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Die
Erfindung betrifft ein Werkstückträgersystem
mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Werkstückträgersysteme
werden verwendet, um Werkstücke
zu verschiedenen Arbeitsstationen zu transportieren, wie beispielsweise
bei einer Fertigungsstraße.
Bekannt sind Werkstückträgersysteme, welche
bei Staubetrieb mit lose angetriebenen Werkstückträgern über mehrere Vorschubeinrichtungen angetrieben
werden. Dabei kann die Oberseite des Werkstückträgers immer oben bleiben. Diese
Werkstückträger laufen
entweder nebeneinander (die Werkstückträger laufen in einer Ebene), übereinander
(die Werkstückträger laufen
in verschiedenen Ebenen) oder in Sonderfällen aus einem kombinierten
System (die Werkstückträger laufen
z.B. in einer Ebene und werden von einem Hubsystem in weitere Ebenen
gehoben). Dazu wird für
jede Ebene (Ausnahmefall: Schwerkraftrollenbahn) und jedes Hubsystem
ein Antrieb benötigt.
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Die
DE 1718135 U beschreibt
ein Werkstückträgersystem,
bei dem die Werkstückträger als Wagen
ausgeführt
sind, welche auf Schienen laufen und an ein endloses Transportband
angeschlossen sind. Erreichen die Wagen das Ende der Fertigungsstraße, werden
sie wieder an den Anfang der Fertigungsstraße zurückgeführt. Die Rückführung wird mittels einer Brücke über der
Fertigungsstraße
erreicht. Die Brücke
ist vom Ende der Straße
bis zum Anfang der Straße
geneigt angeordnet und wird von zwei Ständern getragen, die am Anfang
und am Ende der Straße
angeordnet sind. Die Ständer
beinhalten Aufzüge
als Hubsysteme, deren Aufgabe es ist, die Wagen am Ende der Fertigungsstraße zur Rückführungsbrücke emporzuheben
und sie nach dem Durchlaufen derselben wieder auf die Fertigungsstraße abzusenken.
Die Werkstückträger laufen
also in verschiedenen Ebenen, für
die ein Hubsystem verwendet werden muss. Die Hubsysteme benötigen jeweils
einen Antrieb, wodurch diese Ausgestaltung des Werkstückträgersystems
teuer und aufwändig ist.
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Ein
anderes in der
DE 30
29 620 A beschriebenes Werkstückträgersystem beinhaltet ein Maschinengestell,
in dem ein endloses, angetriebenes Zugmittel, insbesondere eine
Kette, geführt
wird, von der die insbesondere auf ihr abgestützten Werkstückträger durch
Friktionskraft mitgenommen werden. Die Kette wird an zwei Umlenkstellen
umgelenkt, von denen eine angetrieben ist.
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Bei
Werkstückträgersystemen
ist generell problematisch, dass ein Stau von Werkstückträgern auftreten
kann. In dieser Situation sollten die Werkstückträger vom Zugmittel entkoppelt
werden. Die
DE 94 21
998 U1 beschreibt ein Werkstückträgersystem, bei dem die Werkstückträger mit
dem Zugmittel außer
Eingriff bringbar sind. Hierfür
sind feststehende Halte- und Entlastungselemente vorgesehen, durch
welche die vorbeilaufenden Werkstücksträger, welche über Reibschluss
mit dem Zugmittel bewegt werden, mit dem Zugmittel außer Eingriff
gebracht werden können.
Durch die Halte- und Entlastungselemente werden die Werkstückträger vertikal
angehoben, so dass der Reibschluss zwischen Werkstückträger und
Zugmittel aufgehoben wird.
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Die
CH 669 167 A5 beschreibt
ein in nur einer Ebene laufendes Werkstückträgersystem, bei welchem ein
Zugmittel über
einen Reibschuh einen Werkstückträger mitführt. Damit
nicht das gesamte Gewicht des Werkstücks und des Werkstückträgers auf
dem Zugmittel lastet, ist vorgesehen, dass ein einstellbarer Lastteil
durch Räder
auf eine Stützbahn übertragen
wird. Eine Kette als Zugmittel läuft
in einer U-förmigen
Führung.
Der Reibschuh am Werkstückträger wird
federbelastet mit einer vorbestimmten Kraft auf das Zugmittel angepresst,
während
die Restlast durch die Räder
des Werkstückträgers auf die
Stützbahn übertragen
wird. Es sind ferner Mittel zum Vermindern oder Aufheben er Reibung
vorgesehen, die selbsttätig
wirken, wenn ein Werkstückträger beispielsweise
bei einem Stau auf einen anderen aufläuft.
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Die
bekannten Systeme beschreiben nicht ein Werkstückträgersystem mit Vorlauf- und
Rücklaufstrecke
in zwei Ebenen, welches mit nur einem Antrieb ein sicheres Umlenken
der Werkstückträger mitsamt
dem Zugmittel an den Umlenkpunkten sowie einen im Normalbetrieb
definierten Kraftschluss zwischen Zugmittel und Werkstückträger ermöglichen, bei
gleichzeitig sicherem Betrieb im Staubetrieb. Es ist die Aufgabe
der Erfindung, ein solches Werkstückträgersystem auszugestalten.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des
Patenanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung ist es, den Kraftschluss zwischen dem
Werkstückträger und dem
Zugmittel über
eine Klemmung zu erreichen. Zu diesem Zweck weist der Zugschlitten
eine Klemmvorrichtung mit mindestens einem oberen und einem unteren
Klemmelement auf, zwischen denen das Zugmittel angeordnet ist. Mittels
dieser Klemmelemente des Zugschlittens ist der Zugschlitten an das
Zugmittel klemmbar. Die Klemmvorrichtung bewegt sich vollständig mit
dem Zugschlitten mit, so dass im Normalbetrieb kein Verschleiß entsteht.
Die Klemmvorrichtung ist so dimensioniert, dass die Klemmkraft ausreichend
groß ist,
damit das Zugmittel den Zugschlitten mitnehmen kann. Der Zugschlitten
kann mindestens ein Federelement aufweisen, welches eine Federkraft
auf zumindest ein Klemmelement ausübt und somit die Klemmung bewirkt.
Die Klemmkraft darf aus Sicherheitsgründen bei Betrieb ohne Schutzgehäuse nicht
derart groß sein,
dass Bedienpersonen, welche von den Werkstückträgern oder den sich darauf befindenden
Werkstücken
eingeklemmt werden, verletzt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung
weist der Zugwagen deshalb eine Einstellvorrichtung für das Einstellen
der Vorspannung des Federelements auf.
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Ein
Klemmelement kann in einer bevorzugten Ausgestaltung ein drehbares
Exzenterelement umfassen, welches eine insbesondere abgerundete Klemmfläche mit
einem nicht konstanten Abstand zum Drehpunkt aufweist, welche mit
dem Zugmittel im geklemmten Zustand in Kontakt ist. Die Verwendung
eines Exzenterelements ermöglicht
ein ruckfreies Öffnen
und Schließen
der Klemmung des Zugschlittens an das Zugmittel. Insbesondere durch
die Verwendung einer abgerundeten Klemmfläche kann beim Anklemmen eine
stetige Zunahme der Klemmkraft erreicht werden. Insbesondere kann
des Weiteren das Federelement derart an das Exzenterelement ansetzen,
dass die Federkraft eine Drehung des Exzenterelements in einer solchen
Richtung bewirkt, dass die Klemmkraft erhöht wird. Als Gegenklemmelement
kann ein unter dem Zugmittel angeordneten Bolzen oder eine Abkantung
verwendet werden.
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Wenn
der Werkstückträger auf
einen voranlaufenden Werkstückträger aufläuft, sollte
der folgende auffahrende Werkstückträger der
voranfahrenden Werkstückträger vom
Zugmittel entkoppelt werden, damit sich die Vorschubkraft der gestauten
Werkstückträger nicht
aufsummiert. Aus diesem Grund kann der Werkstückträger im in Fahrtrichtung vorderen
Bereich ein Betätigungselement
aufweisen, welches im Falle des Auflaufens des Werkstückträgers auf
einen vorangehenden Werkstückträger die Klemmkraft
verringert. Das Betätigungselement
kann einen Betätigungskopf
aufweisen, welcher im Falle des Auflaufens des Werkstückträgers auf
einen vorangehenden Werkstückträger gegen
eine Anlauffläche
des vorangehenden Werkstückträgers läuft. Das Betätigungselement
kann ferner eine Schubeinrichtung umfassen, an deren einem Ende
der Betätigungskopf
angeordnet ist, und welche insbesondere an deren anderem Ende an
das Exzenterelement ansetzt. Auf diese Weise kann die Klemmung bei
einem Stau gelöst
werden. Die Schubeinrichtung kann des Weiteren eine Schubstange,
welche an das Exzenterelement ansetzt, und ein Schwenkelement umfassen,
an deren einem Ende der Betätigungskopf
angeordnet ist, und die an deren anderem Ende mit der Schubstange
in einer vertikalen Ebene verschwenkbar verbunden ist. Die hat den
Vorteil, dass die Einklemmgefahr an den Umlenkpunkten verringert
wird.
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An
den Stationen des Werkstückträgersystems
müssen
die Werkstückträger angehalten
werden. Aus diesem Grund kann an dem Grundgerüst zumindest eine Stopvorrichtung
angeordnet sein, welches ein Stopelement umfasst. Der Zugschlitten kann
ein Ausrückelement
aufweisen, welches, wenn das Ausrückelement gegen das Stopelement
läuft, derart
mit dem Stopelement zusammenwirkt, dass die Klemmkraft verringert
wird und der Werkstückträger anhält. Das
Stopelement kann derart verschiebbar oder verschwenkbar angeordnet
sein, dass sie aus einer Stellung, in der sich das Stopelement mit einem
Ausrückelement
eines Zugschlittens im Eingriff befindet, in eine Stellung überführbar ist,
in welcher sich das Stopelement nicht mit dem Ausrückelement
im Eingriff befindet, so dass der Werkstückträger zur nächsten Station weiterbewegt
werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ausrückelement
mit der Schubeinrichtung starr verbunden. Auf diese Weise bewirkt
die Schubeinrichtung sowohl beim Auflaufen auf einen vorangehenden
Werkstückträger als
auch beim Stoppen an einer Station eine Verringerung der Klemmkraft.
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Das
Zugmittel kann mittels zwei Umlenkrollen umgelenkt werden, von denen
zumindest eine angetrieben sein kann. Der Zugschlitten kann neben
einem unter dem Zugmittel angeordneten Klemmelement mindestens ein
weiteres unter dem Zugmittel laufendes Umlenkelement, insbesondere
einen Bolzen aufweisen, welches zwischen dem Zugmittel und der Umlenkrolle
angeordnet ist, wenn sich der Zugschlitten im Bereich einer Umlenkrolle
befindet. Dadurch ist es möglich,
die Vorschubkraft auf den horizontalen Strecken klein zu halten
und trotzdem die Kraft für
die Hubbewegung des Werkstückträgers aufzubringen.
Eine verbesserte Wirkung wird erreicht, wenn die Umlenkrollen jeweils
zumindest eine, insbesondere zwei, entlang des Umfangs der Umlenkrollen
laufende Mitnahmeelemente bzw. Andrückelemente (z.B. Gummirundschnüre) aufweisen.
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Damit
nicht das gesamte Gewicht des Werkstücks und des Werkstückträgers auf
dem Zugmittel lastet kann der Werkstückträger, insbesondere der Lastträger, Rollen
aufweisen, welche auf einer Rollfläche des Grundgerüsts des
Werkstückträgersystems
laufen, und über
welche die Gewichtskraft des aufliegenden Werkstücks auf das Grundgerüst geleitet
wird. Die Rollfläche
kann Bestandteil einer Führungsschiene
sein, welche zugleich eine Führung des
Werkstückträgers bewirkt.
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Möglich Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt Werkstückträgersystem
in einer isometrischen Darstellung
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2 das
Werkstückträgersystem
nach 1 mit zum Teil herausgenommenen Elementen
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3 einen
Ausschnitt des Werkstückträgers aus 1 in
geschlossener Klemmstellung in einer Schnittansicht
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4 den
Werkstückträger nach 3 in
offener Klemmstellung in einer Schnittansicht
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5 den
Werkstückträger nach 3 in
einer Draufsicht mit zum Teil herausgenommenen Elementen
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6 den
Werkstückträger nach 4 in
einer Draufsicht
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7 den
Werkstückträger nach 5 in
einem erweiterten Ausschnitt
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8 das
Werkstückträgersystem
aus 1 in einer isometrischen Schnittdarstellung
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9 eine
zweite Ausführung
eines Werkstückträgersystems
in einer Seitenansicht
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10 das
Werkstückträgersystem
nach 9 in einer Schnittdarstellung
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11 einen
Werkstückträger nach 9 in geschlossener
Klemmstellung in einer Seitenansicht
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12 den
Werkstückträger nach 11 in offener
Klemmstellung in einer Seitenansicht
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13 den
Antriebskopf des Werkstückträgersystems
nach 9
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14 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Werkstückträgersystems
nach 13
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Die 1 bis 8 zeigen
einen Ausschnitt einer ersten Ausführung eines Werkstückträgersystems,
welches mehrere Werkstückträger bewegen kann.
Das Werkstückträgersystem
weist einen umlaufenden Riemen 28 auf, welcher in dem gezeigten Ausschnitt
mittels der Umlenkrolle 19 umgelenkt wird. Eine zweite,
nicht dargestellte Umlenkrolle ist am anderen Ende des Werkstückträgersystems
angeordnet. Das angetriebene Band bewegt einen Werkstückträger 32,
welcher einen Zugschlitten 31 sowie einen Lastträger 8 umfasst.
Der Lastträger weist
vier Rollen 34 auf, welche in der mit dem Grundgerüst 30 verbundenen,
beiderseits des Riemens 18 angeordneten Führungsschienen 33 sowie den
Umlenkwangen 2 laufen. In 2 ist eine
Rolle 34 auf Grund der aus der Zeichnung herausgenommen
Führungsschienen 33 sichtbar. Über die
Führungsschienen 33 kann
die Gewichtskraft eines nicht dargestellten Werkstücks auf
dem Werkstückträger 32 auf
das Grundgerüst 30 geführt werden.
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Die 3 zeigt
einen Ausschnitt des Werkstückträgers 32 mit
dem Lastträger 8 und
dem Zugschlitten 31 in geschlossener Klemmstellung in einer Schnittansicht.
Der Zugschlitten 31 weist eine Haube 13 auf. Der
Zugschlitten 31 weist ferner eine Klemmvorrichtung auf,
welche aus zwei Klemmelementen 3 und 5 besteht.
Das obere Klemmelement 5 ist ein Exzenterelement, welches über den
Exzenterhauptbolzen 4 drehbar gelagert ist. Das untere
Klemmelement 3 ist ein Gegenbolzen. Zwischen der Klemmfläche 36 des
Exzenterelements 5 und dem Gegenbolzen 3 befindet
sich der Riemen 18. Der Lastträger 8 ist über den
Gegenbolzen 3 mit dem Zugschlitten verbunden. Die 5 zeigt
den Werkstückträger 32 in
dieser Stellung in einer Draufsicht mit abgenommener Haube.
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An
dem Exzenterelement 5 setzt eine Schubstange 7 an.
Auf das Exzenterelement 5 wirkt über die Schubstange 7 einer
Schubeinrichtung die Federkraft eines Federelements 10,
durch welche die Klemmkraft bewirkt wird. Das Federelement 10 wird durch
die Haube 13 geführt
und dort mittels eines Federgrundbolzens 15 verankert.
Am vorderen Ende der Schubstange 7 ist ein Schwenkelement 16 angeordnet,
welches über
den Knickbolzen 14 mit der Schubstange 7 verschwenkbar
verbunden ist. Am anderen Ende des Schwenkelements 16 ist
ein Betätigungskopf 17 angeordnet.
Wenn der Werkstückträger 32 auf
einen vorangehenden Werkstückträger aufläuft, so
wird die Schubstange 7 über
den Betätigungskopf 17 und
das Schwenkelement 16 entgegen der Kraft des Federelements 10 bewegt.
Die Schubstange 7 bewirkt eine Drehung des Exzenterelements 5,
so dass die Klemmkraft geringer wird. Es stellt sich ein Gleichgewicht
zwischen der Klemmkraft und der Vorschubkraft ein. Die Schubstange 7 wirkt über den
Betätigungsbolzen 6 mit
dem Exzenterelement 5 zusammen. In einer nicht dargestellten
Ausführung
weist der Zugschlitten eine Einstellvorrichtung für das Einstellen
der Vorspannung des Federelements auf.
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Die 4 zeigt
den Werkstückträger 32 aus 3 in
dieser offener Klemmstellung in einer Schnittansicht. Die Öffnung der
Klemmung ist allerdings nicht durch ein Auflaufen auf einen vorangehenden
Werkstückträger bewirkt,
sondern durch das Stopelement 1, welches mit dem Grundgerüst 2 verbunden
ist. Der Zugschlitten 31 weist ein Ausrückelement 20 auf,
welcher mit dem Stopelement 1 zusammenwirkt. Das Ausrückelement 20 ist
starr mit der Schubeinrichtung 36 verbunden. Wenn das Ausrückelement 20 gegen
das Stopelement 1 läuft,
so wird die Klemmkraft verringert, d.h. es tritt die gleiche, bereits
beschriebene Wirkung ein, wie wenn der Werkstückträger 32 auf einen vorhergehenden
Werkstückträger aufläuft. Die
Stopvorrichtung umfasst nicht dargestellte Mittel, um das Stopelement 1 derart
zu verschwenken, dass es nicht mehr mit dem Ausrückelement 20 zusammenwirkt,
so dass der Werkstückträger 32 freigegeben
wird. Die 6 und 7 zeigen
den Werkstückträger 32 in
dieser Stellung in einer Draufsicht mit abgenommener Haube.
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Die 8 zeigt
das Werkstückträgersystem aus 1 in
einer isometrischen Schnittdarstellung. Dargestellt ist die Umlenkrolle 19,
welche vom Getriebemotor 23 angetrieben wird. Die Vorspannung des
Riemens 18, welcher in einer Riemenführung 21 läuft, ist über das
Spannelement 29 einstellbar. Die Umlenkrolle weist entlang
ihres Umfangs zwei Ausnehmungen auf, in welchen zwei Gummirundschnüre laufen.
Die Bolzen 3 und 11 des Zugschlittens 31 werden
als Umlenkelemente im Bereich der Umlenkrolle zwischen dem Riemen 18 und
den Gummirundschnüren
eingeklemmt, so dass ein sicheres Umlenken der Werkstückträgers 32 mitsamt
dem Riemen 18 ermöglicht
wird. Der Werkstückträger 32 weist, wie
in 2 dargestellt, zwei Anhängeelemente 34 auf,
so dass beim Auflaufen eines Werkstückträgers dessen Betätigungskopf 17 gegen
eine Anlauffläche des
letzten Anhängeelements
laufen kann.
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Die 9 bis 14 zeigen
eine zweite Ausführung
eines Werkstückträgersystems.
Wenn man davon ausgeht, dass die Werkstückträger 91 einfach mittels
Klemmung 92 an einem Zugträger 93 angetrieben
werden, so kann der komplette Antrieb über einen Zugträger realisiert
werden. Der geschlossene Zugträger,
z.B. ein Flachriemen 93 wird über einen Motor 94 und
Antriebsrolle 95 angetrieben und über eine Umlenkrolle 96 wiederzurückgeführt. Die
Werkstückträger werden über Führungsbahnen 97 auf
Spur gehalten. Über
eine vorzugsweise mechanische Klemmung z.B. durch eine Feder 98 wird nun
der angetriebene geklemmt und somit der Werkstückträger mitgeführt. Durch die Klemmkraft kann die
Vorschubkraft eingestellt werden. Läuft der Werkstückträger nun
gegen einen Stopper 99 oder die Anlaufschräge 910 des
vorherigen Werkstückträgers auf,
so wird die Klemmung automatisch gelöst und die Vorschubkraft minimiert.
Fährt der
Stopper oder der vorherige Werkstückträger weg so wird über die wieder
aktive Klemmung Vortriebskraft übertragen. Am
Ende der Förderstrecke
wird der Zugträger
umgelenkt. Das Umlenkrad ist dabei so ausgeführt, dass es nicht nur den
Zugträger
umlenkt, sondern über Form-
und Kraftschluss zusätzlich
den Werkstückträger antreibt.
In diesem Beispiel wird z.B. die untere Kantung 911 der
Klemmung selbst zwischen auf dem Umlenkrad montierten Gummirundschnur 912 und dem
Zugträger 93 eingeklemmt
und dadurch die Vorschubkraft erheblich vergrößert. Dadurch ist es möglich, die
Vorschubkraft auf den horizontalen Strecken klein zu halten und
trotzdem die Kraft für
die Hubbewegung des Werkstückträgers aufzubringen.
Nach der Umlenkung wird der Werkstückträger kopfüber wieder zurücktransportiert
und dort wieder umgelenkt. Der wesentliche Vorteil ist, dass für dieses
gesamte System nur ein Antrieb benötigt wird, die Werkstückträger gestaut
und entkoppelt werden können
und die Antriebskraft je Werkstückträger gering gehalten
werden kann. Des Weiteren ist der Steuerungsaufwand wesentlich geringer,
weil die Übersetzer
nicht mehr nötig
sind. Dadurch wird das System günstiger.