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Die Erfindung betrifft ein System zum Handhaben von ringförmigen Gütern, insbesondere von Spaltbandringen, und eine hierbei verwendete Handhabungsvorrichtung.
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Spaltbandringe sind zu Coils aufgerollte, flache Metallbänder. Es ist bekannt, Spaltbandringe mit einem Bindeband zu umbinden, um für Transport und Handhabung sicherzustellen, dass die Ringe fest zusammengehalten werden und sich weder abrollen noch in Axialrichtung auseinander fallen.
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Generell sind Spaltbandringe aufgrund des hohen Gewichts schwer zu handhaben. Vor der Umbindung erschwert zudem die Neigung zum Abrollen bzw. zum axialen Auseinanderfallen die Handhabung.
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Von der Anmelderin sind verschiedene Handhabungsvorrichtungen bekannt geworden, die die Handhabung erleichtern.
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In der
DE 20 2010 008 450 ist ein Handhabungsgerät beschrieben mit einem Tragrahmen, der bspw. zum Anhängen an einen Kran dienen kann, und einer Lastaufnahmeeinheit zum Anbringen an den Spaltbandring. Die Lastaufnahmeeinheit ist am Tragrahmen um eine Drehachse drehbar gelagert und weist eine Spreizvorrichtung zum Fixieren und eine Haltevorrichtung zum Befestigen der Spaltbandringe auf.
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In der
EP 2 426 055 ist beschrieben, wie mit einem Handhabungsgerät mit Tragrahmen und drehbarer Lastaufnahme ein Spaltbandring aufgenommen werden kann. Eine Bindevorrichtung umfasst eine Bindestation mit mehreren Bindeköpfen, zu der ein aufgenommener Spaltbandring mittels eines Krans transportiert wird.
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Es kann als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein System zum Handhaben von ringförmigen Gütern und eine Handhabungsvorrichtung vorzuschlagen, mit denen eine besonders effiziente Bearbeitung ermöglicht wird.
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Dies wird gelöst durch ein System nach Anspruch 1 und eine Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 24. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße System zum Handhaben von ringförmigen Gütern umfasst mindestens eine Halterung, eine Bindestation und eine Handhabungsvorrichtung, die schienengeführt zwischen der Halterung und der Bindestation beweglich ist.
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Die Halterung ermöglicht die Aufnahme von Ringen in senkrechter Ausrichtung. Hierfür weist sie einen mindestens im Wesentlichen waagerecht ausgerichteten Haltearm auf, der in die innere Öffnung der Ringe eingreifen kann. Bevorzugt können mehrere Ringe an einem Haltearm aufgenommen werden. Weiter bevorzugt kann die Halterung als Drehkreuz mit mehreren Haltearmen ausgebildet sein.
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Die Bindestation ist zum Binden eines Rings in waagerechter Ausrichtung ausgerüstet. Insbesondere kann der Ring in waagerechter Lage aufgelegt und mit mindestens einem Band, bevorzugt mit mehreren Bändern gebunden werden, die durch die innere Öffnung des Rings hindurch diesen umgreifen. Insbesondere kann die Bindestation einen Bindetisch aufweisen, auf dem ein Ring in waagerechter Position aufgesetzt werden kann. Bevorzugt kann der Tisch eine Drehscheibe aufweisen, mit der der Ring um eine senkrechte Achse gedreht werden kann. Mit einer Bindevorrichtung können an verschiedenen Positionen Bindungen angebracht werden. Hierfür kann eine Bindebandzuführung vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung ist entlang mindestens einer Schiene, bevorzugt mittels einem Paar von Schienen beweglich. Die Schienen erstrecken sich dabei mindestens zwischen der Halterung und der Bindestation. Bevorzugt erstreckt sich die Schienenführung weiter, insbesondere von der Bindestation zu weiteren Verarbeitungsstationen, insbesondere Ablagetischen, die bspw. als Scherenhubtische ausgebildet sein können. Bevorzugt ist eine paarweise Schienenverbindung, bei der der Haltearm und/oder die Bindestation zwischen den Schienen angeordnet ist.
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Die Handhabungsvorrichtung weist eine Aufnahme für einen Ring auf. Mittels der Aufnahme kann der Ring an der Halterung aufgenommen und zur Bindestation transportiert werden. Die Aufnahme ist dabei an der Handhabungsvorrichtung um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet. Somit ist es möglich, den Ring in der senkrechten Lage aufzunehmen, in die waagerechte Lage zu verschwenken und in dieser Lage der Bindestation zuzuführen. Zum Verschwenken ist bevorzugt ein Schwenkantrieb vorgesehen, bspw. in Form eines oder mehrerer Elektromotoren, Pneumatik- oder Hydraulikzylinder.
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Mit dem erfindungsgemäßen System kann eine besonders einfache, effiziente und gleichzeitig sichere Handhabung erreicht werden. Durch die schwenkbare Aufnahme ist eine stets lagerichtige Behandlung eines Rings möglich. Die Schienenführung ermöglicht einen einfachen Aufbau und eine einfache Handhabung, insbesondere vereinfacht gegenüber der Verwendung eines Krans.
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Während eine Verschiebung in der Schienenführung auch manuell erfolgen kann, ist ein Antrieb zum Verfahren der Handhabungsvorrichtung in der Schienenführung bevorzugt. Somit wird ein automatischer Transport des Rings ermöglicht. Der Verfahrantrieb kann bevorzugt einen oder mehrere Elektromotoren umfassen, in der bevorzugten Ausführung vier Servo-Elektromotoren. Mit diesen können bspw. Räder angetrieben werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Handhabungsvorrichtung auch eine Hubeinrichtung, mit der die Aufnahme in der Höhe verstellt werden kann. Die Hubeinrichtung kann bspw. mittels eines oder mehrerer Elektromotoren, Pneumatik- oder Hydraulikzylinder betrieben werden. Besonders bevorzugt ist ein Spindeltrieb. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Aufnahme durch beidseitig angeordnete Spindeltriebe in der Höhe eingestellt werden.
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Ein besonders bevorzugter Aufbau der Handhabungsvorrichtung umfasst einen Rahmen, der zwei seitliche Stützen aufweist, an denen jeweils Schienenführungen vorgesehen sind. Die Schienenführungen können dann insbesondere in paarweise angeordnete Schienen eingreifen. An den Stützen kann die schwenkbare Aufnahme befestigt werden.
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Die Aufnahme kann verschiedene Haltemittel zum Festhalten eines Rings aufweisen. Insbesondere sind mechanische, magnetische und/oder pneumatische Haltemittel bevorzugt. Besonders bevorzugt ist eine Kombination von zwei unterschiedlichen Haltemitteln, bspw. zusätzlich zu einer mechanischen Halterung entweder eine magnetische oder pneumatische Halterung.
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Als mechanisches Haltemittel kann eine Mehrzahl von radial verstellbaren Greifelementen vorgesehen sein, die zum Eingriff mit der Innen- und/oder Außenseite des Rings ausgebildet sind. Bspw. können zwei gegenüberliegende Greifelemente vorgesehen sein, oder drei oder mehr Greifelemente über den Umfang verteilt. Die Greifelemente können an der Außenseite, d. h. am äußeren Umfang des Rings oder an der Innenseite, d. h. am Umfang der inneren Ringöffnung an diesen gepresst werden und so eine reibschlüssige Aufnahme bilden, oder den Ring auch umgreifen und so eine formschlüssige Aufnahme bilden. Schließlich ist es auch möglich, als mechanisches Haltemittel sowohl Greifelemente vorzusehen, die den Ring von Außen halten als auch solche, die den Ring von Innen halten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Greifelemente radial in einer Führung verstellbar. Insbesondere können die Greifelemente rollengelagert in radialer Richtung verschoben werden. Weiter bevorzugt sind Greifelemente mit länglichem Schaft, die jeweils einen quer zu ihrer Längsrichtung hervorstehendes Krallenelement zur Aufnahme des Rings aufweisen. Wie nachfolgend im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen erläutert wird, können die Schäfte der Greifelemente stabförmig ausgebildet sein und am äußeren Ende ein Krallenelement aufweisen.
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Die Greifelemente können auf verschiedene Weise verstellbar sein, bspw. mittels jeweils separater Antriebe, bspw. durch einzelne Elektromotoren, Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, etc. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Halteelemente mittels eines Verstellelementes gemeinsam verstellbar sein. Hierdurch kann bei geeigneter Auslegung insbesondere eine gleichmäßige Verstellung erreicht werden, so dass sich eine automatische Zentrierung des Rings an der Aufnahme ergeben kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Verstellelement zur gemeinsamen Verstellung der Greifelemente ringförmig und gegenüber der Aufnahme drehbar angeordnet. Die Greifelemente können bspw. mittels einer Kulissenführung mittels des Verstellelementes verstellbar sein.
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Magnetische Haltemittel können insbesondere schaltbare Magnetelemente aufweisen. Schaltbare Magnetelemente können realisiert sein bspw. durch Elektromagnete oder durch eine mechanische Verstellung von Permanentmagnetelmenten.
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Pneumatische Haltemittel können eine oder mehrere Saugöffnungen zum pneumatischen Ansaugen eines Rings aufweisen. Besonders bevorzugt kann eine Ansaugscheibe mit einer Mehrzahl von Saugöffnungen vorgesehen sein. Die Saugöffnungen können bspw. schlitzförmig ausgebildet sein. Weiter bevorzugt können an den Saugöffnungen flexible Dichtelemente vorgesehen sein, bspw. aus Moosgummi.
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Das erfindungsgemäße System kann neben einer Bindestation noch weitere Bindestationen umfassen. In diesem Fall ist eine Schienenverbindung zwischen der Halterung und den weiteren Bindestationen bevorzugt. Es können auch mehrere schienengeführte Handhabungsvorrichtungen vorgesehen sein, die insbesondere auch entlang derselben Schiene verfahrbar angeordnet sein können.
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Ein separater Aspekt der Erfindung betrifft die oben bereits erwähnte Handhabungsvorrichtung für ringförmige Güter. Diese weist eine Aufnahme für Ringe auf, wobei die Aufnahme eine Mehrzahl radial verstellbarer Greifelemente zum Eingriff mit der Innen- und/oder Außenseite eines Rings aufweist. Die Greifelemente sind gemäß diesem Aspekt der Erfindung gemeinsam geführt in einer Kulissenführung eines drehbaren, ringförmigen Verstellelementes.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein System zur Handhabung von Spaltbandringen;
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2 in Frontansicht eine Handhabungsvorrichtung des Systems aus 1;
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3 in Seitenansicht die Handhabungsvorrichtung aus 2;
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4, 5 Vorder- und Rückseite einer Aufnahme der Handhabungsvorrichtung aus 2 und 3;
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6 in einer teilweise schematischen Schnitt-Darstellung die Verstellung eines Greifelementes der Aufnahme aus 4, 5.
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1 zeigt in Draufsicht ein System zur Handhabung von Spaltbandringen mit einer als Drehkreuz 10 ausgebildeten Halterung für Ringe 12, einer Bindestation 14 und einer Ablagestation 16, im dargestellten Beispiel gebildet durch einen als Scherenhubtisch ausgebildeten Ablagetisch 18. Zwischen den Stationen kann sich eine Handhabungsvorrichtung 20 entlang eines Schienenpaares 22 bewegen.
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Das Drehkreuz 10 umfasst vier winklig zueinander angeordnete Haltearme 24, auf die jeweils die Ringe 12 so aufgesteckt sind, dass die Haltearme 24 in deren mittlere Öffnung eingreifen. Auf jeden Haltearm 24 können mehrere Ringe 12 hintereinander aufgesteckt werden. Die Ringe 12, die sich auf dem jeweils nach vorne, d. h. in Richtung der Schienen 22 weisenden Haltearm 24 befinden, können durch die Handhabungsvorrichtung 20 zur weiteren Verarbeitung, wie nachfolgend beschrieben, entnommen werden. Währenddessen können aus der laufenden Produktion weitere Ringe an den übrigen Haltearmen aufgesteckt werden. Sind alle Ringe 12 aus der vorderen Position entnommen, wird das Drehkreuz gedreht, so dass dann weitere Ringe 12 von einem anderen Haltearm 24 in die vordere Position gelangen.
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Die Handhabungsvorrichtung 20 kann sich geführt in den Schienen 22 entlang deren Erstreckung bewegen. Hierfür weist es beidseitige Schienenführungen 26 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Schienen 22 um Rundschienen, d. h. Rundstangen, auf denen spezielle Rollen der Schienenführungen 26 laufen.
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Zum Antrieb umfasst die Handhabungsvorrichtung 20 in ihren Schienenführungen jeweils Servo-Elektromotoren (nicht dargestellt), die jeweils ein Rad 27 (s. 2/3) antreiben. Hiermit kann die Handhabungsvorrichtung 20 automatisch entlang der Schienen 22 verfahren werden.
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Der Aufbau der Handhabungsvorrichtung 20 ist aus den Darstellungen 2, 3 genauer ersichtlich. Sie umfasst einen Rahmen, der aus zwei seitlichen Stützen 28 und einer Verbindungsstrebe 30 gebildet ist, die sich oben zwischen den Stützen 28 erstreckt.
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An den Stützen 28 ist schwenkbar eine Aufnahmevorrichtung 32 angebracht. Mittels Hydraulik- oder Pneumatikzylindern 34, die an Scheiben 36 angelenkt sind, kann die Aufnahmevorrichtung 32 um eine horizontale Achse verschwenkt werden. Eine Hubeinrichtung 35 ist gebildet durch zwei beidseits der Aufnahmevorrichtung 32 angeordnete, mittels elektrischer Servormotoren betriebene Spindeltriebe, so dass die Aufnahmevorrichtung 32 in ihrer Höhe gegenüber dem Rahmen automatisch verfahren werden kann.
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Mit der Aufnahmevorrichtung 32 kann ein Ring 12 aufgenommen werden. Dabei weist die Aufnahmevorrichtung 32 eine mittlere Öffnung 38 auf, so dass die Aufnahmevorrichtung 32 in senkrechter Ausrichtung auf einen Haltearm 24 des Drehkreuzes 10 aufgeschoben werden kann, bis sie an einem dort gelagerten Ring 12 anliegt, wobei dann der Haltearm 24 durch die mittlere Öffnung 38 der Aufnahme 32 hindurchragt.
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Die Aufnahme 32 ist dazu ausgebildet, einen Ring 12 wie in 3 gezeigt zu halten. Hierzu sind an der Aufnahme 32 je nach Ausführung verschiedene Haltemittel vorgesehen.
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In der dargestellten bevorzugten Ausführung umfasst dies einerseits mechanische Haltemittel in Form von Greifelementen 40 und andererseits pneumatische Haltemittel in Form einer Ansaugscheibe 42, deren Anordnung und Funktion nachfolgend näher erläutert werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) können zusätzlich oder alternativ zu der Saugscheibe 42 magnetische Haltemittel in Form von schaltbaren Magnetelementen vorgesehen sein.
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Durch die jeweiligen Haltemittel kann die Aufnahme 32 einen Ring 12 wie in 3 gezeigt aufnehmen, so dass dieser durch Verfahren der Handhabungsvorrichtung 20 transportiert und durch Verschwenken der Aufnahme 12 zwischen eine senkrechten und waagerechten Ausrichtung verschwenkt werden kann. Somit ist keine manuelle Handhabung der Ringe 12 notwendig.
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Mittels des dargestellten Systems können die am Drehkreuz 10 bereitgehaltenen Ringe 12 nacheinander durch die Handhabungsvorrichtung 20 aufgenommen und zur Bindestation 14 transportiert werden. Dort erfolgt eine Bindung der Ringe auf einem Bindetisch 44, auf dem die Ringe 12 in waagerechter Lage auf eine dort vorgesehene Drehscheibe 46 aufgelegt werden. Durch eine Bindebandzuführung 48 wird ein Bindeband durch das Innere des Rings hindurch und um seinen Umfang herum geführt, danach festgezogen und schließlich fixiert. Durch Drehung der Drehscheibe 46 können mit nur einer Bandzuführung 48 über den Umfang des Rings verteilt mehrere Bindungen angebracht werden.
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Der so gebundene Ring kann schließlich mittels der Handhabungsvorrichtung 20 wieder aufgenommen werden. Hierfür verfährt die Handhabungsvorrichtung 20 mit der Aufnahme 32 über den Bindetisch 44 und nimmt den gebundenen Ring 12 auf. Dieser kann dann durch weiteres Verfahren der Handhabungsvorrichtung 20 entlang der Schienen 22 zur weiteren Verarbeitung transportiert werden, insbesondere auf dem Scherenhubtisch 18 abgelegt werden.
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In 4, 5 sind Vorder- und Rückseite der Aufnahme 32 mit den daran vorgesehenen mechanischen und pneumatischen Haltemitteln dargestellt.
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Die Aufnahme 32 verfügt über eine Trägerstruktur 50, an der die Ansaugscheibe 42 befestigt ist. An der Trägerstruktur 50 sind auch die radial verstellbaren Greifelemente 40 mit einem gemeinsamen Antriebsmechanismus hierfür vorgesehen.
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Die Ansaugscheibe 42 weist wie in 5 dargestellt schlitzförmige Ansaugöffnungen 52 auf. Entlang der schlitzförmigen Öffnungen 52 sind Dichtungselemente aus flexiblem Material bspw. Moosgummi angebracht, so dass ein auf die Saugscheibe 42 aufgesetzter Ring 12 wie in 6 dargestellt angesaugt werden kann. Die schlitzförmigen Saugöffnungen 52 verlaufen dabei in Kreisabschnitten. Zwischen den Kreisabschnitten sind die Öffnungen unterbrochen, dass auch bspw. ein Ring mit angebrachter Bindung aufgenommen werden kann, wenn das Bindeband entlang der unterbrochenen Bereiche verläuft.
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Die Kreisabschnitte weisen unterschiedliche Durchmesser auf, so dass Ringe 12 von unterschiedlichen Durchmessern aufgenommen werden können, indem die Saugöffnungen 52 einzeln oder bereichsweise jeweils geeignet aktiviert bzw. deaktiviert werden.
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Wie in 6 schematisch gezeigt, kann so ein auf die Saugscheibe 42 aufgesetzter Ring 12 angesaugt und somit an der Aufnahme 32 gehalten werden.
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Als mechanisches Haltemittel verfügt die Aufnahme 32 über die Greifelemente 40 die über den Umfang verteilt angeordnet sind. Während im gezeigten Beispiel drei um je etwa 120 Grad versetzte Greifelemente 40 dargestellt sind, können auch bspw. zwei gegenüberliegende Greifelemente 40 (nicht dargestellt) oder vier, fünf oder mehr Greifelemente jeweils gleichmäßig verteilt vorgesehen sein.
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Die Greifelemente 40 verfügen wie insbesondere aus 6 ersichtlich über einen länglichen Schaft 54, an dessen Ende eine Kralle 56 vorgesehen ist. Die Kralle 56 umgreift wie in 6 gezeigt den Ring 12 und legt sich an dessen äußeren Umfang an. Der Ring 12 kann so bspw. reibschlüssig gehalten werden durch eine Beaufschlagung des Greifelements 40 radial nach innen, so dass die Krallen 56 den Ring 12 zwischen sich einklemmen. Alternativ (nicht dargestellt) kann die Kralle 56 den Ring 12 auch umgreifen und somit formschlüssig aufnehmen.
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Die Verstellung der Greifelemente 40 in radialer Richtung erfolgt mittels einer Kulissenführung. Hierzu ist wie in 4 dargestellt ein Führungsring 60 vorgesehen mit drei Kulissenschlitzen 62 in denen jeweils Nocken 64 der Greifelemente 40 geführt sind. Ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 66 ist zwischen der Trägerstruktur 50 und dem Kulissenring 60 vorgesehen. Mittels des Zylinders 66 kann der Kulissenring 60 gedreht werden, so dass durch die Kulissenführung der Nocken 64 innerhalb der Schlitze 62 die jeweils in Rollenführungen (nicht dargestellt) radial verschieblichen Greifelemente 40 radial verschoben werden.
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Die Kulissenschlitze 42 sind dabei so geformt, dass die beim Ausfahren des Zylinders 66 resultierende Drehung des Kulissenrings 60 die Greifelemente 40 jeweils radial nach innen beaufschlagt, so dass, wie in 6 schematisch gezeigt, der Ring 12 durch die Greifelemente 40 ergriffen wird.
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Auf diese Weise, verbunden mit der Ansaugwirkung der Ansaugscheibe 42, kann die Aufnahme 32 die Ringe 12 aufnehmen und sicher halten. Die Aufnahme ist auch für Ringe verschiedener Dicke und verschiedenen Durchmessers geeignet. Gegebenfalls können die Greifelemente 40 gegen Greifelemente verschiedener Schaftlänge ausgewechselt werden.
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Während in der in den Figuren gezeigten Ausführung Greifelemente 40 dazu ausgebildet sind, einen Ring 12 von Außen zu greifen, können die Greifelemente 40 wie in 4, 5 gestrichelt dargestellt auch so angebracht werden, dass sie einen Ring von Innen greifen. Hierzu werden die Greifelemente 40 radial anders herum eingesetzt, so dass die Krallen 56 innen angeordnet sind. So kann ein Ring 12 mittels der an den Greifelementen 40 angeordneten Krallen 56 an seinem inneren Umfang ergriffen werden. Mittels der Kulissenführung können die Greifelemente 40 radial nach Außen beaufschlagt werden um so eine Haltekraft zu erzeugen. Dabei verbleibt stets die innere Öffnung 38 frei, so dass die Aufnahme des Rings 12 auf dem Haltearm 24 der Aufnahme weiter ermöglicht ist. Auch eine solche innere Aufnahme kann mittels zwei einander gegenüber angeordneten Greifelementen 40 oder mit drei, vier oder mehr Greifelementen 40 erfolgen, die über den Umfang verteilt sind.
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Insgesamt ermöglicht das beschriebene System eine äußerst effiziente und gleichzeitig sichere Handhabung von Spaltbandringen 12. Dabei ist das in 1 gezeigte einfache System mit einer Halterung 10, einer Handhabungsvorrichtung 20, einer Bindestation 14 und einer Ablage 16 beliebig erweiterbar. Bspw. können mehrere Handhabungsvorrichtungen 20 auf den Schienen 22 vorgesehen sein, es können mehrere Bindetische 44 zwischen den Schienen 22 angeordnet sein, und schließlich kann auch die Ablagestation 16 mit bspw. mehreren Tischen 18 ausgerüstet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010008450 [0005]
- EP 2426055 [0006]
