DE3423661A1 - Kastenpalette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kastenpalette der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art. ,

Eine derartige Kastenpalette ist aus der DE-OS 31 34 175 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform besteht die Traganordnung aus zwei quer im Inneren des Rahmens verlaufenden Tragleisten mit am oberen Rand vorgesehenen Vertiefungen zur Aufnahme von die Einzelteile bildenden Stangenabschnitten.

Die Erfindung ist von der Problemstellung ausgegangen, eine derartige Kastenpalette zu schaffen, die als roboterhandhabbarer Werkstückträger für automatische Bearbeitungszentren geeignet ist. Bei derartigen Werkstückträgern müssen die Positionen der einzelnen Werkstücke innerhalb der Palette genau bestimmt sein, damit sie ein Roboter bei einer bestimmten Positionierung der Palette insgesamt nicht verfehlt.

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Außerdem muß die Palette ihrerseits exakt positionierbar bzw. stapelbar sein. Dabei soll sie gleichzeitig einen gewissen Schutz gegen das Eindringen von Staub und ähnlichen Verunreinigungen bieten, die bei einer automatischen Aufspannung der Werkstücke auf den Bezugsflächen zu Ungenauigkeiten führen. Schließlich soll die Kastenpalette ohne Einbuße an Formsteifigkeit ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, da die Tragfähigkeit der Roboter beschränkt ist und möglichst weitgehend den Werkstücken selbst zugute kommen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kastenpalette der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß sie den vorgenannten vielfältigen Anforderungen genügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. s Wenn hier von "horizontal" oder "oben" und

"unten" die Rede ist, ist stets die normale Gebrauchs- _t lage der Kastenpalette gemeint, in der die Rahmenebene horizontal ist.

Die Ausbildung der Traganordnung als Platte mit Nestern ergibt die erforderliche genaue Positionierung der Einzelteile gegenüber.dem Rahmen. Außerdem besitzt die Platte in ihrer Ebene eine erhebliche Gestaltfestigkeit, die sich durch die Anlage der " Plattenränder am Grund der Profilkanäle auch der gesamten Kastenpalette mitteilt, so daß diese vor einer parallelogrammförmigen Verzerrung sicher ist. Die komplementären Zapfen und Vertiefungen dienen einer • Grobzentrierung beim Aufeinanderstapeln der Kastenpaletten, die für die begrenzte Handhabungsgenauigkeit von Robotern von Bedeutung ist. Die Feinzentrierung soll aber durch die Längsvertiefungen und Längsvorsprünge an den Profilabschnitten der Rahmenseiten geschehen, wo außerdem auch die Vertikallast, d.h. das Gewicht der Paletten und der Werkstücke übertragen

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werden soll, damit längs der Rahmenseiten an den Längsvertiefungen und Längsvorsprüngen eine Abdichtung stattfindet,· die das Einbringen von Verunreinigungen zu den in der Palette angeordneten Einzelteilen bzw. Werkstücken verhindert.

Die Profilzungen nach Anspruch 2 verbessern die Auflage und die Führung der Ränder der Platte an den Profilabschnitten des Rahmens.

Eine wichtige Ausgestaltung ist Gegenstand des Anspruchs 3. Die Hinterschneidungen ergeben eine positive Festlegung der Platte nicht nur in der Vertikalen, sondern auch in der Horizontalen. Dadurch . wird die Stabilität der Kastenpalette als GanzeSyaber auch die Tragfähigkeit der Platte erhöht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 sind jeweils zwei einander gegenüberliegende Seiten der Platte abgebogen.

Auf diese Weise kann bei der Montage der Kastenpalette der Rahmen an drei Seiten fertiggestellt und die Platten parallel zu den abgebogenen Rändern eingeschoben werden, worauf die vierte Seite angesetzt wird.

Die Schraubkanäle nach Anspruch 5 dienen der Verbindung der Profilabschnitte, denen auf diese Weise eine zusätzliche Funktion zugewiesen ist. Es brauchen also bei der Montage der Kastenpalette,keine Querbohrungen oder sonstigen Bearbeitungen vorgenommen werden.

Um die Tragfähigkeit der Platte zu erhöhen bzw. diese vor einem Durchhängen unter dem Gewicht der Einzelteile zu schützen, die wieder die Zugriffsgenauigkeit vermindern würde, empfiehlt sich die An-r bringung eines Querholms nach Anspruch 6.

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Dieser Querholm kann über die Stabilisierung hinaus noch eine wichtige Funktion erhalten, wenn er gemäß Anspruch 7 ein Angriffselement für einen mechanischen Greifer trägt.

Der Roboter hat ja im allgemeinen nur einen Greifer, der auf diese Weise im Schwerpunkt der Kastenpalette angreifen kann.

Die Verbindung des Querholms mit den Profilabschnitten des Rahmens kann in ähnlicher Weise wie an dessen Ecken durch ein Verbindungsstück nach Anspruch 8 erfolgen.

Anspruch 9 gibt eine zweckmäßige Ausgestaltung der Eckverbinder im Hinblick auf die Schaffung der zusammenwirkenden Zapfen und Vertiefungen wieder.

Plattenförmige Kunststoffpaletten zur Aufnahme von roboterhandhabbaren Kleinteilen in Nestern sind für sich genommen bekannt. Derartige Paletten sind jedoch kastenartig tiefgezogen und haben keinen eigenen Rahmen. Für die Aufnahme größerer Werkstücke sind sie wegen ihrer fehlenden Stabilität nicht geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht dreier aufeinandergestapelter erfindungsgemäßer Kastenpaletten;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 1 von oben bei weggelassener Platte;

Fig. 3 bis 7 zeigen Schnitte nach den Linien A-A, B-B, C-C, D-D und E-E in Fig. 2;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch den Bereich der Eckverbinder aufeinandergestapelter Paletten;

Fig. 9 und 10 zeigen Teilschnitte entsprechend den Fig. 3 und 4 bei eingesetzter Platte.

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Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Kastenpalette, von der in Fig. 1 drei übereinandergestapelt gezeigt sind, umfaßt einen im Grundriß rechteckigen Rahmen aus zwei kürzeren Profilabschnitten 1 und 2 und zwei längeren Profilabschnitten 3 und 4, die durch Eckverbinder 5 miteinander verbunden sind. In der Mitte zwischen den längeren Seiten 3,4 erstreckt sich ein Querholm 6, der an seiner Oberseite etwa in der Mitte, d.h. etwa im Schwerpunkt der Kastenpalette 100, ein in Fig. 1 schematisch als quadratischer Knopf dargestelltes Angriffselement 7 für den Greifer eines Roboters trägt. Der Innenraum des durch die Profilabschnitte 1,2,3,4 gebildeten Rahmens ist durch eine parallel zur Rahmenebene sich erstreckende Platte 8 ausgefüllt, die in dem Ausführungsbeispiel aus zwei zu beiden Seiten des Querholms 6 angeordneten Hälften 8¹ und 8" besteht und die sogenannten "Nester" 9 zur Aufnahme von nicht dargestellten Werkstücken oder dergleichen aufweist. Die Nester 9 sind durch gezogene oder eingeprägte Vertiefungen oder Ausnehmungen der Platte 8 gebildet, die vorzugsweise aus Kunststoff oder Aluminiumblech besteht.

Der Querschnitt der Profilabschnitte 1,2,3,4 geht am Beispiel des Profilabschnitts 1 aus Fig. 3 hervor. Es handelt sich um ein stranggepreßtes Hohlprofil aus Aluminium von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, welches in der Gebrauchslage der Kastenpalette 100 aufrecht steht und in dem Ausführungs- -beispiel ein Seitenlängenverhältnis von 1 : 6 aufweist. Dieses Seitenlängenverhältnis hängt aber von der Art der in der Palette aufzunehmenden Einzelteile bzw. Werkstücke, ab. Das Profil ist in halber Höhe durch eine Zwischenwand 10 in zwei Rechteckkammern 11,12

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unterteilt. Auf der schmalen Oberseite des Profilabschnitts 1 erstreckt sich über dessen ganze Länge ein im Querschnitt trapezförmiger Längsvorsprung 13, dem an der schmalen Unterseite des Profilabschnitts 1 eine komplementäre, über die ganze Länge durchgehende Längsvertiefung 14 entspricht. Bei aufeinandergestapelten Kastenpaletten 100 greift der Längsvorsprung 13 der unteren Kastenpalette 100 in die Längsvertiefung 14 der darüber angeordneten Kastenpalette 100 ein. Durch die Trapezform des Querschnitts findet eine exakte Zentrierung der übereinander angeordneten Rahmen der Kastenpaletten 100 statt und gleichzeitig eine Abdichtung gegen das Eindringen von Verunreinigungen quer zu dem Profilabschnitt 1.

In den Kammern 11,12 sind durch an einer Hochkant-Wandung befindliche Ansätze sich in Längsrichtung des Profils erstreckende Schraubkanäle 15,16 vorgesehen, in die in Längsrichtung selbstschneidende Verbindungsschrauben 17 eingeschraubt werden können, die die Eck- > verbinder 5 durchgreifen und die Profilabschnitte 1,2,3, miteinander verbinden.

Im einzelnen geht die Art der Verbindung aus den Fig. 5 und 6 hervor. Der Eckverbinder erstreckt sich fast über die ganze Höhe der Profilabschnitte und hat einen horizontalen Querschnitt in Gestalt eines Rechtecks mit einer abgerundeten Ecke, wie es aus Fig. ersichtlich ist. Der Eckverbinder 5 weist in Richtung seiner längeren Seiten, d.h. in Richtung des Profilabschnitts 4 verlaufende obere und untere Verbindungszapfen 18,19 sowie um 90° versetzte, in Richtung der kürzeren Querschnittsseite bzw. in Richtung des Profilabschnitts 1 verlaufende obere und untere Verbindungszapfen 20,21 auf. Die Verbindungszapfen 20,21 passen

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in der Breite genau in die Profilabschnitte und liegen höhenmäßig außenseitig an den Schraubkanälen 15,16 an. Nach dem Einstecken der Verbindungszapfen 18,19 bzw. 20,21 in die Enden der Profilabschnitte 1,2,3,4 werden die Verbindungsschrauben 17 durch Durchgangsbohrungen 22,23 des Eckverbinders hindurch in die Schraubkanäle 15,16 eingeschraubt, wodurch die Verbindung ohne weitere Arbeitsvorgänge an den Profilabschnitten hergestellt ist.

In der zum Innenbereich des Rahmens weisenden Profilwandung der Profilabschnitte 1,2,3,4 ist eine einspringende Profilkammer 24 gebildet, die an ihrer Mündung bei 25 hinterschnitten ist, so daß die Platte in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise mit einem abgebogenen Rand 26 hinter die Hinterschneidung 25 greifen und gegen Herausziehen aus der Profilkammer 24 gemäß Fig. 10 nach rechts gesichert ist. Gleichzeitig aber kann die Platte 8 mit einem ebenen Rand in die Profilkammer 24 eingeschoben werden, wie es aus Fig. 9 ersichtlich ist. Die Platte 8 ist in dem Ausführungsbeispiel an den beiden parallel zu den Profilabschnitten 3,4 verlaufenden Rändern abgebogen, während die beiden anderen Ränder eben sind. Bei der Montage der Kastenpalette 100 werden also zuerst die Profilabschnitte .3,4 mit dem Querholm 6 vereinigt und sodann die Platte bzw. ihre Hälften 8',8" gemäß Fig. 2 von links.bzw. rechts mit ihren Rändern 26 in die Profilkammern 24 eingeschoben, worauf die Profilabschnitte 1,2 angesetzt werden.

Die Mündung der Profilkammer 24 ist auf beiden Seiten durch in den Innenbereich des Rahmens vorspringende Profilzungen 27,28 (Fig. 3) berandet, die einen der Dicke der Platte 8 entsprechenden Abstand voneinande: aufweisen und mit ihren der Platte 8 zugewandten und zu dieser parallelen Innenseiten auf der Plattenoberfläche

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aufliegen. Die Profilzungen 27,28 weisen eine etwas geringere Breite als die Profilabschnitte 1,2,3,4 auf und ergeben außer einer Versteifung der Profilabschnitte in Querrichtung eine breitere Auflage für die Ränder der Platte 8. Die Platte 8 liegt im übrigen mit ihren Rändern stets am Grund 29 der Profilkammer an, wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Schutz gegen parallelogrammförmige Verformung des Rahmens.

Der Querholm 6 besteht gemäß Fig. 7 ebenfalls aus einem Rechteck-Hohlprofil aus stranggepreßtem Aluminium und weist eine den Profilabschnitten 1,2,3,4 entsprechende Höhe auf, jedoch ohne die Längsvorsprünge und die Längsvertiefungen 14 an der Ober- bzw. Unterseite. Es sind zwei in gleicher Höhe angeordnete nach den einander gegenüberliegenden Seiten gegen den Innenbereich des Rahmens hin mündende Profilkammern 24 _f vorgesehen. Außerdem sind Schraubkanäle 15,16 vorhanden, die in gleicher Höhe wie die Schraubkanäle 15,16 der ' Profilabschnitte 1,2,3,4 liegen.

Zur Verbindung des Querholms 6 mit den Profilabschnitten 3,4 sind besondere Verbindungsstücke 30 vorgesehen (Fig. 4), die Verbindungszapfen 31,32 aufweisen, die wie bei den Eckverbindern 5 in die außerhalb der Schraubkanäle 15,16 im Innern des Profilquerschnitts des Querholms 6 gebildeten Kanäle eingreifen. Die Verbindung erfolgt durch Verbindungsschrauben 17, die die Verbindungsstücke 13 durchgreifen und in die Schraubkanäle 15,16 eingreifen und so in der aus Fig. ersichtlichen Weise die Profilabschnitte 3,4 mit dem Querholm 6 verbinden. An der Rückseite weisen die Verbindungsstücke 30 Ausschnitte zur Aufnahme der Profilzungen 27,28 auf.

An der Oberseite bzw. Unterseite der Eckverbinder 5 sind Vertiefungen 33 mit vertikaler Achse vorgesehen, die einen konischen sich nach innen verjüngenden Teil 34 und einen sich daran anschließenden

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zylindrischen Teil 35 geringeren Durchmessers umfaßt, als ihn der Grund des konischen Teils 34 aufweist. In die Vertiefungen 33 an der Oberseite der Eckverbindung 5 sind Zapfen 36 eingesetzt, die zu einer Horizontalebene symmetrisch doppelkonisch ausgebildet sind und mit einem Konus genau in den konischen Teil der Vertiefung 33 passen. An diesem Ende weist der Zapfen einen sogenannten "Tannenbaum"-Ansatz 37 auf, mit welchem er in den zylindrischen Teil 35 eindrückbar und darin festlegbar ist. Der nach oben vorstehende konische Teil des Zapfens 36 paßt genau in die untere Vertiefung 33 einer darüber angeordneten Kastenpalette 100.

Die Verhältnisse sind in Fig. 8 noch einmal dargestellt. Es ist zu erkennen, daß zwischen den oberen und unteren Eckverbindern 5 ein Spalt 38 besteht und die Vertikallast, die durch das Gewicht der Kastenpaletten 100 und der in den Nestern 9 sitzenden Teile gegeben ist, nicht an den Eckverbindern 5 übertragen wird. Wohl aber liegen die übereinander angeordneten Profilabschnitte im Bereich ihrer schmalen Ober- und Unterseiten bzw. im Bereich der Längsvorsprünge 13 und Längsvertiefungen 14 aufeinander auf, so daß die Last auf einer großen Fläche übertragen wird, durch die Anlage im Bereich der Längsvorsprünge 13 und Längsvertiefungen 14 die Feinzentrierung der übereinander angeordneten Kastenpaletten 100 sichergestellt ist und eine Abdichtung gegen das Eindringen von Verunreinigungen gegeben ist. Die Bemessung ist so getroffen, daß an den Zapfen 36 keine Vertikallast übertragen wird, so daß diese nur die Funktion einer Grobzentrierung bei der Annäherung der oberen, durch einen Roboter gehandhabten Kastenpalette 100 an eine darunter befindliche Kastenpalette 100 hat.

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Claims (9)

1. Kastenpalette zur Aufnahme von Einzelteilen, mit einem im Grundriß rechteckigen ebenen Rahmen aus Profilabschnitten aus einenTHohlprofil im wesentlichen rechteckigen -Querschnitts mit senkrecht zur Rahmenebene gerichteten,,längeren Seiten, wobei die die Rechte eckseiten bildenden geradlinigen Profilabschnitte durch Eckverbinder miteinander verbunden sind und an der f Oberseite und an der Unterseite komplementäre Längsvertiefungen und Längsvorsprünge sowie an der Innenseite zum Innenbereich des Rahmens hin offene Profilkanäle aufweisen, in welchen eine im Innenbereich des Rahmens vorgesehene Traganordnung für die Einzelteile befestigt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Traganordnung ist durch eine parallel zur Rahmenebene sich erstreckende, das Innere des Rahmens ausfüllende Platte (8) mit eingeformten Nestern (9) für die Aufnahme der Einzelteile gebildet, die mit ihren Rändern auf mindestens zwei einander gegenüberliegenden Rahmenseiten in die Profilkanäle (24) bis zu· deren Grund (29) eingreift;

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b) die Eckverbinder (5) erstrecken sich im wesentlichen über die Höhe der Profilabschnitte (1,2,3,4) und weisen an der Oberseite und der Unterseite komplementäre Zapfen (36) und Vertiefungen (33) auf, die beim Aufeinanderstapfeln von Kastenpaletten (100) vor den Längsvorsprüngen (13) und Längsvertiefungen (14), die Kastenpaletten' (100) aneinander horizontal führend, zum Eingriff kommen;

c) bei ganz aufeinander aufsitzenden Kastenpaletten (100) wird die Vertikallast nur an der Oberseite und der Unterseite der Profilabschnitte (1,2,3,4) übertragen und sind die Eckverbinder (5) und die Zapfen (36) vertikallastfrei.

2. Kastenpalette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkanäle (24) durch in das Innere des Rechteckquerschnitts einspringende Profilkammern gebildet sind, an deren Rändern zum Innern des Rahmens hin gerichtete Profilzungen (27,28) in einem der Dicke der Platte (8) entsprechenden Abstand voneinander vorgesehen sind.

3. Kastenpalette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkammer (24) nach oben und/ oder unten zur Aufnahme eines abgebogenen Plattenrandes (26) hinterschnitten ist.

4. Kastenpalette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenrand an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Platte (8) abgebogen ist.

5. Kastenpalette nach einem der Ansprüche Ibis dadurch gekennzeichnet, daß die Profilabschnitte (1,2,3,' in Längsrichtung verlaufende Schraubkanäle (15,16) aufweisen, in die Durchgangsbohrungen (22,23) der Eckverbinder (5) durchgreifende Verbindungsschrauben (17) eingreifen.

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6. Kastenpalette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in der Mitte einen Querholm (6) aus einem Profilabschnitt aus einem Rechteck-Hohlprofil aufweist, welches auf beiden Seiten zum Innenbereich des Rahmens hin offene Profilkanäle (24 umfaßt.

7. Kastenpalette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querholm (6) auf der Oberseite in der Mitte ein Angriffselement (7) für einen mechanischen Greifer aufweist.

8. Kastenpalette nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Querholms (6) mit den Profilabschnitten (3,4) ein Verbindungsstück (30) vorgesehen ist, welches an seiner an den Profilabschnitten (3,4) anliegenden Rückseite einen Ausschnitt (39) für die Profilzungen (27,28) aufweist.

9. Kastenpalette nach einem der Ansprüche 1 bis £ dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (36) der Eckverbinder (5) durch separate, zu einer parallel zur Rahmenebene verlaufenden Ebene symmetrische Doppelkonus- oder Doppelpyramidenzapfen gebildet und an der Oberseite und der Unterseite der Eckverbinder (5) gleiche Vertiefungen (33) vorgesehen sind.

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