DE20120576U1

DE20120576U1 - Hochflexibles modulares Fördersystem

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Publication number: DE20120576U1
Application number: DE20120576U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2011-12-20

Description

Egelsbach, den 19.12.01 Ingrid Irmler, 63329 Egelsbach

Beschreibung Hochflexibles modulares Fördersystem

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Beförderung von Werkstücken bzw. sonstigen Gegenständen im Rahmen einer industriellen Fertigung. Derartige Beförderuncien finden beispielsweise in der Massenproduktion von Drehteilen für die Automobilindustrie (Transport von Roh- bzw. Halbfertig- und Fertigteilen zwischen den einzelnen Bearbeitungsmaschinen) als auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie (Auffüllen, Etikettieren und Verpacken von Flaschen) Verwendung.

Oben beschriebene Förderaufgaben werden in der Regel mit Hilfe von Rollen-, Band- oder Kettenförderern gelöst, wobei die bisher bekannten Systeme, entweder teuer und hochspezialisiert oder preiswert, in ihrer Funktionalität allerdings ziemlich begrenzt sind. Auf Grund der konzeptionellen Merkmale bisher bekannter Systeme weisen diese zum Teil gravierende Nachteile auf, die teuren hochspezialisierten Systeme z.B. sind in der Regel unflexibel, kompliziert zu installieren und zu warten und lassen sich ferner nur sehr begrenzt erweitern bzw. für andere Förderaufgaben wiederverwenden. Preiswertere Systeme können i.d.R. nur gerade Förderstrecken bewältigen und sind ebenfalls kaum erweiterbar (z.B. Verlängerung der Förderstrecke, Einbau von Abzweigungen usw.). Insbesondere die begrenzte Wiederverwendbarkeit auf Grund einer systembedingten Unflexibilität bekannter Systeme bedingt für den Betreiber im Zeitalter der immer kürzer werdender Produktlebenszyklen erhöhte Kosten, da eine Umstellung auf ein anderes Produkt oftmals die Anschaffung einer vollständig neuen Fördereinrichtung zur Folge hat.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Problemstellung zu Grunde, ein kostengünstiges und universell einsetzbares Fördersystem zu schaffen, welches sowohl für umlaufende Förderaufgaben (d.h. geschlossene Förderstrecken), als auch für die Förderung von Punkt zu Punkt eingesetzt werden kann. Das System soll sowohl geeignet sein für den Transport von einzelnen Werkstückträgern, als auch zur Realisierung geschlossener Förderflächen (Plattensystem), wobei die Förderstrecke auch Kurven und Steigungen ausweisen

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kann. Weiterhin sollen bestehende auf den System basierende Förderanlagen problemlos erweitert (z.B. verlängert oder mit Abzweigungen versehen) werden können. Eine zusätzliche Anforderung besteht in der Wiederverwendbarkeit bereits vorhandener Komponenten für völlig neue Förderaufgaben sowie eine problemlose Montage; und Wartung, die auch von &ldquor;Nicht"-Fachleuten durchgeführt werden kann.

Die oben dargestellten Anforderungen werden durch das im Schutzanspruch 1 angegebene Fördersystem voll erfüllt.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass beliebige Paletten oder auch Werkstücke auf einer geschlossenen Plattenförderfläche auf nahezu beliebigen Förderstrecken auch in Kurven und über Steigungen transportiert werden können. Insbesondere der modulare Aulbau des Fördersystems ermöglicht es auch &ldquor;Nicht"-Fachleuten, komplexe Förderanlagen aus wenigen Standardkomponenten (Geradenmodul, Kurvenmodul, Antriebsmodul, Abzweigung, Paletten, Förderplatten usw.) zu konzipieren und zusammenzubauen. Außerdem kann, falls sich die Förderaufgabe ändert, die Förderanlage durch den Austausch einzelner Komponenten (z.B. Ersetzen eines Geradenmoduls durch eine Abzweigung mit Anschluss an eine 2:weite Förderstrecke) entsprechend angepasst oder sogar komplett zerlegt und für eine völlig andere Anwendung erneut aufgebaut werden.

Einige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2-15 gegeben. Weiterhin werden nachfolgend konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Übersicht Fördersystem Detail Verbindungsstelle der Wendelstränge (Variante 1, Wendelstrang getrennt) Detail Verbindungsstelle der Wendelstränge (Variante 2, Wendelstrang kontinuierlich) Detail Verbindungsstelle der Wendelstränge (Variante 3, Wendelstrang kontinuierlich) Detail Führung der Wendel Detail Palette mit Mitnehmereinheit Detail Palette mit Mitnehmereinheit / Abzweigung

Die in Fig. 1 dargestellte Variante des Fördersystems besteht aus mehreren Standardkomponenten (Baukasten), die zur gewünschten Förderstrecke, hier in Form eines einfachen Umlaufs, zusammengefügt sind. Jede Einzelkomponente besteht au:; einem

Grundkörper (29) in Form einer Blechkonstruktion, welcher die Führungen (3) für die Transportwendel (1) als auch für die darüber laufenden Paletten (4) enthält. Die im jeweiligen Element vorhandene Transportwendel, vorzugsweise in Form einer handelsüblichen Zugfeder, ist jeweils an den Anschlussstellen (2) der Baukastenmodule auf drehbar mit dem Grundkörper verbundenen bzw. geführten zylindrischen Verbindungsstücken (6,7) fixiert. Weiterhin enthält das Fördersystem eine Antriebskomponente (17), welche an einer Verbindungsstelle mit Hilfe eines Motors die gekoppelten Wendelstränge (8,9) der einzelnen Komponenten in synchrone Rotation versetzt. Auf Grund dieser Rotation wird die in der Führung (3) befindliche Palette (4), an deren Unterseite sich ein Mitnehmer befindet, der in die Windungen der Wendel eingreift, in Bewegung gesetzt, wobei die Bewegungsrichtung bzw. Bewegungsgeschwindigkeit von der Orientierung und Steigung der Wendel (1) sowie deren Rotationsrichtung und Umlaufgeschwindigkeit abhängt. Somit kann beispielsweise durch die Verwencung einer Wendel mit kleinerer Steigung innerhalb eines Elements die Transportgeschwindigkeit bezogen auf diese Teilstrecke reduziert werden.

Fig. 2 ist eine mögliche Variante zur Gestaltung der Verbindung zweier Wendelstränge (8,9) an den Verbindungsstellen zweier Module zu entnehmen. Hierbei wird ein zylindrisches Verbindungsstück (6) über eine Lagerung, bestehend aus drei Lagern, drehbar mit dem Grundkörper (29) des jeweiligen Moduls verbunden. In auf der der Verbindungsstelle abgewendeten Seite des Verbindungsstücks (6) befinden sich drei eingefräste Nuten (10) sowie ein Gewindeloch (12). Innerhalb der Nuten (10) sind bewegliche Keile (11) vorhanden, die beim Verstellen der Schraube (13) über die Unterlegscheibe (14) gegen die Innenseite der Wendel (8) gedrückt werden. Hierdurch entsteht eine feste Kopplung der Wendel mit dem Verbindungsstück (6).

Ferner weist das Verbindungsstück auf der anderen Seite ein Sackloch auf, in welchem sich ein Bolzen (30) mit umlaufender Einkerbung befindet. Eine weitere Gewindebohrung, welche rechtwinklig zum Zentrum des Sacklochs ausgeführt ist und genau auf die Einkerbung des Bolzens (30) trifft, erlaubt mittels einer weiteren Schraube eine exakte Fixierung des Bolzens im Sackloch. Da beim benachbarten Verbindungsstück (7) ebenfalls eine entsprechende Fixierung des Bolzens vorgenommen wird, sind beide Verbindungsstücke nunmehr fest aneinander gekoppelt. Eine Schutz gegen ein Verdrehen der beiden Verbindungsstücke zueinander wird mit Hilfe einer zusätzlichen Verstiftung vorgenommen.

In der in Fig. 2 dargestellten Variante zur Verbindung einzelner Wendelstränge an den Außenseiten von Baukastenmodulen sind diese nicht übergangslos fixiert, d.h. zwischen dem Ende der einen Wendel (8) und dem Anfang der anderen (9) befindet sich eine Lücke. Dieser

Bereich auf den Verbindungsstücken (6,7) wird zur Lagerung der Verbindungsistelle bzw. zur Einkopplung des Antriebs (ein Antrieb ist nur an einem einzigen Element der Förderanlage notwendig) verwendet, wobei sich direkt an der Verbindungsstelle beider Verbindungsstücke (6,7) jeweils ein umlaufend verzahnter Bereich (16) befindet, auf den das durch den Motor (17) angetriebene Zahnrad (21) eingreift.

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, die Wendelstränge (8,9) der einzelnen Baukastenelemente kraftschlüssig zu verbinden. Die Verbindungsstücke sind prinzipiell wie in Fig. 2 aufgebaut, wobei hier die einzelnen Wendel (8,9) derart fixiert wurden, dass diese an den Verbindungsstellen ohne Lücke, d.h. nahtlos, ineinander über gehen und sich somit quasi wie eine einzelne Wendel verhalten. Da die Führung der Verbindungsteile sowie die Krafteinkopplung auf Grund des nunmehr kontinuierlichen Wendelstrangs nicht mehr wie in Fig. 2 (Variante 1) über Lager bzw. ein Zahnrad vorgenommen werden kann (dies würde durch die Windungen der rotierenden Wendel (8,9) ebenfalls in Transportrichtung gezwungen), ist eine zusätzliche Walze (18) vorhanden. Diese Walze weist eine umlaufende Verzahnung (19) und eine großzügige wendeiförmige Einfräsung (20) auf, wobei die Windungsrichtung der Einfräsung der rotierenden Wendel (8,9) gegenläufig ist. Das jeweilige Verbindungsstück ist ebenfalls mit einer umlaufenden Verzahnung (15) versehen, wobei diese in die: Verzahnung (19) der Walze (18) eingreift und somit die Drehbewehung der Verbindungsstücke (6,7) mit der der Walze (18) synchronisiert. Durch die gegenläufig eingefräste Windung (20) wird im Zusammenhang mit der gegenläufig synchronisierten Rotation erreicht, dass die Wendelstränge (8,9) immer berührungslos innerhalb der Walze (18) laufen, wohingegen an den ineinandergreifenden Verzahnungen die Kraft übertragen wird. Die so dargestellte Baugruppe kann sowohl wie in Fig. 2 dargestellt als Antriebskomponente als auch ohne Motor (17) zur Führung des Wendelstrangs eingesetzt werden.

Eine dritte Variante zur Verbindung der Wendelstränge einzelner Baukastenelemente wird in Fig. 4 dargestellt. Hierbei sind die Wendel (8,9) ebenfalls übergangslos auf den Verbindungsstücken (6,7) fixiert. Die ausgeführte Variante wurde wiederum mit einem Antrieb (17) ausgeführt, wobei die gleiche Konstruktion ebenfalls ohne Motor zur Führung der Wendel eingesetzt werden kann. Im Unterschied zur vorher gezeigte Variante, wird die Kraftübertragung hier mittels einer einfachen, vorzugsweise gummierten Walze (22), anhand der Haftreibung zwischen Walze (22) und Außenfläche der Wendel (8,9) vorgenommen.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Variante zur Führung der Wendel (1) innerhalb des Grundkörpers eine Baukastenelements. Hierbei werden drei drehbare mit dem Grundkörper verbundene Walzen (23) in gleichen Winkeln um die jeweiligen Verbindungselemente bzw. Wendel angeordnet, wodurch eine Zentrierung des Strangs stattfindet. In der dargestellten Variante, wird die Führung wiederum zusätzlich mit einem Motor (17), welche mit der untersten Walze kraftschlüssig gekoppelt ist, als Antriebskomponente verwendet.

In Fig. 6 ist eine Möglichkeit zur Realisierung einer Palette aufgezeigt. Direkt unter dem entlang der Förderstrecke geführten Paletten-Grundkörper (4) befindet sich eine Mitnehmereinheit (24), die über eine Achse (31) drehbar mit dem Paletten-Grundkörper (4) verbunden ist. An der Unterseite der Mitnehmereinheit (24) sind die eigentlichen Mitnehmer (5) angebracht, die in die Windungen der Wendel (1) eingreifen und hierdurch für einen entsprechenden Transport der Palette sorgen.

Grundsätzlich wird die Mitnehmereinheit (24) mittels zweier Federn (25) in Transportrichtung fixiert.

Sobald die Palette beim Transport auf eine Hindernis aufläuft bzw. abgebremst wird, wirkt die durch die Windung der Wendel (1) erzeuge Querkraft auf die Mitnehmer (5), wodurch die Mitnehmereinheit (24) gegen die Vorspannung der Federn (25) verdreht wird, was ein Ausklinken der Palette aus der kraftschlüssigen Verbindung zur Wendel (1) zur Folge hat (siehe Fig. 7).

Fig. 7 zeigt eine weitere Verwendungsmöglichkeit der drehbaren Mitnehmereinheit (24). Hierbei lassen sich durch ein gezieltes Verdrehen der Mitnehmereinheit mittels eines angetriebenen Stößels (27) auf einfache Weise bestimmte Paletten auf eine andere Förderstrecke umleiten. In diesem Zusammenhang wird rechtwinklig zum Hauptstrang eine weitere angetriebene und geführte Wendel (Nebenstrang) angeordnet, wobei diese in keiner Weise mit dem Hauptstrang (1) verbunden ist. Die obere Führung (3) in der die Palette (4) läuft hingegen ist in Richtung des Nebenstrangs (26) geöffnet. Sobald die umzuleitende Palette (4) den Stößel (27) passiert, fährt dieser heraus und verdreht hierüber die Mitnehmereinheit relativ zur Palette um ca. 90 Grad. Hierdurch wird der in Transportrichtung erste Mitnehmer (28) zunächst iaus den Windungen des Hauptstrangs (1) herausgeschwenkt bzw. nachfolgend vor Erreichen der 90-Grad in die Windungen des Nebenstrangs (26) eingeführt, wodurch ein Kraftschluss zum Nebenstrang hergestellt wird und der Transport der Palette nachfolgend hierüber erfolgt.

Claims

1. Hochflexible modulares Fördersystem, dadurch gekennzeichnet, dass eine angetriebene um sich selbst rotierende starre oder biegsame Wendel (1) entlang der Förderstrecke kontinuierlich oder an speziellen Punkten (2) geführt wird, wobei direkt oberhalb der Wendel eine weitere Führung (3) angeordnet ist, in der sich eine oder mehrere Paletten oder Platten (4) befinden, welche über einen oder mehrere Mitnehmer (5) in die Windungen der Wendel (1) eingreifen und durch deren Rotation relativ zur Führung (3) transportiert werden.

2. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus wenigen Standardkomponenten (Geradenmodul, Kurvenmodul, Antriebsmodul, Paletten, Förderplatten usw.) eines Baukastensystems ausgeführt oder als komplette Baugruppe realisiert ist.

3. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in sich geschlossen (umlaufend), oder offen (ein Anfang und ein Ende) ausgeführt ist.

4. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Wendel (1) an verschiedenen Stellen der Förderstrecke unterschiedlich sein kann

5. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Wendel (1) entlang der Förderstrecke als ein einziger durchgehender Strang, oder aus mehreren kürzeren, über spezielle Verbindungsstücke (6, 7) verbundenen, Strängen (8, 9) besteht.

6. Fördersystem nach Schutzanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall, dass es aus mehreren verbundenen Strängen besteht, am Ende eines jeden Wendelstrangs ein zylinderförmiges Verbindungsstück (6, 7) vorhanden ist, welches sich innerhalb der jeweilig endenden Wendel befindet und welches mittels weiterer Komponenten kraftschlüssig mit der Innenseite der Wendel verbunden ist und dass, für den Fall dass es aus mehreren verbundenen Strängen (8, 9) besteht, das Verbindungsstück (6) auf der der Verbindungsstelle zugewandten Seite über mindestens eine Verstiftung oder funktionsähnliche Möglichkeit (30) verfügt, mit Hilfe derer das Verbindungsstück (6) in Orientierung und Abstand fest mit dem direkt benachbarten Verbindungsstück (7) verbunden ist.

7. Fördersystem nach Schutzanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall, dass es aus mehreren verbundenen Strängen (8, 9) besteht, das Verbindungsstück an der der Verbindungsstelle abgewandten Seite entweder mittels einer Spannbüchse mit der Innenseite der jeweiligen Wendel kraftschlüssig gekoppelt wird, oder dass mindestens zwei Nuten (10) zur Aufnahme von Spannkeilen (11) sowie ein Gewindeloch (12) vorhanden sind, wobei die Spannkeile (11) mittels einer im Gewindeloch (12) befindlichen Schraube (13) sowie einer Unterlegscheibe (14) oder ähnlichem Bauteil in Richtung der Verbindungsstelle und somit auch gegen die Innenseite der jeweiligen Wendel gezwungen werden.

8. Fördersystem nach Schutzanspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass entweder an den Verbindungsstellen die jeweiligen Wendelstränge (8, 9) derart gegen die entsprechenden Verbindungsstücke (6, 7) fixiert werden, dass deren Windungen an der Verbindungsstelle nahtlos ineinander übergehen, d. h. es gibt keinen Sprung oder keine Lücke im Übergang der Windung benachbarter Wendelstränge, wobei die zylinderförmigen Verbindungsstücke (6, 7) an der Verbindungsstelle mindestens über die Breite einer Windung der Wendel an der Oberfläche eine umlaufende einheitliche Verzahnung (15) aufweisen
oder dass an den Verbindungsstellen die jeweiligen Wendelstränge (8, 9) derart auf den Verbindungsstücken (6, 7) fixiert sind, dass an der Verbindungsstelle eine Lücke auftritt, d. h. die Windung wird für ein bestimmtes Maß unterbrochen, wobei innerhalb der Lücke die zylinderförmigen Verbindungsstücke (6, 7) entweder eine plane und/oder eine verzahnte umlaufende Fläche (16) aufweisen.

9. Fördersystem nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass, für den Fall dass an den Verbindungsstellen die Wendelstränge (8, 9) übergangslos fixiert werden, an den Verbindungsstellen ein am Grundkörper (29) angebrachter Antrieb vorhanden sein kann, derart gestaltet, dass sich eine durch einen Motor oder sonstiges Bauteil (17) angetriebene drehbar gelagerte und an der Außenseite verzahnte zylindrische Walze (18) parallel zu dem zylindrischen Verbindungsstück (6) befindet, wobei ihre Verzahnung (19) der Verzahnung (15) des Verbindungsstücks entspricht. Die Walze (18) verfügt weiterhin über eine eingefräste wendelförmige Windung (20), die der Windung der rotierenden Wendel (8) gegenläufig ist. Die Tiefe der Einfräsung (20) sowie deren Steigung ist derart bemessen, dass beim Eingriff der Verzahnung (19) der angetriebenen Walze (18) in die Verzahnung (15) des Verbindungsstücks (6) die an der Außenseite des Verbindungsstücks fixierte Wendel (8) während der Rotation beider Bauteile kontinuierlich ohne Berührung in die Einfräsung aufgenommen wird.
oder dass, für den Fall dass an den Verbindungsstellen die Wendelstränge mit einer Lücke fixiert werden, an den Verbindungsstellen ein am Grundkörper angebrachter Antrieb vorhanden sein kann, derart gestaltet, dass ein durch einen Motor oder sonstiges Bauteil (17) angetriebene rotierende Walze oder Zahnrad (21) entweder direkt oder durch eine andere Verbindungsart wie Kette, Band oder Antriebsriemen mit der innerhalb der Lücke befindlichen planen oder verzahnten Fläche (16) der Verbindungsstücke kraftschlüssig gekoppelt ist.
oder dass, an einer beliebigen Stelle der geführten Wendel (1), vorrangig allerdings an einer Verbindungsstelle, ein Antrieb vorhanden sein kann, derart gestaltet, dass ein durch einen Motor oder sonstiges Bauteil (17) angetriebene rotierende Walze (22) direkt auf die Außenfläche der Wendel gedrückt und entsprechend der jeweiligen Haftreibung kraftschlüssig mit der Wendel gekoppelt wird

10. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zur Führung des Wendelstrangs (1) mindestens eine Rolle, Walze oder ähnliches Bauteil (23) in Verbindung mit weiteren Führungskomponenten konzentrisch um den Wendelstrang (1) bzw. die Verbindungsstücke (6, 7) angeordnet bzw. mit dem Grundkörper (29) verbunden ist, wodurch die Wendel (1) auf die gewünschte Position gezwungen wird

11. Fördersystem nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an einzelnen Verbindungsstücken (6, 7) befindlichen Antriebskomponenten ebenfalls zur Führung des Wendelstrangs (1) verwendet werden können, derart gestaltet, dass mindestens eine konstruktionsgleiche Variante des Antriebs leerlaufend, d. h. ohne Motor oder ähnliche Krafteinkopplung, in Verbindung mit weiteren Führungskomponenten konzentrisch um den Wendelstrang (1) bzw. die Verbindungsstücke (6, 7) angeordnet bzw. fest mit dem Grundkörper (29) verbunden ist, wodurch die Wendel auf die gewünschte Position gezwungen wird

12. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Paletten (4), die sich in der über der rotierenden Wendel (1) vorhandenen Führung (3) befinden, derart ausgeführt sind, dass diese mindestens über einen Mitnehmer (5) verfügen, welcher in die Windung der darunter befindlichen rotierenden Wendel (1) eingreift

13. Fördersystem nach Schutzanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die an den Paletten (4) befindlichen Mitnehmer (5) derart ausgeführt sind, dass sie sich unter der Palette (4) fest auf einer Einheit (24) befinden, welche über eine Achse (31) mit der Palette verbunden ist und relativ zur Orientierung der Palette (4) verdreht werden kann, wobei die grundsätzliche Ausrichtung der Mitnehmereinheit (24) in Richtung der rotierenden Wendel (1) (Förderrichtung) mit Hilfe mindestens einer Feder oder einem federnden Element (25) fixiert wird.

14. Fördersystem nach Schutzanspruch 1, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich etwa im rechten Winkel zur Transportwendel bzw. Transportstrecke eine Weiche/Abzweigung befinden kann, derart gestaltet, dass sich eine weitere geführte und um sich selbst rotierende Wendel (26) (Nebenstrang) etwa rechtwinklig zum Hauptstrang (1) befindet, ohne diesen zu berühren, und dass die über dem Hauptstrang (1) befindliche Führung (3), in der die Paletten (4) laufen, an der Abzweigung ebenfalls in Richtung des Nebenstrangs (26) geöffnet ist. Weiterhin ist an der Abzweigungsstelle eine Einrichtung vorhanden, welche die drehbare Mitnehmereinheit (24) einer vorbeifahrenden Palette (4) mit Hilfe eines Stößels oder ähnlichen Bauteils (27) derart gegen die durch Federkraft vorgespannte Normalposition verdreht, dass der in Transportrichtung vordere Mitnehmer (28) aus der Wendel des Hauptstrangs (1) seitlich hinaus in die Windung der Wendel des Nebenstrangs(26) eingeführt wird.

15. Fördersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel aus einem federelastischen Draht, insbesondere Runddraht, besteht.