DE29717904U1 - Innerbetriebliches, schienengebundenes Transportsystem - Google Patents

Description

- 1 Innerbetriebliches,
schienengebundenes Transportsystem

Die Neuerung betrifft ein innerbetriebliches, schienengebundenes, Transportsystem.
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In der modernen Fertigung werden verschiedene Transportsysteme eingesetzt, um Werkstücke von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation zu transportieren, um im Zuge der Lagerhaltung Lagergut ins Lager oder aus dem Lager zu · transportieren, um Ersatz- oder Verschleißteile zu Bearbeitungsmaschinen zu bringen, um Abfälle wegzuschaffen oder um andere Transporte vorzunehmen.

Es gibt dabei eine große Anzahl unterschiedlicher Systeme, die man nach den verschiedensten Kriterien voneinander unterscheiden und in einem System einteilen kann. So gibt es Hängesysteme, die entlang von Schienen verfahrbar sind, die oberhalb der einzelnen Stationen angebracht sind. Die zu transportierenden Güter hängen dabei auf entsprechenden Gehängen, die wiederum nach Art des Einsatzes stark unterschiedlich ausgebildet sein können.

Im Gegensatz dazu gibt es auch eine Vielzahl von Systemen, die am Boden fahren, wobei verschiedene Ausmaße an Flexibilität während des Betriebes bzw. bei Betriebsumstellungen möglich sind. Dies reicht von einfachsten Palettenrollbahnen, bei denen antriebslose Paletten entlang von Führungen rollen und einander weiterstoßen. Nur an punktuell vorgesehenen Antriebsstationen werden die dort befind-0 liehen Paletten durch Reibräder u.dgl. in Bewegung versetzt und schieben die vor ihnen befindlichen vor sich her.

Derartige Systeme erlauben eine Änderung des Bearbeitungs-5 ablaufes nur unter komplizierten Umbaumaßnahmen, da durch die stoßende Kraftübertragung eine ausschließlich geradlinige Fortbewegung der Paletten möglich ist und es nicht möglich ist, Weichen od.dgl. einzubauen. Statt dessen muß

an jeder Richtungsänderung oder Verzweigung der Produktionsstraße eine spezielle Umsetzvorrichtung eingebaut werden, die die ankommende Palette ergreift und auf einen abgehenden, wiederum geradlinigen Bahnabschnitt aufsetzt. 5

Im Falle eines Defektes, beispielsweise einer Palette oder einer Bearbeitungsstation kommt sofort die gesamte Fertigungsstraße zum Erliegen, da es wegen des dicht an dicht-Fahrens der Paletten nicht möglich ist, Pufferplätze einzurichten.

Der Vorteil dieses Systems liegt in den geringen Anschaffungskosten, der robusten Bauweise, den geringen Unterhaltskosten und der geringen Gefährdung der Umgebung, da zwischen den sich geradlinig spaltlos aneinander fortbewegenden Paletten kaum eine !Collisions- oder Einklemmgefahr besteht.

Am anderen Ende der Flexibilitatsskala stehen mit eigenem 0 Antrieb ausgerüstete, unbemannte Fahrzeuge, deren Fahrweg frei programmierbar ist und die unter Umständen sogar über Programme verfugen, die das Umfahren von Hindernissen nach eigener Strategie erlauben. Diese Systeme sind zwar hochflexibel, aber extrem teuer in der Anschaffung, aufwendig in der Programmierung und, durch die zur Unfallvermeidung notwendigen Sensoren, in der Wartung kostspielig und letztlich relativ störanfällig.

Bei all diesen Systemen kommt noch dazu, daß sie nicht die 0 einzigen Transport- und Bewegungssysteme im Rahmen der industriellen Fertigung innerhalb eines Betriebes sind, sondern daß dazu noch der sogenannte Logistik-Transport kommt, der meist bemannt und schienenungebunden frei in den Hallen und im Bereich der Fertigungsstraßen unterwegs ist. Dieser Logistik-Verkehr kann beispielsweise eine Palettenrollbahn nur über eine Brücke (bzw. mittels eines Tunnels) queren, da die Stoß an Stoß anrückenden Paletten keinen Platz zum Durchfahren gewähren und da, wenn ein

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solcher Platz vorhanden wäre, die Schienen der Palettenbahn ein solches Überqueren für fast alle Fahrzeuge des innerbetrieblichen Verkehrs unmöglich machen. Die einzige Alternative zu einer Überbrückung (Untertunnelung) ist daher die Überführung der Paletten durch eine eigene Hebe-Transport- und Senkvorrichtung. Es ist klar ersichtlich, daß beide Varianten extrem platz- und kosteninventiv sind und darüberhinaus störanfällig sind.

Diese Probleme treten bei den hochintelligenten flexiblen Systemen nicht auf, doch kann es dort wesentlich leichter zu Kollisionen und Behinderungen kommen, die zu Verzögerungen und zum Stillstand der Produktion führen.

Es besteht, wie aus dem Gesagten ohne weiteres hervorgeht, ein großer Bedarf an einem innerbetrieblichen Transportsystem, das die genannten Nachteile nicht aufweist und das robust, zuverlässig, kostengünstig und dabei doch relativ flexibel und leicht auf andere Produktionsabläufe umrüstbar ist. Ein solches Transportsystem herzustellen, ist das Ziel der Neuerung.

Neuerungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß Paletten mittels Rollen entlang von am Boden verlegten Schienen mit eigenem Antrieb verfahrbar sind. Es wird im folgenden die Bezeichnung "Rolle" verwendet, die aber auch Fälle umfassen soll, bei denen die Rollen radähnlich, mit einem oder zwei Spurkränzen, als Doppelrollen, eventuell mit einem Winkel zwischen den Drehachsen und auf schrägen, dachartigen Schienen rollend, ausgebildet sind.

Durch diese Maßnahme erreicht man, daß die Paletten voneinander unabhängig werden und zum Transport nicht mehr in unmittelbaren Kontakt untereinander stehen müssen.
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Es ist auf diese Weise möglich, beispielsweise Kreuzungen mit dem Logistik-Verkehr dadurch zu vereinfachen, daß im Kreuzungsbereich die Paletten mit höherer Geschwindigkeit

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fahren und so die Abstände zwischen ihnen größer werden. Auch ist es möglich, in einem Pufferbereich vor der Kreuzung einzelne Paletten anzuhalten, um den kreuzenden Verkehr durchzulassen.
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Auf gleiche Weise wird es ermöglicht, bei einzelnen Arbeitsstationen Wartungsarbeiten vorzunehmen, ohne daß es dadurch zum Stillstand der gesamten Produktion kommt.

Es ist durch die Tatsache, daß die Paletten über einen eigenen Antrieb verfügen, auch möglich, die Umsetzstationen, die im Stand der Technik immer wieder Probleme im Betrieb mit sich bringen, so auszugestalten, daß sie nicht auf die Paletten sondern die darunter befindlichen Schienen zugreifen. So können gemäß der einleitend erwähnten Druckschrift nach dem Auffahren der Palette auf eine Schwenkstation die Schienenstücke unterhalb jeder der zumeist vier Rollen um beispielsweise 90° verdreht werden, sodaß die Palette, nunmehr verschwenkt, zumeist in Quer-0 richtung orientiert, den nächsten, üblicherweise rechtwinkelig zum ersten Abschitt angeordneten Abschnitt der Bahn befährt. In dem Fall, in dem die Abschnitte nicht im rechtem Winkel zueinander verlaufen oder wenn mehr als vier Rollen pro Palette vorgesehen sind, ist bei zumindest einem der Schienenstränge für jede Rolle bzw. für einige der Rollen eine eigene Schiene vorzusehen.

Auch wird es durch den Eigenantrieb möglich, Steigungen bzw. Gefälle zu befahren, was in der Praxis bei den Palet-0 tenrollbahnen gemäß dem Stand der Technik nicht möglich war, wenn es auch einige theoretische Überlegungen in dieser Hinsicht gegeben hat.

Da das Verfahren der Palette zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen ohne große Genauigkeit erfolgen kann, ist an die Verlegung der Gleise im Bereich zwischen den Bearbeitungsstationen keine hohen Anforderungen zu stellen. Im Bereich der Stationen sind die Gleise genau zu

verlegen, um ein exaktes Einfahren der Palette und damit des auf ihr befestigten Werkstückes zu ermöglichen.

Es kann, wenn dies notwendig sein sollte, im Bereich der Stationen auch ein zusätzliches, hochgenaues und mit engsten Toleranzen verlegtes Schienensystem vorgesehen sein, auf dem die Palette die letzten Dezimeter oder Zentimeter zur Bearbeitungsstation rollt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine der angetriebenen Rollen in vertikaler Richtung verschieblich federbelastet aufgehängt ist, um auch in diesem Fall die Bewegung durch den Palettenantrieb vornehmen zu können.

Es ist selbstverständlich möglich, bei solchen Stationen auch eine externe Antriebsvorrichtung, beispielsweise ein Reibrad, für die Palette am Ende ihrer Zufahrtbewegung und nach erfolgter Bearbeitung am Anfang ihrer Abfahrbewegung vorzusehen.

0 Im Gegensatz zu schienenungebundenen Fahrzeugen, wie den eingangs erwähnten, ist die Energieversorgung der schienengebundenen Paletten kein all zu großes Problem, da es durchaus möglich ist, mit relativ geringen Spannungen {70 bis 100 V) und höheren Frequenzen (50 bis 100 Hz) die Versorgung von Elektromotoren zum Antrieb der Paletten über die Schienen vorzunehmen. Bei derartig niedrigen Spannungen und hohen Frequenzen des zugeführten Wechselstroms ist eine Gefährdung für das Personal ausgeschlossen.

0 Die Neuerung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

die Fig. 1 eine Prinzipskizze einer neuerungsgemäßen Palette,

die Fig. 2 eine neuerungsgemäße Variante einer Rollenla-5 gerung,

die Fig. 3 das kinematische Prinzip einer neuerungsgemäßen Rollenlagerung,

die Fig. 4 eine Darstellung ähnlich der Fig. 1, aber mit einer Variante der Rollenlagerung,

die Fig. 5 eine Rollenlagerung, wie sie bei Fig. 4 verwendet wurde und
die Fig. 6 eine Eckweiche für 90°.

In Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine neuerungsgemäße fahrbare Palette 1 dargestellt. Diese Palette 11 weist vier Fahrrollen 1, 2, 3 und 4 auf. Das besondere an diesen Rollen, die insbesondere Doppelspurkranzrollen sein können, die über eine Lauffläche und zwei Führungsflachen verfügen, ist folgendes:

Jede der Rollen 1,2,3,4 ist um ihre im wesentlichen durch den Mittelpunkt ihrer Aufstandsfläche gehenden Hochachse A1,A2,A3, bzw. A4, um zumindest 90° schwenkbar. Darüberhinaus ist die Rolle 2 in Richtung des Pfeiles F2 hinherverschieblich, die Rolle 3 in Richtung des Doppelpfeiles F3, wobei F3 im wesentlichen normal zu F2 steht und die Rolle 4 in beiden Richtungen, somit sowohl parallel zu F2 als auch parallel zu F3. Die Rolle 1 hingegen ist, abgesehen von ihrer Verschwenkbarkeit um die Hochachse Al, fix befestigt. Bevorzugt ist die Rolle 1 die angetriebene Rolle und gegebenenfalls ist sie entlang der Hochachse Al federnd gelagert.

Durch die speziell gewählten Beweglichkeiten der Rollen erreicht man einerseits, daß die Palette 1 bezüglich jeweils einer Referenzachse für die Querfahrt und einer Referenzachse für die Längsfahrt mittels eines Rollenpaares eine definierte Lage einnimmt, während das auf der anderen Schiene fahrende Rollenpaar quer zur Schienenlängsachse beweglich ist und so Spurfehler u.dgl. ausgleichen kann. Es ist dadurch auch im Bereich der einzelnen Bearbeitungsstationen die Lage der Palette bezüglich der Station über die jeweilige Führungsachse, verkörpert durch die entsprechende Schiene, genau definiert, wodurch auf

einfache Weise eine sehr große Genauigkeit erzielt werden kann.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Konstruktion der Laufrolle 1 und ihrer Aufhängung dargestellt. Die eigentliche Laufrolle 1 ist um eine Drehachse 5 drehbar gelagert und läuft so auf einer Schiene 6, die, wie aus Fig. 2 hervorgeht, sehr nieder ausgebildet sein kann und so für den Logistikverkehr kein Hindernis darstellt. Die Drehachse 5 der Rolle 1 ist mittels zweier Arme 7, 8 an einem bügeiförmigen Träger 9 angelenkt, der seinerseits wiederum, um die Hochachse Al drehbar, in einem Lagerschemel 10 gelagert ist.

Im Falle der festen Rolle 1 ist der Lagerschemel 10 fix am Rahmen der Palette 11 befestigt, im Falle der verschieblich gelagerten Rollen 2 bzw. 3 ist der Schemel 10 so wie in der Draufsicht der Fig. 2 dargestellt, an zwei parallelen Stäben 12 axial verschieblich gelagert, was durch 0 den Pfeil F angedeutet ist. Der Verschiebeweg kann dabei von Anschlag zu Anschlag durchaus beachtliche Werte annehmen, 10 bis 20 mm sind durchaus realisierbar.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß das neuerungsgemäße System in der Lage ist, merkliche Verlegefehler der Schienen zu tolerieren, so daß diese tatsächlich nur im Bereich einer Bearbeitungsstation mit erhöhter Genauigkeit verlegt werden müssen.

Es würde diese Unempfindlichkeit gegenüber horizontalen Verlegefehlern aber nichts nutzen, wenn die Neuerung nicht auch ein auf vertikale Verlegefehler und auf schräg und tordiert verlegte Schienen unempfindliches Lagersystem der Laufrollen zur Verfügung gestellt würde.

Diese Unempfindlichkeit wird durch das oben beschriebene Hebelsystem 7, 8, 9 erzielt, dessen Wirkungsweise und Bedeutung an Hand der Fig. 3 näher erläutert wird.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die jeweils betrachtete Rolle durch Auslenken der Hebel 7, 8 in der Lage ist, Schrägstellungen der Schienenoberseite quer zur Schienenlängsachse bis zu 4° und mehr zu folgen und dabei noch immer einen Linienkontakt zwischen Rolle und Schiene aufrecht zu erhalten. Besonders bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, daß dabei der seitliche Versatz der Rolle aus der Schienenmitte nur 0,05 mm beträgt und somit auch für die feste Rolle 1 im Rahmen aller sinnvoll denkbaren Toleranzen bleibt.

Bewirkt wird dies dadurch, daß die Achsen der Arme 7,8 einander im wesentlichen im Durchstoßpunkt der jeweiligen Hochachse Hi durch die Aufstandsfläche der jeweiligen Rolle 1,2,3,4 schneiden. Der Index "i" wird in dieser Beschreibung verwendet, wenn er für ein Element einer der Rollen 1,2,3,4 zutrifft.

In Fig. 3 ist links die ideale ebene Lage der Rolle, in der Mitte eine um 2° gekippte Lage und rechts eine um 4,2° gekippte Lage der Rolle dargestellt, wobei auch die entsprechenden Winkel, seitlichen Verschiebungen und Erhöhungen eingezeichnet sind.

Aus der Fig. 3 ist somit auch ersichtlich, daß die in ihrer Ruhelage mit einem Winkel von 35° zur Vertikalen angeordneten Hebel 7, 8 sich bei einer Schrägstellung der Rolle um 4,2° aus einerseits auf knapp 31°, andererseits auf 39,5° ein- bzw. auslenken, wodurch nicht nur die notwendige Schrägstellung der Achse 5, sondern auch ein nahezu perfekter Ausgleich der seitlichen Verschiebung der Aufstandslinie der Rolle, wie sie zufolge des Verschwenkens um die Rollenmitte zu erwarten wäre, erfolgt.

Da bei vielen Anwendungsgebieten eine geradlinige Führung, wie sie in Fig. 2, Draufsicht dargestellt ist, nicht gewünscht wird, wird in der Fig. 4 und 5 eine Konstruktion

dargestellt, die die Beweglichkeit der Rollen quer zur Schienenlängsachse auf eine Schwenkbewegung zurückführt.

Es kann dabei, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ein und dieselbe Konstruktion durch Einbau in verschiedenen Richtungen bzw. durch Fixierung der Verschwenkbarkeit für alle vier Einbausituationen verwendet werden.

Die Konstruktion selbst geht aus Fig. 5 hervor: Die Rolle 1 wird wieder, so wie aus Fig. 2 ersichtlich, von einem Hebelsystem 7, 8, 9 geführt und gehalten, doch ist dieses System mittels dreier Wälzlager 13 in einem topfartigen Halter 14 um die Schwenkachse Al verschwenkbar gelagert. Der topfartige Halter 14 ist bezüglich einer zur Achse Al verlaufenden Hilfsachse Hl mittels Wälzlagern und Pratzen 15 zwischen Anschlägen 16 schwenkbar. Die Achse Hl wiederum ist mit einer Halteplatte 17 an der Palette 11 befestigt .

Im Falle der festen Rolle 1 werden die Anschläge 16 so eingestellt, daß keine Bewegung des topfförmigen Halters 14 um die Hilfsachse Hl erfolgen kann, es bleibt somit nurmehr die Drehung der Rolle um ihre Aufstandsachse Al beim Betätigen der Weiche.

Die Schwenkbewegung um die jeweilige Hilfsachse Hi führt mit der Drehbarkeit um die Achse Ai zu einer Anpassung an die jeweilige Lage der Schiene mit einem leichten Rückführeffekt, der bei der Längsbeweglichkeit gemäß Fig. 2 nicht gegeben ist. Es ist daher bei der Schwenkbewegung, anders als bei der Längsbewegung, ein Verfahren der Palette in der "falschen" Richtung {in Fig. 4 nach rechts bzw. nach unten) nur hilfsweise und über kurze Strecken möglich.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird der Halter 17 je nach dem Bewegungsbedarf der entsprechenden Rolle längs oder quer auf der Palette 11 eingebaut, die in beiden Richtungen

bewegliche Rolle 4 wird dadurch in beiden Richtungen frei beweglich gehalten, daß die Halterung 17 schräg, bevorzugt unter 45° zu jeder der beiden Referenzachsen, montiert wird.
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In Fig. 6 ist eine Weiche dargestellt, die sie von einer neuerungsgemäß ausgerüsteten Palette befahren werden kann. Es ist dabei aus Vereinfachungsgründen nur eine Eckweiche dargestellt, bei der eine Änderung der Fahrtrichtung der Palette folgt. Es ist selbstverständlich möglich, ein oder beide Schienenpaare über die Weiche hinaus zu verlängern und so zu einer Abweichungsweiche oder Kreuzungsweiche zu kommen.

Der Aufbau ist im wesentlichen folgender: Gleise 18 eines ankommenden Schienenstranges stehen im wesentlichen rechtwinkelig zu Gleisen 19 eines abführenden Schienenstranges. An den sich daraus ergebenden vier Kreuzungspunkten sind kurze Schienenstücke drehbar um die geometrischen Schnittstellen der Schienenmitten angeordnet, die um Hochachsen Wl bis W4 verdrehbar oder um zumindest 90° verschwenkbar sind.

Wenn eine neuerungsgemäße Palette 11 entlang der Schienen 5 18 auf die Weiche fährt, gelangen ihre Rollen 1 bis 4 in den Bereich der verschwenkbaren Gleisstücke und es gelangen schließlich die palettenfesten Achsen Al bis A4 zumindest im wesentlichen in fluchtende Lage zu den weichenfesten Achsen Wl bis W4. In dieser Stellung wird die Palette 0 gestoppt, gegebenenfalls durch Erreichen eines Anschlages, und es werden sodann die vier schwenkbaren Gleisstücke um 90° gedreht, bis sie mit den Schienen 19 fluchten. Bei dieser Drehbewegung nehmen sie die Rollen 1 bis 4 mit und verschwenken diese somit um die palettenfesten Achsen Al bis A4.

Nachdem die schwenkbaren Gleisstücke die mit den Schienen 19 fluchtende Stellung erreicht haben, wird die Palette 11

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entlang der Schienen 19 verfahren, da sich ja ihre Rollen um 90° gedreht haben.

Claims (6)

- 12 Schutzansprüche:

1. Palette (11) für ein innerbetriebliches, schienengebundenes Transportsystem, die mittels Rollen (1,2,3,4) auf Schienen (6) verfahrbar ist, wobei die Rollen um Hochachsen (Al,A2,A3,A4), die gegebenenfalls die Aufstandsfläche der jeweiligen Rolle im wesentlichen zentral durchstoßen, drehbar oder zumindest um etwa 90° verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet:

a) daß eine der Hochachsen (Al) palettenfest angeordnet ist,

b) daß die Hochachsen (A2,A3) aller Rollen (2,3), die mit der zur festen Hochachse (Al) gehörenden Rolle (1) auf einer gemeinsamen Schiene (6) rollen können, in einer Richtung (F2,F3) beweglich sind, die parallel zu dieser Schiene verläuft, und

c) daß alle anderen Hochachsen (A4) in beiden Richtungen (F2 und F3) beweglich gelagert, beispielsweise als Nachläufer ausgebildet, sind.

2. Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenaufhängungen (5,7,8,9,10) entlang Führungen (12) in den jeweiligen Richtungen (F) beweglich gelagert sind.

3. Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenaufhängungen (7,8,9,13,14) mittels Pratzen (15) um eine zur jeweiligen Hochachse (A2,A3,A4) parallele Hilfsachse (H2,H3,H4) schwenkbar gelagert sind, wobei die Hilfsachsen (Hi) so angeordnet sind, daß im Normalschnitt auf diese Achsen (Ai,Hi) die Verbindungslinie zwischen diesen Achsen auf die jeweilige Richtung (F) , in der die Hochachsen verschieblich sind, normal steht, bei Verschieblichkeit der Hochachse (A4) in zwei Richtungen, schräg zu beiden steht.

4. Palette nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (5) der Rolle (1,2,3,4), un horizontale, zur Drehachse (5) normal verlaufende Ach-

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sen gelenkig, mittels zweier Arme (7,8) an einem bügeiförmigen Träger (9) angelenkt ist, der seinerseits in einem, um die jeweilige Hochachse (Al,A2,A3,A4) drehbaren, Lagerschemel (10) gelagert ist.
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5. Palette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Arme (7,8) einander im wesentlichen im Durchstoßpunkt der Hochachse (Hi) durch die Aufstandsfläche der Rolle (1,2,3,4) schneiden.

6. Palette nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (1) mit der palettenfesten Hochachse (Al) angetrieben ist und vorzugsweise in vertikaler Richtung federnd gelagert ist.