DE4003490C2 - Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke - Google Patents
Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte WerkstückeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fördersystem für auf Paletten auf
sitzende und dort fixierte Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeugbau
gruppen, für automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in Transfer
straßen.
Die Arbeitsschritte in automatisierten Fertigungs- oder Montagesyste
men, die als Transferstraßen aufgebaut sind, ähneln sich in wesentli
chen Punkten. So sitzen die zu bearbeitenden Werkstücke auf Werkstück
trägern (Paletten) auf und werden mit diesen mit Hilfe eines geeigneten
Fördersystems zu den einzelnen Bearbeitungsstationen transportiert, wo
sie für einen automatisierten Bearbeitungsvorgang indexiert und in der
Regel auch verspannt werden müssen.
Ein solches Fertigungsverfahren ist beispielsweise durch den Bericht
"Flexible Fertigung von Serien-Dieselmotoren" in der VDI-Zeitschrift,
Band 126 (1984), Nr. 9/Mai, Seite 311 ff, bekannt geworden. Dabei wird
eine Serienfertigung mit einem flexiblen Fertigungssystem zur Bearbei
tung von Varianten eines in verschiedenen Fahrzeugmodellen verwendeten
Dieselmotors vorgestellt. Der grundsätzliche Anlagenaufbau ist eine
flexible Verkettung mit Quertransport- und Ausschleusstationen für die
die Werkstücke tragenden Paletten. In vorgeschalteten Spannstationen
werden die Werkstücke in einer vorwählbaren Aufspannung auf den Palet
ten fixiert. Das Werkstücktransportsystem besteht aus einem endlosen,
kontinuierlich umlaufenden Spezial-Doppelkettenband, auf dem die Werk
stückträger frei aufliegen und lediglich durch den Reibschluß mitge
führt werden. Wird ein Werkstückträger angehalten, so gleitet das Ket
tenband unter der Trägerauflagefläche weiter. Der in eine Bearbeitungs
position gebrachte Werkstückträger wird indexiert und hydraulisch ver
klemmt.
Der Bericht "Flexibles Montagesystem für Personenwagen-Motoren" aus
MTZ - Motortechnische Zeitschrift 44 (1983) 6, Seiten XI und XII nennt
ein Montagesystem, mit dem unterschiedliche Varianten von Benzin- und
Dieselmotoren in relativ kurzer Taktzeit komplett zu montieren sind.
Der Aufbau des Montagesystems erlaubt einen geschlossenen Umlauf der
Werkstückpaletten, wobei als Fördersystem kettengetriebene Friktions
rollenbänder dienen. Vor jeder Montagestation werden die Paletten ver
einzelt und dann in der Montagestation automatisch positioniert. Wo er
forderlich, werden die Werkstücke zusätzlich abgestützt. Durch das Po
sitionieren in den Montagestationen können dort automatische, im Be
richt näher bezeichnete Montagevorgänge durchgeführt werden.
Der Bericht "Unkonventionelle Paletten dienen also Hilfsmittel in der
Fahrzeugmontage" aus - Maschinenmarkt, Würzburg 91 (1985) 12, Seiten
187 ff, beschreibt verschiedene Skid-Lösungen, die als Hilfsmittel die
zu bewegenden Güter mit Fertigungs- und Montageeinrichtungen geome
trisch verbinden. Dem Skid kommt dabei eine Adapterfunktion zu. Der
Baukasten einer Skid-Förderanlage enthält als Hauptelemente Kettenför
derer, Rollenförderer, Verschiebewagen, Dreh- und Schwenkelemente sowie
Hub- und Senkstationen. Durch ineinanderlegbare und relativ zueinander
bewegbare Skid-Rahmen und ggf. durch Einbeziehung von heb- oder senk
baren Aufbauten ist eine räumliche exakte Positionierung der zu trans
portierenden Objekte in automatischen Montagestationen möglich. Damit
können genaue Positionierungen in mehreren Freiheitsgraden erzielt
werden. Ebenso sind enge Toleranzen realisierbar, die von den Förder
elementen selbst nicht erbracht werden könnten. Skid-Lösungen werden zu
den automatisierten Fertigungs- und Montagelinien mit Robotern als gut
kombinierbar angesehen, da beide innerhalb ihrer Systemgrenzen eine
hohe Flexibilität bieten und in ihrer Verbindung ideale Voraussetzungen
für das Verwenden übergeordneter Steuerungen bieten.
Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es die Aufgabe der Erfin
dung, ein weiteres, besonders effektiv arbeitendes Fördersystem für auf
Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke, insbesondere
Kraftfahrzeugbaugruppen, für automatisierte Montage- und Fertigungsab
läufe in Transferstraßen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fördersystem nach den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Fördersystem ist gewährleistet, daß in jeder
Bewegungsphase der Palette diese mit besonderer Präzision, d. h. mit
äußerst geringen Toleranzen behaftet, eine vorgegebene Förderstrecke
durchläuft, so daß in besonders vorteilhafter Weise an einzelnen Bear
beitungsstationen keine weiteren Maßnahmen zum Spannen und Indexieren
der Palette bzw. des Werkstückes für einen automatisierten Bearbei
tungsvorgang vonnöten sind. Das Paternosterprinzip selbst zeichnet sich
durch kompakte Bauweise und hohe Förderleistung aus.
Entsprechend den im eingangs genannten Stand der Technik abgehandelten
speziellen Skid-Lösungen eignet sich das erfindungsgemäße Fördersystem
in besonderer Weise zur Verwendung in Fertigungs- und Montagelinien,
die mit Robotern z. B. Schweißrobotern, bestückt sind.
Das hohe Maß an Präzision ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung gemäß den Unteransprüchen insbesondere
dadurch, daß das Verbindungselement zwischen
Palette und dem Zahnriementrieb gleichzeitig Mitnehmer und Führungsele
ment in einem ist. Die besondere Kopplung der Palette mit dem Zahn
riemen über ein umgreifendes und als Mitnehmer wirkendes Klemmstück er
möglicht es, die über den Zahnriemen eingeleitete Bewegung spielfrei
auf die Palette zu übertragen. Ist das Antriebs-Zahnrad für den Zahn
riemen mit einer Aussparung versehen, in die der untere Teil des Klemm
stückes exakt eingreifen kann, so bildet es beim Eintauchen in diese
Aussparung einen großen Zahn und fördert so die spielfreie und form
schlüssige Kraftübertragung. Liegt die Drehachse des Mitnehmers genau
in der neutralen Faser des Zahnriemens, so ist dadurch weiter gewähr
leistet, daß die Palette in jeder Position genau den Weg des Zahnrie
mens mitgehen kann. Relativbewegungen treten keine auf.
Zwar ist mit der DE-OS 21 43 479 bereits eine als waagerechter Pater
noster arbeitende Vorrichtung zum Transport oder Speichern von Gegen
ständen bekannt geworden. Dabei werden die Gegenstände auf entlang
zweier waagerechter parallel übereinanderliegender Förderstrecken lau
fender Plattformen transportiert, wobei jede Förderstrecke von einem
Paar Führungsschienen gebildet ist, auf denen die Plattformen mittels
jeweils zweier Stützräder an jeder Plattformseite sich abstützen und
wobei zum Überführen der Plattformen in horizontaler Lage von der einen
Förderstrecke zur anderen an deren beiden Enden jeweils ein über seine
gabelförmigen Enden mit den Achsen von Stützrädern der Plattformen in
Eingriff gelangender, umlaufender Doppelarmmechanismus sowie den Stütz
rädern entsprechend zugeordnete, kreisförmig gebogene Führungsschienen
vorgesehen sind. Es ist jeweils nur ein Doppelarmpaar vorgesehen, wobei
zwei gegenüberliegende Stützräder, an denen das Doppelarmpaar angreift,
mittig zur Plattform und die zwei anderen Stützräder entgegengesetzt
außermittig angeordnet sind, während ferner etwa symmetrisch gegenüber
den außermittig angeordneten Stützrädern je ein Ansatz aus der Platt
form herausragt und diese Ansätze parallel zu den Achsen der Stützräder
verlaufen und in den beiden Überführungsbereichen in kreisförmig gebo
gene Führungsschienen eingreifen. Die mit Rollen versehenen Ansätze
liegen außerhalb der Ebene, die, sich durch die Achsen der Stützräder
erstreckt. Gegebenenfalls kann der eine Ansatz nach oben und der andere
nach unten versetzt sein.
Von Nachteil ist, daß bei dieser Konstruktion in der in den dortigen
Fig. 3 und 4 gezeigten kritischen Stellung, die gegebenenfalls auch
die Entnahme- und Zuführposition von zu transportierenden Gegenständen
ist, die waagerechte Ausrichtung der Plattform lediglich durch den
ebenen Versatz der mit Rollen versehenen Ansätze gewährleistet ist.
Neben mehr oder weniger großen Abweichungen von einer tatsächlichen
waagerechten Position bedingt dies auch das Erfordernis einer relativ
großen Anzahl von zueinander versetzt angeordneter Führungsschienen.
Über Aufbau und Wirkungsweise einer antriebsgemäßen Kopplung einer je
den Plattform mit den notwendigen Fördereinrichtungen ist in dieser Pa
tentanmeldung nichts ausgesagt, so daß davon ausgegangen werden kann,
daß in dieser Hinsicht auf eine besondere Präzision hinsichtlich
spiel- bzw. schlupffreier Bewegungsübertragung kein besonderer Wert gelegt
wird. Als Antrieb ist daher auch nur ein Ketten- oder Friktionsrollen
antrieb vorgesehen. Als Fördersystem für automatisierte Montage- und
Fertigungsabläufe in Transferstraßen ist diese Transportvorrichtung
nicht geeignet.
Aus dem Stand der Technik sind weitere nach dem waagrechten
Paternosterprinzip arbeitende Vorrichtungen zum Transport oder Spei
chern von Gegenständen bekannt.
So zeigt die DE-PS 10 11 810 einen endlosen Plattenbandförderer, insbe
sondere zum Transport von zu kühlendem oder zu trocknendem Gut, der mit
einem Ketten- oder Bandantrieb ausgestattet ist und parallele L-förmi
ge, die Platten stützende und quer zur Transportrichtung führende Füh
rungsschienen aufweist, denen an Überführstationen die Platten einiger
maßen waagrecht haltende Bogenführungen zugeordnet sind.
Bei einem in der DE-25 37 943 A1 beschriebenen endlosen Kettenförderer,
insbesonders für Kraftfahrzeuge, sind den palettenseitigen Transport
rollen Führungsschienen derart zugeordnet, daß die Transportrollen
bezüglich ihrer Höhenlage eingeschlossen und damit einigermaßen fixiert
sind. Um allerdings die jeweilige Palette auch quer zur Transportrich
tung, und dies auch noch mit besonders engen Toleranzen zu transportie
ren, sind keine Maßnahmen aufgezeigt. Allein schon durch die Verwendung
eines Kettentriebes mit über angetriebene Umlenkräder laufende Ketten
ist ein exakter Palettentransport entlang der Förderstrecke nicht ge
währleistet und auch nicht angestrebt.
Ein weiteres waagrechtes Paternostersystem zur Speicherung von Kraft
fahrzeugen oder anderer Güter, insbesondere für die Verwendung als
Garagensystem, ist mit der DE-AS 10 90 838 bekannt geworden. Dabei wird
ein Zahnstangentrieb verwendet, während die Wendestationen gewisse
Gemeinsamkeiten (Gabelarme) mit denen in der bereits abgehandelten
DE-OS 21 43 479 haben.
Zwar ist es des weiteren bekannt (DE-AS 21 28 932, DE-OS 24 31 154,
DE-OS 25 48 613, US-PS 3 860 107, US-PS 3 737 024), Zahnriemen als
Antriebsmittel zu verwenden, die mit Mitnahmeelementen für zu transpor
tierende Güter formschlüssig verbunden sind, beispielsweise mittels
Klemmverbindungen oder in die Zahnformen eingreifender Formschlußele
mente; für den erfindungsgemäßen Anwendungsfall hingegen, bei der der
verwendete Zahnriemen gleichzeitig auch vorgespannt ist, sind solche
Einrichtungen hingegen nicht bekannt geworden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrieben. Die
zugehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1a eine perspektivische Darstellung des hinteren Bereiches des
Fördersystems,
Fig. 1b eine perspektivische Darstellung des vorderen Bereiches des
Fördersystems,
Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1b,
Fig. 3 eine Einzelteildarstellung einer Palette,
Fig. 4 eine Teilansicht gemäß Pfeil IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine vergrößerte Einzelteildarstellung eines Mitnehmers und
dessen Kopplung an eine Palette,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Pfeile VI in Fig. 5 und
Fig. 7 eine weitere Schnittdarstellung gemäß Pfeile VII in Fig. 5.
Wie aus den Fig. 1a und 1b hervorgeht, besteht das erfindungsgemäße
Fördersystem 1 aus zwei langgestreckten, waagerechten und parallel
übereinanderliegenden Förderstrecken mit jeweils endseitig angeordne
ten, identisch aufgebauten Überführstationen 2, 3 für Paletten 4. Für
das nach dem waagerechten "Paternosterprinzip" arbeitende Fördersystem
1 ist somit ein geschlossener Umlauf der Paletten 4 gegeben.
Auf jeder Palette 4 können ein oder mehrere Werkstücke exakt positio
niert aufgespannt sein, die dann entlang der Förderstrecke in beidsei
tig angeordneten Bearbeitungsstationen von z. B. Schweißrobotern bear
beitet werden. Sowohl die Bearbeitungsstationen als auch die auf den
einzelnen Paletten 4 sich befindenden Werkstücke sind hier der Über
sicht halber nicht dargestellt, da sie auch nicht Gegenstand der Erfin
dung sind.
Die weiteren Erläuterungen ergeben sich aus der Zusammenschau der
Fig. 1b bis 4.
Entlang der Förderstrecke wird jede rechteckförmige Palette 4 von je
weils einer an jeder Ecke angeordneten und seitlich herausragenden
Führungsrolle 5 getragen, die zwischen einer oberen und einer unteren
Führungsschiene 6, 7 geführt ist und dabei auf der unteren Führungs
schiene 7 abrollt. Der Abstand zwischen beiden Führungsschienen 6, 7
ist, wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, geringfügig größer (z. B.
5/100 mm) als der Durchmesser der Führungsrolle 5.
Zweckmäßigerweise wird in der hinteren Überführstation 3 die Palette 4
mit einem oder mit mehreren Werkstücken bestückt, die dann, nach er
folgter Bearbeitung an der vorderen Überführstation 2 wieder aus dem
Fördersystem 1 herausgenommen werden. Da die untere Förderstrecke somit
lediglich der Rückführung der Paletten 4 dient, ist es ausreichend, an
jeder Seite nur eine einzige Führungsschiene 8 vorzusehen, auf der die
Führungsrollen 5 aufliegen.
Denkbar wäre selbstverständlich auch, die fertig bearbeiteten Werk
stücke auf den Paletten 4 zu belassen, und sie erst nach Rückführung
zur hinteren Überführstation 3 aus dem Fördersystem 1 herauszunehmen.
Entlang der gesamten Förderstrecke sind in vorzugsweise gleichmäßigen
Abständen sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite sämtli
chen Führungsschienen 6-8 Stützeinrichtungen 9 zugeordnet. Jede
Stützeinrichtung 9 besteht aus einer am Fundament fest verankerten Ba
sisplatte 10, die einen vertikal ausgerichteten Pfosten 13 trägt, der
mittels Streben 14 stabilisiert ist. Von der Basisplatte 10 bzw. vom
unteren Bereich des Pfostens 13 aus ragt eine Konsole 15 nach innen und
ist mit der Führungsschiene 8 der unteren Förderstrecke verbunden. Im
oberen Bereich des Pfostens 13 sind zwei weitere Konsolen 16, 17 ange
setzt, die über eine großflächige Platte 18 bzw. über eine an die obere
Führungsschiene 6 angesetzte und diese in Querrichtung versteifende
Schiene 19 die untere und obere Führungsschiene 6, 7 halten. Die Verbin
dung zwischen den genannten Einzelelementen der Stützeinrichtung er
folgt vorteilhafterweise über Schweißverbindungen. Die Führungsschienen
6-8 sind mit den Stützeinrichtungen 9 verschraubt und verstiftet.
Wie insbesondere auch in Verbindung mit Fig. 4 ersichtlich wird, dienen
an den vier Ecken der Palette 4 aufgesetzte Exzenterrollen 20, die je
weils seitlich an den oberen Führungsschienen 6 abrollen, der seitli
chen Führung der Palette 4. Somit ist diese entlang der gesamten oberen
Förderstrecke in seitlicher Richtung und bezüglich ihrer Höhenlage
exakt geführt. Eine geringfügige Toleranz hinsichtlich der Höhenlage
ist bestenfalls durch das Übermaß (5/100 mm) des Abstandes von oberer
und unterer Führungsschiene 6, 7 gegenüber dem Durchmesser der Führungs
rolle 5 gegeben. Mit den Exzenterrollen 20 eröffnet sich die Möglich
keit, eine gewisse Verstellung der seitlichen Position der Palette 4
entlang der oberen Förderstrecke vorzunehmen.
An jeder Seite der Palette 4 ragt etwa mittig zwischen der vorderen und
hinteren Führungsrolle 5 ein Mitnehmer 23 heraus, der die Aufgabe hat,
über Zahnriemen 24 eingeleitete Antriebskräfte auf die Palette 4 zu
übertragen.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 7 hervorgeht, besteht der Mitnehmer
23 aus einem mit der Palette 4 verbundenen Mitnehmerzapfen 25, an den
in einer unteren Aussparung 26 mittels beidseitig angesetzter Klemm
schrauben 27 ein Klemmstück 28 angeschlossen ist. Die Schraubenköpfe
sind in Einsenkungen 29 des Mitnehmerzapfens 25 eingesetzt. Zwischen
den Klemmschrauben 27 angeordnet und vom Klemmstück 28 gehalten, ver
läuft der Zahnriemen 24, der mit Stahlseelen 30 armiert ist, die in
dessen neutralen Faser liegen. Die dem Zahnriemen 24 zugewandte Seite
des Klemmstückes 28 ist an seine Formgebung angepaßt (Nocken 33),
greift also, wie in Fig. 5 gezeigt, in insgesamt drei Zahnlücken ein,
so daß der Zahnriemen 24 somit formschlüssig mit dem Mitnehmer 23 ge
koppelt ist. Das Klemmstück 28 ist überdies, wie aus Fig. 6 hervorgeht,
spielfrei und formschlüssig in die Ausnehmung 26 des Mitnehmerzapfens
25 eingepaßt, so daß somit eine insgesamt spielfreie Verbindung herge
stellt ist.
Der Mitnehmer 23 selbst ist ebenfalls über eine spielfreie Lagerung
drehbar mit der Palette 4 verbunden. Die konstruktive Ausführung ist u. a.
dergestalt, daß die Mitnehmer-Drehachse 34 die neutrale Faser des
Zahnriemens 24 schneidet, so daß dadurch gewährleistet werden kann, daß
die Palette 4 in jeder Position exakt den Weg des Zahnriemens 4 mit
gehen kann (keine Relativbewegung).
Die Drehlagerung des Mitnehmers 23 ist in Fig. 5 im einzelnen gezeigt.
Die Palette 4 besteht zunächst aus einer werkstücktragenden Plattform
35, die von formstabilisierenden, versteifenden Rechteckprofilen 36
aufgenommen wird. In eine Ausnehmung des Rechteckprofiles 36 ist eine
Lagerhülse 37 für den Mitnehmer 23 eingesetzt und mittels Schweißver
bindung 38 befestigt. Die Lagerhülse 37 ist beidendig mit Lagerbuchsen
39 ausgestattet, in die schließlich der Lagerzapfen 40 des Mitnehmers
23 eingesetzt ist. Eine mittels Befestigungsschraube 43 stirnseitig auf
den Lagerzapfen 40 aufgesetzte Abschlußplatte 44 dient der axialen Si
cherung. Dadurch, daß der Lagerzapfen 40 die rechte Buchse 39 geringfü
gig überragt, entsteht zwischen den relativ zueinander sich bewegenden
Bauteilen - Lagerbuchse 39 und Abschlußplatte 44 - ein geringfügiger
Spalt 45, so daß eine soweit als möglich reibungsarme Drehbewegung der
Mitnehmers 23 erfolgen kann.
Jeder der beiden Zahnriemen 24 ist an jeder Überführstation 2, 3 um ein
Zahnriemenrad 46 herumgeführt, welches angetrieben wird. Das Zahnrie
menrad 46 ist des weiteren über seinen Umfang in gewissen Abständen mit
über die gesamte Breite reichenden Aussparungen 47 ausgestattet, wobei
jede Aussparung 47 in ihrer Bemaßung exakt der Profilierung (vgl.
Fig. 6) des Klemmstückes 28 des Mitnehmers 23 angepaßt ist, so daß dieses
Klemmstück 28 in die Aussparung 47 eintauchen, die Funktion eines
großen Zahnes übernehmen und somit eine zusätzliche formschlüssige Mit
nahmeverbindung zwischen Zahnriemen 24 und Zahnriemenrad 46 herstellen
kann.
Konstruktiver Aufbau und Funktionsweise einer jeden Überführstation 2, 3
gehen insbesondere, aus den Fig. 1b und 2 in ihrer Zusammenschau her
vor. Wegen ihres identischen Aufbaues ist nur eine beschrieben und mit
Bezugszeichen versehen.
Die Überführstation 2, 3 besteht aus einer Antriebseinheit 48 und einer
dieser gegenüberliegenden Mitnahmeeinheit 49, die über eine Kardanwelle
50 gekoppelt sind. Zur Aufnahme von Antriebseinheit 48 und Mitnahmein
heit 49 ist eine mit einem Fundament 53 fest verankerte Grundplatte 54
vorgesehen. Diese ist beidseitig mit jeweils einer Vertiefung 55 mit
Schwalbenschwanzführung 56 ausgestattet, in der ein plattenförmiger Fuß
57 eingesetzt und längsverschieblich gelagert ist, der die Antriebsein
heit 48 bzw. die Mitnahmeeinheit 49 trägt. An einander gegenüberliegen
den Stirnflächen der Füße 57 der Überführstationen 2, 3 sind Gewinde
spindeln 58 angesetzt, die in Spindelaufnahmen 59 der Grundplatten 54
eingreifen. Damit kann die Riemenspannung des Zahnriemens 24 geändert
werden. Zweckmäßigerweise wird dabei der Zahnriemen 24 unter eine sol
che Vorspannung gesetzt, daß die weiteren auf ihn einwirkenden Kräfte
(Übertragung der Antriebskräfte, rückwirkende Kräfte aus den Werkstück-Be
arbeitungsvorgängen usw.) praktisch keine zusätzliche Längung des
Zahnriemens 24 mehr bewirken können. Dadurch kann die Spielfreiheit
(Zahnriemengenauigkeit ± 0,1 mm) und Steifigkeit des Gesamtsystems wei
ter verbessert werden.
Aus der Antriebseinheit 48 ragt eine Antriebswelle 60 eines aus drei
Riemenrädern 63, 64, 65 bestehenden Vorgeleges heraus und ist mit einem
hier nicht dargestellten Antriebsmotor verbindbar. Die Mitnahmeeinheit
49 ist mit einem identisch aufgebauten Vorgelege ausgestattet. Die Kar
danverbindung (Kardanwelle 50) erfolgt durch entsprechende Kopplung der
jeweils unten liegenden Riemenräder 63. Sämtliche Riemenräder 63-65
sind über die Antriebswelle 60 bzw. über Lagerzapfen 66, 67 im Gehäuse
der Antriebseinheit 48 bzw. der Mitnahmeeinheit 49 drehbar gelagert.
Die Riemenräder 64 und 65 haben gleiche Durchmesser; ein umlaufender
Antriebsriemen 68 kann über eine zusätzliche Exzenterspannrolle 69 vor
gespannt werden, die ebenfalls jeweils im Gehäuse der Antriebseinheit
48 bzw. der Mitnahmeeinheit 49 in einer Lagerstelle 70 gelagert ist.
Aufbau und Wirkungsweise einer Exzenterspannrolle bedarf an dieser
Stelle keiner weiteren Erläuterung, da dies dem Fachmann geläufig ist.
Mit dem in Laufrichtung des Antriebsriemens (Zahnriemen 68) letzten
Riemenrad 64 ist das Zahnriemenrad 46 drehfest verbunden und zu ihm
koaxial ausgerichtet, so daß der Antrieb somit auf den Zahnriemen 24
und damit auf die einzelnen Paletten 4 übertragbar ist. Ebenfalls
koaxial zu dem dem angetriebenen Riemenrad 63 unmittelbar nachfolgenden
Riemenrad 65 angeordnet, allerdings gegenüber dem Zahnriemenrad 46
durch eine Zwischenwelle 73 axial versetzt, ist ein Mitnehmerrad 74
gelagert, welches über seinen Umfang mit einer Anzahl von Ausnehmungen
75 versehen ist, die zumindest im Grunde halbkreisförmig ausgeformt
sind, wobei der Radius an den Durchmesser von weiteren Führungsrollen
76 angepaßt ist, die an den vier Ecken einer jeden Palette 4 angeordnet
und den bereits erwähnten, den Führungsschienen 6, 7 zugeordneten Füh
rungsrollen 5 unmittelbar benachbart sind. Anordnung und Abstand
(Bogenlänge der Kreislinie) der Ausnehmungen 75 entspricht Anordnung
und Beabstandung (Bogenlänge der Kreislinie) der Aussparungen 47 im
Zahnriemenrad 46. Dies entspricht auch den Stufensprüngen, mit denen
die Paletten 4 im Fördersystem 1 unterschiedlich beabstandet angeordnet
sein können.
Die exakte Positionierung der Paletten 4 an den einzelnen Bearbeitungs
stationen kann über den mit sehr hoher Genauigkeit arbeitenden An
triebsstrang erfolgen. Stationsseitige Maßnahmen zur Positionierung der
Paletten 4 sind entbehrlich.
Sowohl an die Antriebseinheit 48 als auch an die Mitnahmeeinheit 49 ist
endseitig mittels einer geeigneten Halterung 77 eine halbkreisförmige
Kurvenscheibe 78 angesetzt, deren Mittelpunkt-Ebene der des Zahnriemen
rades 46 und des Mitnehmerrades 74 entspricht und auf der die vordere
palettenseitige Führungsrolle 76 abrollen kann. Die Kurvenscheibe 78
kann daher die Palette 4 während der Überführbewegung stabilisieren.
An die Antriebseinheit 48 und die Mitnahmeeinheit 49 angesetzte Stüt
zeinrichtungen 79, 80, 81 sorgen dafür, daß die Führungsschienen 6-8
auch in diesem Bereich sicher abgestützt und gehalten werden.
Der Bewegungsablauf beim Überführen der Palette 4 zwischen oberer und
unterer Förderstrecke ist folgender:
Ist eine Palette 4 oberhalb einer Überführstation 2, 3 angelangt, so greift an jeder Seite ihre hintere Führungsrolle 76 in eine Ausnehmung 75 des Mitnehmerrades 74 ein. An dieser Stelle endet, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, auch die untere Führungsschiene 7 der oberen Förderstrecke.
Ist eine Palette 4 oberhalb einer Überführstation 2, 3 angelangt, so greift an jeder Seite ihre hintere Führungsrolle 76 in eine Ausnehmung 75 des Mitnehmerrades 74 ein. An dieser Stelle endet, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, auch die untere Führungsschiene 7 der oberen Förderstrecke.
Gleichzeitig greift das Klemmstück 28 eines jeden der beiden Mitnehmer
23 in die jeweilige Aussparung 47 des Zahnriemenrades 46 ein. Schließ
lich und endlich steht jede, vordere Führungsrolle 76 im Übergangsbe
reich zwischen einem waagerechten und einem gekrümmten (halbkreisförmi
gen) Abschnitt der Kurvenscheibe 78. Durch die Formschlußverbindung mit
dem Mitnehmer 23 wird die Palette 4 über das Zahnriemenrad 46 weiterbe
wegt und behält dabei ihre waagerechte Ausrichtung exakt bei.
Auch in der kritischen Phase der Überführbewegung, nämlich dann, wenn
sich die Palette 4 etwa auf halber Höhe zwischen den Förderstrecken be
findet und die Kurvenscheiben 78 auf die Führungsrollen 76 keine verti
kalen Stützkräfte mehr übertragen können, ist die waagerechte Ausrich
tung durch den Eingriff der hinteren Führungsrollen 76 in die Ausneh
mungen 75 der Mitnehmerräder 74 sowie durch den Eingriff der Mitnehmer 23
über ihre Klemmstücke 28 in die Aussparungen 47 der Zahnriemenräder
46 gewährleistet. Somit ist auch in dieser Phase der Bewegung gewähr
leistet, daß die Palette 4 absolut sicher und exakt positioniert
bleibt.
Der Vollständigkeit halber sei noch kurz auf die Lagerung der Exzenter
rolle 20 sowie der Führungsrollen 5, 76 eingegangen, wie dies aus den
Fig. 3 und 4 hervorgeht. Zunächst ist in einer Ausnehmung 83 der Platt
form 35 ein Exzenter 84 eingesetzt, dessen oberer Bund 85 eine Vier
kant- oder Sechskantform besitzt und daher mittels geeigneter Schrau
benschlüssel verdreht werden kann. Ist dies erfolgt, so kann der Exzen
ter 84 mittels Klemmschraube 86, die in ein entsprechendes Gewinde in
der Palette 4 eingeschraubt ist, wieder festgesetzt werden. Der Exzen
ter 84 dient der Exzenterrolle 20 gleichzeitig als Lagerzapfen.
Die gemeinsame Halterung der Führungsrollen 5, 76 seitlich an der Pa
lette 4 erfolgt über eine Schraube 87, die mit ihrem Gewindeabschnitt
88 in ein entsprechendes Gewinde im Rechteckprofil 36 und in einer
seitlich daran angesetzten Distanzplatte 89 eingreift. Ein der eigent
lichen Lagerung der Führungsrollen 5, 76 dienender zylindrischer Ab
schnitt 90 der Schraube 87 weist eine geringfügig größere Länge auf,
als es der Summe der Breiten der beiden Führungsrollen 5, 76 entspricht,
so daß ein voneinander unbeeinflußtes Abrollen gewährleistet ist. Ge
gebenenfalls können zwischen Distanzplatte 89, Führungsrollen 5, 76 und
dem Schraubenkopf der Schraube 87 noch Distanzscheiben eingelegt sein.
Claims (7)
1. Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte
Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeug-Baugruppen, für
automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in
Transferstraßen, mit folgenden Merkmalen
- a) das Fördersystem (1) ist nach dem waagerechten Paternosterprinzip aufgebaut mit einer oberen und einer unteren Förderstrecke und zwei endseitig der Förderstrecken angeordneten Überführstationen (2, 3),
- b) die Paletten (4) weisen jeweils vorn und hinten seitliche Führungsrollen (5, 20, 76) auf, die mit stationär angeordneten, sie auf wenigstens der oberen Förderstrecke mit maßlich engen Toleranzen einschließenden und entlang der Förderstrecken verlaufenden Führungsschienen (6, 7) zusammenwirken, wobei diese Führungsschienen die Paletten auf wenigstens der oberen Förderstrecke sowohl quer zur Transportrichtung als auch bezüglich ihrer Höhenlage fixieren,
- c) die von den Überführstationen (2, 3) abgeleiteten Antriebskräfte zum Fördern der Paletten (4) wirken über vorgespannte Zahnriemen (24) auf die Paletten ein,
- d) an jeder Seite einer Palette (4) ist etwa mittig zwischen der vorderen und der hinteren Führungsrolle (5, 20, 76) ein Mitnehmer (23) vorgesehen, über den der Zahnriemen (24) form,schlüssig mit der Palette verbunden ist,
- e) an jeder Überführstation (2 bzw. 3) ist auf jeder Seite ein zum Antrieb des Zahnriemens (24) dienendes Zahnriemenrad (46), ein ebenfalls angetriebenes Mitnehmerrad (74) sowie endseitig eine stationäre, halbkreisförmige Kurvenscheibe (78) angeordnet, deren Mittelpunktsebene der des Zahnriemenrades (46) und des Mitnehmerrades (74) entspricht, wobei das Mitnehmerrad an seinem Umfang mit Ausnehmungen (75) zur Aufnahme der hinteren Führungsrolle (76) der auf die untere Führungsbahn zu überführenden Palette (4) und das Zahnriemenrad (46) über seinen Umfang in Abständen - entsprechend der Anordnung und Beabstandung der Ausnehmungen (75) - mit über die gesamte Breite reichenden Aussparungen (47) zur Aufnahme des Mitnehmers (23) der zu überführenden Palette versehen sind, und wobei auf der Kurvenscheibe die vordere Führungsrolle (76) der zu überführenden Palette führbar ist.
2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsschienen (6, 7, 8) in
Förderrichtung zu beiden Seiten der Paletten (4)
verlaufen und daß entlang der
Förderstrecken und im Bereich der Überführstationen (2, 3) den
Führungsschienen (6-8) Stützeinrichtungen (9, 79-82) zu deren
Stabilisierung zugeordnet sind, wobei jede entlang der
Förderstrecken verlaufende Stützeinrichtung (9) einen
auf einer bodenseitig verankerten Basisplatte (10) aufsitzenden, vertikal
ausgerichteten Pfosten (13) aufweist und von der Basisplatte
(10) bzw. von unteren und oberen Bereichen des Pfostens (13)
Konsolen (15-17) abkragen, an denen die Führungsschienen (6-
8) angesetzt sind.
3. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Ecken jeder rechteckförmigen Palette (4) seitlich jeweils
zwei gleichachsig gelagerte Führungsrollen (5, 76) herausragen,
wobei eine (5) der Führungsrollen (5, 76) entlang der oberen
Förderstrecke zwischen einer oberen und einer unteren
Führungsschiene (6, 7) geführt ist und der Abstand zwischen
beiden Führungsschienen (6, 7) geringfügig größer ist als der
Durchmesser der einen Führungsrolle (5), während die andere
Führungsrolle (76) mit den Mitnehmerrädern (74)
in den Überführstationen (2, 3) zusammenwirkt, daß ferner im Bereich
jedes Führungsrollen-Paares (5, 76) eine zusätzliche
Exzenterrolle (20) angeordnet und auf die werkstücktragende
Oberfläche der Palette (4) aufgesetzt ist, wobei die Exzenterrolle
(20) an Seitenflächen der oberen Führungsschiene (6) abrollt.
4. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
aus der Palette herausragende Mitnehmer (23)
einen Mitnehmerzapfen (25) aufweist, an den in einer
unteren Aussparung (26) mittels beidseitig angesetzter und den
Zahnriemen (24) umgreifender Klemmschrauben (27) ein
Klemmstück (28) angeschlossen ist, so daß Mitnehmerzapfen
(25) und Klemmstück (28) den Zahnriemmen (24) zwischen sich
aufnehmen, daß weiterhin die dem Zahnriemen (24) zugewandte
Seite des Klemmstücks (28) mit Nocken (33) ausgestattet i st,
die in eine Anzahl von Zahnlücken eingreifen, so daß eine
Formschlußverbindung mit dem Zahnriemen (24) hergestellt ist.
5. Fördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehachse (34) des an der Palette (4) drehbar gelagerten
Mitnehmers (23) die neutrale Faser des Zahnriemens (24)
schneidet, in der auch dessen Stahlseelenarmierung (30) liegt.
6. Fördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemaßung der
Aussparungen (47) im Zahnriemenrad (46)
dem Klemmstück
(28) des Mitnehmers (23) angepaßt ist, so daß das Klemmstück
(28) in die Aussparung (47) eintauchen
und eine zusätzliche
formschlüssige Mitnahmeverbindung zwischen Zahnriemen (24)
und Zahnriemen (46) herstellen kann.
7. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Überführstation (2, 3) aus einer Antriebseinheit (48) und
einer dieser gegenüberliegenden Mitnahmeeinheit (49) besteht,
die über eine Kardanwelle (50) miteinander gekoppelt sind, daß
die Antriebseinheit (48) bzw. die Mitnahmeeinheit (49) jeweils
ein aus drei Riemenrädern (63-65) bestehendes Vorgelege
aufweist, die über einen umlaufenden, spannbaren Antriebsriemen
(68) gekoppelt sind, daß mit dem in Laufrichtung des
Antriebselementes (68) letzten Riemenrad (64) das
Zahnriemenrad (46) drehfest verbunden und zu ihm koaxial
ausgerichtet ist, daß weiterhin ebenfalls koaxiale zu dem dem
angetriebenen Riemenrad (63) unmittelbar nachfolgenden
Riemenrad (65), allerdings gegenüber dem
Zahnriemenrad (46) durch eine Zwischenwelle (73) axial
versetzt, das Mitnehmerrad (74) gelagert ist.
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