DE4018477C2 - Speichersystem mit einer Vielzahl von Speicherelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Speichersystem mit einer Vielzahl von Speicherelementen zur Aufnahme von zu speicherndem Gut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Speichersysteme mit einer Vielzahl von Speicherelementen, von denen jedes wenigstens ein Werkstück aufnimmt, werden als Speicher-/Puffer-/Magazin-Systeme im Materialfluß 1. bis 4. Ordnung eingesetzt. Dies bedeutet, daß das jeweili­ ge Speicher-/Puffer-/Magazinsystem ausgehend vom Transport von Material zwischen einzelnen Betriebsstätten bis hin zum Transport von Material von einer Maschine zu einer anderen oder sogar innerhalb einer Maschinen eingesetzt wird.

Damit müssen derartige Speichersysteme für Materialfluß­ aufgaben wie Lagern, Speichern, Puffern, Magazinieren sowie als Transportelement geeignet sein.

Obgleich mittlerweile die verschiedensten, zum Teil sehr aufwendigen Speichersysteme vorgeschlagen worden sind, besteht weiterhin Bedarf an einem einfachen, automatisie­ rungsgerechten Bereitstellungssystem für Materialflußele­ mente zum Speichern, Puffern, Magazinieren und Transpor­ tieren von Gütern aller Art im Materialflußbereich 1. bis 4. Ordnung.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 23 41 610 A1 wird eine Vorrichtung zum Zubringen von langgestrecktem Rohmaterial, z. B. zu einer Werkzeugmaschine, beschrieben. Hierzu ist ein Magazin vorgesehen, das auf einen Revolver angeordnete, rohrförmige Aufnahmen aufweist. Diese rohrförmigen - Aufnah­ men sind zwar auswechselbar, jedoch erfordert dies einen erheblichen Montageaufwand, während sie beim erfindungsge­ mäßen Speichersystem einfach lösbar und automatisierbar sind.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 23 54 377 A1 beschreibt ein Magazinsystem zur Aufnahme von zu bearbeitenden oder bearbeiteter Werkstücke. Hierzu weist das Magazinsystem einen oben offenen Kasten auf, der durch Quer- und Längswände in senkrechte Fächer unterteilt ist. Die durch die einzelnen Fächer gebildeten Aufnahmen sind aber nicht als Einheit unabhängig von der "Wabe" transportierbar.

Ähnlich wird im DE-GM 78 34 048 eine Aufnahmevorrichtung für langgestreckte Elemente beschrieben, die stirnseitig be- oder entladbar sind, die jedoch lediglich zum Lagern solcher Elemente dient und weder transportierbar, noch automatisierbar und auch nicht in beliebiger Weise jeder­ zeit zusammensetzbar und wieder lösbar ist.

Im Wirtschaftspatent DD-PS 2 65 840 A1 wird eine Palette be­ schrieben, die in beidseitig verschließbaren Hohlzylindern Werkstücke transportieren kann. Eine "automatische" Zufüh­ rung wird hier durch einen geneigten Führungsstab bewerk­ stelligt, so daß die auch seitlich geführte Palette ab­ wärts rutschen kann. Sie enthält jedoch keines der erfin­ dungsgemäßen Merkmale des Anspruchs 1.

Das US-Patent 38 21 835 befaßt sich mit der Zuführung und Ablage von Werkstücken und Werkzeugen, die in einem zylindrischen Speicher neben der automatisierten Maschine lagern und von einem zylindrischen, drehbaren und ver­ fahrbaren Türmchen mit Greifvorrichtung der Maschine zur Oberflächenbearbeitung bzw. falls es sich um ein Werkzeug handelt zum Einspannen des Werkzeugs, zugeführt werden. Bei den Türmchen handelt es sich jedoch um feste Maschi­ nenbestandteile; sie sind weder in der Größe noch in der Anzahl veränderbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speicher­ system mit einer Vielzahl von Speicherelementen zur Auf­ nahme von zu speicherndem Gut anzugeben, dessen Aufbau und insbesondere dessen Größe leicht an die jeweilige Spei­ cheraufgabe angepaßt werden kann, und bei dem dennoch das Be- und Entladen ohne größeren Anpassungsaufwand automa­ tisiert erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1, Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen 2-9 angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für die Lösung der ersten Teilaufgabe erforderlich ist, ein Speichersystem mit einer Vielzahl von Speicherelementen zur Aufnahme von zu speicherndem Gut zu verwenden, die zu einer als Einheit handhabbaren Transport- und Lagereinheit bzw. einer Wabe zusammenfaßbar sind, und von denen jedes Speicherelement durch wenigstens eine Stirnfläche mit Speichergut be- und entladbar ist. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, daß das Speicher-/Puffer-/Magazin- System ein kostengünstiges und hochflexibles Element für die verschiedenste Materialflußaufgaben ist. Ferner er­ laubt dieser Aufbau eine modulare Gestaltung, so daß das Speichersystem dem jeweiligen Produkt anpaßbar ist.

Um dieses Speichersystem automatisierungsgerecht auszuge­ stalten, ist erfindungsgemäß eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die die Wabe und/oder eine Be- und Entlade­ einheit für die einzelnen Speicherelemente derart ver­ fährt, daß das Speichergut an einer ortsfesten Übergabe­ station automatisch übergebbar bzw. übernehmbar ist.

Die Be- und Entladeeinheit kann vollständig von der Wabe entkoppelt sein. So ist es möglich, die Be- und Entlade­ einheit starr anzuordnen, und die Wabe zu drehen und/oder horizontal bzw. vertikal zu verfahren. Ferner ist es auch möglich, die Be- und Entladeeinheit verfahrbar und/oder um die Speicherachse drehbar auszugestalten. Die Ein- und Ausgabeeinheiten können dabei programmiert oder zwangsge­ führt über Kulissen, Vorschubelementen an den einzelnen Speicherelementen verfahren werden.

Die Be- und Entladung selbst kann auf die verschiedenste Art und Weise erfolgen, u. a. unter Ausnützung der Schwer­ kraft durch schiefe Anordnung des Speichers/Puffers/Maga­ zins oder durch den Staudruck des Füllgutes. Diese Mög­ lichkeit ist besonders geeignet für den Einsatz der Wabe als Durchlaufspeicher. Weiterhin kann die Ein- und Ausgabe mit Hilfe von Schiebern, Blasdüsen, Saugvorrichtungen, Rutschen oder durch Fliehkräfte erfolgen.

Durch die erfindungsgemäß vorgenommene Entkopplung zwi­ schen Speicher und Be- und Entladeeinheit kann die Wabe trotz ihres automatisierungsgerechten Aufbaus auf die unterschiedlichsten Weisen transportiert, gestapelt oder gestaut werden.

So kann sie drehbar, rollbar, um ein frei wählbares Zen­ trum höhenverfahrbar, querverfahrbar sowie höhen- und querverfahrbar (kreuzförmige Bewegung) sein; selbstver­ ständlich können alle Bewegungen getaktet werden.

Ferner ist es möglich, für jedes Speichersystem mehrere voneinander unabhängig arbeitende Ein- bzw. Ausgabeein­ heiten zu verwenden, beispielsweise zwei Eingabe- und drei Ausgabeeinheiten. Die Einheiten können auf einer Seite des Sy­ stems oder auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet werden (Anspruch 2).

Insbesondere kann die Be- und/oder Entladeeinheit ein sta­ tionäres Teil aufweisen, das mittels Kugelgelenken und eines Längsausgleichs mit dem mit den einzelnen Speicher­ elementen verbindbaren Teil verbunden ist, das axial und radial bzw. über Kreuz verfahrbar ist (Anspruch 3).

Die Wabe kann mit Gurtbändern oder sonstigen Fördermit­ teln, wie einer Rollbahn, Bändern, Staplern, einer Rutsche mit Stopper etc. transportiert werden. Besonders bevorzugt ist ein Transport der Wabe auf einem Förderhilfsmittel mit zwei Seitenwänden, die parallel zu den Stirnwänden ange­ ordnet sind (Anspruch 4). Hierdurch erfolgt eine Sicherung gegen das Herausfallen von Teilen. Weiterhin ist eine Stapelbildung bzw. eine Bildung von Transporteinheiten möglich.

Die Wabe ist ferner beliebig stapelbar und staubar, z. B. mittels eines Staubandes.

Die Außenkontur der Wabe kann neben kreisförmig auch vier- oder sechseckig sein, so daß es möglich ist aus einzelnen Waben einen Großwabenspeicher aufzubauen, der dann wieder die Eigenschaften der einzelnen Waben besitzt.

Die Anordnung der einzelnen Elemente in der Wabe kann in Form von konzentrischen Kreisen, spiralförmig oder zeilen- und spaltenförmig, d. h. matrixförmig erfolgen.

Mehrere Waben können mittels einfacher Verbindungen oder Kupplungen axial miteinander verbunden werden, so daß eine "Endlos-Wabe" entsteht (Anspruch 5). Ein Transport einer derartigen Wabe kann sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Förderrichtung erfolgen.

Die einzelnen Speicherelemente können einen beliebigen Querschnitt, z. B. einen kreis-, oval- oder polygonförmigen oder einen rechteckigen Querschnitt haben. Auch können die einzelnen Element mit Zwischenböden, z. B. Schiebern verse­ hen werden. Die einzelnen Elemente sind dabei vorzugsweise so aufgebaut, daß ihre Länge sehr viel größer als ihr Durchmesser ist.

Die einzelnen Speicherelemente können mit Hilfe eines bandförmigen Elementes zu einer Wabe zusammengefaßt werden (Anspruch 6). Ferner können sie zusammengeklebt oder geschweißt werden.

Die Speicherelemente können ferner mit Hilfe zweier Stirn­ wände, die geeignete Aufnahmevorrichtungen für die einzel­ nen Speicherelemente besitzen, zu einer Wabe zusammenge­ faßt werden (Anspruch 7). Der Verbund zu einer Wabe wird z. B. durch ein zentrales Verbindungselement, welches die zwei Stirnwände gegeneinander spannt oder durch Einschnap­ pen, Verhaken, Klipsen, Arretieren, etc. von einzelnen oder allen Speicherelementen in die zwei Stirnwände er­ reicht. Beim Einsatz von Stirnwänden können diese z. B. rund oder rechteckig ausgeführt werden.

Weiterhin können die Speicherelemente auch gelenkig mit­ einander verbunden sein (Anspruch 8); hierdurch ist es möglich, die Wabe auf- bzw. abzuwickeln oder linear anzu­ ordnen.

In der Minimalkonfiguration besteht damit eine Wabe aus nur zwei Komponenten, nämlich den Stirnwänden, Schweißver­ bindungen oder Spannbändern und den Speicherelementen.

Die Wabe kann aus einzelnen schon befüllten Speicherele­ menten aufgebaut werden; es ist aber auch möglich, daß die Speicherelement unauflösbar miteinander verbunden sind, so daß nur die Wabe befüllt werden kann.

Der Antrieb der Wabe kann beispielsweise an der Außenkon­ tur (Anspruch 9), insbesondere an den Stirnseiten oder der Mantelfläche über Mitnehmer, wie ein umschlingendes Band oder eine Kette oder über Reibräder/-rollen/-walzen erfolgen. Ferner ist es möglich, eine Mittelachse vorzuse­ hen, die aus den Stirnseiten der Wabe herausragt und mit Kupplungen für den Antrieb versehen ist oder an ihren Enden mit Bohrungen zum Ankuppeln einer Aufnahme bzw. An­ triebsvorrichtung versehen ist, welche dann mit der Wabe bündig abschließen.

Die Wabe kann durch ihre Außenwände zentriert oder an ihrer Mittelachse gelagert werden. Zur verbesserten Zen­ trierung der Wabe können z. B. zwei V-Nuten, die mit der Mittelachse der Wabe verbindbar sind und eine horizontale Längsverfahrvorrichtung besitzen zum Höhenverfahren der Wabe eingesetzt werden. Die Zentrierung kann ferner durch zwei Stützwalzen bzw. vier Stützräder erfolgen.

Die Waben bzw. Speicherelemente können auch beliebig ver­ schlossen werden, beispielsweise durch spezielle Einweg­ sperren, d. h. nur in einer Richtung passierbare Elemente, die in einer Stirnseite der Speicherelemente eingebracht sind.

Ferner ist es möglich, einen Arretierungsmechanismus vor­ zusehen, der gelöst und gesperrt werden kann.

Weiterhin ist es möglich, in den einzelnen Speicherele­ menten Federelemente vorzusehen, die ab einer bestimmten Kraft das Ein- bzw. Aus schieben des Speicherguts ermögli­ chen. Diese Federelement können z. B. vier gleichmäßig am Umfang eines Speicherelementes angeordnete Blattfedern sein.

Auch ist es möglich, die Wabe insgesamt durch wiederver­ wendbare Deckel/Verschlußplatten, welche steck-, klapp-, klips-, schnapp-, einschwenk- bzw. wegschwenkbar, aufge­ steckt, etc. sind, zu verschließen.

Ein Verschließen der Wabe kann auch durch aufgebrachte und insbesondere durchsichtige Folien, die z. B. geschrumpft, geklebt, durch Unterdruck in den Röhren gehalten werden erfolgen. Diese Folien sind leicht entfernbar, beispiels­ weise abreißbar, so daß ein staubfreies Speichern, Aufbe­ wahren und Transportieren von Teilen sowie Einsehen des Füllgutes möglich ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 verschiedene Ausführungsformen einer Wabe,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Be- und Entladeeinheit,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Be- und Entladeeinheit, und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren einer Wabe.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Wabe, bei der die einzelnen Speicherelemente 1 in zwei Stirnelemente 2 mit entsprechenden Aussparungen für die Aufnahme der einzelnen Speicherelemente eingesetzt sind. Mit 3 ist eine Drehachse für die Wabe bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wabe, bei der die einzelnen Speicherelemente 1 durch Spannbänder 2′ zusammengehalten werden.

Fig. 3 zeigt eine Be- und Entladeeinheit für eine aus Speicherelementen 1 zusammengesetzte Wabe 10. Die Be- und Entladeeinheit weist über Kugelgelenke 4 verbundene Rohre 5 zum Ein- und Ausgeben von nicht dargestellten Teilen auf. Die Wabe 10 kann um ihre Drehachse 3 gedreht werden, während das an das jeweilige zu befüllende bzw. zu entlee­ rende Speicherelement 3 angedockte Rohr 5 durch eine Längsführung 6 vertikal verschiebbar ist.

Fig. 4 zeigt in einem Querschnitt eine Modifikation der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung, bei der die angedockten Rohre 5 einer Beladeeinheit (links von der Wabe 10) und einer Entladeeinheit (rechts von der Wabe 10) vertikal, horizontal, über Kreuz sowie auch kreis- oder spiralförmig programmiert und unabhängig voneinander verfahren werden können.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Antrieb für einen Waben­ speicher 10 auf einer rechteckigen Spiralbahn 11. Der Antrieb wird durch entsprechende Aufnahmen 12 realisiert, wobei die Achse 3 der Wabe 10 in die Ausnehmungen 11 in den Seitenwänden 14 eingreifen, die gleichzeitig die nicht befüllbaren bzw. entleerbaren Speicherelemente 1 ver­ schließen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung können aber auch andere Bahnen realisiert werden, indem für die seitlichen Führungen in der Trägerplatte 14 entsprechende Bahnen vorgesehen werden; auf der Trägerplatte kann auch mehr als ein Wabenspeicher angeordnet werden; hierdurch ist das Ausgeben von Teilen für mehrere Verarbeitungsstationen möglich.

Claims (9)

1. Speichersystem (1) mit einer Vielzahl von Speichere­ lementen, von denen jedes durch wenigstens eine Stirnfläche (2) mit zu speicherndem Gut be- und entladbar ist, mit folgenden Merkmalen:

• - dem jeweiligen Einsatz entsprechend auswählbare, einzeln transportierbare Speicherelemente (1) sind lösbar zu einer als Einheit handhabbaren Transport- und Lagereinheit (Wabe 10) zusammenfaßbar,
• - es ist wenigstens eine Be- und Entladeeinheit (4 und 5) für die einzelnen Speicherelemente vorge­ sehen, die Be- und Entladeeinheit weist über Kugel­ gelenke (4) verbundene Rohre (5) zum Ein- und Aus­ geben von Teilen auf, wobei die Rohre (5) durch eine Längsführung (6) vertikal verschiebbar sind,
• - eine Antriebseinrichtung (12) verfährt die Wabe (10) und/oder die Be- und Entladeeinheit (4 und 5) derart, daß das Speichergut an einer ortsfesten Übergabestation automatisch übergebbar bzw. über­ nehmbar ist,
• - die Wabe (10) ist unabhängig von der wenigstens einen Be- und Entladeeinheit transportierbar, stapelbar und/oder staubar und kann um die Dreh­ achse (3) gedreht werden.

2. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Be- und/oder Entlade­ einheiten (4, 5) vorgesehen sind, die unabhängig voneinan­ der betreibbar sind.

3. Speichersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und/oder Entlade­ einheit (4, 5) ein stationäres Teil aufweist, das mittels Kugelgelenken (4) und eines Längsausgleichs mit dem mit den einzelnen Speicherelementen verbindbaren Teil verbun­ den ist, das axial und radial bzw. über Kreuz verfahrbar ist.

4. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport der Wabe ein Förderhilfsmittel mit zwei Seitenwänden (14) vorgesehen ist, die zur Sicherung gegen das Herausfallen von Teilen parallel zu den Stirnwänden (2) angeordnet sind.

5. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Waben (10) mittels Verbindungen oder Kupplungen axial miteinander verbunden sind.

6. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente durch wenigstens ein bandförmiges Element zu einer Wabe (10) zusammengefaßt sind.

7. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente durch zwei Stirnwände (2), die geeignete Aufnahmevorrichtungen für die einzelnen Speicherelemente besitzen, zu einer Wabe (10) zusammengefaßt sind.

8. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente gelenkig miteinander verbunden sind.

9. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Wabe (10) an der Außenkontur erfolgt.