auf der Unterseite derselben verbunden
ist. Zwischen Zentrierstab 10 und Stabilisierungsbuchse 18 besteht
eine relative Bewegungsmöglichkeit
in axialer Richtung und im Rahmen eines geringen Spieles auch in
Lateralrichtung. In montiertem Zustand ist eine Gewindestange 16 durch
die Ausnehmung 11 in der Aufsatzplatte 4 geführt und
mit der Stabilisierungsbuchse 18 verschraubt und mit einer Mutter
von oben gekontert. Die Gewindestange 16 bildet das Befestigungselement
für den
Aufsatz, der auf die Gewindestange 16 aufgeschraubt wird.
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Wie 3 weiterhin
zu entnehmen ist, sind die Federelemente als Blattfedern 19 ausgeführt. Ein Blattfederelement 8 besteht
aus einer oder mehreren Blattfedern 19, welche zwischen
einem unteren Befestigungsteil 20 und einem oberen Befestigungsteil 21 eingespannt
ist. Das untere Befestigungsteil 20 wird fest mit der Fußplatte 3,
das obere Befestigungsteil 21 fest mit der Aufsatzplatte 4 verbunden,
so dass in montiertem Zustand die Aufsatzplatte 4 über die Federelemente 8 unverlierbar,
jedoch relativbeweglich mit der Fußplatte 3 gekoppelt
ist.
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Jeder
Elektromagnet 9 besteht aus einer zentralen, bestrombaren
Elektromagneteinheit 23, die in einem Befestigungsteil 22 aufgenommen
ist, welches fest mit der Fußplatte 3 verbunden
wird. Die Oberseite jedes Elektromagneten 9 liegt dagegen
im unbestromten Zustand auf einstellbarem Abstand zur Unterseite
der Aufsatzplatte 4. Werden die Elektromagnete bestromt,
zieht die Magnetkraft die Aufsatzplatte 4 gegen die Federkraft
der Federelemente 8 nach unten in Richtung auf die Fußplatte 3.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind insgesamt zwölf Federelemente 8 in
einem äußeren Kreis
angeordnet. Die Elektromagnete 9 liegen in einem inneren Kreis,
vorgesehen sind im Ausführungsbeispiel
insgesamt fünf
Elektromagnete.
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In
den Darstellungen der 4 und 5 ist der
Vibrationswendelförderer
in bestromtem Zustand dargestellt, in welchem die Aufsatzplatte 4 axial
nach unten in Richtung Fußplatte 3 gezogen
ist und nicht völlig
auf der Oberseite der Elektromagnete 9 aufliegt. Die Stabilisierungsbuchse 18 ist
auf den stirnseitigen Abschnitt des Zentrierstabes 10 aufgesetzt, wodurch
eine zusätzliche
Stabilisierung in Lateralrichtung erreicht wird. Der Zentrierstab 10 ist
in die Stabilisierungsbuchse bzw. Aufnahmehülse 18 eingeführt und
kann fest mit der Befestigungsbuchse 17 verbunden sein.
Gemäß einer
alternativen Ausführung
kann der Zentrierstab 10 fest mit der Aufsatzplatte 4 verbunden
sein, wobei in diesem Fall der Zentrierstab 10 beweglich
in der Befestigungsbuchse 17 geführt ist.