DE4112279C2 - Vorrichtung zum Transport und zur Übergabe von Werkstückträgern in vernetzten Transfersystemen mit Linearachsen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, Werkstücke schnell zwischen Werkzeugmaschinen, Montagestationen, Stapelstrec­ ken und konventionellen Förderern hin und her zu be­ wegen, die durch Linearachsen miteinander verkettet sind. Für diese Zwecke sind NC-Linearachsen (Numeric Controlled) bislang nicht angewandt worden, weil die hierfür notwendigen Transport- und Übergabevorrich­ tung fehlten.

Solche zahnriemengetriebenen NC-Linearachsen be­ stehen aus einem Führungsprofil als Schiene und einem daran geführten Schlitten zur Werkstückaufnahme. Es werden aber auch andere Antriebsmittel benutzt, wie z. B. Gewindespindeln, Ketten, Gurte und Sonderketten Hierbei sind die maximal ereichbaren Transportge­ schwindigkeiten abhängig vom System, bzw. vom An­ triebsmittel. Die mit diesen Mitteln ausgestatteten Sy­ steme erreichen maximal 0,2 m/s. Zahnriemenantriebe für die Schlittenbewegung ermöglichen dagegen Ge­ schwindigkeiten bis etwa 5 m/s, Beschleunigungen bis 10 m/s² und Positioniergenauigkeiten bis etwa 0,2 mm.

Solche zahnriemengetriebenen NC-Linearachsen werden zur Zeit ausschließlich für Handhabungsgeräte und kartesische Roboter eingesetzt.

Bei den meisten mechanischen Fördersystemen sind die Werkstücke auf Werkstückträgern gehalten und werden von den oben genannten Antriebsmittel entlang einer linearen Förderstrecke bewegt, die auch zu kom­ plexen Transferstraßen vernetzt werden können. Die Transferstraßen, auf denen die Werkstücke automatisch bewegt werden, unterteilt man in getaktete Transfer­ straßen, bei denen die Taktzeit vom längsten Arbeitszy­ klus bestimmt wird und in nicht getaktete Transferstra­ ßen, die unabhängig von einem Arbeitszyklus arbeiten und somit flexibler in Bezug zum Materialfluß sind, wo­ bei Fertigung und Werkstückpufferung mit einzubezie­ hen sind.

Während bei getakteten Transferstraßen eine Mate­ rialflußstörung zum Stillstand der gesamten Anlage führt, bietet die nicht getaktete Transferstraße, d. h. die lose Verkettung, eine schnelle Beseitigung der Störung über die vorgesehenen Werkstückpufferstrecken.

Bei getakteten Systemen erfolgt in der Regel die Mit­ nahme des Werkstückträgers durch das Zugmittel form­ schlüssig als feste Verbindung. Dies hat kinematische Auswirkungen auf den Bewegungsablauf des Zugmit­ tel. Dadurch wird auch die Taktzeit bestimmt.

Typische Ausführungsbeispiele für nicht getaktete Transferstraßen sind Gurtförderer, bei denen die Werk­ stückträger direkt reibschlüssig auf den Transportgur­ ten mitbewegt werden. Deshalb ist es hierbei möglich, daß Werkstückträger an beliebigen Stellen aufgestaut werden können, um von diesen Stellen aus eine Positio­ nierung, Verzweigung, Übergabe, o. ä. einzuleiten.

Die bekannten, linearen Förderstrecken ermöglichen den Transport eines Werkstückträgers im Taktbetrieb oder mehrerer Werkstückträger im kontinuierlichen Betrieb. Hierbei werden Zusatzeinrichtungen, z. B. Wei­ chen, Hubquer-Einrichtungen, Hubpositionier-Einhei­ ten, Stapel-Einrichtungen und Ein/Ausschleuß-Vorrich­ tungen, u. ä. eingesetzt.

Zur Lösung von komplexen Materialflußaufgaben werden unter Verwendung der erwähnten Baugruppen Transportstrecken unterschiedlicher Länge verkettet. Eine Steuerung sorgt im Rahmen der Zielsteuerung für die Realisierung der logischen Abläufe. Hierzu werden Codiersysteme eingesetzt. Dabei wird jedem Werk­ stückträger ein Code bezüglich seiner Wegstrecke mit­ gegeben, der an Wegverzweigungen gelesen und der Verzweigungsvorgang automatisch eingeleitet wird. Als Codes können alle bekannten Codierungen, z. B. mecha­ nische Nocken, Bar-, Magnetcodes, RAMs, u. ä. verwen­ det werden.

Beim Einsatz linearer Förderstrecken innerhalb eines vernetzten Transportsystems müssen die Werkstückträ­ ger in definierten Knotenpunkten von einer Strecke auf eine andere übergeben werden. Diese Knotenpunkte sind Schnittpunkte der Mittelachsen der verwendeten Transportstrecken.

Konventionelle Förderstrecken arbeiten meist mit nicht reversiblen Antrieben, so daß für eine Bewegungs­ richtung eine komplette Systemeinheit benötigt wird. Ein erforderlicher Rücktransport des Werkstückträgers zum Ausgangspunkt erfolgt entlang einer zweiten zu­ sätzlichen Transporteinheit und verdoppelt dadurch den Systemaufwand.

In der DE 36 45 004 C2 wird eine Transportanlage beschrieben, bei der die Werkstückträger aus dem Hauptstrom ausgeschleust, einer getakteten Bearbeitungsstrecke zugeführt und anschließend in den Hauptstrom wieder eingeschleust werden. Solche Anlagen lösen die Problematik bei längsverketteten, dicht bestückten Bearbeitungs­ stationen mit mechanisch zwangsgesteuertem Fertigungsablauf. Bei diesem Anlagenkonzept ist jedoch weder der Rücktransport der Werkstückträger noch deren kontinuierlicher Umlauf (Karree) möglich. Ein Umbau bzw. Flexibilisierung der Anlage durch Integration zusätzlicher Komponenten, wie Weichen, Kreuzungen, Übergabestellen mit anderen Transportnetzen, etc. erscheint nicht realisierbar. Eine Übertragung des in der DE 36 45 004 C2 dargestellten, getakteten Anlagentyps auf große innerbetriebliche, modularisierte Transportnetze scheidet daher aus.

Die zuvor erwähnten NC-Linearachsen nutzen den im Führungsprofil angeordneten Zahnriemen, dessen beide Trume entgegengesetzte Bewegungsrichtungen haben. Die an die Zahnriemen montierten Schlitten lau­ fen mittels eines reversierbaren Antriebes hin und her. Die Systemausnutzung ist damit erheblich günstiger, zu­ mal die höheren Transportgeschwindigkeiten den Werkstückträgerdurchsatz zusätzlich steigern.

Die Nachteile des Standes der Technik bestehen hauptsächlich darin, daß nicht getaktete Transportstrec­ ken sehr langsam sind, und daß sowohl getaktete als auch nicht getaktete Systeme für die Hin- und Herbe­ wegung zwischen zwei Knotenpunkten einer bestimm­ ten Strecke zwei Einzelsysteme erfordern, die zusam­ men mit Umsetzstationen im Bereich der Knotenpunkte den Werkstückträgerumlauf ermöglichen. Die schnellen NC-Linearachsen, wie sie zur Zeit ausschließlich für Handhabungsgeräte eingesetzt werden, bieten infolge ihrer reversiblen Antriebssteuerung zwar eine Hin- und Herbewegung der Werkstückträger; ein automatischer Werkstückträgerumlauf ist jedoch damit nach dem Stande der Technik nicht möglich, weil es an geeigneten Transport- und Übergabevorrichtungen fehlt.

Da die Längen der NC-Linearachsen mehrere Meter betragen können, ist es vorteilhaft, wenn die Energie für die Transport- und Übergabevorgänge von der Trans­ porteinrichtung selbst geliefert wird. Bewegliche bzw. flexible Energieleitungen zu den schnell bewegten Schlitten zwecks Antrieb der Zusatzeinrichtungen auf denselben in Form von elektrischen oder pneumati­ schen Antrieben sind erfahrungsgemäß ungünstig.

Zur Überwindung der geschilderten Nachteile des Standes der Technik macht es sich die vorliegende Er­ findung zur Aufgabe, eine Vorrichtung zum Transport und zur Übergabe von Werkstückträgern vorzuschla­ gen, die in vernetzten Transfersystemen mit schnellen NC-Linearachsen einsetzbar ist, wobei es diese Vorrich­ tung ermöglichen soll, die Werkstückträger in Knoten­ punkten zweier oder mehrerer, miteinander verketteten Linearachsen zu übergeben. Die Knotenpunkte sind die Schnittstellen der Mittellinien der NC-Linearachsen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, auf einer einzigen Linearachse ein oder zwei Schlitten für den Werkstück­ trägertransport gleichzeitig zu bewegen, die sich nicht gegenseitig behindern.

Obwohl diese vorgeschlagene Vorrichtung unabhän­ gig vom Antriebssystem einsetzbar ist, ist es auch ein wesentliches Ziel der Erfindung, hierzu schnell laufende zahnriemengetriebene NC-Linearachsen einzusetzen. Es gehört auch zur Aufgabenstellung, die erfindungsge­ mäße Vorrichtung je nach System und Betriebsweise am Schlitten selbst - also mitfahrend - zu befestigen oder sie an den Knotenpunkten des vernetzten Trans­ portsystems jeweils ortsfest anzuordnen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend bezeichnenden Art, erfindungsgemäß durch die gekennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch l angegebenen Erfindung möglich.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläu­ tert, wobei zwei Ausführungsbeispiele gezeigt sind, nämlich eine Ausführung in der Art, daß die neue Vor­ richtung mit dem Werkstückträger als Transportvor­ richtung am Schlitten selbst befestigt ist und eine zweite Ausführungsform, bei der die neue Vorrichtung als Obergabevorrichtung ortsfest an einem Knotenpunkt der Linearachse angebracht ist. Im Fall der mitfahren­ den Vorrichtung als Transportvorrichtung wird in den Knotenpunkten eine Hubstation benötigt. Für die orts­ feste Anordnung als Übergabevorrichtung. In den Kno­ tenpunkten ist eine entsprechende Hubeinheit inte­ griert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine flächige Anordnung eines Transfersystems aus miteinander verketteten Linearachsen unter Einbe­ ziehung eines konventionellen Förderers, dargestellt mit Werkstückträgern in ihren jeweiligen End- bzw. Übergabestellungen,

Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung als Trans­ portvorrichtung in deren möglichen End- bzw. Überga­ bestellungen und zwar in der Ausführungsform, bei der die Vorrichtung ortsfeste Zahnstangen anfährt, und zwar in der "Grundstellung" in der "Stellung 1", in der "Stellung 2" und in der "Stellung 3", entsprechend der Übergabe an andere Linearachsen bzw. konventionelle Förderer,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Vorrich­ tung in der Ausführungsform, bei der die ortsfesten Zahnstangen angefahren werden, von unten gesehen und zwar in der "Grundstellung" gemäß Fig. 2 mit abge­ nommenem Werkstückträger,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Vorrich­ tung in der Ausführungsform, bei der die ortsfesten Zahnstangen angefahren worden sind, von unten gese­ hen, und zwar in der "Stellung 2" gemäß Fig. 2 ohne Werkstückträger,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines beispiel­ haft verketteten Transfersystems, von unten gesehen mit verschiedenen Stellungen mitfahrender Transport­ vorrichtungen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 und in den Kno­ tenpunkten angeordneten Hubeinrichtungen für die Werkstückträgerübergabe,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der mitfah­ renden Vorrichtung gemäß Fig. 4, jedoch in einem Eck­ knotenpunkt 60.1 stehend, bei der Werkstückträger­ übergabe an die bereits ausgefahrene Hubstation ge­ mäß "Stellung 2" nach Fig. 2,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Vorrich­ tung nach Fig. 6, jedoch von oben gesehen,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Vorrich­ tung von oben im Endpunkt einer Linearachse nach Fig. 4, mit abgenommenem Werkstückträger und einge­ fahrener Hubstation,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung gemäß Fig. 5, von oben gesehen,

Fig. 10 einen Längsschnitt der Ausführungsform als Übergabevorrichtung, die ortsfest in den Knotenpunk­ ten 60 angeordnet ist und bei der die Zahnstangen am Schlitten 2 befestigt sind, und zwar in der Stellung vor oder nach Übergabe des Werkstückträgers in Eckkno­ tenpunkten 60.1 bzw. Längsknotenpunkten 60.2 (gestri­ chelte, rechte Darstellung),

Fig. 11 eine schematische Ansicht der Hubstation im Eckknotenpunkt 60.1, bei der Ausführungsform der mit­ fahrenden Transportvorrichtung, dargestellt von oben (Perspektive siehe Fig. 8),

Fig. 11.1 einen Schnitt I-I der Hubstation gemäß Fig. 11 in eingefahrenem Zustand, mit eingezeichnetem Werkstückträger 3 in den Stellungen vor, bei und nach seiner Übergabe,

Fig. 12 einen Längsschnitt der mitfahrenden Trans­ portvorrichtung in "Grundstellung" gemäß Fig. 2, mit adaptiertem Werkstückträger und

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Ausfüh­ rungsform, bei der die Vorrichtung als Übergabevor­ richtung im Knoteneckpunkt 60.1 angeordnet ist und Dreharm und Schwenkarm in ausgefahrenem Zustand zur Übernahme bzw. Abgabe des Werkstückträgers be­ reitstehen. Die Darstellung zeigt den Zustand von oben und korrespondiert mit der Seitenansicht Fig. 10.

In Fig. 1 ist ein, in der Horizontalebene angeordnetes Transportsystem aus miteinander verknüpften NC-Li­ nearachsen schematisch dargestellt. An jeder Schiene 1 sind jeweils ein oder zwei Schlitten 2 mit jeweils einem Werkstückträger 3 angeordnet.

An den Knotenpunkte 60, die die Schnittpunkte der Schienenmittelachsen 1.1 darstellen, können die Werk­ stückträger 3 übergeben werden. Da weitere Übergabe­ stellen für Werkstückträger 3 zu konventionellen För­ derern 61 eingerichtet werden können, lassen sich aus dieser Kombination integrierte Systemerweiterungen aufbauen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann ein Werk­ stückträger 3 sowohl an den Eck-Knotenpunkten 60.1 als auch an den Längs-Knotenpunkten 60.2 übergeben werden.

Die hierbei durchgeführten kinematischen Bewe­ gungsabläufe des Werkstückträgers 3 sind in Fig. 2 dar­ gestellt. Dort ist die Bahnkurve 62 gezeigt und die für die Übergabe erforderlichen Funktionsstellungen. Hier­ bei ist die Ausführungsform dargestellt, bei der die Vor­ richtung als Transportvorrichtung mit dem Werkstück­ träger 3 direkt am Schlitten 2 angebracht ist. In der "Grundstellung" gemäß Fig. 2 befindet sich der Werk­ strückträger 3, auf der Vorrichtung arretiert, eng an der Schienenmittelachse 1.1, so daß auf der anderen Seite der Schiene 1 ein zweiter Schlitten 2 vorbeibewegt wer­ den kann. Infolge des noch zu beschreibenden Aufbaus der Vorrichtung können nun durch Anfahren von orts­ festen Zahnstangen unterschiedlicher Lange, nämlich der ersten Zahnstange 5 bzw. der zweiten Zahnstange 4, die "Stellung 1", die "Stellung 2" und die "Stellung 3" gemäß Fig. 2 erreicht werden, wobei die Orientierungs­ ecke 11 des Werkstückträgers 3 ihre Orientierungslage beibehält "Stellung 1" wird benötigt, um vom Längs- Knotenpunkt 60.2 an den Eck-Knotenpunkt 60.1 der orthogonalen Achse zu übergeben. In der "Stellung 2" wird an den Eck-Knotenpunkt 60.1 übergeben. Die "Stellung 3" in Fig. 2 zeigt eine weitere Position, die mit der Transportvorrichtung, bzw. dem Werkstückträger 3 erreicht werden kann.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Vorrichtung wird zunächst anhand des Ausführungsbeispiels erläu­ tert, bei dem die Vorrichtung als Transportvorrichtung direkt am Schlitten 2 befestigt ist. Hierbei sind die ver­ schiedenen Stellungen gemäß Fig. 9 dargestellt. In Fig. 3 ist die Vorrichtung in ihrer "Grundstellung" wäh­ rend des Transportes gemäß Fig. 2 gezeigt. Das Gestell 6 ist am Schlitten 2 angeflanscht. Bei der Bewegung des Schlittens 2 in Richtung des Pfeiles 63 gemäß Fig. 2 läuft das erste Zahnrad 7 auf die ortsfest an der Schiene 1 angebrachte erste Zahnstange 5 auf, wodurch der Dre­ harm 8 entsprechend der Länge der ersten Zahnstange 5 um einen entsprechenden Drehwinkel schwenkt. Die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 11 erfolgt durch Anlaufen an die ortsfeste zweite Zahnstange 4, die das zweite Zahnrad 9 in Drehung versetzt, das mit dem dritten Zahnrad 10 kämmt. Dieses dritte Zahnrad 10 ist über eine erste Welle 16 mit dem Schwenkarm 11 fest verbunden, wodurch dieser um einen bestimmten Win­ kel ausschwenkt. Der Werkstückträger 3 wird auf diese Weise in den betreffenden Knotenpunkt 60 bewegt. Der Drehwinkel des Schwenkarmes 11 wird bestimmt durch den Durchmesser des dritten Zahnrades 10 und die Län­ ge der ortsfesten zweiten Zahnstange 4.

Gemäß Fig. 12 geht der Kraftfluß für die Schwenkbe­ wegung des Dreharmes 8 von der ersten Zahnstangen­ halterung 12 über die erste Zahnstange 5 auf das erste Zahnrad 7. Die erste Paßfeder 13 überträgt die Bewe­ gung formschlüssig auf die wälzgelagerte Hohlwelle 14 und von dort aus über die zweite Paßfeder 15 auf den Dreharm 8, der die wälzgelagerte erste Welle 16 mit der Schwenkachse 16.1 trägt.

Der Kraftfluß für die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 11 erfolgt von der zweiten Zahnstan­ genhalterung 17 aus über die zweite Zahnstange 4 auf das zweite Zahnrad 9, das mit dem dritten Zahnrad 10 kämmt. Die dritte Paßfeder 18 stellt den Formschluß mit der ersten Welle 16 her, so daß über die vierte Paßfeder 19 der Schwenkarm 11 bewegt wird.

Bei fester Anbringung des Werkstückträgers 3 auf dem Schwenkarm 11 würde sich der Werkstückträger 3 im Knotenpunkt 60 verdrehen, d. h. die Orientierungsec­ ke 3.1 gemäß Fig. 2 würde in der Horizontalebene rotie­ ren. Um dies zu verhindern, ist zwischen der Mittelachse 20.1 der Achse 20, der Schwenkachse 16.1 der ersten Welle 16 und der Drehachse 29.1 der zweiten Welle 29 ein Zahnriementrieb angeordnet. Dieser besteht im we­ sentlichen aus einem ersten Zahnriemen 24, der die erste Zahnriemenscheibe 23 und die zweite Zahnriemenschei­ be 25 umhüllt und aus einem zweiten Zahnriemen 26, der die dritte Zahnriemenscheibe 27 und die zweite Zahnriemenscheibe 25 umhüllt. Die zweite Welle 29 und die Hohlwelle 14 sind nicht formschlüssig miteinander verbunden. Eine durch die Hohlwelle 14 gesteckte und in ihr wälzgelagerte Achse 20 mit der Mittelachse 20.1 ist mittels des Stiftes 21 fest mit dem Gestell 6 verbun­ den und trägt an ihrem oberen Ende mittels der fünften Paßfeder 22 die feststehende erste Zahnriemenscheibe 23. Die Drehbewegung des Dreharmes S führt dabei über den ersten Zahnriemen 24 zu einer davon unab­ hängigen Drehung der drehbaren zweiten Zahnriemen­ scheibe 25, die unabhängig von der Rotation des Dre­ harmes 8 diese zurückführt. Ein gedanklich auf der zwei­ ten Zahnriemenscheibe 25 angeordneter radialer Zeiger würde sich während dieser Bewegung nicht verdrehen. Für den weiteren Bewegungsablauf ist die zweite Zahn­ riemenscheibe 25 wie die erste Zahnriemenscheibe 23 als feststehende Scheibe aufzufassen, von der aus über den zweiten Zahnriemen 26 und die dritte Zahnriemen­ scheibe 27 die Rotation des Schwenkarmes 11 drehla­ genkompensiert wird. Die Rückdrehung wirkt dabei über die sechste Paßfeder 28 auf die wälzgelagerte zweite Welle 29 und weiter über die siebte Paßfeder 30 auf die Zentrierscheibe 31 mit den beiden Zentrierstif­ ten 32. Diese fixieren den Werkstückträger 3 mittels eines auf ihm befestigten Zentrierringes 33.

Um während der Transportbewegung, bei der die bei­ den Zahnstangen und die Zahnräder nicht miteinander im Eingriff sind, die "Grundstellung" zu gewährleisten, sind zwei Sicherungselemente vorgesehen. Diese beste­ hen aus Druckfedern 34 und Zentrierbolzen 35, die in die entsprechenden Senkungen im zweiten Zahnrad 9 einrasten. Durch weitere solcher Senkungen können be­ liebige Lagen gemäß den Funktionsstellungen nach Fig. 2 fixiert werden.

Als Transportsicherung des Werkstückträgers 3 dient der Sicherungsstift 36, der im Schwenkarm 11 ange­ bracht ist und der in die trapezförmige Zentriernut 33.1 eintaucht. Da sich der Werkstückträger 3 und damit sein Zentrierring 33 gegenüber dem Schwenkarm 11 und damit gegenüber dem Sicherungsstift 36 nur während des Zahnstangeneingriffs, also kurz vor Erreichen der Endlagen, verdreht, wird im Endlagenpunkt über die schlitzförmige Aussparung 33.2 in der Zentriernut 33.1 der Werkstückträger 3 entriegelt und damit zur Über­ gabe an die Hubstation freigegeben. Durch zusätzliche Aussparungen 33.2 können auch weitere beliebige La­ gen gemäß Fig. 2 freigegeben werden.

An den Knotenpunkten 60 sind Hubstationen gemäß Fig. 5 bis 9 sowie Fig. 11 und Fig. 11. 1 vorgesehen, die die Aufgabe haben, den freigegebenen Werkstückträ­ ger 3 im Knotenpunkt 60 aus der Zentrierscheibe 31 zu heben. Ist dies erfolgt, kann die leere Vorrichtung wie­ der zurückfahren. Das Hubgestell 38 der Hubvorrich­ tung trägt mehrere Führungselemente 39. Fig. 11 zeigt die Ausführung mit vier Führungselementen 39, die be­ darfsgerecht auf drei oder zwei gemäß Fig. 2 reduziert werden können. Ein Pneumatikzylinder 40 bewegt eine Hubplatte 41, an der, entspr. der Anzahl der Führungs­ elemente 39 über Hubstangen 42, Auflagescheiben 43 und Zentrierzapfen 44 montiert sind. Der rechte Teil der Fig. 11.1 zeigt die Stellung des mittels der Transportvor­ richtung herangebrachten Werkstückträgers 3. Der lin­ ke Teil der Fig. 11.1 zeigt den Werkstückträger 3′ in der angehobenen Lage. In dieser Funktionsstellung kann die leere Vorrichtung wieder zurückfahren.

In Fig. 6 und Fig. 7 ist das Zusammenspiel bei der Übergabe der Werkstückträger 3 zwischen zwei Line­ arachsen dargestellt. Dort ist die "Stellung 2" der Trans­ portvorrichtung gemäß Fig. 2 und die Hubvorrichtung in hochgefahrenem Zustand in Verbindung mit der Stel­ lung des Werkstückträgers von unten und von oben zu sehen. Fig. 8 zeigt die heruntergefahrene Wartestellung der Hubstation ohne Werkstückträger 3.

Infolge der Abstimmung der Übersetzungsverhältnis­ se der Zahnräder mit den Zahnstangenlängen und deren Anordnung auf der Linearachse können Bahnkurven 62 des Mittelpunktes 3.2 des Werkstückträgers 3 erzeugt werden, die ein definiertes, kollisionsfreies Eintauchen des Dreharmes 8 und des Schwenkarmes 11 in die Hub­ vorrichtung erlauben. Die in Fig. 2 gezeigte Bahnkurve 62 ist eine von vielen möglichen. Wegen einer mögli­ chen Kollision des Schwenkarmes 11 mit einem der Führungselemente 39, muß im entsprechenden Fall ei­ nes der Führungselemente 39 weggelassen werden. Dies ist jedoch eine, dem Fachmann geläufige Maßnahme.

Bei der Ausführung, bei der die Vorrichtung am Schlitten 2 als Transportvorrichtung befestigt ist, wer­ den über zwei ortsfeste Zahnstangen die beiden Zahn­ räder der Vorrichtung bewegt um beliebige, festgelegte Stellungen zu erreichen. Sind jedoch diese Stellungen definiert, z. B. durch die Drehwinkel des Dreharmes 8, bzw. des Schwenkarmes 11, kann durch zusätzliche Ele­ mente, wie Zwischengetriebe, Kurvenscheiben, u. ä. die Bewegung des Schwenkarmes 11 aus der Bewegung des Dreharmes 8 oder umgekehrt abgeleitet werden. Damit kann also auch eine der beiden Zahnstangen 4 oder 5 entfallen. Ferner können geometrische Randbedingun­ gen z. B. durch Vorgabe einer bestimmten Bahnkurve 62 eingehalten und Kollisionen zweier benachbarter Werkstückträger 3 vermieden werden. Die konstruktive Ausgestaltung einer solchen Varianten ist dem Fach­ mann geläufig.

Zur Erzielung alternativer Transportwege können auch beliebig viele ortsfeste Zahnstangen plaziert und mittels kleiner Pneumatikzylinder mit den Zahnrädern der Transportvorrichtung in kämmenden Eingriff ge­ schaltet werden. Dadurch können die gewünschten ki­ nematischen Bewegungen des Dreharmes 8 und des Schwenkarmes 11 erreicht werden. Hierbei werden die zwar ortsfest, aber mit Pneumatikzylindern ausgestatte­ ten Zahnstangen nur in Eingriff gefahren, wenn die vor­ beifahrende Vorrichtung eine Übergabe des Werk­ stückträgers 3 vornehmen soll. Befinden sich diese schaltbaren Zahnstangen jedoch in ihrer entgegenge­ setzten, neutralen Endstellung, fährt die Vorrichtung ohne Wirkung daran vorbei, weil dem Rädermechanis­ mus nicht aktiviert wird. Die erste Zahnstangenhalte­ rung 12 und die zweite Zahnstangenhalterung 17 kön­ nen solche Pneumatik-Kurzhubzylinder enthalten, de­ ren Ansteuerung materialflußgerecht durch übergeord­ nete Steuer-Einrichtungen vorgenommen wird.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Übergabevorrichtung ortsfest im Bereich der Knotenpunkte 60, nämlich der Eckknoten­ punkte 60.1 oder der Längsknotenpunkte 60.2 angeord­ net werden, während an den Schlitten 2 die erste Zahn­ stange 5 und die zweite Zahnstange 4 befestigt sind. Fig. 10 zeigt einen entspr. Längsschnitt der Vorrichtung in ihrer Grundstellung. Der Aufbau der beiden Ausfüh­ rungen der Vorrichtung als Transport- und als Überga­ bevorrichtung in Bezug zur Bewegung des Dreharmes 8 und des Schwenkarmes 11 sind identisch. Es ergeben sich lediglich hinsichtlich der konstruktiven Ausgestal­ tung der beiden Ausführungen der Vorrichtung Unter­ schiede, die jedoch im Rahmen der Erfindung unerheb­ lich sind.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung als Über­ gabevorrichtung gemäß Fig. 10 sind die zweite Zahn­ stange 4 und die erste Zahnstange 5 am Schlittengestell 45 befestigt, das am Schlitten 2 angeflanscht ist. Der Werkstückträger 3 wird hierbei über zwei Distanzstan­ gen 42.1 auf zwei Auflagescheiben 43 gehalten und durch die beiden Zentrierzapfen 44 fixiert. Für den Fall, daß weitere Übergabestationen, z. B. in "Stellung 1" ge­ mäß Fig. 2 bedient werden sollen, können zusätzlich zweite Zahnstangen 4.1 und zusätzlich erste Zahnstan­ gen 5.1 angebracht werden, wie dies in Fig. 10 rechts dargestellt ist. Die die Vorrichtung tragende Grundplat­ te 46 befindet sich im jeweiligen Knotenpunkt 60 unter­ halb der Linearachsen und ist mit diesen fest verbunden. Hierbei fluchtet die Mittelachse 20.1 mit dem betreffen­ den Knotenpunkt 60.

Geringfügige konstruktive Abweichungen der Aus­ führung als Übergabevorrichtung sind hierbei erforder­ lich, die jedoch im Rahmen der Erfindung liegen. Hier­ bei muß nämlich das erste Zahnrad 7.1, das von der ersten Zahnstange 5 angetrieben wird einen genügend großen Durchmesser aufweisen, damit es mit dieser in Eingriff gelangt. Das zweite Zahnrad 9.1 muß für den Eingriff mit der zweiten Zahnstange 4 wenigstens den Durchmesser von der Breite des Führungsprofils der Schiene 1 aufweisen. Demzufolge sind die Druckfedern 34 und die Zentrierbolzen 35 in der Horizontalebene versetzt angeordnet.

Zum Ausheben des Werkstückträgers 3 in seiner End­ stellung ist hier die Vorrichtung mit einem Kurzhubzy­ linder 47 versehen. Der Kurzhubzylinder 47 dient zur Abnahme oder Übergabe eines Werkstückträgers 3 von oder auf ein bereitstehendes Schlittengestell 45, der in Fig. 10 in angehobenem Zustand mit dem Bezugszei­ chen 3′ versehen ist. Der Kurzhubzylinder 47 ist auf der Zwischenscheibe 48 angebracht. Seine Kolbenstange wird durch die Zentrierstifte 32 geführt und bewegt die Zentrierscheibe 31 nach oben oder nach unten. Die ach­ te Paßfeder 49 sichert die kompensierte Rückdrehung der Zwischenscheibe 48 und aller auf dieser montierten Teile, nämlich dem Kurzhubzylinder 47, der Zentrierstif­ te 32 und der Zentrierscheibe 31.

Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, den Kurzhubzylinder 47 unter der Grundplatte 46 anzuord­ nen. Hierbei werden bei dessen Betätigung das erste Zahnrad 7 und das zweite Zahnrad 9 aus dem Eingriff der ersten Zahnstange 5 und der zweiten Zahnstange 4 herausgehoben. Damit besteht die Möglichkeit, entlang der Linearachse angeordnete Übergabestellen 60.2 ma­ terialflußgerecht einzubeziehen. Dies ergibt die gleiche technische Wirkung, wie die bei der Transportvorrich­ tung zuvor beschriebenen, mit Pneumatikzylindern aus­ gerüsteten, schaltbaren Zahnstangen 4 und 5. Es ist demnach mit der vorgeschlagenen Vorrichtung als Transport- oder als Übergabevorrichtung möglich, so­ wohl an den Eck-Knotenpunkten 60.1 als auch an den Längs-Knotenpunkten 60.2 die Ab- und Übergabe von Werkstückträgern 3 vorzunehmen, wobei die Vorrich­ tung unabhängig von der Betriebsweise und bei fehlen­ den Zwischengetrieben stets ausgestattet ist mit einem ersten Zahnrad 7, einem zweiten Zahnrad 9, einem Dre­ harm 8 und einem Schwenkarm 11, wobei immer das erste Zahnrad 7 mit der ersten Zahnstange 5 und das zweite Zahnrad 9 mit der zweiten Zahnstange 4 kämmt, wobei das zweite Zahnrad 9 stets mit dem dritten Zahn­ rad 10 kämmend, über die erste Welle 16 fest mit dem Schwenkarm 11 verbunden ist, während der Dreharm 8 drehbar auf der Hohlwelle 14 gelagert ist, um die sich auf diese Weise die erste Welle 16 drehen kann. Auch die Anordnung der Zahnriementriebe, bezüglich der mitfahrenden oder ortsfesten Vorrichtung sind bei bei­ den Ausführungen identisch.

Die vorgeschlagene Transport- und Übergabevor­ richtung kann also funktionsmäßig an Eck-Knotenpunk­ ten 60.1 und im Bereich von Längs-Knotenpunkten 60.2 als Umsetzstation, als Weiche, als Kreuzung und als Ein- und Ausschleusstation für Werkstückträger 3 innerhalb eines vernetzten, automatisch gesteuerten Transfersy­ stems eingesetzt werden, unabhängig davon, ob die Zahnstangen direkt am Schlittengestell 45 oder ortsfest im Bereich der Knotenpunkte 60 angeordnet sind.

In der Ausführung als Transportvorrichtung, bei der die erste Zahnstange 5 und die zweite Zahnstange 4 ortsfest im Bereich der Knotenpunkte 60 angebracht ist und die Vorrichtung auf dem Schlitten mitfährt, werden in den Knotenpunkten 60 zur Abnahme und Übergabe der Werkzeugträger 3 zusätzliche Hubstationen benö­ tigt Alternativ kann aber auch die erste Zahnstange 5 und zweite Zahnstange 4 am Schlitten 2 mitfahrend montiert werden und die hiermit modifizierte Vorrich­ tung als Übergabevorrichtung ortsfest in den Knoten­ punkten 60 angeordnet werden. Bei dieser Ausführung, bei der die zuvorgenannten Hubstationen entfallen, übernehmen Kurzhubzylinder 47 das Ausheben der Werkstückträger 3 aus den mitfahrenden Schlittenge­ stellen 45, die für Eck-Knotenpunkte 60.1 auch die Zahnstangen 4 und 5 und für Längs-Knotenpunkte 60.2 die zusätzlichen Zahnstangen 4.1 und 5.1 tragen.

Sowohl die Transport- als auch die Übergabevorrich­ tung kommen ohne eigene Antriebsenergie zur Erzeu­ gung der kinematischen Schwenkbewegungen aus, da diese in beiden Fällen aus der Schlittenbewegung über Zahnradtriebe abgeleitet werden. Damit entfallen Ka­ belschlepps für die Energieversorgung und die Antriebs­ einheiten selbst, was einer noch schnelleren Schlittenbe­ wegung zugute kommt.

Im Vergleich zu Gurtförderern arbeitet eine einzelne NC-Linearachse 25mal schneller und kostet durch die Verwendung der vorgeschlagenen Transport- und Übergabevorrichtung nur halb soviel.

Bezugszeichenliste

1 Schiene
1.1 Schienen-Mittelachse
2 Schlitten
3 Werkstückträger
3.1 Orientierungsecke
3.2 Mittelpunkt
3.3 Aufnahmefläche
4 zweite Zahnstange
4.1 zusätzliche zweite Zahnstange bei Längs-Knoten­ punkten und Verwendung der Vorrichtung als Überga­ bevorrichtung
5 erste Zahnstange
5.1 zusätzliche erste Zahnstange bei Längs-Knoten­ punkten und Verwendung der Vorrichtung als Überga­ bevorrichtung
6 Gestell
7 erstes Zahnrad
7.1 erstes Zahnrad bei Anordnung der Vorrichtung als Übergabevorrichtung in den Knotenpunkten
8 Dreharm
9 zweites Zahnrad
9.1 zweites Zahnrad bei Anordnung der Vorrichtung als Übergabevorrichtung in den Knotenpunkten
10 drittes Zahnrad
11 Schwenkarm
12 erste Zahnstangenhalterung
13 erste Paßfeder
14 Hohlwelle
15 zweite Paßfeder
16 erste Welle
16.1 Schwenkachse
17 zweite Zahnstangenhalterung
18 dritte Paßfeder
19 vierte Paßfeder
20 Achse
20.1 Mittelachse
21 Stift
22 fünfte Paßfeder
23 erste Zahnriemenscheibe
24 erster Zahnriemen
25 zweite Zahnriemenscheibe
26 zweiter Zahnriemen
27 dritte Zahnriemenscheibe
28 sechste Paßfeder
29 zweite Welle
29.1 Werkstückträger-Drehachse
30 siebte Paßfeder
31 Zentrierscheibe
32 Zentrierstift
33 Zentrierring
33.1 Zentriernut
33.2 Aussparung
34 Druckfedern
35 Zentrierbolzen
36 Sicherungsstift
37 nicht belegt
38 Hubgestell
39 Führungselemente
40 Pneumatikzylinder
41 Hubplatte
42 Hubstangen
42.1 Distanz-Stangen
43 Auflagescheiben
44 Zentrierzapfen
45 Schlittengestell
46 Grundplatte
47 Kurzhubzylinder
48 Zwischenscheibe
49 achte Paßfeder
50-59 nicht belegt
60 Knotenpunkte
60.1 Eck-Knotenpunkte
60.2 Längs-Knotenpunkte
61 Förderer
62 Bahnkurve
62.1 Pfeil für Durchlaufrichtung
63 Pfeil für Schlittenbewegung.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Transport von Werkstückträgern in vernetzten Transfersystemen mit sich kreuzenden Förderern sowie zur Übergabe zwischen diesen Förderern, wobei die Orientierung der Werkstückträger erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderer ein Führungsprofil als Schiene (1) aufweisen, an dem ein Schlitten (2) durch Antriebsmittel bewegbar ist, wobei am Schlitten (2) eine Haltevorrichtung (31) für Werkstückträger vorgesehen ist und im Kreuzungsbereich der Förderer Hubvorrichtungen angeordnet sind, mit denen der Werkstückträger von den Haltevorrichtungen (31) abhebbar ist, wobei die Haltevorrichtung (31) mittels einer am Schlitten (2) angeordneten Überführvorrichtung aus einer Transportstellung während der Verfahrbewegung der Schlitten (2) längs des Förderers in eine Übergabestellung im Arbeitsbereich der Hubvorrichtung bringbar ist, wobei die Überführvorrichtung folgende Merkmale aufweist:

• - eine schlittenfeste vertikale Achse (20),
• - eine auf der Achse (20) frei drehbar gelagerte Hohlwelle (14), an der mittels z. B. einer ersten Paßfeder (13) ein erstes Zahnrad (7) befestigt ist und das mit einer ersten, an der Schiene (1) angeordneten Zahnstange (5) kämmt,
• - ein auf der Hohlwelle (14) frei drehbar und wälzgelagertes zweites Zahnrad (9), das mit einer zweiten, an der Schiene (1) angeordneten Zahnstange (4) und einem dritten Zahnrad (10) kämmt, das über eine dritte Paßfeder (18) mit einer ersten Welle (16) verbunden ist,
• - einen Dreharm (8), der fest über eine zweite Paßfeder (15) mit der Hohlwelle (14) verbunden und an dem die erste Welle (16) am hohlwellenfernen Ende frei drehbar gelagert ist,
• - einen oberhalb des Dreharmes (8) auf der ersten Welle (16) mittels einer vierten Paßfeder (19) befestigten Schwenkarm (11), an dessem der ersten Welle (16) abgewandten Ende frei drehbar eine zweite Welle (29) gelagert ist,
• - eine erste Zahnriemenscheibe (23), die mittels einer fünften Paßfeder (22) mit der Achse (20) fest verbunden ist,
• - einen ersten Zahnriemen (24), der die Zahnriemenscheibe (23) und eine zweite Zahnriemenscheibe (25) umhüllt, die frei drehbar auf der ersten Welle (16) gelagert ist,
• - einen zweiten Zahnriemen (26), der eine dritte Zahnriemenscheibe (27), die mit der zweiten Welle (29) mittels einer sechsten Paßfeder (28) fest verbunden ist, und die zweite Zahnriemenscheibe (25) umhüllt, wobei die Mittelachsen der zweiten Welle (29) und der Achse (20) in Transportstellung fluchten,
• - eine Haltevorrichtung (31) für die Werkstückträger (3), die mittels einer siebten Paßfeder (30) auf der zweiten Welle (29) befestigt ist und Zentrierstifte (32) trägt,
• - einen am Werkstückträger (3) befestigten Zentrierring (33), der Aufnahmebohrungen für die Zentrierstifte (32) und eine Zentriernut (33.1) mit einer oder mehreren Aussparungen (33.2) aufweist, deren Abmessungen denen eines Sicherungsstiftes (36) entsprechen, der im Schwenkarm (11) befestigt ist, wobei die Außenmaße des Zentrierringes (33) denen des Werkstückträgers (3) bezüglich der Aufnahme desselben entsprechen,
• - einen oder mehrere Zentrierbolzen (35), die mittels Druckfedern (34) im ersten Zahnrad (7) eingelassen sind,
• - eine oder mehrere Senkungen, die im zweiten Zahnrad (9) angeordnet sind und deren Maße denen der Zentrierbolzen (35) entsprechen,
• - ein oder mehrere Kurzhubzylinder, mit denen sich die Zahnstangen (4) und (5) "in Eingriff" mit den Zahnrädern (9) und (7) schalten lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung folgende Merkmale aufweist:

• - ein im Kreuzungsbereich (60) der Förderer angeordnetes Hubgestell (38) mit Führungselementen (39),
• - einen Pneumatikzylinder (40), der im Hubgestell (38) montiert ist, wobei seine Kolbenstange in die Hubplatte (41) eingeschraubt ist,
• - eine Hubplatte (41) mit montierten zwei bis vier in Führungselementen (39) laufenden Hubstangen (42), Auflagescheiben (43) und Zentrierzapfen (44), die den Werkstückträger (3) beim Anheben zentrieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 als Übergabevorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zahnstange (5) und die zweite Zahnstange (4) am Schlitten (2) befestigt sind, während die Übergabevorrichtung selbst an den Knotenpunkten (60) angeordnet ist und mittels Kurzhubzylinder (47) auch das Anheben und Absenken der Werkstückträger (3) übernimmt.