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Stauförderbahn
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Die Erfindung betrifft eine Stauförderbahn zum Fördern und druck losen
Stauen von Fördergütern, mit einer Anzahl von Förderabschnitten, deren Fördermittel
einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, an welchen sie mittels eines Kupplungselementes
an- und abkuppelbar sind, mit wenigstens einem an jedem Förderabschnitt vorgesehenen
Fördergutmelder, welcher mit dem Fördergutmelder des benachbarten Förderabschnittes
in Wirkverbindung steht.
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Die Erfindung findet insbesondere Anwendung beim automatisierten,
innerbetrieblichen Transport von Stückgütern homogener Form, beispielsweise von
Kommissionierbehältern oder Paletten, wo es auf eine zeitliche Entkopplung von Abläufen
ankommt.
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Stauförderbahnen sind in verschiedenen Ausführungsformen seit einiger
Zeit bekannt. Zum Tragen der Fördergüter dienen Rollen,Bänder oder Ketten,die Förderabschnitte
mindestens von der Länge eines Stückgutes bilden, welche an einen
gemeinsamen
Antrieb (beispielsweise eine endlose Kette) angekuppelt bzw. von diesem abgekuppelt
werden können.
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Dieses An- und Abkuppeln geschieht ausnahmslos auf mechanische Weise
entweder durch einfaches, direktes Ein-bzw. Ausrasten von einander gegenüberstehenden
Zahnrädern (DE-OS 28 53 483) oder unter Verwendung von Reibkupplungen (DE-PS 1 481
291), Klauenkupplungen (DE-AS 21 10 989), Sinuskupplungen (DE-OS 27 43 133), Planetengetriebe
(DE-AS 27 16 716) oder Federbandkupplungen (DE-OS 29 42 628), welche von durch die
Stückgüter betätigte Fühlhebel und Gestänge gesteuert werden (DE-OS 28 53 483 und
DE-OS 29 42 628). Die Verwendung aller dieser mechanischer Kupplungen in Verbindung
mit ihren mechanischen Steuer-und Betätigungseinrichtungen ist jedoch von Nachteil,
weil diese nicht nur einer aufwendigen Herstellung und Justierung bedürfen, sondern
auch entweder nur ein ruckartiges Einkuppeln in Verbindung mit erheblichen Geräuschen
gestatten oder infolge ihres Verschleißes dauernder Wartung und laufender Nachjustierung
sowie der Schmierung bedürfen. Darüber hinaus wird durch die erforderliche Schalt-und
Kupplungskraft die mögliche Bandbreite unterschiedlicher Fördergutgewichte stark
eingeschränkt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption einer Stauförderbahn,welche
einfach herstellbar ist,die verschleiß- und wartungsarm arbeitet,bei welcher sich
das Einkuppeln beliebig sanft bewerkstelligen läßt,die geräuscharm funktioniert
und die ein Aufstauen von Fördergütern unterschiedlicher Gewichte sowie einen engen
Toleranzbereich des Anhaltepunktes ermöglicht.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer Stauförderbahn der
eingangs erwähnten Art, welche im wesentlichen detn durch die DE-OS 29 42 628 gegebenen
Stand der Technik entspricht, ausgegangen und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß
als Kupplungselemente elektromagnetische Kupplungen dienen und die Fördergutmelder
durch elektrische Öffner dargestellt werden, welche durch wenigstens eine elektrische
Leitung miteinander wirkverbunden sind.
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Mit der Anwendung einer elektromagnetischen Kupplung zum Bewerkstelligen
der lösbaren Verbindung zwischen den Fördermitteln der einzelnen Förderabschnitte
mit ihrem gemeinsamen Antrieb lassen sich in überraschender und einfacher Weise
alle den mit mechanischen Kuppeleinrichtungen versehenen Stauförderbahnen anhaftenden
Nachteile beseitigen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die elektromagnetische
Kupplung Bestandteil eines Antriebs-Bauelementes, das eine Antriebswelle aufweist,
auf welcher Antriebsräder für die Fördermittel festgekeilt und neben den Antriebsrädern
Umlenkräder für die Fördermittel drehbar vorgesehen sind, und die Antriebswelle
zwei Kugellager sowie ein Kettenrad trägt und die elektromagnetische Kupplung auf
der Antriebswelle angeordnet ist. Dieses integrierte Bauteil läßt sich ebenso leicht
herstellen und einbauen sowie erforderlichenfalls austauschen.
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Zur Reduzierung der seitens der Fördereinrichtungen erzeugten Geräusche
sind die Antriebsräder und die Umlenkräder Zahnräder aus Kunststoff und als Fördermittel
dienen in diese eingreifende mit Metall- und Textilfasern verstärkte Zahnriemen.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene elektromagnetische Kupplung besteht
aus einem eine elektrische Magnetspule enthaltenden Magnetteil, einem Rotor sowie
einem Anker, die zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet sind.
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Zweckmäßig ist der Magnetteil der elektromagnetischen Kupplung an
einer Traverse des Förderabschnittes befestigt, während der Rotor mit der Antriebswelle
drehfest verbunden ist; der drehbare Anker trägt das Kettenrad, welches
sich
im Eingriff mit dem gemeinsamen Antrieb der Fördermittel befindet.
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Nach einem weiteren und erfinderischen Merkmal der vorgeschlagenen
Stauförderbahn ist am Magnetteil der elektromagnetischen Kupplung ein gegen die
Kraft eines Federelementes axial verschiebbarer Bremsteller befestigt, welcher drehfest
mit der Antriebswelle verbunden ist. Mit Hilfe dieser mit der Kupplung baulich und
funktionsmäßig integrierten Bremse kann nicht nur ein definiertes, von ihrem Gewicht
unabhängiges Anhalten der Stückgüter erzwungen, sondern auch - bei geneigter Förderbahn
- deren ungewolltes Inbewegungsetzen aus der Wartestellung oder bei Stromausfall
verhindert werden.
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Zweckmäßig findet als elektrischer Öffner ein zweipoliger Tast-Öffner
Anwendung, dessen erste Kontaktstrecke in einer Stromzuführungsleitung zum Magnetteil
der elektromagnetischen Kupplung eines Förderabschnittes liegt und dessen zweite
Kontaktstrecke die erste Kontakt strecke des Tast-Öffners des in Förderrichtung
vorhergehenden Förderabschnittes mittels einer Überbrückungsleitung überbrückt.
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Ein solcher Tast-Öffner ist preiswert und arbeitet zuverlässig.
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Um ein sanftes Beschleunigen bzw. Abbremsen der Fördergüter- wenn
erforderlich- zu erreichen, wird in die Stromzuführungsleitung des Magnetteiles
der elektromagnetischen Kupplung ein den Stromanstieg oder -abfall verzögerndes
Bauteil eingefügt, vorzugsweise ein kleiner Operationsverstärker, beschaltet als
Tiefpaßverstärker, mit einer nachgeschalteten Leistungsendstufe.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei -spiel unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen Fig. 1 a einen Ausschnitt aus einer Stauförderbahn, Fig. 1 b
in perspektivischer Darstellung; Fig. 2 ein Antriebs-Bauelement der Stauförderbahn
gemäß Figur 1, in etwas vereinfachter Darstellung, in einem Längsschnitt; Fig. 3
ein Schema der elektrischen Steuerung der Stauförderbahn nach Figur 1 mit Hilfe
von Tast-Öffnern.
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Die in Figur 1 wiedergegebene Stauförderbahn, welche zum Fördern und
drucklosen Stauen von Fördergütern (Stückgütern) dient, besteht im wesentlichen
aus zwei geraden Tragprofilen 1 und 2, einer Anzahl von Antriebs-Bauelementen 3
sowie aus Paaren von mit Metall- und Textilfasern bewehrten Zahnriemen 4 aus Kunststoff
als Fördermittel.
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Ein Antriebs-Bauelement 3 sowie ein Paar der Zahnriemen 4 bilden zusammen
mit einem hinsichtlich der Länge der Zahnriemen 4 übereinstimmenden Teil der beiden
Tragprofile 1 und 2 einen Förderabschnitt 5 bzw. 5' und 5''.
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Die beiden aus Stahl bestehenden Tragprofile 1 und 2 sind parallel
angeordnet, sie besitzen einen L-förmigen Querschnitt und sie sind mit Hilfe von
quer verlaufenden Traversen 6 miteinander verbunden. Die Tragprofile 1 und 2 weisen
Füße 7 auf, mit welchen die Stauförderbahn auf dem Boden aufsteht; an die Stelle
der Füße 7 kann auch ein geeignetes Gestell treten. Beide Tragprofile 1 und 2 sind
an ihren Oberseiten 8 mit rechteckigen Ausnehmungen 9 versehen. Die Zahnriemen 4
gleiten mit ihrem oberen Trum 10 auf der Oberseite 8 der beiden Tragprofile 1 und
2.
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Alle Zahn riemen 4 der gesamten Stauförderbahn besitzen einen gemeinsamen
Antrieb in Gestalt einer langen, endlosen Antriebskette 11, welche von einem (nicht
dargestellten) Elektromotor mit konstanter Geschwindigkeit dauernd angetrieben ist.
Das Paar von Zahnriemen 4 jedes Förderabschnittes 5, 5', 5'' ist mittels einer elektromagnetischen
Kupplung 12 an den gemeinsamen Antrieb - die Antriebskette 11 - an- und abkuppelbar.
Aus Gründen besserer Übersicht ist das Leertrum der Antriebskette 11 nicht dargestellt.
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An jedem Förderabschnitt 5, 5', 5'' ist als Fördergutmelder ein elektrischer
Öffner, in vorliegendem Falle ein zweipoliger Tast-Öffner 13, 13', 13'' angeordnet,
dessen Fühler 14 in die Bewegungsbahn der Stückgüter nach oben hineinragt. Jeder
Tast-Öffner 13, 13', 13'' ist durch eine elektrische Überbrückungsleitung 15 mit
dem Tastöffner 13, 13', 13'' des benachbarten, in Förderichtung 16 vorangehenden
Förderabschnittes 5, 5', 5'' wirkverbunden. Anstelle des Tast-Öffners 13, 13', 13''
kann ebensogut eine Lichtschranke oder ein elektrischer Näherungshalter Verwendung
finden.
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Die elektromagnetische Kupplung 12 ist Bestandteil des Antriebs-Bauelementes
3 (vgl. Figur 2). Dieses Antriebs-Bauelement 3 weist eine Antriebswelle 17 auf,
auf welcher nahe ihren beiden Enden 18 zwei Antriebsräder 19 in Gestalt von aus
Kunststoff bestehenden Zahnrädern mit Keilen 20 befestigt sind. Dicht neben diesen
Antriebsrädern 19 sind - getrennt durch eine Abstandsscheibe 21 - zwei Umlenkräder
22 auf der Antriebswelle 17 drehbar angeordnet, welche daneben jeweils ein Kugellager
23 trägt.
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Zwischen den Kugellagern 23 und den ebenfalls als Zahnräder aus Kunststoff
ausgebildeten Umlenkrädern 22 sitzen
auf der Antriebswelle 17 kurze
Abstandsrohre 24. Die Antriebsräder 19 und die Umlenkräder 22 stehen in den Ausnehmungen
9 der Tragprofile 1 und 2 und ragen etwas nach oben heraus.
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Die mehrteilige elektromagnetische Kupplung 12, welche auf der Antriebswelle
17 angeordnet ist, besteht aus einem Magnetteil 25, einem Rotor 26 sowie einem Anker
27; Magnetteil 25, Rotor 26 mit Anker 27 sind zylindrisch ausgebildet und sitzen
koaxial zueinander und nebeneinander auf der Antriebswelle 17 - vgl. Figur 2.
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Der gegenüber der Antriebswelle 17 drehbare Magnetteil 25 der elektromagnetischen
Kupplung, welcher eine Magnetspule 28 enthält, ist mittels einer Lasche 29 an der
Traverse 6 befestigt, während der einen Reibbelag 30 tragende Rotor 26 mittels eines
Keiles 31 drehfest mit der Antriebswelle 17 verbunden ist.
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Der auf der Antriebswelle 17 drehbare Anker 27 der elektromagnetischen
Kupplung 12 trägt ein mit der Antriebskette 11 dauernd tangential in Eingriff befindliches
Kettenrad 32 - siehe auch Figur 1. Um diesen Eingriff zu gewährleisten, läuft die
Antriebskette 11 über ein beispielsweise aus Kunststoff bestehendes Gleitstück 33,
welches in entsprechendem Abstand unterhalb des Kettenrades 32 auf der Traverse
6 befestigt ist und aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich in Figur 2 mit Strichlinien
angedeutet ist.
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An dem Magnetteil 25 der elektromagnetischen Kupplung 12 ist ein Bremsteller
35 gegen die Einwirkung von Federelementen 36 in axialer Richtung um ein kleines
Stück verschiebbar befestigt. Hierzu weist der Bremsteller 36 zylindrische Bolzen
37 auf, welche in seitliche Sackbohrun-
gen 38 des Magnetteiles
eingreifen. Auf diesen Bolzen 37 sitzen als Federelemente 36 zylindrische Druckfedern,
welche in Erweiterungen 39 der Sackbohrungen 38 Aufnahme finden.
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Dem am Magnetteil 25 befestigten Bremsteller 35 steht eine flache,
zylindrische Bremsscheibe 40 gegenüber, welche unter Zuhilfenahme eines Keiles 41
drehfest mit der Antriebswelle 17 verbunden ist.
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Die Bremsscheibe 40 trägt auf ihrer dem Bremsteller 35 gegenüberliegenden
Seite einen flachen, kreisringförmigen Bremsbelag 42.
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Das Antriebs-Bauelement 3, welches alle beweglichen Teile der beschriebenen
Stauförderbahn enthält, ist mittels seiner beiden Kugellager 23 in den beiden Tragprofilen
1 und 2 drehbar gelagert, siehe Figur 1.
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Die Steuerung der beschriebenen Stauförderbahn geschieht mit Hilfe
der als Fördergutmelder wirksamen Tast-Öffner 13, 13', 13''. Jeder dieser zweipoligen
Tast-Öffner 13,13' 13''besitzt - vgl. Figur 3 - zwei elektrisch voneinander getrennte
Kontaktstrecken 43, 43', 43'' und 44, 44', 44'', deren Kontakte in Ruhestellung
(also bei hochstehendem Fühler 14) geschlossen sind.
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Die erste Kontaktstrecke 43' des Tast-Öffners 13' des Förderabschnittes
5' liegt - Figur 3 - in der Stromzuführungsleitung 45 zum Magnetteil 25 der zugehörigen
elektromagnetischen Kupplung 12, deren Magnetspule 28 mit einer niederen Gleichspannung
von beispielsweise 24 Volt erregt wird. Die zweite Kontaktstrecke 44' des Tast-Öffners
13' überbrückt mittels der Überbrückungsleitung 15 die erste Kontakt strecke 43
des Tast-Öffners 13 des in
Förderrichtung 16 vorhergehenden Förderabschnittes
5.
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Die zu den jeweiligen Tast-Öffnern 13, 13', 13'' gehörenden Förderabschnitte
5, 5' und 5'' sind in Figur 3 an der Seite schematisch angedeutet.
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Solange kein Fördergut auf den dargestellten Förderabschnitten 5,
5', 5'' der beschriebenen Stauförderbahn liegt, sind die Kontaktstrecken 43, 43',
43" und 44, 44', 44'' geschlossen und die Magnetteile 25 der elektromagnetischen
Kupplungen 12 führen Strom, was zur Folge hat, daß alle Paare von Zahnriemen 4 von
der Antriebskette 11 gleichförmig bewegt werden. Kommt nun ein Fördergut auf dem
letzten Förderabschnitt 5" an und drückt dieses den Fühler 14 des letzten Tast-Öffners
13 " nieder, werden dessen Kontaktstrecken 43'' und 44 geöffnet, worauf die elektromagnetische
Kupplung 12 dieses Förderabschnittes 5,t abkuppelt und das Fördergut auf diesem
Förderabschnitt 5" stehen bleibt - die in Förderrichtung vorhergehenden Förderabschnitte
5' und 5 fördern weiter.
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Kommt anschließend ein zweites Fördergut auf dem Förderabschnitt 5'
an, drückt dieses den Fühler 14 des Tast-Öffners 13' nieder, es wird abgekuppelt
und das Fördergut bleibt ebenfalls stehen, usf.
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Wird nun das Fördergut vom letzten Förderabschnitt 5'' abgehoben,
schaltet dessen Tast-Öffner 13'' ein, worauf die elektromagnetischen Kupplungen
12 sowohl dieses Förderabschnittes 5'' wie auch des vorangehenden Förderabschnittes
5' einkuppeln und die zugehörigen Paare von Zahnriemen 4 das auf dem Förderabschnitt
5' stehende Fördergut auf den Förderabschnitt 5'' bewegen, usf.
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Da das An- und Abkuppeln der elektromagnetischen Kupplungen 12 von
der Drehrichtung der Antriebswelle 17 un-
abhängig ist, kann die
vorgeschlagene Stauförderbahn zur Förderung in beiden Richtungen verwendet werden.
Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Bewegungsrichtung der Antriebskette 11
- etwa durch Umsteuern des diese antreibenden Elektromotors - umzukehren und zusätzlich
jedem Förderabschnitt 5, 5' und 5'' einen zweiten Tast-Öffner mit einer entsprechenden
elektrischen Schaltung zuzuordnen, welcher (in Förderrichtung 16 betrachtet) am
Anfang jedes Förderabschnittes 5, 5', 5" angeordnet ist.
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Solange die Magnetspule 28 der elektromagnetischen Kupplung 12 durch
den sie durchfließenden Strom erregt ist (und dabei durch Aneinanderpressen von
Rotor 26 und Anker 27 infolge magnetischer Kräfte das Ankuppeln bewirkt ist) liegt
der Bremsteller 35 durch magnetische Anziehung am Magnetteil 25 an, wobei die Federelemente
36 zusammengepreßt sind - die Bremse ist also offen. Sobald die elektromagnetische
Kupplung 12 entweder durch die zugehörigen Tast-Öffner 13, 13', 13'' oder durch
Stromausfall abgeschaltet wird, erfolgt das Auskuppeln durch Trennung der Verbindung
von Rotor 26 und Anker 27, gleichzeitig entfällt die Anziehung des Bremstellers
35 und dieser wird durch die Federelemente 36 gegen den Bremsbelag 42 der Bremsscheibe
40 gepreßt, sodaß über die Antriebswelle 17 die Antriebsräder 19 und die Zahnriemen
4 bis zum Stillstand abgebremst werden. Da die Bremse bis zum Wiedereinschalten
des Stromes infolge der Federwirkung geschlossen bleibt, können sich auch bei geneigter
Stauförderbahn die Stückgüter nicht in Bewegung setzen.
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In die Stromzuführungsleitung 46 der Magnetspule 28 der elektromagnetischen
Kupplung ist ein elektrisches oder elektronisches Bauteil 46 eingefügt, welches
die Aufgabe besitzt, den nach dem Einschalten erfolgenden Stromanstieg
in
der Magnetspule 28 mehr oder weniger zu verzögern. Als Bauteil kann eine Drosselspulc,
ein Widerstands-Kondensator-Glied oder ein Tiefpaß-Verstarker (konkret: ein Operationsverstärker,
der als Tiefpaßverstärker geschaltet ist, mit einer nachgeschalteten Leistungsendstufe)
Verwendung finden.
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Zusammenstellung der verwendeten Bezuqsziffern 1 Tragprofil 2 Tragprofil
3 Antriebs-Bauelement 4 Zahnriemen 5, 5', 5" Förderabschnitt 6 Traverse 7 Füße 8
Oberseite (von 1,2) 9 Ausnehmungen 10 oberes Trum 11 Antriebskette 12 elektromagnetische
Kupplung 13, 13', 13'' Tast-Öffner 14 Fühler 15 Überbrückungsleitung 16 Förderrichtung
17 Antriebswelle 18 Enden 19 Antriebsräder 20 Keil 21 Abstands scheibe 22 Umlenkräder
23 Kugellager 24 Abstandsrohr 25 Magnetteil 26 Rotor
27 Anker 28
Magnetspule 29 Lasche 30 Reibbelag 31 Keil 32 Kettenrad 33 Gleitstück 34 Bremsscheibe
35 Bremsteller 36 Federelement 37 Bolzen 38 Sackbohrungen 39 Erweiterung 40 Bremsscheibe
41 Keil 42 Bremsbelag 43, 43', 43" Kontaktstrecken (erste) 44, 44', 44" Kontaktstrecken
(zweite) 45 Stromzuführungsleitung 46 Bauteil
L e e r s e i t e