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Vorrichtung zum schrittweisen Fördern von beliebigen Gegenständen
im Hub-Schritt-Verfahren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schrittweisen
Fördern von beliebigen Gegenständen im Hub-Schritt-Verfahren (lift-carry-Verfahren).
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Derartige Vorrichtungen umfassen im wesentlichen zumeist einen entlang
einer geschlossenen rechteckigen Bewegungsbahn ständig bewegten Hubbalken sowie
zwei parallele, den Hubbalken einschließende Aufsetzleisten. Derartige Vorrichtungen
sind für die Automatisierung von Fertigungsabläufen sehr wertvoll, da sie den langsamen
und stetigen Transport von stoßempfindlichen Werkstücken gewährleisten, die auch
während der Förderung eine bestimmte Lage beibehalten. Der reine Hub-Schritt-Transport
ist jedoch nur ein starres Verbindungsglied in dem Fertigungsablauf. Diese Starrheit
in der Geschwindigkeit bzw. Leistung ist ein wesentlicher Nachteil für die Automatisierung.
Sehr viel vorteilhafter wäre ein Hub-Schritt-Verfahren, das gleichzeitig als Durchlaufspeicher
wirkt, so daß ungleiche Werkstückentnahmen selbsttätig ausgeglichen werden.
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Es ist eine vergleichbare Vorrichtung bekanntgeworden, die jedoch
wegen des bei ihr verwendeten Systems von bei der Vorwärtsbewegung um einen Drehpunkt
umkippenden Hubgabeln nur sehr begrenzte Schrittlängen erlaubt. Auch können bei
der bekannten Vorrichtung nicht mehrere Hubgabelpaare zum Zweck des Anhebens und
Transports großer blockförmiger Werkstücke zusammengefaßt werden, da jede Hubgabel
auf eine eigene Aufsetzgabe auflaufen und von dieser abkippen muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung
zu schaffen, die dem besagten Hub-Schritt-Verfahren die Starrheit nimmt und es in
einen elastischen Durchlaufspeicher umgestaltet.
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Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung bei einer Vorrichtung
zum schrittweisen Fördern von beliebigen Gegenständen im Hub-Schritt-Verfahren mit
einer entlang einer geschlossenen rechteckigen Bewegungsbahn ständig bewegte Hubbalken
sowie zwei parallelen, den Hubbalken einschließenden Aufsetzleisten dadurch, daß
der Hubbalken zusammen mit daran angeordneten Hubgabeln nach jedem abgeschlossenen
rechteckigen Bewegungskreislauf noch eine kurze waagerechte Rückwärts- und eine
kurze waagerechte Vorwärtsbewegung vollzieht und eine Hubgabel - in bekannter Weise
- nur dann in Funktion tritt und ein Werkstück von einer an einer Aufsetzleiste
befestigten Aufsetzgabel abhebt, wenn die in Bewegungsrichtung gesehen vorausliegende
Aufsetzgabel nicht mit einem Werkstück besetzt ist.
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Das Ausschalten einer Hubgabel wird während der kurzen waagerechten
Rückwärtsbewegung des Hub-
balkens durch Anschlag eines Verriegelungsmechanismus
an entsprechenden Vorsprüngen der Aufsetzleisten bewirkt.
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Das Einschalten einer Hubgabel erfolgt während der kurzen waagerechten
Vorwärtsbewegung des Hubbalkens dadurch, daß ein an einer Aufsetzleiste angelenkter
Hebel mit seinem einen schwereren und bei fehlendem Werkstück auf der vorausliegenden
Aufsatzgabel tieferliegenden Arm gegen den Verriegelungsmechanismus stößt, wodurch
die zurückliegende Hubgabel mit dem Hubbalken auch während dessen Senkrechtbewegungen
verbunden ist.
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Zum Zwecke des Einschaltens der Hubgabel stößt der schwerere Arm
des Hebels in seiner unteren Stellung - die ein Fehlen eines Werkstücks auf der
vorausliegenden Aufsetzgabel anzeigt - etwa tangential gegen eine im Hubbalken drehbar
gelagerte Welle und verdreht diese derart, daß eine bis zur Wellenlängs achse eingefräste
ebene Fläche aus der Senkrechtstellung herausgeschwenkt wird und mit den Seitenflächen
eines senkrecht stehenden Langlochs in der relativ zum Hubbalken ausschließlich
senkrecht bewegbaren Hubgabel nicht mehr fluchtet.
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Das Ausschalten einer Hubgabel wird dagegen dadurch erreicht, daß
der schwerere Arm des Hebels in seiner oberen Stellung - die ein Vorhandensein eines
Werkstücks auf der vorausliegenden Aufsetzgabel anzeigt - nicht mehr gegen die im
Hubbalken drehbar gelagerte Welle stößt, sondern daß diese dann an Vorsprüngen der
Aufsetzleiste anschlägt und dadurch derart gedreht wird, daß die eingefräste ebene
Fläche in der Welle mit den Seitenflächen des Langlochs in der Hubgabel senkrecht
steht und fluchtet.
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Ferner ist der weitere, die Erfindung ausgestaltende Vorschlag von
Vorteil, daß die durch den
Hebel einer Aufsetzgabel verursachte
Schwenkung der Welle der zurückliegenden Hubgabel mittels eines mit der Welle verbundenen
Laschengestänges auf alle übrigen Wellen der zurückliegenden Hubgabeln gleichzeitig
übertragen wird Zweckmäßig wird die verriegelte Hubgabel durch einen federnd vorspringenden
Nocken, der in eine entsprechende Ausnehmung im Hubbalken eingreift, in dieser verriegelten
Stellung gehalten.
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Was den Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung anbelangt, wird
diesbezüglich vorgeschlagen, das den Fördergegenstand in bekannter Weise anhebende,
einen Schritt vorwärts bewegende und wieder absetzende Tragorgan - hier in Form
eines Hubbalkens - durch Abwälzen auf einer um eine in Förderrichtlmg verlaufende
Achse drehbaren Kurve auf- und abwärts und durch Eingriff in eine auf der Kurvenmantelfläche
eingelassenen Führungsnut vor-und rückwärts bewegt wird.
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Zweckmäßig ist das Tragorgan in Form eines durch zwei Aufsetzleisten
verlaufenden Hubbalkens ausgebildet, von dem Teile auf zwei oder mehreren um eine
gemeinsame Antriebs achse drehbaren Kurven abrollen, wobei immer nur eine von mehreren
Kurven mit einer Führungsnut für die waagerechte Bewegung des Hubbalkens versehen
ist.
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Der Hubbalken besitzt an der Stelle der Kurven Rollenwagen und Rollenpaare,
die eine Senkrecht-und Waagerechtbewegung des Hubbalkens gestatten.
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Ein zusätzlicher Vorteil läßt sich dadurch erzielen, daß die Rollenwagen
und Rollenpaare quer zur Längsachse des Hubbalkens mittels einer Verstellschraube
spielfrei einspannbar sind.
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Vorteilhaft ist der Hubbalken oberhalb einer waagerecht angeordneten
Grundplatte auf dieser befestigt, welche wiederum mittels eines am Längsrand abwärts
gebogenen Seitenflansches an eine senkrechte Wand u. ä. anschließbar ist.
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Dieser Seitenflansch kann auch gleichzeitig Träger des Antriebsmotors
und des Getriebes sein.
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Die oben erwähnten Kurven besitzen im wesentlichen zylinderförmige
Gestalt und sind aus zwei Zylinderhälften unterschiedlichen Durchmessers mit entsprechenden
Übergangsschrägen zusammengesetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden an Hand von Zeichnungen
näher beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung
das Grundprinzip des Hub-Schritt-Verfahrens unter Verwendung des Antriebssystems,
wobei zunächst nicht das Speicherverfahren, sondern ein reines Hub-Schritt-Verfahren
dargestellt ist, F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 in Richtung
des Pfeiles II gesehen, F i g. 3 einen Qilerschnitt entlang der Linie E-III inFig.
1, F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung in Richtung der Pfeile
IV in F i g. 2, Fig. 5 in schematischer Darstellung den Bewegungsablauf des Hub-Schritt-Speicherverfahrens,
Fig. 6 die Führungsnut in einer aufgewickelten Kurve, F i g. 7 sechs verschiedene
Seitenansichten im Ausschnitt und zu verschiedenen Zeitpunkten, F i g. 8 eine Seitenansicht
des Verriegelungsmechanismus im Ausschnitt, Fig. 9 einen Querschnitt durch die Vorrichtung
und
Fig. 10 die Vorrichtung nach Fig. 9 in Draufsicht und im Ausschnitt.
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Zunächst wird an Hand der F i g. 1 bis 4 das Antriebsverfahren erläutert.
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Der Prinzipskizze nach Fig. 1 ist zu entnehmen, daß ein Hubbalken
1 nahe seinen beiden Enden auf den Rollenpaaren 6 und 7 abgestützt ist, die sich
auf etwa zylinderförmigen Kurven 2 und 3 abwälzen. Der Hubbalken 1 greift an seinem
einen Ende mit einer weiteren Laufrolle 7' in eine in der Kurve 3 eingelassene Führungsnut
4 ein, so daß dem Hubbalken 1 bei einer Umdrehung der Kurve 3 eine waagerechte Hin-
und Herbewegung mitgeteilt wird.
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Die senkrechte Auf- und Abwärtsbewegung entsteht dadurch, daß die
Rollenpaare 6 und 7 auf der Mantelfläche der etwa zylinderförmig ausgestaltenden
Kurven 2 und 3 abrollen. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, besteht die Kurve 2 aus
zwei zusammengesetzten Zylinderhälften 2 a und 2 b mit den unterschiedlichen Halbmessem
R 2 und R 1. Die Hubhöhe H ergibt sich somit aus der Differenz R 1 bisR2.
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Das Schaubild nach Fig. 1 erläutert ferner, daß die beiden Kurven
2 und 3 durch eine gemeinsame Antriebswelle 5 verbunden sind, die durch den Motor
17 und das Getriebe 18 angetrieben wird.
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Die F i g. 2 bis 4 erschließen konstruktive Einzelheiten. Der Hubbalken
1 ist in unmittelbarer Nähe der Kurven 2 und 3 mit Rollenwagen 8 und Rollenpaaren
9 und 10 ausgestattet. Die Achse 11 des Rollenpaares 10 dient gleichzeitig als Spurführung
für das Rollenpaar 9. Die Spurführung für die Rollenpaare 10 wird durch senkrecht
verlaufende kurze Stäbe 12 gewährleistet. Die Führungsstäbe 12 werden rückseitig
durch die Seitenwangen 13 und 14 gehalten, die zusammen mit der Grundplatte 15 eine
starre Einheit bilden. Eine der beiden Seitenwangen ist aufgespalten und mit einer
beweglichen Platte 14' versehen, die mittels einer Verstellschraube 19 horizontal
bewegbar ist, so daß die Rollenwagen und Rollenpaare quer zur Längsachse des Hubbalkens
1 spielfrei einspannbar sind.
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An einem Längsrand der Grundplatte 15 ist ein Seitenflansch 16 abwärts
gebogen, der an eine senkrechte Wand u. ä. anschließbar ist. Der Seitenflansch 16
kann gleichzeitig als Träger für den Antriebsmotor 17 und das Getriebe 18 dienen.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Antriebs liegt auf der Hand:
Der Hubbalken 1 hebt beliebige auf demselben aufgereihte Gegenstände, wie Motortelle,
Pleuel u. a. zunächst geringfügig an, bewegt diese sodann ein Stück in waagerechter
Richtung voran, setzt sie dann auf Aufsetzleisten ab, und bewegt sich in der unteren
Lage wieder zum Ausgangspunkt zurück. Die Aufsetzleisten laufen zweckmäßigerweise
parallel zu dem bewegten Hubbalken und sind beiderseitig desselben angeordnet. In
der Zeichnung sind diese Aufsetzleisten nicht dargestellt.
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Ihre Höhe und Anbringung richtet sich nach der Höhe des Hubbalkens.
Dessen Ausgestaltung hängt darüber hinaus von der Form des zu transportierenden
Gutes ab, das durchaus durch entsprechende gabelartige Fortsätze des Hubbalkens
besser erfaßt werden mag.
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Die F i g. 5 bis 10 befassen sich mit dem den Kern des Erfindungsgedankens
darstellenden Hub-Schritt-Speicherverfahrens und stellen eine entsprechende Vorrichtung
dar, bei welcher der Hubbalken 1 mit
gabelartigen Fortsätzen, Hubgabel
genannt, ausgestattet ist, und die Aufsetzleisten ebenfalls entsprechende Aufsetzgabeln
zum Aufnehmen des abgesetzten Werkstücks aufweisen.
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Die F i g. 5 zeigt das Bewegungsdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Von der Ausgangsstellung 0 ausgehend erfolgt zunächst eine kurzhubige Aufwärtsbewegung
23 (etwa 30 mm hoch), sodann bewegt sich der Hubbalken ein größeres Stück weit in
waagerechter Richtung nach vorn gemäß Pfeil 24, danach geht es wieder abwärts entlang
Pfeil 25, hierauf wieder rückwärts in Richtung Pfeil 26 über den 0-Punkt hinaus,
an welchen sich eine kurze waagerechte Rückwärtsbewegung 27 anschließt. Den Abschluß
bildet eine kurze waagerechte Vorwärtsbewegung 28, die schließlich wieder zum Ausgangspunkt
0 zurückführt. Dem bekannten Bewegungsablauf 23 bis 26 treten somit zwei neue Bewegungsschritte
27 und 28 hinzu.
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Die Fig. 6 zeigt die in die Ebene aufgewickelte Kurve 2 und die Form
der Führungsnut 4, die den obenerwähnten Bewegungsablauf 23 bis 28 entstehen läßt.
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Die sechs in F i g. 7 zusammengefaßten Einzeldarstellungen 7 a bis
7f zeigen Einzelphasen dieses Bewegungsablaufes. Die feststehende Aufsetzleiste
40 trägt oberseitig in regelmäßigen Abständen die Aufsetzgabeln 22. In diesen Aufsetzgabeln
22 werden die Werkstücke 21 abgesetzt. Der Hubbalken 1 ist dagegen ebenfalls in
regelmäßigen Abständen oberseitig mit mehreren Hubgabeln 41 ausgestattet, die jedoch
im Gegensatz zu den starr auf den Aufsetzleisten 40 befestigten Aufsetzgabeln 22
relativ zum Hubbalken 1 in senkrechter Richtung bewegbar angeordnet sind.
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Bei Bedarf kann ein entsprechender Verriegelungsmechanismus gelöst
werden, so daß beliebig viele Hubgabeln 41 auf ihrer Unterlage unten liegen bleiben,
während der Hubbalken 1 seine regelmäßige Bewegung, die in Fig. 5 dargestellt ist,
weiter fortführt. Beliebig viele der Hubgabeln 41 können somit zeitweise außer Funktion
gesetzt werden, so daß das Werkstück 21 an der betreffenden Stelle auf der in unmittelbarer
Nähe befindlichen Aufsetzgabel 22 liegen bleibt. Dieses Außerfunktionbringen eines
Hubgabelpaares ist selbstverständlich nur dann erwünscht, wenn das in Förderrichtung
gesehen vorausliegende Aufsetzgabelpaar mit einem Werkstück 21 besetzt ist. Ist
dies jedoch nicht der Fall, dann ist es ersichtlich vonnöten, daß die dahinterliegende
Hubgabel mit dem Hubbalken 1 verriegelt wird und dessen Hubbewegung mit vollzieht,
damit das an dieser Stelle befindliche Werkstück 21 angehoben und auf die nächstfolgende
Aufsetzgabel abgesetzt wird.
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In den F i g. 7 und 8 ist dargestellt, nach welchem Prinzip dieser
Verriegelungsmechanismus arbeitet.
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An der Aufsetzleiste 40 sind in regelmäßigen Abständen zweiarmige
Hebel 30 mittels der Drehachsen 42 angelenkt. Der Hebel 30 besitzt einen schwereren
Hebelarm31, der demzufolge immer dann abwärts fällt, wenn der leichtere Hebelarm
32 an seinem freien Ende keine Abstützung an einem Werkstück 21 findet. Ein solcher
Hebel nimmt dann die in F i g. 7 rechts dargestellte Lage 30', 31' und 32' ein.
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Die F i g. 7 a zeigt die Situation in der Ausgangsstellung 0, bei
welcher wegen des Fehlens eines Werkstücks 21 auf der Aufsetzgabel 22 rechts außen
der tieferliegende schwere Hebelarm 31' während der
kurzen Vorwärtsbewegung 28 den
Verrieglungsmechanismus geschlossen hat, damit die nachfolgenden Hubgabeln mit dem
Hubbalken eine Einheit bilden und die rückwärtigen Werkstücke 21 nach vorn weiterfördern.
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In F i g. 7 b ist die Situation nach Beendigung der Aufwärtsbewegung
23 dargestellt. F i g. 7 c zeigt den Abschluß der langen waagerechten Vorwärtsbewegung
24. In Fig. 7 d ist bereits die Abwärtsbewegung 25 vollzogen. F i g. 7 e zeigt die
kurze Rückwärtsbewegung 27 und F i g. 7 f die entgegengerichtete kurze waagerechte
Vorwärtsbewegung 28.
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Bei der besagten Rückwärtsbewegung 27 werden sämtliche Verriegelungsmechanismen
ausgeschaltet, indem eine Lasche 43 an einem Vorsprung 29 der Aufsetzleiste 40 anstößt
und in eine senkrechte Stellung gebracht wird. Dieser Bewegungsabschnitt könnte
daher Neutralisierbewegung genannt werden.
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Die Bewegungsphase 28 kann dagegen Meßbewegung genannt werden, da
in ihrem Verlauf mittels der Hebel 30 die vorausgehenden Aufsetzgabeln dahingehend
abgetastet werden, ob sich auf ihnen ein Werkstück 21 befindet oder nicht.
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Nähere konstruktive Einzelheiten des Verriegelungsmechanismus sind
in F i g. 8 dargestellt. Der unten liegende schwerere Arm31' des Hebels 30 stößt
gegen eine Lasche 43, die mit einer horizontal verlaufenden Welle 33 fest verbunden
ist. In das überstehende freie Ende der Welle ist eine ebene Fläche 34 bis zur Wellenlängsachse
eingefräst. Steht diese ebene Fläche 34 senkrecht, so kann die Welle 33 zusammen
mit dem Hubbalken 1 Hubbewegungen ausführen, ohne daß die Hubgabel 22 mitgenommen
wird, da die Welle ein Langloch 36 der Hubgabel 22 durchgreift und lediglich in
diesem Langloch entlang den parallelen senkrechten Seitenflächen 35 auf- und abwärts
bewegt wird. Die Hubgabel 22 wird somit bei senkrechtstehender Fläche 34 nicht mitgehoben,
sondern bleibt auf ihrer Unterlage liegen.
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Die Schrägstellung einer Lasche 43 wird mittels eines an ihrem unteren
Ende befestigten Schubgestänges 37 an die dahinter liegenden Laschen der übrigen
Verriegelungsmechanismen übertragen, so daß alle Traggabeln gleichzeitig verriegelt
und angehoben werden, sofern vor diesen ein entsprechendes Signal durch den Hebel
30 gegeben wird, welches das Fehlen eines Werkstücks 21 anzeigt.
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Der Darstellung nach Fig.9 ist zu entnehmen, daß die Lasche 43 ferner
mit einem federnd vorspringenden Nocken 38 versehen ist, der in eine Ausnehmung
39 im Hubbalken eingreift, damit die verriegelte Hubgabel in dieser Stellung gehalten
wird.
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Im übrigen sind ebenso wie in der F i g. 10 gleiche Teile mit gleichen
Bezugsziffern versehen.