DE19844464A1 - Schwingförderer - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schwingförderer nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 bzw. 3.
Es sind Schwingförderer bekannt, mit denen Teile oder Werkstücke mit Hilfe von
Torsionsschwingungen auf einer in einer Zuführtrommel ausgebildeten spiral
förmigen Bahn transportiert werden. Üblicherweise weist ein solcher Schwing
förderer eine Ausrichteinrichtung auf, mit der die geförderten Teile in eine vor
gegebene Lage oder Orientierung gebracht werden. Die Teile werden dann in
dieser Lage von dem Schwingförderer eins nach dem anderen zu einer nächsten
Verarbeitungsstation überführt. Bestimmte Arten von Teilen oder Teile mit
bestimmten Formen haben jedoch die Tendenz, sich an der Ausrichteinrichtung
zu verklemmen, so daß die Teile sich an der Ausrichteinrichtung stauen und
nicht weiter transportiert werden können. Ein solcher Teilestau wird mit Hilfe
einer Abtasteinrichtung erfaßt, und auf ein Signal der Abtasteinrichtung hin
wird eine Staubeseitigungseinrichtung, beispielsweise eine Luftdüsen-
Einrichtung, betätigt, und die verklemmten Teile werden mit Hilfe der Stau
beseitigungseinrichtung zwangsweise in das Innere der Zuführtrommel zurück
geworfen.
Bei der Herstellung herkömmlicher Schwingförderer sind deshalb spezielle
Arbeitsschritte zur Anbringung der Luftdüsen-Einrichtung an der Zuführ
trommel erforderlich. In einigen Fällen muß in der Seitenwand der Zuführ
trommel eine durchgehende Öffnung für die Luftdüsen oder den von der Düse
abgegebenen Luftstrahl ausgebildet werden. Die Herstellung dieser Öffnung ist
relativ aufwendig, und Herstellungsungenauigkeiten, beispielsweise Abwei
chungen der Richtung der Öffnung von der vorgesehenen Richtung können dazu
führen, daß der Teilestau nicht beseitigt werden kann.
In jüngster Zeit sind elliptische Schwingförderer entwickelt worden, bei denen
die Zuführtrommel zu einer elliptischen Schwingung angeregt wird. Bei einem
solchen elliptischen Schwingförderer beschreibt somit ein Schwingungspunkt
auf der Wand der Zuführtrommel eine elliptische Bahn. Im allgemeinen ist die
Fördergeschwindigkeit eines elliptischen Schwingförderers höher als die eines
konventionellen Schwingförderers, bei dem die Bahn jedes Punktes auf der
Wand der Zuführtrommel im wesentlichen linear in Richtung der gekrümmten
Oberfläche der Wand der Zuführtrommel verläuft. Andererseits tritt normaler
weise jedoch ein Teilestau bei elliptischen Schwingförderern noch häufiger auf
als bei konventionellen Schwingförderern.
Aus US 5,042,643 ist ein elliptischer Schwingförderer bekannt, in welchem eine
Teilestaueinrichtung vorgesehen ist, und wenn ein Teilestau durch die Einrich
tung erfaßt wird, wird die Zuführrichtung der Teile durch Umschalten einer
Phasendifferenz-Erzeugungeinrichtung umgekehrt. Der Stau kann ohne spezielle
Maßnahmen und mit geringem Aufwand aufgelöst werden.
Da jedoch die Phasendifferenz konstant ist, können lediglich zwei elliptische
Schwingungen mit konstanter Haupt- und Nebenachse erhalten werden. Be
stimmte Teile stauen häufig, und so müssen Richtungsänderungen oft vorge
nommen werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingförderer zu
schaffen, der beliebige Teile unter optimalen Bedingungen handhaben kann und
bei dem selten ein Teilestau auftritt und ein solcher, wenn er auftritt, rasch
beseitigt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung einen Schwing
förderer mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 2 bzw. 3 vor.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt also ein Schwingförderer:
- (A) Eine Zuführtrommel, in der eine spiralförmige Bahn ausgebildet ist,
- (B) eine Vertikal-Erregungseinheit mit einer ersten elektromagnetischen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Vertikalrichtung,
- (C) eine Horizontal-Erregungseinheit mit einer zweiten elektromagnetischen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Horizontalrichtung,
- (D) eine Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) eine zweite Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist, wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste und die zweite elektromagnetische Spule fließen den Strömen besteht und die Zuführtrommel elliptisch in Schwingungen versetzt ist. Dabei ist erfindungsgemäß eine Phaseneinstelleinrichtung mit der ersten oder zweiten elektromagnetischen Spule verbunden, und die Neigung der langen bzw. Hauptachse der elliptischen Schwingung sowie das Verhältnis der Hauptachse zu der Nebenachse der elliptischen Schwingung werden mit der Ein stellung der Phaseneinstelleinrichtung verändert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Schwing
förderer:
- (A) Eine Zuführtrommel, in der eine spiralförmige Bahn ausgebildet ist,
- (B) eine Vertikal-Erregungseinheit mit einer ersten elektromagnetischen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Vertikalrichtung,
- (C) eine Horizontal-Erregungseinheit mit einer zweiten elektromagneti schen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Horizontalrichtung,
- (D) eine erste Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) eine zweite Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist, wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste und die zweite elektromagnetische Spule fließen den Strömen besteht und die Zuführtrommel elliptisch in Schwingungen versetzt ist. Erfindungsgemäß ist eine Phaseneinstelleinrichtung mit der ersten oder zweiten elektromagnetischen Spule verbunden, und die Zuführtrommel wird elliptisch oder linear mit der Einstellung der Phaseneinstelleinrichtung in Schwingungen versetzt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Schwing
förderer:
- (A) Eine Zuführtrommel, in der eine spiralförmige Bahn ausgebildet ist,
- (B) eine Vertikal-Erregungseinheit mit einer ersten elektromagnetischen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Vertikalrichtung,
- (C) eine Horizontal-Erregungseinheit mit einer zweiten elektromagneti schen Spule zum Erregen der Zuführtrommel in der Horizontalrichtung,
- (D) eine erste Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) eine zweite Federeinrichtung zum Lagern der Zuführtrommel derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist, wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste und die zweite elektromagnetische Spule fließen den Strömen besteht und die Zuführtrommel elliptisch in Schwingungen versetzt ist. Erfindungsgemaß ist dabei eine Phaseneinstelleinrichtung mit der ersten oder zweiten elektromagnetischen Spule verbunden, eine Spannungseinstellein richtung ist mit wenigstens einer Spule aus der ersten und der zweiten elektro magnetischen Spule verbunden, und die Neigung der Hauptachse der ellip tischen Schwingung sowie das Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse hier von oder die Neigung der linearen Schwingung wird mit der Einstellung der Phaseneinstelleinrichtung und der Spannungseinstelleinrichtung verändert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht eines ellip
tischen Schwingförderers gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 einen Grundriß des Schwingförderers in einer Ebene II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite des Schwingförderers gemäß
Fig. 1,
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5A bis 5D jeweilige Moden von elliptischen Schwingungen, die durch
die Eintellungen der Phaseneinstellschaltung erhalten sind,
Fig. 6A bis 6D jeweilige Moden von elliptischen Schwingungen, die durch
die Einstellungen der Phaseneinstellschaltung erhalten
sind,
Fig. 7 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung
eines Förderers, auf den die Erfindung angewandt ist,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Teiles, auf das die
Erfindung angewandt ist,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer Ebene (IX)-(IX) von Fig. 10,
Fig. 10 eine teilweise weggebrochene Draufsicht, welche ein
Beispiel einer Ausrichteinrichtung zeigt, auf die die
Erfindung angewandt ist,
Fig. 11A bis 11D Moden der linearen und elliptischen Schwingung, die durch
Einstellung der Spannungseinstellschaltungen und Phasen
einstellschaltung erhalten sind, und
Fig. 12A bis 12D Moden der linearen und elliptischen Schwingung, die durch
Einstellung der Spannungseinstellschaltungen und der
Phaseneinstellschaltung erhalten sind.
Zunächst wird anhand der Fig. 1 bis 3 ein herkömmlicher elliptischer Schwing
förderer beschrieben, der für das Verständnis der Erfindung nützlich ist.
Ein elliptischer Schwingförderer 1 weist eine Zuführtrommel 2 auf. An der
Innenwand der Zuführtrommel 2 ist eine spiralförmige Bahn ausgebildet.
Die Zuführtrommel 1 ist an einem in Fig. 2 gezeigten kreuzförmigen oberen
Gestell 7 befestigt, das über vier Stapel vertikal orientierter Blattfedern 9 mit
einem in Fig. 3 gezeigten, ebenfalls kreuzförmigen unteren Gestell 8 verbunden
ist. Die oberen Enden der Blattfederstapel 9 sind mit Hilfe von Schrauben an
den vier Enden 7a des kreuzförmigen oberen Gestells 7 befestigt. Die unteren
Enden der Blattfederstapel 9 sind mit Hilfe von Schrauben an den vier Enden 8a
des kreuzförmigen unteren Gestells 8 befestigt. Die Enden 7a und 8a der oberen
und unteren Gestelle 7 und 8 sind vertikal miteinander ausgerichtet.
Ein Vertikalantriebs-Elektromagnet 11 ist an einem Mittelteil eines Basisgestells
10 befestigt und ist einem Mittelteil des oberen Gestells 7 zugewandt. An der
unteren Oberfläche eines Mittelteils des oberen Gestells 7 ist ein Anker 13 für
den Vertikalantrieb so befestigt, daß er mit dem Elektromagneten 11 einen
Luftspalt bildet. Der Elektromagnet 11 weist eine Spule 12 auf. Zwei Horizon
talantriebs-Elektromagnete 14a und 14b sind an entgegengesetzten Seiten
wänden des Basisgestells 10 beiderseits des Vertikalantriebs-Elektromagneten
11 befestigt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Horizontalantriebs-Elektromagnete
14a und 14b weisen jeweils eine Spule 15a bzw. 15b auf. An den unteren Ober
flächen der Arme des oberen Gestells 7 sind Anker 16a und 16b für den
Horizontalantrieb befestigt, die jeweils mit einem der Elektromagnete 14a und
14b einen Luftspalt bilden.
Vier Füße 17 sind in einem Stück mit dem Basisgestell 10 ausgebildet und
stützen sich über Gummidämpfer 18 auf dem Boden ab. Wie weiterhin in Fig. 3
zu erkennen ist, sind Federträger 17a einstückig an den Enden der Füße 17
ausgebildet. Vier Sätze waagrecht orientierter gestapelter Blattfedern 19 sind an
ihren Enden mit Hilfe von Schrauben an den Federträgern 17a befestigt. Gemäß
Fig. 1 sind Abstandshalter 20 zwischen den Blattfedern 19 angeordnet. Die
Mittelbereiche der Blattfedern 19 sind mit Hilfe von Schrauben an den Armen
des unteren Gestells 8 befestigt.
Bei dem obigen herkömmlichen Schwingförderer wird die Phasendifferenz
zwischen den durch die Spulen 15a, 15b und die Spule 12 fließenden Strömen
zwischen 60° und 120° verändert. Die Teile werden auf der spiralförmigen Bahn
mit einer Phasendifferenz von 60° vorwärts transportiert. Wenn ein Teilestau
erfaßt wird, wird die Phasendifferenz von 60° in 120° verändert. Die Teile werden
auf der spiralförmigen Bahn dann rückwärts transportiert. Auf diese Weise kann
der Teilestau beseitigt werden.
Jedoch neigen bestimmte Teile, wie oben erläutert wurde, die in Gestalt, Gewicht
und Abmessung usw. verschieden sind, zu einem Stau. Die Phasendifferenzen
sollten daher oft verändert werden, um die Laufrichtungen umzukehren. Eine
Teilestaueinrichtung (obwohl nicht gezeigt) ist in der Zuführtrommel 2 angeord
net.
Im folgenden wird eine Steuerschaltung gemaß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung erläutert.
In Fig. 4 liegen eine Phaseneinstellschaltung 100 und eine Horizontal-
Spannungseinstellschaltung 101 zwischen einer Wechselstromquelle Q einer
Frequenz w und den elektromagnetischen Spulen 14a und 14b der Elektro
magnete 15a und 15b zum Erregen der Zuführtrommel 2 in der Horizontal
richtung. Eine Vertikal-Spannungseinstellschaltung 102 liegt zwischen der
Wechselstromquelle Q und der elektromagnetischen Spule 12 des Elektro
magneten 11.
Die Phasendifferenz ϕ zwischen den durch die Spulen 15a, 15b und die Spule 12
fließenden Strömen wird mit der Einstellung der Phaseneinstellschaltung 100
verändert.
Die Vertikalkraft ist gleich zu a sin ω t. Die Horizontalkraft ist gleich zu b sin (ω
t-ϕ). Die Moden der elliptischen Schwingung werden, wie dies in den Fig. 5A bis
5D und den Fig. 6A bis 6D gezeigt ist, mit der Einstellung der Phaseneinstell
schaltung 100 verändert.
Die Neigungen der längeren Achse bzw. Hauptachse der elliptischen Schwin
gungen können mit der Einstellung der Spannungseinstellschaltungen 101 und
102 geändert werden.
Im allgemeinen ist die Transportgeschwindigkeit der elliptischen Schwingung
höher als diejenige der linearen Schwingung.
Jedoch tritt beim Stand der Technik ein Teilestau leicht in Teileorientierungen
bestimmter Arten oder bei gewissen Teilen auf. Erfindungsgemäß wird hinsichtlich
einer Verhinderung des Teilestaus und einer geeigneten Transportgeschwin
digkeit ein Modus der elliptischen Schwingung gewählt. Wenn ein Teilestau auf
getreten ist, wird beispielsweise der Modus von Fig. 5B in Fig. 6B verändert, um
die Transportrichtung umzukehren.
Wenn der Teilestau weniger auftritt und Teile mit einer befriedigenden
Geschwindigkeit durch Linearschwingung (vergleiche Fig. 5A oder Fig. 6A) trans
portiert werden können, wird der Modus (Fig. 5A oder Fig. 6A) gewählt. Wenn
der Teilestau eintritt, wird der Modus von Fig. 5A oder Fig. 6A in Fig. 6A oder
Fig. 5A verändert bzw. umgeschaltet.
In der Trommel B von bestimmten Arten, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, werden
dünne plattenähnliche Teile m auf einer spiralförmigen Bahn transportiert, die
aus einer konischen Wandfläche W und einer schmalen Transportfläche 32
besteht, welche nahezu senkrecht zu der konischen Wandfläche W ist. Die Teile
m lehnen an der konischen Wandfläche W. Die Linearschwingung wird gewählt,
da die Teile m stabiler auf der schmalen Transportfläche 32 längs der Wand W
transportiert werden.
In Fig. 7 orientiert eine aus einem Blockteil 30 und einer Aussparung 27 beste
hende Orientierungseinrichtung 25 die Teile m, während sie auf einem schmalen
Pfad 32 transportiert sind. Eine nach innen gekrümmte Führungsfläche 30a des
Blockteiles 30 leitet einen auf dem Teil m liegenden Teil m' nach außen in den
Boden der Trommel B. Wenn die Teile m zwischen dem Blockteil 30 und dem
Pfad 32 gestaut sind, wird die Transportrichtung umgekehrt.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen ein Beispiel der Teileorientlerungseinrichtung 50 für in
Fig. 8 gezeigte Teile n.
Die Teileorientlerungseinrichtung 50 ist in die Trommel B1 eingepaßt. Halb
kreisförmige Vorsprünge 52 sind in regelmäßigen Intervallen auf einer Platte 51
gebildet, die an einem L-förmigen Glied 49 angebracht ist, ein Transportpfad
wird durch das Glied 49 und die Platte 51 gebildet und ist nach außen in der
Radialrichtung der Trommel geneigt. Das haubenförmige oder zylindrische Teil n
in der in Fig. 8 gezeigten Lage verläuft auf den Vorsprüngen 52, wie dies in Fig.
10 gezeigt ist. Jedoch fallen Umkehrteile n', wie diese in Fig. 9 dargestellt sind,
nach unten von den Vorsprüngen 52, wie dies durch den Pfeil angedeutet ist.
Wenn die Teile n mit einer höheren Geschwindigkeit transportiert werden, nei
gen sie dazu, durch den Vorsprung 52 ergriffen zu werden, und die folgenden
Teile n werden durch die ergriffenen Teile n gestoppt. Der Teilestau tritt hier
auf.
Die Horizontal- und Vertikal-Spannungseinstellschaltungen 101 und 102 sind
so eingestellt, daß die Spannungen umgekehrt werden. Die Moden werden mit
der Einstellung der Phaseneinstellschaltung 100 verändert, wie dies in den Fig. 11A
bis 11D und 12A bis 12D gezeigt ist. Wenn die Teile stauen, wird beispiels
weise der Modus von Fig. 11C oder 12C gewählt, so daß das haubenförmige Teil
n von dem Vorsprung 52 entfernt wird.
Das obige bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist verschiedenen
Abwandlungen zugänglich.
Beispielsweise werden in dem obigen Ausführungsbeispiel die Blattfedern 9 und
19 als Federeinrichtung für die Horizontalrichtung und die Vertikalrichtung in
dem elliptischen Schwingförderer 1 verwendet. Jedoch kann eine andere Feder
einrichtung, wie beispielsweise eine Gummifeder, eingesetzt werden.
Weiterhin kann in Fig. 4 die eine Spannungseinstellschaltung 101 oder 102
weggelassen werden.
Außerdem kann jeder andere elliptische Schwingantrieb anstelle des in der Fig.
1 bis 3 dargestellten elliptischen Schwingantriebs verwendet werden.
Claims (3)
1. Schwingförderer mit:
- (A) einer Zuführtrommel (2), in der eine spiralförmige Bahn (3) ausgebil det ist,
- (B) einer Vertikal-Erregungseinheit (11, 12, 13) mit einer ersten elektro magnetischen Spule (12) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Vertikal richtung.
- (C) einer Horizontal-Erregungseinheit (14, 15, 16) mit einer zweiten elek tromagnetischen Spule (15a, 15b) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Horizontalrichtung.
- (D) einer ersten Federeinrichtung (9) zum Lagern der Zuführtrommel (2) derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) einer zweiten Federeinrichtung (19) zum Lagern der Zuführtrommel (2)
derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist,
wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste (12) und die
zweite (15a, 15b) elektromagnetische Spule fließenden Ströme besteht und die
Zuführtrommel (2) elliptisch in Schwingung versetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Phaseneinstelleinrichtung (100) mit der ersten (12) oder zweiten (15a, 15b) elektromagnetischen Spule verbunden ist und das Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse der elliptischen Schwin gung oder die Neigung der Hauptachse der elliptischen Schwingung mit der Einstellung der Phaseneinstelleinrichtung (100) verändert wird.
2. Schwingförderer mit:
- (A) einer Zuführtrommel (2), in der eine spiralförmige Bahn (3) ausgebil det ist,
- (B) einer Vertikal-Erregungseinheit (11, 12, 13) mit einer ersten elektro magnetischen Spule (12) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Vertikal richtung,
- (C) einer Horizontal-Erregungseinheit (14, 15, 16) mit einer zweiten elektromagnetischen Spule (15a, 15b) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Horizontalrichtung.
- (D) einer ersten Federeinrichtung (9) zum Lagern der Zuführtrommel (2) derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) einer zweiten Federeinrichtung (19) zum Lagern der Zuführtrommel (2)
derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist,
wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste (12) und die
zweite (15a, 15b) elektromagnetische Spule fließenden Ströme besteht und die
Zuführtrommel (2) elliptisch in Schwingung versetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Phaseneinstelleinrichtung (100) mit der ersten (12) oder zweiten (15a, 15b) elektromagnetischen Spule verbunden ist und
die Zuführtrommel (2) elliptisch oder linear mit der Einstellung der Phaseneinstelleinrichtung (100) in Schwingung versetzt ist.
3. Schwingförderer mit:
- (A) einer Zuführtrommel (2), in der eine spiralförmige Bahn (3) ausgebil det ist,
- (B) einer Vertikal-Erregungseinheit (11, 12, 13) mit einer ersten elektro magnetischen Spule (12) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Vertikal richtung,
- (C) einer Horizontal-Erregungseinheit (14, 15, 16) mit einer zweiten elektromagnetischen Spule (15a, 15b) zum Erregen der Zuführtrommel (2) in der Horizontalrichtung,
- (D) einer ersten Federeinrichtung (9) zum Lagern der Zuführtrommel (2) derart, daß diese in der Vertikalrichtung schwingfähig ist, und
- (E) einer zweiten Federeinrichtung (19) zum Lagern der Zuführtrommel (2)
derart, daß diese in der Horizontalrichtung schwingfähig ist,
wobei eine Phasendifferenz zwischen den durch die erste (12) und die zweite (15a, 15b) elektromagnetische Spule fließenden Ströme besteht und die Zuführtrommel (2) elliptisch in Schwingung versetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Phaseneinstelleinrichtung (100) mit der ersten (12) oder zweiten (15a, 15b) elektromagnetischen Spule verbunden ist,
eine Spannungseinstelleinrichtung (101, 102) wenigstens mit einer Spule aus der ersten und zweiten elektromagnetischen Spule (12; 15a, 15b) verbunden ist, und
die Neigungen der Hauptachse der elliptischen Schwingung und eine lineare Schwingung sowie das Verhältnis der Hauptachse zur Nebenachse der elliptischen Schwingung mit der Einstellung der Phaseneinstelleinrichtung (100) und der Spannungseinstelleinrichtung (101, 102) verändert werden.
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8181 | Inventor (new situation) |
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