DE2700865C2 - Speicher- und Fördereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicher- und Fördereinheit mit einer aufrecht stehenden, im wesentlichen zylindrischen äußeren Trägerstruktur, mit einer aufrecht stehenden, im wesentlichen zylindrischen inneren

ίο Trägerstruktur, mit mindestens einer schraubenförmigen Führung an der äußeren Trägerstruktur und mindestens einer schraubenförmigen Führung an der inneren Trägerstruktur, wobei die Windungen der beiden Führungen senkrecht aufeinander ausgerichtet

is sind, und mit einer Einrichtung, welche die innere Trägerstruktur senkrecht hin- und herbewegt.

Eine Speicher- und Fördereinheit der vorstehend beschriebenen Art ist aus der US-PS 35 99 782 bekannt. Derartige Einheiten finden in der Industrie Verwendung, um einen Vorrat von Werkstücken zwischen aufeinanderfolgenden Maschinen, die an den Werkstükken Arbeitsvorgänge ausführen, unterzubringen. Die Windungen der stationären Führung sind bei solchen Speicher- und Fördereinheiten an einer stationären äußeren Trägerstruktur angeordnet Die Windungen der senkrecht hin- und herbeweglichen Führung befinden sich unterhalb der Windungen der stationären Führung und sind senkrecht zu diesen ausgerichtet Sie werden von radialen, speichenartigen Teilen getragen, die an einer senkrecht verlaufenden Welle in der Mitte der Trägerstruktur angebracht sind. Die Welle wird in geeigneter Weise in senkrechter Richtung hin- und herbewegt. Die stationäre Führung besteht normalerweise aus zwei Schienen, die teilweise die Unterseite eines vergrößerten Oberabschnitts des Werkstücks unterstützen. Die hin- und herbewegliche Führung ,berührt das schmalere untere Ende des Werkstückes and trägt dieses teilweise. Die zwei Führungen besitzen einen senkrechten Abstand voneinander, der so auf die Größe des Werkstückes abgestimmt ist, daß das Werkstück eine leicht gegenüber der Senkrechten geneigte Haltung einnimmt, wenn es von den beiden Führungen gehalten wird. Wenn somit die Mittelwelle angehoben wird und die untere Führung anhebt, gleitet der größere obere Endabschnitt des Werkstückes entlang der oberen stationären Führung. Der Neigungswinkel wird dabei vergrößert. Wenn die Mittelwelle abgesenkt wird, gleitet der untere Abschnitt des Werkstückes entlang der unteren Führung, bis das Werkstück wieder seinen ursprünglichen Neigungswinkel einnimmt. Bei einem Zyklus einer Hin- und Herbewegung wird auf diese Weise das Werkstück um einen Schritt entlang beider Führungen in der Neigungsrichtung befördert. Das Ausmaß der Hin- und Herbewegung ist verhältnismäßig gering, während die Vorwärtsbewegung des Werkstückes aufgrund des kleinen Neigungswinkels des Werkstückes verhältnismäßig groß ist. Kontinuierliche Hin- und Herbewegungen liefern einen angemessenen Vorrat an Werkstücken und erfüllen so die Anforderungen des zugehörigen Systems. Das geförderte Teil bewegt sich in beiden Richtungen, je nach seiner Neigungsrichtung. Da die Führungen schraubenförmig angeordnet sind, kann somit die Zuführung der Werkstücke entweder nach oben oder nach unten auf einem schraubenförmigen Weg erfolgen.

Wenn die Werkstücke auf beiden Führungen gleiten, wird durch die Reibung zwischen dem Werkstück und

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den Führungen eine Kraft erzeugt deren Vektor parallel zu den beiden Führungen angeordnet ist. Da eine Führung stationär ist, wird die Reaktionskraft von der sich hin- und herbewegenden Führung übernommen, wobei diese Kraft aufgrund der Befestigung der Führung an der Mittelwelle auf die Welle als Torsionskraft übertragen wird. Die Torsionskraft muß klein gehalten werden, wenn der Mechanismus zufriedenstellend arbeiten soll. Die Torsionskraft ist klein, wenn sie von einem einzigen Werkstück erzeugt wird. Wenn abe: die Speicher- und Fördereinheit mit nahezu voller Kapazität arbeitet, kann das Gewicht, welches diese Kräfte erzeugt, tausende von Kilo betragen. Die Größe der auf die Welle einwirkenden Torsionskraft kann dabei beträchtlich werden. Da sich die Welle axial hin- und herbewegen muß, ist es außerordentlich schwierig, denjenigen Kräften entgegenzuwirken, welche die Welle zu drehen suchen. Wenn man die Welle sich auch nur ein wenig drehen läßt, wird diese Bewegung außerordentlich verstärkt. Dies beruht auf der verhältnismäßig großen radialen Entfernung zwischen der Mittelwelle und der Führung. Das Werkstück bewegt sich dann nicht mehr oder nur sehr wenig vorwärts. Viele verschiedene Lösungen sind ausprobiert worden, um diese Torsionskräfte klein zu halten. Keine hat sich jedoch als ausreichend zufriedenstellend erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Speicher- und Fördereinheit der in Rede stehenden Gattung eine Führung für die bewegliche Trägerstruktur zu schaffen, die bei geringen Reaktionskräften fine Drehbewegung sicher verhindert, ohne die freizügige Anordnung der schraubenförmigen Führungen zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe ist bei einer Speicher- und Fördereinheit der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die schraubenförmige Führung der äußeren Trägerstruktur auf deren Außenseite angeordnet ist, daß eine Mehrzahl radial verlaufender Trageklammern, die an der inneren Trägerstruktur angebracht sind und durch die äußere Trägerstruktur hindurchverlaufen, an den Außenenden die zweite schraubenförmige Führung tragen und daß an der einen Trägerstruktur senkrecht verlaufende Führungen und an der anderen Trägerstruktur Führungsrollen angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind somit sowohl die stationäre als auch die vertikal bewegliche Führung um die Außenseite der äußeren Trägerstruktur herum angeordnet. Aufgrund dieser Konstruktionsweise kann der Außenumfang der inneren Trägerstruktur in radialer Richtung verhältnismäßig nahe an den inneren Umfang der äußeren Trägerstruktur herangebracht werden. Die erfindungsgemäß vorgesehenen kollen und deren zugehörigen Führungen können deshalb die Reaktionskräfte aufnehmen, ohne daß eine nennenswerte Auslenkung der Komponenten stattfindet.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die CH-PS 4 20 982 verwiesen, aus der die Führung für die bewegliche Trägerstruktur für sich genommen bereits bekannt ist. Eine Verknüpfung dieses Merkmals mit den weiteren Merkmalen der Erfindung läßt sich aus dieser Veröffentlichung jedoch nicht herleiten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeiet

Fi g. 1 eine schematiche Ansicht einer Speicher- und Fördereinheit;

F i g. 2 einen Schnitt durch die beiden Führungsbah · nen der Speichereinheit, wobei auf diesen ein typisches Werkstück dargestellt ist;

Fig.3 und 4 schematische Ansichten, welche die Vorwärtsbewegung des Werkstückes und die Bewegung der unteren Führungsbahn darstellen;

Fig.5 einen senkrechten Teilschnitt durch die

ίο Speicher-und Fördereinheit;

F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie 6-6 von F i g. 5; und F i g. 7 einen Schnitt gemäß Linie 7-7 von F i g. 6.
In F i g. 1 ist in schematischer Weise eine Speicher- und Fördereinheit dargestellt Sie umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 10, das von vier senkrecht verlaufenden Beinen 12 getragen wird. Um das Gehäuse 10 herum sind zwei schraubenförmige Führungsbahnen 14, 16 gewunden. Eine genauere Darstellung dieser Führungsbahnen findet sich in Fig.2. Ein Antriebsmechanismus, der anhand der Fig.5 beschrieben wird, dient zum senkrechten Hin- und Herbewegen der Führung 16 über einen kleinen Hub. Dadurch werden die Werkstücke nach oben oder unten in den Führungsbahnen bewegt.

Das in Fig.2 dargestellte Werkstück W ist der Hauptabschnitt einer Verbindungsstange eines Verbrennungsmotors. Dieses Werkstück ist typisch für die Art Werkstücke, die von der Speicher- und Fördereinheit gehandhabt werden. Die Verbindungsstange umfaßt einen vergrößerten Kopf 18 an ihrem oberen Ende und einen schmaleren Lagerabschnitt 20 für einen Kolbenbolzen an ihrem unteren Ende. Die Führungsbahn 14 umfaßt zwei schraubenförmige Trageschienen 22, 24, welche den Kopf 18 der Werkstücke, wie in Fig.2 dargestellt, berühren. Diese beiden Trageschienen sind untereinander durch einen Sattel 26 in Form eines umgekehrten U verbunden. Die Schiene 22 ist am Sattel 26 durch ein Abstandsstück 28 und eine Bolzen-Mutter-Verbindung 30 angebracht. Die Schiene 24 wird auf dem Sattel 26 durch ein ähnliches Abstandsstück 29 und eine Bolzen-Mutter-Verbindung 32 gehalten. Durch letztere ist die Führung 14 am Gehäuse 10 befestigt. Der Sattel 26 wird bezüglich des Gehäuses 10 durch ein Abstandsstück 34 positioniert.

Die untere Führungsbahn 16 umfaßt zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungsschienen 36 und Trageschienen 38, die durch Abstandsstücke 42 auf einer Bolzen-Mutter-Verbindung 40 angeordnet sind. Der Bolzen 40 ist an der senkrecht hin- und herbeweglichen

so Anordnung der Trägerstruktur befestigt; die Schienen 36, 38 werden hiervon durch ein Abstandsstück 44 getrennt.

Die Art und Weise wie das Werkstück Wentlang den Führungsbahnen 14, 16 vorwärtsbewegt wird, ist schematisch in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Wenn das Werkstück so auf den Führungen angeordnet ist, daß es in Richtung der Aufwärtsneigung der Führungsbahnen geneigt ist, wie in F i g. 3 dargestellt, läßt das. senkrechte Hin- und Herbewegen der Führungsbahn 16 das Werkstück nach oben entlang den Führungsbahnen wandern. Wenn nämlich die Führungsbahn 16 ein wenig angehoben wird, nimmt das Werkstück W einen größeren Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten ein (die init W bezeichnete Stellung), indem es die Führungsbahn 14 hinaufgleitet. Wenn die Führungsbahn 16 nach unten in ihre ursprüngliche Stellung bewegt wird, gleitet das untere Ende des Werkstückes die Führungsbahn 1 f> hinauf. Dabei nimmt d:is "Vi kstück

seine ursprüngliche Haltung wieder ein und hat sich dabei die Führungsbahn um einen Bewegungsschritt hinaufbewegt. Die in Fig.3 dargestellte Anordnung wird verwendet, wenn die Speichereinheit am unteren Ende der schraubenförmigen Führungsbahnen beschickt wird; sie wird sowohl als Aufzug als auch als Speicher benutzt.

Bei der in Fig.4 dargestellten Anordnung wird das Werkstück IVl auf den Führungen so gehalten, daß es in Abwärtsrichtung geneigt ist. Wenn also die Führungsbahn 16 angehoben wird, nimmt das Werkstück einen größeren Neigungswinkel gegenüber der Senkrechten ein (die mit WY bezeichnete Stellung). Das obere Ende des Werkstückes gleitet auf der Führungsbahn 14 hinab. Wenn danach die Führungsbahn 16 abgesenkt wird, nimmt das Werkstück wieder seine ursprüngliche Haltung ein: sein unteres Ende gleitet die Führungsbahn 16 hinunter. Das Werkstück hat sich dabei um einen Bewegungsschritt nach unten vorwärtsbewegt. Die in Fig.4 dargestellte Anordnung wird verwendet, wenn die Werkstücke von oben in den Speicher eingebracht werden und von unten entnommen werden. Die oberen Kanten der Trageschienen können entsprechend geformt oder behandelt sein, so daß sich eine ausreichend große Reibung zwischen diesen Schienen und den Werkstücken ergibt. Dadurch wird eine Rückwärtsbewegung des unteren Werkstückendes verhindert, wenn die untere Führungsbahn angehoben wird.

Fig.5 zeigt die Bauweise der Speicher- und Fördereinheit. Wie aus dieser Figur zu erkennen ist, sind die aufrechtstehenden Beine 12 kanalförmig ausgebildet und kreisförmig angeordnet, wobei sie einen Abstand von jeweils 90° voneinander besitzen. Sie werden in dieser Stellung durch zwei kanalförmige Kreisringe 46 gehalten, an denen das zylindrische Gehäuse 10 befestigt ist. Auf diese Weise wird eine starre äußere Trägerstruktur gebildet. Die Bolzen 32 und die Abstandsstücke 34 erstrecken sich radial von dem Gehäuse 10 nach außen. In F i g. 5 sind nur zwei Führungssätze 14,16 gezeigt. In Wirklichkeit entspricht die Anzahl der Windungen dieser schraubenförmigen Führungsbahnen den Bedürfnissen des Einzelfalles. Bei der dargestellten Ausführungsform verlaufen die Beine 12 über die volle Höhe der Speichereinheit. Diese Beine können natürlich auch kurz sein, und die zwischen den Ringen 46 verlaufenden Abschnitte können als getrennte Teile ausgebildet sein.

Die innere, senkrecht hin- und herbewegliche Trägerstruktur, an der die unteren Führungsbahnen 16 angebracht sind, umfaßt eine Vielzahl senkrechter Säulen 48. Diese sind in einem Kreis angeordnet und radial zu den Beinen 12 ausgerichtet Die Säulen 48 sind fest an einem oberen und einem unteren Ring 50 mit kanalförmigem Querschnitt befestigt Eine Vielzahl senkrecht verlaufender Säulen 52 ist mit dem jeweils oberen und unteren Ende starr an den Ringen 50 befestigt Die Säulen 52 sind über den Umfang im wesentlichen gleichförmig verteilt An jeder Säule 52 ist an Punkten, die einen senkrechten Abstand voneinander aufweisen, eine Vielzahl von Trageklammern 54 befestigt die radial nach außen durch Schlitze 56 in dem Gehäuse 10 ragen. Vertikal verlaufende Tragestangen 58 sind fest an den äußeren Enden der Trageklammem 54 angebracht Die Bolzen 40, welche die untere Führungsbahn 16 tragen, sind an den Tragestangen 58 befestigt Die Führungsbahnen 16 sind durch Abstandsstücke 44 richtig gegenüber den Tragestangen 58 positioniert.

Die innere Trägerstruktur, die senkrecht hin- und herbeweglich ist und im wesentlichen aus den Säulen 48, 52 und den Ringen 50 besteht, ist an ihrem unteren Ende gelagert. Die entsprechende Lagereinheit umfaßt eine Grundplatte 60 in der Mitte der inneren Trägeranordnung. Diese ist mit zwei Querträgern 62 auf dem unteren Ring 50 angebracht. Eine Verbindungsstange 69 ist an ihrem unteren Ende mit einem Exzenter 66 an einer

ίο Welle 68 verbunden und mit ihrem oberen Ende über ein Kugellager 70 mit einem Lagerträger 72 an der unteren Seite der Grundplatte 60. Die Welle 68 ist in Lagerblöcken 74 gelagert und mit der Ausgangswelle eines Reduktionsgetriebes 76 verbunden, das von einem Motor 78 angetrieben wird. Die Drehung der Welle 68 läßt die innere, kreisförmige Trägerstruktur senkrecht um einen kurzen Weg hin- und herbewegen, der zur Exzentrizität des Exzenters 66 proportional ist.

Die Führung für die innere Trägerstruktur in senkrechter Richtung enthält zwei Führungsblocks 80, die am oberen und unteren Ende von jedem Bein 12 angebracht sind. Wie in F i g. 6 gezeigt, besitzt jeder Führungsblock 80 senkrecht verlaufende parallele Flächen 82 und ist auf der Innenfläche des Beines 12 mit einer Schraube 84 befestigt, die durch einen horizontal verlaufenden, länglichen Schlitz 86 im Bein 12 verläuft. Die gegenüberliegenden ebenen Flächen 82 von jedem Führungsblock 80 werden von Führungsrollen 90 berührt, deren Drehachsen in Blocks 92 an der

μ Innenseite der aufrecht stehenden Säulen 48 eingeschraubt sind. Da die Rollen 90 auf den radial angeordneten Flächen 82 der Führungsblocks 20 abrollen, verhindern sie, daß die Säulen 48 und die daran befestigten Teile in Umfangsrichtung relativ zu den Beinen 12 und den daran befestigten Teilen ausgelenkt werden. Rollen 94 sind über Blocks % am oberen und unteren Ende von jeder Säule 48 angebracht. Wie in F i g. 6 dargestellt, verlaufen die Achsen der Rollen 90 senkrecht zu den Achsen der Rollen 94. Am oberen und unteren Ende der Beine 12 sind außerdem Winkelklammern 98 angebracht, von denen jede die Grundplatte 100 eines einstellbaren Führungsblocks 102 trägt Jeder Fühningsblock 102 ist waagerecht in radialer Richtung durch Halter 104 geführt Jede Rolle 94 rollt auf der senkrecht verlaufenden Fläche 106 am radial inneren Ende eines Führungsblocks 102 ab. Eine Schraube 108, die durch eine nach oben verlaufende Klammer 110 am äußeren Ende der Grundplatte 100 geschraubt ist, liegt gegen die innere Endfläche 112 des Führungsblocks 102

so an.

Durch Einstellung der Führungsblocks 80, 102 kann der gesamte, sich hin- und herbewegende Teil der Speichereinheit so angebracht werden, daß eine genaue senkrechte Ausrichtung der Führungsbahnen 14, 16 aufeinander sichergestellt ist Die seitliche (Umfangs-) Stellung der Führungsblocks 80 kann verändert werden, indem die Schrauben 84 gelöst und gleichzeitig der radiale Führungsblock 102 von einer oder beiden Führungen eingestellt wird, die sich auf derselben Höhe wie der einzustellende Führungsblock 80 und in einem Abstand von 90° von diesem befinden. Nachdem alle schraubenförmigen Führungsbahnen durch Einstellung der Führungsblocks 80 und 102 ausgerichtet sind, werden die Bolzen, welche die Führungen an ihren entsprechenden Trägern befestigen, angezogen, wodurch die Einstellung der Maschine dauerhaft fixiert wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Einheit ist keine

Mittelwelle vorhanden, wie dies bei bekannten Vorrichtungen dieser Art der Fall ist. Die verhältnismäßig großen Torsionskräfte, die durch das Gleiten der Werkstücke in den entsprechenden Führungen erzeugt werden, werden durch die Rollen 90, 94 aufgenommen. Diese befinden sich in verhältnismäßig großer radialer Entfernung von der Mittelachse der Speichereinheit. Beispielsweise sind die Rollen 90, 94 und die aktiven Flächen der Führungsblocks 80, 102 radial im Bereich der Innenenden der Trageklammern 54 angebracht. Der Radius des Kreises, der durch die Stangen 52 gebildet

wird, ist über fünfmal größer als die Länge der Trageklammern 54. Diese Bauweise fängt daher wirksam die erzeugten Torsionskräfte ab, auch wenn die Speichereinheit einen verhältnismäßig großen Durchmesser besitzt. Die Rollen sind im wesentlichen im Ringraum zwischen der äußeren, stationären Trägerstruktur und der inneren, senkrecht hin- und herbeweglichen Trägerstruktur angeordnet. Da dieser Raum nur geringe radiale Ausdehnung besitzt, können die Rollen und Führungen die Reaktionskräfte ohne nennenswerte Auslenkung irgendwelcher Komponenten abfangen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

27 OO 865 Patentansprüche:

1. Speicher- und Fördereinheit mit einer aufrecht stehenden, im wesentlichen zylindrischen äußeren Trägerstruktur, mit einer aufrecht stehenden, im wesentlichen zylindrischen inneren Trägerstruktur, mit mindestens einer schraubenförmigen Führungsbahn an der äußeren Trägerstruktur und mindestens einer schraubenförmigen Führungsbahn an der inneren Trägerstruktur, wobei die Windungen der beiden Führungsbahnen senkrecht aufeinander ausgerichtet sind, und mit einer Einrichtung welche die innere Trägerstruktur senkrecht hin- und herbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Führungsbahn (14) der äußeren Trägerstruktur (10, 12, 46) auf deren Außenseite angeordnet ist, daß eine Mehrzahl radial verlaufender Trageklammern (54), die an der inneren Trägerstruktur (48, 50, 52) angebracht sind und durch die äußere Trägerstruktur (10, 12, 46) hindurchverlaufen, an den Außenenden die zweite schraubenförmige Führungsbahn (16) tragen und daß an der einen Trägerstruktur Führungsblocks (80,102) und an der anderen Trägerstruktur Führungsrollen (90, 94) radial angeordnet sind.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Führungsrollen (90) auf Achsen gelagert ist, die radial zu den Trägerstrukturen (48, 50, 52; 10, 12, 46) verlaufen, während der andere Teil der Führungsrollen (94) auf Achsen gelagert ist, die hierzu tangential verlaufen.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsblocks (80, 102) und die Führungsrollen (90, 94) im wesentlichen in dem Ringraum zwischen der inneren Trägerstruktur (48, 50, 52) und der äußeren Trägerstruktur (10, 12, 46) angebracht sind.

4. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsblocks (80,102) und die Führungsrollen (90,94) in Umfangsrichtung um die Trägerstrukturen (48,50, 52; 10, 12, 46) herum verteilt und an deren oberem und unterem Ende angeordnet sind.

5. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsblocks (80,102) oder Führungsrollen (90,94) an einer der Trägerstrukturen einstellbar angeordnet sind.

6. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Trägerstruktur jeweils mindestens drei senkrecht verlaufende Säulen (12, 48, 52) enthält, wobei die Säulen der äußeren Trägerstruktur radial in bezug auf die Säulen der inneren Trägerstruktur ausgerichtet sind und die Führungsblocks (80, 102) und die Führungsrollen (90, 94) an diesen Säulen befestigt sind.

7. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Trägerstruktur ein starres zylinderförmiges Gehäuse (10) umfaßt und daß sich die Trageklammern (54) durch senkrecht geschlitzte Abschnitte dieses Gehäuses (10) erstrecken.

8. Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen dem Außenumfang der inneren Trägerstruktur (48, 50, 52) und den Führungsbahnen (14, 16) verglichen mit dem Radius der inneren Trägerstruktur (48,50,52) klein ist