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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Förderverfahren sowie eine Fördervorrichtung für Werkstücke im Bereich von Bearbeitungsmaschinen.
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Stand der Technik
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Die Europäische Patentschrift
EP 0 539 649 B2 offenbart ein Transportsystem für längliche Werkstücke, insbesondere Pleuel mit einem großen und einem kleinen Auge für Automobilmotoren. Das Transportsystem besteht aus einer stationären geraden, oben liegenden, waagerechten Tragleiste und aus einer beweglichen geraden, waagerechten Transportleiste, bestehend aus zwei symmetrischen Hälften zur Mitnahme der Werkstückfüße. Die Tragleiste verfügt ihrerseits über zwei symmetrische Leisten zur Unterstützung der Werkstückköpfe. Die Werkstückfüße, die sich in der Nähe der kleinen Augen befinden, bleiben in Transportrichtung gegenüber den in der Nähe der großen Augen befindlichen Werkstückköpfen zurück, wobei die Transportleiste ausschließlich in ihrer Längsrichtung beweglich angeordnet und für eine hin- und hergehende translatorische Bewegung in ihrer Längsrichtung antreibbar ist, so dass die Werkstücke intermittierend vorschiebbar sind. Die Transportleiste ermöglicht durch die zwei symmetrischen Hälften eine Führung und Unterstützung der Werkstückfüße, wobei Führungsflächen der symmetrischen Hälften gegen die darüberliegende Tragleiste divergieren und somit einen linear erweiterten Zwischenraum bilden. Der Winkel der linearen Erweiterung des Zwischenraumes liegt zwischen 20° und 45°.
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Ein Nachteil der Vorrichtung des Standes der Technik ist ein Verlust eines Pleuels aus dem Transportprozess infolge einer rotatorischen Bewegung des Pleuels relativ zu den symmetrischen Leisten der Tragleiste. Das Pleuel und somit auch der Pleuelkopf werden prinzipiell durch den intermittierenden Vorschub angehoben, wobei der Pleuelkopf für eine Zeitspanne kontaktlos zur Tragleiste ist und der Pleuel durch den Vorschub der Transportleiste in die Transportrichtung bewegt wird. Die Transportleiste bewegt sich anschließend entgegengesetzt zur Transportrichtung und der Pleuelkopf senkt sich wieder auf die Tragleiste, der Pleuelfuß bleibt zurück. Dieses Transportprinzip erfordert eine exakte Führung des Pleuels am Pleuelfuß, welche durch Temperatureinfluss sowie Spritz- und Blaswirkung infolge einer Reinigung der Pleuel während des Transportes nicht in jedem Fall vollständig gegeben sein muss. Ohne eine exakte Führung des Pleuels kommt es zur rotatorischen Pleuelbewegung, wobei das Auftreten einer nahezu senkrechten Position des Pleuels relativ zu der ursprünglichen Ausrichtung nicht ausgeschlossen werden kann, so dass der Pleuel nicht mehr durch die Tragleisten gehalten wird und nach unten fällt. Ein Ausfall des kompletten Transportsystems für den Zeitraum einer Bergung des verlustigen Pleuels kann somit nicht ausgeschlossen werden.
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In der amerikanischen Patentschrift
US 3 840 111 A wird eine Fördervorrichtung in Form eines Kettenförderers beschrieben, der zwei Ketten aufweist, auf denen das zu befördernde Fördergut aufliegen.
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Diese Fördervorrichtung besitzt jedoch keine ausrichtenden Elemente und schützt das beförderte Fördergut in keiner Weise gegen translatorische oder rotatorische Bewegungen, so dass ein Verlust an zu befördernden Gegenständen während der Beförderung nicht auszuschließen ist.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 298 06 282 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Fördern bei gleichzeitigem Ausrichten von ungeordneten Steinen bei im Allgemeinen verschiedenen Steinabmessungen. Dazu werden Förderbänder genutzt und die Steine dabei über eine Höhensortiereinrichtung vereinzelt, flachgelegt und mittels einer Richteinheit in verschiedene Gassen eingeordnet, so dass sich nebeneinander liegende Kolonnen bilden.
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Da die Lehre dieser Schrift nur eine Sortierung von Steinen während eines Transports auf Förderbändern offenbart, ergibt sich hieraus der Nachteil, dass in diesem Fall eine Fördervorrichtung für die Beförderung von in ihren Abmessungen unterschiedlichen Fördergütern verwendet wird. Die Vorrichtung hat aus diesem Grund nicht die Möglichkeit eine gezielte Ausrichtung der beförderten Fördergüter vorzunehmen. Da keine Ausrichtung vorgenommen werden kann, können die Fördergüter ebenfalls nicht gezielt gegen translatorische und rotatorische Bewegungen geschützt werden. Somit ist ein Verlust an Fördergut während des Förderungsprozesses nicht auszuschließen.
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Die amerikanische Patentschrift
US 3 978 979 A offenbart eine Fördereinrichtung zur Anordnung, Separierung und Positionierung von Glühlampen. Dazu werden zwei zueinander parallele, bewegbare, endlose Förderelemente genutzt sowie Elementepaare zur gezielten Regelung der Position der beförderten Glühlampen bezüglich der Förderelemente der Fördereinrichtung.
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Damit stellt diese Patentschrift eine Verbesserung der Fördereigenschaften in Hinblick auf die Beförderung von identischen Fördergütern dar, da diese durch die beschriebene Einrichtung angeordnet, separiert und positioniert werden können. Da die offenbarte Einrichtung jedoch explizit auf die Förderung von glühlampenartigen Fördergütern beschränkt ist, ergibt sich der Nachteil einer wenig variabel nutzbaren Einrichtung. Des Weiteren sind die Fördergüter während der Förderung wie bei den zuvor genannten Schriften nicht ausreichend gegen translatorische und rotatorische Bewegungen geschützt. Nicht zuletzt bleibt damit die Gefahr des Verlusts an Fördergut während der Förderung bestehen.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fördersystem für Werkstücke gleicher und/oder verschiedener Abmessungen zu schaffen, welches eine an Werkstücken verlustfreie Beförderung sowie eine verbesserte Zugänglichkeit der Werkstücke ermöglicht, so dass die Werkstücke in einem Dauerbetrieb befördert sowie weiteren Vorrichtungen während der Beförderung zugänglich gemacht werden.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Werkstücke in einem hängenden Kontakt zu zumindest zwei abschnittsweise parallel zueinander angeordneten Seilen stehen, wobei sich die hängenden Werkstücke bis auf eine äußerst geringe Kontaktfläche vollständig frei im Raum befinden und wobei die Seile mittels eines Antriebsmittels synchron zueinander angetrieben werden, und wobei mindestens zwei an den Seilen befestigte Körper so befestigt sind, dass sich wenigstens ein Teilbereich jedes Körpers oberhalb einer durch die Seile gebildeten Ebene erstreckt und durch die Teilbereiche der Körper eine Führung der mit den Seilen in hängendem Kontakt stehenden Werkstücke sowie eine Hemmung dieser gegenüber einer translatorischen und rotatorischen Bewegung während der Förderung erfolgt. Dabei werden die Körper mit den Seilen bewegt und mindestens drei Körper umfassen jeweils ein Werkstück, um es sicher gegenüber einer translatorischen und rotatorischen Bewegung zu hemmen.
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Das Seil besteht wahlweise aus mindestens einer Faser oder aus einem Verbund mehrerer einzelner Fasern. Zweckmäßigerweise können die Faser, beziehungsweise die Fasern sowohl aus einem Material als auch aus verschiedenen Materialien bestehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt die gewünschte verlustfreie Beförderung der Werkstücke mittels der an den synchron angetriebenen Seilen befestigten Körper, wobei infolge der Körper eine Führung der Werkstücke erzielt wird. Die Werkstücke können sich wahlweise an den Körpern oder zwischen den Körpern befinden.
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Bei einer bevorzugten Anordnung hängen die Werkstücke an den Seilen in einer Doppelstrangausführung zwischen mindestens zwei Körpern, wobei die Doppelstrangausführung aus den mindestens zwei abschnittsweise parallel zueinander angeordneten Seilen resultiert.
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Zweckmäßigerweise umfassen jeweils vier Körper und zwei Seile in Doppelstrangausführung ein Werkstück, wobei sich jeweils ein erster und zweiter Körper an einem der beiden Seile befindet, und wobei ein dritter beziehungsweise ein vierter Körper lotrecht zum ersten beziehungsweise zum zweiten Körper am gegenüberliegenden Seil angebracht ist, so dass eine rechteckförmige Tasche durch die vier Körper gebildet wird, innerhalb derer sich jeweils ein Werkstück befindet. Die taschenartige Anordnung der Körper ist besonders geeignet rotationssymmetrische Körper zu befördern.
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Eine weitere vorteilhafte Anordnung der Körper basiert auf einer taschenartigen Anordnung von drei Körpern, so dass sich jeweils ein Werkstück zwischen drei Körpern befindet, was die Beförderung von unsymmetrischen Körpern verbessert.
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Mittels der am Seil befestigten Körper werden eine translatorische sowie eine rotatorische Bewegung der hängenden Werkstücke gehemmt, so dass ein Verlust der Werkstücke während des Beförderungsprozesses durch ein Herausdrehen der Werkstücke aus der gehängten Position heraus ausgeschlossen wird.
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Die erfindungsgemäße Beförderung erfolgt beispielsweise mittels perlenkettenförmig angebrachten Körpern, zwischen denen sich die Werkstücke befinden, wobei die Seile zweckmäßigerweise in Doppelstrangausführung angeordnet sind.
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Ferner können die Körper dergestalt sein, dass die Beförderung der Werkstücke auf den Körpern erfolgt, wobei die Körper so ausgestaltet sind, dass die Werkstücke während der Beförderung nicht aus ihrer Position heraus gleiten. Für die Beförderung von stabförmigen runden Werkstücken werden die Körper beispielsweise auf muldenförmige Ausbuchtungen oberhalb der Körper gelegt, wobei die Radi der Ausbuchtungen vorzugsweise, aber nicht zwangsweise, größer als die Radi der runden Werkstücke sind.
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Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil auf, dass auch Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen befördert werden, ohne eine zwischenzeitliche Neuanpassung von Seilabständen oder Körperabständen vornehmen zu müssen.
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Erfindungsgemäß können Werkstücke mit heterogenen wie auch homogenen Abmessungen und/oder Gestaltungen befördert werden. Beispiele für derartige Werkstücke sind Bauteile des Maschinenbaus wie Pleuel, Kolben oder Nockenwellen. Darüber hinaus lassen sich aber auch zusammengesetzte Baueinheiten wie Motorblöcke oder Armaturentafeln, aber auch Bauteile aus dem nicht-automobilen Bereich befördern, da ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht von einer speziellen Bauform der Werkstücke abhängt.
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Die hängende Anordnung der Werkstücke an den Seilen und/oder an den Körpern hat den wesentlichen Vorteil, dass sich die Werkstücke bis auf eine äußerst geringe Kontaktfläche am Berührungspunkt zwischen Seil und Werkstück vollständig frei im Raum befinden. Der Durchmesser des Seils bestimmt hierbei die Kontaktfläche, wobei der Durchmesser im Bedarfsfall unter dem Gesichtspunkt einer ausreichenden Festigkeit sowie Elastizität gewählt wird. Demnach werden Seildurchmesser von 3 mm bis zu 20 mm eingesetzt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Durchmesser des Seils im Bereich von 1 mm bis 8 mm zu wählen. Für die Beförderung von Pleuel aus dem Automobilbereich haben sich Seildurchmesser im Bereich von 4 mm als besonders vorteilhaft gezeigt.
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Infolge der geringen Kontaktfläche zwischen Seil und Werkstück besteht eine ausgesprochen hohe Zugänglichkeit des Werkstückes, so dass verschiedenste Bearbeitungsvorgänge auch während der Beförderung am Werkstück durchgeführt werden können. Beispielhafte Bearbeitungsvorgänge sind eine Reinigung, eine Lackierung, eine Sandstrahlung und/oder eine Erwärmung des Werkstückes. Hierdurch werden Öl-Emulsionsgemische oder auch Feinstschlamm am Werkstück vollständig abgelöst. Ein resultierender Restverschmutzungsgradient ist derart gering, dass selbst spezielle Weiterverarbeitungen, die hohe Anforderungen an die Reinheit der Werkstücke stellen, ermöglicht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht an eine bestimmte Länge des Seiles gebunden, vielmehr können Seillängen von wenigen Zentimetern bis zu einigen hundert Metern eingesetzt werden, wobei die Festigkeit des Seils so ausgelegt wird, dass ein Durchhängen des Seils reduziert wird. Infolge des reduzierten Durchhängens wird eine uneingeschränkte Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst im Falle von Seillängen im Bereich von bis zu 100 m gewährleistet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
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In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beförderung der Werkstücke zwischen den Scheiben mindestens eines Scheibenpaares, wobei die Scheiben wenigstens abschnittsweise von den Seilen umlaufen werden.
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In Fällen, in denen kurze Seillängen eingesetzt werden, werden wahlweise zwei Scheibenpaare verwendet. Die Beförderung von schweren Werkstücken oder die Beförderung über lange Strecken kann zudem eine mechanische Stützung der Seile erforderlich machen. In diesen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, mehr als zwei Scheibenpaare einzusetzen. Die Beförderung der Werkstücke zwischen den Scheiben eines Scheibenpaares ermöglicht eine ununterbrochene Beförderung der Werkstoffe selbst dann, wenn zu einer mechanischen Unterstützung der Seile mehr als nur zwei Scheibenpaare eingesetzt werden.
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Ferner hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, Führungsschienen wenigstens abschnittsweise entlang einer Seilerstreckung zwischen zwei Scheibenpaaren anzubringen, wobei die an den Seilen befindlichen Körper mittels der Führungsschienen mechanisch gestützt werden. Ein Abstand der Führungsschienen ist vorzugsweise kleiner oder gleich einem Abstand der beiden Scheibenpaare. Eine minimale Länge der Führungsschienen liegt im Bereich von einigen Zentimetern, wohingegen eine maximale Länge Werte von mehreren Metern bis zu einigen hundert Metern annehmen kann.
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Es hat sich gezeigt, dass die Führungsschienen unterschiedliche Profilform aufweisen können, wobei die jeweils gewählte Profilform zumindest die mechanische Stützung gewährleisten muss und vorzugsweise eine seitliche Führung der Körper bewirkt. Vorzugsweise haben die Führungsschienen ein rechtwinkliges Profil, wobei eine Fläche der Führungsschiene als Träger der Körper dient. Wahlweise kann zur Reduzierung der Gleitreibung zwischen den Körpern und der die Körper tragenden Fläche eine reibungsvermindernde Unterlage vorgesehen werden. Die reibungsvermindernde Unterlage besteht beispielsweise aus Kunststoff oder Hartholz.
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In einer weiteren Ausführungsform gleiten die Werkstücke entlang mindestens zweier geneigter Führungsschienen von einem Ausgang einer ersten Bearbeitungsmaschine hinab auf die umlaufenden Seile eines der Scheibenpaare. Durch die besonders zweckmäßige Verwendung von Führungsschienen werden Werkstücke von der ersten Bearbeitungsmaschine den umlaufenden Seilen des Scheibenpaares zugeführt. Hierbei gleiten die Werkstücke vorzugsweise Stück für Stück entlang der geneigten Führungsschiene hinab auf die umlaufenden Seile des Scheibenpaares. Die Taktrate aufeinander folgender Werkstücke auf der Rampe richtet sich nach dem am Ausgang der ersten Bearbeitungsmaschine vorhandenen räumlichen Abstand der Werkstücke zueinander. Eine beispielhafte Bearbeitungsmaschine ist das Transportsystem des vorgenannten Standes der Technik.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Führungsschienen rampenförmig auf einem festen Untergrund zu befestigen. Hierbei werden mindestens zwei Gewindestangen in einem Abstand zueinander lotrecht mit dem festen Untergrund verschraubt. Der Abstand der beiden Führungsschienen wird vorzugsweise gleich dem Abstand der Führungsschienen gewählt. Obere Enden der Gewindestangen dienen als Auflagepunkte für die Führungsschienen, wobei ein dauerhafter Kontakt der Führungsschienen zu den Gewindestangen wahlweise mittels einer Verschraubung, einer Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung erfolgt.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform werden Werkstücke von den umlaufenden Seilen mindestens eines Scheibenpaares auf mindestens zwei abgesetzte Innenfelgen des Scheibenpaares befördert, so dass die Werkstücke entlang mindestens zweier weiterer geneigter Führungsschienen von den abgesetzten Innenfelgen auf den Eingang einer zweiten Bearbeitungseinheit hinab gleiten.
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Eine abgesetzte Innenfelge ergibt sich nach Fräsen einer Nut an einer Stirnfläche einer Scheibe eines Scheibenpaares, wobei eine innere Wand der Nut, die Innenfelge, einen kleineren Durchmesser als eine äußere Wand der Nut, die Außenfelge, aufweist.
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Ein Profil der Nut ist wahlweise rund oder eckig, wobei die Wahl des Nutprofils so erfolgt, dass die Körper ungehindert entlang einer Längserstreckung der Nut befördert werden. Vorzugsweise stellt das Nutprofil eine Negativform der Körperprofile dar.
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Die Verwendung der abgesetzten Innenfelgen zieht zwei wesentliche Vorteile nach sich. Zum einen wird durch die Außenfelge die seitliche Führung der Körper aufrechterhalten, während zum anderen die Werkstücke bei fortwährender Beförderung gleichmäßig auf die abgesetzte Innenfelge gehoben werden. Durch das Anheben der Werkstücke auf die Innenfelge wird ein seitlicher Druck auf das Seil und somit auf die Körper erzeugt, wobei dieser Druck mit einem von der Außenfelge auf den Körper wirkenden Gegendruck im Gleichgewicht steht, so dass die Werkstücke kontinuierlich auf die Innenfelge gehoben werden, bis das Werkstück und die Seile nicht mehr in Kontakt zueinander stehen.
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Ein Abstand der Seile im Bereich des Scheibenpaares kann wahlweise verändert werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Abstand der Seile in Richtung Scheibenpaar zu vergrößern, wobei ein maximaler Abstand nicht größer als eine maximale Abmessung des kleinsten beförderten Werkstückes sein kann.
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Dadurch dass die an den angetriebenen Seilen befestigten Körper auch durch das Anheben der Werkstücke auf die Innenfelge den Kontakt zum Scheibenpaar nicht verlieren, wird das Scheibenpaar angetrieben, wobei das Scheibenpaar um eine Achse rotiert, so dass die auf die Innenfelge gehobenen Werkstücke entlang eines Kreisbogens befördert werden.
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Die weiteren geneigten Führungsschienen befinden sich in unmittelbarer Nähe zum Scheibenpaar mit einer Neigung von 0° bis 90°, so dass eine Rampe vom Scheibenpaar auf den Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine ausgebildet wird. Entlang dieser Rampe werden die Werkstücke unter dem Einfluss der Gravitation und/oder unter dem Einfluss eines Fördermittels vom Scheibenpaar zum Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine befördert.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform befinden sich höhere Enden der weiteren geneigten Führungsschienen im Bereich des höchsten Punktes des Scheibenpaars auf der Höhe der Innenfelgen, wobei die Werkstücke unmittelbar von den Innenfelgen auf die weiteren geneigten Führungsschienen befördert werden. Wahlweise können die weiteren geneigten Führungsschienen durch waagerechte Führungsschienen ergänzt werden, an die sich die weiteren geneigten Führungsschienen anschließen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt ein Verschluss der umlaufenden Seile durch Zusammenfügen zweier Hälften eines Körpers, wobei jeweils eine Hälfte des Körpers ein Ende des umlaufenden Seiles trägt.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, anstelle von geschlossenen Seilen mit einer kreisförmigen Gestalt, geöffnete Seile in Form eines Stranges zu verwenden, da hierdurch ein vereinfachtes Anbringen der Stränge zur Umschließung der Scheibenpaare erfolgt. Nach erfolgter Umschließung der Scheibenpaare durch den Seilstrang werden die zueinander zugehörigen Enden der Seile wahlweise fest oder reversibel verschlossen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen Körper mir einer durchgehenden Bohrung durch ein Zentrum des Körpers zu versehen und daraufhin den Körper zu halbieren. Ein nach der Halbierung des Körpers freigelegter Innenbereich wird dergestalt ausgefräst, dass nach dem Zusammenfügen der beiden Hälften des halbierten Körpers vorzugsweise ein symmetrischer Hohlraum entsteht. Jeweils ein Ende der beiden Enden eines Seiles wird durch die Bohrungen einer Hälfte geschoben und im gefrästen Innenhohlraum verlötet, so dass das Seil nach Zusammenfügen der beiden Körperhälften auf Zug belastbar ist.
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Ferner werden die Innenbereiche der Körperhälften wahlweise so ausgefräst, dass sie im zusammengefügten Zustand hakenförmig ineinander greifen.
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Im Falle eines festen dauerhaften Verschlusses werden die beiden Körperhälften verschweißt, verklebt oder miteinander verkantet.
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Im Falle des Verschweißens der beiden Körperhälften miteinander hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Körper im Bereich einer Berührungsebene der beiden Körperhälften mit zwei zusätzlichen gegenüberliegenden Bohrungen einer jeweiligen Bohrtiefe im Bereich von einigen Millimetern bis Zentimetern zu versehen, so dass eine innerhalb der zusätzlichen Bohrungen befindliche Schweißnaht nicht über äußere Abmessungen der Körper hinausragt. Die innerhalb der zusätzlichen Bohrungen befindliche Schweißnaht weist den wesentlichen Vorteil auf, dass ein Verkanten des Körpers an den Scheibenpaaren ausgeschlossen wird.
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Im Falle eines reversiblen Verschlusses wird mindestens eine durchgehende weitere Bohrung durch den halbierten Körper, vorzugsweise parallel zur Bohrung durch das Zentrum, vorgesehen, wobei die weitere Bohrung innenwandig wahlweise glatt oder mit einem Innengewinde versehen ist. Die beiden Körperhälften werden mittels dieser weiteren Bohrung und mittels mindestens einer versenkbaren Schraube verschlossen. Im Falle der Bohrung mit glatter Innenwand wird zusätzlich eine versenkbare Schraubenmutter zum Kraftschluss mit der Schraube verwendet.
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Ferner kann der Verschluss des Seiles wahlweise innerhalb eines ungeteilten Körpers erfolgen. Hierzu werden an die Seilenden Ösen zur Aufnahme von Bolzen befestigt. Zur Befestigung der Ösen an den Seilenden kann wahlweise ein Löt-, Schweiß-, Klemm- oder Klebeverfahren eingesetzt werden. Mittels einer durchgängigen Bohrung durch das Zentrum des ungeteilten Körpers sowie mittels mindestens zweier weiterer Bohrungen senkrecht zur zentralen Durchgangsbohrung und diese durchstoßend, werden die Ösen der Seilenden mit dem durchbohrten Körper verbunden. Hierzu werden die Ösen beidseitig durch die zentrale Durchgangsbohrung in den Körper gebracht und durch Bolzen, die sich durch die senkrechten Bohrungen erstrecken, am Körper befestigt.
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Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe in Verbindung mit einer Fördervorrichtung des Oberbegriffes des Patentanspruchs 6 dadurch gelöst, dass die Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnete Seile enthält, mit mindestens einem Antriebsmittel für einen synchronen Antrieb der Seile, wobei sich an den Seilen Körper befinden, und wobei sich ferner wenigstens ein Teilbereich der Körper unterhalb einer durch die Seile gebildeten Ebene erstreckt, wobei die zu befördernden Werkstücke den Seilen derart zugänglich gemacht werden, dass diese an den Seilen bis auf eine äußerst geringe Kontaktfläche vollständig frei im Raum hängend befördert werden und dabei mindestens drei der Körper ein Werkstück gegenüber einer translatorischen und rotatorischen Bewegung hemmen.
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Die zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordneten Seile der Fördervorrichtung, welche synchron angetrieben werden, ermöglichen es, bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung Werkstücke an die Seile zu hängen und die angehängten Werkstücke zu Bearbeitungsmaschinen zu befördern. Die an den Seilen befindlichen Körper müssen sich mit wenigstens einem Teilbereich oberhalb einer durch die Seile gebildeten Ebene erstrecken, damit durch die oberhalb der Seilebene erstreckenden Teilbereiche der Körper die Führung der Werkstücke sowie die Hemmung der translatorischen sowie der rotatorischen Bewegung der hängenden Werkstücke erfolgt. Die Seilebene ist durch den naheliegensten Abstand der Seile zueinander und die Länge der Seile bestimmt.
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Die Körper befinden sich an den Seilen. Hierzu werden die Körper mit einer durchgehenden Bohrung wahlweise zentrisch oder außerhalb des Körperzentrums versehen, wobei die gebohrten Körper perlenkettenartig auf das Seil gezogen werden, indem ein Seilende durch die Bohrungen geführt wird. Darüber hinaus verfügen die Körper über mindestens eine weitere Bohrung. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die weitere Bohrung senkrecht zur durchgehenden Bohrung auszurichten. Mittels versenkbarer Befestigungen, die sich durch die weitere Bohrung erstrecken, werden die Körper am Seil befestigt. Vorteilhafte Befestigungen sind Madenschrauben, Splinte oder Kerbstifte. Eine weitere Befestigung erfolgt mittels Laserverschweißung, wobei der Laserstrahl einmalig durch die weitere Bohrung geführt wird und somit innerhalb des Körpers an einer Auftreffstelle des Lasers eine dauerhafte Verbindung des Seils mit dem Körper erzeugt. Die Laserverschweißung kann darüber hinaus auch wahlweise an äußeren Bereichen des Körpers in unmittelbarer Nähe zur Bohrung erfolgen, wobei wiederum eine dauerhafte Verbindung des Seils mit dem Körper erzeugt wird.
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Ferner sind die aufgehängten Werkstoffe infolge der geringen Kontaktfläche zwischen Seil und Werkstück weiteren Bearbeitungsmaschinen in einem Ruhezustand der Vorrichtung und zudem während der Beförderung zugänglich, was beispielsweise einen Einsatz von Bearbeitungsmaschinen zur Reinigung der Werkstücke, zur Trocknung der Werkstücke oder zur Luftfilterung entlang der Seile ermöglicht.
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Infolge des synchronen Antriebs der Seile wird sichergestellt, dass die an den Seilen befindlichen Körper ihre Position relativ zueinander beibehalten. Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich die Werkstücke zwischen den Körpern, wobei der Gleichlauf der angetriebenen Seile zur Wahrung konstanter Abstände der Körper zueinander führt.
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Beispielhafte Antriebsmittel sind getaktete Getriebemotoren oder durchlaufende Getriebemotoren mit Frequenzumrichter oder Hydraulikmotoren, deren Leistungen wahlweise nach der Länge der Seile, einem Werkstückgewicht und/oder einem Körpergewicht gewählt werden.
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Das Antriebsmittel ist mechanisch so ausgelegt, dass es einen dauerhaften Betrieb auch bei großen Seillängen und schweren Werkstücken erlaubt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 24.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich die Körper mindestens eines Seiles in einem zueinander konstanten Abstand.
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Die Abstände der Körper zueinander werden einmalig festgelegt, wobei die Abmessungen der zu befördernden Werkstücke zur Festlegung herangezogen werden. Der festgelegte konstante Abstand der Körper mindestens eines der Seile gewährleistet das für einen Dauerbetrieb der Anlage erforderliche Maß an Führung sowie an Hemmung der translatorischen sowie der rotatorischen Bewegung der hängenden Werkstücke.
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In einer weiteren Ausführungsform laufen die Seile um mindestens zwei Scheibenpaare, wobei die Scheiben mindestens eines Scheibenpaares zahnkranzförmig sind und eine Stirnfläche mindestens einer Scheibe eines weiteren Scheibenpaares eine Nut zur seitlichen Führung der Körper aufweist, wobei die Nut eine Abmessung aufweist, die so groß ist, dass sich die Körper wenigstens abschnittsweise in der Nut befinden.
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Ferner hat es ich sich als besonders zweckmäßig erwiesen, weitere Scheibenpaare zur mechanischen Stützung des Seiles anzubringen, wobei die Seile die Scheiben wenigstens abschnittsweise umlaufen.
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In einer weiteren Ausführungsform besteht mindestens ein Körper mindestens eines Seiles aus zwei Hälften, wobei jeweils eine Hälfte des Körpers ein Ende des Seiles trägt.
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Die beiden die Enden des Seiles tragenden Körperhälften erlauben eine hindernisarme Montage beziehungsweise Demontage des umlaufenden Seils. Durch Verwendung dieser Ausführungsform können etwaige erforderliche Wartungsarbeiten am Seil schnell und problemlos durchgeführt werden, da das Seil bereits nach Trennung des halbierten Körpers von den Scheibenpaaren genommen werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Innenfelge der Nut einen geringeren Durchmesser als die Außenfelge der Nut auf.
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Der geringere Durchmesser der Innenfelge führt während des Betriebs der Vorrichtung zum stetigen Anheben der beförderten Werkstücke, wobei mittels des vergleichsweise größeren Durchmessers der Außenfelge die seitliche Führung der Körper in der Nut erfolgt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das zahnkranzförmige Scheibenpaar mit dem Antriebsmittel verbunden, wobei die Körper durch die durch die Flanken der Zähne gebildeten Mulden aufgenommen werden, so dass in einem Antriebsfall eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem angetriebenen Scheibenpaar und den Körpern vorliegt.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Stirnfläche der zahnkranzförmigen Scheibe zentral mit einer weiteren Nut zu versehen, so dass sich die zwischen den Körpern befindlichen die zahnkranzförmige Scheibe umlaufenden Seile berührungslos entlang der weiteren Nut erstrecken.
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Das zahnkranzförmige Scheibenpaar sowie die weiteren Scheibenpaare befinden sich im Formschluss an im Zentrum der Scheibenpaare endseitig gelagerten Achsen. Das Antriebsmittel treibt wahlweise direkt die Achse des zahnkranzförmigen Scheibenpaares an einem oder beiden Enden der Achse oder mittels eines zusätzlichen Zahnrades direkt das zahnkranzförmige Scheibenpaar an. Das Antriebsmittel ist vorzugsweise schaltbar, so dass eine Rotationsrichtung der Scheibenpaare und somit auch eine Beförderungsrichtung im Bedarfsfall umkehrbar sind.
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Wahlweise ist die Rotationsrichtung des angetriebenen zahnkranzförmigen Scheibenpaares umkehrbar.
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Eine Anzahl und Verteilung der Mulden der Scheiben des zahnkranzförmigen Scheibenpaares bestimmt eine Menge der pro Umdrehung des Scheibenpaares beförderten Werkstücke, legt zudem aber auch den Abstand der Werkstücke zueinander entlang des Seiles fest. Die Verteilung der Mulden entlang des Kreisbogens der Scheiben ist regelmäßig oder wahlweise unregelmäßig. Die unregelmäßige Verteilung der Mulden führt zu einer unregelmäßigen Verteilung der Werkstücke entlang des Seiles. Zweckmäßigerweise sind die Mulden regelmäßig verteilt, wobei es sich zur Beförderung von Pleuel als besonders vorteilhaft erwiesen hat, für zwei aufeinander folgende Mulden einen Winkelabstand von 30°, bezogen auf den Mittelpunkt der Scheiben, vorzusehen.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform besteht zwischen den Scheiben mindestens eines Scheibenpaares ein räumlicher Abstand. Vorteilhafterweise ist der räumliche Abstand der Scheiben so gewählt, dass eine ungehinderte Beförderung der Werkstoffe zwischen den Scheiben erfolgt.
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In einer weiteren besonders zweckmäßigen Ausführungsform weisen die Seile zwischen zwei Scheibenpaaren mindestens abschnittsweise eine Steigung auf, wobei ferner ein Höhenunterschied zwischen den Scheibenpaaren besteht. Infolge des Höhenunterschiedes wird ein Gefälle für eine Übergabe der Werkstücke am Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine erzeugt, so dass zur Übergabe der Werkstücke keine zusätzliche motorgetriebene Einheit notwendig ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das mit dem Antriebsmittel verbundene Scheibenpaar durch mindestens zwei Führungsschienen an den Ausgang der ersten Bearbeitungsmaschine angebunden, wobei der Abstand der Führungsschienen kleiner als ein äußerer Abstand der Scheiben des Scheibenpaares ist.
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Die Führungsschienen sind wahlweise an einen Antriebsmechanismus zur Beförderung von Werkstücken gekoppelt. Beispielsweise wird ein Antrieb in Form eines beweglichen Untergrundes auf dem die Werkstücke liegen oder hängen verwendet, wobei der bewegliche Untergrund auf den Führungsschienen verschiebbar aufliegt.
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Dieser besonders vorteilhafte Aufbau erlaubt im Betriebsfall eine verkantungsfreie Beladung der Seile im Bereich des angetriebenen Scheibenpaares mit den Werkstücken.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Führungsschienen in Richtung des Scheibenpaares geneigt, wobei der Ausgang der ersten Bearbeitungseinheit und das Scheibenpaar einen Höhenunterschied aufweisen. Durch die Neigung der Führungsschienen wird die motorlose Übergabe der Werkstücke an den Ausgang der ersten Bearbeitungseinheit unterstützt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Scheibenpaar durch mindestens zwei weitere Führungsschienen an den Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine angebunden.
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Mittels der weiteren Führungsschienen erfolgt im Betriebsfall eine Entladung der Scheibenpaare, wobei die Werkstücke wahlweise mittels des Antriebsmechanismus zur Beförderung von Werkstücken entlang der weiteren Führungsschienen zum Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine befördert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die weiteren Führungsschienen in Richtung der zweiten Bearbeitungsmaschine geneigt, wobei das Scheibenpaar und der Eingang der zweiten Bearbeitungseinheit einen Höhenunterschied aufweisen.
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Durch die Neigung der weiteren Führungsschienen wird die motorlose Übergabe der Werkstücke an den Eingang der zweiten Bearbeitungseinheit unterstützt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform befindet sich im Bereich von mindestens einem Scheibenpaar eine Bildverarbeitungseinheit zur Kontrolle der Werkstücke. Mittels der Bildverarbeitungseinheit erfolgen eine Kontrolle einer Ausrichtung der aufgehängten Werkstücke an den Seilen, eine Kontrolle der Übergabe und/oder eine Kontrolle auf den Verlust von Werkstücken.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich entlang der Seile zwischen mindestens zwei umlaufenden Scheibenpaaren mindestens eine weitere Bearbeitungsmaschine, wobei die weitere Bearbeitungsmaschine vorzugsweise eine Reinigungsmaschine zur Einigung von Werkstücken ist.
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Die Körper können Kugeln, Quader, Würfel, Tetraeder und/oder eine sonstige räumliche Anordnungen sein. Ferner bestehen die Körper aus beliebigen korrosionsbeständigen Werkstoffen mit hart- oder weichelastischen Eigenschaften. Durch eine angepasste Verwendung von Material und Form der Körper wird eine optimale Anpassung der Stützung und Führung der Werkstücke gewährleistet.
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Die Seile weisen eine runde Querschnittsfläche auf und bestehen aus einem zugfesten Material, vorzugsweise aus Metall, Kunststoff und/oder Naturfaser. Beispielhafte Naturfasern sind Kautschuk oder Hanf.
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Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anhand der in den nachfolgenden Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
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Beschreibung der Zeichnung
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Von den Abbildungen zeigt:
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1: Eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Beförderung von Pleuel für den Maschinenbau.
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2: Darstellung des Belade- und Entladeprinzips mit einer beispielhaften Illustration einer weiteren Bearbeitungsmaschine.
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3: Eine Konstruktionszeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in drei orthogonalen Perspektiven.
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4: Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform zur Beförderung von Pleuel.
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5: Frontansicht der bevorzugten Ausführungsform zur Beförderung von Pleuel.
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1 zeigt perspektivisch die Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Beförderung von Pleuel für den Maschinenbau.
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Die Prinzipdarstellung zeigt zwei Scheibenpaare (30, 50) und zwei parallel zueinander angeordnete, die Scheibenpaare umlaufende, Seile (25, 35) in Doppelstrangausführung, an denen sich kugelförmige Körper 20 befinden. Die Körper 20 der Seile (25, 35) sind zur Beförderung der Pleuel 10 taschenförmig angeordnet, wobei jeweils 4 Körper einen Pleuel umfassen. Die Achsen (60, 65) erstrecken sich kraftschlüssig durch die Zentren der Scheiben eines jeden der beiden Scheibenpaare (30, 50), wobei die Achsen (60, 65) endseitig gelagert sind (Lagerung nicht dargestellt). Jede der beiden Scheiben des zahnradförmigen Scheibenpaares 30 weist eine Nut zur Aufnahme der die Scheiben umlaufenden Seile (25, 35) auf. Die kugelförmigen Körper 20 werden durch die durch die Flanken der Zähne gebildeten Mulden der Scheiben des zahnkranzförmigen Scheibenpaares 30 aufgenommen. Im Antriebsfall rotiert das zahnkranzförmige Scheibenpaar 30 um die Achse 65. Mittels der Aufnahme der kugelförmigen Körper 20 durch die Mulden und der daraus resultierenden kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem angetriebenen zahnkranzförmigen Scheibenpaar 30 und den Körpern 20, werden die Körper angetrieben. Infolge des synchronen Antriebs der beiden Scheiben des zahnkranzförmigen Scheibenpaares 30 bewegen sich die Körper 20 der Seile (25, 35) mit konstanter Geschwindigkeit, so dass die kugelförmigen Körper 20 des Seiles 25 während der Beförderung der Pleuel in einem konstanten relativen Abstand zu den Körpern 20 des gegenüberliegenden Seils 35 verbleiben.
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Das Scheibenpaar 50 weist zur seitlichen Führung der Körper 20 eine Nut auf, wobei sich die Körper zumindest abschnittsweise in der Nut befinden. Infolge der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem angetriebenen zahnkranzförmigen Scheibenpaar 30 und den an den Seilen (25, 35) befestigten Körper 20 rotiert das Scheibenpaar 50 im Betriebsfall um die Achse 60.
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2 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei das Beladen der zweiten Bearbeitungsmaschine 120 sowie das Entladen der ersten Bearbeitungsmaschine 110 dargestellt wird.
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Die Pleuel 10 werden zum Ausgang der ersten Bearbeitungsmaschine 110 befördert. Der Ausgang ist mit zwei geneigten parallel zueinander angeordneten Führungsschienen 95 verbunden. Entlang der Führungsschienen 95 gleiten die Pleuel 10 im Takt der ersten Bearbeitungsmaschine 110 hinab. Der Abstand der Führungsschienen ermöglicht ein kontaktarmes Hinabgleiten der Pleuel 10. Die Führungsschienen 95 sind so ausgerichtet, dass die Pleuel im oberen Bereich des zahnradförmigen Scheibenpaares 30 von den Führungsschienen 95 auf zwei Seile (25, 35) in Doppelstrangausführung gleiten. Hierbei ist eine Rotationsgeschwindigkeit des zahnradförmigen Scheibenpaares 30 so gewählt, dass sich jeweils ein Pleuel 10 in einer der taschenförmigen Anordnungen der Körper entlang der Seile (25, 35) befindet und somit von jeweils vier Körpern 20 umfasst wird.
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Die an den Seilen hängenden Pleuel 10 werden durch die Reinigungsmaschine 100 befördert und somit während der Beförderung von Ölen, Spänen oder sonstigen Verschmutzungen gereinigt. An die Reinigung anschließend, erfolgt die Beförderung zum Scheibenpaar 50, wobei das Scheibenpaar 50 über zwei abgesetzte Innenfelgen verfügt.
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Infolge der Außenfelgen des Scheibenpaares 50 wird die seitliche Führung der Körper aufrechterhalten, während die Pleuel bei fortwährender Beförderung gleichzeitig auf die abgesetzte Innenfelge gehoben werden.
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Das Anheben der Pleuel 10 nimmt kontinuierlich zu, bis die Pleuel 10 und die Seile (25, 35) nicht mehr in Kontakt zueinander stehen. Die auf den Innenfelgen befindlichen Pleuel werden von den Innenfelgen auf die geneigten Führungsschienen 90 befördert. Die Pleuel gleiten entlang der geneigten Führungsschienen 90 zum Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine 120. Die Beladung erfolgt im dargestellten Fall ohne zusätzlichen Antrieb. Die Führungsschienen 90 erlauben einen widerstandsarmen Übergang der herab gleitenden Pleuel zum Eingang der zweiten Bearbeitungsmaschine 120.
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3 zeigt eine Konstruktionszeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in drei orthogonalen Perspektiven (Seitenansicht, Frontansicht und Aufsicht). Die obere Zeichnung der 3 repräsentiert eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform, wobei im dargestellten Fall die Beladung der Seile mit dem Pleuel 10 nicht im Bereich des zahnkranzförmigen Scheibenpaares 30 erfolgt, sondern die Führungsschienen 90 so angeordnet sind, dass die Pleuel 10 unmittelbar auf die Seile in Doppelstrangausführung herab gleiten. Die Seitenansicht zeigt ferner einen der beiden doppel T-förmigen Träger 40 zur mechanischen Fixierung der Scheibenpaare (30, 50) sowie zur mechanischen Fixierung der Führungsschienen 70. Zudem ist ein weiterer Träger 80 am oberen Verbindungsstück der Träger 40 befestigt, wobei der weitere Träger 80 zur mechanischen Fixierung der Führungsschienen 70 dient.
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4 zeigt eine Vergrößerung der Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform. Die weiteren Träger 80 sind über Schraubverbindungen mit dem Träger 40 verbunden, was einerseits eine flexible Montage der Fördervorrichtung ermöglicht und ferner eine dauerhafte Verbindung gewährleistet.
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Unterhalb der Seitenansicht zeigt 3 die Frontansicht der bevorzugten Ausführungsform. An den oberen Teilen der beiden doppel T-förmigen Träger 40 befinden sich Aufnahmebohrungen sowie die in den Bohrungen eingelassenen Lager zur Führung der Achse 65. Ferner zeigt 3 neben der Frontansicht die Draufsicht der bevorzugten Ausführungsform.
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5 zeigt eine Vergrößerung der Frontansicht der bevorzugten Ausführungsform mit an den weiteren Trägern 80 befestigten Führungsschienen 70. Einzelelemente des weiteren Träger 80 sind orthogonal zueinander verschraubt. In den Führungsschienen 70 befinden sich die an den Seilen befestigten runden Körper 20.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkstück
- 20
- Körper
- 25
- Seil
- 30
- Zahnkranzförmiges Scheibenpaar
- 35
- Seil
- 40
- Träger
- 50
- Scheibenpaar
- 60
- Achse
- 65
- Achse
- 70
- Führungsschienen
- 80
- Weiterer Träger
- 90
- Geneigte Führungsschienen
- 95
- Geneigte Führungsschienen
- 100
- Reinigungsmaschine
- 110
- Erste Bearbeitungsmaschine
- 120
- Zweite Bearbeitungsmaschine