DE2551278A1

DE2551278A1 - Transferschienenantrieb

Info

Publication number: DE2551278A1
Application number: DE19752551278
Authority: DE
Inventors: Yves Berrie; Francois Dolle; Claude Sebire
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SA
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-08-12
Also published as: GB1518167A; FR2291123B1; FR2291123A1; DE2551278C3; IT1050639B; DE2551278B2; JPS5172062A; US4022307A; JPS5410791B2

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8 MDNCHEN 22

Dipl.-I„g. K. GUNSCHMANN Ϊ~ΓΪ«°

Dr. rer. not. W. KÖRBER Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

Patentanwälte 14. November 1975

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola
Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

75, Avenue de la Grande Arme'e Paris / Frankreich

Patentanmeldung

Transferschienenantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transferschienenantrieb, insbesondere für die Handhabung schwerer Lasten, wobei die Transferschiene eine Zahnstange aufweist, mit der ein Ritzel zusammenarbeitet, das von einem Motor in zwei Drehrichtungen angetrieben werden kann und die Transferschiene zu einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung veranlaßt.

Bei der Handhabung schwerer Lasten in Fertigungsstraßen,

609823/0648

ζ_βΒ_ο beim Bewegen von Kraftfahrzeugkarosserien zwischen den Schweißstationen, liegt die Schwierigkeit darin, zur Abkürzung der Totzeiten im Produktionsprozeß die Bewegungen schnell ablaufen zu lassen und dabei trotzdem die Endstellungen genau einzuhalten, wozu wegen der Trägheit des Transferschlittens und der Lasten eine einleitende Phase der beschleunigten Bewegung und vor dem Anhalten eine Phase verzögerter Bewegung eingeschaltet werden muß.

Dazu sind insbesondere Übersetzungen mit einer beweglichen Rolle in einer Förderschnecke mit geeignet veränderlicher Steigung auf einer drehbaren Antriebswalze verwendet worden, aber in einem derartigen System treten erhebliche Beanspruchungen und entsprechender Verschleiß auf, so daß häufiges Nachstellen und Reparaturen erforderlich werden, die zu kostspieligen Stillegungen der gesamten Fertigungsstraße führen»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transferschienenantrieb zu entwickeln, der eine befriedigende Lösung für die genannten Probleme bietet und die erwähnten Nachteile ausschaltet. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antrieb zwischen dem genannten Motor und dem Ritzel eine elektromagnetische Kupplung und eine elektromagnetische Bremse sowie ein Steuerungssystem für die Stromversorgung der elektromagnetischen Betätigung der Kupplung und der Bremse vorgesehen sind, und daß dieses System eine Vergleichseinrichtung mit einem von einem zur Übermittlung des Wertes der Istgeschwindigkeit mit der Antriebsübertragung des Ritzels verbundenen Drehzahlgeber gespeisten Eingang und einem die Sollgeschwindigkeit aufnehmenden Eingang aufweist, während der Ausgang der Vergleichseinrichtung über einen auf die Polarität des Ausgangssignals ansprechenden Verstärker einerseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Kupp-

609823/0648

lung und andererseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Bremse angeschlossen ist, wobei zwei Funktionsgeber vorgesehen sind, von denen der eine die Beschleunigungsphase der Transferschiene vom Stillstaid aus und der andere die Verzögerungsphase vor dem Stillstand steuert und wobei ferner die beiden Geber an den Sollgeschwindigkeits-Informationseingang über Schaltmittel angeschlossen sind, die jeweils einen der beiden Geber nach Maßgabe vorbestimmter Positionen der Transferschiene in Betrieb nehmen. Auf diese Weise werden die starken Beanspruchungen, die durch die Beschleunigung und die Verzögerung hervorgerufen werden, von dazu bestimmten Kupplungen aufgefan· gen, die vorzugsweise als sich nur wenig abnutzende Pulver» kupplungen ausgebildet sind und die die angestrebte Genauigkeit, die durch eine derartige Einrichtung erzielbar ist, nicht beeinträchtigen»

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transferschienenantriebs wird nachstehend beispielshalber und anhand der zugehörigen Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine schematische Wiedergabe einer solchen Antriebseinrichtung ist.

Die hin und zurück bewegbare Transferschiene 1 ist starr verbunden mit einer Zahnstange 2, mit der ein Ritzel 3 kämmt, das im vorliegenden Fall von einem Asynchronmotor t angetrieben wird, der eine übliche Start-Stop-Schaltung mit Drehrichtungsumkehr (nicht gezeichnet) aufweist.

Die Obersetzung zwischen dem Motor 4 und dem Ritzel 5 enthält eine elektromagnetisch schaltbare Kupplung 6, eine elektromagnetisch betriebene Bremse 7 und ein Untersetzungsgetriebe 8; ferner ist bei 9 sicherheitshalber eine Notbremse vorgesehen»

Die Kupplung 6 und die Bremse 7 sind vorzugsweise als an

sich bekannte Pulverkupplung bzw, -bremse ausgebildet, d_eho sie bestehen aus zwei relativ zueinander verdrehbaren Teilen, die durch einen Raum voneinander getrennt sind, der mit Metallpulver gefüllt ist, das unter der Wirkung eines zwischen diesen Elementen erzeugten Magnetfeldes die Kupplungsteile bzw. die Bremsenteile durch ein feldabhängiges Moment zu verbinden vermag, welches beim Fehlen des das Pulver magnetisierenden Magnetfeldes zu Null wird« Auf diese Weise werden die beiden Teile der Kupplung 6 kraftschlüssig mit der Ausgangswelle 10a des Motors bzw. mit der Obersetzungswelle 10b verbunden, die bis in das Untersetzungsgetriebe 8 führt. Auf der Welle 10b ist das eine Teil der Bremse 7 angebracht, während das andere Teil festgehalten wird, und das Gleiche gilt für die Bestandteile der Notbremse 9, die an sich beliebig ausgeführt sein kann_e

Die Speisung der magnetfelderzeugenden Organe, d.h. der Steuerwicklungen der Kupplung 6 und der Bremse 7, erfolgt über Leistungsstufen 11a und 11b, die Bestandteil eines Steuerungssystems sind, das folgendermaßen aufgebaut ist:

Es enthält eine Vergleichseinrichtung (Komparator) 12, dessen einer Eingang durch einen Drehzahlgeber 13 gespeist wird, der an die Antriebsübertragung des Ritzels 3, im vorliegenden Fall die Welle 10b, angeschlossen ist, um eine Spannungsinformation abzugeben, die der Istgeschwindigkeit der Transferschiene proportional ist.

Der Komparator weist einen weiteren Eingang auf, an den jeweils einer der beiden Funktionsgeber 14, 15 anzuschliessen ist, die eine Spannung abgeben, die der Sollgeschwindigkeit der Schiene proportional ist.

Der Geber 14 dient zum Steuern der Beschleunigungsphase der

6 0 9 8 2 3 / O-tHr-8

Schiene bis auf ein vorgegebenes Geschwindigkeitsniveau und besteht dazu aus einem handelsüblichen Integrator mit einstellbarer Steigung; in diesem Integrator hängt der zeitliche Spannungsanstieg (vgl. 16) von dem Wert einer bei 17 an den Integratoreingang angelegten Spannung ab, und das mit 18 bezeichnete Niveau entspricht der Sättigungsspannung des Integrators β Die Knickstellen an den Enden der Anstiegslinie können in der dargestellten Weise abgerundet sein, wozu in an sich bekannter Weise Filterelemente zu verwenden sind.

Der Geber 15 dient zum Steuern der Verzögerungsphase der Schiene vor dem Anhalten und weist zu diesem Zweck ein handelsübliches Radiziergerät auf, dessen Eingangsspannung, wie später gezeigt wird, bei jeder Endstellung der Schiene von einem Drehpotentiometer 19 geliefert wird, das drehfest mit der Antriebswelle des Ritzels 3 verbunden ist«,

Jeweils einer der beiden Geber 14, 15 kann mit dem Komparator 12 über den beweglichen Kontakt 20a eines Relais 20 verbunden werden, das in Abhängigkeit von einem Positionsdetektor für die Schiene erregt wird, etwa von magnetischen Annäherungsdetektoren oder von Mikroschaltern, wie sie beispielsweise durch 21 angedeutet sind und die sich in jeweils einer Endstellungszone der Schienenenden befinden. Die beiden Detektoren 21 sind elektrisch mit dem Relais 20 verbunden, um dieses derart zu betätigen, daß sein beweglicher Kontakt 20a den Funktionsgenerator 15 während der extremen Endstellungen der Schiene, die der Verzögerungsphase vor dem Anhalten entsprechen, mit dem Komparator 12 verbindet.

Diese Detektoren 21 sind gleichzeitig einzeln mit zwei Relais 21a und 21b verbunden, deren bewegliche Kontakte für

6098 2 3/ÜH48

die Auswahl und Inbetriebsetzung des Potentiometers 19 sorgen, das zu der jeweiligen Endstellung gehört. Zweckmässigerweise werden an diesen Stellen gewöhnliche Drehpotentiometer benutzt, die in einem solchen Verhältnis angetrieben werden, daß sie von dem Detektor 21 und dem zugehörigen Relais mit dem Radiziergerät 15 in einem Bruchteil ihrer letzten Antriebsdrehung zusammengeschaltet werden. Damit läßt sich mit ausreichender Genauigkeit eine Spannungsabnahme erzielen, die in dem gewünschten Anhaltaugenblick Null wird.

Auf den Komparator folgt ein Verstärker 22, dessen Ausgang an den Eingang jedes der beiden Verstärker 23, 2·+ gelegt ist, die jeweils auf eine vorgegebene Ausgangspolarität des Verstärkers 22 ansprechen, um je nach der Polarität des Ausgangswerts entweder die die Kupplung betätigende Leistungsstufe 11a oder die die Bremse 7 betätigende Leistungsstufe 11b zu beeinflussen.

Dioden 25, 26 sind hier zur Herabsetzung des Rauschens zwischen dem Verstärker 22 und den Verstärkern 23, 2H und entsprechend den Polaritäten, auf die die letztgenannten Verstärker ansprechen, vorgesehen.

Bei den Leistungsstufen 11a und 11b kann es sich um an sich bekannte Leistungstransistoren in Folgeschaltung handeln, man kann aber auch Leistungstransistoren in Kommutationsschaltung oder Thyristoren mit Auslöseschaltung einsetzen.

Die Arbeitsweise einer derartigen Antriebsanordnung ist leicht verständliche

Nimmt man an, daß die Schiene sich in einer ihrer Endlagen in Ruhe befindet, so wird der Motor 4 in der geeigneten Richtung in Drehung versetzt, und eine vorgegebene Spannung wird

609823/0648

an den Eingang des Beschleunigungsgebers IU gelegt, während durch das Relais 20 der bewegliche Kontakt 20a veranlaßt wird, den Geber 14 mit dem Komparator 12 zu verbinden. Nun wird die Kupplung 6 allmählich nach einer durch die Steigung 16 des Integrators definierten Beziehung gespeist, wodurch sich eine Beschleunigungsphase der Schiene in einem der gewählten Steigung entsprechenden zeitlichen Verlauf ergibt, bis das Niveau 17 erreicht ist, das einer gleichförmigen Antriebsbewegung entspricht.

Wenn dann die Schiene sich ihrer Endlage nähert, wo sie eine Verzögerung erfahren soll (Strecke D), wird der entsprechende Stellungsdetektor 21 betätigt und wirkt auf das Relais 20, dessen beweglicher Kontakt 20a nun die Verbindung des Gebers 14 mit dem Komparator 12 unterbricht, um die Verbindung zwischen dem Geber 15 und dem Komparator herzustellen, ■während er das Relais 21a betätigt, das das zugeordnete Potentiometer 19 einschaltet, so daß das an den Komparator gelegte Spannungssignal sich entsprechend der in der Zeichnung wiedergegebenen Quadratwurzelkurve entwickelt. Diese Kurve entspricht der Funktion N = kVx", wobei χ die für den Restweg der Schiene maßgebende Spannung vor dem durch das Potentiometer 19 gesteuerten Anhalten bedeutet und im Augenblick des Anhaltens auf Null abnimmt, wobei ferner k ein Koeffizient ist und V die Spannung ist, die der Sollgeschwindigkeit entspricht, die ihrerseits auf Null abnimmt nach einer Beziehung, die eine theoretisch konstante Verzögerung der Transferschiene bis zu ihrem Stillstand gewährleistet .

Man sieht, daß man natürlich derart vorgehen kann, daß im Augenblick, in dem der Funktionsgeber 15 mit dem Komparator 12 verbunden wird, er von dem Potentiometer 19 eine Spannung empfängt, die von gleicher Höhe ist wie die Spannung, die zuvor von dem Geber 14 abgegeben wurde und dem Niveau 18 ent-

609823/Ü6A8

spricht,,

Somit läßt sich für die Transferschiene nach einer Geschwindigkeitsbeziehung ein genauer Bewegungsablauf mit sanften Übergängen mit rein elektronischen Mitteln herbeiführen, weil die verschiedenen Parameter des Zyklus (Beschleunigung - Dauer des Zyklus - Positionieren) auf Spannungen zurückzuführen sind, die nach Bedarf durch Verstellen von Potentiometern verändert werden können, ohne daß die Kraftübertragungsorgane verändert werden müssen.

Natürlich muß man die Stellung der Schiene im vorliegenden Fall nicht unbedingt mit Hilfe von Potentiometern 19 übertragen, man kann vielmehr beliebige andere Analog- oder sogar Digitalübertrager verwenden, für den letzteren Fall z.B, einen Impulsgenerator, der von der Welle des Ritzels 3 angetrieben wird und mit einem Zähler zusammenarbeitet, der beim Erreichen des Nullwerts die Verzögerung und das Anhalten der Schiene steuert»

Start und Einstellen der Drehrichtung des Motors können von Hand erfolgen oder können auch in einen automatisch oder halbautomatisch arbeitenden periodischen Programmablauf eingebaut sein, wobei ein solches Programm gleichzeitig die Auswahl des Detektors 21 besorgen kann, dessen Schaltkreis im vorliegenden Fall das Relais 20 bei der Endstellung der Schiene betätigt.

Patentansprüche:

609823/ü

Claims

Patentan Sprüche :

1„ Transferschienenantrieb, insbesondere für die Handhabung schwerer Lasten, wobei die Transferschiene eine Zahnstange aufweist, mit der ein Ritzel zusammenarbeitet, das von einem Motor in zwei Drehrichtungen angetrieben werden kann und die Transferschiene zu einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung veranlaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antrieb zwischen dem genannten Motor (·+) und dem Ritzel (3) eine elektromagnetische Kupplung (6) und eine elektromagnetische Bremse (7) sowie ein Steuerungssystem für die Stromversorgung der elektromagnetischen Betätigung der Kupplung (6) und der Bremse C7) vorgesehen sind, und daß dieses System eine Vergleichseinrichtung (12) mit einem von einem zur Übermittlung des Wertes der Istgeschwindigkeit mit der Antriebsübertragung des Ritzels (3) verbundenen Drehzahlgeber (13) gespeisten Eingang und einem die Sollgeschwindigkeit aufnehmenden Eingang aufweist, während der Ausgang der Vergleichseinrichtung (12) über einen auf die Polarität des Ausgangssignals ansprechenden Verstärker (22) einerseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Kupplung (6) und andererseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Bremse (7) angeschlossen ist, wobei zwei Funktionsgeber (W, 15) vorgesehen sind, von denen der eine die Beschleunigungsphase der Transferschiene (1) vom Stillstand aus und der andere die Verzögerungsphase vor dem

609823/Üb48

Stillstand steuert und wobei ferner die beiden Geber (14, 15) an den Sollgeschwindigkeits-Informationseingang über Schaltmittel angeschlossen sind, die jeweils einen der beiden Geber (14, 15) nach Maßgabe vorbestimmter Positionen der Transferschiene (1) in Betrieb nehmen.
2. Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem die Beschleunigungsphase steuernden Funktionsgeber (14) um einen Integrator mit einstellbarer Steigung handelt.

Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem die Verzögerungsphase steuernden Funktionsgeber (15) um ein Radiziergerät handelt, dessen Eingangsspannung für jede Transferschienenendstellung von einem Potentiometer (19) gesteuert wird, das an die Antriebsübertragung des genannten Ritzels (3) angeschlossen ist.

4„ Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der elektromagnetischen Kupplung (6) und der elektromagnetischen Bremse (7) um Magnetpulvergeräte handelt.

Dir Patentanwalt

609823/0648