DE9104557U1 - Vorrichtung zum Transport und zur Übergabe von Werkstückträgern in vernetzten Transfersystemen mit Linearachsen - Google Patents

Description

Prof. Dr.-Ing. Werner Weinert
Eichköpfelweg 9
6101 Modautal 3
Ortsteil Allertshofen

10.01.1991

V	O	X-X-	lcht.	ungr	=Z VJl	&tgr;&eegr; &Tgr;	&KHgr;-&THgr;&Igr;&Ggr;&Igr;&THgr;	jp ox--t	—
VJl	&eegr;	rf			r-ga	be	von	Wex-1«	&eegr;
et	-t	vi c	kträ	O^x~r	&igr; dL	XX -V	ex~ne	tzt.e
T	&khgr;-	an	ef er	sys-l	^e? &tgr;&eegr;	G? XTl	m±t
	dL	n^			n

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

Solche zahnriemengetriebenen NC-Linearachsen bestehen 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 Transportgeschwindigkeiten abhängig vom System, bzw. vom Antriebsmittel. Die mit diesen Mitteln ausgestatteten Systeme erreichen maximal 0,2 m/s. Zahnriemenantriebe für die Schlittenbewegung ermöglichen dagegen Geschwindigkeiten bis etwa 5 m/s, Beschleunigungen bis 10 m/e^a 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 komplexen Transferstraßen vernetzt werden können. Die Transferstraßen, auf denen die Werkstücke automatisch bewegt werden, unterteilt man in getaktete Transferstraßen, bei denen

die Taktzeit vom längsten Arbeitszyklus bestimmt wird und in nicht getaktete Transferstraßen, die unabhängig von einem Arbeitszyklus arbeiten und somit flexibler in Bezug zum Materialfluß sind, wobei Fertigung und Werkstückpufferung mit einzubeziehen sind.
Während bei getakteten Transferstraßen eine Materialflußstörung 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 Mitnahme des Werkstückträgers durch das Zugmittel formschlüssig als feste Verbindung. Dies hat kinematische Auswirkungen auf den Bewegungsablauf des Zugmittels. Dadurch wird auch die Taktzeit bestimmt.

Typische Ausführungsbeispiele für nicht getaktete Transferstraßen sind Gurtförderer, bei denen die Werkstückträger direkt reibschlüssig auf den Transportgurten mitbewegt werden. Deshalb ist es hierbei möglich, daß Werkstückträger an beliebigen Stellen aufgestaut werden können, um von diesen Stellen aus eine Positionierung, Verzweigung, übergabe, o.ä. einzuleiten.
Die bekannten, linearen Förderstrecken ermöglichen den Transport eines Werkstückträgers im Taktbetrieb ödere mehrerer Werkstückträger im kontinuierlichen Betrieb. Hierbei werden Zusatzeinrichtungen, z.B. Weichen, Hubquer-Einrichtungen, Hubpositionier-Einheiten, Stapel-Einrichtungen und Ein/Ausschleuß-Vorrichtungen, 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 Werkstückträger ein Code bezüglich seiner Wegstrecke mitgegeben, der an Wegverzweigungen gelesen und der Verzweigungsvorgang automatisch eingeleitet wird. Als Codes können alle bekannten Codierungen, z.B. mechanische Nocken, Bar-, Magnetcodes, RAMs, u.ä. verwendet werden.

Beim Einsatz linearer Förderstrecken innerhalb eines vernetzten Transportsystems müssen die Werkstückträger 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 Bewegungsrichtung eine komplette Systemeinheit benötigt wird. Ein erforderlicher Rücktransport des Werkstückträgers zum Ausgangspunkt erfolgt entlang einer zweiten zusätzlichen Transporteinheit und verdoppelt dadurch den Systemaufwand.

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

Die Nachteile des Standes der Technik bestehen hauptsächlich darin, daß nicht getaktete Transportstrecken sehr langsam sind, und daß sowohl getaktete als auch nicht getaktete Systeme für die Hin- und Herbewegung zwischen zwei Knotenpunkten einer bestimmten Strecke zwei Einzelsysteme erfordern, die zusammen 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 Transporteinrichtung selbst geliefert wird. Bewegliche bzw. flexible Energieleitungen zu den schnell bewegten Schlitten zwecks Antrieb der Zusatzeinrichtungen auf denselben in Form von elektrischen oder pneumatischen Antrieben sind erfahrungsgemäß ungünstig.

Zur Überwindung der geschilderten Nachteile des Standes der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Vorrichtung zum Transport und zur Übergabe von Werkstückträgern vorzuschlagen, die in vernetzten Transfersystemen mit schnellen NC-Linearachsen einsetzbar ist, wobei es diese Vorrichtung ermöglichen soll, die Werkstückträger in Knotenpunkten 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 Werkstückträgertransport gleichzeitig zu bewegen, die sich nicht gegenseitig behindern.

Obwohl diese vorgeschlagene Vorrichtung unabhängig 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 erfindungsgemäße Vorrichtung je nach System und Betriebsweise am Schlitten selbst - also mitfahrend - zu befestigen oder sie an den Knotenpunkten des vernetzten Transportsystems jeweils ortsfest anzuordnen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert, wobei zwei Ausführungsbeispiele gezeigt sind, nämlich eine Ausführung in der Art, daß die neue Vorrichtung mit dem Werkstückträger als Transportvorrichtung 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 mitfahrenden Vorrichtung als Transportvorrichtung wird in den Knotenpunkten eine Hubstation benötigt. Für die ortsfeste Anordnung als übergabevorrichtung in den Knotenpunkten ist eine entsprechende Hubeinheit integriert.

Es zeigt:

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

Fig.2 eine Darstellung der Vorrichtung als Transportvorrichtung in deren möglichen End- bzw. Übergabestellungen 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 Vorrichtung in der Ausführungsform, bei der die ortsfesten Zahnstangen angefahren werden, von unten gesehen und zwar in der "Grundstellung" gemäß Fig.2 mit abgenommenem Werkstückträger,

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

Fig.5 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaft verketteten Transfersystems, von unten gesehen, mit verschiedenen Stellungen mitfahrender Transportvorrichtungen gemäß Fig.3 und Fig.4 und in den Knotenpunkten angeordneten Hubeinrichtungen für die Werkstückträgerübergabe,

Fig.6 eine perspektivische Darstellung der mitfahrenden Vorrichtung gemäß Fig.4, jedoch in einem Eckknotenpunkt 60.1 stehend, bei der Werkstückträgerübergabe an die bereits ausgefahrene Hubstation gemäß "Stellung 2" nach Fig.2,

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

Fig.&bgr; eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung von oben im Endpunkt einer Linearachse nach Fig.4, mit abgenommenem Werkstückträger und eingefahrener Hubstation,

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

Fig.10 einen Längsschnitt der Ausführungsform als übergabevorrichtung, die ortsfest in den Knotenpunkten 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 Eckknotenpunkten 60.1 bzw. Längsknotenpunkten 60.2 (gestrichelte, rechte Darstellung),

Fig.11 eine schematische Ansicht der Hubstation im Eckknotenpunkt 60.1, bei der Ausführungsform der mitfahrenden
Transportvorrichtung, dargestellt von oben (Perspektive
siehe Fig.&bgr;),

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 Transportvorrichtung
in "Grundstellung" gemäß Fig.2, mit adaptiertem Werkstückträger und

Fig.13 eine schematische Darstellung der Ausführungsform, bei
der die Vorrichtung als übergabevorrichtung im Knoteneckpunkt 60.1 angeordnet ist und Dreharm und Schwenkarm
in ausgefahrenem Zustand zur Übernahme bzw. Abgabe des
Werkstückträgers bereitstehen.

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-Linearachsen 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 Werstückträger 3 übergeben werden. Da weitere übergabestellen für Werkstückträger 3 zu konventionellen Förderern 61 eingerichtet werden können, lassen sich aus dieser Kombination integrierte Systemerweiterungen aufbauen. Wie aus Fig.1 ersichtlich, kann ein Werkstückträger 3 sowohl an den Eck-Knotenpunkten 60.1 als auch an den Längs-Knotenpunkten 60.2 übergeben werden.

Die hierbei durchgeführten kinematischen Bewegungsabläufe des Werkstückträgers 3 sind in Fig.2 dargestellt. Dort ist die Bahnkurve 62 gezeigt und die für die übergabe erforderlichen Funktionsstellungen. Hierbei ist die Ausführungsform dargestellt, bei der die Vorrichtung als Transportvorrichtung mit dem Werkstückträger 3 direkt am Schlitten 2 angebracht ist. In der "Grundstellung" gemäß Fig. 2 befindet sich der Werkstückträger 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 werden kann. Infolge des noch zu beschreibenden Aufbaus der Vorrichtung können nun durch Anfahren von ortsfesten Zahnstangen unterschiedlicher Länge, 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 Orientierungsecke 3.1 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 erläutert, bei dem die Vorrichtung als Transportvorrichtung direkt am Schlitten 2 befestigt ist. Hierbei sind die verschiedenen Stellungen gemäß Fig.9 dargestellt. In Fig. 3 ist die Vorrichtung in ihrer "Grundstellung" während 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 Dreharm &bgr; 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 Winkel 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 Länge der ortsfesten zweiten Zahnstange 4.

Gemäß Fig.12 geht der Kraftfluß für die Schwenkbewegung des Dreharmes 8 von der ersten Zahnstangenhalterung 12 über die erste Zahnstange 5 auf das erste Zahnrad 7. Die erste Paßfeder 13 überträgt die Bewegung 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 Zahnstangenhalterung 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 Orientierungsecke 3.1 gemäß Fig.2 würde in der Horizontalebene rotieren. 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 wesentlichen aus einem ersten Zahnriemen 24, der die erste Zahnriemenscheibe 23 und die zweite Zahnriemenscheibe 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 verbunden und trägt an ihrem oberen Ende mittels der fünften Paßfeder 22 die feststehende erste Zahnriemenscheibe 23. Die Drehbewegung des Dreharmes 8 führt dabei über den ersten Zahnriemen 24 zu einer davon unabhängigen Drehung der drehbaren zweiten Zahnriemenscheibe 25, die unabhängig von der Rotation des Dreharmes 8 diese zurückführt. Ein gedanklich auf der zweiten Zahnriemenscheibe 25 angeordneter radialer Zeiger würde sich während dieser Bewegung nicht verdrehen. Für den weiteren Bewegungsablauf ist die zweite Zahnriemenscheibe 25 wie die erste Zahnriemenscheibe 23 als feststehende Scheibe aufzufassen, von der aus über den zweiten Zahnriemen 26 und die dritte

Zahnriemenscheibe 27 die Rotation des Schwenkarmes 11 drehlagenkompensiert 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 Zentrierstiften 32.Diese fixieren den Werkstückträger 3 mittels eines auf ihm befestigten Zentrierringes 33.

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

Als Transportsicherung des Werkstückträgers 3 dient der Sicherungsstift 36, der im Schwenkarm 11 angebracht 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 übergabe an die Hubstation freigegeben. Durch zusätzliche Aussparungen 33.2 können auch weitere beliebige Lagen 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 Werkstückträger 3 im Knotenpunkt 60 aus der Zentrierscheibe 31 zu heben. Ist dies erfolgt, kann die leere Vorrichtung wieder zurückfahren. Das Hubgestell 38 der Hubvorrichtung trägt mehrere Führungselemente 39. Fig.11 zeigt die Ausführung mit vier Führungselementen 39, die bedarfsgerecht auf drei oder zwei gemäß Fig. 2 reduziert werden können. Ein Pneumatikzylinder 40 bewegt eine Hubplatte 41, an der, entspr. der Anzahl der Führungselemente 39 über Hubstangen 42, Auflagescheiben 43 und Zentrierzapfen 44 montiert sind. Der rechte Teil der Fig. 11. 1 zeigt die Stellung des mittels der Transportvorrichtung

- -10 -

herangebrachten Werkstückträgers 3. Der linke 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 Linearachsen dargestellt. Dort ist die "Stellung 2" der Transportvorrichtung gemäß Fig.2 und die Hubvorrichtung in hochgefahrenem Zustand in Verbindung mit der Stellung des Werkstückträgers von unten und von oben zu sehen. Fig.8 zeigt die heruntergefahrene Wartestellung der Hubstation ohne Werkstückträger 3.

Infolge der Abstimmung der Übersetzungsverhältnisse 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 Hubvorrichtung erlauben. Die in Fig.2 gezeigte Bahnkurve 62 ist eine von vielen möglichen. Wegen einer möglichen Kollision des Schwenkarmes 11 mit einem der Führungselemente 39, muß im entsprechenden Fall eines 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, werden über zwei ortsfeste Zahnstangen die beiden Zahnräder 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 Elemente, 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 Randbedingungen 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 Fachmann geläufig.

- &igr;:

Zur Erzielung alternativer Transportwege können auch beliebig viele ortsfeste Zahnstangen plaziert und mittels kleiner Pneumatikzylinder mit den Zahnrädern der Transportvorrichtung in kämmenden Eingriff geschaltet werden. Dadurch können die gewünschten kinematischen Bewegungen des Dreharmes 8 und des Schwenkarmes 11 erreicht werden. Hierbei werden die zwar ortsfest,
aber mit Pneumatikzylindern ausgestatteten Zahnstangen nur in Eingriff gefahren, wenn die vorbeifahrende Vorrichtung eine übergabe des Werkstückträgers 3 vornehmen soll. Befinden sich diese schaltbaren Zahnstangen jedoch in ihrer entgegengesetzten, neutralen Endstellung, fährt die Vorrichtung ohne Wirkung daran vorbei, weil der Rädermechanismus nicht aktiviert wird. Die erste Zahnstangenhalterung 12 und die zweite Zahnstangenhalterung 17 können solche Pneumatik-Kurzhubzylinder enthalten, deren Ansteuerung materialflußgerecht durch übergeordnete Steuer-Einrichtungen vorgenommen wird.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als übergabevorrichtung ortsfest im Bereich der Knotenpunkte 60, nämlich der Eckknotenpunkte 60.1 oder der Längsknotenpunkte 60.2 angeordnet werden, während an den Schlitten 2 die erste Zahnstange 5 und die zweite Zahnstange 4 befestigt sind. Fig.10 zeigt einen entspr. Längsschnitt der Vorrichtung in ihrer Grundstellung. Der Aufbau der beiden Ausführungen der Vorrichtung als Transport- und als übergabevorrichtung in Bezug zur Bewegung des Dreharmes 8 und des Schwenkarmes 11 sind identisch. Es ergeben sich lediglich hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der beiden Ausführungen der Vorrichtung Unterschiede, die jedoch im Rahmen der Erfindung unerheblich sind.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung als übergabevorrichtung gemäß Fig. 10 sind die zweite Zahnstange 4 und die erste Zahnstange 5 am Schlittengestell 45 befestigt, das am Schlitten 2 angeflanscht ist. Der Werkstückträger 3 wird hierbei über zwei Distanzstangen 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" gemäß Fig.2 bedient werden sollen, können zusätzlich zweite Zahnstangen 4.1 und zusätzlich erste Zahnstangen 5.1 angebracht werden, wie dies in Fig. 10 rechts dargestellt ist. Die Vorrichtung tragende Grundplatte 46 befindet sich im jeweiligen Knotenpunkt 60 unterhalb der Linearachsen und

ist mit diesen fest verbunden. Hierbei fluchtet die Mittelachse 20.1 mit dem betreffenden Knotenpunkt 60.

Geringfügige konstruktive Abweichungen der Ausführung als übergabevorrichtung sind hierbei erforderlich, die jedoch im
Rahmen der Erfindung liegen. Hierbei 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 Endstellung ist hier die Vorrichtung mit einem Kurzhubzylinder 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 Bezugszeichen 3' versehen ist. Der Kurzhubzylinder 47 ist auf der Zwischenscheibe 4&THgr; angebracht. Seine Kolbenstange wird durch die Zentrierstifte 32 geführt und bewegt die Zentrierscheibe 31 nach oben oder nach unten. Die achte Paßfeder 49 sichert die kompensierte Rückdrehung der Zwischenscheibe 48 und aller auf dieser montierten Teile, nämlich dem Kurzhubzylinder 47, der Zentrierstifte 32 und der Zentrierscheibe 31.

Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, den Kurzhubzylinder 47 unter der Grundplatte 46 anzuordnen. 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 materialflußgerecht einzubeziehen. Dies ergibt die gleiche technische Wirkung, wie die bei der Transportvorrichtung zuvor beschriebenen, mit Pneumatikzylindern ausgerüsteten, schaltbaren Zahnstangen 4 und 5.
Es ist demnach mit der vorgeschlagenen Vorrichtung als Transportoder als übergabevorrichtung möglich, sowohl an den Eck-Knotenpunkten 60.1 als auch an den Längs-Knotenpunkten 60.2 die

Ab- und übergabe von Werkstückträgern 3 vorzunehmen, wobei die Vorrichtung unabhängig von der Betriebsweise und bei fehlenden Zwischengetrieben stets ausgestattet ist mit einem ersten Zahnrad 7, einem zweiten Zahnrad 9, einem Dreharm &thgr; 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 Zahnrad 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 beiden Ausführungen identisch.

Die vorgeschlagene Transport- und übergabevorrichtung kann also funktionsmäßig an Eck-Knotenpunkten 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 Transfersystems 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 benötigt. Alternativ kann aber auch die erste Zahnstange 5 und zweite Zahnstange 4 am Schlitten 2 mitfahrend montiert werden und die hiermit modifizierte Vorrichtung als übergabevorrichtung ortsfest in den Knotenpunkten 60 angeordnet werden. Bei dieser Ausführung, bei der die zuvorgenannten Hubstationen entfallen, übernehmen Kurzhubzylinder 47 das Ausheben der Werkstückträger 3 aus den mitfahrenden Schlittengestellen 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- ale auch die übergabevorrichtung kommen ohne
eigene Antriebsenergie zur Erzeugung der kinematischen Schwenkbewegungen aus, da diese in beiden Fällen aus der Schlittenbewegung über Zahnradtriebe abgeleitet werden. Damit entfallen Kabelschlepps für die Energieversorung und die Antriebseinheiten selbst, was einer noch schnelleren Schlittenbewegung zugute kommt.

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

Aufs"teJ-Xung d^ar- &bgr; e ac u. c$ s zz: e dL es t\ e &eegr;

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-Knotenpunkten und Verwendung der Vorrichtung als übergabevorrichtung

5 erste Zahnstange

5.1 zusätzliche erste Zahnstange bei Längs-Knotenpunkten

und Verwendung der Vorrichtung als übergabevorrichtung

&bgr; 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

ABS -

42 42. 1	Hubstangen Distanz-Stangen
43	Auflagescheiben
44	Zentrierzapfen
45	Schlittengestell
46	Grundplatte
47	Kurzhubzylinder
48	Zwischenscheibe
49	achte Paßfeder
50-59	nicht belegt
60 60. 1 60. 2	Knotenpunkte Eck-Knotenpunkte Längs-Knotenpunkte
61	Förderer
62 62. 1	Bahnkurve Pfeil für Durchlau
63	Pfeil für Schütte
Ende

Claims (3)

&igr;- -

1. Vorrichtung zum Transport und zur Übergabe von Werkstückträger in vernetzten Transfersystemen mit NC-Linearachsen dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Merkmale aufweist:

- eine feste Achse (20) mit einer Mittelachse (20.1),

- eine an der Achse (20) drehbar gelagerte Hohlwelle (14), an der mittels z.B. einer ersten Paßfeder (13) ein erstes Zahnrad (7) befestigt ist und das mit einer ersten Zahnstange (5) kämmt,

- ein, auf der Hohlwelle (14) frei drehbar und wälzgelagertes zweites Zahnrad (9), das mit einer zweiten Zahnstange (4) und einem dritten Zahnrad (10) kämmt, das über eine dritte Paßfeder (18) mit der ersten Welle (16) verbunden ist,

- einen Dreharm (8), der fest über eine zweite Paßfeder (15) mit der Hohlwelle (14) verbunden und auf dem die erste Welle (16) frei drehbar gelagert ist,

- einen oberhalb des Dreharmes (8) auf der ersten Welle (16) mittels einer vierten Paßfeder (19) befestigten Schwenkarm (11), in dessem anderen Ende frei drehbar die zweite Welle (29) gelagert ist, deren Längsachse (29.1) in "Grundstellung" mit der Mittelachse (20.1) der Achse (20) fluchtet,

- eine erste Zahnriemenscheibe (23), die mittels einer fünften Paßfeder (22) mit der Achse (20) fest verbunden ist,

- einen ersten Zahnriemen (24), der die erste

Zahnriemenscheibe (23) und die zweite Zahnriemenscheibe (25) umhüllt, die freibeweglich auf der ersten Welle (16) gelagert ist,

- einen zweiten Zahnriemen (26), der die dritte Zahnriemenscheibe (27), die auf der zweiten Welle (29) befestigt ist, und die zweite Zahnriemenscheibe (25) umhüllt, wobei die Mittelachse der zweiten Welle (29) und die Achse (20) in "Grundstellung" fluchten, jedoch die zweite Welle (29) mit der Achse (20) nicht fest miteinander verbunden sind,

- eine Zentrierscheibe (31), die mittels einer siebten Paßfeder (30) auf der zweiten Welle (29) befestigt ist und Zentrierstifte (32) tragt,

- 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 des Sicherungstiftes (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 Dreharm (8) und im Gestell (6) bzw. vergrößerten ersten Zahnrad (7.1) eingelassen sind,

- entsprechend dem letzten Unteranspruch 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,

- Zwischengetriebe oder Steuerkurvengetriebe zur Ableitung der Schwenkarmbewegung des Schwenkarmes (11) aus der Drehung des Dreharmes (8) oder umgekehrt.

2. Hubvorrichtung zum Anheben der Werkstückträger (3), nachdem diese von der in Anspruch 1 gekennzeichneten Transportvorrichtung in die entsprechenden Übergabeknotenpunkte (60) bewegt worden sind; mit folgenden Merkmalen:

- ein die Linearachsen in Knotenpunkt (60) verbindendes Hubgestell (38) mit Führungselementen(39),

- eine Pneumatikzylinder (40), der im Hubgestell (38) montiert ist, wobei seine Kolbenstange in die Hubplatte (41) eingeschraubt ist,

- 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.

- Pn 3 -

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) übernimmmt.