DE3330019C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Einrichtungen zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen, die auch kurz als Teilepuffer bezeichnet werden, werden bei voll- oder halbautomatisch arbeitenden Betriebs­ mitteln dann eingesetzt, wenn im Ablauf des Teileflusses der Taktrhythmus verschiedener Operationen entkoppelt werden soll. Dabei wurden für verschiedene Teilegeometrien verschiedene, meist teilespezifische Einrichtungen ent­ wickelt. Mit der zunehmenden Forderung nach flexiblen Fertigungseinrichtungen, die insbesondere im Bereich der Montage erhoben wird, werden immer häufiger Einrichtungen zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen be­ nötigt, die verschiedene Teilegeometrien aufnehmen können.

Aus der DE-AS 24 07 847 ist eine Einrichtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen bekannt, mit

• - einer Zuführeinrichtung, welche die Teile gegen einen endseitig angeordneten Anschlag fördert,
• - einer Entnahmeposition für die Teile, welche durch den Anschlag und eine seitliche Führung definiert ist, und mit
• - einer vor der Entnahmeposition auf der Zuführeinrichtung gebildeten Pufferzone für die Teile.

Derartige Einrichtungen, die auch kurz als Bandpuffer be­ zeichnet werden, sind die bekanntesten Vertreter der linear orientierten Teilepuffer. Als Zuführeinrichtung wird bei diesen Bandpuffern ein Bandförderer mit einem Rutschband verwendet, welches die Teile gegen einen endseitig ange­ ordneten Anschlag fördert. Dieser Anschlag und zwei als Seitenwände ausgebildete seitliche Führungen definieren die Entnahmeposition, in welcher jeweils ein Teil für die maschinelle Zubringung zu einer nachgeordneten Fertigungs­ einrichtung bereitgehalten wird. Die Teile werden mit einer Staukraft S=n×G×µ gegen den Anschlag gedrückt, wobei mit n die Anzahl der in der Entnahmeposition und der davorliegenden Pufferzone vorhandenen Teile bezeichnet ist, wobei G das Gewicht eines Teiles ist und wobei mit µ die Gleitreibungszahl zwischen dem Rutschband und einem Teil bezeichnet ist. Bei größeren Staulängen in der Puffer­ zone kann es zum Herausdrücken bzw. Herauswölben der Teile­ kette kommen, so daß meist noch ein zusätzlicher Nieder­ halter erforderlich ist. Dieser muß jedoch ebenso wie die beiden seitlichen Führungen teilespezifisch eingestellt werden, d. h., im Falle eines Loswechsels ist stets eine Umrüstung erforderlich.

Aus der DE-Z "Deutsche Hebe- und Fördertechnik", April 1961, Seiten 43 bis 46 sind Einrichtungen zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen der eingangs ge­ nannten Art bekannt, die im Unterschied zu den vorstehend geschilderten Bandpuffern Zuführeinrichtungen in Form von Rutschen aufweisen. Auch bei derartigen Rutschen als Zu­ führeinrichtungen kann es bei größeren Staulängen in der Pufferzone zum Herausdrücken bzw. Herauswölben der Teile­ kette kommen, so daß auch hier teilespezifisch eingestell­ te Niederhalter erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen zu schaffen, welche ohne Umrüstung verschiedene Teilegeome­ trien aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird also als Zu­ führeinrichtung eine Rutsche verwendet, deren Gleitebene aus zwei oder mehreren, im Abstand zueinander angeordneten und sich in Förderrichtung erstreckenden Drehstäben be­ steht. Eine seitliche Führung ist ebenfalls durch minde­ stens einen weiteren, sich in Förderrichtung erstreckenden Drehstab gebildet. Die Drehstäbe der Gleitebene werden dann so angetrieben, daß die darauf angeordneten Teile durch die auf der Gleitreibung beruhenden tangentialen Reibungskräfte gegen die seitliche Führung gedrückt wer­ den. Damit ist dann aber nur noch eine einzige seitliche Führung erforderlich, so daß die Einrichtung auch ohne Umrüstung verschiedene Teilegeometrien aufnehmen kann. Andererseits wird durch die Drehung der Drehstäbe der Gleitebene die in der Förderrichtung wirkende Haftreibung zwischen den Teilen und der Gleitebene völlig aufgehoben, so daß die Teile schon bei äußerst geringen Neigungswinkeln der Gleitebene wie auf einem Luftkissen gelagert in Richtung Anschlag rutschen. Die in Transportrichtung wirkende Haftreibung zwischen den Teilen und der seitlichen Führung wird dabei durch eine entsprechende Drehung des weiteren Drehstabes oder der weiteren Drehstäbe ebenfalls völlig aufgehoben. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die Teile mit einer Staukraft S=n×G×sin β gegen den Anschlag gedrückt, wobei mit n die Anzahl der in der Ent­ nahmeposition und der davorliegenden Pufferzone vorhandenen Teile bezeichnet ist, wobei G das Gewicht eines Teiles ist und wobei mit β der Neigungswinkel der Gleitebene bezeich­ net ist. Durch die Wahl kleiner Neigungswinkel β können dann auch bei größerem Gewicht der Teile oder bei längeren Pufferzonen die Staukräfte S klein gehalten werden. Eine genaue Entnahmeposition ergibt sich ohne zusätzliche Maß­ nahmen durch das Anschlagen der Teile gegen drei zuein­ ander senkrechte Ebenen, wobei diese Ebenen durch den Anschlag, die Gleitebene und die seitliche Führung gebil­ det sind. Gegenüber den bekannten Bandpuffern zeichnet sich die erfindungsgemäße Einrichtung insbesondere durch eine höhere Flexibilität und durch geringere Staukräfte aus. Als weitere Vorteile sind der geringere bauliche Auf­ wand und der geringere Energieverbrauch zu nennen. Durch die Anwendung dünner und harter Drehstäbe kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Reibleistung äußerst gering gehalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehrichtung des Drehstabes der seitlichen Führung der Drehrichtung der Drehstäbe der Gleitebene entgegengesetzt. Die gegen die seitliche Führung gedrückten Teile werden dann durch die Drehung des Drehstabes der seitlichen Führung bzw. die entsprechenden Reibungskräfte zusätzlich gegen die Gleitebene gedrückt. Insgesamt gesehen ergibt sich damit eine Komponente der auf die Teile einwirkenden Reibungskräfte, welche die Teile in den Eckbereich zwischen Gleitebene und seitlicher Führung drückt und da­ mit eine besonders exakte Führung der Teile bewirkt.

Weiterhin hat es sich bei Versuchen als besonders günstig herausgestellt, wenn der Neigungswinkel der Gleitebene im Bereich zwischen 1° und 10° liegt.

Zur weiteren Verringerung des baulichen Aufwandes ist vor­ gesehen, daß jeder Drehstab in mindestens zwei an gegen­ überliegenden Enden angeordneten Lagern drehbar gelagert ist. Bei größeren Gewichten der Teile oder bei entsprech­ ender Länge der Pufferzone ist dann zwischen den endseiti­ gen Lagern mindestens ein Stützlager angeordnet, welches den Drehstab nur teilweise umschließt. Die Drehstäbe liegen dann in der Gleitebene und in der Ebene der seitlichen Führung frei, so daß die Gleitbewegung der Teile durch die Stützlager nicht behindert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist allen Drehstäben ein gemeinsamer Antrieb zu­ geordnet. Damit kann der für den Antrieb der Drehstäbe er­ forderliche Aufwand besonders gering gehalten werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in stark vereinfachter schematischer Darstellung

Fig. 1 und 2 eine Einrichtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen im Querschnitt bzw. in der Seitenansicht,

Fig. 3 die endseitige Lagerung der Drehstäbe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung,

Fig. 4 die Ausgestaltung der zwischen den endseitigen Lagern angeordneten Stützlager der Drehstäbe und

Fig. 5 den Antrieb der Drehstäbe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Wirkungsprinzip einer Ein­ richtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von mit T bezeichneten Teilen. Als Zuführeinrichtung für die Teile T dient eine insgesamt mit R bezeichnete Rutsche, welche die Teile T in Förderrichtung F gegen einen endseitig angeordneten Anschlag A fördert. Die Rutsche R besitzt eine Gleitebene G und eine seitliche Führung SF, wobei die entsprechenden Ebenen in dem Querschnitt der Fig. 1 jeweils durch strichpunktierte Linien angedeutet sind. Die mit einem Neigungswinkel β zur Horizontalen geneigte Gleitebene G ist durch mindestens zwei im Abstand zuein­ ander angeordnete und sich in Förderrichtung F erstrecken­ de Drehstäbe D1 und D2 gebildet, auf welchen die Teile T aufliegen. Für die Gleitebene G können, je nach Breite der Teile T, auch drei oder mehrere Drehstäbe verwendet werden, was in Fig. 1 durch einen strichpunktiert dargestellten dritten Drehstab D3 angedeutet ist. Die seitliche Führung SF ist durch mindestens einen weiteren, sich ebenfalls in Förderrichtung F erstreckenden Drehstab D4 gebildet. Für die seitliche Führung SF können, je nach Höhe der Teile T, auch zwei oder mehrere Drehstäbe verwendet werden, was in Fig. 1 durch einen strichpunktiert dargestellten weiteren Drehstab D4 angedeutet ist.

Die Drehstäbe D1, D2 und ggf. D3 der Gleitebene G werden jeweils in gleicher Drehrichtung DR derart angetrieben, daß die darauf angeordneten Teile T durch die auf der Gleitreibung beruhenden und in Richtung der Gleitebene G wirkenden Reibungskräfte gegen die seitliche Führung SF gedrückt werden. Der Drehstab D4 der seitlichen Führung SF wird ebenfalls angetrieben, aber in einer der Drehrichtung DR entgegengesetzten Drehrichtung DR′, so daß die Teile T durch die auf der Gleitreibung beruhenden und in Richtung der seitlichen Führung SF wirkenden Reibungskräfte gegen die Gleitebene G gedrückt werden. Falls vorhanden, wird der Drehstab D5 der seitlichen Führung SF dann natürlich ebenfalls in der Drehrichtung DR′ angetrieben. Insgesamt gesehen ergibt sich eine Resultierende der auf die Teile T einwirkenden Reibungskräfte, welche die Teile T in den Eckbereich der Gleitebene G und der seitlichen Führung SF drückt und damit eine äußerst exakte Führung der Teile T auf der Rutsche R gewährleistet. Andererseits wird durch die Drehung der Drehstäbe D1, D2 und D4 und ggf. der Dreh­ stäbe D3 und D5 die in der Föderrichtung F wirkende Haft­ reibung zwischen den Teilen T und der Gleitebene G und zwischen den Teilen T und der seitlichen Führung SF völlig aufgehoben, so daß die Teile T schon bei beliebig kleinen Neigungswinkeln selbsttätig in Richtung auf den Anschlag A rutschen. Durch den Anschlag A, die Gleitebene G und die seitliche Führung SF ist dann eine exakte Entnahmeposition definiert, in welcher jeweils ein Teil T für die maschinelle Entnahme bereitgehalten wird. Diese Entnahmeposition E ist in Fig. 2 durch einen Pfeil angedeutet. Unmittelbar vor der Entnahmeposition E ist auf der Rutsche R eine Puffer­ zone P für die Teile T gebildet, welche als Speicher wirkt und damit im Ablauf des Teileflusses den Taktrhythmus verschiedener Operationen entkoppeln kann. Die Länge der Pufferzone P bzw. der gesamten Rutsche R wird dabei den jeweiligen Erfordernissen entsprechend auf die größsten Teile T abgestimmt, die von der Einrichtung aufgenommen werden können.

Fig. 3 zeigt die Lagerung der in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellten Drehstäbe D1, D2 und D4 in dem hinter dem An­ schlag A liegenden Endbereich. Dabei sind für die Lagerung der Drehstäbe D1 und D2 zwei gleich ausgebildete Lager L1 und L2 vorgesehen, welche die Form von klotzförmigen Steh­ lagern besitzen und auf einer plattenförmigen Unterlage U befestigt sind. Das für die Lagerung des Drehstabes D4 vorgesehene Lager L4 ist ähnlich ausgebildet und ebenfalls auf der Unterlage U befestigt. Der Achsabstand des Lagers L4 zur Unterlage U ist jedoch etwas höher als derjenige der Lager L1 und L2, da ja der Drehstab D4 als seitliche Führung für die auf den Drehstäben D1 und D2 angeordneten Teile T dient. Die Lagerung der Drehstäbe D1, D2 und D4 an ihren gegenüberliegenden Enden ist genau gleich ausgebil­ det, sofern der Neigungswinkel β der Gleitebene G durch eine entsprechende Neigung der Unterlage U eingestellt wird. Ist die Unterlage U horizontal ausgerichtet, so wird der Neigungswinkel β der Gleitebene G durch einen größeren Achsabstand der den Lagern L1, L2 und L4 entsprechenden endseitigen Lager eingestellt.

Um einen Durchhang der Drehstäbe D1, D2 und D4 zu vermei­ den, kann die Anordnung von mehreren Stützlagern erforder­ lich sein, deren Anzahl sich nach dem Gewicht der Teile T und nach der Länge der Rutsche R richtet. Gemäß Fig. 4 sind an einer derartigen Stützstelle den Drehstäben D1, D2 und D4 Stützlager SL1 bzw. SL2 bzw. SL4 zugeordnet, welche ebenfalls als klotzförmige Stehlager ausgebildet und auf der Unterlage U befestigt sind. Die Stützlager SL1, SL2 und SL4 umschließen die zugeordneten Drehstäbe D1 bzw. D2 bzw. D4 aber nur teilweise, so daß diese an ihren den Teilen T zugewandten Bereichen freiliegen und das Gleiten der Teile T nicht behindert wird. Um eine sichere Führung der Drehstäbe D1, D2 und D4 auch im Bereich der Stütz­ stellen zu gewährleisten, werden dabei Umschließungswinkel gewählt, die etwas größer als 180° sind.

Fig. 5 zeigt eine besonders einfache Möglichkeit für den Antrieb der Drehstäbe D1, D2 und D4. Hierbei sind auf die hinter den Lagern L1, L2 und L4 liegenden Enden der Dreh­ stäbe D1, D2 und D4 Antriebsrollen AR1 bzw. AR2 bzw. AR4 aufgezogen, die über elastische Rundschnüre RS1 bzw. RS2 bzw. RS4 von einer dreirilligen gemeinsamen Antriebs­ scheibe AS angetrieben werden. Die durch einen nicht näher bezeichneten Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Antriebs­ scheibe AS entspricht der Drehrichtung DR der Drehstäbe D1 und D2. Da der Drehstab D4 in der entgegengesetzten Dreh­ richtung DR′ angetrieben werden soll, ist der aus der An­ triebsrolle AR4, der Rundschnur RS4 und der Antriebsschei­ be AS bestehende Trieb als gekreuzter Trieb ausgebildet. Die Antriebsscheibe AS ist auf die Welle eines als Elektromotor ausgebildeten Antriebs EM aufgezogen, welcher an der Rückseite einer Stützplatte SP der Unterlage U befestigt und in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.

Die Drehgeschwindigkeiten der Drehstäbe D1, D2 und D4 können in einem breiten Bereich variiert werden. So wurden bei Neigungswinkeln von β = 1° bereits bei Drehgeschwindig­ keiten von 2 bis 3 Umdrehungen pro Sekunde sehr gute Er­ gebnisse erzielt. Werden die Drehgeschwindigkeiten auf beispielsweise 50 Umdrehungen pro Sekunde erhöht, so ver­ ringert sich die Gleitreibung und die Zuführgeschwindigkeit der Teile T wird entsprechend größer. Auf diese Weise ist durch die Wahl der Neigungswinkel β und der Drehge­ schwindigkeiten der Drehstäbe D1, D2 und D4 eine flexible Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse möglich.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Zuführen, Speichern und Bereithalten von Teilen mit

• - einer Zuführeinrichtung in Form einer Rutsche, welche die Teile gegen einen endseitig angeordneten Anschlag fördert,
• - einer Entnahmeposition für die Teile, welche durch den Anschlag und eine seitliche Führung definiert ist, und mit
• - einer vor der Entnahmeposition auf der Zuführeinrichtung gebildeten Pufferzone für die Teile

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Gleitebene (G) der Rutsche (R) besteht aus min­ destens zwei im Abstand zueinander angeordneten und sich in Förderrichtung (F) erstreckenden Drehstäben (D1, D2, D3),
• b) die seitliche Führung (SF) ist durch mindestens einen weiteren, sich in Förderrichtung (F) erstreckenden Drehstab (D4, D5) gebildet,
• c) die Drehstäbe (D1, D2, D3) der Gleitebene (G) und der Drehstab (D4, D5) der seitlichen Führung (SF) sind antreibbar, wobei für die Drehstäbe (D1, D2, D3) der Gleitebene (G) eine derartige Drehrichtung (DR) gewählt wird, daß die Teile (T) gegen die seitliche Führung (SF) gedrückt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehrichtung (DR′) des Dreh­ stabes (D4, D5) der seitlichen Führung (SF) der Dreh­ richtung (DR) der Drehstäbe (D1, D2, D3) der Gleitebene (G) entgegengesetzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Neigungswinkel (β) der Gleitebene (G) im Bereich zwischen 1° und 10° liegt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dreh­ stab (D1, D2, D4) in mindestens zwei an gegenüberliegenden Enden angeordneten Lagern (L1, L2, L4) drehbar gelagert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den endseitigen Lagern (L1, L2, L4) mindestens ein Stützlager (SL1, SL2, SL4) an­ geordnet ist, welches den Drehstab (D1, D2, D4) nur teil­ weise umschließt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß allen Dreh­ stäben (D1, D2, D4) ein gemeinsamer Antrieb (EM) zuge­ ordnet ist.