DE19545419A1 - Vorrichtung zur Bereitstellung, Orientierung und Ordnung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung, Orientierung und Ordnung von Werkstücken, insbesondere von scheiben- oder ringförmigen Werkstücken aus starrem oder elastischem Material, mit einem Vorratsbehälter für die Werkstücke.

Zur Bereitstellung, Orientierung und Ordnung von Bauteilen für die automatisierte Weiterverarbeitung bzw. Montage sind verschiedenartige Systeme bekannt, die nach unterschiedlichen Funktionsprinzipien arbeiten. Neben dem Vibrationswendelförderer und Linearförderer, die prinzipiell nach dem gleichen Prinzip arbeiten, wobei die Werkstücke durch definierte Vibrationen in Bewegung entlang einer Förderstrecke versetzt und dadurch aus einem Haufwerk herausbefördert werden, sind auch Zentrifugalförderer bekannt, bei dem durch die mittels eines trommelförmigen in schnelle Rotation versetzten Werkstückbehälters erzeugte Zentrifugalkraft die einzelnen Bauteile aus dem Haufwerk herausbefördert werden. Bei einem Trommelförderer werden die Werkstücke durch Mitnehmer, die in der liegenden langsam rotierenden Trommel angebracht sind, auf eine aus der Trommel herausführende Vibrationsschiene geworfen. Bei den bekannten Funktionsprinzipien erfolgt die Orientierung und Ordnung der Werkstücke über entlang der Förderstrecke angebrachte mechanische oder optische Schikanen, die durch Selektion oder Umorientierung der Werkstücke entlang der Förderstrecke eine bestimmte Orientierung und Ordnung herstellen.

Es sind auch Bandförderer und Stufenförderer bekannt, die hauptsächlich dazu geeignet sind, einen kontinuierlichen Austrag von Werkstücken aus einem Haufwerk zu gewährleisten, wobei nur bei sehr einfachen (rotationssymmetrischen) Werkstücken eine teilweise Orientierung erfolgen kann. Bei Bandförderern ragt der Förderbandanfang in das in einem Behälter befindliche Werkstück-Haufwerk hinein und führt meist in einem bestimmten Winkel schräg nach oben aus dem Behälter. Je nach Breite und Geometrie der auf dem Band angebrachten Mitnehmer werden einzelne Werkstücke bzw. undefinierte Werkstückgruppen kontinuierlich aus dem Haufwerk heraus befördert. Bei Stufenförderern wird dies durch mehrere in Stufen angeordnete, gegeneinander verschiebliche, in einem Winkel schräg im Haufwerk stehende Platten erreicht, indem die Werkstücke durch gegenläufige Bewegung der einzelnen Platten von Stufe zu Stufe weitergegeben werden.

An diese Fördersysteme schließt sich in den meisten Fällen eine zusätzliche Orientierungsstrecke nach einen der oben genannten Prinzipien an.

Außerdem ist das "APOS"-System der Firma Sony bekannt. Dieses System dient zur automatisierten Palettierung von Werkstücken mit kleinen Abmessungen. Dabei werden die Werkstücke durch Rückbewegungen in die schikanenförmig angelegten Formnester der werkstückspezifischen Platte orientiert eingebracht.

Schließlich ist aus der DE 39 13 056 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Bereitstellen von Ringen oder dergleichen bekannt geworden. Bei dieser Vorrichtung greift ein freies Ende eines Aufnahmestabes in eine Ringmenge ein. Dieser Stab wird dann durch Verschwenkung aus der Ringmenge heraus befördert und nimmt dabei ein oder mehrere Ringe mit. Dieses Verfahren ist zum einen nicht effektiv, zum anderen können beim Eintauchen des Stabes die Ringmenge die Ringe beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkstücke mit hoher Funktionssicherheit aus einem Haufwerk heraus zu fördern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs genannten Vorrichtung vorteilhaft dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mit einer Fördereinrichtung zum Austragen der Werkstücke aus dem Vorratsbehälter und einer Abstreifvorrichtung versehen ist, wobei die Abstreifvorrichtung mit der Fördereinrichtung einen Austragsspalt bildet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können gezielt Gummidichtungsringe, im folgenden allgemein als O-Ringe genannt, die auch in geöltem Zustand vorliegen können, mit hoher Funktionssicherheit geordnet und/oder vereinzelt, insbesondere aus einem Haufwerk heraus befördert werden. Da die O-Ringe in geöltem Zustand zum Teil sehr stark aneinanderhaften und zur Walzenbildung neigen und gleichzeitig flexibel sind, sind die bestehenden, im Stand der Technik genannten Systeme für diese Aufgabenstellung nicht geeignet. Anstelle der O-Ringe können auch unflexible Metallringe oder -scheiben, Sicherungsringe usw. verarbeitet werden. Für diese Gegenstände wird bevorzugt eine starre Blende als Abstreifvorrichtung eingesetzt.

Durch die mit der Fördereinrichtung zusammenarbeitende Abstreifeinrichtung werden die einzelnen Werkstücke, insbesondere O-Ringe, zweidimensional orientiert aus dem Vorratsbehälter ausgetragen. Dabei werden weder die ausgetragenen noch die im Haufwerk verbleibenden Werkstücke beschädigt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen von O-Ringen aus einem Haufwerk, wobei auf die Darstellung der Werkstücke verzichtet wurde;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Linearisierungseinheit;

Fig. 3 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2 durch ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Linearisierungseinheit.

Die Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer insgesamt mit 1 bezeichneten Austragsvorrichtung gemäß der Erfindung. Diese Austragsvorrichtung 1 weist einen Vorratsbehälter 2 für die Werkstücke (nicht dargestellt) auf, die in den Vorratsbehälter 2 als Haufwerk eingegeben werden. Hierfür weist der Vorratsbehälter 2 eine Einfüllöffnung 3 auf und verjüngt sich trichterförmig nach unten. Am unteren Ende ist der Vorratsbehälter 2 mit einer Austrittsöffnung 4 versehen, durch die einzelne Werkstücke, z. B. O-Ringe, die auch in geöltem Zustand vorliegen können, austreten. Die Werkstücke haften dabei jedoch noch aneinander an und bilden unter Umständen sogar einen kleineren Verbund. An der der Austrittsöffnung 4 gegenüberliegenden Seite kann das untere Ende des Vorratsbehälters 2 einen geringen Abstand zu einer Oberseite 6 eines Förderbandes 7 aufweisen. Dieses Förderband 7 bildet die Förderstrecke einer linearen Fördereinrichtung 8, die in Richtung der Pfeile umläuft. Auf diese Oberseite 6 der Fördereinrichtung 8 werden die einzelnen Werkstücke vom Vorratsbehälter 2 ausgetragen.

Unmittelbar im Anschluß an die Austrittsöffnung 4 des Vorratsbehälters 2 ist ein Rührwerk 10 vorgesehen, welches eine waagerecht liegende Welle 11 aufweist, an der radial abstehende Flügel 12 angebracht sind. Diese Flügel 12 können zum Beispiel von in die Welle 11 eingesetzten Drahtbügeln gebildet werden. Das Rührwerk 10 läuft gemäß Pfeil 13 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns und somit entgegen der Richtung des oberen Turms des Förderbandes 7 (siehe oberer Pfeil 9) um. Mittels dieses Rührwerks 10 können Werkstückgruppierungen bzw. Werkstückverbände (O-Ring-Walzen) aufgelöst werden. Oberhalb des Rührwerks 10 befindet sich ein Aufnahmeraum 14, der als Pufferraum für die Werkstücke dient.

Im Anschluß an das Rührwerk 10 ist eine Abstreifvorrichtung 15 vorgesehen. Diese Abstreifvorrichtung 15 befindet sich in einem Tunnel 16, in dem die Abstreifvorrichtung 15 vertikal (gemäß Doppelpfeil 17) höhenverstellbar ist. Durch die Höhenverstellung kann ein einen Austragsspalt 18 bildender Abstand der Abstreifvorrichtung 15 zur Förderstrecke 8 auf die Dicke der Werkstücke eingestellt werden. Die Abstreifvorrichtung 15 ist als Walze 19 ausgebildet und weist an ihrem Umfang angeordnete Abstreifkörper 20 auf. Diese Abstreifkörper 20 können entweder regelmäßig oder aber auch unregelmäßig am Außenumfang der Walze 19 angeordnet sein. Dabei können die Abstreifkörper 20 von Bürsten, Lappen, Gummilippen, Kugelkörpern usw. gebildet werden.

Anstelle einer rotierenden Walze 19 kann auch ein umlaufendes Band verwendet werden. Die Oberfläche der Walze 19 bzw. des Bandes kann auf die Erfordernisse der zu verarbeitenden Werkstücke abgestimmt sein, so daß sich die Geometrie, der Werkstoff, die Oberflächenstruktur usw. der Abstreifvorrichtung 15 bzw. der Abstreifkörper aus den zu verarbeitenden Werkstücken ergibt. Die Abstreifvorrichtung 15 wird also vom Werkstück bestimmt und unterschiedlichen Werkstücken sind unterschiedliche Abstreifvorrichtungen 15 zugeordnet. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Abstreifvorrichtung auch von einer oder mehreren Walzen mit vertikalen Achsen gebildet werden, die die Werkstücke in Richtung des Vorratsbehälters 2 fördern.

Auf der Oberseite der Abstreifvorrichtung 15 ist ein Rückhalter 21 angebracht, der an der Abstreifvorrichtung 15 anhaftende Werkstücke abhebt. Dadurch wird ein ungewolltes Ausschleppen von Werkstücken an der Oberseite der Abstreifvorrichtung 15 verhindert. Auch hier ist das Material, die Geometrie und die Anordnung des Rückhalters 21 abhängig von der Oberfläche der Abstreifvorrichtung 15 und/oder den Werkstücken. Als Rückhalter 21 können zum Beispiel Bürsten, Gumminoppen, Rechen usw. zum Einsatz kommen.

Die Abstreifvorrichtung 15 läuft in Richtung des Pfeils 22 um und somit ebenfalls gegenläufig zur Fördereinrichtung 8 (siehe oberer Pfeil 9).

Unterhalb der Abstreifvorrichtung 15 befindet sich das vordere Ende 23 (Fig. 2) einer Linearisierungseinheit 24, in welcher die einzelnen Werkstücke eindimensional ausgerichtet werden. Diese Linearisierungseinheit 24 besteht aus zwei Seitenteilen 25 und 26 sowie einer Abdeckung 27. Außerdem ist die Linearisierungseinheit 24 mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden, der sie oszillierend in Richtung des Doppelpfeils 28 antreibt. Auf diese Weise werden Stauungen in der Linearisierungseinheit 24 vermieden oder sogar bestehende Stauungen aufgelöst.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das vordere Ende 23, welches von den beiden Seitenteilen 25 und 26 gebildet wird, über Einlaufschrägen 35 trichterförmig ausgebildet ist. Die von der Abstreifvorrichtung 25 über die Fördereinrichtung 8 in Richtung der Linearisierungseinheit 24 beförderten Werkstücke werden also in Richtung auf die Achse 29 ausgerichtet und einem in der Linearisierungseinheit 24 vorgesehenen Kanal 30 zugeführt.

Der in der Fig. 3 dargestellte Schnitt III-III durch die Linearisierungseinheit 24 zeigt deutlich den Kanal 30 in seiner Querschnittsform, wobei die Querschnittsabmessungen des Kanals 30 im wesentlichen den Abmessungen der Werkstücke entsprechen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Abdeckung 27, die auf den Seitenteilen 25 und 26 aufliegt, transparent ausgeführt, so daß in den Kanal 30 eingesehen und der Transport beobachtet werden kann. Sollten sich im Kanal 30 Stauungen bilden, dann kann dies sofort festgestellt und die Stauungen können durch Aufschwenken der Abdeckung 27 aufgelöst bzw. entfernt werden.

In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Linearisierungseinheit 24 dargestellt, wobei hier durch Aufteilung der Abdeckung 27 in Längsrichtung, d. h. in Richtung der Achse 29 die Linearisierungseinheit 24 in zwei Teilungsabschnitte 31 und 32 aufgeteilt ist. Diese beiden Teilungsabschnitte 31 und 32 sind im wesentlichen gleich aufgebaut, wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, wobei aber jeder Teilungsabschnitt 31 bzw. 32 mit je einem separaten oder einem gekoppelten Antrieb ausgestattet ist, so daß die Teilungsabschnitte 31 und 32 gemäß der Pfeile 33 und 34 unabhängig voneinander, insbesondere gegenläufig, bewegbar sind. Diese Oszillationsbewegungen dienen dazu, Anhäufungen von Werkstücken im Kanal 30 zu verhindern. Eine einfache Ausführungsform sieht vor, daß nur einer der Teilungsabschnitte 31 und 32 angetrieben wird.

Anstelle einer einzigen Linearisierungseinheit 24 können auch mehrere Linearisierungseinheiten nebeneinander und hintereinander vorgesehen sein, die insbesondere unabhängig voneinander oszillierende Bewegungen durchführen können. Die Linearisierungseinheit 24 kann in Längsrichtung ein- oder mehrmals unterteilt sein. Der Aufbau der Linearisierungseinheit 24 kann so gestaltet werden, zum Beispiel durch verschiebliche Anordnung der Seitenteile 25 und 26 und durch austauschbare Abdeckungen 27, daß die Querschnittsform des Kanals 30 in Grenzen verstellbar ist und somit die Linearisierungseinheit 24 an unterschiedliche Werkstücke anpaßbar ist. Auf diese Weise wird eine gewisse Umrüstungsflexibilität für unterschiedliche Werkstücke gewährleistet.

Zur Steuerung der einzelnen Funktionen und zur werkstückabhängigen Festlegung einzelner Betriebsparameter kann eine programmierbare Steuerung eingesetzt werden, die ein An- und Abschalten einzelner Funktionen oder die Veränderung einzelner Parameter im Betrieb programmgesteuert ermöglicht. Zusätzlich kann damit auch die steuerungstechnische Einbindung des Systems in ein übergeordnetes System erfolgen.

Eine Umkehr der Förderrichtung der Fördereinrichtung 8 kann auch zum Auflösen von Stauungen oder eines Verbundes mehrerer Werkstücke insbesondere im Bereich des Linearisierungsmoduls 24 verwendet werden.

Der an der Rückseite des Vorratsbehälters 2 vorgesehene Abstand 5 des unteren Endes zur Fördereinrichtung 8 ermöglicht bei Umkehrung der Förderrichtung der Fördereinrichtung 8 eine Schnellentleerung des Vorratsbehälters 2. Bei entsprechender Dimensionierung dieses Abstandes 5 kann dieser auch im Normalbetrieb geöffnet bleiben, ohne daß Werkstücke durch diesen austreten.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber herkömmlichen Systemen liegen vor allem in der Verarbeitbarkeit von flexiblen und in der Regel aneinander haftender Werkstücke, wie zum Beispiel geölter O-Ringe. Durch die verschiedenen bewegten Funktionseinheiten gewährleistet die erfindungsgemäße Austragsvorrichtung 1 bei der Bildung von Werkstückstaus eine zuverlässige Selbstentstörung. Die Austragsvorrichtung 1 gewährleistet außerdem unter diesen erschwerten Randbedingungen eine sehr hohe Betriebssicherheit bei einer verhältnismäßig hohen Ausbringungsrate. Dadurch, daß im Vorratsbehälter 2 nur die unterste, mit der Fördereinrichtung 8 in Berührung stehende Werkstückschicht einer Umwälzung ausgesetzt ist und ein relativ schneller Austrag dieser Schicht gewährleistet ist, sind Verschleißerscheinungen am Werkstück auf ein Minimum begrenzt. Der kompakte Aufbau der Austragsvorrichtung 1 gewährleistet eine effektive Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums bei der Integration in ein übergeordnetes System.

Claims (23)

1. Vorrichtung zur Bereitstellung, Orientierung und Ordnung von Werkstücken, insbesondere von scheiben- oder ringförmigen Werkstücken aus starrem oder elastischem Material mit einem Vorratsbehälter (2) für die Werkstücke, einer Fördereinrichtung zum Austrag der Werkstücke aus dem Vorratsbehälter (2) und einer Abstreifvorrichtung (15), die mit der Fördereinrichtung (8) einen Austragsspalt (18) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (8) als linear arbeitende Fördereinrichtung ausgebildet ist und insbesondere ein Förderband (7) oder ein Vibrationsförderer ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtung (15) als rotierendes oder umlaufendes Element oder als starre Blende ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtung (15) wenigstens eine horizontale oder vertikale Drehachse aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstreifvorrichtung (15) gegenläufig zur Fördereinrichtung (8) bewegt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragsspalt (18) in der Höhe und/oder Breite einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtung an ihrem Außenumfang (15) Abstreifkörper (20) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkörper (20) als Bürsten, Lappen, elastische Lippen, sphärische Körper usw. ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkörper (20) regelmäßig oder unregelmäßig am Umfang der Abstreifvorrichtung (15) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtung (15) mit einem an den Außenumfang angreifenden Rückhalter (21) ausgestattet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückhalter (21) von Bürsten, elastischen Noppen, Rechen usw. gebildet wird.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorratsbehälter (2) und der Abstreifvorrichtung (15) ein Rührwerk (10) zwischengeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (10) als quer zur Förderrichtung der Fördereinrichtung (8) angeordnete, insbesondere gegenläufig rotierende Welle (11) mit radial abstehenden Flügeln (12) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Abstreifvorrichtung (15) eine Linearisierungseinheit (24) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungseinheit (24) kanalförmig mit Seitenwänden (25, 26) und gegebenenfalls einer insbesondere durchsichtigen Abdeckung (27) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (30) eine der Größe der Werkstücke entsprechende Querschnittsabmessung aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (25, 26) mit Einlaufschrägen (35) versehen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (27) aufklappbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungseinheit (24) mit oder ohne Abstand oberhalb der Fördereinrichtung (8) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungseinheit (24) in Förderrichtung und/oder quer zur Förderrichtung geteilt ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungseinheit (24) in Förderrichtung relativ zur Fördereinrichtung (8) bewegbar, insbesonders oszillierbar ist und/oder die einzelnen Teilungsabschnitte (31, 32) relativ zueinander oszillierbar sind.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Abstreifvorrichtung (15), der Fördereinrichtung (8), des Rührwerks (10), der Linearisierungseinheit (24) und/oder der Teilungsabschnitte (31, 32) über eine Steuerung oder Regelung miteinander verbunden sind.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ein übergeordnetes System integrierbar ist.