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Dokumentenidentifikation DE4003490C2 30.01.1997
Titel Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke
Anmelder Audi AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Riedl, Volker, 85080 Gaimersheim, DE;
Arbesmeier, Bernhard, 93336 Altmannstein, DE
DE-Anmeldedatum 06.02.1990
DE-Aktenzeichen 4003490
Offenlegungstag 08.08.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.01.1997
IPC-Hauptklasse B65G 17/48
IPC-Nebenklasse B65G 17/42   B65G 23/06   B65D 19/38   B23Q 7/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeugbaugruppen, für automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in Transferstraßen.

Die Arbeitsschritte in automatisierten Fertigungs- oder Montagesystemen, die als Transferstraßen aufgebaut sind, ähneln sich in wesentlichen Punkten. So sitzen die zu bearbeitenden Werkstücke auf Werkstückträgern (Paletten) auf und werden mit diesen mit Hilfe eines geeigneten Fördersystems zu den einzelnen Bearbeitungsstationen transportiert, wo sie für einen automatisierten Bearbeitungsvorgang indexiert und in der Regel auch verspannt werden müssen.

Ein solches Fertigungsverfahren ist beispielsweise durch den Bericht "Flexible Fertigung von Serien-Dieselmotoren" in der VDI-Zeitschrift, Band 126 (1984), Nr. 9/Mai, Seite 311 ff, bekannt geworden. Dabei wird eine Serienfertigung mit einem flexiblen Fertigungssystem zur Bearbeitung von Varianten eines in verschiedenen Fahrzeugmodellen verwendeten Dieselmotors vorgestellt. Der grundsätzliche Anlagenaufbau ist eine flexible Verkettung mit Quertransport- und Ausschleusstationen für die die Werkstücke tragenden Paletten. In vorgeschalteten Spannstationen werden die Werkstücke in einer vorwählbaren Aufspannung auf den Paletten fixiert. Das Werkstücktransportsystem besteht aus einem endlosen, kontinuierlich umlaufenden Spezial-Doppelkettenband, auf dem die Werkstückträger frei aufliegen und lediglich durch den Reibschluß mitgeführt werden. Wird ein Werkstückträger angehalten, so gleitet das Kettenband unter der Trägerauflagefläche weiter. Der in eine Bearbeitungsposition gebrachte Werkstückträger wird indexiert und hydraulisch verklemmt.

Der Bericht "Flexibles Montagesystem für Personenwagen-Motoren" aus MTZ - Motortechnische Zeitschrift 44 (1983) 6, Seiten XI und XII nennt ein Montagesystem, mit dem unterschiedliche Varianten von Benzin- und Dieselmotoren in relativ kurzer Taktzeit komplett zu montieren sind. Der Aufbau des Montagesystems erlaubt einen geschlossenen Umlauf der Werkstückpaletten, wobei als Fördersystem kettengetriebene Friktionsrollenbänder dienen. Vor jeder Montagestation werden die Paletten vereinzelt und dann in der Montagestation automatisch positioniert. Wo erforderlich, werden die Werkstücke zusätzlich abgestützt. Durch das Positionieren in den Montagestationen können dort automatische, im Bericht näher bezeichnete Montagevorgänge durchgeführt werden.

Der Bericht "Unkonventionelle Paletten dienen also Hilfsmittel in der Fahrzeugmontage" aus - Maschinenmarkt, Würzburg 91 (1985) 12, Seiten 187 ff, beschreibt verschiedene Skid-Lösungen, die als Hilfsmittel die zu bewegenden Güter mit Fertigungs- und Montageeinrichtungen geometrisch verbinden. Dem Skid kommt dabei eine Adapterfunktion zu. Der Baukasten einer Skid-Förderanlage enthält als Hauptelemente Kettenförderer, Rollenförderer, Verschiebewagen, Dreh- und Schwenkelemente sowie Hub- und Senkstationen. Durch ineinanderlegbare und relativ zueinander bewegbare Skid-Rahmen und ggf. durch Einbeziehung von heb- oder senkbaren Aufbauten ist eine räumliche exakte Positionierung der zu transportierenden Objekte in automatischen Montagestationen möglich. Damit können genaue Positionierungen in mehreren Freiheitsgraden erzielt werden. Ebenso sind enge Toleranzen realisierbar, die von den Förderelementen selbst nicht erbracht werden könnten. Skid-Lösungen werden zu den automatisierten Fertigungs- und Montagelinien mit Robotern als gut kombinierbar angesehen, da beide innerhalb ihrer Systemgrenzen eine hohe Flexibilität bieten und in ihrer Verbindung ideale Voraussetzungen für das Verwenden übergeordneter Steuerungen bieten.

Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein weiteres, besonders effektiv arbeitendes Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeugbaugruppen, für automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in Transferstraßen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fördersystem nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Fördersystem ist gewährleistet, daß in jeder Bewegungsphase der Palette diese mit besonderer Präzision, d. h. mit äußerst geringen Toleranzen behaftet, eine vorgegebene Förderstrecke durchläuft, so daß in besonders vorteilhafter Weise an einzelnen Bearbeitungsstationen keine weiteren Maßnahmen zum Spannen und Indexieren der Palette bzw. des Werkstückes für einen automatisierten Bearbeitungsvorgang vonnöten sind. Das Paternosterprinzip selbst zeichnet sich durch kompakte Bauweise und hohe Förderleistung aus.

Entsprechend den im eingangs genannten Stand der Technik abgehandelten speziellen Skid-Lösungen eignet sich das erfindungsgemäße Fördersystem in besonderer Weise zur Verwendung in Fertigungs- und Montagelinien, die mit Robotern z. B. Schweißrobotern, bestückt sind.

Das hohe Maß an Präzision ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Unteransprüchen insbesondere dadurch, daß das Verbindungselement zwischen Palette und dem Zahnriementrieb gleichzeitig Mitnehmer und Führungselement in einem ist. Die besondere Kopplung der Palette mit dem Zahnriemen über ein umgreifendes und als Mitnehmer wirkendes Klemmstück ermöglicht es, die über den Zahnriemen eingeleitete Bewegung spielfrei auf die Palette zu übertragen. Ist das Antriebs-Zahnrad für den Zahnriemen mit einer Aussparung versehen, in die der untere Teil des Klemmstückes exakt eingreifen kann, so bildet es beim Eintauchen in diese Aussparung einen großen Zahn und fördert so die spielfreie und formschlüssige Kraftübertragung. Liegt die Drehachse des Mitnehmers genau in der neutralen Faser des Zahnriemens, so ist dadurch weiter gewährleistet, daß die Palette in jeder Position genau den Weg des Zahnriemens mitgehen kann. Relativbewegungen treten keine auf.

Zwar ist mit der DE-OS 21 43 479 bereits eine als waagerechter Paternoster arbeitende Vorrichtung zum Transport oder Speichern von Gegenständen bekannt geworden. Dabei werden die Gegenstände auf entlang zweier waagerechter parallel übereinanderliegender Förderstrecken laufender Plattformen transportiert, wobei jede Förderstrecke von einem Paar Führungsschienen gebildet ist, auf denen die Plattformen mittels jeweils zweier Stützräder an jeder Plattformseite sich abstützen und wobei zum Überführen der Plattformen in horizontaler Lage von der einen Förderstrecke zur anderen an deren beiden Enden jeweils ein über seine gabelförmigen Enden mit den Achsen von Stützrädern der Plattformen in Eingriff gelangender, umlaufender Doppelarmmechanismus sowie den Stützrädern entsprechend zugeordnete, kreisförmig gebogene Führungsschienen vorgesehen sind. Es ist jeweils nur ein Doppelarmpaar vorgesehen, wobei zwei gegenüberliegende Stützräder, an denen das Doppelarmpaar angreift, mittig zur Plattform und die zwei anderen Stützräder entgegengesetzt außermittig angeordnet sind, während ferner etwa symmetrisch gegenüber den außermittig angeordneten Stützrädern je ein Ansatz aus der Plattform herausragt und diese Ansätze parallel zu den Achsen der Stützräder verlaufen und in den beiden Überführungsbereichen in kreisförmig gebogene Führungsschienen eingreifen. Die mit Rollen versehenen Ansätze liegen außerhalb der Ebene, die, sich durch die Achsen der Stützräder erstreckt. Gegebenenfalls kann der eine Ansatz nach oben und der andere nach unten versetzt sein.

Von Nachteil ist, daß bei dieser Konstruktion in der in den dortigen Fig. 3 und 4 gezeigten kritischen Stellung, die gegebenenfalls auch die Entnahme- und Zuführposition von zu transportierenden Gegenständen ist, die waagerechte Ausrichtung der Plattform lediglich durch den ebenen Versatz der mit Rollen versehenen Ansätze gewährleistet ist. Neben mehr oder weniger großen Abweichungen von einer tatsächlichen waagerechten Position bedingt dies auch das Erfordernis einer relativ großen Anzahl von zueinander versetzt angeordneter Führungsschienen.

Über Aufbau und Wirkungsweise einer antriebsgemäßen Kopplung einer jeden Plattform mit den notwendigen Fördereinrichtungen ist in dieser Patentanmeldung nichts ausgesagt, so daß davon ausgegangen werden kann, daß in dieser Hinsicht auf eine besondere Präzision hinsichtlich spiel- bzw. schlupffreier Bewegungsübertragung kein besonderer Wert gelegt wird. Als Antrieb ist daher auch nur ein Ketten- oder Friktionsrollenantrieb vorgesehen. Als Fördersystem für automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in Transferstraßen ist diese Transportvorrichtung nicht geeignet.

Aus dem Stand der Technik sind weitere nach dem waagrechten Paternosterprinzip arbeitende Vorrichtungen zum Transport oder Speichern von Gegenständen bekannt.

So zeigt die DE-PS 10 11 810 einen endlosen Plattenbandförderer, insbesondere zum Transport von zu kühlendem oder zu trocknendem Gut, der mit einem Ketten- oder Bandantrieb ausgestattet ist und parallele L-förmige, die Platten stützende und quer zur Transportrichtung führende Führungsschienen aufweist, denen an Überführstationen die Platten einigermaßen waagrecht haltende Bogenführungen zugeordnet sind.

Bei einem in der DE-25 37 943 A1 beschriebenen endlosen Kettenförderer, insbesonders für Kraftfahrzeuge, sind den palettenseitigen Transportrollen Führungsschienen derart zugeordnet, daß die Transportrollen bezüglich ihrer Höhenlage eingeschlossen und damit einigermaßen fixiert sind. Um allerdings die jeweilige Palette auch quer zur Transportrichtung, und dies auch noch mit besonders engen Toleranzen zu transportieren, sind keine Maßnahmen aufgezeigt. Allein schon durch die Verwendung eines Kettentriebes mit über angetriebene Umlenkräder laufende Ketten ist ein exakter Palettentransport entlang der Förderstrecke nicht gewährleistet und auch nicht angestrebt.

Ein weiteres waagrechtes Paternostersystem zur Speicherung von Kraftfahrzeugen oder anderer Güter, insbesondere für die Verwendung als Garagensystem, ist mit der DE-AS 10 90 838 bekannt geworden. Dabei wird ein Zahnstangentrieb verwendet, während die Wendestationen gewisse Gemeinsamkeiten (Gabelarme) mit denen in der bereits abgehandelten DE-OS 21 43 479 haben.

Zwar ist es des weiteren bekannt (DE-AS 21 28 932, DE-OS 24 31 154, DE-OS 25 48 613, US-PS 3 860 107, US-PS 3 737 024), Zahnriemen als Antriebsmittel zu verwenden, die mit Mitnahmeelementen für zu transportierende Güter formschlüssig verbunden sind, beispielsweise mittels Klemmverbindungen oder in die Zahnformen eingreifender Formschlußelemente; für den erfindungsgemäßen Anwendungsfall hingegen, bei der der verwendete Zahnriemen gleichzeitig auch vorgespannt ist, sind solche Einrichtungen hingegen nicht bekannt geworden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1a eine perspektivische Darstellung des hinteren Bereiches des Fördersystems,

Fig. 1b eine perspektivische Darstellung des vorderen Bereiches des Fördersystems,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1b,

Fig. 3 eine Einzelteildarstellung einer Palette,

Fig. 4 eine Teilansicht gemäß Pfeil IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelteildarstellung eines Mitnehmers und dessen Kopplung an eine Palette,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung gemäß Pfeile VI in Fig. 5 und

Fig. 7 eine weitere Schnittdarstellung gemäß Pfeile VII in Fig. 5.

Wie aus den Fig. 1a und 1b hervorgeht, besteht das erfindungsgemäße Fördersystem 1 aus zwei langgestreckten, waagerechten und parallel übereinanderliegenden Förderstrecken mit jeweils endseitig angeordneten, identisch aufgebauten Überführstationen 2, 3 für Paletten 4. Für das nach dem waagerechten "Paternosterprinzip" arbeitende Fördersystem 1 ist somit ein geschlossener Umlauf der Paletten 4 gegeben.

Auf jeder Palette 4 können ein oder mehrere Werkstücke exakt positioniert aufgespannt sein, die dann entlang der Förderstrecke in beidseitig angeordneten Bearbeitungsstationen von z. B. Schweißrobotern bearbeitet werden. Sowohl die Bearbeitungsstationen als auch die auf den einzelnen Paletten 4 sich befindenden Werkstücke sind hier der Übersicht halber nicht dargestellt, da sie auch nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Die weiteren Erläuterungen ergeben sich aus der Zusammenschau der Fig. 1b bis 4.

Entlang der Förderstrecke wird jede rechteckförmige Palette 4 von jeweils einer an jeder Ecke angeordneten und seitlich herausragenden Führungsrolle 5 getragen, die zwischen einer oberen und einer unteren Führungsschiene 6, 7 geführt ist und dabei auf der unteren Führungsschiene 7 abrollt. Der Abstand zwischen beiden Führungsschienen 6, 7 ist, wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, geringfügig größer (z. B. 5/100 mm) als der Durchmesser der Führungsrolle 5.

Zweckmäßigerweise wird in der hinteren Überführstation 3 die Palette 4 mit einem oder mit mehreren Werkstücken bestückt, die dann, nach erfolgter Bearbeitung an der vorderen Überführstation 2 wieder aus dem Fördersystem 1 herausgenommen werden. Da die untere Förderstrecke somit lediglich der Rückführung der Paletten 4 dient, ist es ausreichend, an jeder Seite nur eine einzige Führungsschiene 8 vorzusehen, auf der die Führungsrollen 5 aufliegen.

Denkbar wäre selbstverständlich auch, die fertig bearbeiteten Werkstücke auf den Paletten 4 zu belassen, und sie erst nach Rückführung zur hinteren Überführstation 3 aus dem Fördersystem 1 herauszunehmen.

Entlang der gesamten Förderstrecke sind in vorzugsweise gleichmäßigen Abständen sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite sämtlichen Führungsschienen 6-8 Stützeinrichtungen 9 zugeordnet. Jede Stützeinrichtung 9 besteht aus einer am Fundament fest verankerten Basisplatte 10, die einen vertikal ausgerichteten Pfosten 13 trägt, der mittels Streben 14 stabilisiert ist. Von der Basisplatte 10 bzw. vom unteren Bereich des Pfostens 13 aus ragt eine Konsole 15 nach innen und ist mit der Führungsschiene 8 der unteren Förderstrecke verbunden. Im oberen Bereich des Pfostens 13 sind zwei weitere Konsolen 16, 17 angesetzt, die über eine großflächige Platte 18 bzw. über eine an die obere Führungsschiene 6 angesetzte und diese in Querrichtung versteifende Schiene 19 die untere und obere Führungsschiene 6, 7 halten. Die Verbindung zwischen den genannten Einzelelementen der Stützeinrichtung erfolgt vorteilhafterweise über Schweißverbindungen. Die Führungsschienen 6-8 sind mit den Stützeinrichtungen 9 verschraubt und verstiftet.

Wie insbesondere auch in Verbindung mit Fig. 4 ersichtlich wird, dienen an den vier Ecken der Palette 4 aufgesetzte Exzenterrollen 20, die jeweils seitlich an den oberen Führungsschienen 6 abrollen, der seitlichen Führung der Palette 4. Somit ist diese entlang der gesamten oberen Förderstrecke in seitlicher Richtung und bezüglich ihrer Höhenlage exakt geführt. Eine geringfügige Toleranz hinsichtlich der Höhenlage ist bestenfalls durch das Übermaß (5/100 mm) des Abstandes von oberer und unterer Führungsschiene 6, 7 gegenüber dem Durchmesser der Führungsrolle 5 gegeben. Mit den Exzenterrollen 20 eröffnet sich die Möglichkeit, eine gewisse Verstellung der seitlichen Position der Palette 4 entlang der oberen Förderstrecke vorzunehmen.

An jeder Seite der Palette 4 ragt etwa mittig zwischen der vorderen und hinteren Führungsrolle 5 ein Mitnehmer 23 heraus, der die Aufgabe hat, über Zahnriemen 24 eingeleitete Antriebskräfte auf die Palette 4 zu übertragen.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 7 hervorgeht, besteht der Mitnehmer 23 aus einem mit der Palette 4 verbundenen Mitnehmerzapfen 25, an den in einer unteren Aussparung 26 mittels beidseitig angesetzter Klemmschrauben 27 ein Klemmstück 28 angeschlossen ist. Die Schraubenköpfe sind in Einsenkungen 29 des Mitnehmerzapfens 25 eingesetzt. Zwischen den Klemmschrauben 27 angeordnet und vom Klemmstück 28 gehalten, verläuft der Zahnriemen 24, der mit Stahlseelen 30 armiert ist, die in dessen neutralen Faser liegen. Die dem Zahnriemen 24 zugewandte Seite des Klemmstückes 28 ist an seine Formgebung angepaßt (Nocken 33), greift also, wie in Fig. 5 gezeigt, in insgesamt drei Zahnlücken ein, so daß der Zahnriemen 24 somit formschlüssig mit dem Mitnehmer 23 gekoppelt ist. Das Klemmstück 28 ist überdies, wie aus Fig. 6 hervorgeht, spielfrei und formschlüssig in die Ausnehmung 26 des Mitnehmerzapfens 25 eingepaßt, so daß somit eine insgesamt spielfreie Verbindung hergestellt ist.

Der Mitnehmer 23 selbst ist ebenfalls über eine spielfreie Lagerung drehbar mit der Palette 4 verbunden. Die konstruktive Ausführung ist u. a. dergestalt, daß die Mitnehmer-Drehachse 34 die neutrale Faser des Zahnriemens 24 schneidet, so daß dadurch gewährleistet werden kann, daß die Palette 4 in jeder Position exakt den Weg des Zahnriemens 4 mitgehen kann (keine Relativbewegung).

Die Drehlagerung des Mitnehmers 23 ist in Fig. 5 im einzelnen gezeigt. Die Palette 4 besteht zunächst aus einer werkstücktragenden Plattform 35, die von formstabilisierenden, versteifenden Rechteckprofilen 36 aufgenommen wird. In eine Ausnehmung des Rechteckprofiles 36 ist eine Lagerhülse 37 für den Mitnehmer 23 eingesetzt und mittels Schweißverbindung 38 befestigt. Die Lagerhülse 37 ist beidendig mit Lagerbuchsen 39 ausgestattet, in die schließlich der Lagerzapfen 40 des Mitnehmers 23 eingesetzt ist. Eine mittels Befestigungsschraube 43 stirnseitig auf den Lagerzapfen 40 aufgesetzte Abschlußplatte 44 dient der axialen Sicherung. Dadurch, daß der Lagerzapfen 40 die rechte Buchse 39 geringfügig überragt, entsteht zwischen den relativ zueinander sich bewegenden Bauteilen - Lagerbuchse 39 und Abschlußplatte 44 - ein geringfügiger Spalt 45, so daß eine soweit als möglich reibungsarme Drehbewegung der Mitnehmers 23 erfolgen kann.

Jeder der beiden Zahnriemen 24 ist an jeder Überführstation 2, 3 um ein Zahnriemenrad 46 herumgeführt, welches angetrieben wird. Das Zahnriemenrad 46 ist des weiteren über seinen Umfang in gewissen Abständen mit über die gesamte Breite reichenden Aussparungen 47 ausgestattet, wobei jede Aussparung 47 in ihrer Bemaßung exakt der Profilierung (vgl. Fig. 6) des Klemmstückes 28 des Mitnehmers 23 angepaßt ist, so daß dieses Klemmstück 28 in die Aussparung 47 eintauchen, die Funktion eines großen Zahnes übernehmen und somit eine zusätzliche formschlüssige Mitnahmeverbindung zwischen Zahnriemen 24 und Zahnriemenrad 46 herstellen kann.

Konstruktiver Aufbau und Funktionsweise einer jeden Überführstation 2, 3 gehen insbesondere, aus den Fig. 1b und 2 in ihrer Zusammenschau hervor. Wegen ihres identischen Aufbaues ist nur eine beschrieben und mit Bezugszeichen versehen.

Die Überführstation 2, 3 besteht aus einer Antriebseinheit 48 und einer dieser gegenüberliegenden Mitnahmeeinheit 49, die über eine Kardanwelle 50 gekoppelt sind. Zur Aufnahme von Antriebseinheit 48 und Mitnahmeinheit 49 ist eine mit einem Fundament 53 fest verankerte Grundplatte 54 vorgesehen. Diese ist beidseitig mit jeweils einer Vertiefung 55 mit Schwalbenschwanzführung 56 ausgestattet, in der ein plattenförmiger Fuß 57 eingesetzt und längsverschieblich gelagert ist, der die Antriebseinheit 48 bzw. die Mitnahmeeinheit 49 trägt. An einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Füße 57 der Überführstationen 2, 3 sind Gewindespindeln 58 angesetzt, die in Spindelaufnahmen 59 der Grundplatten 54 eingreifen. Damit kann die Riemenspannung des Zahnriemens 24 geändert werden. Zweckmäßigerweise wird dabei der Zahnriemen 24 unter eine solche Vorspannung gesetzt, daß die weiteren auf ihn einwirkenden Kräfte (Übertragung der Antriebskräfte, rückwirkende Kräfte aus den Werkstück-Bearbeitungsvorgängen usw.) praktisch keine zusätzliche Längung des Zahnriemens 24 mehr bewirken können. Dadurch kann die Spielfreiheit (Zahnriemengenauigkeit ± 0,1 mm) und Steifigkeit des Gesamtsystems weiter verbessert werden.

Aus der Antriebseinheit 48 ragt eine Antriebswelle 60 eines aus drei Riemenrädern 63, 64, 65 bestehenden Vorgeleges heraus und ist mit einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor verbindbar. Die Mitnahmeeinheit 49 ist mit einem identisch aufgebauten Vorgelege ausgestattet. Die Kardanverbindung (Kardanwelle 50) erfolgt durch entsprechende Kopplung der jeweils unten liegenden Riemenräder 63. Sämtliche Riemenräder 63-65 sind über die Antriebswelle 60 bzw. über Lagerzapfen 66, 67 im Gehäuse der Antriebseinheit 48 bzw. der Mitnahmeeinheit 49 drehbar gelagert. Die Riemenräder 64 und 65 haben gleiche Durchmesser; ein umlaufender Antriebsriemen 68 kann über eine zusätzliche Exzenterspannrolle 69 vorgespannt werden, die ebenfalls jeweils im Gehäuse der Antriebseinheit 48 bzw. der Mitnahmeeinheit 49 in einer Lagerstelle 70 gelagert ist. Aufbau und Wirkungsweise einer Exzenterspannrolle bedarf an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung, da dies dem Fachmann geläufig ist.

Mit dem in Laufrichtung des Antriebsriemens (Zahnriemen 68) letzten Riemenrad 64 ist das Zahnriemenrad 46 drehfest verbunden und zu ihm koaxial ausgerichtet, so daß der Antrieb somit auf den Zahnriemen 24 und damit auf die einzelnen Paletten 4 übertragbar ist. Ebenfalls koaxial zu dem dem angetriebenen Riemenrad 63 unmittelbar nachfolgenden Riemenrad 65 angeordnet, allerdings gegenüber dem Zahnriemenrad 46 durch eine Zwischenwelle 73 axial versetzt, ist ein Mitnehmerrad 74 gelagert, welches über seinen Umfang mit einer Anzahl von Ausnehmungen 75 versehen ist, die zumindest im Grunde halbkreisförmig ausgeformt sind, wobei der Radius an den Durchmesser von weiteren Führungsrollen 76 angepaßt ist, die an den vier Ecken einer jeden Palette 4 angeordnet und den bereits erwähnten, den Führungsschienen 6, 7 zugeordneten Führungsrollen 5 unmittelbar benachbart sind. Anordnung und Abstand (Bogenlänge der Kreislinie) der Ausnehmungen 75 entspricht Anordnung und Beabstandung (Bogenlänge der Kreislinie) der Aussparungen 47 im Zahnriemenrad 46. Dies entspricht auch den Stufensprüngen, mit denen die Paletten 4 im Fördersystem 1 unterschiedlich beabstandet angeordnet sein können.

Die exakte Positionierung der Paletten 4 an den einzelnen Bearbeitungsstationen kann über den mit sehr hoher Genauigkeit arbeitenden Antriebsstrang erfolgen. Stationsseitige Maßnahmen zur Positionierung der Paletten 4 sind entbehrlich.

Sowohl an die Antriebseinheit 48 als auch an die Mitnahmeeinheit 49 ist endseitig mittels einer geeigneten Halterung 77 eine halbkreisförmige Kurvenscheibe 78 angesetzt, deren Mittelpunkt-Ebene der des Zahnriemenrades 46 und des Mitnehmerrades 74 entspricht und auf der die vordere palettenseitige Führungsrolle 76 abrollen kann. Die Kurvenscheibe 78 kann daher die Palette 4 während der Überführbewegung stabilisieren.

An die Antriebseinheit 48 und die Mitnahmeeinheit 49 angesetzte Stützeinrichtungen 79, 80, 81 sorgen dafür, daß die Führungsschienen 6-8 auch in diesem Bereich sicher abgestützt und gehalten werden.

Der Bewegungsablauf beim Überführen der Palette 4 zwischen oberer und unterer Förderstrecke ist folgender:

Ist eine Palette 4 oberhalb einer Überführstation 2, 3 angelangt, so greift an jeder Seite ihre hintere Führungsrolle 76 in eine Ausnehmung 75 des Mitnehmerrades 74 ein. An dieser Stelle endet, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, auch die untere Führungsschiene 7 der oberen Förderstrecke.

Gleichzeitig greift das Klemmstück 28 eines jeden der beiden Mitnehmer 23 in die jeweilige Aussparung 47 des Zahnriemenrades 46 ein. Schließlich und endlich steht jede, vordere Führungsrolle 76 im Übergangsbereich zwischen einem waagerechten und einem gekrümmten (halbkreisförmigen) Abschnitt der Kurvenscheibe 78. Durch die Formschlußverbindung mit dem Mitnehmer 23 wird die Palette 4 über das Zahnriemenrad 46 weiterbewegt und behält dabei ihre waagerechte Ausrichtung exakt bei.

Auch in der kritischen Phase der Überführbewegung, nämlich dann, wenn sich die Palette 4 etwa auf halber Höhe zwischen den Förderstrecken befindet und die Kurvenscheiben 78 auf die Führungsrollen 76 keine vertikalen Stützkräfte mehr übertragen können, ist die waagerechte Ausrichtung durch den Eingriff der hinteren Führungsrollen 76 in die Ausnehmungen 75 der Mitnehmerräder 74 sowie durch den Eingriff der Mitnehmer 23über ihre Klemmstücke 28 in die Aussparungen 47 der Zahnriemenräder 46 gewährleistet. Somit ist auch in dieser Phase der Bewegung gewährleistet, daß die Palette 4 absolut sicher und exakt positioniert bleibt.

Der Vollständigkeit halber sei noch kurz auf die Lagerung der Exzenterrolle 20 sowie der Führungsrollen 5, 76 eingegangen, wie dies aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht. Zunächst ist in einer Ausnehmung 83 der Plattform 35 ein Exzenter 84 eingesetzt, dessen oberer Bund 85 eine Vierkant- oder Sechskantform besitzt und daher mittels geeigneter Schraubenschlüssel verdreht werden kann. Ist dies erfolgt, so kann der Exzenter 84 mittels Klemmschraube 86, die in ein entsprechendes Gewinde in der Palette 4 eingeschraubt ist, wieder festgesetzt werden. Der Exzenter 84 dient der Exzenterrolle 20 gleichzeitig als Lagerzapfen.

Die gemeinsame Halterung der Führungsrollen 5, 76 seitlich an der Palette 4 erfolgt über eine Schraube 87, die mit ihrem Gewindeabschnitt 88 in ein entsprechendes Gewinde im Rechteckprofil 36 und in einer seitlich daran angesetzten Distanzplatte 89 eingreift. Ein der eigentlichen Lagerung der Führungsrollen 5, 76 dienender zylindrischer Abschnitt 90 der Schraube 87 weist eine geringfügig größere Länge auf, als es der Summe der Breiten der beiden Führungsrollen 5, 76 entspricht, so daß ein voneinander unbeeinflußtes Abrollen gewährleistet ist. Gegebenenfalls können zwischen Distanzplatte 89, Führungsrollen 5, 76 und dem Schraubenkopf der Schraube 87 noch Distanzscheiben eingelegt sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Fördersystem für auf Paletten aufsitzende und dort fixierte Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeug-Baugruppen, für automatisierte Montage- und Fertigungsabläufe in Transferstraßen, mit folgenden Merkmalen
    1. a) das Fördersystem (1) ist nach dem waagerechten Paternosterprinzip aufgebaut mit einer oberen und einer unteren Förderstrecke und zwei endseitig der Förderstrecken angeordneten Überführstationen (2, 3),
    2. b) die Paletten (4) weisen jeweils vorn und hinten seitliche Führungsrollen (5, 20, 76) auf, die mit stationär angeordneten, sie auf wenigstens der oberen Förderstrecke mit maßlich engen Toleranzen einschließenden und entlang der Förderstrecken verlaufenden Führungsschienen (6, 7) zusammenwirken, wobei diese Führungsschienen die Paletten auf wenigstens der oberen Förderstrecke sowohl quer zur Transportrichtung als auch bezüglich ihrer Höhenlage fixieren,
    3. c) die von den Überführstationen (2, 3) abgeleiteten Antriebskräfte zum Fördern der Paletten (4) wirken über vorgespannte Zahnriemen (24) auf die Paletten ein,
    4. d) an jeder Seite einer Palette (4) ist etwa mittig zwischen der vorderen und der hinteren Führungsrolle (5, 20, 76) ein Mitnehmer (23) vorgesehen, über den der Zahnriemen (24) form,schlüssig mit der Palette verbunden ist,
    5. e) an jeder Überführstation (2 bzw. 3) ist auf jeder Seite ein zum Antrieb des Zahnriemens (24) dienendes Zahnriemenrad (46), ein ebenfalls angetriebenes Mitnehmerrad (74) sowie endseitig eine stationäre, halbkreisförmige Kurvenscheibe (78) angeordnet, deren Mittelpunktsebene der des Zahnriemenrades (46) und des Mitnehmerrades (74) entspricht, wobei das Mitnehmerrad an seinem Umfang mit Ausnehmungen (75) zur Aufnahme der hinteren Führungsrolle (76) der auf die untere Führungsbahn zu überführenden Palette (4) und das Zahnriemenrad (46) über seinen Umfang in Abständen - entsprechend der Anordnung und Beabstandung der Ausnehmungen (75) - mit über die gesamte Breite reichenden Aussparungen (47) zur Aufnahme des Mitnehmers (23) der zu überführenden Palette versehen sind, und wobei auf der Kurvenscheibe die vordere Führungsrolle (76) der zu überführenden Palette führbar ist.
  2. 2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (6, 7, 8) in Förderrichtung zu beiden Seiten der Paletten (4) verlaufen und daß entlang der Förderstrecken und im Bereich der Überführstationen (2, 3) den Führungsschienen (6-8) Stützeinrichtungen (9, 79-82) zu deren Stabilisierung zugeordnet sind, wobei jede entlang der Förderstrecken verlaufende Stützeinrichtung (9) einen auf einer bodenseitig verankerten Basisplatte (10) aufsitzenden, vertikal ausgerichteten Pfosten (13) aufweist und von der Basisplatte (10) bzw. von unteren und oberen Bereichen des Pfostens (13) Konsolen (15-17) abkragen, an denen die Führungsschienen (6- 8) angesetzt sind.
  3. 3. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ecken jeder rechteckförmigen Palette (4) seitlich jeweils zwei gleichachsig gelagerte Führungsrollen (5, 76) herausragen, wobei eine (5) der Führungsrollen (5, 76) entlang der oberen Förderstrecke zwischen einer oberen und einer unteren Führungsschiene (6, 7) geführt ist und der Abstand zwischen beiden Führungsschienen (6, 7) geringfügig größer ist als der Durchmesser der einen Führungsrolle (5), während die andere Führungsrolle (76) mit den Mitnehmerrädern (74) in den Überführstationen (2, 3) zusammenwirkt, daß ferner im Bereich jedes Führungsrollen-Paares (5, 76) eine zusätzliche Exzenterrolle (20) angeordnet und auf die werkstücktragende Oberfläche der Palette (4) aufgesetzt ist, wobei die Exzenterrolle (20) an Seitenflächen der oberen Führungsschiene (6) abrollt.
  4. 4. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Palette herausragende Mitnehmer (23) einen Mitnehmerzapfen (25) aufweist, an den in einer unteren Aussparung (26) mittels beidseitig angesetzter und den Zahnriemen (24) umgreifender Klemmschrauben (27) ein Klemmstück (28) angeschlossen ist, so daß Mitnehmerzapfen (25) und Klemmstück (28) den Zahnriemmen (24) zwischen sich aufnehmen, daß weiterhin die dem Zahnriemen (24) zugewandte Seite des Klemmstücks (28) mit Nocken (33) ausgestattet i st, die in eine Anzahl von Zahnlücken eingreifen, so daß eine Formschlußverbindung mit dem Zahnriemen (24) hergestellt ist.
  5. 5. Fördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (34) des an der Palette (4) drehbar gelagerten Mitnehmers (23) die neutrale Faser des Zahnriemens (24) schneidet, in der auch dessen Stahlseelenarmierung (30) liegt.
  6. 6. Fördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemaßung der Aussparungen (47) im Zahnriemenrad (46) dem Klemmstück (28) des Mitnehmers (23) angepaßt ist, so daß das Klemmstück (28) in die Aussparung (47) eintauchen und eine zusätzliche formschlüssige Mitnahmeverbindung zwischen Zahnriemen (24) und Zahnriemen (46) herstellen kann.
  7. 7. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überführstation (2, 3) aus einer Antriebseinheit (48) und einer dieser gegenüberliegenden Mitnahmeeinheit (49) besteht, die über eine Kardanwelle (50) miteinander gekoppelt sind, daß die Antriebseinheit (48) bzw. die Mitnahmeeinheit (49) jeweils ein aus drei Riemenrädern (63-65) bestehendes Vorgelege aufweist, die über einen umlaufenden, spannbaren Antriebsriemen (68) gekoppelt sind, daß mit dem in Laufrichtung des Antriebselementes (68) letzten Riemenrad (64) das Zahnriemenrad (46) drehfest verbunden und zu ihm koaxial ausgerichtet ist, daß weiterhin ebenfalls koaxiale zu dem dem angetriebenen Riemenrad (63) unmittelbar nachfolgenden Riemenrad (65), allerdings gegenüber dem Zahnriemenrad (46) durch eine Zwischenwelle (73) axial versetzt, das Mitnehmerrad (74) gelagert ist.






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