-
Vereinzelungsvorrichtung für Verkettungsanlagen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Vereinzeln von in einer Förderrinne einer Verkettungsanlage
hintereinander gespeicherten oder gepufferten Werkstücke mit um eine außerhalb der
Förderrinne befindliche Achse auf einem Kreisbogen in die Förderrinne ein und aus
dieser heraus schwenkbaren Sperrorganen.
-
Verkettungsanlagen der genannten Art werden vor allem in automatischen
Fertigungsanlagen verwendet und dienen dort
zur Magazinierung bzw.
Pufferung der zu bearbeitenden Werkstücke vor den einzelnen Fertigungsmaschinen,
zur dosierten Werkstückzufuhr zu den Maschinen sowie zur Abfuhr der Werkstücke und
Weitergabe an die nachfolgenden Maschinen. Für das Weitergeben der Werkstücke sind
zwei unterschiedliche Fördersysteme gebräuchlich, die freie und die technisch erzwungene
Bewegung. Während die fremdgetriebenen Weitergabesysteme, wie Ketten-, Paletten-oder
Schubstangen-Systeme eines erheblichen Aufwands an Raum, Antrieben und Steuerungen
bedürfen, ist das antriebslose Weitergabesystem, das unter Ausnutzung der Schwerkraft
funktioniert, in dieser Hinsicht wesentlich einfacher. Im Falle der Schwerkraftförderung
wird die potentielle Energie der auf eine bestimmte Höhe angehobenen Werkstücke
ausgenutzt, um die Werkstücke in geneigten Rollförderrinnen und/oder Gleitförderrinnen
fortzubewegen.
-
Um eine automatische Fertigungsanlage optimal auszunutzen, ist zur
Vermeidung von Leerläufen vor jeder Fertigungsstation ein mehr oder weniger großes
Lagermagazin oder ein Pufferspeicher vorgesehen, Von diesem Speicher aus werden
die Werkstücke mit Hilfe einer Vereinzelungsvorrichtung
der betreffenden
Fertigungsstation einzeln zugeführt.
-
Es ist eine Vereinzelungsvorrichtung bekannt, bei der zwei im Abstand
des Werkstückdurchmessers voneinander neben der Förderrinne angeordnete, mit einer
bestimmten Zeitverzögerung in die Rinne einführbare und aus dieser herausführbare
Schieber vorgesehen sind. In einem Zustand, in welchem der in Förderrichtung der
Werkstücke vordere Schieber in die Rinne eingreift und der andere-Schieber zurückgezogen
ist, liegt das vorderste Werkstück der gepufferten Werkstückreihe gegen den eingeschobenen
Schieber an, während die übrigen Werkstücke der Reihe auf Stoß gegen die benachbarten
Werkstücke anliegen.
-
Wird nun auch der zweite Schieber in die Rinne eingeschoben, so kann
der erste Schieber unter Freigabe des vordersten Werkstücks zurückgezogen werden,
ohne daß die übrige, durch den zweiten Schieber festgehaltene Werkstückreihe austreten
kann. Nachdem nach einer gewissen Zeitverzögerung der erste Schieber wieder in die
Rinne eingeschoben ist, kann der zweite Schieber aus der Rinne herausgezogen werden,
um ein Nachrcken der Werkstückreihe bis zum ersten Schieber zu ermöglichen. Die
Werkstückreihe durchgleitet dabei in freier Bewegung auf der durch die Rinne gebildeten
schiefen Ebene eine dem Werkstückdurchmesser entsprechende Strecke und wird beim
Anschlag gegen den ersten Schieber abrupt abgebremst. Dabei besteht insbesondere
bei Werkstücken
aus relativ weichem Material, wie ungehärteter Stahl,
Bronze od. dgl., die Gefahr von unerwünschten Oberflächenbeschädigungen und Werkstückdeformationen.
Die Beschädigungsgefahr ist umso größer, je schwerer die Werkstücke sind und je
größer der Werkstückdurchmesser und der Speicherinhalt ist. Selbstverständlich spielen
hierbei auch die Rinnenneigung und die in der Rinne auftretenden Reibungskräfte
eine Rolle. Die genannten Beschädigungen sind besonders dann unerwünscht, wenn die
Werkstückoberflächen an den Kontaktstellen bereits so weit bearbeitet, beispielsweise
geschliffen sind, daß ein weiteres materialabhebendes Bearbeiten nicht mehr vorgesehen
ist.
-
Bei einer anderen bekannten Vereinzelungsvorrichtung der eingangs
beschriebenen Art sind zwei Sperrorgane vorgesehen, die an um eine gemeinsame Achse
zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbaren, starr miteinander verbundenen
Auslegern befestigt sind. Diese Vorrichtung wird so neben einer Förderrinne angeordnet,
daß in der einen Endstellung das eine und in der anderen Endstellung das andere
Sperrorgan in die Rinne eingreift. Es ist leicht ersichtlich, daß auf diese Weise
ebenfalls eine Vereinzelung möglich ist. Auch bei dieser Art der Vereinzelung erfolgt
das Nachrücken der gespeicherten Werkstückreihe ruckartig um den Abstand eines Werkstückdurchmessers,
so daß hier ebenfalls die oben für den Fall der
Doppelschieberanordnung
angegebenen Nachteile auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinzelungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die ein weitgehend ruckfreie Nachrücken
der gespeicherten Werkstücke beim Vereinzelungsvorgang gewährleistet.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß mindestens drei die Ecken eines gleichseitigen Vielecks bildende Sperrorgane
vorgesehen sind, die schrittweise oder kontinuierlich nacheinander in Förderrichtung
durch die Förderrinne hindurchschwenkbar sind.
-
Die nacheinander in gleicher Richtung in die Förderrinne ein schwenkbaren
und durch diese hindurch schwenkbaren Sperrorgane gewährleisten, daß die nachrückende
Werkstückreihe zu jedem Zeitpunkt des Vereinzelungsvorganges stirnseitig gegen ein
Sperrorgan anliegt. Dadurch wird ein freies, zu unkontrollierten Geschwindigkeiten
fuhrendes Gleiten der Werkstückreihe entlang der Förderrinne vermieden. Die Vereinzelung
kann im gesamten Bewegungsablauf den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles
entsprechend langsam vorgenommen werden. Auf diese Weise
wird die
Gefahr von Beschädigungen der Werkstückoberflächen weitgehend vermieden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind vier die
Ecken eines Quadrats bildende Sperrorgane vorgesehen.
-
Bei der Entwicklung einer Vereinzelungsvorrichtung für Verkettungsanlagen
ist zu beachten, daß ein Verklemmen von Werkstücken insbesondere im Bereich der
Vereinzelungsvorrichtung in der Praxis nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden
kann. Sofern man sich nicht der Gefahr aussetzen will, daß im Falle eines solchen
Verklemmens längere Ausfallzeiten durch Aufsuchen und Beheben des Fehlers auftreten,
ist dafür Sorge zu tragen, daß eine eventuelle Verklemmung der Werkstücke selbsttätig
ohne äußeren Eingriff gelöst werden kann. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung
eine Führungs- undXoder Steuerungseinrichtung vorgeschlagen, die auf ein Verklemmen
der zu vereinzelnden Werkstücke anspricht und ein Rückwärtsschwenken der Sperrorgane
auslöst.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die sowohl, im
störungsfreien Betrieb, ein fortlaufend nacheinanderfolgendes Hindurch schwenken
der Sperrorgane in
Förderrichtung als auch, im Störungsfalle, ein
Rückwärtsschwenken der Sperrorgane ermöglicht, ist eine die Sperrorgane sowie eine
der Anzahl der Sperrorgane entsprechende Anzahl auf den Ecken eines gleichseitigen
Vielecks angeordneter Kurbelzapfen tragende Drehscheibe und eine parallel zu der
Scheibenebene geradlinig zwischen zweiiEndstellungen verschiebbare Antriebsplatte
vorgesehen, welche Antriebsplatte eine im wesentlichen V-förmige, an den freien
zur Drehscheibe weisenden Enden eine Ein- bzw. Austrittsöffnung aufweisende Führungsbahn
zur nacheinanderfolgenden Aufnahme einzelner Kurbelzapfen aufweist. Die Führungsbahn
ist dabei zweckmäßig durch je eine bezüglich der V-Form äußere und innere senkrechte
Flanke begrenzt, deren Abstand voneinander geringfügig größer als der Durchmesser
der Kurbelzapfen ist.
-
Um eine fortlaufende Umdrehung der Drehscheibe sicherzudie stellen,
sollte die Ein- und Austrittsöttnung der Funrungsbahn einen dem Abstand zwischen
zwei benachbarten Kurbelzapfen entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.
-
Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht ergibt sich dadurch,
daß die äußere Bahnflanke im Bereich der Austrittsöffnung eine nach dem Bahnäußeren
weisende Führungsfläche und im Bereich der Eintrittsöffnung eine nach dem
Bahninneren
weisende Führungsfläche für die Kurbelzapfen aufweist. Um auch im Totpunkt der Schwenkbewegung
der Kurbelzapfen ein sicheres Weiterdrehen der Drehscheibe in der gewünschten Richtung
zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung weiter vorgeschlagen, daß die äußere Bahnflanke
im Übergangsbereich zwischen den beiden Zweigen der V-förmigen Führungsbahn eine
die Kurbelzapfen im Totpunkt ihrer Schwenkbewegung aufnehmende Rast bildet und daß
der der Rast in Verschieberichtung gegenüberliegende innere Bahnflankenabschnitt
gegenüber der zur Verschieberichtung normalen Ebene in Richtung zum austrittsseitigen
Bahnzweig geneigt ist. Dabei weist die äußere Bahnflanke des eintrittsseitigen Bahnzweigs
zweckmäßig einen zur Rast hin bezüglich der Verschieberichtung steiler werdenden
Verlauf auf.
-
Die beim Antrieb der Vereinzelungsvorrichtung und beim Vereinzelungsvorgang
selbst auftretenden Reibungskräfte lassen sich wesentlich erniedrigen, wenn die
Kurbelzapfen und/oder die Sperrorgane als Rollzapfen ausgebildet sind.
-
Die lineare Verschiebung der Antriebsplatte wird vorteilhafterweise
mittels eines pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Hubzylinders vorgenommen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vereinzelungsvorrichtung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine
Draufsicht auf die Vereinzelungsvorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie
2 - 2 der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 3 - 3 der Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Drehscheibe; Fig. 5 eine Ansicht der Unterseite der
Antriebsplatte; Fig. 6a - 6d eine Draufsicht auf die Vereinzelungsvorrichtung in
verschiedenen Bewegungszuständen der Vorrichtungsteile.
-
Die in der Zeichnung dargestellte Vereinzelungsvorrichtung besteht
im wesentlichen aus einer auf der Unterseite vier Sperrorgane 11 und auf der Oberseite
vier Kurbelzapfen 12 tragenden Drehscheibe 1 und einer längs einer Führungsschiene
4 verschiebbaren, mit den Kurbelzapfen 12 zusammenwirkenden Antriebsplatte 2. Die
als Rollzapfen ausgebildeten Sperrorgane 11 und Kurbelzapfen 12 sind so auf der
Drehscheibe 1 angeordnet, daß sie die Ecken jeweils eines Quadrats bilden, durch
dessen Mittelpunkt die Drehachse 13 der Scheibe verläuft. Die Drehscheibe 1 ist
in einem an der Führungsschiene 4 angeordneten Kugellager 41 um die vertikale Drehachse
J hka,rrgq;»gert. Beim bestimmungsgemäßen
Gebrauch wird die Vorrichtung
so neben einer Förderrinne 6 einer Verkettungsanlage angeordnet, daß die Sperrorgane
11 beim Drehen der Scheibe 1 in Richtung des Pfeiles 14 nacheinander in die Förderrinne
einschwenken, diese auf einem Kreisbogen durchlaufen und aus dieser an anderer Stelle
wieder herausschwenken. Normalerweise wird die Drehrichtung so gewählt, daß die
Förderrinne 6 von den Sperrorganen 11 in Förderrichtung durchlaufen wird. Im Falle
einer Schwerkraftförderung entspricht die Förderrichtung der Richtung des Gefälles
der Rinne. Die in der Rinne ankommenden Werkstücke 7 stoßen gegen das jeweils in
die Rinne eingeschwenkte Sperrorgan an und folgen diesem beim Verschwenken aufgrund
der Schwerkraft. Bevor ein Sperrorgan wieder aus der Rinne austritt und den Durchtritt
für das anliegende Werkstück freigibt, schwenkt das nächste Sperrorgan in die Rinne
ein und versperrt somit den Durchtritt für die nachfolgenden Werkstücke. Auf diese
Weise wird bei jeder Vierteldrehung der Drehscheibe nur ein Werkstück freigegeben.
-
Der Drehantrieb der Drehscheibe 1 erfolgt über die Kurbelzapfen 12
mit Hilfe der Antriebsplatte 2, die ihrerseits mittels der Kolbenstange 51 eines
pneumatisch betätigbaren Hubzylinders 5 entlang der Führungsschiene 4 hin- und herverschiebbar
ist. Die Antriebsplatte weist zu diesem Zweck eine im wesentlichen V-förmige Führungsbahn
21 auf, deren
beide Zweige 211, 212 mit der Verschieberichtung
(Pfeil 22) je einen nach entgegengesetzten Seiten weisenden spitzen Winkel bilden.
Die freien, zur Drehscheibe gerichteten Enden der Bahn 21 sind unter Bildung einer
Eintrittsöffnung 23 bzw. einer Austrittsöffnung 24 für die Kurbelzapfen offen. Die
als Nut ausgebildete Führungsbahn ist seitlich durch vertikale Flanken 25, 26 begrenzt,
die einen dem Kurbelzapfendurchmesser entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.
Die äußere Bahnflanke 25 bildet im Bereich der Eintrittsöffnung 23 eine in Richtung
auf das Bahninnere weisende Führungsfläche 251, während sie im Bereich der Austrittsöffnung
24 eine nach dem Bahnäußeren weisende Führungsfläche 252 bildet. Die Führungsfläch&i251,
252 gewährleisten ein sicheres Einschleusen der Kurbelzapfen 12 in die Führungsbahn
21 einerseits und ein entsprechend sicheres Ausschleusen aus der Bahn andererseits.
Im Übergangsbereich 213 zwischen den beiden Bahnzweigen 211, 212 ist die äußere
Bahnflanke 25 so abgerundet, daß sie als Rast 253 für die an dieser Stelle im Totpunkt
ihrer Drehbewegung befindlichen Kurbelzapfen 12 dient. Die Rast 253 ist dabei leicht
unsymmetrisch auf der Seite des austrittsseitigen Zweiges 212 angeordnet und steht
über einen gegenüber der Verschieberichtung 22 etwas steileren äußeren Flankenabschnitt
254 mit dem eintrittsseitigen Zweig 211 in Verbindung. In Verschieberichtung 22
unmittelbar gegenüber der Rast 253 weist die innere Bahnflanke 26 einen nach dem
austrittsseitigen
Bahnzweig 212 geneigten Abschnitt 261 auf, der gewährleistet, daß der über den eintrittsseitigen
Bahnzweig 211 bis zur Rast 253 gelangende Kurbelzapfen 12 beim weiteren Bewegungsablauf
sicher zum austrittsseitigen Zweig 212 gelenkt wird.
-
An ihrer Stirnseite weist die Antriebsplatte 2 eine randoffene Aussparung
27 auf, durch die die Achswelle 15 der Drehscheibe hindurchtritt.
-
Der Bewegungsablauf der einzelnen Vorrichtungsteile im Verlauf des
Vereinzelungsvorganges ist aus den Figuren 6a bis 6d ersichtlich, in denen 4 verschiedene
Bewegungszustände dargestellt sind.
-
In Fig. 6a ist der Zustand gezeigt, in welchem sich die Antriebsplatte
2 in ihrer einen, gegenüber der Drehscheibe 1 zurückgezogenen Endstellung befindet,
und in der die Drehscheibe 1 eine solche Drehlage aufweist, daß sich je ein Kurbelzapfen
12', 12" im Bereich der Eintrittsöffnung 23 und in der Austrittsöffnung 24 befindet
und nur ein Sperrorgan 11' in die Förderrinne 6 eingreift, um den Durchtritt für
das Werkstück 7' in Förderrichtung (Pfeil 61) zu versperren. Wird von dieser Stellung
aus die Antriebsplatte 2 in Richtung des Pfeiles 22 zur Drehscheibe 1 hin verschoben,
so
wird der Kurbelzapfen 12' über die Führungsfläche 252 aus der Führungsbahn 21 herausgelenkt.
Der bereits in dem verbreiterten Bereich des eintrittsseitigen Bahnzweiges 211 befindliche
Kurbelzapfen 12" wird im Verlauf der Verschiebung unter gleichzeitiger Drehung der
Drehscheibe in Richtung des Pfeiles 14 entlang der Außenflanke 25 nach dem Bahninneren
verschoben. Mit der Drehscheibe 1 schwenkt das Sperrorgan 11' unter gleichzeitigem
Nachrücken der Werkstückreihe 7', 7", 7'" in Förderrichtung 61 durch die Förderrinne
6.
-
In dem in Fig. 6b gezeigten Bewegungszustand wird das nächste Sperrorgan
11" in die Förderrinne 6 eingeführt und versperrt den Durchtritt für die nachfolgende
Werkstückreihe 7", 7"'.
-
In der in Fig. 6c dargestellten Stellung befindet sich die Antriebsplatte
2 in ihrer anderen, am weitesten in Richtung Drehscheibe 1 verschobenen Endlage
und nimmt den im Totpunkt seiner Drehbewegung befindlichen Kurbelzapfen 12" in der
Rastkrümmung 253 der äußeren Flanke 25 der Führungsbahn 21 auf. Das Sperrorgan 11'
ist hier weiter unter Nachrücken der Werkstückreihe 7', 7", 7"' in Richtung auf
seine Ausschwenkstelle gedreht, versperrt jedoch dem vordersten Werkstück 7' der
Reihe immer noch den freien Durchtritt. Das nachfolgende Sperrorgan 11" wurde inzwischen
etwas weiter in die Förderrinne 6 eingeschwenkt.
-
Von der in Fig. 6c gezeigten Endstellung aus wird im weiteren Bewegungsablauf
die Antriebsplatte 2 wieder zurückgezogen. Dabei trifft zunächst der geneigte Abschnitt
261 der inneren Bahnflanke 26 gegen den Kurbelzapfen 12" und lenkt diesen im weiteren
Verlauf der Bewegung zum austrittsseitigen Zweig 212 der Führungsbahn 21. Während
dieses Bewegungsabschnittes liegt der Kurbelzapfen 12" gegen die innere Bahnflanke
26 an und wird unter Weiterdrehen der Scheibe 1 in Richtung des Pfeiles 14 immer
weiter zur Austrittsöffnung 24 hin verschoben.
-
In der in Fig. 6d gezeigten Zwischenstellung tritt das Sperrorgan
11' gerade aus der Förderrinne 6 aus und gibt den Durchtritt für das vorderste Werkstück
7' frei. Die übrige Werkstückreihe 7'', 7"' ... wird durch das weiterhin in der
Rinne 6 befindliche Sperrorgan 11'' am Durchtritt gehindert. Im weiteren Bewegungsablauf
gelangt der Kurbelzapfen 12'' (12') in der zurückgezogenen Endstellung der Antriebsplatte
2 schließlich in den Bereich der Austrittsöffnung 24, während der nachfolgende Kurbelzapfen
12 "' (12'') in den Bereich der Eintrittsöffnung gedreht ist (vgl. Fig. 6a). Von
hier an wiederholt sich der oben beschriebene Bewegungsablauf.
-
Sollte es im Verlauf des Vereinzelungsvorganges etwa in der Stellung
der Fig. 6b zu einem Verklemmen der Werkstücke 7', 7'' untereinander oder mit den
Sperrorganen kommen, das ein Weiterverschieben der Antriebsplatte 2 in der vorgeschriebenen
Richtung unmöglich macht, so verharrt der Kurbelzapfen 12'' in der betreffenden
Lage innerhalb der Führungsbahn 21 und wird beim anschließenden Arbeitstakt, bei
dem die Antriebs platte 2 wieder zurückgezogen wird, in dem eintrittsseitigen Bahnzweig
211 unter gleichzeitigem Zurückdrehen der Drehscheibe 1 und Rückwärtsverschieben
der Werkstückreihe 7', 7'', 7' " ...
-
zur Eintrittsöffnung 23 zurückgeführt. Dadurch wird die Verklemmung
gelöst, sodaß der begonnene Vereinzelungsvorgang wiederholt werden kann. Auf diese
Weise lassen sich in den allermeisten Fällen Werkstückverklemmungen im Bereich des
Vereinzelers selbsttätig ohne äußeren Eingriff beheben.