DE19607251C2 - Wechsler mit einem Greifer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechsler mit einem Greifer zum Herausziehen eines flachen Gegenstandes, beispielsweise eine Datenträger-Kassette, aus einer Aufnahme und zum Hineinschieben in eine weitere Auf­ nahme, wobei der Greifer zwei Greiferarme hat, welche zum Greifen des Gegenstandes in seitliche Greifberei­ che und zum Freigeben des Gegenstandes in einer ge­ wünschten Position ausgebildet sind.

Bei solchen Wechslern besteht das Problem, daß die zu greifenden Gegenstände aus Platzgründen meist sehr dicht neben- und übereinander angeordnet sind, so daß für die Greiferarme wenig Platz zur Verfügung steht. Während des Verfahrens der Gegenstände mittels des Wechslers müssen diese zuverlässig gehalten werden, damit sie auch beim Auftreten von Beschleunigungs­ kräften nicht aus dem Wechsler herausfallen können. Werden die Gegenstände in eine Aufnahme hineinge­ schoben, dann müssen sie vom Wechsler oftmals ziem­ lich tief in sie hineingedrückt weden, so daß bei einer engen Aufnahme die Greifer besonders stören. Hierzu im Gegensatz ist die Entnahme aus der Aufnahme meist problemloser, weil sie hierzu von Einrichtungen der Aufnahme in eine Entnahmeposition bewegt werden, in der sie geringfügig aus ihr herausragen. Als Beispiel für einen solchen Anwendungsfall sei auf ein Tonbandgerät mit automatischem Kassettenwechsel verwiesen, bei dem automatisch von einem Wechsler Kassetten zwi­ schen einem Magazin und dem Tonbandgerät gewech­ selt werden. Ebenso kann es sich bei den flachen Gegen­ ständen jedoch auch um Magnetbänder für die Lauf­ werke von Computeranlagen oder um optische Daten­ träger, sogenannte Compaktdisks handeln.

Die bislang als Wechsler für solche Anwendungsfälle eingesetzten Vorrichtungen besitzen eine Greiferhand, welche über und unter den zu greifenden Gegenstand greift. Dadurch muß oberhalb und unterhalb der Ge­ genstände ausreichend Platz für den Zugriff der Grei­ ferhand vorhanden sein, was bei den Magazinen zum Bereithalten der Gegenstände zu einem unerwünscht großen Raumbedarf führt. Um einen gegriffenen Ge­ genstand während des Transports in der richtigen Posi­ tion zuverlässig zu halten und ein Kippen in eine Schräglage oder gar ein Verlieren auszuschließen, müs­ sen solche Greiferhände relativ stabil ausgeführt wer­ den, was wiederum zu einer Vergrößerung des Platzbe­ darfs und einer Erhöhung ihrer Masse führt. Die größe­ re Masse wirkt sich beim Beschleunigen und Verzögern des Wechslers nachteilig aus.

Statt Wechsler mit solchen Greiferhänden einzuset­ zen, benutzt man such Transportbände oder Trans­ portrollensysteme in Verbindung mit Stößeln, welche die Gegenstände auf die Transportsysteme oder von ihnen herunter schieben. Solche Systeme haben den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit durch Staub oder eine Oberflächenverhärtung an Haftkraft verlieren, so daß die Gegenstände nicht mehr zuverlässig transpor­ tiert werden. Auch kommt es in den Transportelemen­ ten solcher Systeme zwangsläufig zu Abrieb, was zu eine Kontamination der zu wechselnden Gegenstände führen kann.

Aus der US 5,456,528 ist ein Greifer bekannt, der dazu dient, einerseits Datenträgerkassetten aus einem Karussell eines automatischen Datenträgerarchivsystems radial nach außen auszustoßen, ohne daß federbeaufschlagte Haken geöffnet werden, und andererseits dazu, Datenträgerkassetten in das Karussell einzuziehen, wobei die federbeaufschlagten Haken sich öffnen und in entsprechende Verfügungen der Datenträgerkassetten eingreifen.

Der Nahteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Federbeaufschlagung der Haken in Relation zu auftretenden Reibkräften stets so sein muß, daß sich die Haken beim Ausstoßen nicht öffnen, da ansonsten Fehlfunktionen die Folge sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wechsler so zu verbessern, daß dieser sicher und zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die Greiferarme an einem in einem Schacht des Wechslers geraglinig verfahrbaren Holeschieber ange­ ordnet und in Greifstellung vorgespannt sind, daß die Greiferarme Abweisflächen zum zwangsläufige Öffnen bei Kontakt mit dem Gegenstand und Schließen bei Erreichen der Greifbereiche aufweisen und jeweils mit einem Steuerarm zum Öffnen des Greiferarmes durch Fahren mit den Steuerarmen gegen jeweils einen An­ schlag in dem Schacht versehen sind und daß zum Her­ ausbewegen des Gegenstandes aus dem Schacht paral­ lel zur Ebene des Holeschiebers ein gegen den Gegen­ stand bewegbarer Bringschieber geragling verschieb­ bar in dem Schacht angeordnet ist.

Bei einem solchen Wechsler werden die zu wechseln­ den Gegenstände von einem Holeschieber in einen Schacht eingezogen. Deshalb brauchen die Greiferarme nur die zum Verschieben der Gegenstände notwendigen Kräfte zu übertragen und können daher relativ klein und leicht ausgebildet werden, so daß die Aufnahmen, denen die Gegenstände entnommen oder in die sie hin­ eingeschoben werden, dicht nebeneinander oder über­ einander angeordnet sein können, was eine große Spei­ cherdichte erlaubt. Während des Transportes sind die Gegenstände im Schacht des Wechslers gehalten, so daß sie auch bei großen Beschleunigungskräften zuverlässig ihre Position einhalten. Hierdurch bereitet es keine Schwierigkeiten, den Wechsler automatisch mit hoher Genauigkeit vor einer Aufnahme zu positionieren, der ein Gegenstand entnommen oder in die ein Gegenstand hineingeschoben werden soll.

Da gemäß der Erfindung die Holefunktion und Bring­ funktion voneinander getrennt sind, kann der die Bring­ funktion ausführende Schieber so gestaltet sein, daß er ohne Platzprobleme den Gegenstand tief in eine Auf­ nahme schieben kann, ohne mit der Begrenzung der Aufnahme zu kollidieren. Die in Schließrichtung vorge­ spannten und durch jeweils einen Steuerarm in der in den Schacht eingefahrenen Position der Gegenstände zwangsweise öffnenden Greiferarme bieten den Vorteil, daß zu ihrer Betätigung auf dem Holeschieber kein elektrischer Motor oder Magnet angeordnet werden muß, durch den die Betätigung der Greiferarme erfolgt. Abgesehen von der Baugröße und dem Gewicht eines solchen Motors hätte dieser den Nachteil, daß elektri­ sche Leitungen zu einem sich bewegenden Bauteil ge­ führt werden müßten, was im Dauerbetrieb zu Störun­ gen durch einen Bruch solcher Leitungen führen kann. Der Holeschieber und Bringschieber können mit sehr geringem gegenseitigen Abstand zueinander angeord­ net werden, so daß sie beide in einem mittleren Bereich des zu transportierenden Gegenstandes angreifen kön­ nen und deshalb keine größeren Kippmomente auftre­ ten.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Wechslers ist, daß er möglichst wenig Platz zum Greifen der Gegenstände beansprucht und die Gegenstände möglichst zuverlässig und positionsgenau zu halten vermag, ohne daß hierzu der Wechsler großvolumig und schwer ausgebildet sein muß.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Holeschieber und der Bringschieber an beiden Schmalseiten jeweils mit einem Zahnriemen verbunden und zusätzlich in einer Geradführung geführt sind und daß diese beiden Zahnriemen getrieblich mit einem einzigen Stellmotor Verbindung haben. Hierdurch ist auf sehr einfache Weise ein Verkanten der Schieber ausgeschlossen, so daß die Geradführungen viel Spiel haben können.

Wenn mit dem erfindungsgemäßen Wechsler Gegenstände zwischen zwei einander gegenüberliegenden Positionen gewechselt werden müssen, dann kann das ohne Drehung des Wechslers um 180° erfolgen, wenn gemäß einer anderen Weiter­ bildung der Erfindung der Schacht an zwei einander gegen­ überliegenden Seiten eine Öffnung zum Passieren des Ge­ genstandes hat und wenn der Holeschieber an zwei gegen­ überliegenden, jeweils einer Öffnung zugewandten Seiten jeweils ein Paar Greiferarme aufweist.

Eine ganz besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfin­ dung besteht darin, daß im Wechsler zur Aufnahme von zwei Gegenständen zwei Schächte vertikal übereinander angeord­ net sind, daß sich im oberen Schacht ausschließlich der Holeschieber und im unteren Schacht ausschließlich der Bringschieber befindet und daß der Holeschieber zum Aus­ führen eines Überhubs beim Holevorgang am Ende des Ein­ ziehens des Gegenstandes in den Schacht zwecks Öffnen der Greiferarme und zur Ermöglichung eines Herunterfallens des Gegenstandes vom oberen Schacht in den unteren Schacht ausgebildet ist. Ein solcher Wechsler kann im leeren Zustand an einem Magazin einen Gegenstand aufneh­ men, diesen dann durch einen Überhub des Holeschiebers vom oberen in den unteren Schacht fallen lassen und da­ nach mit dem Holeschieber vor einer anderen Aufnahme in den oberen Schacht einen weiteren Gegenstand hineinschie­ ben, um anschließend aus dem unteren Schacht den dort befindlichen Gegenstand in die Aufnahme zu schieben. Bei einer Tonbandanlage kann man auf diese Weise allein durch Verfahren des Wechslers um den Höhenunterschied seiner beiden Schächte eine abgespielte Kassette aus einem Laufwerk herausziehen und eine neue Kassette einschieben. Erst danach braucht der Wechsler zurück zum Magazin zu fahren. Die erfindungsgemäße Gestaltung spart somit Fahrwege und erlaubt deshalb einen besonders raschen Wechsel von Gegenständen.

Wenn die zu wechselnden Gegenstände an ihren beiden Sei­ ten im Greifbereich jeweils eine Hinterschneidung aufwei­ sen, dann ist es eine Ausführungsform vorteilhaft, gemäß der die Greiferarme jeweils einen Haken zum formschlüssi­ gen Eingreifen in den Greifbereich aufweisen.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß die Greifer­ arme zum reibschlüssigen Greifen der Greifbereiche ausge­ bildet sind und ihre Achse möglichst nahe zu dem zu grei­ fenden Gegenstand auf dem Holeschieber angeordnet ist.

Auch bei nur reibschlüssigem Greifen läßt sich eine hohe Sicherheit gegen ein Verrutschen oder gar Herausfallen des gegriffenen Gegenstandes erreichen, wenn die Greifer­ arme jeweils eine Auflagelasche zum Untergreifen des Ge­ genstandes aufweisen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon stark schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wechslers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht auf einen für die Erfindung wesentlichen Bereich einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3a-3d einen Schnitt durch einen weiteren Wechsler nach der Erfindung in verschiedenen Arbeitspositionen,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Hole­ schiebers des Wechslers,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Holeschiebers.

Der in Fig. 1 gezeigte Wechsler hat ein Gehäuse 1, wel­ ches einen Schacht 2 bildet, in welchen ein flacher Ge­ genstand 3, beispielsweise eine Kassette, eingeschoben und transportiert werden kann. Dieser Gegenstand 3 hat an seinen Schmalseiten jeweils einen durch eine Vertiefung gebildeten Greifbereich 4, in den Haken 5, 6 zu greifen vermögen. Diese Haken 5, 6 sind an den Enden von Greifar­ men 7, 8 angeformt, die jeweils um eine senkrecht ver­ laufende Achse 9 schwenkbar auf einem Holeschieber 10 schwenkbar befestigt sind. Eine Feder 11 spannt den je­ weiligen Greiferarm 7, 8 in Schließrichtung vor. Abweis­ flächen 18 sorgen dafür, daß die Greiferarme 7, 8 beim Anstoßen gegen den Gegenstand 3 sich zunächst nach außen bewegen und dadurch über den Gegenstand 3 zu greifen ver­ mögen.

Jeder Greiferarm 7, 8 ist mit einem Steuerarm 12 verse­ hen, welcher kurz vor Erreichen einer Endstellung des Ho­ leschiebers 10 gegen einen gehäusefesten Anschlag 13 zu gelangen vermag und dadurch die Greiferarme 7, 8 in Of­ fenstellung bewegt.

Zur Führung des Holeschiebers 10 hat das Gehäuse 1 eine Geradführung 14. Wenn ein Gegenstand 3 in den Schacht 2 bewegt werden soll, dann führt man mittels eines Stellmo­ tors 15 den Holeschieber 10 in der Geradführung 14 in die rechte Endstellung, wobei die Haken 5, 6 über die Seiten des Gegenstandes 3 gelangen und in die Greifbereiche 4 schnappen. Dann führt man den Holeschieber 10 zurück in die linke Endstellung, wodurch der Gegenstand 3 in den Schacht 2 eingezogen wird. Während des Transportes des Gegenstandes in dem Wechsler halten die Haken 5, 6 den Gegenstand 3 fest, so daß er nicht aus dem Schacht 2 her­ ausfallen kann. Soll der Gegenstand aus dem Wechsler her­ ausbewegt werden, dann macht der Holeschieber 10 einen Überhub. Dabei gelangen die Steuerarme 12 gegen den An­ schlag 13, was zu einem Öffnen der Greiferarme 7, 8 und damit zur Freigabe des Gegenstandes 3 führt.

Zum Herausschieben des Gegenstandes 3 aus dem Schacht 2 dient ein unterhalb des Holeschiebers 10 angeordneter Bringschieber 16, der in einer Geradführung 17 durch ei­ nen weiteren, jedoch nicht gezeigten Stellmotor ver­ schieblich angeordnet ist. Dieser Bringschieber 16 ist lediglich als ein flaches Bauteil ausgebildet, welches zum Herausschieben des Gegenstandes 3 gegen seine Stirn­ fläche zu gelangen vermag und ihn dadurch in Fig. 1 ge­ sehen nach rechts schieben kann.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Stellmotor 15 mittels einer Riemenscheibe 19 einen Zahnriemen 20 antreibt. Sein Ober­ trum 21 verläuft entlang einer Längsseite des Schachtes 2. Ein weiterer Zahnriemen 22 ist an der anderen Seite des Schachtes 2 entsprechend angeordnet und wird eben­ falls vom Stellmotor 15 über eine quer verlaufende Welle 23 angetrieben. Der Holeschieber 10 ist durch Klemmstücke 24, 25 mit den Zahnriemen 20, 22 verbunden. Auf dem Hole­ schieber 10 sind bei dieser Ausführungsform zusätzlich zu den Greiferarmen 7, 8 nahe seiner rechten Seite zwei Greiferarme 26, 27 angeordnet. Zum Öffnen der Greiferarme 26, 27 dienen wiederum der Anschlag 13 und ein Anschlag 13a, die beide als Kulisse ausgeführt sind. Entsprechende Anschläge sind nahe des rechten Endes des Schachtes 2 vorgesehen, von denen ein Anschlag 28 in Fig. 2 zu er­ kennen ist.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform hat der Schacht 2 an seiner rechten Schmalseite eine Öffnung 29 und an seiner linken Schmalseite eine Öffnung 30. Dadurch sind zwei Arbeitsweisen des Wechslers möglich. Der Wechs­ ler kann mit den Greiferarmen 7, 8 einen in Fig. 1 ge­ zeigten Gegenstand durch die rechte Öffnung 29 in den Schacht 2 einziehen und später mit dem Bringschieber 16 nach rechts hin aus ihm herausschieben. Möglich ist es aber auch, den Bringschieber 16 in Grundstellung ganz nach rechts zu verfahren. Dann kann man mit den Greifer­ armen 26, 27 einen Gegenstand 3 durch die linke Öffnung 30 in den Schacht 2 einziehen und anschließend mit dem Bringschieber 16 nach links herausschieben.

In dem Wechsler nach den Fig. 3a bis 3d sind zwei Schächte 2, 31 übereinander vorgesehen. In Fig. 3a sieht man, wie der Holeschieber 10 beginnt, den Gegenstand 3 in den oberen Schacht 2 einzuziehen. In Fig. 3b ist der Ge­ genstand 3 nahezu vollständig eingezogen. In Fig. 3c hat der Holeschieber 10 den Gegenstand 3 so weit nach rechts in den Schacht 2 gezogen, daß er mit seinem linken Ende von einer Auflage 32 heruntergerutscht und dort in den unteren Schacht 31 gefallen ist.

Führt der Holeschieber 10 anschließend einen Überhub nach rechts aus, so gibt er dort den Gegenstand 3 frei, so daß er vollständig in den unteren Schacht 31 fallen kann. Mit dem Bringschieber 16 läßt sich anschließend der Gegen­ stand 3 nach rechts aus der Öffnung 29 herausschieben. Möglich wäre es jedoch auch, den Bringschieber 16 vor der Aufnahme eines Gegenstandes 3 im Schacht 31 ganz nach rechts zu verfahren und dann den Gegenstand mit dem Bringschieber 16 nach links aus der Öffnung 30 herauszu­ schieben.

Die Fig. 4 zeigt den bisher beschriebenen Holeschieber 10 mit den beiden Greiferarmen 7, 8, welche jeweils zum formschlüssigen Greifen des Gegenstandes 3 einen Haken 5, 6 haben und durch die Feder 11 in Spannstellung vorge­ spannt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Greiferarme 7, 8 zum reibschlüssigen Greifen des Gegenstandes 3 aus­ gebildet. Wichtig ist hierbei, daß ihre Achse 9 sich mög­ lichst nahe an der Vorderkante des zu greifenden Gegen­ standes 3 befindet. Dadurch haben die Greiferarme 7, 8 die Tendenz, sich bei Rückwärtsbewegung des Holeschiebers 10 zum gegriffenen Gegenstand 3 hin zu verschwenken, wo­ durch sich die Klemmkraft erhöht. Beim Auflaufen gegen den Gegenstand 3 können sich die Greiferarme 7, 8 jedoch mit relativ geringer Kraft gegen die Wirkung der Feder 11 öffnen.

Auflagelaschen 34 am vordersten Ende des jeweiligen Grei­ ferarmes 7, 8 verhindern, daß der gegriffene Gegenstand 3 nach unten hin wegrutschen kann. Anschlagstifte 33 dienen als Anschläge, welche den maximalen Schließweg der Grei­ ferarme 7, 8 begrenzen und dadurch sicherstellen, daß die Greiferarme 7, 8 sich beim Anstoßen gegen den Gegenstand 3 aufgrund ihrer jeweiligen Abweisfläche 18 öffnen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Schacht

3

Gegenstand

4

Greifbereich

5

Haken

6

Haken

7

Greiferarm

8

Greiferarm

9

Achse

10

Holeschieber

11

Feder

12

Steuerarm

13

Anschlag

14

Geradführung

15

Stellmotor

16

Bringschieber

17

Geradführung

18

Abweisfläche

19

Riemenscheibe

20

Zahnriemen

21

Obertrum

22

Zahnriemen

23

Welle

24

Klemmstück

25

Klemmstück

26

Greiferarm

27

Greiferarm

28

Anschlag

29

Öffnung

30

Öffnung

31

Schacht

32

Auflage

33

Anschlagstift

34

Auflagelasche

Claims (7)

1. Wechsler mit einem Greifer zum Herausziehen eines fla­ chen Gegenstandes, beispielsweise einer Datenträger-Kas­ sette, aus einer Aufnahme und zum Hineinschieben in eine weitere Aufnahme, wobei der Greifer zwei Greiferarme hat, welche zum Greifen des Gegenstandes in seitliche Greifbe­ reiche und zum Freigeben des Gegenstandes in einer ge­ wünschten Position ausgebildet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Greiferarme (7, 8) an einem in einem Schacht (2) des Wechslers geradling verfahrbaren Hole­ schieber (10) angeordnet und in Greifstellung vorgespannt sind, daß die Greiferarme (7, 8) Abweisflächen (18) zum zwangsläufigen Öffnen bei Kontakt mit dem Gegenstand (3) und Schließen bei Erreichen der Greifbereiche (4) aufwei­ sen und jeweils mit einem Steuerarm (12) zum Öffnen des Greiferarmes (7, 8) durch Fahren mit den Steuerarmen (12) gegen jeweils einen Anschlag (13) in dem Schacht (2) ver­ sehen sind und daß zum Herausbewegen des Gegenstandes (3) aus dem Schacht (2) parallel zur Ebene des Holeschiebers (10) ein gegen den Gegenstand (3) bewegbarer Bringschie­ ber (16) geradlinig verschiebbar in dem Schacht (2) ange­ ordnet ist.

2. Wechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Holeschieber (10) und der Bringschieber (16) an bei­ den Schmalseiten jeweils mit einem Zahnriemen (20, 22) verbunden und zusätzlich in einer Geradführung (14, 17) geführt sind und daß diese beiden Zahnriemen (20, 22) ge­ trieblich mit einem einzigen Stellmotor (15) Verbindung haben.

3. Wechsler nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schacht (2) an zwei einander gegen­ überliegenden Seiten eine Öffnung (29, 30) zum Passieren des Gegenstandes (3) hat und daß der Holeschieber (10) an zwei gegenüberliegenden, jeweils einer Öffnung (29, 30) zugewandten Seiten jeweils ein Paar Greiferarme (7, 8; 26, 27) aufweist.

4. Wechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Wechsler zur Aufnahme von zwei Gegenständen (3) zwei Schächte (2, 31) vertikal übereinander angeordnet sind, daß sich im oberen Schacht (2) ausschließlich der Hole­ schieber (10) und im unteren Schacht (31) ausschließlich der Bringschieber (16) befinden und daß der Holeschieber (10) zum Ausführen eines Überhubs beim Holevorgang am Ende des Einziehens des Gegenstandes (3) in den Schacht (2) zwecks Öffnen der Greiferarme (7, 8) und zur Ermögli­ chung eines Herunterfallens des Gegenstandes (3) vom obe­ ren Schacht (2) in den unteren Schacht (31) ausgebildet ist.

5. Wechsler nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferarme (7, 8) jeweils einen Haken (5, 6) zum formschlüssigen Ein­ greifen in den Greifbereich (4) aufweisen.

6. Wechsler nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferarme (7, 8) zum reibschlüssigen Greifen der Greifbereiche (4) aus­ gebildet sind und ihre Achse (9) möglichst nahe zu dem zu greifenden Gegenstand (3) auf dem Holeschieber (10) ange­ ordnet ist.

7. Wechsler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferarme (7, 8) jeweils eine Auflagelasche (34) zum Untergreifen des Gegenstandes (3) aufweisen.