DE3423661C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kastenpalette der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine derartige Kastenpalette ist aus der DE-OS 31 34 175 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform besteht die Traganordnung aus zwei quer im Inneren des Rahmens verlaufenden Tragleisten mit am oberen Rand vor­ gesehenen Vertiefungen zur Aufnahme von die Einzelteile bildenden sich im wesentlichen über die ganze Länge der Kastenpalette erstreckenden Stangenabschnitten. Die Stabilität der Kastenpalette hängt dabei ausschließlich vom Rahmen ab.

Die Erfindung ist von der Problemstellung ausge­ gangen, eine gattungsgemäße Kastenpalette zu schaffen, die als roboterhandhabbarer Werkstückträger für automa­ tische Bearbeitungszentren geeignet ist. Bei derartigen Werkstückträgern müssen die Position der einzelnen Werkstücke innerhalb der Palette genau bestimmt sein, damit sie ein Roboter bei einer bestimmten Positionie­ rung der Palette insgesamt nicht verfehlt. Außerdem muß die Palette ihrerseits exakt positionierbar bzw. stapel­ bar sein. Dabei soll sie gleichzeitig einen gewissen Schutz gegen das Eindringen von Staub und ähnlichen Ver­ unreinigungen bieten, die bei einer automatischen Aufspannung der Werkstücke auf den Bezugsflächen zu Ungenauig­ keiten führen. Schließlich soll die Kastenpalette ohne Einbuße an Formsteifigkeit ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, da die Tragfähigkeit der Roboter beschränkt ist und möglichst weitgehend den Werkstücken selbst zugute kommen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Kastenpalette so auszugestalten, daß sie auch zur Aufnahme von nicht­ länglichen Werkstücken geeignet und bei möglichst geringem Gewicht möglichst formsteif ist.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wieder­ gegebene Erfindung gelöst.

Wenn hier oder im Folgenden von "oben" und "unten" oder "horizontal" die Rede ist, ist stets die normale Ge­ brauchslage der Kastenpalette gemeint, in der die Rahmen­ ebene horizontal ist.

Die Ausbildung der Traganordnung als Platte mit Nestern erlaubt die Aufnahme nahezu beliebig geformter Einzelteile und ergibt die erforderliche genaue Positionie­ rung der Einzelteile gegenüber dem Rahmen. Außerdem be­ sitzt die Platte in ihrer Ebene eine erhebliche Gestalt­ festigkeit, die sich durch die Anlage der Plattenränder am Grund der Profilkanäle und den Eingriff der abgebogenen Plattenränder an den Hinterschneidungen der Profilkanäle auch der gesamten Kastenpalette mitteilt, so daß diese vor einer parallelogrammförmigen Verzerrung und einem Herausrutschen aus den Profilkanälen bei Belastung sowie zu starker Durchbiegung der Platte sicher ist. Die Platte kann parallel zu den abgebogenen Rändern in den Rahmen eingeschoben werden, wenn drei Rahmenseiten miteinander verbunden sind. Die Rahmenprofile können rundum den gleichen Querschnitt aufweisen, weil die Profilkanäle in der gekennzeichneten Art zur Aufnahme sowohl gerader als auch abgebogener Ränder der Platte geeignet sind.

Plattenförmige Kunststoffpaletten zur Aufnahme von roboterhandhabbaren Kleinteilen in Nestern sind für sich genommen bekannt. Derartige Paletten sind jedoch kasten­ artig tiefgezogen und haben keinen eigenen Rahmen. Für die Aufnahme größerer Werkstücke sind sie wegen ihrer feh­ lenden Stabilität nicht geeignet.

Die komplementären Zapfen und Vertiefungen nach Anspruch 2 dienen einer Grobzentrierung beim Aufeinander­ stapeln der Kastenpaletten, die für die begrenzte Handha­ bungsgenauigkeit von Robotern von Bedeutung ist. Die Fein­ zentrierung soll aber durch die Längsvertiefungen und Längs­ vorsprünge an den Profilabschnitten der Rahmenseiten ge­ schehen, wo außerdem auch die Vertikallast, d. h. das Ge­ wicht der Paletten und der Werkstücke übertragen werden soll, damit längs der Rahmenseiten an den Längsvertiefun­ gen und Längsvorsprüngen eine Abdichtung stattfindet, die das Eindringen von Verunreinigungen zu den in der Palette angeordneten Einzelteilen bzw. Werkstücken verhindert.

Ineinandergreifende Zapfen und Vertiefungen an palettenartigen Werkstückträgern sind für sich genommen aus der DE-OS 30 12 274 bekannt. Bei der Erfindung geht es jedoch um das Zusammenwirken dieser Elemente mit den Längsvertiefungen und Längsvorsprüngen an den Rahmenseiten.

Anspruch 3 gibt eine zweckmäßige Ausgestaltung der Eckverbinder im Hinblick auf die Schaffung der zusammen­ wirkenden Zapfen und Vertiefungen wieder.

Die Profilzungen nach Anspruch 4 verbessern die Auflage und die Führung der Ränder der Palette an den Profilabschnitten des Rahmens.

Die Schraubkanäle nach Anspruch 5 dienen der Ver­ bindung der Profilabschnitte, denen auf diese Weise eine zusätzliche Funktion zugewiesen ist. Es brauchen also bei der Montage der Kastenpalette keine Querbohrungen oder sonstige Bearbeitungen vorgenommen werden.

Um die Tragfähigkeit der Platte zu erhöhen bzw. diese vor einem Durchhängen unter dem Gewicht der Einzel­ teile zu schützen, die wieder die Zugriffsgenauigkeit ver­ mindern würde, empfiehlt sich die Anbringung eines Quer­ holms nach Anspruch 6.

Dieser Querholm kann über die Stabilisierung hinaus noch eine wichtige Funktion erhalten, wenn er gemäß Anspruch 7 ein Angriffselement für einen mechanischen Greifer trägt.

Der Roboter hat ja im allgemeinen nur einen Greifer, der auf diese Weise im Schwerpunkt der Kastenpalette an­ greifen kann.

Die Anbringung an sich von Angriffs- oder Handhabungs­ elementen an palettenartigen Werkstückträgern ist aus der DD-PS 2 36 313 zu entnehmen.

Die Verbindung des Querholms mit den Profilabschnit­ ten des Rahmens kann in ähnlicher Weise wie an dessen Ecken durch ein Verbindungsstück nach Anspruch 8 erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht dreier aufeinandergestapelter erfindungsgemäßer Kasten­ paletten.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 1 von oben bei weggelassener Platte.

Fig. 3 bis 7 zeigen Schnitte nach den Linien A-A, B-B, C-C, D-D und E-E in Fig. 2.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch den Bereich der Eckverbinder aufeinandergestapelter Paletten.

Fig. 9 und 10 zeigen Teilschnitte entsprechend den Fig. 3 und 4 bei eingesetzter Platte.

Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Kasten­ palette, von der in Fig. 1 drei übereinandergestapelt gezeigt sind, umfaßt einen im Grundriß rechteckigen Rahmen aus zwei kürzeren Profilabschnitten 1 und 2 und zwei längeren Profilabschnitten 3 und 4, die durch Eckverbinder 5 miteinander verbunden sind. In der Mitte zwischen den längeren Seiten 3, 4 erstreckt sich ein Querholm 6, der an seiner Oberseite etwa in der Mitte, d. h. etwa im Schwerpunkt der Kastenpalette 100, ein in Fig. 1 schematisch als quadratischer Knopf darge­ stelltes Angriffselement 7 für den Greifer eines Roboters trägt. Der Innenraum des durch die Profil­ abschnitte 1, 2, 3, 4 gebildeten Rahmens ist durch eine parallel zur Rahmenebene sich erstreckende Platte 8 ausgefüllt, die in dem Ausführungsbeispiel aus zwei zu beiden Seiten des Querholms 6 angeordneten Hälften 8′ und 8′′ besteht und die sogenannten "Nester" 9 zur Aufnahme von nicht dargestellten Werkstücken oder der­ gleichen aufweist. Die Nester 9 sind durch gezogene oder eingeprägte Vertiefungen oder Ausnehmungen der Platte 8 gebildet, die vorzugsweise aus Kunststoff oder Aluminiumblech besteht.

Der Querschnitt der Profilabschnitte 1, 2, 3, 4 geht am Beispiel des Profilabschnitts 1 aus Fig. 3 hervor. Es handelt sich um ein stranggepreßtes Hohl­ profil aus Aluminium von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, welches in der Gebrauchslage der Kasten­ palette 100 aufrecht steht und in dem Ausführungs­ beispiel ein Seitenlängenverhältnis von 1 : 6 aufweist. Dieses Seitenverhältnis hängt aber von der Art der in der Palette aufzunehmenden Einzelteile bzw. Werkstücke ab. Das Profil ist in halber Höhe durch eine Zwischenwand 10 in zwei Rechteckkammern 11, 12 unterteilt. Auf der schmalen Oberseite des Profil­ abschnitts 1 erstreckt sich über dessen ganze Länge ein im Querschnitt trapezförmiger Längsvorsprung 13, dem an der schmalen Unterseite des Profilabschnitts 1 eine komplementäre, über die ganze Länge durchgehende Längsvertiefung 14 entspricht. Bei aufeinandergestapelten Kastenpaletten 100 greift der Längsvorsprung 13 der unteren Kastenpalette 100 in die Längsvertiefung 14 der darüber angeordneten Kastenpalette 100 ein. Durch die Trapezform des Querschnitts findet eine exakte Zentrierung der übereinander angeordneten Rahmen der Kastenpaletten 100 statt und gleichzeitig eine Abdich­ tung gegen das Eindringen von Verunreinigungen quer zu dem Profilabschnitt 1.

In den Kammern 11, 12 sind durch an einer Hoch­ kant-Wandung befindliche Ansätze sich in Längsrichtung des Profils erstreckende Schraubkanäle 15, 16 vorgesehen, in die in Längsrichtung selbstschneidende Verbindungs­ schrauben 17 eingeschraubt werden können, die die Eck­ verbinder 5 durchgreifen und die Profilabschnitte 1, 2, 3, 4 miteinander verbinden.

Im einzelnen geht die Art der Verbindung aus den Fig. 5 und 6 hervor. Der Eckverbinder erstreckt sich fast über die ganze Höhe der Profilabschnitte und hat einen horizontalen Querschnitt in Gestalt eines Rechtecks mit einer abgerundeten Ecke, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Eckverbinder 5 weist in Richtung seiner längeren Seiten, d. h. in Richtung des Profilab­ schnitts 4 verlaufende obere und untere Verbindungs­ zapfen 18, 19 sowie um 90° versetzte, in Richtung der kürzeren Querschnittsseite bzw. in Richtung des Profil­ abschnitts 1 verlaufende obere und untere Verbindungs­ zapfen 20, 21 auf. Die Verbindungszapfen 20, 21 passen in der Breite genau in die Profilabschnitte und liegen höhenmäßig außenseitig an den Schraubkanälen 15, 16 an. Nach dem Einstecken der Verbindungszapfen 18, 19 bzw. 20, 21 in die Enden der Profilabschnitte 1, 2, 3, 4 werden die Verbindungsschrauben 17 durch Durchgangsbohrungen 22, 23 des Eckverbinders hindurch in die Schraubkanäle 15, 16 eingeschraubt, wodurch die Verbindung ohne wei­ tere Arbeitsvorgänge an den Profilabschnitten herge­ stellt ist.

In der zum Innenbereich des Rahmens weisenden Profilwandung der Profilabschnitte 1, 2, 3, 4 ist eine einspringende Profilkammer 24 gebildet, die an ihrer Mündung bei 25 hinterschnitten ist, so daß die Platte 8 in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise mit einem abge­ bogenen Rand 26 hinter die Hinterschneidung 25 greifen und gegen Herausziehen aus der Profilkammer 24 gemäß Fig. 10 nach rechts gesichert ist. Gleichzeitig aber kann die Platte 8 mit einem ebenen Rand in die Profil­ kammer 24 eingeschoben werden, wie es aus Fig. 9 er­ sichtlich ist. Die Platte 8 ist in dem Ausführungs­ beispiel an den beiden parallel zu den Profilabschnitten 3, 4 verlaufenden Rändern abgebogen, während die beiden anderen Ränder eben sind. Bei der Montage der Kasten­ palette 100 werden also zuerst die Profilabschnitte 3, 4 mit dem Querholm 6 vereinigt und sodann die Platte 8 bzw. ihre Hälften 8′, 8′′ gemäß Fig. 2 von links bzw. rechts mit ihren Rändern 26 in die Profilkammern 24 eingeschoben, worauf die Profilabschnitte 1, 2 ange­ setzt werden.

Die Mündung der Profilkammer 24 ist auf beiden Seiten durch in den Innenbereich des Rahmens vorsprin­ gende Profilzungen 27, 28 (Fig. 3) berandet, die einen der Dicke der Platte 8 entsprechenden Abstand voneinander aufweisen und mit ihren der Platte 8 zugewandten und zu dieser parallelen Innenseite auf der Plattenoberfläche aufliegen. Die Profilzungen 27, 28 weisen eine etwas geringere Breite als die Profilabschnitte 1, 2, 3, 4, auf und ergeben außer einer Versteifung der Profilab­ schnitte in Querrichtung eine breitere Auflage für die Ränder der Platte 8. Die Platte 8 liegt im übrigen mit ihren Rändern stets am Grund 29 der Profilkammer 24 an, wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Schutz gegen parallelo­ grammförmige Verformung des Rahmens.

Der Querholm 6 besteht gemäß Fig. 7 ebenfalls aus einem Rechteck-Hohlprofil aus stranggepreßtem Aluminium und weist eine den Profilabschnitten 1, 2, 3, 4 entsprechende Höhe auf, jedoch ohne die Längsvor­ sprünge und die Längsvertiefungen 14 an der Ober- bzw. Unterseite. Es sind zwei in gleicher Höhe angeordnete nach den einander gegenüberliegenden Seiten gegen den Innenbereich des Rahmens hin mündende Profilkammern 24 vorgesehen. Außerdem sind Schraubkanäle 15, 16 vorhanden, die in gleicher Höhe wie die Schraubkanäle 15, 16 der Profilabschnitte 1, 2, 3, 4 liegen.

Zur Verbindung des Querholms 6 mit den Profil­ abschnitten 3, 4 sind besondere Verbindungsstücke 30 vorgesehen (Fig. 4), die Verbindungszapfen 31, 32 auf­ weisen, die wie bei den Eckverbindern 5 in die außerhalb der Schraubkanäle 15, 16 im Innern des Profilquer­ schnitts des Querholms 6 gebildeten Kanäle eingreifen. Die Verbindung erfolgt durch Verbindungsschrauben 17, die die Verbindungsstücke 13 durchgreifen und in die Schraubkanäle 15, 16 eingreifen und so in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise die Profilabschnitte 3, 4 mit dem Querholm 6 verbinden. An der Rückseite weisen die Verbindungsstücke 30 Ausschnitte zur Aufnahme der Profilzungen 27, 28 auf.

An der Oberseite bzw. Unterseite der Eckver­ binder 5 sind Vertiefungen 33 mit vertikaler Achse vorgesehen, die einen konischen sich nach innen ver­ jüngenden Teil 34 und einen sich daran anschließenden zylindrischen Teil 35 geringeren Durchmessers umfaßt, als ihn der Grund des konischen Teils 34 aufweist. In die Vertiefungen 33 an der Oberseite der Eckver­ bindung 5 sind Zapfen 36 eingesetzt, die zu einer Horizontalebene symmetrisch doppelkonisch ausgebildet sind und mit einem Konus genau in den konischen Teil 34 der Vertiefung 33 passen. An diesem Ende weist der Zapfen einen sogenannten "Tannenbaum"-Ansatz 37 auf, mit welchem er in den zylindrischen Teil 35 eindrück­ bar und darin festlegbar ist. Der nach oben vorstehende konische Teil des Zapfens 36 paßt genau in die untere Vertiefung 33 einer darüber angeordneten Kastenpalette 100.

Die Verhältnisse sind in Fig. 8 noch einmal dargestellt. Es ist zu erkennen, daß zwischen den oberen und unteren Eckverbindern 5 ein Spalt 38 be­ steht und die Vertikallast, die durch das Gewicht der Kastenpaletten 100 und der in den Nestern 9 sitzenden Teile gegeben ist, nicht an den Eckverbindern 5 über­ tragen wird. Wohl aber liegen die übereinander ange­ ordneten Profilabschnitte im Bereich ihrer schmalen Ober- und Unterseiten bzw. im Bereich der Längsvor­ sprünge 13 und Längsvertiefungen 14 aufeinander auf, so daß die Last auf einer großen Fläche übertragen wird, durch die Anlage im Bereich der Längsvorsprünge 13 und Längsvertiefungen 14 die Feinzentrierung der übereinan­ der angeordneten Kastenpaletten 100 sichergestellt ist und eine Abdichtung gegen das Eindringen von Verunrei­ nigungen gegeben ist. Die Bemessung ist so getroffen, daß an den Zapfen 36 keine Vertikallast übertragen wird, so daß diese nur die Funktion einer Grobzentrierung bei der Annäherung der oberen, durch einen Roboter gehand­ habten Kastenpalette 100 an eine darunter befindliche Kastenpalette 100 hat.

Claims (8)

1. Kastenpalette zur Aufnahme von Einzelteilen, mit einem im Grundriß rechteckigen ebenen Rahmen aus geradlinigen Profilabschnitten aus einem Hohlprofil im wesentlichen rechteckigen Querschnitts, dessen längere Seiten senkrecht zur Rahmenebene gerichtet sind, dessen die kürzeren Seiten bildende Oberseite und Unterseite komplementäre Längsver­ tiefungen und Längsvorsprünge aufweisen und an dessen Innenseite zum Innenbereich des Rahmens hin offene Profilkanäle vorgesehen sind, in welchen eine im Innenbereich des Rahmens vorgesehene Traganordnung für die Einzelteile befestigt ist, und mit Eckverbindern, die die Rechteckseiten bildenden Profilabschnitte miteinander verbinden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Traganordnung ist durch eine parallel zur Rahmenebene sich erstreckende, das Innere des Rahmens ausfüllende Platte (8) mit eingeformten Nestern (9) für die Aufnahme der Einzelteile gebildet, die mit ihren Rändern auf mindestens zwei einander gegenüber­ liegenden Rahmenseiten in die Profilkanäle (24) bis zu deren Grund (29) eingreift;
• b) die Ränder der Profilkanäle weisen einen der Dicke der Platte (8) entsprechenden Abstand von­ einander auf;
• c) der Plattenrand ist an zwei einander gegen­ überliegenden Seiten der Platte (8) abgebogen;
• d) die Profilkanäle (24) sind nach oben und/oder unten zur Aufnahme eines abgebogenen Plattenrandes (26) hinterschnitten.

2. Kastenpalette nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eckverbinder (5) sich im we­ sentlichen über die Höhe der Profilabschnitte (1, 2, 3, 4) erstrecken und an der Oberseite und der Unterseite komplementäre Zapfen (36) und Vertiefungen (33) auf­ weisen.

3. Kastenpalette nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zapfen (36) der Eckverbinder (5) durch separate, zu einer parallel zur Rahmenebene verlaufenden Ebene symmetrische Doppelkonus- oder Doppelpyramidenzapfen gebildet und an der Oberseite und der Unterseite der Eckverbinder (5) gleiche Ver­ tiefungen (33) vorgesehen sind.

4. Kastenpalette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkanäle (24) an den Rändern zum Innern des Rahmens hin gerichtete Profilzungen (27, 28) in einem der Dicke der Platte (8) entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.

5. Kastenpalette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilab­ schnitte (1, 2, 3, 4) in Längsrichtung verlaufende Schraubkanäle (15, 16) aufweisen, in die Durchgangs­ bohrungen (22, 23) der Eckverbinder (5) durchgreifende Verbindungsschrauben (17) eingreifen.

6. Kastenpalette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in der Mitte einen Querholm (6) aus einem Profilabschnitt aus einem Rechteck-Hohlprofil aufweist, welches auf beiden Seiten zum Innenbereich des Rahmens hin offene Profil­ kanäle (24) umfaßt.

7. Kastenpalette nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Querholm (6) auf der Oberseite in der Mitte ein Angriffselement (7) für einen me­ chanischen Greifer aufweist.

8. Kastenpalette nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Quer­ holms (6) mit den Profilabschnitten (3, 4) ein Ver­ bindungsstück (30) vorgesehen ist, welches an seiner an den Profilabschnitten (3, 4) anliegenden Rückseite einen Ausschnitt (39) für die Profilzungen (27, 28) aufweist.