DE102023113019B3

DE102023113019B3 - Transportsystem sowie Behandlungsmaschine mit einem solchen Transportsystem

Info

Publication number: DE102023113019B3
Application number: DE102023113019.6A
Authority: DE
Inventors: Norbert Hofstetter
Original assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Current assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2023-05-17
Filing date: 2023-05-17
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2043-05-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem zur Beförderung von Gegenständen entlang einer Transportstrecke (TS), umfassend wenigstens ein Transportelement (2), welches aus einer Vielzahl von über Kettengelenke (20) gelenkig miteinander zu einer geschlossenen Schleife verbundenen Kettengliedern besteht und über wenigstens ein Kettenrad (4, 5) in zumindest einer Transportrichtung (A) umlaufend getaktet oder kontinuierlich antreibbar ist. Das Transportsystem (1) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieses zumindest einen mit den Transportpaletten (3) in Transportrichtung (A) mitbewegten Werkstückträger (W) mit wenigstens einem um eine Drehachse (DA) drehbaren Trägerkörper (40) zum Aufnehmen und/oder Halten der Gegenstände (G) aufweist, wobei der Werkstückträger (W) an einer der Transportpaletten (3) angeordnet ist, und wobei das Transportsystem (1) wenigstens eine Wendeeinheit (41) für den zumindest einen Werkstückträger (W) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper (40) während der Förderung des Werkstückträgers (W) in und/oder entgegen der Transportrichtung (A) drehwinkelgeführt mit einer Drehbewegung um die Drehachse (DA) zu beaufschlagen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Transportsystem zur Beförderung von Gegenständen entlang einer Transportstrecke sowie auf eine Behandlungsmaschine mit einem solchen Transportsystem.
Transportsysteme mit umlaufenden Transportelementen, die von kettenartig miteinander verbundenen Transportpaletten gebildet sind, sind in verschiedenen Ausführungen und für verschiedene Anwendungen bekannt.
Auch sind aus dem Stand der Technik bereits Transportsysteme bekannt, bei denen das Transportelement entlang einer Transportstrecke bewegt wird, deren Bewegungsbahn sowohl einen linearen und als auch einen radialen Anteil aufweist. In der Regel ist hierfür zumindest entlang der linearen Bewegung des Transportelementes eine beidseitige Führungseinrichtung der Transportpaletten vorgesehen, die die Transportpaletten parallel der Bewegungsbahn führt.
Entlang der Transportstrecke der Transportpaletten eines derartigen Transportsystems erfolgt beispielsweise eine Inspektion und/oder Bearbeitung und/oder Behandlung von Gegenständen oder Werkstücken. 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. dem Teilungswinkel 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 einem getakteten Antrieb des Kettenrades grundsätzlich ein Weiterschalten des kettenartigen Transportelementes in jedem Bewegungstakt um einen einzigen Teilungsabstand des Transportelementes bzw. Teilungswinkel des Kettenrades problemlos möglich ist, nicht aber ein Weiterschalten in Schritten größer als der Teilungsabstand, also beispielsweise einer Weiterschaltung mit einer Taktung, die zwei, drei oder vier Teilungsabstände umfasst.
Insbesondere ist wegen des Polygoneffekts beim Antrieb des Kettenstranges mit einem Schrittrad der Form eines gleichmäßigen Polygons eine Ausgleichskurve erforderlich, um eine konstante Kettenspannung und eine sauber mechanische Funktionsweise des Kettensystems zu erreichen.
Beispielsweise ist aus der auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift DE 10 2012 104 213 A1 ein Transportsystem bekannt geworden, welches insbesondere für die Verwendung bei Behandlungsmaschinen, vorzugsweise bei Montage- und/oder Fertigungsautomaten bestimmt ist und das zur Vermeidung des sog. Polygoneffektes im Bereich des Transportpaletteneinlaufs und des Transportpalettenauslaufs der Kettenräder und Umlenkungen Transportpalettenführungen vorsieht, deren Verlauf einer den Polygoneffekt vermeidenden Ausgleichskurve entspricht. Bei Verwendung des Transportsystems in einer Behandlungsmaschine sind an Abschnitten der Bewegungsbahn der Transportpaletten zwischen den Kettenrädern Arbeitspositionen oder -stationen gebildet, an denen die Transportpaletten mit auf diesen angeordneten Produkten, Gegenständen oder Werkstücken getaktet vorbeibewegt werden. Ein gewisses Problem besteht aber dann, wenn an Arbeitspositionen oder -stationen jeweils mehrere Behandlungen zeitig nacheinander durchgeführt werden müssen und hierbei die betreffende an einer Arbeitsposition oder - station befindliche Transportpalette dort zwischen jeweils zwei Arbeitsschritten um einen Bewegungs- oder Taktschritt exakt weiterbewegt werden muss, wie dies beispielsweise bei der Montage von Mehrfachsteckerleisten oder -klemmen der Fall ist. Bisher erfordert dies zumindest einen nicht unerheblichen Steuerungsaufwand.
Weiterhin ist aus der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift DE 10 2015 107 113 A1 ein Transportsystem bekannt geworden, bei dem die Bewegung der Transportpaletten entlang der Bewegungsbahn und insbesondere auch auf den sich zwischen den Kettenrädern erstreckenden Abschnitten der Bewegungsbahn linear proportional zu der Drehbewegung bzw. zum Drehwinkel der Kettenräder ausgebildet ist, und bei dem speziell auf den sich zwischen den Kettenrädern erstreckenden Abschnitten der Umlaufbahn ein Gleichlauf für die Transportpaletten in der Weise erzielt wird, dass jeder Drehschritt der Kettenräder einen gleich großen Bewegungsschritt der Transportpaletten auf den sich zwischen den Kettenrädern erstreckenden Abschnitten ergibt. Bei der DE 10 2015 107 113 A1 sind die Ausgleichskurven, die an den wenigstens zwei Kettenrädern vor dem Transportpaletteneinlauf sowie nach dem Transportpalettenauslauf vorgesehen sind, jeweils vollständig innerhalb eines Winkelbereichs aufgenommen, der sich zwischen dem Transportpaletteneinlauf und einer die Achse des betreffenden Kettenrades einschließenden Ebene erstreckt bzw. zwischen der sich zwischen dem Transportpalettenauslauf und dieser die Achse des betreffenden Kettenrades einschließenden Ebene erstreckt. Dieser Winkelbereich beträgt dabei 360°/n, wobei n die Teilung des Antriebsrades ist. Beispielsweise erhält man im Fall n=8 45° Grad. Die Ausgleichskurven befinden sich damit jeweils vollständig innerhalb des Winkelbereichs der Drehbewegung des betreffenden Kettenrades, so dass diejenigen Abschnitte der Bewegungsbahn der Transportpaletten, die sich zwischen den wenigstens zwei Kettenrädern bzw. den Schnittpunkten der vorstehend genannten Ebenen mit dem jeweiligen Teilungskreis des betreffenden Kettenrades erstreckenden, auf ihrer gesamten Länge für die Anordnung von Arbeits- oder Behandlungspositionen usw. genutzt werden können und hierfür vorzugsweise geradlinig verlaufen.
Unabhängig davon, dass mittels der obig aufgezeigten Transportsysteme eine präzisionsgenaue Förderung von Gegenständen entlang der Transportstrecke ermöglicht wird, ist diesen Transportsystemen jedoch nachteilig, dass die Gegenstände ausschließlich in sowie entgegen der Transportrichtung präzise befördert werden können, also nur in linearer Richtung. Im Zuge der weitergehenden Automatisierung von Behandlungsmaschinen, wie beispielsweise Montage- und/oder Fertigungsautomaten, werden Transportsysteme benötigt, die dem gegenüber eine weitergehend flexiblere und vielseitigere Zuführung bzw. Anförderung der Gegenstände ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Transportsystem aufzuzeigen, welches die Nachteile im Stand der Technik vermeidet und insbesondere eine im Vergleich zum Stand der Technik flexiblere und vielseitigere Zuführung bzw. Anförderung der Gegenstände entlang der Transportstrecke ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transportelement entsprechend dem Anspruch 1 ausgebildet. Eine Behandlungsmaschine ist Gegenstand des Anspruchs 19. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Transportsystem zur Beförderung von Gegenständen entlang einer Transportstrecke, umfassend wenigstens ein Transportelement, welches aus einer Vielzahl von über Kettengelenke gelenkig miteinander zu einer geschlossenen Schleife verbundenen Kettengliedern besteht und über wenigstens ein Kettenrad in zumindest einer Transportrichtung umlaufend getaktet oder kontinuierlich antreibbar ist, wobei die Kettenglieder jeweils als Transportpaletten ausgebildet sind.
An dem wenigstens einen Kettenrad sind in einem vorgegebenen Teilungswinkel Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche vorgesehen, in die an den Kettengelenken der Transportpaletten ausgebildete Führungs- und Lagereinrichtungen bei umlaufendem Kettenrad auf jeweils zumindest einem Teilkreis eingreifen, auf dem die Transportpaletten zwischen einem Transportpaletteneinlauf und einem Transportpalettenauslauf radial zu einer jeweiligen Achse des wenigstens einen Kettenrades geführt sind. Weiterhin sind Transportpalettenführungen zum linearen Führen der Führungs- und Lagereinrichtungen der Transportpaletten zwischen den mittels des wenigstens einen Kettenrades ausgebildeten radialen Umlenkungen zum Ausbilden einer geschlossenen Bewegungsbahn vorgesehen, wobei bezogen auf die Transportrichtung jeweils zwischen einem Transportpaletteneinlauf und der entsprechenden linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen und zwischen einem Transportpalettenauslauf und der entsprechenden linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen jeweils eine Ausgleichskurve für einen Polygonausgleich vorgesehen ist, entlang der die Führungs- und Lagereinrichtungen der Transportpaletten zum Polygonausgleich geführt sind.
Erfindungsgemäß weist das Transportsystem zumindest einen mit den Transportpaletten in Transportrichtung mitbewegten Werkstückträger mit wenigstens einem um eine Drehachse drehbaren Trägerkörper zum Aufnehmen und/oder Halten der Gegenstände auf, wobei der Werkstückträger an einer der Transportpaletten angeordnet ist, und wobei das Transportsystem wenigstens eine Wendeeinheit für den zumindest einen Werkstückträger aufweist, die dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper während der Förderung des Werkstückträgers in und/oder entgegen der Transportrichtung drehwinkelgeführt mit einer Drehbewegung um die Drehachse zu beaufschlagen. Beispielsweise kann es sich bei der Beaufschlagung der Drehbewegung während der Förderung des Werkstückträgers um eine Bewegungsphase eines Arbeitstaktes einer getakteten Bewegung handeln. Vorteilhaft ist der Trägerkörper plattenförmig und insbesondere als rotationssymmetrischer Körper, beispielsweise kreisscheibenförmig oder kreisringförmig ausgebildet. Ferner vorteilhaft ist der Trägerkörper aus einem Vollmaterial hergestellt. Somit wird ein Transportsystem bereitgestellt, das zwischen dem jeweiligen Transportpalettenauslauf und dem entsprechenden Transportpaletteneinlauf auf der geradlinigen Bewegungsbahn mittels der Transportpalettenführungen linear und hochpräzise geführt ist und gleichzeitig mittels der Wendeeinheit ein an dem Werkstückträger gehandhabter Gegenstand mit einer Drehbewegung beaufschlagt werden kann. Indem diese Drehbewegung des Trägerkörpers mittels der Wendeeinheit drehwinkelgeführt erfolgt, ist auch die Drehbewegung des Trägerkörpers des Werkstückträgers hochpräzise und exakt vorgegebenen. Ferner kann durch die erfindungsgemäß ausgebildete Ausgestaltung der Wendeeinheit die Drehbewegung des Trägerkörpers während der Förderung des Gegenstandes entlang der Transportstrecke in oder entgegen der Transportrichtung erfolgen. In anderen Worten kann also eine der linearen Bewegung des Gegenstandes überlagerte Drehbewegung auf den Gegenstand eingeleitet werden, der Gegenstand also gleichzeitig linear bzw. geradlinig bewegt und dabei zusätzlich gedreht werden. Dies verkürzt die Taktzeiten einer Handhabung des Gegenstandes, da die Zeit während des linearen Bewegens des Gegenstandes bereits genutzt wird, um den Gegenstand auch gleichzeitig zu Drehen und somit in die gewünschte Position zu bewegen. Das erfindungsgemäße Transportsystem ist weiterhin hochpräzise in der Beförderung der Gegenstände, jedoch deutlich flexibler und vielseitiger in der Zuführung bzw. Anförderung der Gegenstände entlang der Transportstrecke, als die aus dem Stand der Technik bekannten Transportsysteme, da die Gegenstände mit zwei unterschiedlichen Bewegungskomponenten, nämlich der linearen Förderung und einer Drehung, beaufschlagt werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit zumindest ein ortsfestes Antriebselement und ein von dem Antriebselement um die Drehachse kurvengesteuert angetriebenes Abtriebselement aufweist, wobei das Abtriebselement kraftschlüssig mit dem Trägerkörper verbunden ist, so dass letztlich eine Antriebsbewegung auf den Trägerkörper in Form einer Drehbewegung um vorzugsweise 90° oder 180° Grad um die Drehachse übertragbar ist. Insbesondere weist das Antriebselement zum kurvengesteuerten Antrieb des Abtriebselements zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Steuerkurven als Steuerkulisse auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebselement der Wendeeinheit und dem Trägerköper über ein in einem Grundkörper des Werkstückträgers drehbar gelagert aufgenommenes und insbesondere wellenförmig ausgebildetes Verbindungselement hergestellt ist, wobei das Verbindungselement an einem freien Ende kraftschlüssig mit dem Trägerköper und an einem anderen freien Ende kraftschlüssig mit dem Abtriebselement verbunden ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das in dem Grundkörper um die Drehachse gelagerte Verbindungselement des Werkstückträger auch die drehbare Lagerung des ebenfalls um die Drehachse drehbaren Abtriebselementes der Wendeeinheit übernimmt.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit dazu ausgebildet ist, mittels des ortsfestes Antriebselements in Abhängigkeit der linearen Position des Werkstückträgers während der Förderung des Werkstückträgers entlang der Transportstrecke in und/oder entgegen der Transportrichtung auf das rotierende Abtriebselement drehwinkelgeführt eine Drehbewegung um die Drehachse einzuleiten, die über das Verbindungselement an den Trägerkörper derart übertragen wird, dass der Trägerkörper ebenfalls um die Drehachse rotiert.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass entlang der Transportstrecke im Bereich der Transportpalettenführungen mehrere Antriebselemente vorgesehen sind, wobei die mehreren Antriebselemente entlang der Transportrecke beabstandet zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit dazu ausgebildet ist, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse kurvengesteuert zu erzeugen, wobei das Antriebselement als Steuerkulisse ausgebildet ist und zwei parallel sowie beabstandet zueinander verlaufende Steuerkurven aufweist und das Abtriebselement zwei kreisringförmige Scheiben aufweist, an deren jeweiliger Deckfläche jeweils zwei in einem Winkelversatz von vorzugsweise 180° Grad zueinander vorgesehene Rollen drehbar gelagert angeordnet sind, die sich durch Förderung des Werkstückträgers in und/oder entgegen der Transportrichtung derart kontaktschlüssig an der entsprechenden Steuerkurve entlangrollen, dass eine Drehbewegung um die Drehachse auf den Trägerkörper eingeleitet wird.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit dazu ausgebildet, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse mittels eines Zahnstangengetriebes zu erzeugen, wobei das Antriebselement als Zahnstange und das Abtriebselement als mit dem Trägerkörper kraftschlüssig verbundenes Zahnrad ausgebildet ist, das sich durch Förderung des Werkstückträgers in und/oder entgegen der Transportrichtung in Verzahnungseingriff mit der Zahnstange befindet und entlang der Zahnstange entlangrollt, so dass eine Drehbewegung um die Drehachse auf den Trägerkörper eingeleitet wird.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit eine elektrische Antriebseinrichtung für das Abtriebselement aufweist, wobei die Wendeeinheit mittels der elektrischen Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper des Werkstückträgers zusätzlich im Stillstand der Transportpaletten mit einer Drehbewegung um die Drehachse zu beaufschlagen.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Abtriebselement ein Aufnahmeelement mit einer von der Kreisform abweichenden Öffnung aufweist, wobei die Öffnung in Wirkeingriff mit der Antriebseinrichtung bringbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere einen Torquemotor, aufweist, der direkt oder indirekt eine Antriebswelle antreibt, wobei die Antriebswelle in ihrer Außengeometrie an die Geometrie der Öffnung derart angepasst ist, dass die Antriebswelle kraft- und/oder formschlüssig in der Öffnung aufnehmbar ist und somit eine von der Antriebseinrichtung erzeugte rotierende Antriebsbewegung auf den Trägerköper übertragbar ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Antriebsmotor selbst die Antriebswelle aufweisen und damit das Abtriebselement antreiben. Es wird somit ein getriebeloser Direktantrieb der Abtriebswelle bereitgestellt. In einer Alternativen kann die Antriebseinrichtung ein Kurvengetriebe, insbesondere ein 360° Grad Kurvengetriebe, sowie zusätzlich einen Antriebsmotor aufweisen, wobei der Antriebsmotor das Kurvengetriebe antreibt, und das Kurvengetriebe dann die Antriebswelle aufweist, die in ihrer Außengeometrie an die Geometrie der Öffnung angepasst ist. Gemäß dieser Ausführungsvariante kann also eine Untersetzung der von dem Antriebsmotor erzeugten Antriebsbewegung unter Zwischenschaltung des Kurvengetriebes erfolgen. Der Antriebsmotor treibt die Antriebswelle des Kurvengetriebes also indirekt unter Zwischenschaltung des Kurvengetriebes an.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Transportsystem eine Stellvorrichtung aufweist, und dass die Antriebseinrichtung derart über die Stellvorrichtung an dem Maschinenrahmen angeordnet ist, dass die Antriebseinrichtung mittels der Stellvorrichtung gesteuert und/oder geregelt quer zur Transportrichtung sowie in und/oder entgegen der Längsrichtung der Drehachse verschiebbar ausgebildet ist, so dass die Antriebwelle in die Öffnung des Aufnahmeelements einschiebbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Antriebeinrichtung mittels der Stellvorrichtung gesteuert und/oder geregelt zwischen einer Eingriffsposition und einer Freigabeposition verschiebbar ausgebildet ist, wobei die Antriebwelle in der Eingriffsposition mit der Öffnung des Aufnahmeelements in Wirkeingriff steht, während die Antriebswelle in der Freigabeposition außer Wirkeingriff mit der Öffnung des Aufnahmeelements ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Werkstückträger zumindest eine Arretiereinrichtung aufweist, mittels der der Trägerkörper des Werkstückträgers verdrehsicher gegen eine Verdrehung um die Drehachse arretierbar ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Arretiereinrichtung ein in der Freigabeposition federvorgespanntes Bolzenelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei Überfahren der Indexöffnung durch Entspannung der Feder in die Rastposition mit der Indexöffnung zur Arretierung des Trägerkörpers zu gelangen und bei Überschreitung eines auf den Trägerkörper einwirkenden Drehmoment wieder eigenständig in die Freigabeposition vorgespannt wird, in der das Bolzenelement aus der Indexöffnung frei kommt.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Arretiereinrichtung wenigstens ein Bolzenelement aufweist und zum Verfahren des Bolzenelementes eine gesteuert und/oder geregelt betreibbare Arbeitszylindereinrichtung umfasst, die wenigstens einen in einem Zylinder verfahrbar aufgenommenen Kolben aufweist, der kraftschlüssig mit dem Bolzenelement zusammenwirkt.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Bolzenelement der Arretiereinrichtung als gesteuerter- und/oder geregelter Indexstift ausgebildet ist, der in einer Rastposition zur Arretierung des Trägerkörpers zumindest teilweise in eine korrespondierende Indexöffnung des Trägerköpers eingefahren und/oder aus der entsprechenden Indexöffnung vollständig für eine Freigabeposition ausgefahren werden kann.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper mehrere radial um die Drehachse verteilte Indexöffnungen aufweist, die bevorzugt in gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen zueinander um die Drehachse verteilt vorgesehen sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichskurven zumindest abschnittweise als Klothoide oder im Wesentlichen als Klothoide ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichskurven in Transportrichtung gesehen jeweils vollständig als Klothoide zwischen dem entsprechenden Transportpaletteneinlauf und einem zugehörigen Transportpalettenauslauf der linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen und zwischen dem Transportpalettenauslauf und einem zugehörigen Transportpaletteneinlauf der linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen erstrecken.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichskurven jeweils über einen Winkelbereich erstrecken, welcher frei gewählt werden kann, wobei das Intervall in welchem dieser frei gewählt werden kann vom Teilungswinkels der Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereiche abhängig ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Teilungswinkel der Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereiche zwischen 15° Grad und 45° Grad, vorzugsweise 15° Grad oder 45° Grad beträgt, so dass das entsprechende Kettenrad zwischen 8-teilig und 24-teilig, vorzugsweise 8-teilig oder 24-teilig, ausgebildet ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass zumindest eine Ausgleichskurve einteilig, insbesondere einstückig, mit dem Teilkreis ausgebildet ist, auf dem die Transportpaletten zwischen dem Transportpaletteneinlauf und dem Transportpalettenauslauf radial zu einer jeweiligen Achse geführt sind, indem die zumindest eine Ausgleichskurve und der Teilkreis als einteilige Umlenkeinrichtung, insbesondere in Form einer Umlenkkurve, ausgebildet sind.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Fördergeschwindigkeit des Transportelementes im kontinuierlichen Betrieb zwischen 2 m/s und 3 m/s, vorzugsweise im Wesentlichen 2,5 m/s, beträgt.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass bezogen auf die Transportrichtung die auf den Transportpalettenauslauf des jeweiligen Kettenrades und/oder Umlenkeinrichtung folgende Ausgleichskurve einen derartigen Verlauf aufweist, dass ein Abstand zwischen dieser Ausgleichskurve und dem Teilkreis in Drehrichtung des Kettenrades mit zunehmendem Winkelabstand von dem Transportpalettenauslauf einen klothoiden-förmigen Verlauf aufweist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass bezogen auf die Transportrichtung die dem Transportpaletteneinlauf des jeweiligen Kettenrades und/oder Umlenkeinrichtung vorausgehende Ausgleichskurve einen derartigen Verlauf aufweist, dass der Abstand zwischen dieser Ausgleichskurve und dem Teilkreis entgegen der Drehrichtung des Kettenrades mit zunehmendem Winkelabstand von dem Transportpaletteneinlauf einen klothoiden-förmigen Verlauf aufweist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Klothoidenform der zumindest einen Ausgleichskurve durch folgende Formeln und kartesische Koordinaten beschrieben ist, wobei γ der Winkel ist, unter dem die Klothoide in den Kreis übergeht, und R der Radius des Krümmungskreises am Ende der Klothoide, welcher im konkreten Anwendungsfall der Radius des Kettenrades ist. Dadurch ist die Klothoide, beginnend im Punkt (0,0) wie folgt mathematisch beschrieben $x = \int_{0}^{L} cos ({(f (s))}^{2}) d s$
$y = \int_{0}^{L} sin ({(f (s))}^{2}) d s$
wobei L die Länge der Klothoide und f(s) eine Funktion ist, die im Wesentlichen eine quadratische Funktion der Form s ↦ (as)² ist, wobei der Klothoidenparameter a sich aus γ und R gemäß folgender Formeln $Λ = γ \frac{π}{180 °} \cdot 2 R$
$a = \sqrt{\frac{1}{2 R \cdot Λ}}$
ergibt, und wobei der Winkel γ in Grad angegeben ist.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die quadratische Funktion s ↦ (as)² im Argument der Sinus- und Cosinus-Funktion in obiger Formel durch eine allgemeinere Funktion s ↦ f(s), welche im Wesentlichen ähnlich zu einer quadratischen Funktion ist, ersetzt wird.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Tangentenwinkel γ im Bereich zwischen 360/2n und 90-360/2n gewählt wird, wobei n die Teilung des Kettenrades ist, insbesondere zwischen 15° und 75° für n=24, besonders bevorzugt zu etwa 20°.
Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Transportpaletten zumindest abschnittsweise entlang der Transportstrecke beidseitig mittels einer ersten und zweiten Führungseinrichtung geführt sind, bei dem ein Kettengelenk jeweils eine zwischen der ersten und zweiten Führungseinrichtung verlaufende Gelenkachse aufweist, die an einem ersten freien Ende mit einer ersten Führungs- und Lagereinrichtung in der ersten Führungseinrichtung und an einem zweiten freien Ende mit einer zweiten Führungs- und Lagereinrichtung in der zweiten Führungseinrichtung geführt ist, wobei die erste und zweite Führungs- und Lagereinrichtung jeweils wenigstens ein erstes und zweites Rollenlager umfassen, die zwischen einer ersten und zweiten, einander gegenüberliegenden und parallel zur Gelenkachse verlaufenden Führungsfläche der jeweiligen Führungseinrichtung geführt sind, wobei das erste Rollenlager in einem ersten Anlageabschnitt der ersten Führungsfläche und das zweite Rollenlager in einem zweiten Anlageabschnitt der zweiten Führungsfläche anliegen und zueinander vorgespannt geführt sind, wobei der erste und zweite Anlageabschnitt entlang der Gelenkachse zueinander versetzt und einander gegenüberliegend sind. Besonders vorteilhaft wird durch das an gegenüberliegenden Seiten entlang der Achse versetzte Verspannen des jeweiligen ersten und zweiten Rollenlagers der ersten und zweiten Führungseinrichtung zueinander eine hochpräzise und nahezu toleranzfreie Führung der entsprechenden Transportpalette in Transportrichtung erreicht.
c die beiden freien Enden der Gelenkachse in der ersten und zweiten Führungseinrichtung in zwei gegenüberliegend und parallel zur Transportrichtung orientierte Führungsebenen geführt sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das erste und zweite Rollenlager der ersten Führungs- und Lagereinrichtung um die Gelenkachse drehbar und unmittelbar benachbart an dieser im Bereich des ersten freien Endes vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das erste und zweite Rollenlager der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung um die Gelenkachse drehbar und unmittelbar benachbart an dieser im Bereich des zweiten freien Endes vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das erste Rollenlager der ersten Führungs- und Lagereinrichtung an dem ersten Anlageabschnitt der ersten Führungsfläche anliegend gegen das an dem zweiten Anlageabschnitt der zweiten Führungsfläche anliegende zweite Rollenlager in der ersten Führungseinrichtung vorgespannt geführt ist und das erste Rollenlager der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung an dem ersten Anlageabschnitt der ersten Führungsfläche anliegend gegen das an dem zweiten Anlageabschnitt der zweiten Führungsfläche anliegende zweite Rollenlager in der zweiten Führungseinrichtung vorgespannt geführt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das erste und zweite Rollenlager der ersten Führungs- und Lagereinrichtung vorgespannt gegenüber dem ersten und zweiten Rollenlager der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung geführt sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Klothoide der jeweiligen Ausgleichkurve derart eingestellt ist, dass die Transportpaletten in dem entsprechenden geradlinigen Abschnitt einen Gleichlauf mit dem zumindest einem Kettenrad ausbilden, so dass die Fördergeschwindigkeit der Transportpaletten in dem geradlinigen Abschnitt proportional zur Winkelgeschwindigkeit des zumindest einen Kettenrades ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Transportpaletteneinlauf des Abschnittes sowie der Transportpalettenauslauf des Abschnittes gegenüber einer die Achse einschließenden horizontalen Ebene in Richtung einer Mittelebene versetzt ist und sich die entsprechende Ausgleichskurve bis an den in Richtung der Mittelebene versetzten Transportpaletteneinlauf und Transportpalettenauslauf erstreckt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Transportpalettenauslauf des Abschnittes sowie der Transportpaletteneinlauf des Abschnittes gegenüber einer die Achse einschließenden horizontalen Ebene in Richtung einer Mittelebene versetzt ist und sich die entsprechende Ausgleichskurve bis an den in Richtung der Mittelebene versetzten Transportpaletteneinlauf und Transportpalettenauslauf erstreckt.
„Teilkreis des Kettenrades“ bedeutet im Sinne der Erfindung diejenige Kreisbahn um die Achse des Kettenrades, auf der sich die Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche bewegen, in die die Führungs- und Lagereinrichtungen des kettenartigen Transportelementes eingreifen und die beispielsweise von am Umfang des Kettenrades offenen Ausnehmungen zwischen Kettenradzähnen gebildet sind.
„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 mehreren zeitlich aufeinander folgenden Arbeitsschritten an jeweils einer und/oder an unterschiedlichen Arbeitspositionen oder - stationen.
„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.
„Transportpaletteneinlauf des Kettenrades“ ist im Sinne der Erfindung diejenige Winkelstellung der kreisförmigen Bewegungsbahn oder des Teilkreises der Mitnahmebereiche des Kettenrades, an der (Winkelstellung) die Führungs- und Lagereinrichtungen des kettenartigen Transportelementes erstmals vollständig in jeweils einem Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereich des Kettenrades aufgenommen sind bzw. erstmals mit einem Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereich vollständig formschlüssig in Eingriff kommen.
„Transportpalettenauslauf des Kettenrades“ ist im Sinne der Erfindung derjenige Punkt der kreisförmigen Bewegungsbahn der Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche des Kettenrades, an dem sich die Führungs- und Lagereinrichtungen des kettenartigen Transportelementes jeweils wieder aus den Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereichen herausbewegen.
„Polygonausgleich“ bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere auch einen Ausgleich oder eine Kompensation der durch den Polygoneffekt an den Kettenrädern 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 Abschnitten der linearen Führung des Transportsystems konstant oder im Wesentlichen konstant ist, an denen auch Arbeitspositionen oder -stationen vorgesehen sind.
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.
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 einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

1a in vereinfachter perspektivischer Darstellung das Transportelement gemäß der Erfindung zur Verwendung bei einer Montage- und/oder Fertigungsmaschine;
1b in teilweise dargestellter Seitenansicht der Bereich des vorderen Kettenrades des erfindungsgemäßen Transportsystems gemäß 1a;
1c in teilweise dargestellter Seitenansicht der Bereich des hinteren Kettenrades des erfindungsgemäßen Transportsystems gemäß 1a;
2 und 3 jeweils in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht das Transportelement der 1;
4 in perspektivischer Darstellung zwei gelenkig miteinander verbundene Transportpaletten des Transportsystems;
5 einen Vertikalschnitt des Transportsystems auf einer Teillänge zwischen den Kettenrädern des Transportsystems;
6 in einer Perspektivansicht einen Bereich des Transportsystems mit einer Ausführungsvariante einer Wendeeinheit für den Werkstückträger;
7 in einer Perspektivansicht und freigestellt eine Ausführungsvariante einer Wendeeinheit mit Abtriebselement;
8 in einer Perspektivansicht und freigestellt eine Ausführungsvariante eines Antriebselementes für eine Wendeeinheit; und
9 in einer Perspektivansicht und freigestellt eine Ausführungsvariante eine Antriebseinrichtung für eine Wendeeinheit.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
Zudem sind zum besseren Verständnis in den Figuren jeweils senkrecht zueinander verlaufende Koordinaten- oder Raumachsen X, Y und Z angegeben, von denen bei der dargestellten Ausführungsform die X-Achse und Y-Achse eine horizontale oder im Wesentlichen horizontale XY-Ebene definieren und von denen die Z-Achse senkrecht zu dieser XY-Ebene orientiert ist.
In den Figuren ist mit 1 ein Transportsystem zur Beförderung von Gegenständen G entlang einer Transportstrecke TS bezeichnet. Das Transportsystem 1 umfasst wenigstens ein scharnierband- oder kettenartiges Transportelement 2 (Kettenstrang) mit einer Vielzahl von Transportpaletten 3, die über Kettengelenke 20 kettengliederartig und gelenkig miteinander verbunden sind, und zwar zu dem eine geschlossene Schlaufe bildenden Transportelement 2, welches über beispielsweise zwei in horizontaler Richtung, d.h. in Richtung der X-Achse voneinander beabstandeten Kettenrädern 4 und 5 geführt ist, wie dies in den 1a und 2 nähergehend dargestellt ist.
Vorteilhaft ist wenigstens eines der beiden Kettenrädern 4 und 5, vorzugsweise beide Kettenräder 4 und 5 unmittelbar, d.h. getriebelos durch jeweils einen Elektromotor 6, bevorzugt durch einen Torquemotor, in zumindest einer Transportrichtung A umlaufend antreibbar. Die beiden Kettenräder 4 und 5 sind mit ihren Achsen 4.1 bzw. 5.1 in horizontalen Richtung oder im Wesentlichen in horizontaler Richtung, d.h. parallel zur Z-Achse orientiert. Ferner weist das Transportsystem 1 einen Maschinenrahmen bzw. ein Maschinengestell 7 auf, an dem sämtliche Bauteile und Baugruppen des Transportsystems 1 angeordnet und aufgenommen sind und mittels dem das Transportsystem auf einer Bodeneben aufsteht.
Die von dem Transportelement 2 gebildete Schlaufe ist somit in einer horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Ebene, d.h. in der XY-Ebene angeordnet. Außerhalb zumindest des Kettenrades 4, also in dem Transportabschnitt der Transportstrecke TS, in dem die Transportpaletten 3 nicht in Eingriff mit dem Kettenrad 4 stehen, sind die Transportpaletten 3 jeweils beidseitig mittels den an dem Maschinenrahmen 7 vorgesehenen Transportpalettenführungen 30, 31, insbesondere einer ersten und zweiten Transportpalettenführung 30, 31, geführt.
In der Ausführungsvariante der 1a bis c erstrecken sich die an dem Maschinenrahmen angeordneten Transportpalettenführungen 30, 31 zumindest zwischen dem ersten und zweiten Kettenrad 4 und 5 und führen das Transportelement 2, insbesondere die einzelnen Transportpaletten 3 des Transportelementes 2, zumindest in diesem Transportabschnitt entlang der Transportstrecke TS - also in dem Transportabschnitt der Transportstrecke TS, in dem die Transportpaletten 3 außer Eingriff mit dem ersten und zweiten Kettenrad 4 bzw. 5 stehen. Die einzelnen Transportpaletten 3 sind somit zumindest abschnittsweise entlang der Transportstrecke TS beidseitig mittels der ersten und zweiten Führungseinrichtung 30 und 31 geführt.
Die von dem Transportelement 2 gebildete Schlaufe ist dabei in der Ausführungsvariante der 1a bis c in einer vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen Ebene, d.h. in der XY-Ebene angeordnet. Die räumliche Ausrichtung der von dem Transportelement 2 gebildeten Schlaufe ist dabei auf keine der beispielhaft gezeigten Ausführungsvarianten festgelegt. Vielmehr ist das Transportelement 2 in jeder beliebigen Ausrichtung im dreidimensionalen Raum anordenbar.
Ferner weist das Transportsystem 1 zumindest einen mit den Transportpaletten 3 in Transportrichtung A mitbewegten Werkstückträger W mit wenigstens einem um eine Drehachse DA drehbaren Trägerkörper 40 zum Aufnehmen und/oder Halten der Gegenstände G auf. Mehr im Detail kann der zumindest eine Werkstückträger W an der Oberseite 3.1 einer der Transportpaletten 3 angeordnet sein. Der Werkstückträger W, insbesondere des Trägerkörper 40 ist zum für die Aufnahme und/oder Halterung von Gegenständen G, wie z.B. Werkstücke oder andere Produkte, ausgebildet, die somit mit dem umlaufenden Transportelement 2 in Transportrichtung A bewegt werden können. Die Gegenstände G können fest, jedoch lösbar, an dem Trägerkörper 40 angeordnet sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform der 2 sind die beiden Kettenräder 4 und 5 identisch ausgebildet, und zwar jeweils als achtteilige Kettenräder, so dass sie jeweils acht Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche oder Aufnahmen 8 aufweisen, die als Mitnehmerbereiche für die Kettenglieder des Transportelementes 2 wirken und in vorzugsweise gleichmäßigen Winkelabständen, also Teilungswinkel TW auf einer Kreisbahn oder Teilungskreis 8.1 um die Achse 4.1 bzw. 5.1 des betreffenden Kettenrades 4 bzw. 5 umlaufen. Die Ausführungsvariante der 1a bis 1c weist dabei ein 24-teiliges Kettenrad 4 auf, bei dem die Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche oder Aufnahmen 8 in einem Teilungswinkel von 15° Grad benachbart zueinander vorgesehen sind.
Die zum Umfang des jeweiligen Kettenrades 4 bzw. 5 hin offenen taschenartigen Ausnehmungen 8 bilden zwischen sich jeweils einen „Kettenradzahn“ und besitzen den Teilungswinkel TW der der Kettengliedlänge KL der Kettenglieder des Transportelementes 2 entspricht, d.h. die Länge des Kettengliedes jeder Transportpalette bzw. des Achsabstandes zwischen zwei in Transportrichtung A aufeinander folgenden Gelenkachsen GAS ist Länge der Basisseite eines gleichschenkligen Dreiecks mit Scheitelwinkel TW und Scheitellänge R, wobei R der Radius des Kettenrades, d.h. der Abstand des Mittelpunkts des Kettenrades zum Mittelpunkt der Rollenlager bzw. der Gelenkachsen GAS ist. Vorzugsweise stellt sich bei identisch ausgebildeten Kettenrädern 4, 5 mit jeweils acht Kettenrad- Eingriffs oder Mitnahmebereiche 8 in der Ausführungsvariante der 2 zwischen entsprechend benachbart vorgesehenen Eingriffs- oder Mitnahmebereiche 8 ein Teilungswinkel TW von 45° Grad und in der Ausführungsvariante der 1a bis 1c von eben 15° Grad ein.
Die Eingriff- oder Mitnahmebereiche 8 der Kettenräder 4, 5 greifen dabei drehpositionsabhängig in eine an den jeweiligen Gelenkachsen GAS ausgebildete erste und zweite Führungs- und Lagereinrichtung 32, 33 ein, die vorzugsweise an den jeweiligen freien Enden GAS1, GAS2 einer Gelenkachse GAS des Kettengelenkes 20 der jeweiligen Transportpaletten 3 vorgesehenen sind. In anderen Worten greifen also die ersten und zweiten Führungs- und Lagereinrichtungen 32, 33, die an den freien Enden der jeweiligen Gelenkachsen GAS des Kettengelenkes 4 vorgesehen sind, drehpositionsabhängig formschlüssig in die Eingriff- oder Mitnahmebereiche 8 der beiden Kettenräder 4 und 5 ein, so dass mittels des wenigstens einen angetrieben Kettenrades 4 eine Antriebsbewegung in Transportrichtung A auf das Transportelement 2 übertragbar ist. Dabei kann die jeweilige Gelenkachse GAS des entsprechenden Kettengelenkes 20 als einteilige insbesondere einstückige Gelenkstange ausgebildet sein, die sich zwischen ihrem ersten und zweiten freien Ende GAS1, GAS2 derart erstreckt, dass das Kettengelenk 20 jeweils eine zwischen der ersten und zweiten Führungseinrichtung 30, 31 verlaufende Gelenkachse GAS aufweist. Die Gelenkachse GAS bildet dabei einen Gelenkbolzen des Kettengelenkes 20 zwischen zwei benachbarten Transportpaletten 3 aus.
Bei eingeschaltetem Antrieb 6 bewegen sich die Transportpaletten 3 somit in Transportrichtung A auf einer in den Figuren allgemein mit 10 bezeichneten, der geschlossenen Schlaufe des Transportelementes 2 entsprechenden Bewegungsbahn, die zunächst zwei kreisbogenförmige Abschnitte 11 und 12 aufweist, von denen der Abschnitt 11 zwischen dem Transportpaletteneinlauf 11.1 und dem Transportpalettenauslauf 11.2 des Kettenrades 11 und der Abschnitt 12 zwischen dem Transportpaletteneinlauf 12.1 und dem Transportpalettenauslauf 12.2 des Kettenrades 5 gebildet ist. Dies ist in 3 abstrakt für unterschiedliche Kettenradteilungen, ob 8-teiliges oder 24-teiliges Kettenrad 4, 5, dargestellt.
Wie ebenfalls insbesondere in 3 gezeigt, umfasst die Bewegungsbahn 10 weiterhin zwei geradlinige Abschnitte 13 und 14, die sich jeweils in der X-Achse zwischen den beiden Kettenrädern 4 und 5 bzw. dem Kettenrad 4 und der Umlenkeinrichtung U erstrecken, aber in Richtung der Y-Achse einen Abstand voneinander aufweisen, der insbesondere größer ist als der doppelte Radius des Teilkreises 8.1, d.h. jeder Abschnitt 13 und 14 besitzt in Richtung der Y-Achse von einer die Achsen 4.1 und 5.1 einschließenden XZ-Ebene bzw. Mittelebene EM1 einen Abstand, der um den Versatz d größer ist als der Radius des jeweiligen Teilkreises 8.1. Außerdem können die Ausgleichskurven 24, 24a so realisiert sein, dass diese schon, im Sinne der Bewegungsrichtung in 3, deutlich vor dem Schnittpunkt der Ebene E4 bzw. E5 und dem jeweiligen geradlinigen Abschnitt 13, 14 beginnen. In anderen Worten kann die Länge der geradlinigen Abschnitte 13, 14 kürzer sein als der Abstand der Mittelpunkte der beiden Kettenräder.
Der Transportpaletteneinlauf 13.1 des Abschnittes 13 sowie der Transportpalettenauslauf 14.2 des Abschnittes 14 befinden sich gegenüber einer die Achse 4.1 einschließenden horizontalen YZ-Ebene, die mit E4 bezeichnet ist, in Richtung einer Mittelebene EM2 versetzt Analog finden sich der Transportpalettenauslauf 13.2 des Abschnittes 13 und der Transportpaletteneinlauf 14.1 des Abschnittes 14 gegenüber einer die Achse 5.1 einschließenden YZ-Ebene, die mit E5 bezeichnet ist, ebenfalls in Richtung der Mittelebne EM2 versetzt. Im Bereich dieser die Achse 4.1 bzw. 5.1 einschließenden Ebenen E4 und E5 besteht auch der Versatz d.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Transportpaletteneinlauf 13.1 des Abschnittes 13 sowie der Transportpalettenauslauf 14.2 des Abschnittes 14 gegenüber einer die Achse 4.1 einschließenden horizontalen Ebene E4 in Richtung einer Mittelebene EM2 versetzt ist und sich die entsprechende Ausgleichskurve 24, 24a bis an den in Richtung der Mittelebene EM2 versetzten Transportpaletteneinlauf 13.1 und Transportpalettenauslauf 14.2 erstreckt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Transportpalettenauslauf 13.2 des Abschnittes 14 sowie der Transportpaletteneinlauf 14.1 des Abschnittes 14 gegenüber einer die Achse 5.1 einschließenden horizontalen Ebene E5 in Richtung einer Mittelebene EM2 versetzt ist und sich die entsprechende Ausgleichskurve 24, 24a bis an den in Richtung der Mittelebene EM2 versetzten Transportpaletteneinlauf 14.1 und Transportpalettenauslauf 13.2 erstreckt.
Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Klothoide der jeweiligen Ausgleichkurve 24, 24a derart eingestellt ist, dass die Transportpaletten 3 in dem entsprechenden geradlinigen Abschnitt 13, 14 einen Gleichlauf mit dem zumindest einem Kettenrad 4, 5 ausbilden, so dass die Fördergeschwindigkeit der Transportpaletten 3 in den Abschnitt 13, 14 proportional zur Winkelgeschwindigkeit des zumindest einen Kettenrades 4, 5 ausgebildet ist.
Die einzelnen Transportpaletten 3 sind mithin zumindest in dem jeweils geradlinigen Abschnitt 13, 14 entlang der Transportstrecke TS beidseitig mittels der ersten und zweiten Transportpalettenführung 30 und 31 geführt.
Transportpaletteneinlauf 11.1 bzw. 12.1 und Transportpalettenauslauf 11.2 bzw. 12.2 bedeutet dabei diejenige Winkelposition der Drehbewegung des betreffenden Kettenrades 4 bzw. 5, an der die jeweilige Transportpalette 3 von dem Kettenrad 4 bzw. 5 voll formschlüssig erfasst bzw. von dem Formschluss mit dem Kettenrad 4 bzw. 5 wieder frei kommt.
Bezogen auf den Teilungswinkel TW eines beispielsweise achteiligen Kettenrades 4, 5 von dann 45° Grad, liegt der jeweilige Transportpaletteneinlauf 11.1, 12.1 um einen Winkelbereich α, β von mindestens TW/2 versetzt in jeweiliger Drehrichtung B, C des entsprechenden Kettenrades 4, 5, also um einen Winkelbereich α, β, der größer als der halbe Teilwinkel TW ist.
Die Bewegungsbahn 10 umfasst weiterhin Abschnitte 15 - 18, von denen sich der Abschnitt 15 zwischen dem Transportpalettenauslauf 11.2 und dem Transportpaletteneinlauf 13.1, der Abschnitt 16 zwischen dem Transportpalettenauslauf 13.2 und dem Transportpaletteneinlauf 12.1, der Abschnitt 17 zwischen dem Transportpalettenauslauf 12.2 und dem Transportpaletteneinlauf 14.1 und der Abschnitt 18 zwischen dem Transportpalettenauslauf 14.2 und dem Transportpaletteneinlauf 11.1 erstrecken. Mithin erstrecken sich die Abschnitte 15 -18 jeweils über den Winkelbereich α, β von beispielsweise 22,5° Grad oder mehr. Darüber hinaus können sich die Ausgleichskurven 24, 24a auch noch über die Ebenen E4 und E5 hinaus erstrecken.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichskurven 24, 24a jeweils über einen Winkelbereich α, β erstrecken, welcher frei gewählt werden kann, wobei das Intervall in welchem dieser frei gewählt werden kann vom Teilungswinkels TW der Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereiche 8 abhängig ist.
Der Winkelbereich α, β kann dabei beliebig gewählt werden. Er sollte mindestens dem halben Teilungswinkel TW entsprechen, und sollte maximal 90°-TW/2 sein. Insbesondere ist der Winkel, über den sich die Klothoide oder die im Wesentlichen klothoidenförmige Kurve erstreckt keine Funktion des Teilungswinkels TW, d.h. es gibt keinen funktionalen Zusammenhang zwischen beiden Winkeln.
Die Abschnitte 15-18 sind zumindest hinsichtlich der horizontalen Führung (in der XY-Ebene) oder der radialen Führung (bezogen auf die jeweilige Achs 4.1 und 5.1) der Transportpaletten 3 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise so gestaltet, dass beim Umlauf des kettenartigen Transportelementes 2 ein vollständiger Ausgleich des Polygoneffektes (Polygonausgleich) erreicht wird. Insbesondere ist jedem der Abschnitte 15 - 18 jeweils eine Ausgleichskurve 24, 24a zugeordnet, bzw. in dem jedem der Abschnitte 15 - 18 eine Ausgleichskurve 24, 24a in der nachstehend noch näher beschriebenen Art und Weise ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich die jeweilige Ausgleichskurve 24, 24a über den jeweiligen Abschnitt 15 - 18.
Die Abschnitte 15 und 17 sind hinsichtlich des Verlaufs der Transportpalettenführung 30, 31 für die Transportpaletten 3 grundsätzlich identisch ausgebildet und können über die Ebene E4 oder E5 hinaus reichen. Mehr im Detail sind aber der Abschnitt 16 und dessen Transportpalettenführung 30, 31 in Bezug auf die die Achsen 4.1 und 5.1 einschließende Mittelebene EM1 spiegelsymmetrisch zum Abschnitt 17 und dessen Transportpalettenführung 30, 31 ausgeführt. Ebenso sind der Abschnitt 18 und dessen Transportpalettenführung 30, 31 in Bezug auf die Mittelebene EM1 spiegelsymmetrisch zum Abschnitt 15 und dessen Transportpalettenführung 30, 31 ausgebildet.
Wie insbesondere in der 6 gezeigt, ist die jeweilige Gelenkachse GAS eines entsprechenden Kettengelenkes 20 dabei an einem ersten freien Ende GAS1 mit der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 in der ersten Transportpalettenführung 30 und an einem zweiten freien Ende GAS2 mit der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 in der zweiten Transportpalettenführung 31 geführt und zwar insbesondere in zwei gegenüberliegenden und parallel zur Transportrichtung A sowie damit vorzugsweise lotrecht zur Gelenkachse GAS orientierten Führungsebenen FE1, FE2. Mithin bildet die erste und zweite Transportpalettenführungen 30, 31 in der Ausführungsvariante der 6 damit eine horizontale Führung zumindest in dem jeweils geradlinigen Abschnitt 13, 14 entlang der Transportstrecke TS für die jeweilige Gelenkachse GAS aus.
Zudem umfassen die erste und zweite Führungs- und Lagereinrichtung 32, 33 hierfür jeweils wenigstens ein erstes und zweites Rollenlager 34...37, das beispielsweise als um die Gelenkachse GAS des entsprechenden Kettengelenks 20 drehbar gelagerte Laufrolle ausgebildet sein kann, und die zwischen einer ersten und zweiten, einander gegenüberliegenden und parallel zur Gelenkachse GAS verlaufenden Führungsfläche 30.1, 30.2 bzw. 31.1, 31.2 der jeweiligen ersten und zweiten Transportpalettenführung 30, 31 geführt sind.
Insbesondere sind dabei das erste und zweite Rollenlager 34, 35 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 zwischen den einander gegenüberliegenden und parallel zur Gelenkachse GAS verlaufenden Führungsflächen 30.1, 30.2 der ersten Transportpalettenführung 30 und das erste und zweite Rollenlager 36, 37 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 zwischen den einander gegenüberliegenden und parallel zur Gelenkachse GAS verlaufenden Führungsflächen 31.1, 31.2 der zweiten Transportpalettenführung 31 geführt. Somit ist das erste und zweite Rollenlager 34...37 der jeweiligen ersten und zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 32, 33 zwischen den jeweiligen Führungsfläche 30.1, 30.2 bzw. 31.1, 31.2 der entsprechenden ersten bzw. zweiten Transportpalettenführung 30, 31 parallel der Transportrichtung A geführt und damit insbesondere lotrecht der Führungsebenen FE1 und FE2.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das erste Rollenlager 34 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 im Bereich des ersten freien Endes GAS1 um die Gelenkachse GAS drehbar an dieser vorgesehen ist, während das zweite Rollenlager 35 auf der dem zweiten freien Ende GAS2 zugewandten Seite des ersten Rollenlagers 34 ebenfalls um die Gelenkachse GAS drehbar an dieser vorgesehen ist und zwar dem ersten Rollenlager 34 vorzugsweise unmittelbar benachbart anschließend, beispielsweise kontaktschlüssig anschließend. Bezogen auf die Längserstreckung der Gelenkachse GAS bildet das erste Rollenlager 34 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 ein erstes äußeres Rollenlager 34 und das zweite Rollenlager 35 ein zweites inneres Rollenlager 35 aus, das entlang der Gelenkachse GAS um näherungsweise die Breite des ersten äußeren Rollenlagers 34 in Richtung des zweiten freien Endes GAS2 versetzt an der Gelenkachse GAS unmittelbar benachbart dem ersten äußeren Rollenlager 34 vorgesehen ist.
Auf Grund des spiegelsymmetrischen Aufbaus ist das erste Rollenlager 36 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 im Bereich des zweiten freien Endes GAS2 um die Gelenkachse GAS drehbar vorgesehen, während das zweite Rollenlager 37 auf der dem ersten freien Ende GAS1 zugewandten Seite des ersten Rollenlagers 36 ebenfalls um die Gelenkachse GAS drehbar vorgesehen und zwar dem ersten Rollenlager 36 vorzugsweise unmittelbar benachbart anschließend, beispielsweise kontaktschlüssig anschließend. Bezogen auf die Längserstreckung der Gelenkachse GAS bildet damit das erste Rollenlager 36 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 ein erstes äußeres Rollenlager 36 und das zweite Rollenlager 37 ein zweites inneres Rollenlager 37 aus, das entlang der Gelenkachse GAS um näherungsweise die Breite des ersten äußeren Rollenlagers 36 in Richtung des ersten freien Endes GAS1 versetzt an der Gelenkachse GAS unmittelbar benachbart dem ersten äußeren Rollenlager 36 vorgesehen ist.
Dabei sind das jeweilige erste Rollenlager 34, 36 der ersten und zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 32, 33 in einem ersten Anlageabschnitt 30.11, 31.11 der jeweiligen ersten Führungsfläche 30.1, 31.1 und das zweite Rollenlager 35, 37 in einem jeweiligen zweiten Anlageabschnitt 30.21, 31.21 der jeweiligen zweiten Führungsfläche 30.2, 31.2 anliegend und zueinander vorgespannt geführt, wobei der jeweilige erste und zweite Anlageabschnitt 30.11 und 30.21 bzw. 31.11 und 31.21 entlang der Gelenkachse GAS zueinander versetzt und einander gegenüberliegend vorgesehen sind.
Vorteilhaft ist das erste Rollenlager 34 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 an dem ersten Anlageabschnitt 30.11 der ersten Führungsfläche 30.1 anliegend gegen das an dem zweiten Anlageabschnitt 30.21 der zweiten Führungsfläche 30.2 anliegende zweite Rollenlager 35 in der ersten Transportpalettenführung 30 vorgespannt geführt und das erste Rollenlager 36 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 an dem ersten Anlageabschnitt 31.11 der ersten Führungsfläche 31.1 anliegend gegen das an dem zweiten Anlageabschnitt 31.21 der zweiten Führungsfläche 31.2 anliegende zweite Rollenlager 37 in der zweiten Transportpalettenführung 31 vorgespannt geführt.
Ferner vorteilhaft ist das erste Rollenlager 34 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 an dem ersten Anlageabschnitt 30.11 der ersten Führungsfläche 30.1 anliegend und das an dem zweiten Anlageabschnitt 30.21 der zweiten Führungsfläche 30.2 anliegende zweite Rollenlager 35 in der ersten Transportpalettenführung 30 vorgespannt geführt gegenüber dem an dem ersten Anlageabschnitt 31.11 der ersten Führungsfläche 31.1 anliegenden ersten Rollenlager 36 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 und dem an dem zweiten Anlageabschnitt 31.21 der zweiten Führungsfläche 31.2 anliegend geführten zweiten Rollenlager 37 der zweiten Transportpalettenführung 31.
Durch die vorgespannte Führung der Gelenkachse GAS in der ersten und zweiten Transportpalettenführung 30, 31 wirken im Bereich der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 jeweils von dem ersten bzw. zweiten Anlageabschnitt 30.11, 30.21 der ersten Transportpalettenführung 30 lotrecht auf die Gelenkachse GAS gerichtete Vorspannkräfte, die somit entlang der Gelenkachse GAS versetzt und gegenüberliegend, also aufeinander zu gerichtet sind und damit ein Verspannen der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 entlang der Längserstreckung der Gelenkachse GAS in der ersten Führungseinrichtung 30 gegenüber der in der zweiten Transportpalettenführung 31 geführten zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 sicherstellen, während im Bereich der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 jeweils von dem ersten bzw. zweiten Anlageabschnitt 31.11, 31.21 der zweiten Transportpalettenführung 31 lotrecht auf die Gelenkachse GAS gerichtete Vorspannkräfte, die somit entlang der Gelenkachse GAS versetzt und gegenüberliegend, also aufeinander zu gerichtet sind und damit ein Verspannen zweiten ersten Führungs- und Lagereinrichtung 33 entlang der Längserstreckung der Gelenkachse GAS in der zweiten Transportpalettenführung 31 gegenüber der in der ersten Transportpalettenführung 30 geführten ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 sicherstellen.
Die erste Transportpalettenführung 30 bildet hierfür zwischen der ersten und zweiten Führungsfläche 30.1, 30.2 einen ersten Führungsraum FR1 aus, der im Bereich der ersten und zweiten Anlagefläche 30.11, 30.21 in den ersten Führungsraum FR1 zurückspringt, also in diesem Bereich gestuft ausgebildet ist, derart, dass die erste Führungsrolle 34 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 an der ersten Führungsfläche 30.1 im Bereich des in den ersten Führungsraum FR1 zurückspringenden ersten Anlageabschnitt 30.11 anliegt und die zweite Führungsrolle 35 an der zweiten Führungsfläche 30.2 im Bereich des in den ersten Führungsraum FR1 zurückspringenden zweiten Anlageabschnittes 30.21 anliegt, während die zweite Führungsrolle 35 der ersten Führungs- und Lagereinrichtung 32 an dem nicht in ersten den Führungsraum FR1 zurückspringenden Teilabschnitt von der ersten Führungsfläche 30.1 frei kommt, also insbesondere nicht anliegt und die erste Führungsrolle 34 von dem nicht in den ersten Führungsraum FR1 zurückspringenden Teilabschnitt der zweiten Führungsfläche 30.2 freikommt.
Zudem bildet auch die zweite Transportpalettenführung 31 zwischen der ersten und zweiten Führungsfläche 31.1, 31.2 einen zweiten Führungsraum FR2 aus, der im Bereich der ersten und zweiten Anlagefläche 31.11, 31.21 in den zweiten Führungsraum FR2 zurückspringt, also in diesem Bereich gestuft ausgebildet ist, derart, dass die erste Führungsrolle 36 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 an der ersten Führungsfläche 31.1 im Bereich des in den zweiten Führungsraum FR2 zurückspringenden ersten Anlageabschnitt 31.11 anliegt und die zweite Führungsrolle 37 an der zweiten Führungsfläche 31.2 im Bereich des in den zweiten Führungsraum FR2 zurückspringenden zweiten Anlageabschnittes 31.21 anliegt, während die zweite Führungsrolle 37 der zweiten Führungs- und Lagereinrichtung 33 an dem nicht in zweiten den Führungsraum FR2 zurückspringenden Teilabschnitt von der ersten Führungsfläche 31.1 frei kommt, also insbesondere nicht anliegt und die erste Führungsrolle 36 von dem nicht in den zweiten Führungsraum FR2 zurückspringenden Teilabschnitt der zweiten Führungsfläche 31.2 freikommt.
Wird das Transportelement 2 in Transportrichtung A gefördert, so drehen sich die ersten und zweiten Rollenlager 34...37 hierdurch jeweils gegensinnig zueinander um die durch die Gelenkachse GAS gebildete Drehachse. Dabei kann die Gelenkachse GAS über ein Haltemittel, beispielsweise eine Madenschraube, fest aber lösbar in einem Gelenkabschnitt 20.1 der jeweiligen Transportpalette 3 fixiert sein und an einer Drehung, also einer Rotation um die Längserstreckung der Gelenkachse GAS, gehindert werden. Die gegensinnige Drehung der jeweiligen ersten Rollenlager 34, 36 zu den jeweiligen zweiten Rollenlager 35, 37 entsteht durch die jeweils gestufte Ausbildung der entsprechenden ersten und zweiten Führungsräume FR1, FR2, so dass sich die ersten Rollenlager 34, 36 nur an dem ersten Anlageabschnitt, 30.11, 31.11 der jeweiligen ersten Führungsfläche 30.1, 31.1 und die zweiten Rollenlager 35, 37 nur an dem zweiten Anlagenabschnitt 30.21, 31.21 der jeweiligen zweiten Führungsfläche 30.2, 31.2 anliegend abrollen bzw. abwälzen.
Dabei zeigt die 5 eine Ausführungsvariante der Transportpaletten 3, bei der sich zwischen zwei benachbarten Gelenkachsen GAS an der der Oberseite 3.1 gegenüberliegenden Unterseite 3.2 zwei weitere drehbare Rollenlager 50, 51 an der entsprechenden Transportpalette 3 angeordnet befinden, die in der darstellten Ausführungsvariante zur vertikalen Führung der Transportpaletten 3 zwischen der ersten und zweiten Transportpalettenführung 30, 31 sowie einer zwischen den beiden Rollenlagern 50, 51 vorgesehenen weiteren Führungsschiene 52 geführt sind. Die Führungsschiene 52 kann dabei an der ersten und zweiten Transportpalettenführung 30, 31, insbesondere an deren Unterseite, die beispielsweise einen Führungseinrichtungsboden ausbildet, angeordnet, insbesondere verschraubt sein. Insbesondere liegen die beiden Rollenlagen 50,51 hierfür insbesondere an der sich parallel zur Transportrichtung A erstreckenden mittleren Führungsschiene 52 und wälzen bzw. rollen sich an dieser ab.
4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsvariante zweier freigestellter und gelenkig über ein Kettengelenk 20 miteinander verbundener Transportpaletten 3 des erfindungsgemäßen Transportsystems 1. Insbesondere weisen die Transportpaletten 3 dabei in ihrem jeweiligen Gelenkabschnitt 20.1 an ihren jeweiligen Oberseiten 3.1 einen elastischen Verbindungsabschnitt 53 auf, der den jeweiligen Gelenkabschnitt 20.1 zweier benachbarter Transportpaletten 3 elastisch überspannt. Insbesondere kann der Verbindungsabschnitt 53 elastisch vorgespannt an den jeweiligen Oberseiten 3.1 zweier benachbarter Transportpaletten 3 angeordnet, insbesondere angenietet, sein. Der Verbindungsabschnitt 53 kann aus einem elastischen natürlichen und/oder künstlichen Textilgewebe hergestellt sein.
An den Abschnitten 15 und 17 ist die erste und zweite Transportpalettenführung 30, 31 so ausgebildet, dass sich zumindest die ersten Rollenlager 34, 36 einer entsprechenden Gelenkachse GAS eines Kettengelenkes 20 auf einer Ausgleichskurve 24 bewegen bzw. an der Ausgleichskurve 24 geführt werden, die entsprechend den 7 und 8 mit zunehmendem Winkelbereich α (in Drehrichtung B bzw. C um die Achse 4.1 bzw. 5.1) vom Transportpalettenauslauf 11.2 bzw. 12.2 radial zur Achse 4.1 bzw. 5.1 einen gemäß einer Klothoidenkurve sich verändernden Abstand Δ von dem Teilkreis 8.1 aufweist. Insbesondere ist die verwendete Klothoide so parametrisiert, dass der Abstand zur Kreislinie des Kettenrades Δ während des Durchlaufens der Ausgleichskurve zunimmt und beim Übergang in den geradlinigen Abschnitt den Wert d aufweist. Dieser Wert ergibt sich aus den Parametern der Klothoiden oder im Wesentlichen klothoidenförmigen Kurve durch einen mathematischen funktionalen Zusammenhang. Dabei ist mit R der Radius des Teilkreises 8.1, d.h. der Achsabstand bezeichnet, der zwischen der Achse 4.1 bzw. 5.1 und der Gelenkachse GAS zwischen zwei Transportpaletten 3 besteht, wenn sich diese Gelenkachse GAS auf dem Abschnitt 11 bzw.12 der Umlauf- oder Bewegungsbahn 10 befindet. Mit r24 ist dort der radiale Abstand der Ausgleichskurve 24 von der Achse 4.1 bzw. 5.1 bezeichnet.
Bezogen auf jeweils eine Ebene, die die Winkelhalbierende der Drehbewegung des Kettenrades 4 bzw. 5 zwischen dem Transportpaletteneinlauf 11.1 und dem Transportpalettenauslauf 11.2 bzw. zwischen dem Transportpaletteneinlauf 12.1 und dem Transportpalettenauslauf 12.2 einschließt und die senkrecht zur XY-Ebene orientiert ist, ist der Verlauf der Ausgleichskurven 24a an den Abschnitten 16 und 18 beispielsweise spiegelsymmetrisch zu den Ausgleichskurven 24 ausgebildet. Insbesondere weisen die Ausgleichskurven 24, 24a jedoch denselben relativen Verlauf in Bezug auf den erzeugten Abstand Δ auf dem jeweiligen Winkelbereich α, β auf.
Weiterhin ist bei der dargestellten Ausführungsform die Ausgleichskurve 24 am Transportpalettenauslauf 11.2 bzw. 12.2 jedes Kettenrades 4 bzw. 5 spiegelsymmetrisch zu der Ausgleichskurve 24a des Transportpaletteneinlaufs 11.1 bzw. 12.1 des jeweils anderen Kettenrades 5 bzw. 4 ausgeführt ist, und zwar bezogen auf eine Mittelebene EM2, die die Y-Achse und die Z-Achse einschließt und senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den Achsen 4.1 und 5.1 der Kettenräder 4 und 5 orientiert ist. Für die Ausgleichskurven 24a ergibt sich ein Verlauf des Abstandes Δ, der dem Verlauf dieses Abstandes Δ bei den Ausgleichskurven 24 entspricht, allerdings in Abhängigkeit von einem Winkelbereich β (entgegen der Drehrichtung B bzw. C um die Achse 4.1 bzw. 5.1) vom Transportpaletteneinlauf 11.1 bzw. 12.1.
Erfindungsgemäß sind dabei die Ausgleichskurven 24, 24a zumindest abschnittsweise, also zumindest eine Teillänge ihrer Gesamtlänge, als Klothoide bzw. als eine im Wesentlichen klothoidenförmige Kurve ausgebildet.
Nachfolgend wird näher auf bevorzugte Ausformungen der als Klothoide ausgebildeten Ausgleichskurven 24, 24a und deren Dimensionierungen eingegangen. Eine Klothoide ist eine Kurve, bei der sich die Krümmung linear mit der Bogenlänge, auch als Klothoidenlänge bezeichnet, ändert. Damit gilt $s \cdot r = c o n s t .$
wobei s die Klothoidenlänge und r der Radius des Krümmungskreises in dem Punkt der Klothoide ist, der entlang der Klothoide um die Länge s vom Startpunkt der Klothoide entfernt ist.
Diese Konstante wird häufig durch einen Klothoidenparameter a ausgedrückt, so dass gilt: $s r = \frac{1}{2 a^{2}}$
Sei θ der Tangentenwinkel zwischen der Haupttangente HT zu Beginn der Klothoide (d.h. am Übergang vom geraden Abschnitt in die Klothoide) und der Tangente an einem Kurvenpunkt der Klothoide. Da die Krümmung einer ebenen Kurve der Änderung des Winkels θ sowie dem reziproken Wert des Krümmungsradius entspricht, erhält man $\frac{d θ}{d s} = \frac{1}{r} = 2 a^{2} s$
wobei sich die rechte Seite aus Gleichung 2 ergibt.
Durch Integration dieser Gleichung nach s erhält man somit einen quadratischen Zusammenhang zwischen θ und s, d.h. $θ (s) = {(a s)}^{2}$
Dadurch erhält man die Formeln für die kartesischen Koordinaten x,y, welche oben aufgeführt sind.
Die Wahl der Klothoidenkenngrößen ergibt sich aus den geomerischen Anforderungen des Transportsystems. Insbesondere erscheint es vorteilhaft, den Klothoidenparameter und die Klothoidenlänge aus den Parametern γ und R zu berechnen. Der Winkel ist vorzugsweise so wie oben angegeben zu wählen. Die gesamte Klothoidenlänge liegt dann vorzugsweise im Bereich zwischen 5mm und 250 mm.
Durch die vorgenannte Parametrisierung der als Klothoide ausgebildeten Ausgleichskurven 24, 24a wird eine gleichmäßige Umlenkung im Sinne eines gleichmäßigen Aufbaus der Radialbeschleunigung (proportional der Zentripetalkraft) auf die Transportpalette 3 erreicht.
Insbesondere wird dadurch der Verschleiß am Transportelement 3 bei hohen Fördergeschwindigkeiten von vorzugsweise 2,5 m/s minimiert.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Ausgleichskurven 24, 24a in Transportrichtung A gesehen jeweils vollständig als Klothoide zwischen dem entsprechenden Transportpaletteneinlauf 11.1, 12.1 und einem zugehörigen Transportpalettenauslauf 13.2, 14.2 der linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen 30, 31 und zwischen dem Transportpalettenauslauf 11.2, 12.2 und einem zugehörigen Transportpaletteneinlauf 13.1, 14.1 der linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen 30, 31 erstrecken.
Auch können sich die Ausgleichskurven 24, 24a jeweils über einen Winkelbereich α und/oder β zwischen 5° Grad und 45° Grad erstrecken, der in Abhängigkeit des Teilungswinkels TW der Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereiche 8 eingestellt ist. Hier kann dann, wenn der Teilungswinkel TW der Kettenrad-Eingriff-oder Mitnahmebereiche 8 zwischen 15° Grad und 45° Grad beträgt, das entsprechende Kettenrad 4, 5 zwischen 8-teilig und 24-teilig ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass zumindest eine Ausgleichskurve 24, 24a einteilig, insbesondere einstückig, mit dem Teilkreis 8.1 ausgebildet ist, auf dem die Transportpaletten 3 zwischen dem Transportpaletteneinlauf 11.1, 12.1 und dem Transportpalettenauslauf 11.2, 12.2 radial zu einer jeweiligen Achse 4.1, 5.1 geführt sind, indem die zumindest eine Ausgleichskurve 24, 24a und der Teilkreis 8.1 als einteilige Umlenkeinrichtung U, insbesondere in Form einer Umlenkkurve, ausgebildet sind.
Dabei beträgt die Fördergeschwindigkeit des Transportelementes 3 zwischen 2 m/s und 3 m/s, vorzugsweise im Wesentlichen 2,5 m/s.
Ebenfalls vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass bezogen auf die Transportrichtung A die auf den Transportpalettenauslauf 11.2, 12.2 des jeweiligen Kettenrades 4, 5 und/oder Umlenkeinrichtung U folgende Ausgleichskurve 24 einen derartigen Verlauf aufweist, dass ein Abstand Δ zwischen dieser Ausgleichskurve 24 und dem Teilkreis 8.1 in Drehrichtung B, C des Kettenrades 4, 5 mit zunehmendem Winkelabstand α von dem Transportpalettenauslauf 11.2, 12.2 einen klothoiden-förmigen Verlauf aufweist. In diesem Zusammenhang kann auch bezogen auf die Transportrichtung A die dem Transportpaletteneinlauf 11.1, 12.1 des jeweiligen Kettenrades 4, 5 und/oder Umlenkeinrichtung U vorausgehende Ausgleichskurve 24a einen derartigen Verlauf aufweisen, dass der Abstand Δ zwischen dieser Ausgleichskurve 24a und dem Teilkreis 8.1 entgegen der Drehrichtung B, C des Kettenrades 4, 5 mit zunehmendem Winkelabstand β von dem Transportpaletteneinlauf 11.1, 12.1 einen klothoiden-förmigen Verlauf aufweist.
Erfindungsgemäß weist das Transportsystem 1 zumindest einen mit den Transportpaletten 3 in Transportrichtung A mitbewegten Werkstückträger W mit wenigstens einem um eine Drehachse DA drehbaren Trägerkörper 40 zum Halten und/oder Aufnehmen der Gegenstände G auf, wobei der Werkstückträger W an einer der Transportpaletten 3 angeordnet ist, und wobei das Transportsystem 1 wenigstens eine Wendeeinheit 41 für den zumindest einen Werkstückträger W aufweist, die dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper 40 des Werkstückträger W während der Förderung des Werkstückträgers W in und/oder entgegen der Transportrichtung A drehwinkelgeführt mit einer Drehbewegung um die Drehachse DA zu beaufschlagen. Vorzugsweise erzeugt die Wendeeinheit 41 an dem Trägerkörper 40 eine Drehung um 90° oder 180° Grad.
Vorteilhaft ist der Trägerkörper 40 des Werkstückträgers W plattenförmig und insbesondere als rotationssymmetrischer Körper, beispielsweise kreisscheibenförmig oder kreisringförmig ausgebildet. Ferner vorteilhaft ist der Trägerkörper 40 aus einem Vollmaterial, beispielsweise einem Metall hergestellt.
Ferner weist das Transportsystem 1 wenigstens eine Wendeeinheit 41 zur Einleitung einer Drehbewegung auf den Trägerkörper 40 um die Drehachse DA auf, wobei die Drehachse DA vorzugsweise quer bzw. lotrecht zur Transportrichtung A verläuft.
Hierfür umfasst die Wendeeinheit 41 zumindest ein ortsfestes und vorzugsweise an dem Maschinenrahmen 7 angeordnetes Antriebselement 46 mit zwei parallel zueinander verlaufenden Steuerkurven SK1, SK2 und ein von dem Antriebselement 46 um die Drehachse DA kurvengesteuert angetriebenes Abtriebselement 47, das kraftschlüssig mit dem Trägerkörper 40 verbunden ist und letztlich die Antriebsbewegung des Antriebselementes 46 auf den Trägerkörper 40 in Form einer Drehbewegung um vorzugsweise 90° Grad um die Drehachse DA überträgt. Mittels des Antriebselementes 46 wird also eine Drehbewegung von vorzugsweise 90 oder 180° Grad auf das Abtriebselement 47 und von diesem über das Verbindungselement 44 auf den Trägerkörper 40 eingeleitet.
Mehr im Detail weist der Werkstückträger W einen Grundkörper 42 mit einem Grundkörpersockel 43 auf, wobei der Grundkörpersockel 43 an der Oberseite 3.1 einer der Transportpaletten 3 angeordnet, insbesondere lösbar angeschraubt ist. Dabei kann der Grundkörper 42 hülsenförmig ausgebildet sein. Ferner kann in dem Grundkörper 42 ein um die Drehachse DA drehbar gelagertes Verbindungselement 44 aufgenommen sein, das beispielsweise als Verbindungswelle oder Verbindungsrohr ausgebildet sein kann.
Das Verbindungselement 44 überragt vorzugsweise beidseitig den hülsenförmigen Grundkörper 42 seitlich, wobei an dessen einem freien Ende der Trägerkörper 40 und an dessen anderem Ende die Wendeeinheit 41, mehr im Detail das Abtriebselement 47 der Wendeeinehit 41, jeweils drehfest angeordnet sind, so dass sich bei Einleitung einer Drehbewegung mittels der Wendeeinheit 41 das Verbindungselement 44 und damit der Trägerköper 40 und somit letztlich der an dem Trägerkörper 40 aufgenommene Gegenstand G dreht - und zwar in Abhängigkeit der Drehbewegung der Wendeeinheit 41.
Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebselement 47 der Wendeeinheit 41 und dem Trägerköper 40 kann über das in dem Grundkörper 42 des Werkstückträgers W aufgenommene Verbindungselement 44, insbesondere die Verbindungswelle, hergestellt werden, die an dem einen freien Ende kraftschlüssig mit dem Trägerköper 40 und an dem anderen freien Ende kraftschlüssig mit dem Abtriebselement 47 verbunden ist.
Mehr im Detail kann das in dem Grundkörper 42 um die Drehachse DA gelagerte Verbindungselement 44 des Werkstückträger W auch die drehbare Lagerung des ebenfalls um die Drehachse DA drehbaren Abtriebselementes 47 der Wendeeinheit 41 übernehmen. Da der Werkstückträger W und die Wendeeinheit 41 eine gemeinsame Drehachse DA ausbilden, kann in dem Grundkörper 42 eine für das Antriebselement 47 und den Trägerkörper 40 gemeinsame Lagerung mittels des um die gemeinsame Drehachse DA drehbar gelagerten Verbindungselementes 44 erfolgen. Das Abtriebselement 47 kann dabei direkt oder indirekt mit dem Verbindungselement 44 kraftschlüssig verbunden sein.
Dabei ist die Wendeeinheit 41 dazu ausgebildet, mittels des ortsfestes Antriebselements 46 in Abhängigkeit der linearen Position des Werkstückträgers W während der Förderung des Werkstückträgers W entlang der Transportstrecke TS in und/oder entgegen der Transportrichtung A auf das rotierende Abtriebselement 47 drehwinkelgeführt eine Drehbewegung um die Drehachse DA einzuleiten, die über das Verbindungselement 44 an den Trägerkörper 40 derart übertragen wird, dass der Trägerkörper 40 ebenfalls um die Drehachse DA rotiert.
Dabei können entlang der Transportstrecke TS im Bereich der Transportpalettenführungen 30, 31 mehrere Antriebselemente 46 vorgesehen sein, wobei die mehreren Antriebselemente 46 entlang der Transportrecke TS beabstandet zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Wendeeinheit 41 dazu ausgebildet, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse DA kurvengesteuert zu erzeugen, wobei das Antriebselement 46 hierfür als Steuerkulisse ausgebildet ist und zwei parallel sowie beabstandet zueinander verlaufende Steuerkurven SK1, SK2 aufweist und das Abtriebselement 47 zwei kreisringförmige Scheiben 49 aufweist, an deren jeweiliger Deckfläche 49.1 jeweils zwei in einem Winkelversatz von vorzugsweise 180° Grad zueinander vorgesehene Rollen 52 drehbar gelagert angeordnet sind, die sich durch Förderung des Werkstückträgers W in und/oder entgegen der Transportrichtung A derart kontaktschlüssig an der entsprechenden Steuerkurve SK1, SK2 entlangrollen, dass eine Drehbewegung um die Drehachse DA auf den Trägerkörper 40 eingeleitet wird. Insbesondere sind die Scheiben 49 des Abtriebselementes 47 hierfür jeweils kraftschlüssig mit dem Verbindungselement 44 verbunden.
Gemäß einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsvariante, ist die Wendeeinheit 41 dazu ausgebildet, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse DA mittels eines Zahnstangengetriebes zu erzeugen, wobei das Antriebselement 46 als Zahnstange und das Abtriebselement 47 als mit dem Trägerkörper 40 kraftschlüssig verbundenes Zahnrad ausgebildet ist, das sich durch Förderung des Werkstückträgers W in und/oder entgegen der Transportrichtung A in Verzahnungseingriff mit der Zahnstange befindet und entlang der Zahnstange entlangrollt, so dass eine Drehbewegung um die Drehachse DA auf den Trägerkörper 40 eingeleitet wird. Insbesondere sind das als Zahnrad ausgebildete Abtriebselement 47 hierfür kraftschlüssig mit dem Verbindungselement 44 verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Wendeeinheit 41 - zusätzlich zu dem Antriebselement 46 - eine elektrische Antriebseinrichtung 48 für das Abtriebselement 47 aufweist, wobei die Wendeeinheit 41 mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 48 dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper 40 des Werkstückträgers W zusätzlich im Stillstand der Transportpaletten 3 mit einer Drehbewegung um die Drehachse DA zu beaufschlagen. Vorzugsweise erzeugt die Wendeeinheit 41 an dem Trägerkörper 40 eine Drehung um 90° oder 180° Grad.
Insbesondere weist das Abtriebselement 47 bei dieser Ausführungsvariante ein Aufnahmeelement 60 mit einer von der Kreisform abweichenden Öffnung 61 auf, wobei die Öffnung 61 in Draufsicht vorzugsweise dreieckig, viereckig, oder polygonal ausgebildet sein kann. Das Aufnahmeelement 60 ist dabei kraftschlüssig an dem Abtriebselement 47 angeordnet, beispielweise angeschraubt, angelötet oder angeschweißt, und zur Aufnahme eines Drehmoments für die Öffnung 61 ausgebildet.
Die Öffnung 61 des Aufnahmeelements 60 des Abtriebelements 47 kann dabei in Wirkeingriff mit der Antriebseinrichtung 48 gebracht werden. Mehr im Detail kann die Antriebseinrichtung 48 einen elektrischen Antriebsmotor 68, insbesondere einen Torquemotor, aufweisen, der direkt oder indirekt eine Antriebswelle 62 antreibt, wobei die Antriebswelle 62 in ihrer Außengeometrie an die Geometrie der Öffnung 61 derart angepasst ist, dass die Antriebswelle 62 kraft- und/oder formschlüssig in der Öffnung 61 aufnehmbar ist und somit eine von der Antriebseinrichtung 48 erzeugte rotierende Antriebsbewegung auf den Trägerköper 40 übertragbar ist. Insbesondere kann die Antriebswelle 62 eine von der Kreisform abweichende Außengeometrie, beispielsweise eine dreieckige, viereckige, oder polygonale Außengeometrie. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der Antriebsmotor 68 selbst die Antriebswelle 62 aufweisen und damit das Abtriebselement 47 antreiben. Es wird somit ein getriebeloser Direktantrieb der Abtriebswelle 62 bereitgestellt. In einer Alternativen kann die Antriebseinrichtung 48 ein Kurvengetriebe 69, insbesondere ein 360° Grad Kurvengetriebe, sowie zusätzlich einen Antriebsmotor 68 aufweisen, wobei der Antriebsmotor 68 das Kurvengetriebe 69 antreibt, und das Kurvengetriebe 69 dann die Antriebswelle 62 aufweist, die in ihrer Außengeometrie an die Geometrie der Öffnung 61 angepasst ist. Gemäß dieser Ausführungsvariante kann also eine Untersetzung der von dem Antriebsmotor 68 erzeugten Antriebsbewegung unter Zwischenschaltung des Kurvengetriebes 69 erfolgen. Der Antriebsmotor 68 treibt die Antriebswelle 62 des Kurvengetriebes 69 also indirekt unter Zwischenschaltung des Kurvengetriebes 69 an.
Ferner kann die Antriebswelle 62 in die Öffnung 61 eingeschoben werden. Hierfür kann die Antriebseinrichtung 48 der Wendeeinheit 41 über eine motorisch angetriebene Stellvorrichtung 65 derart an dem Maschinenrahmen 7 angeordnet sein, dass die Antriebseinrichtung 48 mittels der Stellvorrichtung 65 gesteuert und/oder geregelt quer zur Transportrichtung A sowie in und/oder entgegen der Längsrichtung der Drehachse DA verschiebbar ausgebildet ist, so dass die Antriebwelle 62 in die Öffnung 61 des Aufnahmeelements 60 einschiebbar ist. Beispielsweise kann die Stellvorrichtung 65 einen Führungsschlitten 66 sowie einen auf dem Führungsschlitten 66 gesteuert und/oder geregelt quer zur Transportrichtung A motorisch verschiebbar Wagen 67 aufweisen, auf dem die Antriebseinrichtung 48 fest montiert ist.
Insbesondere ist die Antriebeinrichtung 48 mittels der Stellvorrichtung 65 gesteuert und/oder geregelt zwischen einer Eingriffsposition und einer Freigabeposition verschiebbar ausgebildet, wobei die Antriebwelle 62 in der Eingriffsposition mit der Öffnung 61 des Aufnahmeelements 60 in Wirkeingriff steht, während die Antriebswelle 62 in der Freigabeposition außer Wirkeingriff mit der Öffnung 61 des Aufnahmeelements 60 ist. In anderen Worten steht die Antriebswelle 62 also in der Freigabeposition nicht in Wirkeingriff
Ferner weist der Werkstückträger W zumindest eine Arretiereinrichtung 45 auf, mittels der der Trägerkörper 40 des Werkstückträgers W verdrehsicher gegen eine Verdrehung um die Drehachse DA arretierbar ist. Mehr im Detail kann die Arretiereinrichtung 45 zur Verriegelung und/oder mechanischen Arretierung des Trägerkörpers 40 in dessen jeweiligen Drehwinkelstellung ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Arretiereinrichtung 45 ein in der Freigabeposition federvorgespanntes Bolzenelement 45.1 aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei Überfahren der Indexöffnung 40.1 durch Entspannung der Feder in die Rastposition mit der Indexöffnung 40.1 zur Arretierung des Trägerkörpers 40 zu gelangen und bei Überschreitung eines auf den Trägerkörper 40 einwirkenden Drehmoment wieder eigenständig in die Freigabeposition vorgespannt wird, in der das Bolzenelement 45.1 aus der Indexöffnung 40.1 frei kommt. In anderen Worten ist das Bolzenelement 45.1 in der Rastposition mittels einer Feder vorgespannt und wird bei einer Drehung des Drehkörpers 40 zu dem Zeitpunkt, wenn das Bolzenelement 45.1 sich über der Indexöffnung 40.1 befindet durch Entspannung bzw. Entlastung der Feder in die Rastposition bewegt, in der das Bolzenelement 45.1 des Trägerkörper 40 vor einer weiteren Drehbewegung sperrt. Besonders vorteilhaft ist die Federkraft so gewählt, dass bei Überschreiten eines definierbaren Drehmoments der auf den Trägerkörper 40 wirkenden Drehkraft das federvorgespannte Bolzenelement 45.1 sich wieder eigenständig aus der Indexöffnung 40.1 heraus in die Freigabeposition bewegt und somit die Drehbewegung des Trägerköpers 40 wieder frei gibt. Mittels des federvorgespannten Bolzenelementes 45.1 findet also eine Sperrung der Drehbewegung des Trägerkörpers 40 bis zu einem definierbaren auf den Trägerkörper 40 wirkenden Drehmoments statt, das über die Federkraft einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann kann die Arretiereinrichtung 45 wenigstens ein Bolzenelement 45.1 aufweisen und zum Verfahren des Bolzenelementes 45.1 eine gesteuert und/oder geregelt betreibbare Arbeitszylindereinrichtung 45.2 umfassen, die wenigstens einen in einem Zylinder verfahrbar aufgenommenen Kolben aufweist, der kraftschlüssig mit dem Bolzenelement zusammenwirkt. Ferner kann das wenigstens eine verschiebbare Bolzenelement 45.1 mit an dem Trägerkörper 40 vorgesehenen Indexöffnungen 40.1 zusammenwirken.
Mehr im Detail kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Bolzenelement 45.1 der Arretiereinrichtung 45 als gesteuerter- und/oder geregelter Indexstift ausgebildet ist, der in einer Rastposition zur Arretierung des Trägerkörpers 40 zumindest teilweise in eine korrespondierende Indexöffnung 40.1 eingefahren und/oder aus der Indexöffnung 40.1 vollständig für eine Freigabeposition ausgefahren werden kann. Vorteilhaft weist der Trägerkörper 40 mehrere radial um die Drehachse DA verteilte Indexöffnungen 40.1 auf, die bevorzugt in gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen zueinander um die Drehachse DA verteilt vorgesehen sind.
In der eingefahrenen Rastposition greift das Bolzenelement 45.1 vollständig in die jeweilige Indexöffnung 40.1 ein und fixiert den Trägerkörper 40 mechanisch, während das Bolzenelement 45.1 in der ausgefahrenen Freigabeposition den Trägerkörper 40 für eine weitere Umdrehung um einen vorbestimmbaren Drehwinkel vollständig freigibt.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims

Transportsystem (1) zur Beförderung von Gegenständen (G) entlang einer Transportstrecke (TS), umfassend wenigstens ein Transportelement (2), welches aus einer Vielzahl von über Kettengelenke (20) gelenkig miteinander zu einer geschlossenen Schleife verbundenen Kettengliedern besteht und über wenigstens ein Kettenrad (4, 5) in zumindest einer Transportrichtung (A) umlaufend getaktet oder kontinuierlich antreibbar ist, wobei die Kettenglieder jeweils als Transportpaletten (3) ausgebildet sind, wobei an dem wenigstens einen Kettenrad (4, 5) in einem vorgegebenen Teilungswinkel (TW) Kettenrad-Eingriff- oder Mitnahmebereiche (8) vorgesehen sind, in die an den Kettengelenken (20) der Transportpaletten (3) ausgebildete Führungs- und Lagereinrichtungen (32, 33) bei umlaufendem Kettenrad (4, 5) auf jeweils zumindest einem Teilkreis (8.1) eingreifen, auf dem die Transportpaletten (3) zwischen einem Transportpaletteneinlauf (11.1, 12.1) und einem Transportpalettenauslauf (11.2, 12.2) radial zu einer jeweiligen Achse (4.1, 5.1) des wenigstens einen Kettenrades (4, 5) geführt sind, wobei weiterhin Transportpalettenführungen (30, 31) zum linearen Führen der Führungs- und Lagereinrichtungen (32, 33) der Transportpaletten (3) zwischen den mittels des wenigstens einen Kettenrades (4, 5) ausgebildeten radialen Umlenkungen zum Ausbilden einer geschlossenen Bewegungsbahn (10) vorgesehen sind, wobei bezogen auf die Transportrichtung (A) jeweils zwischen einem Transportpaletteneinlauf (11.1, 12.1) und der entsprechenden linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen (30, 31) und zwischen einem Transportpalettenauslauf (11.2, 12.2) und der entsprechenden linearen Führung mittels der Transportpalettenführungen (30, 31) jeweils eine Ausgleichskurve (24, 24a) für einen Polygonausgleich vorgesehen ist, entlang der die Führungs- und Lagereinrichtungen (32, 33) der Transportpaletten (3) zum Polygonausgleich geführt sind, wobei das Transportsystem (1) zumindest einen mit den Transportpaletten (3) in Transportrichtung (A) mitbewegten Werkstückträger (W) mit wenigstens einem um eine Drehachse (DA) drehbaren Trägerkörper (40) zum Aufnehmen und/oder Halten der Gegenstände (G) aufweist, wobei der Werkstückträger (W) an einer der Transportpaletten (3) angeordnet ist, und wobei das Transportsystem (1) wenigstens eine Wendeeinheit (41) für den zumindest einen Werkstückträger (W) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper (40) während der Förderung des Werkstückträgers (W) in und/oder entgegen der Transportrichtung (A) drehwinkelgeführt mit einer Drehbewegung um die Drehachse (DA) zu beaufschlagen.
Transportsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinheit (41) zumindest ein ortsfestes Antriebselement (46) und ein von dem Antriebselement (46) um die Drehachse (DA) kurvengesteuert angetriebenes Abtriebselement (47) aufweist, wobei das Abtriebselement (47) kraftschlüssig mit dem Trägerkörper (40) verbunden ist, so dass letztlich eine Antriebsbewegung auf den Trägerkörper (40) in Form einer Drehbewegung um vorzugsweise 90° oder 180° Grad um die Drehachse (DA) übertragbar ist.
Transportsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebselement (47) der Wendeeinheit (41) und dem Trägerköper (40) über ein in einem Grundkörper (42) des Werkstückträgers (W) drehbar gelagert aufgenommenes und insbesondere wellenförmig ausgebildetes Verbindungselement (44) hergestellt ist, wobei das Verbindungselement (44) an einem freien Ende kraftschlüssig mit dem Trägerköper (40) und an einem anderen freien Ende kraftschlüssig mit dem Abtriebselement (47) verbunden ist.
Transportsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Grundkörper (42) um die Drehachse (DA) gelagerte Verbindungselement (44) des Werkstückträgers (W) auch die drehbare Lagerung des ebenfalls um die Drehachse (DA) drehbaren Abtriebselementes (47) der Wendeeinheit (41) übernimmt.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinheit (41) dazu ausgebildet ist, mittels des ortsfestes Antriebselements (46) in Abhängigkeit der linearen Position des Werkstückträgers (W) während der Förderung des Werkstückträgers (W) entlang der Transportstrecke (TS) in und/oder entgegen der Transportrichtung (A) auf das rotierende Abtriebselement (47) drehwinkelgeführt eine Drehbewegung um die Drehachse (DA) einzuleiten, die über das Verbindungselement (44) an den Trägerkörper (40) derart übertragen wird, dass der Trägerkörper (40) ebenfalls um die Drehachse (DA) rotiert.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Transportstrecke (TS) im Bereich der Transportpalettenführungen (30, 31) mehrere Antriebselemente (46) vorgesehen sind, wobei die mehreren Antriebselemente (46) entlang der Transportrecke (TS) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinheit (41) dazu ausgebildet ist, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse (DA) kurvengesteuert zu erzeugen, wobei das Antriebselement (46) als Steuerkulisse ausgebildet ist und zwei parallel sowie beabstandet zueinander verlaufende Steuerkurven (SK1, SK2) aufweist und das Abtriebselement (47) zwei kreisringförmige Scheiben (49) aufweist, an deren jeweiliger Deckfläche (49.1) jeweils zwei in einem Winkelversatz von vorzugsweise 180° Grad zueinander vorgesehene Rollen (52) drehbar gelagert angeordnet sind, die sich durch Förderung des Werkstückträgers (W) in und/oder entgegen der Transportrichtung (A) derart kontaktschlüssig an der entsprechenden Steuerkurve (SK1, SK2) entlangrollen, dass eine Drehbewegung um die Drehachse (DA) auf den Trägerkörper (40) eingeleitet wird.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinheit (41) dazu ausgebildet, die drehwinkelgeführte Drehbewegung um die Drehachse (DA) mittels eines Zahnstangengetriebes zu erzeugen, wobei das Antriebselement (46) als Zahnstange und das Abtriebselement (47) als mit dem Trägerkörper (40) kraftschlüssig verbundenes Zahnrad ausgebildet ist, das sich durch Förderung des Werkstückträgers (W) in und/oder entgegen der Transportrichtung (A) in Verzahnungseingriff mit der Zahnstange befindet und entlang der Zahnstange entlangrollt, so dass eine Drehbewegung um die Drehachse (DA) auf den Trägerkörper (40) eingeleitet wird.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeeinheit (41) eine elektrische Antriebseinrichtung (48) für das Abtriebselement (47) aufweist, wobei die Wendeeinheit (41) mittels der elektrischen Antriebseinrichtung (48) dazu ausgebildet ist, den drehbaren Trägerkörper (40) des Werkstückträgers (W) zusätzlich im Stillstand der Transportpaletten (3) mit einer Drehbewegung um die Drehachse (DA) zu beaufschlagen.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (47) ein Aufnahmeelement (60) mit einer von der Kreisform abweichenden Öffnung (61) aufweist, wobei die Öffnung (61) in Wirkeingriff mit der Antriebseinrichtung (48) bringbar ist.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (48) einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere einen Torquemotor, aufweist, der direkt oder indirekt eine Antriebswelle (62) antreibt, wobei die Antriebswelle (62) in ihrer Außengeometrie an die Geometrie der Öffnung (61) derart angepasst ist, dass die Antriebswelle (62) kraft- und/oder formschlüssig in der Öffnung (61) aufnehmbar ist und somit eine von der Antriebseinrichtung (48) erzeugte rotierende Antriebsbewegung auf den Trägerköper (40) übertragbar ist.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (1) eine Stellvorrichtung (65) aufweist, und dass die Antriebseinrichtung (48) derart über die Stellvorrichtung (65) an dem Maschinenrahmen (7) angeordnet ist, dass die Antriebseinrichtung (48) mittels der Stellvorrichtung (65) gesteuert und/oder geregelt quer zur Transportrichtung (A) sowie in und/oder entgegen der Längsrichtung der Drehachse (DA) verschiebbar ausgebildet ist, so dass die Antriebwelle (62) in die Öffnung (61) des Aufnahmeelements (60) einschiebbar ist.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebeinrichtung (48) mittels der Stellvorrichtung (65) gesteuert und/oder geregelt zwischen einer Eingriffsposition und einer Freigabeposition verschiebbar ausgebildet ist, wobei die Antriebwelle (62) in der Eingriffsposition mit der Öffnung (61) des Aufnahmeelements (60) in Wirkeingriff steht, während die Antriebswelle (62) in der Freigabeposition außer Wirkeingriff mit der Öffnung (61) des Aufnahmeelements (60) ist.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (W) zumindest eine Arretiereinrichtung (45) aufweist, mittels der der Trägerkörper (40) des Werkstückträgers (W) verdrehsicher gegen eine Verdrehung um die Drehachse (DA) arretierbar ist.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (45) ein in der Freigabeposition federvorgespanntes Bolzenelement (45.1) aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei Überfahren der Indexöffnung (40.1) durch Entspannung der Feder in die Rastposition mit der Indexöffnung (40.1) zur Arretierung des Trägerkörpers (40) zu gelangen und bei Überschreitung eines auf den Trägerkörper (40) einwirkenden Drehmoment wieder eigenständig in die Freigabeposition vorgespannt wird, in der das Bolzenelement (45.1) aus der Indexöffnung (40.1) frei kommt.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (45) wenigstens ein Bolzenelement (45.1) aufweist und zum Verfahren des Bolzenelementes (45.1) eine gesteuert und/oder geregelt betreibbare Arbeitszylindereinrichtung (45.2) umfasst, die wenigstens einen in einem Zylinder verfahrbar aufgenommenen Kolben aufweist, der kraftschlüssig mit dem Bolzenelement zusammenwirkt.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bolzenelement (45.1) der Arretiereinrichtung (45) als gesteuerter- und/oder geregelter Indexstift ausgebildet ist, der in einer Rastposition zur Arretierung des Trägerkörpers (40) zumindest teilweise in eine korrespondierende Indexöffnung (40.1) des Trägerköpers (40) eingefahren und/oder aus der entsprechenden Indexöffnung (40.1) vollständig für eine Freigabeposition ausgefahren werden kann.
Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (40) mehrere radial um die Drehachse (DA) verteilte Indexöffnungen (40.1) aufweist, die bevorzugt in gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen zueinander um die Drehachse (DA) verteilt vorgesehen sind.
Behandlungsmaschine, beispielsweise Montage- und/oder Fertigungsautomat, mit einem Transportsystem (1) mit Transportpaletten (3) zur Aufnahme von Produkten oder Gegenständen (G), wobei die Transportpaletten (3) auf einer in sich geschlossenen Bewegungsbahn (10) bewegt, vorzugsweise getaktet bewegt werden, und an der Bewegungsbahn (10) Arbeitsstationen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.