DE102012104213A1

DE102012104213A1 - Transportstrecke für Behandlungsmaschinen sowie Behandlungsmaschine

Info

Publication number: DE102012104213A1
Application number: DE201210104213
Authority: DE
Inventors: Norbert Hofstetter; Sigmund Kumeth
Original assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Current assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: DE102012104213B4

Abstract

Transportsystem für Behandlungsmaschinen mit wenigstens einem Transportelement, sowie mit einem Antrieb mit einem Motor zum getakteten Antrieb des wenigstens einen Transportelementes, welches aus einer Vielzahl von nach Art von Kettengliedern gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten besteht und eine in sich geschlossenen Schlaufe bildet, die über ein vom Antrieb (30) um eine erste Achse umlaufend antreibbare Antriebsrad, beispielsweise Kettenrad, sowie über wenigstens eine Umlenkung geführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportstrecke gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Behandlungsmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 13.
„Behandlungsmaschinen” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind allgemein Maschinen oder Vorrichtungen zum Behandeln von Produkten oder Gegenständen in unterschiedlichster Weise, insbesondere Fertigungs- und/oder Montagemaschinen oder Fertigungs- und/oder Montagevorrichtungen zum maschinellen Bearbeiten und/oder Verarbeiten und/oder Montieren von Bauteilen oder Baugruppen auch in mehrere zeitlich aufeinander folgenden Arbeitsschritten und/oder an unterschiedlichen Arbeitspositionen.
„Behandlung” im Sinne der Erfindung bedeutet jegliche Behandlung von Produkten oder Gegenständen im weitesten Sinne, insbesondere Verarbeitung und/oder Bearbeitung und/oder Montage usw.
„Getaktete Bewegung” im Sinne der Erfindung bedeutet eine Bewegung in Schritten mit jeweils anschließender Stillstandsphase, d. h. in Bewegungstakten, von denen jeder eine Bewegungsphase und eine Stillstandsphase aufweist.
„Einlauf des Kettenrades” ist im Sinne der Erfindung derjenige Punkt der kreisförmigen Bewegungsbahn der Mitnahmebereiche des Kettenrades, an dem die Mitnahmebereiche des kettenartigen Transportelementes jeweils erstmals mit einem Mitnahmebereich des Kettenrades in Eingriff kommen.
„Auslauf des Kettenrades” ist im Sinne der Erfindung derjenige Punkt der kreisförmigen Bewegungsbahn der Mitnahmebereiche des Kettenrades, an dem die Mitnahmebereiche des kettenartigen Transportelementes jeweils wieder außer Eingriff mit einem Mitnahmebereich des Kettenrades kommen.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Werten um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
„Polygonausgleich” bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere auch einen Ausgleich oder eine Kompensation der durch den Polygoneffekt am Kettenrad bedingten sich ändernden Transportgeschwindigkeit oder des sich ändernden Transportweges des Transportelementes in der Weise, dass die Transportgeschwindigkeit oder der Transportweg einer getakteten Bewegung des Transportelementes zumindest an den Bereichen des Transportsystems konstant oder im Wesentlichen konstant ist, an denen Behandlungsstationen vorgesehen sind.
Behandlungsmaschinen oder Behandlungsvorrichtungen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und bestehen in der Regel aus einem wenigstens ein umlaufendes Transportelement aufweisenden Transportsystem und aus mehreren Behandlungs- oder Arbeitsstationen, die entlang einer Bewegungsbahn des Transportsystems angeordnet sind. Bekannt ist hierbei insbesondere auch das Transportsystem mit einem kettenartigen Transportelement auszubilden, welches seinerseits aus einer Vielzahl von kettenartig bzw. gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten oder Basiselementen besteht, die jeweils einen Träger oder eine Aufnahme für die zu behandelnden Produkte oder Gegenstände aufweisen oder mit einem solchen Träger oder mit einer solchen Aufnahme versehen sind. Das Transportelement bildet eine in sich geschlossene Schlaufe und ist hierfür über wenigstens ein Kettenrad oder wenigstens eine Kettenradanordnung und diesem gegenüber liegend über wenigstens eine Umlenkung geführt.
Die Behandlung erfolgt dann beispielsweise auf den sich zwischen dem Kettenrad und der Umlenkung erstreckenden Teillängen der Schlaufe bzw. an den dortigen Abschnitten einer Bewegungsbahn, auf der sich die Transportpaletten oder Basiselementen bzw. die Achsen der Kettengelenke zwischen den Transportpaletten bewegen. Nachteilig bei derartigen Transportsystemen ist, dass die Transportpaletten eine bestimmte Länge aufweisen, die dann auch dem Teilungsabstand bzw. der Teilung des kettenartigen Transportelementes und des Kettenrades entspricht, und dass insbesondere bei einer größeren Länge bzw. bei einem größeren Teilungsabstand, beispielsweise bei einem Teilungsabstand zwischen 80 mm und 150 mm sich der von Kettenantrieben bekannte Polygoneffekt stark bemerkbar macht, so dass zwar bei getakteten Antrieb des Kettenrades grundsätzlich ein Weiterschalten des kettenartigen Transportelementes in jedem Bewegungstakt um einen Teilungsabstand problemlos möglich ist, nicht aber ein Weiterschalten in Schritten kleiner als der Teilungsabstand mit der in vielen Fällen notwendigen Genauigkeit. Insbesondere ist wegen des Polygoneffekt ein getaktetes Weiterschalten in Schritten kleiner als der Teilungsabstand mit der notwendigen Genauigkeit auch dann nicht möglich, wenn beide sich zwischen dem Kettenrad und der Umlenkung erstreckenden Teillängen der von dem kettenartigen Transportelement gebildeten Schlaufe für die Bearbeitung genutzt werden sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Transportsystem aufzuzeigen, welches in besonders einfacher Weise praktisch jede beliebige Position für die Transportpaletten ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transportsystem entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Behandlungsmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 13.
Bei der Erfindung ist der Antriebsmotor des Antriebs ein Torquemotor oder Stellmotor. Mit diesem Antriebsmotor ist die getaktete Bewegung des Transportelementes stufenlos oder im Wesentlichen stufenlos oder in sehr kleinen Stufen steuer- und/oder regelbar, insbesondere hinsichtlich der Größe und/oder Dauer der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung des Transportelementes und/oder hinsichtlich der Position des Transportelementes am Beginn und/oder Ende der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung.
Das Transportelement ist ein band- oder kettenartiges Transportelement, wobei das kettenartige Transportelement bevorzugt mit einem Polygonausgleich versehen ist und somit den durch den Polygoneffekt bedingten Nachteil nicht aufweist, so dass ein schrittweises Bewegen des Transportelementes oder von Transportpaletten des Transportelementes mit hoher Präzision auch in beliebigen Schritten auch kleiner als der Teilungsabstand eines antreibenden Kettenrades möglich ist, insbesondere auch in der Weise möglich ist, dass die Größe und Änderung und Position der Taktschritte an den von der Schlaufe des Transportelementes gebildeten zwischen Umlenkungen verlaufenden Schlaufenlängen bezogen auf eine jeweils feste Bezugsposition identisch sind.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht das Transportelement einer Montage- und/oder Fertigungsmaschine gemäß der Erfindung;
2 in vergrößerter schematischer Teildarstellung das Transportelement der 1 im Bereich einer mit einem Polygonausgleich versehenen Umlenkung;
3 in vergrößerter schematischer Teildarstellung das Transportelement der 1 im Bereich eines als Kettenrad ausgebildeten und um eine vertikale Achse umlaufend antreibbaren Rundtisches;
4 und 5 eine perspektivische Draufsicht bzw. eine perspektivische Unteransicht einer der als Kettenglieder ausgebildeten Transportpalette des Transportsystems der 1–3;
6 einen Vertikalschnitt des Transportsystems auf einer Teillänge zwischen der Umlenkung und dem Kettenrad;
7 in perspektivischer Darstellung zweier gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten des Transportsystems der 1–3;
8 vereinfachter schematischer Darstellung und in Seitenansicht einen Antrieb für das Kettenrad.
In den Figuren ist 1 ein Transportsystem einer ansonsten nicht näher dargestellten Behandlungsmaschine, beispielsweise in Form eines Montage- und/oder Fertigungsautomaten. Das Transportsystem 1 umfasst ein kettenartiges Transportelement 1.1 mit einer Vielzahl von Transportpaletten 2, die kettengliederartig gelenkig zu dem eine geschlossene Schlaufe bildenden kettenartiges Transportelement 1.1 miteinander verbunden sind, und zwar jeweils an Kettengelenken 3. Die von dem Transportelement gebildete geschlossene Schlaufe ist bei der dargestellten Ausführungsform mit ihrer Schlaufenebene horizontal oder im Wesentlichen horizontal orientiert. Mit Hilfe von Laufrollen 4, die jeweils im Bereich der Kettengelenke 3 achsgleich mit diesen vorgesehen und um die Achsen der Kettengelenke 3 frei drehbar gelagert sind, sind die Transportpaletten 2 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise horizontal, d. h. insbesondere in einer horizontalen Achsrichtung geführt. Mit weiteren Laufrollen 5, die an jeder Transportpalette 2 zwischen deren Enden bzw. zwischen den Kettengelenken 3 vorgesehen und um Achsen parallel zur Ebene der Schlaufen des Transportsystems orientiert sind, sind die Transportpalette 2 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise auch vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene der 1–3 geführt.
Das Transportsystem 1 umfasst weiterhin eine Umlenkung 6, die von einem um eine vertikale Mittelachse MA1 im Wesentlichen kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitt der horizontalen und vertikalen Führung der Transportpaletten 2 gebildet ist. Weiterhin umfasst das Transportsystem 1 ein beispielsweise von einem Drehtisch gebildetes oder auf einem Drehtisch angeordnetes Kettenrad 7, welches von einem in den 1–3 nicht dargestellten Antrieb getaktet um eine vertikale Maschinenachse oder Mittelachse MA2 in Richtung des Pfeils A angetrieben wird. Sämtliche Transportpaletten 2 sind identisch ausgebildet und besitzen dieselbe Länge p (Abstand zwischen zwei Kettengelenken 3), die den Teilungsabstand des kettenartigen Transportelementes bzw. des Kettenrades bildet.
Das Kettenrad 7 ist an seinem Umfang mit den in den 1 und 3 allgemein mit 8 bezeichneten Mitnahmebereichen ausgebildet, die die Eckpunkte eines Vielecks bzw. Polygons bilden, und zwar mit Seitenlängen, die gleich dem Teilungsabstand p sind, sodass während des Betriebes des Transportsystems 1 stets eine vorgegebene Anzahl von Transportpaletten 2 im Bereich der Kettengelenke 3 bzw. der dortigen Laufrollen 4 in Eingriff mit dem in Richtung des Pfeils A umlaufenden Kettenrad 7 bzw. mit dortigen Mitnahmebereichen 8 steht und dadurch die von den Transportpaletten 2 gebildete Kette entsprechend den Pfeil B getaktet weiter bewegt wird, wobei die Kettengelenke 3 auf der in den 1–3 allgemein mit 9 bezeichneten geschlossenen Umlauf- oder Bewegungsbahn umlaufen.
Für einen Ausgleich des Polygoneffektes (Polygonausgleich) sind die mit den Laufrollen 4 zusammenwirkenden Führungen für die horizontale Führung der Transportpaletten 2 am Einlauf 6.1 sowie am Auslauf 6.2 der Umlenkung so ausgebildet, dass sich die Kettengelenke 3 dort auf einem Abschnitt 9.1 der Bewegungsbahn 9 bewegen, der innerhalb des exakten Kreisbogens um die Mittelachse MA1 der Umlenkung verläuft. Der Punkt der maximalen Abweichung des Abschnittes 9.1 von der exakten Kreisbahn ist entsprechend der 2 am Auslauf 6.2 von dem Schnittpunkt zweier Kreise K1 und K2 definiert, und zwar um das dort mit 3a bezeichnete Kettengelenk, welches sich etwa um den halben Teilungsabstand p bereits außerhalb der Umlenkung 6 befindet, und um das in der 3 mit 3b bezeichnete Kettengelenk, welches sich etwa mit dem 1,5-fachen Teilungsabschnitt p noch vor dem Auslauf 6.2 innerhalb der Umlenkung 4 befindet. Der Schnittpunkt der beiden Kreise K1 und K2 bestimmt damit auch die Position des in der 2 mit 3c bezeichneten Kettengelenks, welches sich zwischen den Kettengelenken 3a und 3b und sich in dem in der 2 wiedergegebenen Zustand des Transportsystems 1 an dem Bereich der maximalen Abweichung der Bewegungsbahn 9 von der Kreislinie um die Mittelachse MA1 befindet.
Die 2 zeigt den Polygonausgleich (Abschnitt 9.1) im Bereich des Auslaufs 6.2. In analoger Weise ist der Polygonausgleich auch am Einlauf 6.1 ausgebildet. Durch den Polygonausgleich wird u. a. erreicht, dass trotz des Polygoneffektes die sich zwischen der Umlenkung 6 und dem Kettenrad 7 erstreckenden Längen der von den Transportpaletten 2 gebildeten Kette in der erforderlichen Weise gespannt sind. Der Einlauf 6.1 und der Auslauf 6.1 sind jeweils durch Schnittpunkte der Bewegungsbahn 9 mit einer radial zur Achse MA1 verlaufenden Linie 10 definiert, die ihrerseits senkrecht zu einer sich zwischen den Mittelachsen MA1 und MA2 erstreckenden Verbindungslinie orientiert ist.
Mit 7.1 und 7.2 sind in der 1 der Einlauf und Auslauf des Kettenrades 7 bezeichnet. Für den Polygonausgleich weist die Bewegungsbahn 9 am Einlauf 7.1 und am Auslauf 7.2 jeweils einen Abschnitt 9.2 auf, der im einfachsten Fall den in der 3 dargestellten Verlauf aufweist. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, verläuft die Bewegungsbahn 9 im Bereich des Abschnittes 9.2 tangential zu einer die Mittelachse MA2 konzentrisch umschließenden Kreisbahn oder -linie 12, auf der sich die Eckpunkte des polygonartig ausgebildeten Kettenrades 7 bzw. die Mitnahmebereiche 8 bewegen, und damit an dem den Einlauf 7.1 oder den Auslauf 7.2 bindenden Tangentenpunkt 15 senkrecht zu einer radial zur Mittelachse MA2 orientierten Strecke 13. Diese schließt mit einer durch die Mittelachse MA2 hindurchgehenden und senkrecht zur Verbindungslinie 10 orientierten Strecke 14 einen Winkel β ein, der kleiner ist als der Teilungswinkel α des Kettenrades 7. Der Teilungswinkel α ist der Winkelabstand zwischen zwei Mitnahmebereichen 8. In Detail ist der Winkel β u. a. eine Funktion der Teilung bzw. des Teilungswinkels α des Kettenrades 7.
Für eine gerade Teilung gilt: β = α/2
Für eine ungerade Teilung gilt: β = (α/2 + w·α – 90°).
Der Faktor w ist dabei eine Funktion der Teilung des Kettenrades 7, und zwar entsprechend der nachstehenden Tabelle:

Teilung des Kettenrades 7 9 11 13 15

Faktor w 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Für in der Praxis typische Teilungen ergibt sich somit:
α

Gerade Teilung	Teilungswinkels α	Winkel β	Abstand Einlauf 7.1/Auslauf 7.2
4	90,00°	45,00°	α
6	60,00°	30,00°	2α
8	45,00°	22,50°	3α
10	36,00°	18,00°	4α
12	30,00°	15,00°	5α
14	25,71°	12,86°	6α
16	22,50	11,25	7α
18	20,00	10,00	8α
20	18,00	9,00	9α

Ungerade Teilung	Teilungswinkels α	Winkel β	Abstand Einlauf 7.1/Auslauf 7.2
5	72,00°	18,00°	2α
7	51,43°	12,86°	3α
9	40,00°	10,00°	4α
11	32,73°	8,18°	5α
13	27,69°	6,92°	6α
15	24,00°	6,00°	7α
17	21,18°	5,29°	8α
19	18,95°	4,74°	9α

Die Vorgenannten Abstände „Einlauf 7.1/Auslauf 7.2” gelten für die in Bezug auf die Verbindungslinie 10 spiegelsymmetrische Anordnung von Einlauf 7.1 und Auslauf 7.2.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Winkel bzw. Winkelversatz β am Einlauf 7.1 und am Auslauf 7.2 identisch ist und damit der Einlauf 7.1 und der Auslauf 7.2 spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Verbindungslinie 10 angeordnet sind.
Grundsätzlich sind auch Ausführungen möglich, bei denen der Winkelversatz β1 am Einlauf 7.1 und der Winkelversatz β2 am Auslauf 7.2 unterschiedlich sind. In diesen Fällen gilt dann grundsätzlich, dass die halbe Summe aus β1 und β2 gleich dem Winkelversatz oder Winkel β ist, also: (β1 + β2)/2 = β
Am Einlauf 7.1 folgt der Tangentenpunkt 15 in Drehrichtung A des Kettenrades 7 auf die Strecke 14. Am Auslauf 7.2 folgt die Strecke 14 in Drehrichtung A auf den Tangentenpunkt 15. Der jeweilige Abschnitt 9.2 ist weiterhin so definiert, dass der Abstand zwischen dem jeweiligen Tangentenpunkt 15 und einem Punkt 16, an welchem der Abschnitt 9.2 in den sich zwischen dem Kettenrad 7 und der Umlenkung 6 erstreckenden und im Wesentlichen geradlinigen Abschnitt 9.3 der Bewegungsbahn 9 übergeht, dem zweifachen Teilungsabstand p oder einem ganzzahligen Vielfachen hiervon entspricht.
Jeder Abschnitt 9.2 der Bewegungsbahn 9 ist weiterhin so ausgebildet ist, dass er sich in einem ersten Teilabschnitt 9.2.1 tangential an den Tangentenpunkt 15 annähert und sich in einem zweiten Teilabschnitt 9.2.2 stufenlos an den angrenzenden Abschnitten 9.3 annähert. Bevorzugt weist der jeweilige Teilabschnitt 9.2.2 einen leicht bogenförmig gekrümmten Verlauf derart auf, dass an diesem Teilabschnitt die Bewegungsbahn 9 an ihrer der Verbindungslinie 10 abgewandten Außenseite leicht konvex gekrümmt ist. Auch der Teilabschnitt 9.2.1 ist bevorzugt leicht bogenförmig gekrümmt, und zwar derart, dass die Bewegungsbahn 9 dort an ihrer der Verbindungslinie 10 abgewandten Außenseite einen leicht konkaven Verlauf besitzt, sodass sich insgesamt ein flacher S-förmig gekrümmter Verlauf der Bewegungsbahn 9 an den Bereichen 9.2 ergibt.
Die Umlenkung 6 ist bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt, insbesondere auch im Bereich der den Polygonausgleich bewirkenden Abschnitt 9.1 spiegelsymmetrisch zu einer die Mittelachsen MA1 und MA2 sowie die Verbindungslinie 10 einschließenden Ebene ausgebildet. In gleicher Weise ist bei der dargestellten Ausführungsform die Bewegungsbahn 9 insgesamt und insbesondere auch im Bereich des Kettenrades 7 und im Bereich der dortigen, den Polygonausgleich bewirkenden Abschnitt 9.2 spiegelbildlich zu der die Mittelachsen MA1 und MA2 sowie die Verbindungslinie 10 einschließenden Mittelebene ausgebildet.
Insbesondere durch den von den Abschnitten 9.2 bewegten Polygonausgleich ist bei umlaufenden Kettenrad 7 eine Bewegung der Transportpaletten 2 auf den Abschnitten 9.3 der Bewegungsbahn 9 mit gleicher oder im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit erreicht. Dies gilt u. a. auch für eine schrittweise oder getaktete Bewegung der Transportpaletten 2 bei getaktet angetriebenem Kettenrad 7, und zwar insbesondere auch dann, wenn der jeweilige Drehschritt des getaktet angetriebenen Kettenrades 7 einem Bruchteil, vorzugsweise einem ganzzahligen Bruchteil des Teilungswinkels α, d. h. α/n entspricht, wobei n eine ganze Zahl ist. Hierdurch entsteht bei Verwendung des Transportsystems 1 in einer Behandlungsmaschine die Möglichkeit, die einzelnen Transportpaletten 2 getaktet an Arbeits- oder Behandlungsstationen 18, die an den Abschnitten 9.3 der Bewegungsbahn 9 vorgesehenen sind, vorbei zu bewegen, und zwar nicht nur in Taktschritten, die jeweils einem Teilungsabschnitt p bzw. einem Teilungswinkel α entsprechen, sondern in Taktschritten, die einem ganzzahligen Bruchteil des Teilungsabstandes p, d. h. p/n entsprechen, wobei n eine ganze Zahl ist. An jeder Behandlungsstation 18 können somit zeitlich nacheinander an Bauteilen, Werkstücken usw., die an den Transportpaletten 2 vorgesehen sind, Bearbeitungs- oder Behandlungsvorgänge durchgeführt werden. Insbesondere besteht durch den von den Abschnitten 9.2 erzielten Polygonausgleich die Möglichkeit, an beiden Abschnitten 9.3 derartige Behandlungsstationen 18 vorzusehen, an denen dann durch die getaktete Bewegung der Transportpaletten 2 jeweils um den ganzzahligen Bruchteil des Teilungsabstandes p versetzt und zeitlich nacheinander Behandlungs- oder Bearbeitungsvorgänge an den auf den Transportpaletten 2 angeordneten Bauteilen oder Werkstücken durchgeführt werden.
Der Polygonausgleich am Einlauf 7.1 sowie am Auslauf 7.2 ist u. a. darauf zurückzuführen, dass die Kettengelenke 3 bzw. die Laufrollen 4 dort auf dem gewölbten Teilabschnitt 9.2.2 jeweils zu dem Zeitpunkt bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1 nach außen bewegen, an dem (Zeitpunkt) das am Einlauf 7.1 bzw. am Tangentenpunkt 15 erfasste Kettengelenk 3 bzw. die dortigen Laufrollen 4 um den halben Teilungswinkel α weiterbewegt wurde. In analoger Weise ist der Polygonausgleich des Abschnittes 9.2 am Auslauf 7.2 darauf zurückzuführen, dass sich die Kettengelenke 3 bzw. die Laufrollen 4 an dem gekrümmten Teilbereich 9.2.2 dann entlang bewegen, wenn sich ein mit dem Kettenrad 7 in Eingriff stehendes Kettengelenk 3 bzw. die entsprechenden Laufrollen 4 in dem halben Teilungswinkel α vor dem Tangentenpunkt 15 des Auslaufs 7.2 befinden.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Abschnitt 9.2.1 am Einlauf 7.1 und der entsprechende Abschnitt am Auslauf 7.2 tangential zur Kreisbahn orientiert sind, d. h. mit der Strecke 13 jeweils einen Winkel von 90° einschließen. Grundsätzlich kann dieser Winkel auch größer als 90° sein.
Die Ausbildung der Transportpalette 2 ist in den 4 und 5 dargestellt. Jede Transportpalette 2 umfasst u. a. einen im Wesentlichen quaderförmigen Block 2.1, der an einem Ende der Transportpalette 2 mittig mit einem Fortsatz 2.1.1 und am gegenüberliegenden Ende der Transportpalette gabelartig mit zwei Fortsätzen 2.2.2 ausgeführt ist. Zur Bildung der Kette ist der Fortsatz 2.1.1 jeder Transportpalette 2 in dem zwischen den Fortsätzen 2.2.2 gebildeten Gabelraum einer benachbarten Transportpalette aufgenommen und die beiden Transportpaletten 2 sind über einen Gelenkbolzen 19 gelenkig miteinander verbunden. An den beiden Enden der Gelenkbolzen 19 sind jeweils zwei Laufrollen 4 drehbar gelagert. An der in der 5 sichtbaren Unterseite jedes Blocks 2.1 sind in der Blockmitte oder etwa in der Blockmitte die beiden Laufrollen 5 um Achsen senkrecht zu der Achse der Gelenkbolzen 19 frei drehbar gelagert. Weiterhin sind die beiden Laufrollen in einer Achsrichtung parallel zu den Achsen der Gelenkbolzen 19 gegeneinander versetzt über die Unterseite des Blocks 2.1 vorstehend vorgesehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Laufrollen 4 und 5 jeweils von Kugellagern gebildet. Die Laufrollen 5 sind an den Enden der Gelenkbolzen 19 durch Sicherungsringe 20 gesichert. Die Laufrollen 5 sind an Bohrungen im Block 2.1 durchgreifenden Gewindebolzen 21 gehalten, die ihrerseits mit Hilfe von Muttern 22 am Block 2.1 befestigt sind.
An der in der 4 sichtbaren Oberseite ist jeder Block 2.1 mit mehreren Gewindebohrungen 23 und zusätzlichen Zentrierbohrungen 24 versehen, und zwar zur Befestigung von Funktionselementen, vorzugsweise in Form von Werkzeug- und/oder Werkstückträgern an den Oberseiten der Blöcke 2.1 bzw. an den Transportpaletten 2 derart, dass sich diese in der 6 schematisch angedeuteten und mit 25 bezeichneten Funktionselemente an der Außenseite der Schlaufe des Transportelementes 1.1 befinden.
Wie die 6 zeigt, wirken die Laufrollen 4 mit einer oberen Führungsbahn 26 und mit einer unteren Führungsbahn 27 zusammen, von denen die obere Führungsbahn 26 eine bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 innenliegende vertikale Führungsfläche 26.1 für eine Laufrolle 4 und eine bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 außenliegende vertikale Führungsfläche 25.2 für die andere Laufrolle 4 bildet. In analoger Weise ist die Führungsbahn 27 mit einer innen liegenden Führungsfläche 27.1 und mit einer außenliegenden Führungsfläche 27.2 für die Laufrollen 4 ausgeführt. Zur vertikalen Führung ist eine Führungsschiene 28 vorgesehen, gegen deren horizontale Oberseite und Unterseite jeweils eine Laufrolle 5 jeder Transportpalette 2 anliegt. Die Führungsbahnen 25 und 26 sowie die Führungsschiene 27 erstrecken sich entlang der gesamten Bewegungsbahn 9, wobei die Führungsbahnen 26 und 27 lediglich dort, wo das Kettenrad 7 mit den Laufrollen 4 zusammenwirkt, an der bezogen auf die Schlaufe des Transportelementes 1.1 innen liegenden Seite offen ist.
Es versteht sich, dass die Führungsbahnen 26 und 27 bzw. deren Führungsflächen 26.1, 26.2, 27.1 und 27.2 sowie auch die Führungsschiene 28 einen solchen Verlauf aufweisen, dass sich die Kettengelenke 3 bzw. die diese Kettengelenke bildenden Gelenkbolzen 19 oder deren Achsen sich auf der vorbeschriebenen Bewegungsbahn 9 und dabei insbesondere auch auf den den Polygonausgleich bewirkenden Abschnitten 9.1 und 9.2 der Bewegungsbahn 9 bewegen.
Tatsächlich besteht das Kettenrad 7 bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Einzelkettenrädern 7a und 7b (8), die identisch ausgebildet und an einer achsgleich mit der Mittelachse MA2 angeordneten und umlaufend angetriebenen Welle axial voneinander beabstandet vorgesehen sind, und zwar in einem Abstand, der gleich oder etwa gleich der Breite ist, die die Transportpalette 2 in einer Achsrichtung parallel zu den Mittelachsen MA1 und MA2 aufweisen, so dass die jeweils beidseitig von den Transportpaletten angeordneten Laufrollen 4 an jedem Einzelkettenrad 7a bzw. 7b beim Passieren des Kettenrades 7 in Eingriff mit den dortigen Mitnahmebereichen 8 kommen.
Die 7 zeigt nochmals zwei gelenkig miteinander verbundene Transportpaletten 2 bzw. deren Blöcke 2.1. Der zwischen den Transportpaletten 2 gebildete Spalt ist durch ein Abdeckelement 29 abgedeckt, sodass Fremdstoffe oder Fremdkörper dicht in den Spalt zwischen zwei aneinander anschließenden Transportpaletten 2 gelangen können. Das Abdeckelement 29 ist bei der dargestellten Ausführungsform von einer Platte aus einem gummielastischen Material gebildet, die an den aneinander anschließenden Transportpaletten 2 bzw. deren Blöcken 2.1 in geeigneter Weise befestigt ist.
Die 8 zeigt in sehr schematischer Funktionsdarstellung und in Seitenansicht das Kettenrad 7 mit den beiden Einzelkettenrädern 7a bzw. 7b und den Antrieb zur Erzeugung der schrittweisen oder getakteten Drehbewegung des Kettenrades 7. Die beiden Einzelkettenrädern 7a und 7b sind in Richtung der Mittelachse MA2 axial gegeneinander versetzt an einem gemeinsamen Antrieb 30 vorgesehen. Angedeutet sind in der 8 auch die beiden Führungsbahnen 26 und 27 sowie die Führungsschiene 28, die zwischen den Einzelkettenrädern 7a und 7b verläuft. Der axiale Abstand, den die Einzelkettenräder 7a und 7b voneinander aufweisen ist wenigstens gleich, bevorzugt aber etwas größer als der zweifache Durchmesser einer Laufrolle 5 zuzüglich der Dicke, die die Führungsschiene in der Achsrichtung parallel zur Mittelachse MA2 aufweist.
Der Antrieb 30 umfasst u. a. den Antriebsmotor 31, der von einem Torquemotor oder Stellmotor gebildet ist, und zwar in der Weise, dass mit dem Antriebsmotor 31 die getaktete Bewegung des Kettenrades 7 und damit die getaktete Bewegung des Transportelementes 1.1 steuer- und/oder regelbar ist, und zwar insbesondere hinsichtlich der Größe und/oder Dauer der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung des Transportelementes 1.1 und/oder hinsichtlich der Position des Transportelementes 1.1 oder der Transportpaletten 2 am Beginn und/oder am Ende der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung.*
Durch den vorbeschriebenen speziellen Polygonausgleich wird erreicht, dass die Größe und Änderung und Position der Taktschritte an den von der Schlaufe des Transportelementes 1.1 gebildeten zwischen Umlenkungen (Kettenrad 7 und Umlenkung 6) verlaufenden Schlaufenlängen bezogen auf eine jeweils feste Bezugsposition identisch sind, so dass beide Schlaufenlängen für die Anordnung von Arbeitspositionen bei stufenloser oder im Wesentlichen stufenloser Einstellung oder Regelung der getakteten Bewegung in vorteilhafter Weise genutzt werden können.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das Transportsystem ein kettenartiges Transportelement aufweist. Anstelle einer kettenartigen Ausbildung des Transportelementes kann dieses auch als eine geschlossene Schlaufe bildendes Band, beispielsweise in Form eines Stahlbandes ausgeführt sein, an welchem Transportpaletten oder andere Aufnahmen in einem vorgegebenen Abstand vorgesehen sind, und zwar an der Außenseite der von dem Band gebildeten geschlossenen Schlaufe. Anstelle des Kettenrades 7 ist bei dieser Ausführungsform dann wenigstens ein Rad vorgesehen, über welches das Band geführt ist und mit welchem das Band beispielsweise durch Reibung angetrieben wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Mittelachsen MA1 und MA2 vertikale Achsen sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass beide Abschnitte 9.3 der Bewegungsbahn 9 für die Behandlung, d. h. insbesondere auch für die Anordnung von Behandlungsstationen genutzt werden können. Auch eine andere Orientierung der Mittelachse MA1 und MA2 ist aber möglich, beispielsweise eine horizontale Orientierung, wobei dann in der Regel aber nur einer der beiden Abschnitte 9.3, und zwar der oben liegende Abschnitt 9.3 für die Behandlung bzw. für die Anordnung von Behandlungsstationen 18 genutzt wird.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Transportsystem
1.1: Transportelement
2: Transportpalette
2.1: Block der Transportpalette 2
3: Kettengelenke
4, 5: Laufrolle
6: Umlenkung
6.1: Einlauf
6.2: Auslauf
7: Kettenrad
7a, 7b: Teilkettenrad oder Kettenradelement
7.1: Einlauf
7.2: Auslauf
8: Mitnahmebereich des Kettenrades 7
9: Bewegungsbahn
9.1, 9.2, 9.3: Abschnitt der Bewegungsbahn 9
10: Verbindungslinie
11: Strecke
12: Kreislinie
13, 14: Strecke
15, 16, 17: Punkte der Abschnitte 9.2
18: Behandlungsstation
19: Gelenkbolzen
20: Sicherungsring
21: Gewindebolzen
22: Mutter
23: Gewindebohrung
24: Zentrierbohrung
25: Tragelement oder Werkstückträger
26: Führungsbahn
26.1, 26.2: Führungsfläche
27: Führungsbahn
27.1, 27.2: Führungsfläche
28: Führungsschiene
29: Abdeckelement
30: Antrieb
31: Torquemotor oder Stellmotor
34: Drehteller
A: Drehrichtung des Kettenrades 7
B: Transportrichtung des Transportsystems
MA1, MA2: Mittelachsen
MA: Maschinenachse
p: Teilungsabstand
α: Teilungswinkel des Kettenrades 7
β, β1, β2: Winkelversatz für den Polygonausgleich am Kettenrad

Claims

Transportsystem für Behandlungsmaschinen mit wenigstens einem Transportelement (1.1), sowie mit einem Antrieb (30) mit einem Motor (31) zum getakteten Antrieb des wenigstens einen Transportelementes (1.1), welches aus einer Vielzahl von nach Art von Kettengliedern gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten (2) besteht und eine in sich geschlossenen Schlaufe bildet, die über ein vom Antrieb (30) um eine erste Achse (MA2) umlaufend antreibbare Antriebsrad, beispielsweise Kettenrad (7), sowie über wenigstens eine Umlenkung (6) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (30) des Antriebs ein Torquemotor oder Stellmotor ist, und dass die getaktete Bewegung des Transportelementes (1.1) mit dem Antriebsmotor steuer- und/oder regelbar ist, insbesondere hinsichtlich der Größe und/oder Dauer der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung des Transportelementes (1.1) und der Transportpaletten (2) und/oder hinsichtlich der Position des Transportelementes (1.1) oder der Transportpaletten am Beginn und/oder Ende der Bewegungs- und/oder Stillstandsphase der getakteten Bewegung.
Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kettenrad (7) in einem vorgegebenen Teilungswinkel (α) oder in einem vorgegebenen, der Länge der Transportpaletten (2) entsprechenden Teilungsabstand (p) Eingriff- oder Mitnahmebereiche (8) vorgesehen sind, die mit zwischen den Transportpaletten (2) gebildeten Mitnahmebereichen des kettenartigen Transportelementes (1) zusammenwirken, mit Führungsmitteln (26, 27, 28) zum Führen von zwischen den Transportpaletten (2) angeordneten transportelementseitigen Führungselementen (4, 5) in der Weise, dass sich die Kettengelenke (3) zwischen den Transportpaletten (2) auf einer die wenigstens eine Umlenkung (6) sowie das wenigstens eine Kettenrad (7) einschließenden in sich geschlossenen Bewegungsbahn (9) geführt bewegt werden, und dass die Bewegungsbahn (9) im Bereich des wenigstens einen Kettenrades (7) bevorzugt mit wenigstens einem einen Polygonausgleich bewirkenden Abschnitt (9.2) ausgebildet ist.
Transportsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine den Polygonausgleich bewirkende Abschnitt (9.2) der Bewegungsbahn (9) einen solchen Verlauf aufweist, dass das jeweilige, diesen Abschnitt (9.2) passierende Kettengelenk (3) in einem Teilbereich des Abschnittes (9.2) in Bezug auf die von dem kettenartigen Transportelement gebildeten Schlaufe nach außen und/oder nach innen bewegt wird.
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich des Abschnittes (9.2) für den Polygonausgleich bezogen auf die Transportrichtung (B) des Transportsystems in einem Abstand, der dem Teilungsabstand (p) oder in einem ganzzahligen Vielfachen des Teilungsabstandes entspricht, vor dem Einlauf (7.1) des Kettenrades (7) und/oder nach dem Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) vorgesehen ist.
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Polygonausgleich bewirkende Abschnitt (9.2) der Bewegungsbahn (9) am Einlauf (7.1) und/oder am Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) tangential zu einer die erste Achse (MA2) umschließenden Kreisbahn (12) orientiert ist, auf der die Mitnahmebereiche (8) des Kettenrades (7) umlaufen, oder aber so orientiert ist, dass er am Einlauf (7.1) und/oder am Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) mit einer dortigen Tangente an die Kreisbahn (12) einen Winkel einschließt.
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (7.1) und/oder Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) bezogen auf die Drehrichtung (A) des Kettenrades (7) um einen Winkelversatz, d. h. um einen Winkelbetrag (β, β1, β2) gegenüber einer Strecke (14) versetzt ist, die die erste Achse (MA2) schneidendet und senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen der ersten Achse (MA2) und einer zweiten Achse (MA1) der Umlenkung (6) oder senkrecht zu einer Winkelhalbierenden des Winkels zwischen dem Einlauf (7.1) und Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) orientiert ist, wobei dieser Winkelbetrag (β, β1, β2) kleiner ist als der Teilungswinkel (α), vorzugsweise einem Bruchteil des Teilungswinkels (α).
Transportsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelversatz (β1, β2) am Einlauf (7.1) und am Auslauf (7.2) des Kettenrades (7) unterschiedlich ist, und dass die halbe Summe aus dem Winkelversatz (β1) am Einlauf (7.1) und dem Winkelversatz (β2) am Auslauf (7.2) gleich dem Winkelbetrag (β) bei identischen Winkelversatz am Einlauf (7.1) und am Auslauf (7.2) ist.
Transportsystem nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelversatz (β) bei gerader Teilung des Kettenrades (7) dem halben Teilungswinkel (α) entspricht und sich bei ungerader Teilung wie folgt bestimmt ist: β = (α/2 + w·α – 90°). wobei der Faktor w eine Funktion der Teilung des Kettenrades (7) ist, und zwar entsprechend der nachstehenden Tabelle: Teilung des Kettenrades 7 9 11 13 15 Faktor w 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportpaletten (2) über Gelenkbolzen (19) gelenkig miteinander verbunden sind, und dass an jedem Gelenkbolzen (19) wenigstens eine erste Laufrolle (4) frei drehbar vorgesehen ist, die mit wenigstens einer Führungsfläche (26.1, 26.2; 27.1, 27.2) an wenigstens einem Führungselement oder einer Führungsbahn (26, 27) zusammenwirkt, und zwar für eine Führung in Achsrichtungen parallel zur Ebene der Schlaufe des kettenartigen Transportelementes (1.1).
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Transportpaletten (2), vorzugsweise zwischen den diese Paletten kettenartig verbindenden Kettengelenken (3) jeweils wenigstens eine zweite Laufrolle (5) vorgesehen ist, und zwar für das Zusammenwirken mit wenigstens einer Führung oder Führungsschiene (28) für eine Führung der Transportpaletten (2) in einer senkrecht zur Schlaufe des kettenartigen Transportelementes (1.1) orientierten Achsrichtung.
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportpaletten (2) als Träger oder Aufnahmen für zu bearbeitende Produkte oder Komponenten ausgebildet und/oder mit derartigen Trägern oder Aufnahmen (25) versehen sind.
Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abdeckelemente (29), die den jeweiligen Spalt zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Transportpaletten (2) abdecken.
Behandlungsmaschine mit wenigstens einem Transportsystem (1) mit umlaufend antreibbarem Transportelement (1.1), mit mehreren an dem Transportelement vorgesehenen Trägern oder Aufnahmen (25) für zu behandelnde Produkte oder Gegenstände sowie mit mehreren an einer Transportstrecke des Transportelementes (1.1) vorgesehenen Behandlungsstationen (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.