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Verteilvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung
zum automatischen Verteilen, insbesondere zum Sortieren und/oder Dosieren, von in
zyklisch wiederkehrenden Prozeßabläufen als Massenprodukt hergestellten Bauteilen,
die von ihrer Schwerkraft angetrieben in die und von der Verteilvorrichtung gelangen,
mit einer Uberwachungsvorrichtung zum automatischen Uberwachen von Eigenschaftsmerkmalen,
insbesondere Klassifikationsmerkmalen, der Bauteile und zum Steuern der Verteilvorrichtung.
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Bei der Massenfertigung von Bauteilen durchlaufen diese häufig nacheinander
einzelne Arbeitsstationen, z.B. in der Schraubenfertigung: das Pressen, Gewindewalzen,
Kuppen, Abgraten usw. . Bei anderen Massenfertigungen werden an ein und derselben
Bearbeitungsmaschine mit unterschiedlichen Werkzeugen nacheinander verschieden ausgebildete
Bauteile hergestellt, so z.B. beim Stanzen, beim Kunststoffspritzgießen, beim Druckgießen
usw.
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Bei solchen Massenfertigungen ist man im besonderen Maße bestrebt,
den Fertigungsprozeß immer wirtschaftlicher zu gestalten, die Qualität der erzeugten
Produkte zu verbessern, Maschinen und Werkzeuge vor Beschädigungen zu schützen sowie
eine bedienungsfreundliche Prozeßführung zu gewährleisten.
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Hierzu dienen Uberwachungssysteme, die den Produktionsprozeß
automatisch
überwachen. Dadurch können Informationen über die Güte jedes einzelnen nacheinander
gefertigten Bauteiles gewonnen und für die weitere Steuerung des Produktionsprozesses
herangezogen werden.
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Bei bekannten Herstellungsmaschinen zur Massenfertigung von Bauteilen,
bei denen die hergestellten Bauteile nacheinander die Arbeitsstation im freien Fall
oder über eine Rutsche verlassen, befindet sich die Abwurfstelle der Bauteile in
nur geringer Höhe über Flurniveau. Daher können die zum Auffangen und Speichern
der Bauteile üblicherweise verwendeten Auffang-und Transportkästen oder -körbe nur
eine raltiv geringe Höhe aufweisen; insbesondere besteht bei solchen baulichen Gegebenheiten
bisher keine Möglichkeit, mit geringem Aufwand solche Bauteile auszusortieren, die
bei der automatischen Uberwachung als Ausschußware erkannt wurden. Es ist daher
erforderlich, daß die Bedienperson der Herstellungsmaschine regelmäßig die Auffangkästen
wechselt und auf manuellem Wege die Ausschußteile aussortiert. Das Aussortieren
ist immer dann erforderlich, wenn Ausschußteile, die der nachfolgenden Bearbeitungsstation
zugeführt werden, bei dieser zu Störungen führen können.
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Das Aussortieren von Ausschußteilen hat man bisher dadurch erleichtert,
daß in den Auffangkasten ein kleinerer, weiterer Auffangkasten unmittelbar unter
die Abwurfstelle gesetzt wurde. Aus diesem kleineren Kasten wurden dann in regelmäßigen
Zeitabständen die Ausschußteile aussortiert und die Gut-Teile in den größeren Kasten
umgefüllt. Dies erfordert aber eine besonders hohe zeitliche Präsens des Bedienpersonals.
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Zur Vergrößerung des Auffangvolumens hinter der Herstellungsmaschine
hat man auch bereits Transportbänder aufgestellt, die die Bauteile hoch- und forttransportierten
und sie dann in
entsprechend große Auffangkästen einfüllten.Solche
Transportbänder sind aber aufwendig, zumal wenn sie nacheinander verschiedene Auffangkästen
befüllen sollen. Zudem führen größere Auffangkästen immer dann zu erneuten Problemen,
wenn in einem Betrieb ein Prozeßablauf auf eine bestimmte Auffangkastengröße abgestimmt
ist; daher macht die Verwendung von vergrößerten Auffangkästen ein Umfüllen der
so gesammelten Bauteile in Normkästen erforderlich, in denen sie dann weitertransportiert
werden.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die A u f g a b e zugrunde, eine
Verteilvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Bauteile
aufgrund von Prozeßinformationen automatisch verteilt werden können, insbesondere
sortiert und/oder dosiert werden können, wobei gleichzeitig ein großes Auffangvolumen
trotz geringer Auslaufhöhe der Bauteile aus der Herstellungsmaschine gewährleistet
ist; insbesondere soll die Verwendung einer Mehrzahl von Auffangbehältemgenormter
Größe möglich sein.
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Als technische L ö s u n g wird hierzu eine Verteilvorrichtung der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch a) eine um
eine im wesentlichen vertikale Achse drehbare, im wesentlichen horizontal sich erstreckende
Auffangscheibe für die Bauteile, b) einen ersten, mit der Auffangfläche der Auffangscheibe
zusammenwirkenden Abstreifer für die Bauteile, dessen Anstellwinkel in bezug auf
die Drehrichtung der Auffangscheibe derart veränderbar ist, daß das in die Drehrichtung
weisende Abstreiferende wahlweise eine erste Position, in der die von der Auffangscheibe
transportierten Bauteile das Abstreiferende passieren,
oder eine
zweite Position, in der die Bauteile von dem ersten Abstreifer in eine erste radiale
Richtung von der Auffangscheibe abgeworfen werden, einnimmt sowie c) einen zweiten,
mit der Auffangfläche der Auffangscheibe zusammenwirkenden Abstreifer für Bauteile,
die den ersten Abstreifer passiert haben, zum Abwerfen derselben in eine zweite
radiale Richtung.
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Die Erfindung basiert demnach auf dem Grundgedanken, als gattungsgemäße
Verteilvorrichtung eine um eine vertikale Achse drehbare, horizontal erstreckte
Auffangscheibe für die zu verteilenden Bauteile sowie mindestens einen verstellbaren,
mit der Auffangfläche der Auffangscheibe zusammenwirkenden Abstreifer für die Bauteile
vorzusehen, wobei die Bauteile durch Lageveränderung des Abstreifers in bezug auf
den Zuführbereich der Bauteile in die Verteilvorrichtung in verschiedenen radialen
Richtungen der Verteilvorrichtung von der Auffangscheibe abwerfbar sind.
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Durch eine erfindungsgemäße Verteilvorrichtung werden eine Reihe wichtiger
Vorteile erreicht: - Ein manuelles Aussortieren von Ausschußteilen ist nicht erforderlich;
- Maschinenstörungen in nachfolgenden Bearbeitungsmaschinen durch Ausschußteile
unterbleiben; - die Speichervolumina von Auffangkörben werden erheblich vergrößert,
so daß während einer gesamten Arbeitsschicht ein Auswechseln der Auffangkästen entfallen
kann;
- es können genormte, relativ kleine Auffangbehälter verwendet
werden; - bei serienweise anfallenden Ausschußbauteilen kann eine einfache Trennung
von zuvor gefertigten Gut-Teilen automatisch vorgenommen werden; - durch die Verteilvorrichtung
erfahren die Bauteile einen nur verschwindend kleinen, nicht ins Gewicht fallenden
Höhenverlust.
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Das Speichervolumen für verteilte Bauteile wird gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung dadurch erweitert, daß die zweite radiale Abwurfrichtung veränderbar
ist; hierdurch können nacheinander in verschiedenen Abwurfrichtungen stehende Auffangbehälter
bestückt werden; eine Durchmesservergrößerung der Auffangscheibe führt dabei zu
besonders befriedigenden Ergebnissen. Bevorzugt wird, gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung, die Veränderung der radialen Abwurfrichtung im Drehsinn der Auffangscheibe
vorgenommen; dadurch ist es möglich, die Auffangscheibe durch Reibschluß als Antrieb
für die Lageveränderung des zweiten Abstreifers zu verwenden und somit einen gesonderten
Antrieb zu vermeiden.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, durch welche
insbesondere die Verteilvorrichtung autark und ohne großen Platzaufwand betrieben
werden kann, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.
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Die vorgenannten, insbesondere in den Ansprüchen erwähnten, erfindungsgemäß
zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl
und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in
dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung
finden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
eine bevorzugte Verteilvorrichtung dargestellt worden ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Verteilvorrichtung in perspektivischer Ansicht - schematisch; Fig. 2
dieselbe Verteilvorrichtung im Axialschnitt -im Schnitt entlang der Linie II - II
gemäß Fig. 3; Fig. 3 dieselbe Verteilvorrichtung im Horizontalschnitt -Schnitt entlang
der Linie III - III gemäß Fig. 2; Fig. 4 einen Ventilschaltplan für pneumatische
Abstreiferbetätigung sowie Fig. 5 einen elektrischen Schaltplan für die Ventilanordnung
gemäß Fig. 4.
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Eine Herstellungsmaschine 1 für Massengutfertigung von Bauteilen 2,
insbesondere Schrauben, weist in geringer Höhe über dem Boden 3 eine Abwurfrutsche
4 auf. Unter diese Abwurfrutsche können in geringem Höhenabstand Auffangbehälter
5,6 für die Bauteile 2 plaziert werden. Die Verteilvorrichtung 7 ist als Sortier-
und Dosiervorrichtung ausgebildet und besteht aus einer etwa horizontal sich erstreckenden
Auffangscheibe 8 für Bauteile 2, welche um eine vertikale Achse drehbar in Drehrichtung
9 angetrieben wird. Zu der Verteilvorrichtung 7 gehört fernerhin ein erster Abstreifer
10, der mit der Auffangfläche 11 der Auffangscheibe 8 als Abstreifer für die Bauteile
2 zusammenwirkt. Der Anstellwinkel dieses Abstreifers ist in bezug auf die Drehrichtung
9 derart veränderbar, daß das in Drehrichtung weisende Abstreiferende 12 wahlweise
in eine erste Position 13 oder eine
zweite Position 14 schwenkbar
ist, wobei in der ersten Position die Bauteile das Abstreiferende auf der Auffangscheibe
8 liegend passieren und in der zweiten Position, die einer ersten radialen Richtung
14' entspricht, in den Auffangbehälter 5 abgeworfen werden. Schließlich weist die
Verteilvorrichtung 7 einen zweiten Abstreifer 15 auf, durch den die Bauteile 2 in
verschiedenen zweiten radialen Richtungen 16, 16' und 16 " abgeworfen werden können.
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Wie sich aus Fig. 2 ergibt, weist die Verteilvorrichtung 7 einen Ständer
in Form eines zentralen Standrohres 17 mit vier Füßen 18 auf, das die Auffangscheibe
8 trägt, die über einen Ring 19 sowie ein Lager 20 auf dem Standrohr 17 gelagert
ist. Die Auffangscheibe 8 wird vorzugsweise über einen Elektromotor 21 sowieeinen
Keilriemen 22 angetrieben.
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Am Standrohr ist ein weiterer Ring 23 befestigt, der einen feststehenden
Arm 24 trägt, an dessen Ende der erste Abstreifer 10 für die Sortierarbeit befestigt
ist.
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Des weiteren ist auf dem Standrohr ein drehbarer Ring 25 angeordnet,
der einen*Arm 26 trägt, an dem der Abstreifer 15 für den Dosiervorgang vertikal
beweglich gelagert ist.
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Des weiteren trägt das Standrohr 17 eine Kopfplatte 27, die über einen
zentralen Ring 28 auf dem Standrohr 17 radial geführt, durch einen Stift 29 verdrehgesichert
und durch eine axial wirkende Kolben/Zylinder-Einheit 30 axial verschieblich angeordnet
ist. Die Kopfplatte trägt an ihrer Unterseite umfangsverteilte Arretierstifte 31.
Durch Reibschluß zwischen der Auffangscheibe 8 und dem Abstreifer 15 wird der Arm
26 in Drehrichtung 9 bewegt, bis er an einem der Arretierstifte 31 zur Anlage kommt.
In dieser - in Fig.
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1 dargestellten - Stellung werden die Bauteile 2 in den Auffangbehälter
6' abgeworfen. Die Dosierung erfolgt nun * schwenkbaren
dadurch,
daß mittels der Kolben/Zylinder-Einheit 30 die Kopfplatte 27 kurzzeitig angehoben
wird, so daß sich der Arm 26 unter dem Arretierstift 31 hinwegbewegen kann.
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Danach wird die Kopfplatte 27 wieder abgesenkt, so daß der Arm 26
an dem in Drehrichtung 9 folgenden Arretierstift zur Anlage kommt. Dadurch wird
nunmehr der Auffangbehälter 6" befüllt.
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Die Kopfplatte 27 trägt des weiteren unter einem an ihr befestigten
Dom 32 (Abdeckhaube) an sich bekannte Steuer-und Antriebselemente 33 für die Versorgung
und Steuerung der Kolben/Zylinder-Einheiten.
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Gemäß Fig. 3ist der fürdasSortieren der am Standrohr 17 drehfest befestigte
Ring 23 mit dem freitragenden Arm 24 starr verbunden. Am freien Ende des Armes 24
ist ein Auge 34 vorgesehen, in dem ein Stift 35 als Schwenkachse für den Abstreifer
10 gehalten ist. Diese Lagerung ermöglicht es, daß der Abstreifer 10 mit seinem
Gewicht auf der Auffangscheibe 8 aufliegt und dadurch der natürliche Spalt zwischen
der Auffangscheibe 8 und dem Abstreifer 10 kleinstmöglich wird.
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Der Arm 24 trägt des weiteren eine Kolben/Zylinder-Einheit 36, die
an ihrem zweiten Ende über einen weiteren Stift 37 in einem Auge 38 mit dem Abstreifer
10 gelenkig verbunden ist. Durch Betätigen der Kolben/Zylinder-Einheit 36 führt
der Abstreifer 10 eine Schwenkbewegung zwischen den zwei eingezeichneten Endlagen
aus, wodurch bewirkt wird, daß die aus der Abwurfrutsche 4 auf die Auffangscheibe
8 beförderten Bauteile entweder das Abstreiferende 12 passieren können oder in den
Auffangbehälter 5 für Ausschußteile abgeworfen werden. In ähnlicher Weise wie der
Abstreifer 10 wird auch der Abstreifer 15 an dem Arm 26 gelagert.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Zylinderansteuerung bei einerAusführung
mit pneumatischen Kolben/Zylinder-Einheiten.
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Ueber ein Druckluftnetz 38 und eine Schnellkupplung 39 sowie ein Luftfilter
40 wird die pneumatische Einrichtung mit Druckluft versorgt. Für das Sortieren ist
die Kolben/Zylinder-Einheit 36 über ein Magnet-Mehrwegeventil 41 angeschlossen.
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In der eingezeichneten Stellung wird der Kolben in seine vordere Endlage
bewegt, so daß der Abstreifer 10 die Bauteile 2 durchläßt. Wird das Magnet-Ventil
41 durch eine Steuerspannung betätigt (angeregt durch eine Produktionsüberwachungsvorrichtung),
geht die Kolben/Zylinder-Einheit 36 in ihre hintere Endlage, so daß der Abstreifer
bewegt wird und die Ausschußteile abgeworfen werden.
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Für das Dosieren befindet sich in der eingezeichneten Stellung in
der Kolben/Zylinder-Einheit 30 der Kolben in seiner unteren Steliung, so daß der
Arm 26 am Arretierstift 31 zur Anlage kommt. Wird am Nagnet-Mehrwegeventil 42 eine
Steuerspannung angelegt, bewegt sich der Kolben der Kolben/ Zylinder-Einheit.30
in seine obere Stellung, so daß der Arm 26 freigegeben wird.
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Die Ansteuerung der Magnet-Mehrwegeventile 41 und 42 ergibt sich aus
Fig. 5, in der lediglich die Magnetspulen und zugehörige Schaltkontakte 43, 44 dargestellt
sind. Die Betätigung der Schaltkontakte kann entweder unmittelbar durch eine Uberwachungseinrichtung
oder auch durch eine sonst geeignete Elektronik veranlaßt werden. So kann z.B. das
Dosiersignal alternativ auch durch eine Zeitschaltung gegeben werden oder durch
Zählimpulse, wobei die die Herstellungsmaschine verlassenden Bauteile gezählt werden,
so daß nach einer dem Volumen des Auffangbehälters entsprechenden Anzahl von Bauteilen
weitergeschaltet werden kann.
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Bezugsxeichenliste: 1 Herstellungsmaschine 2 Bauteil 3 Boden 4 Abwurfrutsche
5 Auffangbehälter 6 , 6 " 7 Verteilvorrichtung 8 Auffangscheibe 9 Drehrichtung 10
erster Abstreifer 11 Auffangfläche 12 Abstreiferende 13 erste Position 14 zweite
Position 14' erste radiale Richtung 15 zweiter Abstreifer 16,16',16 " zweite radiale
Richtung 17 Standrohr 18 Fuß 19 Ring 20 Lager 21 Elektromotor 22 Keilriemen 23 Ring
24 Arm 25 Ring 26 Arm 27 Kopfplatte 28 Ring 29 Stift 30 Kolben/Zylinder-Einheit
31 Arretierstift 32 Dom 33 Steuer- und Antriebselemente 34 Auge 35 Stift 36 Kolben/Zylinder-Einheit
37 Stift 38 Druckluftnetz 39 Schnellkupplung 40 Luftfilter 41 Mehrwegeventil 42
" 43 Schaltkontakte 44