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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Versorgungssystem für die Lieferung
von Elementen an einen oder mehrere Anwender mit einer Beförderungsvorrichtung,
die die Elemente von einer gespeicherten Menge der Elemente an eine
Sortiervorrichtung liefert, die nur einen Durchgang von Elementen
mit einer vorbestimmten Position zulässt, und mit einer Transportvorrichtung,
die die hinsichtlich der Position korrekt sortierten Elemente an
den Anwender transportiert. Ein Versorgungssystem dieser Art ist
aus der DE-A-4126689
für Installationsteile
bekannt, die nicht im einzelnen angegeben sind und in der korrekten Position
zu einem Entnahmepunkt geliefert werden müssen. In der Endposition werden
sie von einer Greifvorrichtung aufgenommen, die einen Teil einer separaten
Transportvorrichtung bildet, um die Elemente einem Anwender zuzuführen. Bei
dem bekannten Versorgungssystem gibt es stets nur ein Förderpfadmodul,
das für
einen Typ eines Installationselements verwendet wird, und die Vorrichtung
ist nicht dazu ausgelegt, mehrere Förderpfadmodule gleichzeitig
mit dem gleichen oder unterschiedlichen Installationsteilen zu versorgen.
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In
der Blechverarbeitungsindustrie werden stationäre oder mobile Sortiersysteme
und/oder Transportsysteme für
die Installation von Verbindungselementen, Führungselementen oder Verstärkungselementen
in Blechteilen verwendet. Mobile Einheiten werden an verschiedenen
Punkten der Installation der Elemente in einer Fabrik nach Bedarf verwendet.
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Diese
Sortier- und Fördersysteme
sind entweder für
die Verarbeitung eines einzigen Elementtyps oder für geometrisch
eng verwandte Familien von Elementen geeignet. Sie bestehen in der
Regel aus einem Behälter,
der die eingefüllten
Elemente als Schüttgut
aufnimmt, einem Sortierer, der die Elemente in eine definierte Transportposition
bringt, und einer Transportvorrichtung, die die Zufuhrkraft für den Transport
der Elemente zum Installationspunkt erzeugt.
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Bekannt
sind Sortiersysteme, die auf der Basis von Vibrations- oder Bandzufuhrvorrichtungen
arbeiten und eingefüllte
Elemente über
Gestaltmerkmale oder ihren Schwerpunkt sortieren. Für die Transportvorrichtungen
unterscheidet man zwischen Blas- und Schiebevorrichtungen. Sowohl
die Vibrationszufuhrvorrichtungen und die Bandzufuhrvorrichtungen
als auch die zugeordneten Blas- und Schiebetransportvorrichtungen
sind von der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co., KG, Friedrichsdorf,
Deutschland u.a. erhältlich
und bilden seit langer Zeit einen Teil ihres Verkaufsprogramms.
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In
einem speziellen Fall, wo der Sortierer bezüglich des Installationspunkts
derart angeordnet werden kann, dass die zu verarbeitenden Elmente den
Installationsort unter der Wirkung von Schwerkraft über Rutschen
erreichen können,
kann die Transportvorrichtung als eine Rutsche ausgebildet sein.
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Die
oben beschriebenen Sortier- und Transportsysteme stellen einen relativ
hohen Investitionskostenfaktor dar, dies mit einem eingeschränkten Verwendungsspektrum
wegen der direkten funktionellen Bindung an die zu verarbeitenden
Elemente. Eine ökonomische
Verwendung ist in der Regel nur möglich, wenn entsprechend hohe
Produktionsmengen und/oder lange Verwendungsperioden vorliegen. Die
Sortier- und Beförderungsvorrichtungen,
die bis jetzt von der Firma Profil Verbindungstechnik GmbH & Co., KG produziert
wurden, haben das folgende grundlegende Layout:
In der Regel
sind die Systeme als mobile Einheiten ausgelegt. In speziellen Fällen gibt
es auch eine Vorrichtung, die an einem festgelegten Ort installiert
ist. In beiden Fällen
findet die Installation aller Komponenten, die dem speziellen Zufuhr-
und Sortiersystem zugeordnet ist, auf einer Plattform statt. Die
Elemente, die in die Maschine in Schüttgutform gelegt werden, werden
zu dem Sortierer entweder mit Hilfe einer Vibrationszufuhrvorrichtung
oder mit Trommel- oder Kettengliedzufuhrvorrichtungen mit einer Schaufelwirkung
(bekannt als Bandzuführvorrichtungen)
bewegt. Systeme auf der Basis von Vibrationszufuhrvorrichtungen
haben Sortierschikanen, die die Elemente über die Position ihres Schwerpunkts
oder spezifische Gestaltmerkmale derart orientieren, dass nur in
einer spezifischen Position orientierte Teile über Rutschen zu der Zufuhrvorrichtung
laufen können.
Elemente, die nicht die gewünschte
Position haben, fallen jedoch in den Vorrat an Elementen, d.h. in die
Elementversorgungskammer zurück.
Dagegen haben Systeme, die auf Bandzufuhrvorrichtungen basieren,
Sortierschikanen, in welchen die Elemente durch eine Schikane laufen
müssen,
die ihrem Umriss entspricht. Teile, die positionsmäßig nicht
korrekt orientiert sind, werden mit Hilfe einer Zahnwalze in den
Versorgungsbunker zurückgekippt
oder weggeschabt, z.B. mit Hilfe eines in Querrichtung beweglichen
Kamms.
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Die
Vorrichtungen zum Vorschieben der Elemente von dem Sortierer zu
dem Anwender, d.h. die Transportvorrichtungen, basieren auf Schiebe- oder Blassystemen,
mit deren Hilfe die zu transportierenden Elemente entweder Element
per Element (Blastransportverfahren) oder in einer Kette durch flexible Kunststoffschläuche (Schiebetransportverfahren)
zu der Verarbeitungsstation, d.h. zu dem Anwender geliefert werden.
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Bei
Blassystemen werden die Elemente mit Hilfe eines Druckluftimpulses
durch einen Kunststoffschlauch zu der Verarbeitungsstation beim
Anwender geliefert.
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Dagegen
werden bei Schiebevorrichtungen Systeme, die mit Hilfe von pneumatischen
Zylindern arbeiten, und Systeme verwendet, die auf dem Arbeitsprinzip
von Reibungskräften
basieren, die durch rotierende Magnetscheiben erzeugt werden.
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Die
Steuerung des gesamten Sortier- und Zufuhrsystems findet in der
Regel über
Steuerschränke
auf SPS-Basis statt, mit deren Hilfe die Schnittstellen zu dem Bediener
und gegebenenfalls zu der Installationsmaschine ebenfalls überwacht werden
können.
Pneumatische Steuervorrichtungen, hydropneumatische Ölvorrichtungen
und akustische und Unfallschutzmittel vervollständigen das funktionelle System.
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Alle
oben beschriebenen Teile von Sortier- und Transportvorrichtungen
sind so ausgelegt, dass mit ihrer Verwendung nur ein definiertes
Element oder eine kleine Anzahl von geometrisch ähnlichen Bauteilen verarbeitet
werden kann. Ein Problem bei den bisher bekannten Sortier- und Transportsystemen
liegt darin, dass die enge Zuordnung zu dem jeweiligen zu transportierenden
Element und der Maschine, die dieses Element verarbeitet, d.h. dem
Anwender, bedeutet, dass die speziellen Sortier- und Transportsysteme
außer
bei Massenproduktion nicht häufig
verwendet werden, aber verfügbar
sein müssen,
falls das gleiche Blechteil wieder hergestellt werden soll. Mit
anderen Worten, die bisher bekannten Sortier- und Transportsysteme stellen relativ
komplizierte Vorrichtungsteile dar, die jedoch relativ selten genutzt
werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Versorgungssystem
der obengenannten Art vorzusehen, das flexibel verwendet werden
kann, selbst wenn unterschiedliche Elemente oder unterschiedliche
Verbindungselemente gehandhabt werden müssen, wobei es möglich ist,
die Investitionskosten zu senken und eine höhere Flexibilität und einen
höheren
Verwendungsfaktor zu erreichen.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
ist das Versorgungssystem nach Anspruch 1 vorgesehen.
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Mit
anderen Worten ist durch ein modulares Design ein Basissystem erreicht,
das unabhängig von
dem speziellen Element verwendet werden kann, und das, falls erforderlich,
mit rasch auswechselbaren Modulen kombiniert werden kann, die in
Abhängigkeit
von den Elementen entworfen werden müssen. Dies bedeutet, dass das
Grundmodul zur Handhabung einer Vielzahl von unterschiedlichen Elementen
ausgelegt ist und damit für
ein Spektrum von unterschiedlichen Elementen verwendet werden kann.
In diesem Zusammenhang können
die Elemente typgetreu in jeweilige Versorgungskammern des Grundmoduls
gefüllt
werden, oder eine Mischung kann in einer Versorgungskammer oder
mehreren Versorgungskammern des Grundmoduls vorliegen. Sollte das
Grundmodul zum Speisen mehrerer ähnlicher
Verarbeitungsstationen beim Anwender oder bei mehreren Anwendern
verwendet werden, d.h., sollte nur ein Elementtyp verwendet werden, dann
können
diese Elemente entweder in die (einzige) Versorgungskammer des Grundmoduls
oder in die Versorgungskammern des Grundmoduls gefüllt werden,
je nachdem, wie das Grundmodul ausgelegt ist.
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Die
Beförderungsvorrichtung,
die die Sortiervorrichtung speist, kann entweder zum Befördern von
Elementen aus allen Versorgungskammern des Grundmoduls gleichzeitig
ausgelegt sein oder als jeweilige Beförderungsvorrichtungen individuelle
für jede
Versorgungskammer. Da sich in der Praxis relativ häufig eine
Situation ergibt, in welcher das Versorgungssystem mehrere unterschiedliche
Arbeitsstationen bei einem oder mehreren Anwendern speisen muss,
wobei unterschiedliche Elemente für die unterschiedlichen Arbeitsstationen
verwendet werden, kann das Grundmodul mehrere Versorgungskammern
für die
unterschiedlichen Elemente haben. Je nach der Auslegung des Grundmoduls
können
eine bis sechs Versorgungskammern vorliegen, aber andere Anzahlen
von Kammern sind auch durchaus denkbar. Auf diese Weise kann die
Gefahr einer Vermischung ausgeschlossen werden, d.h. ein Element einer
spezifischen Art oder Größe kann
nicht in einen benachbarten Beförderungspfad
für ein
anderes Element, d.h. einer unterschiedlichen Art oder Größe gelangen.
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Die
Sortiervorrichtung kann eine Sortiereinheit zum Speisen einer einzigen
Arbeitsstation des Anwenders aufweisen, oder sie kann eine Vielzahl von
gleichen oder unterschiedlichen Sortiereinheiten aufweisen, wodurch
die gleichzeitige Speisung einer entsprechenden Anzahl von Arbeitsstationen
mit gleichen oder unterschiedlichen Elementen möglich ist. Selbst wenn die
Sortiereinrichtungen jeweils für ein
spezifisches Element ausgelegt sind und sich damit voneinander unterscheiden
können,
können
sie als Ergebnis ihrer Auslegung zur Verwendung mit unterschiedlichen
Elementen mit unterschiedlichen Transportarten (z.B. Schieben oder
Blasen) nichtsdestotrotz bestimmte Grundabmessungen gemein haben,
wodurch sie nach einer Gitterabmessung sozusagen Seite an Seite
aneinander angeordnet und ökonomisch
an dem Grundmodul gesichert können werden.
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Es
gibt mehrere Möglichkeiten,
die auswechselbaren Module mit dem Grundmodul zu kuppeln.
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Einerseits
kann ein Transportwagen für
das auswechselbare Modul nach Anspruch 15 vorgesehen sein, wobei
dieser Transportwagen gegebenenfalls Raum für ein auswechselbares Modul
oder für mehrere
auswechselbare Module hat.
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Nach
Anspruch 16 können
sowohl die Plattform des Grundmoduls als auch die Plattform des Transportwagens
jeweilige Schienenmittel besitzen, wodurch ein auswechselbares Modul,
das an dem Schienenmittel des Grundmoduls angeordnet ist, auf das
Schienenmittel des Transportwagens geschoben werden kann, und ein
auswechselbares Modul, das an dem Schienenmittel des Transportwagens
angeordnet ist, kann auf das Schienenmittel des Grundmoduls geschoben
werden. Diesbezüglich
ist bevorzugt ein Feststellmittel vorgesehen, mit dem das auswechselbare
Modul, das an dem Schienenmittel des Grundmoduls angeordnet ist,
mit dem Grundmodul nicht verschiebbar festgestellt werden kann.
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Der
Transportwagen ist dann nach Anspruch 17 bevorzugt derart ausgelegt,
dass er zumindest zwei auswechselbare Module aufnimmt, die jeweils Raum
an dem Schienenmittel besitzen. Das Schienenmittel ist entweder
an einem Drehtisch des Transportwagens angeordnet, oder der Transportwagen kann
durch entsprechende Räder
mit dem Grundmodul an zwei um 180° versetzten
Position ausgerichtet werden.
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Nach
Anspruch 18 kann auch eine Hebevorrichtung für den Austausch des austauschbaren
Moduls verwendet werden, oder der Transportwagen des austauschbaren
Moduls kann an einer Andockposition an dem Grundmodul angedockt
oder in eine Aufnahmebucht in dem Grundmodul bewegt werden. Der
Transportwagen für
das auswechselbare Modul kann zumindest im wesentlichen immer mit
diesem zusammen bleiben und, wenn erforderlich, auch zum Kuppeln
des auswechselbaren Moduls an das Grundmodul benutzt werden. Z.B.
kann der Transportwagen ausfahrbare und einziehbare Räder haben,
die dazu verwendet werden können,
um das auswechselbare Modul anzuheben und auf das Grundmodul abzusenken.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
ist das Grundmodul als eine mobile Einheit ausgebildet werden, die
mit oder ohne dem jeweiligen auswechselbaren Modul, das darauf installiert
werden soll, in die Nachbarschaft etwaiger erwünschter Anwender verschoben
werden, so dass nicht nur die auswechselbaren Module, sondern auch
das Grundmodul selektiv an unterschiedlichen Verwendungsorten verwendet
werden.
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Da
das Grundmodul alle Komponenten und Module umfasst, die universell
für unterschiedliche Elemente
verwendbar sind, wie z.B. die Installationsplattform des Grundmoduls,
den elektrischen Steuerschrank, der verschiedene Funktionen umfasst,
das pneumatische Modul, ein Ölsystem,
akustische und Unfallschutzmittel, Kettenförderer und die Elementversorgungskammer
oder -kammern, gelingt es, das Grundmodul häufiger zu verwenden, und die
Gesamtzahl der Module dieser Art, die in einer Fabrik vorhanden
sind, kann wesentlich reduziert werden, wodurch die Rentabilität verbessert
ist. Da das Grundmodul elementunabhängig ist, können die Lagerung von Ersatzteilen
und die Wartung einfacher gemacht werden.
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Da
die elementspezifischen Module (Sortiervorrichtung und Transportvorrichtung)
rasch gewechselt werden können,
ist die Rentabilität
der Lösung der
Erfindung weiter verbessert.
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Die
Möglichkeit
des vollständigen
Entleerens der Elementversorgungskammer oder des Bunkers, auf die
erfindungsgemäß abgezielt
ist, ermög licht ebenfalls
eine rasche Umstellung des Grundmoduls für die Verarbeitung unterschiedlicher
Elemente.
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Darüberhinaus
sind bevorzugt eine automatische Anpassung der Steuerfunktionen
des elektrischen Steuerschranks auf die Betriebsart der jeweils installierten
Transportvorrichtung und auch die Speicherung der Maschinenparameter
realisiert, die während
der Installationsprozedur einzustellen sind. Erfindungsgemäß kann eine
automatische Anpassung dieser Art auch die pneumatische Versorgung
ersetzen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung hauptsächlich
zur Verwendung mit Befestigungselementen und automatischen Maschinen
wie den Pressen für die
Verarbeitung der Elemente gedacht ist, kann sie auch auf anderen
Gebieten verwendet werden.
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Letztendlich
können
als Elemente alle Teile gelten, die als Schüttgut geliefert werden und
einzeln gefördert
werden können,
z.B. mechanische Bauteile, die von einer automatischen Maschine
installiert werden sollen, um einen Mechanismus zu bilden, oder
Knöpfe,
die zu unterschiedlichen automatischen Nähmaschinen geliefert werden
müssen.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung lassen sich in den Unteransprüchen und auch in der folgenden
Beschreibung finden.
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Im
folgenden wird die Erfindung im einzelnen unter Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
schematische Veranschaulichung eines modularen Versorgungssystems
nach der Erfindung an einer Presse;
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2 eine
teilweise geschnittene Veranschaulichung der Vorrichtung von 1 aus
der Sicht an der Schnittebene II-II in 1;
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3 eine
Seitenansicht eines modular aufgebauten Versorgungssystems nach
der Erfindung direkt vor dem Austausch des austauschbaren Moduls;
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4 eine
Draufsicht der Vorrichtung von 3;
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5 eine
Darstellung ähnlich 3,
aber in einem ersten Stadium des Austausches des Moduls;
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6 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 5, aber
zu einem etwas späteren
Zeitpunkt;
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7 eine
Darstellung ähnlich 5,
aber in einem späteren
Stadium des Austausches des Moduls;
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8 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 7, aber
hier ebenfalls zu einem späteren
Zeitpunkt;
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9 eine
Darstellung ähnlich 3,
aber in dem letzten Stadium des Austausches des Moduls;
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10 eine
Draufsicht des Versorgungssystems nach 9;
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11 eine
Seitenansicht einer Variante des modularen Versorgungssystems nach
der Erfindung, kurz bevor der Austausch des Moduls durchgeführt wird;
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12 eine
Draufsicht des Versorgungssystems nach 11;
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13 eine
Darstellung nach 11, aber zu einem späteren Zeitpunkt
während
des Austausches des Moduls;
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14 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 13;
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15 eine
Darstellung nach 11, aber nach dem Durchführen des
Austausches des Moduls,
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16 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 15;
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17 eine
Seitenansicht einer weiteren Variante eines modularen Versorgungssystems
nach der Erfindung;
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18 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 17;
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19 eine
Darstellung nach 17, aber in dem ersten Stadium
eines Modulwechsels;
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20 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 19;
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21 eine
Darstellung entsprechend 19, aber
zu einem späteren
Zeitpunkt des Modulwechsels;
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22 eine
Draufsicht des Versorgungssystems nach 21;
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23 eine
Darstellung nach 21, aber nach der Trennung des
austauschbaren Moduls von dem Grundmodul;
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24 eine
Draufsicht des Versorgungssystems nach 23;
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25 eine
Seitenansicht ähnlich 3, aber
mit einem weiteren modularen Versorgungssystem nach der Erfindung;
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26 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 25;
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27 eine
Seitenansicht nach 3 einer weiteren Variante eines
modularen Versorgungssystems nach der Erfindung;
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28 eine
Draufsicht des Versorgungssystems von 27;
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29 eine
teilweise geschnittene Darstellung einer modularen Transportvorrichtung
in einer Schiebeausführungsform;
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30 einen
Querschnitt entsprechend der Schnittebene XXX-XXX von 29;
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31 einen
Querschnitt durch eine modulare Transporteinheit in einer Blasausführungsform vor
dem Ankuppeln der Transportleitung;
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32 eine
Darstellung nach 31, aber nach dem Ankuppeln
der Transportleitung und direkt vor dem Blasen;
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33 eine
Schnittdarstellung nach der Schnittebene XXXIII-XXXIII von 31 an
der linken Seite der zentralen Achse in 33, während die rechte
Hälfte
eine entsprechende Schnittzeich nung aus dem Stadium von 32 zeigt,
in beiden Fällen nach
dem Ankuppeln der Transportleitung;
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34 eine
Draufsicht auf die Ausführungsform
von 31 aus der Sicht in Richtung des Pfeils XXXIV;
und
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35 eine
alternative Transporteinheit in einer magnetischen Ausführungsform.
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1 und 2 zeigen
zunächst
eine schematische Darstellung des Versorgungssystems 10 nach
der Erfindung, das hier zur Lieferung von (nicht gezeigten) Verbindungselementen
zu einem Anwender in Form einer Presse ausgelegt ist, wobei die nicht
veranschaulichten Elemente über
Leitungen 14 zu einem Werkzeug 16 geführt werden,
das in dem Arbeitsbereich der Presse angeordnet ist. Die Leitungen 14 können beispielsweise
in Form von Versorgungsschläuchen,
Beförderungsschienen
oder Führungsschienen
für Elemente
realisiert sein.
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Bei
diesem spezifischen Beispiel sind vier Leitungen 14 vorgesehen,
die von vier Transporteinheiten 18 ausgehen, die Seite
an Seite aneinander in dem Versorgungssystem angeordnet sind, und
zu jeweiligen Einstellköpfen 20 innerhalb
der Presse führen,
wobei die vier Einstellköpfe 20 in
diesem Beispiel dem oberen Werkzeug 16 der Presse zugeordnet sind.
Die Leitungen 14 sind flexible Kunststoffschläuche, so
dass die Positionierung des Versorgungssystems bezüglich der
Presse nicht kritisch ist. Das Versorgungssystem 10 kann
z.B. in der gestrichelt gezeigten Position 10` in 2 angeordnet
sein, wobei die Leitungen 14',
die entsprechend in gestrichelten Linien gezeigt sind, über sanfte
90°-Bögen zu den einzelnen
Einstellköpfen 20 führen. Die
Bezugsziffer 14'' gibt die Möglichkeit
an, die Leitungen selektiv zu der Rückseite der Presse zu zwei
weiteren Einstell köpfen 20'' in dem oberen Werkzeug 16 zu
führen. Wenn
die zwei Leitungen 14'' gleichzeitig
mit den vier Leitungen 14 bzw. 14'' verwendet
werden, dann müssen
zwei weitere, nicht gezeigte Transporteinheiten 18 in dem
Versorgungssystem 10 vorhanden sein.
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1 zeigt,
dass die Leitungen 14'' auf unterschiedliche
Arten zu der Rückseite
der Presse geführt
werden können,
wobei das Beispiel in 1 zwei alternative Möglichkeiten
für die
Leitungen 14'' zeigt, nämlich seitlich
an der Presse vorbeilaufen – wie
auch in 2 gezeigt – oder jedoch über die Oberseite
der Presse laufen. In beiden Fällen
sind geeignete Halter 22 vorgesehen. Die Bezugsziffer 24 gibt
Verbinder an, die zum Verbinden der Leitungen verwendet werden können, wenn
eine Verlängerung über die
Grundlänge
hinaus nötig
ist.
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Die
Darstellungen von 1 und 2 geben
nur Beispiele für
die Pfade der Leitungen 14 an. Sie sind in keinster Weise
als einschränkend
anzusehen. Sowohl die Anzahl der jeweiligen Leitungen als auch die
Pfade, die Anordnung, Aufhängung
und Abstützung
der einzelnen Leitungen kann im Prinzip nach Wunsch gewählt werden.
Die Einstellköpfe 20 brauchen
ebenfalls nicht an dem oberen Werkzeug angeordnet zu sein, sie können auch
an dem unteren Werkzeug der Presse oder auch an einem Werkzeug angeordnet
sein, das an einer Zwischenplatte angeordnet ist.
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Die
Versorgung der Elemente von dem Versorgungssystem zu der Presse
muss mit dem Arbeitszyklus der Presse harmonisieren. Zu diesem Zweck
verlaufen elektrische Leitungen 26 und auch pneumatische
Leitungen 28 und gegebenenfalls auch hydraulische Leitungen 30 zwischen
der Presse und dem Versorgungssystem.
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Darüber hinaus
ist aus 1 zu ersehen, dass das Versorgungssystem
eine Installationsplattform 34 umfasst, die auf Rädern 32 beweglich
ist. Auf diese Weise kann das Versorgungssystem leicht zu unterschiedlichen
Positionen innerhalb einer Fabrik verschoben werden. Die Räder können optional
mit Bremsen ausgestattet sein, um sie in einer ausgewählten Betriebsposition
relativ zu der Presse zu halten. Andere Festhaltemöglichkeiten
können
auch erwogen werden, z.B. direkte Verschraubung oder Verankerung
der Plattform 34 an dem Boden 36 des Fabrikraums.
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Es
ist nicht absolut wesentlich, dass die Plattform 34 Räder hat.
Sie könnte
z.B. auch als eine Palette ausgeführt sein, so dass jederzeit
eine Verschiebung möglich
ist, z.B. mit einem Hubwagen oder einem Gabelstapler.
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Die
Bezugsziffer 38 gibt eine Anzeige- und Schalttafel an,
die von dem Bediener benutzt werden kann.
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Das
Layout einer ersten Ausführungsform des
modularen Versorgungssystems der Erfindung wird im folgenden im
einzelnen unter Bezug auf 3 bis 10 erläutert, wobei
diese Zeichnungen auch dazu dienen, den Austausch des austauschbaren
Moduls zu erklären.
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Unter
Bezug auf 3 und 4 ist zunächst das
Grundmodul 10 von 1 zu sehen,
das hier jedoch um 180° relativ
zu der Ausführungsform in 1 gedreht
ist und auch eine unterschiedlich ausgelegte Beförderungsvorrichtung oder Zufuhrvorrichtung
verwendet.
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In
diesen Figuren sowie in allen folgenden Figuren werden die gleichen
Bezugsziffern für
die gleichen Komponenten und auch Komponenten mit der gleichen Funktion
verwendet. Es versteht sich, dass die ganze Beschreibung auf die
gleiche Weise für
alle Teile mit den Bezugsziffern gilt, und zwar selbst dann, wenn
diese Teile oben mit einem Strich oder mit zwei Strichen versehen
sind, d.h. um der Ökonomie
willen wird auf eine wiederholte Beschreibung der gleichen Teile
oder von Teilen mit der gleichen Funktion in den verschiedenen Ausführungsformen
verzichtet.
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Das
modulare Versorgungssystem 10, d.h. die modulare Versorgungsvorrichtung 10 von 3 ist
auch hier als eine mobile Einheit mit Rädern 32 ausgebildet,
wobei die Räder
auch hier an der Plattform 34 befestigt sind. Diese Plattform 34 gehört zu dem
sogenannten Grundmodul 40. In der Veranschaulichung von 3 ist
ein austauschbares Modul 42 in der beweglichen Einheit 10 zusätzlich zu dem
Grundmodul 40 angeordnet und auf der Plattform 34 des
Grundmoduls 40 angeordnet. Genauer ist die Installationsplattform 34 mit
Schienen 44 ausgestattet, an denen das auswechselbare Modul 42 linear
verschiebbar ist, aber in der Arbeitsposition durch (nicht gezeigte)
eingerastet und mechanisch durch einen schnellwirkenden Verschluss 46 an
dem Grundmodul 40 in der gewünschten Position an den Schienen 44 festgestellt
werden.
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Links
von der mobilen Einheit 10 befindet sich ein zweites austauschbares
Modul 42',
das an Schienen 48 angeordnet ist, die in ihrer Auslegung den
Schienen 44 entsprechen. Die Schienen 48 sind ihrerseits
an einem Transportwagen 50 angebracht, wobei der Transportwagen
in dieser Ausführungsform
ebenfalls mit Rädern 52 und
entsprechenden Bremsvorrichtungen 54 ausgestattet ist.
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An
der Seite des Transportwagens 50, die der beweglichen Einheit 10 zugewandt
ist, ist eine Zentriervorrichtung 56 angeordnet, die bei
der Bewegung des Transportwagens 50 bis zu der Andockposition
an der beweglichen Einheit 10 in einer entsprechenden Ausnehmung
in der mobilen Plattform 34 aufgenommen wird und gegebenenfalls
an dieser mobilen Plattform durch einen Feststellbolzen oder ähnliches
festgestellt werden kann. In dieser Andockposition, gegebenenfalls
mit Feststellen, sind die Schienen 48 mit den Schienen 44 ausgerichtet
und gehen ineinander über,
wie dies z.B. in 6 gezeigt ist.
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Vor
der Bewegung des Transportwagens bis zu der Andockposition des Grundmoduls
wird das austauschbare Modul 42' zuerst nach dem Lösen der Falle 58 von
der mittleren Transportposition nach 3 nach links
an dem Transportwagen 50 verschoben, um Raum an der rechten
Seite des Transportwagens 50 zur Aufnahme des auszutauschenden
Moduls 42 zu schaffen.
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6 zeigt
den Transportwagen direkt vor dem Austausch des austauschbaren Moduls 42 an der
Andockposition angedockt. Vor dem Austausch dieses Moduls müssen ein
Mehrfachstecker 60 für das
pneumatische System und ein Mehrfachstecker 62 für das elektrische
System von dem austauschbaren Modul 42 getrennt werden.
Nach dem Lösen
des mechanischen schnellwirkenden Verschlusses 46 kann
das austauschbare Modul 42 in Richtung des Pfeils 64 nach
links an die rechte Seite des Transportwagens 50 verschoben
werden, wobei die ausgerichteten Schienen 48 und 44 zu
diesem Zweck dienen.
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Nachdem
das Modul 42, das auszutauschen ist, und das Modul 42', das neu in
die mobile Einheit eingeführt
werden soll, beide auf dem Transportwagen 50 vorhanden
sind, wird die Kupplung 56 des Transportwagens an die mobile
Einheit 10 freigegeben. Der freigegebene Zustand ist wiederum
in 7 gezeigt.
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Der
Transportwagen kann nun von der mobilen Einheit 10 wegbewegt,
umgedreht und wieder zu der mobilen Einheit 10 bewegt werden,
was schematisch durch den Doppelpfeil 66 und den Pfeil 68 in 8 veranschaulicht
ist. Nach dieser Bewegung ist das ausgetauschte Modul 42 an
der linken Seite des Transportwagens 50 in 8 angeordnet,
während das
austauschbare Modul 42' nun
direkt vor der mobilen Einheit 10 liegt. Der Transportwagen 50 wird nun
wieder zu der Andockposition an der mobilen Einheit 10 bewegt,
und das austauschbare Modul 42' wird, gegebenenfalls nach dem
Feststellen des Transportwagens 50 an der mobilen Einheit 10,
von den Schienen 48 auf die ausgerichteten Schienen 44 der
mobilen Einheit geschoben, bis es die (nicht gezeigten) Einraststifte
trifft und eine mechanische schnellwirkende Feststellvorrichtung 46 zum
mechanischen Feststellen des neu ausgetauschten Moduls 42' in Platz schnappt
oder in Eingriff gelangt, um das ausgetauschte Modul 42' mit der mobilen
Einheit 10 zu kuppeln. Der Mehrfachstecker 60 für das pneumatische
System und der Mehrfachstecker 62 für das elektronische System
können
nun mit dem neu ausgetauschten Modul 42' gekuppelt werden. Nach dem Entfernen
des Transportwagens nach links und nach dem Verschieben des austauschbaren
Moduls 42 in das Zentrum des Transportwagens ist die Situation von 3 wiederhergestellt.
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Anstatt
den Transportwagen 50 nach dem Pfeil 68 umzudrehen,
ist durchaus denkbar, die Schienen 48 des Transportwagens 50 an
einem (nicht gezeigten) Drehtisch zu installieren, der dann drehbar
um eine vertikale Drehachse angeordnet sein sollte, die etwa im
Zentrum des Transportwagens 50 angeordnet ist, so dass
nur eine kleine Trennung des Transportwagens von der mobilen Einheit nötig ist,
um den Drehtisch zu drehen, was ebenfalls durch den Pfeil 68 schematisch
dargestellt ist. Die Trennung des Transportwagens von der mobilen
Einheit muss nur ausreichend sein, um die Drehbarkeit des Drehtisches
zu gewährleisten,
ohne dass die Module die mobile Einheit treffen.
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In
der Darstellung von 3 bis 10 bestehen
das austauschbare Modul 42 und auch das austauschbare Modul 42' aus vier ähnlichen
Sortiervorrichtungen 70 und 70', die Seite an Seite aneinander
angeordnet und mit der jeweiligen Transportvorrichtung 72 bzw. 72' gekuppelt sind
und Versorgungselementen, die nach den Merkmalen oder Gestalten
und/oder der Position des Schwerpunkts der jeweiligen Transporteinheiten 72 bzw. 72' sortiert sind.
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Die
vier ähnlichen
Sortiervorrichtungen 70 und 70' und die entsprechenden Transportvorrichtungen 72 und 72' sind in jedem
Fall als eine Einheit, d.h. ein Modul ausgebildet, so dass das austauschbare Modul
selbst modular ausgelegt ist und rasch aus den einzelnen Sortier-
und Transporteinheiten 70 und 72 zusammengebaut
werden kann, indem die gewünschte
Anzahl von Einheiten miteinander verbunden werden, je nachdem, wie
viele solche Einheiten in dem austauschbare Modul vorhanden sein
sollen. Aus diesem Grund werden die Sortiervorrichtungen 70 und 70' und die Transportvorrichtungen 72 und 72' im folgenden
häufig
als „Einheiten" bezeichnet. Es versteht
sich, dass die Vorrichtungen und die Einheiten ein und dasselbe
sind und der Begriff Einheit lediglich die modulare Auslegung der
jeweiligen Vorrichtungen unterstreichen soll.
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Die
genaue Auslegung der jeweiligen Sortiereinheiten 70 und 70' sowie der Transporteinheiten 72 bzw. 72' hat keine besondere
Bedeutung. Diese Komponenten können
nach den bisher bekannten Komponenten ausgelegt sein, die für den gleichen Zweck
benutzt werden, z.B. wie sie von den vorliegenden Anmeldern verkauft
werden, vorausgesetzt dass sie derart ausgelegt sind, dass sie platzsparend Seite
an Seite aneinander in einer Mehrfachanordnung angeordnet werden
können
wie bei den vier jeweiligen Einheiten, die in 3 bis 10 gezeigt sind.
Der Vollständigkeit
halber wer den später
unter Bezug auf 25 bis 35 Beispiele
von Transporteinheiten beschrieben, die mit Blasen und Schieben
arbeiten.
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Obwohl
in 3 bis 10 vier ähnliche Sortiervorrichtungen 70 bzw. 70' und vier ähnliche Transportvorrichtungen 72 bzw. 72' gezeigt sind,
so dass man annehmen könnte,
dass sie für
vier identische oder ähnliche
Elemente in unterschiedlichen Größen verwendet
werden können,
ist die Modularität
der vorliegenden Erfindung so ausgewählt, dass in der hier gezeigten
Ausführungsform
die vier Sortiervorrichtungen und Transportvorrichtungen beliebig
ausgewählt
werden können,
um bis zu vier Elemente aus einem Gesamtspektrum von Elementen unterschiedlicher
Typen und Größen an den
jeweiligen Anwender abzugeben.
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Beispielhaft
ist eine Vierfachanordnung in der Veranschaulichung von 26 gezeigt,
mit vier Bahnen für
die schiebende Zufuhr von Muttern durch Transportvorrichtungen 72,
wie oben beschrieben, und zwei Bahnen für den blasenden Transport mittels der
Blastransportvorrichtungen 72''.
D.h., insgesamt vier Transportvorrichtungen 72 und 72'', die ebenfalls modular ausgelegt
sind, sind in vier Bahnen Seite an Seite aneinander angeordnet.
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Es
sei auch ausdrücklich
erwähnt,
dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von vier Bahnen oder
Transportvorrichtungen beschränkt
ist. Im Prinzip kann jede gewünschte
Anzahl von Bahnen vorgesehen sein. Eine Vorrichtung kann auch nur
mit einer bis zu drei Transportvorrichtungen oder mit mehr als vier
Transportvorrichtungen ausgestattet sein. Das modulare Konzept macht
es möglich,
die mobile Plattform 50 des auswechselbaren Moduls 42 und 42' nach Wunsch
mit Sortier- und Transportvorrichtungen 70, 70' und 72, 72, 72'' unterschiedlicher modularer Auslegungen
auszustatten.
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In 3 bis 10 sind
darüber
hinaus die Anschlüsse 74 und 74' für die Leitungen 14, 14' und 14'' von 1 bzw. 2 zu
sehen. Diese Leitungen sind normalerweise nach der Erfindung über schnellwirkende
Kupplungen an die jeweiligen Verbindungen 74 und 74' gekuppelt,
was natürlich
eine Voraussetzung für
die Versorgung des Anwenders mit den jeweiligen Elementen ist.
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Das
Grundmodul 40 von 3 umfasst
eine Beförderungsvorrichtung
oder eine Zufuhrvorrichtung 76, die zum Befördern der
Elemente aus einer Versorgungskammer 78 zu der Sortiervorrichtung 70 dient.
Es gibt verschiedene Auslegungsmöglichkeiten
für diese
Beförderungsvorrichtung.
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Wenn
die gleichen Elemente zu allen Sortier- und Transportvorrichtungen
geliefert werden, dann kann man mit einer Beförderungsvorrichtung 76 arbeiten,
die in 3 bis 10 als ein Kettenförderer gezeigt
ist und die Elemente aus dem Versorgungsbunker 78 anhebt,
wobei Platten 76' verwendet
werden, die mit der umlaufenden Kette 76'' des
Kettenförderers
verbunden sind, und sie den Sortierschikanen zuführt, die den Sortiervorrichtungen
zugeordnet sind, von wo alle Elemente, die nicht in der Transportposition
ausgerichtet sind, über
die Rutsche 79 in den Versorgungsbunker zurückfallen.
Die Zuführung
der Elemente zu den Sortiereinheiten 70 kann einfach darin
bestehen, dass der Bandzuführer
oder der Kettenförderer
die Elemente aus der Versorgungskammer 78 anhebt und sie
auf die Sortiereinheiten 70 fallen läßt.
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Aus 3 ist
z.B. auch zu ersehen, dass die Elemente in den Versorgungsbunker 78 über eine Füllklappe 80,
die bei 84 angelenkt ist, und eine Rutsche 82 gefüllt werden
können,
wozu zunächst
die Klappe 80 geöffnet
werden muss.
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In
der unteren geneigten Wand 86 des Versorgungsbunkers 78 ist
ebenfalls eine Klappe 88 angeordnet, die nach außen in die
Position 88' verschwenkt
werden kann, um den Versorgungsbunker 78 vollständig zu
leeren. Dabei fallen die Elemente, die sich noch in dem Versorgungsbunker 78 befinden,
in einen Kasten 90, der unter der mobilen Plattform 34 angeordnet
ist. Wenn die Klappe 80 geöffnet ist, läßt sich
prüfen,
ob der Versorgungsbunker 78 vollständig geleert worden ist. Dies
würde normalerweise
getan werden, wenn eine Moduländerung
des austauschbaren Moduls 42 durchgeführt wird, denn das auszutauschende
Modul 42 wird normalerweise nur ausgetauscht, wenn der
Anwender zur Verwendung mit anderen Elementen oder Elementgrößen oder
mit einem unterschiedlichen Komplement von Elementen auszustatten
ist.
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In
der bevorzugtesten Ausführungsform
ist nur eine Versorgungskammer oder ein Bunker 78 vorgesehen
und nur mit einem Typ und einer Größe eines Elements gefüllt. Auf
diese Weise besteht keine Gefahr der Verwechslung von unterschiedlichen Typen
und Größen von
Elementen entweder durch die verwendeten Sortiereinheiten 70 oder
durch den Bediener beim Nachfüllen
der Versorgungskammer 78. In einem solchen Fall ist die
modulare Auslegung von Bedeutung. Zunächst kann eine beliebige Anzahl von
Einheiten 70, 72 zum Sortieren und Transport der Elemente
bis zu der maximalen Anzahl verwendet werden, die durch die Auslegung
des Grundmoduls 40 zugelassen ist. Zweitens kann das System
leicht zur Verwendung unterschiedlicher Anzahlen von Einheiten 70, 72 zum
Sortieren und Transport der Elemente umgewandelt werden. Drittens
können
die Sortier- und Transporteinheiten 70' und 72', die mit dem einen Grundmodul 40 nicht
in Verwendung sind, mit einem anderen Grundmodul 40 verwendet
werden, anstatt einfach leerzulaufen, was der Fall wäre, wenn
ein speziell gebautes System aus dem Stand der Technik mit weni ger
als seiner vollen Kapazität verwendet
würde.
Viertens kann die Umwandlung von einem Element eines Typs und einer
Größe zu einem
anderen auch schnell erfolgen. Es müssen einfach alle unverwendeten
Elemente aus der Versorgungskammer entfernt und mit einem Element
eines neuen Typs oder einer neuen Größe ersetzt werden und die vorher
verwendeten Sortier- und Transporteinheiten 70, 72 gegen
neue 70', 72' ausgetauscht
werden, die mit dem Element des neuen Typs und der neuen Größe verwendet
werden können.
Außerdem
werden die zu dem Grundmodul 40 gehörenden Elemente kosteneffektiver
genutzt. Ohne das modulare System der Erfindung müßten diese
Komponenten alle zweimal vorliegen, einmal für das verwendete Sortier- und
Transportsystem 70, 72 und einmal für das Sortier-
und Transportsystem 70', 72', dessen Verwendung
zeitweilig unterbrochen worden ist. Darüber hinaus kann die Umwandlung
eines Elements eines Typs und einer Größe zu einem anderen sehr schnell
erfolgen, und der Lagerraum ist minimiert.
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Die
Sortier- und Transporteinheiten 70', 72' können alle rasch durch beliebige
geeignete Mittel miteinander verbunden und insgesamt ausgetauscht werden
Das Grundmodul 40 hat einfach eine Öffnung zur Aufnahme der Sortiereinheiten 70, 70' der Sortier-
und Transporteinheiten 70, 72'. Ablenkelemente oder Platten,
die an den Sortiereinheiten und innerhalb des Grundelements vorhanden
sind, verhindern, dass Elemente aus dem Grundmodul entweichen und
gewährleisten,
dass sie, wenn sie nicht durch die Sortiereinheiten weitergeleitet
werden, zurück
in die Versorgungskammer 78 fallen.
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Wenn
weniger als die maximale Anzahl der Sortier- und Transporteinheiten 70, 72 verwendet wird,
dann kann ein verbleibender Teil der Aufnahmeöffnung in dem Grundmodul, der
nicht bereits von den verwendeten Einheiten 70, 72 überdeckt
ist, einfach durch eine Platte überdeckt
wer den, die an dem austauschbaren Modul angebracht ist, oder durch eine
Platte, die an dem Grundmodul angebracht ist, und selbstverständlich kann
das Design einer solchen Abdeckplatte derart gewählt werden, dass sie äußerst schnell
entfernt und eingebaut werden kann.
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Es
sei bemerkt, dass die Verbindung zwischen dem austauschbaren Modul 42, 42' und dem Grundmodul 40 geeignet
an der Grundplatte 34 des Grundmoduls 40 stattfindet,
so dass kein physischer Kontakt am Umfang der Aufnahmeöffnung des Grundmoduls 40 nötig ist.
Dies wäre
jedoch auch möglich,
falls es gewünscht
wäre. Falls
gewünscht, können darüber hinaus
Führungsmittel
an oder nahe bei der Aufnahmeöffnung
vorgesehen sein, um eine angemessene Führung der Sortiereinheiten 70, 70' zu gewährleisten,
wenn sie in die Aufnahmeöffnung eingeführt werden.
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Die
oben beschriebenen Vorteile gelten allgemein auch für die anderen
Varianten des hier beschriebenen Versorgungssystems der Erfindung.
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Die
Zahnwalzen und die quer beweglichen Kämme der Sortiereinheiten und
der Kette oder des Bandes der Bandzufuhrvorrichtung werden gewöhnlich jeweils
durch Elektromotoren angetrieben. Die Verbindungen zu den Elektromotoren
für die
Zahnwalzen und die quer beweglichen Kämme der Sortiereinheiten werden über den
elektrischen Mehrfachstecker 62 hergestellt. Die Antriebsverbindung zu
dem Motor der Bandzufuhrvorrichtung 76 bildet einen Teil
des Grundmoduls.
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Ebenso
ist es möglich,
nur mit einem Versorgungsbunker zu arbeiten, wenn unterschiedliche
Elemente verarbeitet werden sollen. In diesem Fall werden die unterschiedlichen
Elemente als Mischung in den Versorgungsbunker 78 gelegt,
und die Sortierung findet automatisch über die jeweili gen Bahnen statt,
d.h. über
die jeweiligen Sortiervorrichtungen 70, 70', die den jeweiligen
Transportvorrichtungen 72, 72', 72'' zugeordnet
sind.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, die Versorgungskammer 78 mit einer Anzahl
von (nicht gezeigten) Versorgungskammern zu versehen, die der Anzahl
der vorgesehenen Sortiereinheiten und Bahnen entspricht. Der Kettenförderer 76 ist
unter Verwendung von Trennrippen ausgelegt, so dass nur Elemente
von den jeweiligen Versorgungskammern zu den jeweiligen Sortiervorrichtungen
zugeführt werden
können,
ohne ungewünscht
in benachbarte Versorgungskammern zu gelangen. Bei dieser Anordnung
findet die Sortierung auch durch die Sortiervorrichtungen statt,
aber hier derart, dass nur Elemente, die die korrekte Transportposition
haben, zu den Transportvorrichtungen weitergeleitet werden. Sollte
ein Element trotz dieser Unterteilung in Versorgungskammern nicht
typgerecht zu der jeweils zugeordneten Sortiervorrichtung gelangen,
dann wird es nichtsdestotrotz von der Sortiervorrichtung zurückgewiesen,
angenommen, die Sortiervorrichtungen sind so ausgelegt, dass sie
nur Elemente durchlassen, die die korrekte Gestalt, Größe und Transportposition haben.
Wenn getrennte Versorgungskammern vorgesehen sind, dann sind die
Sortiervorrichtungen bevorzugt so ausgelegt, dass Elemente, die
nicht durchgelassen werden, z.B. weil sie die falsche Position haben,
in die jeweils vorgesehenen Versorgungskammern zurückfallen,
um eine unerwünschte Vermischung
der Elemente zu vermeiden.
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Bei
einer Anordnung mit mehreren Versorgungskammern ist auch vorteilhaft,
wenn alle Versorgungskammern gleichzeitig geleert werden können, z.B.
durch eine Klappe 88, die gemeinsam für alle Versorgungskammern vorgesehen
ist, aber senkrechte Rippen hat, welche die Vermischung der ausgeleerten
Elemente verhindern.
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An
diesem Punkt sollte auch ausdrücklich bemerkt
werden, dass die Beförderungsvorrichtung nicht
notwendigerweise als ein Kettenförderer
ausgelegt sein muss. Es gibt sicherlich andere Möglichkeiten, z.B. die Möglichkeit,
diese Vorrichtung als eine sogenannte Vibrationszufuhreinrichtung 76' auszulegen,
wie dies in den Ausführungsformen
von 27 und 28 gezeigt
ist, oder man kann auch mit einer geneigten drehbaren Trommel 76'', einer Trommelzufuhrvorrichtung
arbeiten, wie dies in der Ausführungsform
von 1 und 2 gezeigt ist, wobei es bei
dieser Ausführungsform
nötig ist,
mit einer Mischung von Elementen zu arbeiten, falls nicht alle angeschlossenen
Bahnen zur Verarbeitung des gleichen Elements vorgesehen sind. In
diesem Fall enthält
der Trommelförderer 76'' wieder Elemente von nur einem
Typ (d.h. und einer Größe).
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Die
bewegliche Einheit 10, d.h. das Grundmodul 40,
ist in anderer Hinsicht mit allen weiteren Komponenten versehen,
die zu dem Grundmodul 40 gehören, weil sie universell verwendet
werden können.
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Dies
betrifft den elektrischen Steuerschrank mit dem Display 38,
einem pneumatischen Modul 96, einem Ölsystem 98 und auch
Geräusch-
und Unfallschutzvorrichtungen. Der elektrische Steuerschrank 38 umfasst
die folgenden Vorrichtungen, die nicht separat gezeigt sind, aber
wichtig für
die universelle Anwendbarkeit des Grundmoduls sind. Die Komponenten
nach der hier folgenden Liste sind in jedem Fall an sich bekannte, übliche Versorgungssysteme
und hier einfach durch entsprechende Schnittstellen so kombiniert,
z.B. verbunden mit der Programmierung, dass sie für das gesamte
austauschbare Modul 42, 42', 42'' verwendet
werden können,
das mit dem Grundmodul 40 verbunden werden kann. Die Komponenten
des Steuerschranks sind folgende:
- a) Netzanschluss
- b) Eingabe- und Ausgabeeinheiten
- c) Programmierbare Steuerung für die Steuerung oder Regelung
von Betriebsparametern wie beispielsweise dem Ein- und Ausschalten
der Beförderungsvorrichtung 76, 76', 76'', für die Steuerung oder Regelung
der Arbeitsgeschwindigkeit der Beförderungsvorrichtung 76, 76', 76'' für die Regelung des Drucks der
Transportvorrichtung 72, 72', 72'' und
auch auf eine Weise, die sowohl für die Elemente als auch auf
die spezielle Anwendung spezifisch ist, für die Regelung des Versorgungsdrucks
der Einstellköpfe 20, 20', die mit den Transportvorrichtungen 72, 72', 72'' verbunden sind, d.h. den Leitungen 14, 14', und des Drucks der Ölvorrichtung 98,
- d) eine Erkennungsvorrichtung zur Erkennung der funktionellen
Komponentengruppen 70, 70', 72, 72', 72'', die an dem auswechselbaren Modul 42, 42', 42'' vorhanden und mit dem Grundmodul 40 verbunden
sind,
- e) Anschlüsse,
an die Signale von Sensoren angelegt werden können, die an dem Grundmodul 40 oder
an dem auswechselbaren Modul 42, 42', 42'' oder
beim Benutzer 12 vorliegen, wie beispielsweise Füllstandsmesssensoren
an dem Grundmodul 40, und Endschaltern, Endpositionssensoren
an der Transportvorrichtung 72, 72', 72'' und
in dem Einstellkopf 20, 20' und, falls erforderlich,
- f) eine oder mehrere Verbindungsleitungen 26, 38, 30 für die Signalübertragung
zwischen dem Versorgungssystem 10 und dem Anwender 12 und/oder
von dem Anwender 12 zu dem Versorgungssystem 10.
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Darüber hinaus
hat das Versorgungssystem, d.h. das Grundmodul, die pneumatische
Versorgung 96, die z.B. einen Filter, einen Öler (mit
einem Öltank),
einen Wasserabscheider, Ventile, Leistungseinheiten und auch eine
oder mehrere Verbindungsvorrichtungen und optional eine Kompressoreinheit, wobei
die Kupplung der pneumatischen Versorgung mit dem austauschbaren
Modul 42, 42' oder 42'' bevorzugt über den Mehrfachstecker 60 erfolgt.
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Zunächst sei
darauf hingewiesen, dass, obwohl Druckluft in den meisten Fabriken
verfügbar
ist, sicherlich Situationen entstehen können, in welchen die Leistung
des fabrikinternen pneumatischen Versorgungssystems nahezu an der
Fähigkeitsgrenze liegt,
oder in welchen Druckschwankungen befürchtet werden müssen, die
mit dem Betrieb des Versorgungssystems der Erfindung nicht in Einklang
gebracht werden können.
Um sich gegen solche Fälle zu
schützen,
kann es vernünftig
sein, das Versorgungssystem mit seiner eigenen Kompressoreinheit auszustatten,
die dann zu dem Grundmodul gehört. Ansonsten
kann, wenn ein adäquates
fabrikinternes Versorgungssystem vorhanden ist, die erforderliche Druckluft
aus diesem System genommen werden.
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Je
nachdem, wie die Transportvorrichtungen 72, 72', 72'' ausgelegt sind und welche Elementtypen und
-größen verarbeitet
werden sollen, wird für
jede Transportvorrichtung jeweils eine Druckluftanforderung bestimmt,
die u.a. auch von der Länge
der entsprechenden Leitung 14 bzw. 14', 14'' abhängen kann. Die einmal gefundenen
Werte für
die Betriebsparameter für
spezifische Konfigurationen, wie Werte für den Luftdruck und die Ölzufuhrrate
werden beispielsweise über
eine Eingabeeinheit in einen Mikroprozessor oder einen Speicher
in dem Steuerschrank eingespeist, oder das jeweils angeschlossene
austauschbare Modul und auch die zugeordneten Sortier- und/oder
Transportvorrichtungen werden von dem System selbst bei der Verbindung
von verschiedenen austauschbaren Modulen erkannt, wodurch die erwünschten
Steuerungen nach den vorher programmierten oder gespeicherten Werten
durchgeführt
werden können.
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Der
Mehrfachstecker 60 für
das pneumatische System ist derart ausgelegt, dass die pneumatische
Versorgung erkennen kann, welche Aufgaben sie für das jeweils angeschlossene
austauschbare Modul erfüllen
muss. Auch hier kann man auf die entsprechenden, vorher festgelegten
Druckwerte und Strömungsmengen
zurückgreifen.
All diese Maßnahmen
gewährleisten,
dass mit einem Modulwechsel eine schnelle und ökonomische Anpassung des eingeführten austauschbaren
Moduls 42, 42', 42'' an die verschiedenen Umstände stattfindet.
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Das
Grundmodul 40 umfasst die Ölvorrichtung 98, die
entweder aus der pneumatischen Versorgung 96 oder separat
versorgt werden kann. Der Punkt dieser Ölvorrichtung liegt darin, die
einzelnen Elemente oder eine Anzahl davon mit einer kleinen Menge
Schmiermittel zu versehen, so dass sie einerseits problemlos durch
das Versorgungssystem zu dem Anwender gleiten, und andererseits,
falls erforderlich, durch die Übertragung
von Schmiermittel verbesserte Reibungsbedingungen beim Anwender gewährleisten.
Das Ölsystem
kann auch auf eine für das
Element oder die Anwendung spezifische Weise unterschiedlich sein,
je nach den Anforderungen.
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Das
Grundmodul umfasst jedoch auch eine Geräusch- und Sicherheitsschutzeinrichtung.
Der Geräuschschutz
besteht vor allem aus einer (nicht gezeigten) Isolierung, die im
Bereich des Versorgungsbunkers 78, der Beförderungsvorrichtung 76 und
der umgebenden Gehäuse-
und Blechteile, z.B. auch an der Klappe 80 und an der Klappe 88 vorgesehen
ist. Auf diese Weise werden Betriebsgeräusche gedämpft, so dass der Geräuschpegel
des Versorgungssystems innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten werden
kann. Falls nötig,
kann auch eine akustische Isolierung um die Transportvorrichtungen vorgesehen
sein, weil auch diese Betriebsgeräusche erzeugen.
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Zu
den wichtigen Sicherheitsvorrichtungen gehören Kontakte, die verhindern,
dass das Versorgungssystem in Betrieb genommen wird, wenn die Klappe 80 oder
die Klappe 88' sind
werden, oder bei fehlerhaften Anschlüssen des austauschbaren Moduls,
oder Lichtschranken, die den Betrieb verhindern, wenn ein Bediener
oder eine unbefugte Person in Bereiche des Versorgungssystems gelangen.
Solche Sicherheitsvorrichtungen sollten auch dazu dienen, den Betrieb
des Versorgungssystems zu unterbrechen, wenn während des Betriebs eine Klappe unbefugt
geöffnet
wird oder jemand in gefährliche Bereiche
des Versorgungssystems eingreift.
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Die
Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf weitere Ausführungsformen
beschrieben.
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11 bis 16 zeigen
einen alternativen Weg, einen Wechsel des austauschbaren Moduls durchzuführen. Zu
diesem Zweck ist ein separater Transportwagen 50 für jedes
austauschbare Modul vorgesehen. 11 zeigt
eine Situation, in welcher das Grundmodul 40 verfügbar ist,
um ein austauschbares Modul 42 aufzunehmen. Das austauschbare Modul 42 ist
auf dem jeweiligen Transportwagen 50 angeordnet. Bei dieser
Ausführungsform
sind keine Schienen vorgesehen. Statt dessen ist die Montageplattform 34 mit
konischen Zentrierzapfen 35 oder anderen Führungsmitteln
ausgestattet (12), auf welche das austauschbare
Modul 42',
das an Platz transportiert worden ist, mittels einer Hebevorrichtung 100 abgesenkt
wird. Eine konische Bohrung 45 ist in die Grundplatte 51 für das austauschbare
Modul für
jeden Zentrierzapfen 35 gearbeitet, so dass eine formschlüssige Feststellung
ein horizontales Rutschen des Moduls verhindert. Ein zentrale Montageschraube 46 verhindert
eine Bewegung in vertikaler Richtung. In 11 und 12 ist
der Transportwagen 50 in die direkte Nachbarschaft des
Grundmoduls 40, d.h. der mobilen Einheit 10 bewegt. 13 und 14 zeigen
das Anheben (Pfeil 110) und den horizontalen Transport
(Pfeil 112) des angehobenen austauschbaren Moduls 42', das dann nach
dem Pfeil 114 auf die Zentrierzapfen 35 an der
mobilen Plattform 34 der mobilen Einheit 10, d.h.
des Grundmoduls 40 abgesenkt wird. Der geleerte Transportwagen 50 kann
dann aus dem Arbeitsbereich des Versorgungssystems entfernt werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist es nicht nötig, den
Transportwagen 50 an der mobilen Plattform 34 festzustellen.
Es reicht aus, die Bremsvorrichtungen 54 des Transportwagens 50 und 33 der
mobilen Plattform 34 zu betätigen.
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15 und 16 zeigen
die Position nach dem Absenken des austauschbaren Moduls 42' auf die Plattform 34 der
mobilen Einheit und nach dem Einführen des pneumatischen Mehrfachsteckers 60 und
des elektrischen Mehrfachsteckers 62.
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17 bis 24 zeigen
eine dritte Variante, bei welcher die Montageplattform 34 mit
einem rechteckigen Ausschnitt oder einer Aufnahmebucht 112 versehen
ist, in welche das auf einem separaten Transportwagen 50 angebrachte
austauschbare Modul geschoben wird. Das Chassis 53 des
separaten Transportwagens 50 ist mit einer einziehbaren
und ausfahrbaren Plattform 51 versehen (vgl. 18, 20),
so dass diese aus einer angehobenen Transportposition auf das Niveau
der Montageplattform 34 des Grundmoduls 40 abgesenkt
werden kann. Bei dieser Anordnung wird eine horizontale Festlegung
durchgeführt
wie bei der Ausführungsform
von 11 bis 16, d.h.
bevorzugt über
konische Zentrierzapfen 35 und Bohrungen 45, und
die Sicherung in vertikaler Richtung kann auch über eine Befestigungsschraube 46 oder über einen
schnellwirkenden Verschluss stattfinden.
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Das
Anheben und Absenken der Plattform 51 des austauschbaren
Moduls kann hier auf unterschiedliche Mittel und Wege stattfinden.
Bei der veranschaulichten Anordnung ist die Plattform 51 über Scherenverbindungen 104 mit
dem Chassis 53 des Transportwagens 50 verbunden,
so dass bei Betätigung
der Scherenverbindungen, z.B. mittels einer Spindel, die Glieder
der Scherenverbindungen unterschiedliche Winkel zueinander annehmen
können, wodurch
unterschiedliche Höhen
der Plattformen 51 erreicht werden können, ähnlich wie bei einem Scherenwagenheber.
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Alternativ
können
die Räder
selbst an Position relativ zu dem Chassis 53 verstellt
werden, was jedoch hier nicht gezeigt ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
bleibt das austauschbare Modul bei dem Transportwagen, so dass ein
relativ einfaches Design des Transportwagens möglich ist, trotz der bestehenden
Möglichkeit,
die Plattform 51 anzuheben und abzusenken. Es ist auch denkbar,
die Ausführungsform
von 17 bis 24 derart
zu modifizieren, dass kein Anheben oder Absenken des austauschbaren
Moduls durchgeführt
wird, sondern nur ein mechanisches Feststellen des Transportwagens
an der mobilen Plattform 34 des Grundmoduls 40,
nachdem er in die Aufnahmebucht 112 bewegt worden ist.
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Der
Funktionsablauf bei dieser Ausführungsform
ist wie folgt: Wie in 17 und 18 gezeigt, ist
der Transportwagen mit den auszutauschenden Sortier- und Transportvorrichtungen 70 und 72 in
der Position an dem Grundmodul 40 angeordnet, die durch
die Zentrierstifte 35 definiert ist. Außerdem ist der Transportwagen 50 mittels
der Schraubenverbindung oder der Schnellklemmvorrichtung 46 gesichert.
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In 19 und 20 wird
der Transportwagen 50 nach dem Lösen der Schraubenverbindung oder
der Schnellklemmvorrichtung durch Verschiebung der Plattform 51 angehoben,
bis der Transportwagen nicht mehr über die Zentrierzapfen 35 festgelegt
ist.
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Wie
in 21 und 22 gezeigt,
kann der Transportwagen nun aus dem Grundmodul bewegt werden.
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23 und 24 zeigen,
dass der Transportwagen mit den letzten verwendeten Sortier- und Transportvorrichtungen
von dem Grundmodul getrennt wird und durch einen anderen Transportwagen 50 mit
den Sortier- und Transportvorrichtungen ersetzt wird, die als nächstes zu
verwenden sind.
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Wie
bereits oben angedeutet, zeigen 25 und 26 eine
Variante des modularen Versorgungssystems, das hier zwei Bahnen
zum blasenden Zuführen
von Schraubenelementen und zwei Bahnen zum schiebenden Zuführen von
Mutternelementen hat. Die Verbindung mit dem Grundmodul 40 wird auch
hier bevorzugt über
einen Mehrfachstecker 60 für das pneumatische System und
einen Mehrfachstecker 62 für das elektrische System hergestellt.
Die Auslegung der Transportvorrichtung 72 für das schiebende
Zuführen
ist in 29 und 30 gezeigt, während die
Transportvorrichtung 72'' für die Ausführungsform
für Blasen
in 31 und 34 gezeigt ist.
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27 und 28 zeigen,
dass das austauschbare Modul, selbst wenn das Grundmodul dazu ausgelegt
ist, vier Leitungen 14 oder Bahnen zu versorgen, mit einer
geringeren Anzahl von Transportvorrichtungen ausgestattet sein kann,
in diesem Fall mit zwei Bahnen zum blasenden Zuführen von Schrauben mittels
zweier Transportvorrichtungen 72'',
die den Transportvorrichtungen 72'' von 26 entsprechen.
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Ein
weiterer Unterschied bei der Ausführungsform von 27 und 28 besteht
in der Verwendung einer unterschiedlichen Beförderungsvorrichtung 76,
hier z.B. einer Vibrationszufuhrvorrichtung 76' zur Lieferung
der Elemente zu der Sortiervorrichtung 70, die den Transportvorrichtungen
zugeordnet ist. Solche Vibrationszufuhreinrichtungen sind an sich
bekannt und von der Firma Profil erhältlich. Sie werden deshalb
nicht speziell beschrieben.
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Bei
den Ausführungsformen
von 25 und 26 oder 27 und 28 ist
die genaue Art der Übergabe
des austauschbaren Moduls an das Grundmodul nicht gezeigt. Dies
kann jedoch wie gewünscht
stattfinden, z.B. nach einer der vorher beschriebenen Varianten,
wobei die Verwendung der Zentrierzapfen 35 hier nach der
Ausführungsform von 11 bis 16 gezeigt
ist, d.h., eine Anhebevorrichtung 110 kommt hier zur Verwendung.
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In
der Transportvorrichtung zum schiebenden Zuführen der Mutternelemente nach 29 und 30 sind
zwei Bahnen 120, 122 Seite an Seite aneinander
angeordnet, wie aus 30 zu ersehen ist, und jeweils
mit pneumatischen Zylindern 124 versehen.
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Die
aus der (in 29 nicht gezeigten) Sortiervorrichtung 70 kommenden
Mutternelementen 130 werden in einen Führungsdurchgang 126 gefüllt, der
an die Mutternelemente angepasst ist, und gleiten unter der Schwerkraft
nach rechts (vgl. 29). Ein Detektor 128 prüft, ob genügend Muttern
in dem Führungskanal 126 vorgesehen
sind. Wenn hier keine Muttern zu finden sind, dann ist dies ein
Hinweis, dass der Vorrat an Muttern zu Ende gegangen ist, was über die
Steuerung in dem Steuerschrank dazu führt, dass das Versorgungssystem
und auch der Anwender abgeschaltet werden oder wenigstens ein Warnsignal
zu dem Bediener gegeben wird, z.B. über einen Anzeiger 38 oder
als ein akustisches Signal oder ein Blinksignal, dass die Versorgung
aufgefüllt werden
muss.
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Damit
die Mutternelemente 130 weiter in die Leitung 14 und
zu dem Anwender transportiert werden können, greift ein schwenkbar
angeordneter Finger 132 in die Bohrung eines Mutternelements 130 ein.
Der Finger 132 ist schwenkbar in einem Wagen 134 um
die Achse 136 angebracht. Der Wagen wird durch die Kolbenstange 138 des
pneumatischen Zylinders 124 nach rechts geschoben, und
zwar über
einen Hub, der mehrere Elemente umfasst und durch die Anschläge 140 und 142 begrenzt
ist. Der Zylinder 124 und die pneumatische Versorgung 96 bestimmen
den Druck, den der schwenkbare Zylinder 132 unter der Kontrolle
des Steuerschranks auf die Mutternelemente ausübt. Die Leitung ist voller
solcher Mutternelemente. Sie werden einzeln von dem Einstellkopf 20 oder 20'' in der Presse übernommen, wobei der Finger 132 über eine
Pfadlänge
vorgeschoben wird, was dem maximalen Durchmesser des Elements entspricht.
Wenn der Wagen den Anschlag 142 erreicht, dann wird dies
z.B. durch einen Druckanstieg erfasst und führt zu einer Umschaltung des
pneumatischen Zylinders 124, wodurch sich das Fingerelement 132 um
die Drehachse 136 gegen die Kraft der Feder 144 dreht.
Der Wagen 134 kann dann bis zu dem Anschlag 140 eingefahren
werden, wodurch der pneumatische Zylinder wieder umgeschaltet wird.
Als ein Ergebnis der Wirkung der Feder greift die Spitze des Fingerelements 132 erneut
in die Bohrung eines Mutternelements ein, und weitere Mutternelemente
werden nach rechts verschoben. Die beiden Seite an Seite aneinander
angeordneten Bahnen 120, 122 arbeiten völlig unabhängig voneinander.
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Die
Transportvorrichtung 72'' für den blasenden
Transport ist in 31 bis 34 gezeigt
und wird normalerweise mit Schraubenelementen 150 verwendet.
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Aus 31 wird
deutlich, dass die Schraubenelemente 150 in Richtung des
Pfeils 151 aus der entsprechenden Sortiervorrichtung 70'' in der gewünschten Transportposition ankommen
und entsprechend von einem Führungskanal 152 geführt werden.
In dem Blaskopf 154 der Transportvorrichtung gibt es nur
Raum für
ein Schraubenelement 150. D.h., der Arbeitskopf 154 ist
an die Abmessungen der Schraubenelemente 150 angepasst.
Wann das vordere Schraubenelement 150 die Position von 31 erreicht
hat, was von dem Detektor 153 bestimmt wird, dann wird
die Hülse 156,
die verschiebbar in dem Blaskopf 154 vorgesehen ist, durch
pneumatischen Druck angehoben, so dass der Schaftteil des Schraubenelements 150 in
der Hülse
zu liegen kommt. In der obersten Position der verschiebbaren Hülse 156,
die in 32 und 33 gezeigt
ist, verläßt eine
Führungsnadel 158 die
Hülse 156,
wodurch sich ein Durchflussdurchgang 160 öffnet. Der
in der Druckkammer 162 herrschende Luftdruck kann nun in
die Hülse 156 strömen und
bläst wie
in einem Luftgewehr das Schraubenelement in Richtung des Pfeils 164 in
die angebrachte Leitung 14.
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Ein
Sensor 128 dient auch hier zur Bestimmung, ob genügend Schraubenelemente 150 vorgesehen
sind. Bei dieser Ausführungsform
steht ein schwenkbarer Finger 164 unter der Wirkung der
Feder 168 in den oberen Teil des Blaskopfes 154 vor und
verhindert das Blasen eines Schraubenelements, wenn eine Leitung 14 nicht
vorhanden ist. Beim Einführen
des Endes der Leitung 170 wird der Finger 164 gegen
die Kraft einer Feder durch den Stift 172 aus der Bohrung 174 verschwenkt.
Ein federbelasteter Indexstift 176 greift in eine Nut am Ende 170 der
Leitung ein und stellt auf diese Weise die Verbindung zwischen dem
Blaskopf 154 und dem Leitungsende 170 fest. Zum
Einführen
des Leitungsendes 170 und zum Lösen der Verbindung muss der Kopf 178 des
Indexstifts nach außen
gezogen werden.
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Schließlich zeigt 25 eine
alternative Transporteinheit, die hier als eine magnetische Transportvorrichtung
ausgelegt ist.
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Die
Elemente, die hier ebenfalls als Mutternelemente gezeigt sind, kommen
aus den zugeordneten Sortiereinheiten 70 oder 70' über den
entsprechend ausgelegten Führungskanal 180 in
den unteren Umfangsbereich eines rotierenden magnetischen Rades 182,
das die Mutternelemente anzieht und sie weiter in Drehrichtung 184 des
Magnetrades 182 bewegt, bis sie einen Ablenker 186 erreichen.
Am Ablenker gelangen die Mutternelemente in einen weiteren Führungsdurchgang
und von dort in eine Leitung 14, die zu einem Anwender
führt.
D.h., die Mutternelemente 130 werden weiter in Pfeilrichtung 190 und
in der Leitung 14 transportiert. Die Vorrichtung 192 stellt eine
Schnellverbindungskupplung für
die Leitung 14 dar.
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Wie
früher
erwähnt,
sind die Sortiervorrichtungen und die Transportvorrichtungen der
vorliegenden Erfindung typischerweise als Einheiten, d.h. Module
ausgebildet, die in jeder gewünschten
Anzahl und Auslegung miteinander verbunden werden können, um
das austauschbare Modul zu bilden. Wie ebenfalls beschrieben, wird
das austauschbare Modul über
Mehrfachstecker 60 und 62 pneumatisch und elektrisch
mit dem Grundmodul verbunden. Vorteilhaft sind die einzelnen Sortier-
und Transporteinheiten mit pneumatischen Leitungen und elektrischen
Leitungen ausgestattet, die über
jeweilige Schnellverbindungen selbst mit den Buchsen für die Mehrfachstecker 60 und 62 verbunden
werden können.
Dies ver einfacht den raschen Zusammenbau eines austauschbaren Moduls
aus einer Vielzahl von Sortier- und Transporteinheiten. Wenn das
Basismodulende des Mehrfachsteckerverbinders eine Buchse und kein
Stecker ist, dann wird der Stecker wird an dem austauschbaren Modul
vorgesehen, und die einzelnen pneumatischen und elektrischen Leitungen werden
mit jeweiligen „Pins" des Steckers an
dem austauschbaren Modul 42 über jeweilige Schnellkupplungen
verbunden. Die Mehrfachstecker 60 und 62 haben
eine ausreichende Zahl von einzelnen Verbindungsstellen, d.h. „Pins", damit sie die erforderliche
Zahl von hydraulischen und elektrischen Leitungen für die maximale
Anzahl von Sortier- und Transporteinheiten versorgen können, die
mit dem Grundmodul verwendet werden können. Da jeder „Pin" des pneumatischen
Mehrfachsteckers 60 jeweils mit einer pneumatischen Leitung
einer der zugeordneten Sortier- und Transporteinheiten verbunden
ist, kann die elektronische Programmierung des Steuerschrank derart
sein, dass der geeignete Druck über das
zugeordnete, elektromagnetbetriebene Drucksteuerventil auf jeden
jeweiligen Pin und damit auf die zugeordnete Leitung aufgebracht
wird.