Drehtelleranordnung und Fertigungssystem Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehtelleranordnung, welche beispielsweise in einem Montagefördersystem eingesetzt werden kann. Montagefördersysteme oder Fertigungssysteme umfassen meist verschiedenen Funktionsbereiche und realisieren den Transport von Werkstücken oder Bauteilen, schaffen eine wiederholgenaue Positionierung von Werkstücken, und ermöglichen verschiedene auf die Bauteile angewendete Bearbeitungsverfahren sowie den Einsatz entsprechender Sensoren und damit verbundener Datenverarbeitung. Beispielsweise werden Drehteller mit hoher Wirtschaftlichkeit bei der Montage von Einzelstücken zu komplexen Bauteilen eingesetzt. Die Montage besteht hierbei aus unterschiedlichen und zahlreichen Einzelschritten zur Bearbeitung von Bauteilen und zu deren Zusammenfügung. In der Regel werden die Drehtel- 1er mit Bauteilen bestückt und unterschiedlichen Arbeitsstationen sukzessive zugeführt. Dabei können einzelne Vorgänge auch automatisiert werden.

Zur genauen und wiederholten Positionierung von Werkstücken ist dabei eine sogenannte Indizierung oder Indexierung vorgesehen. Damit ist allgemein die Justierung von Werkstücken an einer vorgegebenen wiederholgenauen Position gemeint.

Aus der DE 10 2010 042 086 AI ist ein Kreisteiltisch bekannt, der zur genauen und wiederholten Positionierung von Werkstücken eine so genannte Indizierung oder Indexierung des Drehtellers bereitstellt. Aus der Druckschrift ist bekannt, die Teilung auf dem Drehteller durch die Verteilung von fest mit dem Drehteller verbundenen Kurvenrollen zu kennzeichnen.

Durch eine Indexiereinheit wird in der Regel eine Kurvenrolle an einer bestimmten Teilung, die einer entsprechenden Bearbeitung entspricht, aufgenommen, gedämpft und zentriert. Dazu ist in der Drehtellerlagerung ein Freilauf vorgesehen, der eine Drehtellerbewegung nach dem Einfahren in die Dämpfung entgegen der Drehbewegung verhindert. Nach der Bearbeitung an einer derart indexierten Position des Drehtellers und entsprechend der darauf befindlichen Bauteile wird die Kurven- rolle innerhalb der Indexiereinheit freigegeben, sodass der Drehteller zu einer weiteren Drehung um eine Teilung mit darauf folgender erneuter Positionierung der folgenden Kurvenrolle initiierbar ist. Dabei wird eine in die Indexiereinheit einfahrende Kurvenrolle sanft indexiert, d. h. gebremst und zentriert. Die Drehung erfolgt durch den Bediener mit Hilfe von Handhabungsmitteln.

Wünschenswert ist eine effiziente und zuverlässige Positionierung von Werkstücken oder Bauteilen bei gleichzeitig ge- ringem Raumbedarf.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine verbesserte Drehtelleranordnung zu schaffen. Demgemäß wird eine Drehtelleranordnung zur Aufnahme, zum

Transport und zur Fixierung von Bauteilen vorgeschlagen, die aufweist :

einen drehbar gelagerten Auflageteller mit Freilauf und mehreren Kurvenrollen,

eine Indexiereinheit zur vorübergehenden Aufnahme und

Zentrierung einer jeweiligen Kurvenrolle, wobei die Kurvenrollen Segmente des Auflagetellers festlegen und eine jeweiligen Kurvenrolle und die Indexiereinheit derart zusammenwirken, dass nacheinander Segmente an einer vorgegebene Position zum Bereitstellen von Bauteilen fixiert werden; und

eine Antriebseinheit, welche mit Hilfe einer formschlüssigen Kopplung zum automatisierten Drehen des Auflagetellers an denselben gekoppelt ist. Die Drehtelleranordnung ermöglicht eine gute ergonomische

Auslegung sowie Betriebsweise an einer Arbeitsstation, sodass der Ablauf automatischer und manueller Operationen verbessert wird. Der Transport von Werkstücken oder Bauteilen, die in den Segmenten gehalten werden, erfolgt einfach durch die Antriebseinheit. Dabei ist insbesondere die formschlüssige Kopplung einfach implementierbar. Die vorgeschlagene Antriebseinheit hat eine besonders geringe Bauhöhe. Ein spezi- eller Anschlag für die Kurvenrollen ist dann nicht zwingend notwendig bzw. kann eingespart werden.

Mit Hilfe des Auflagetellers , der zur Montage und Förderung von Bauteilen ausgestaltet ist, den Einsatz eines Freilaufes für sowie die Ausstattung mit Kurvenrollen, die ihrerseits mit einer Indexiereinheit zur exakten Positionierung einer Kurvenrolle bzw. des Drehtellers zusammenwirken, kann eine optimale Abfolge von automatischen und manuellen Operationen erreicht werden kann. Die Teilung auf einem Drehteller wird durch die Verteilung der insbesondere fest mit dem Drehteller verbundenen Kurvenrollen definiert. Durch die Indexiereinheit wird in der Regel eine Kurvenrolle an einer bestimmten Teilung, die einer entsprechenden Bearbeitung entspricht, in der Indexiereinheit aufgenommen, gedämpft und zentriert. Dazu ist in der Drehtellerlagerung ein Freilauf vorgegeben, der eine Drehtellerbewegung nach dem Einfahren in die Dämpfung entgegen der Drehbewegung verhindert. Die formschlüssige Kopplung, beispielsweise in der Art von verzahnenden Maschinenelementen, zwischen Antriebseinheit und Auflageteller liefert eine direkte und automatisierte Drehung der Segmente und damit einen potenziell getakteten Transport der Werkstücke zwischen Arbeits- oder Fertigungsstationen.

Der Auflageteller wird hier auch als Drehteller bezeichnet.

Die Antriebseinheit weist in Ausführungsformen mindestens ein verzahnbares Maschinenelement auf. Denkbar ist, dass die Antriebseinheit eine Zahnstange und Ritzel aufweist. Beispielsweise ist die Zahnstange tangential an eine Drehachse oder Welle des Auflagetellers geführt, und die Ritzel sind zum Eingriff mit der Zahnstange an der Welle vorgesehen. In Ausführungsformen weist die Antriebseinheit zum Bewegen einer Zahnstange einen Pneumatikzylinder auf. Eine pneumatisch realisierte Bewegung ist zuverlässig und präzise zu realisieren. Außerdem ist der Bauraum für einen

Pneumatikzylinder und eine Zahnstange sehr niedrig.

Der Auflageteller kann insbesondere nichtlinear beschleunigt gedreht werden. Die ineinandergreifenden verzahnten Elemente sichern beispielsweise eine rasche Bewegung und Positionie- rung der Drehtellersegmente.

Vorzugsweise ist der Auflageteller horizontal angeordnet und um eine senkrechte Achse drehbar ausgerichtet. Der Auflageteller ist ferner bevorzugt mit Bauteilhaltern ausgestattet.

In Ausführungsformen der Drehtelleranordnung hat die

Indexiereinheit ein Dämpfungselement und/oder ein Zentrierelement zum Dämpfen und/oder Zentrieren der Kurvenrollen. Nach der Bearbeitung der Bauteile an einer derart indexierten Position des Drehtellers wird die Kurvenrolle innerhalb der Indexiereinheit freigegeben, sodass der Drehteller zu einer weiteren Drehung um eine Teilung mit darauf folgender erneuter Positionierung der folgenden Kurvenrolle initiierbar ist. Dabei wird eine in die Indexiereinheit einfahrende Kurvenrolle zum Beispiel sanft indexiert, d. h. gebremst und zentriert. Die Antriebseinheit wird daher hinsichtlich der Stabilität unterstützt. Optional hat die Indexiereinheit einen radial beweglichen Anschlag zur Fixierung und Freigabe des Auflagetellers .

Es ist vorteilhaft, den Drehteller in Abhängigkeit von anstehenden Arbeitsprozessen zu vorgebbaren Zeitpunkten weiterzu- drehen, bzw. zur Weiterdrehung zu initiieren. Nach der weiteren Drehung mit Hilfe der Antriebseinrichtung entsprechend einer Teilung auf dem Drehteller fährt die nächste Kurvenrolle gegen einen Anschlag der Indexiereinheit. Der optionale Anschlag ist in tangentialer Richtung zum Drehteller federunterstützt gelagert und kann vorteilhaft zur Dämpfung verwendet werden, indem ein Dämpfungselement als Basis für den Anschlag benutzt wird.

In Ausführungsformen der Drehtelleranordnung ist die Antriebseinheit eingerichtet, den Auflageteller in Antwort auf ein Bediensignal um ein Segment zu drehen, wodurch der Auflageteller mit Hilfe einer Kurvenrolle und der Indexiereinheit positioniert gehalten wird. Beispielsweise erfolgt eine selbsttätige Drehung, wenn der Bediener einen Taster drückt, der ein Bediensignal erzeugt.

Das Zusammensetzen von Bauteilen sowie deren Zusammenfügen kann vorteilhaft durch die Verwendung einer Drehtelleranordnung in Verbindung mit mehreren Arbeitsstationen, die zusammen ein Fertigungssystem bilden, ausgeführt werden. Dabei werden manuelle und automatisierte Vorgänge gemischt. Es wird ferner ein Fertigungssystem mit mindestens einer

Drehtelleranordnung wie hier beschrieben vorgeschlagen, wobei um einen jeweiligen Auflageteller automatisierte Arbeitsstationen zur Bearbeitung von Werkstücken angeordnet sind. Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Verfahrensaspekte, Funktionen, Merkmale oder Ausführungsformen der Drehtelleranordnung. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen oder abändern.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Teildarstellung einer Ausführungsform einer Drehtelleranordnung, wobei eine Kurvenrolle in einer

Indexiereinheit durch ein Zentrierelement zentriert ist;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform einer Drehtelleranordnung; Fig. 3 eine Draufsicht der Ausführungsform einer Drehtelleranordnung, wobei der Drehteller vollständig und transparent dargestellt ist;

Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform einer Drehtelleranordnung mit fixierter Kurvenrolle;

Fig. 5 eine Draufsicht der Ausführungsform einer Drehtelleranordnung gemäß Fig. 4, wobei der Drehteller vollständig und transparent dargestellt ist; und

Fig. 6 eine Darstellung einer Ausführungsform eines Fertigungssystems mit einer Drehtelleranordnung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die Fig. 1 ist eine Ausschnittdarstellung einer Drehtelleranordnung 1, die einen Auflage- oder Drehteller 15 mit unter- seitigen Kurvenrollen 3 und eine Indexiereinheit 8 zum Halten, Zentrieren und Fixieren der Rollen 3 wieder gibt. In der Figur 2 ist eine seitliche Ansicht dargestellt und die Fig. 3 ist eine Draufsicht. Die Kurvenrollen 3 sind in vorgegebener Teilung über den Umfang verteilt und markieren Segmente des Drehtellers 15. Die Darstellung entspricht etwa einer Grundstellung, in der eine Kurvenrolle 3 des Auflagetellers 15 in der Indexiereinheit 8 zentriert und fixiert ist. Durch den teilweise aufgebrochen dargestellten Teller 15 wird in der Fig. 1 die darunter liegende Indexiereinheit 8 größtenteils sichtbar. Es befinden sich ein Zentrierelement 5, ein Zylinder 6, ein radial beweg- licher Anschlag 4 und ein Dämpfungselement 7 in dieser

Indexiereinheit 8. Zur Überwachung des Anschlags 4 enthält die Indexiereinheit 8 einen Initiator 9 (vgl. Fig 2) . Eine Antriebseinheit 18 ist unterhalb des Drehtellers 15 angebracht .

Der beschriebene Drehteller 15, der zu einer bestimmbaren Zeit in eine Drehung, hier gleichzeitig eine Transportbewegung, versetzt werden kann, wird in der Endstellung der Drehbewegung, d. h. wenn er um eine Teilung weitergedreht hat, automatisch fixiert.

Die Drehung erfolgt durch eine Antriebseinheit 18, die einen Pneumatikzylinder 17 umfasst, der eine lineare Bewegung R vollziehen kann. In der Fig. 3 ist dies in der Draufsicht an- gedeutet. Mit Hilfe einer Kopplungsstange 19 wird die Bewegung R an eine Zahnstange 16 übertragen, die mit Ritzel 20 an der Drehachse 2 formschlüssig gekoppelt ist. Durch die Übertragung der linearen Bewegung R durch die Verzahnung kann eine Rotation D des Auflagetellers 15 erzielt werden.

Insofern ist die Drehtelleranordnung 1 in der Lage selbsttätig, also ohne manuelle Betätigung, beispielsweise an einem Handhabungselement 10, die Drehung zu vollziehen. Während der Drehbewegung des Drehtellers 15 kann somit beispielsweise mit weiteren manuellen oder automatischen Schweiß- oder Löt-,

Biege- oder ähnlichen Verfahren begonnen werden. Dies bedeutet, dass der Arbeitsgang, in dem ein Drehteller um eine Teilung weitergedreht wird, gleichzeitig in den primären Arbeitsablauf eingebunden ist und nicht in eine Vorgabezeit mit eingeht. Insgesamt wird die Produktivität erhöht und der automatisierte Bewegungsablauf wird optimiert. Durch den Einsatz eines Freilaufs, der durch die Antriebseinheit 18 realisiert sein kann, in Verbindung mit dem Drehteller 15 wird beim Abbremsen einer Kurvenrolle 3 beim Einlauf in die Indexiereinheit 8 verhindert, dass sich der Drehteller 8 unter Umständen zurückdreht. Mithilfe eines Zentrierelementes, welches kolbenunterstützt radial zu dem Drehteller 15, beidseitig zu der aktuell in der Indexiereinheit 8 befindlichen Kurvenrolle 3 ein- und ausfahrbar ist, wird die Kurvenrolle 3 zusätzlich zentriert. In diesem Zustand befinden sich die auf der Oberfläche in Aufnahmeeinheiten eingesetzten Bauteile exakt an einer Arbeitsstation, bzw. in einer gewünschten Arbeitsposition. In den Figuren 4 und 5 ist dieser Betriebszustand genauer angedeutet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Position des Zentrierelementes 5 wird eine Kurvenrolle 3 zentriert, fixiert und gleichzeitig der damit verbundene Drehteller 18 positioniert. Das Zentrierelement 5 ist durch den radial ausgefahrenen Zylinder 6 nach innen geschoben und greift beidseitig um die angedeu- tete Kurvenrolle 3.

Fig. 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des drehbaren Auflagetellers 15 mit Kurvenrollen 3, der Lagerung und Frei- lauf 2, des Zentrierelements 5 sowie der Indexiereinheit 8 und eine gemeinsame Trägerplatte 11. In dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand ist die Kurvenrolle 3, die in die Indexiereinheit 8 eingefahren ist, noch nicht durch das Zentrierelement 5 zentriert und fixiert. Der in der Fig.2 nicht dargestellte Zylinder 6 ist eingefahren und hält das Zent- rierelement 5 in der dargestellten Position relativ zum Drehteller 1 radial nach außen versetzt.

Fig. 3 zeigt dieselbe Betriebssituation, und man erkennt, dass die in der Indexiereinheit 8 vorliegende Kurvenrolle 3 freigegeben ist: weder der Anschlag 4 noch das Zentrierelement 5 begrenzen die Bewegung der Kurvenrolle 3 innerhalb der Indexiereinheit 8 in Umfangsrichtung . Somit kann durch den Betätigungsgriff 10 die Auslösung oder Initiierung einer Drehbewegung des Drehtellers 15 erfolgen. Wird diese Drehbewegung ausgelöst, dreht der Drehteller 15 um eine Teilung weiter, so dass die nächste Kurvenrolle 3 in die

Indexiereinheit 8 einfährt. Der Betätigungsgriff 10 ist bei- spielsweise mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden, die in Antwort auf die Betätigung des Griffs oder Tasters 10 ein Signal an die Antriebseinheit 18 liefert. Daraufhin versetzt der Pneumatikzylinder 17 über die Zahnstange 16 den Auflageteller 15 in Rotation.

Bei dem Start einer Drehbewegung wird jeweils eine in der Indexiereinheit 8 befindliche Kurvenrolle 3 freigegeben. Dazu ist im Normalfall der Abschluss der Bearbeitung an beispielsweise einer automatischen Arbeitsstation, an der sich der Drehteller 15 aktuell befindet, notwendig, der durch Betätigung des Griffs 10 angezeigt werden kann. Erst dann kann der Drehteller freigegeben und eine erneute Drehbewegung initiiert werden. Der in radialer Richtung federunterstützt gelagerte Anschlag 4 drückt im freigegebenen Zustand gegen die Kurvenrolle 3. Durch die Antriebseinheit 18 oder auch durch manuelles Antippen des Drehtellers 1 kann beispielsweise der Kraftschluss zwischen Anschlag 4 und Kurvenrolle 3 gelöst werden. Der Drehteller 1 dreht dann um eine Teilung weiter und der Anschlag 4 nimmt die nächste Kurvenrolle 3 auf, die im Anschlag 4 mittels des Dämpfungselementes 7 abgebremst wird. Der Anschlag 4 ist in tangentialer Richtung zum Drehteller 1 gelagert und wird über das Dämpfungselement 7 in Grundstellung gehalten. Bei einer robusten Ausgestaltung der Antriebseinheit 18 kann auf Anschlag 4 und Dämpfung 7 verzichtet werden.

Trifft die Kurvenrolle 3 auf den Anschlag 4, wird der Drehteller 15 über das Dämpfungselement 7 abgebremst. Ein Zurück- drehen des Drehtellers 15 während der Bremsphase wird durch den Freilauf 2 in der Drehtellerlagerung oder durch die verzahnte Ausgestaltung der Kopplung der Antriebseinheit 18 verhindert. Durch das Zentrierelement 5, das durch einen bei- spielsweise ebenfalls pneumatischen Zylinder/Kolben angetrieben wird, wird die Kurvenrolle 3 bzw. der Drehteller 1 zentriert. Die automatisierten Stationen beginnen zu arbeiten. Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Abbremsvorgang oder ein Einfangens einer Kurvenrolle 3 in der Indexiereinheit 8 in Verbindung mit dem Initiator 9. Der Drehteller 1 ist wiederum über die Lagerung und den Freilauf 2 gemeinsam mit der

Indexiereinheit 8 auf einem gemeinsamen Träger 11 positio- niert . Der Drehteller 1 ist in Fig. 5 teilweise gebrochen dargestellt, wobei auch die Indexiereinheit 8 zur Betrachtung der inneren Bestandteile freigelegt. Die Kurvenrolle 3 ist dabei mit Hilfe des Anschlags 4 gehalten in der

Indexiereinrheit 8 gehalten.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für den Einsatz einer Drehtelleranordnung 1 in einem Fertigungssystem 13. Das Beispiel zeigt ein hybrides Arbeitssystem 13 mit einer Drehtelleranordnung 1, wobei der Auflageteller 15 manuell auslösbar ist und in eine Drehbewegung versetzt werden kann. Die Drehung kann dabei durch die hier nicht dargestellte Antriebseinheit erfolgen. Zum Transport und zur Indexierung von Bauteilen dient der Drehteller 15 als Transportmittel und wirkt mit einer Indexiereinheit (verdeckt) zusammen. Der in Fig. 7 darge- stellte Drehteller 15 ist als drehbarer Auflageteller 15 ausgeführt um Bauteile 14 aufzunehmen. Die Kurvenrollen 3 sind teilweise sichtbar dargestellt. Die Gesamtansicht zeigt drei Arbeitsstationen 21, die in einem Arbeitssystem 13 integriert sind, welches wiederum mehrfach hintereinander in Serie ge- schaltet werden kann. Der in Fig. 5 dargestellte Drehteller

15 ist mit drei Kurvenrollen 3 ausgestattet. Insofern ergeben sich drei Segmente, und die Teilung am Drehteller beträgt 120°. Die Werkstücke oder Bauteile 12 werden von Werkstückaufnahmen 14 gehalten.

[0037] Die Erfindung ermöglicht ein hybrides Arbeitssystem, wobei die zweckmäßige Initiierung der Drehbewegung eines Drehtellers in Verbindung mit einer automatischen Indexierung zu einer optimierten Mensch-Maschine-Schnittstelle führt. Durch die Indexiereinheit und die Kurvenrollen am Drehteller wird der Drehteller je nach Teilung bzw. je nach Werkstückträgeraufnahmen, die sich auf dem Drehteller befinden, automatisch in der Indexiereinheit durch eine Kurvenrolle eingefangen, gedämpft und zentriert. Außerdem wird eine zügige Bewegung erzielt, indem der Antrieb über eine Zahnstange und Ritzel erfolgt. In der Drehtellerlagerung ist ein Freilauf integriert, der eine Drehtellerbewegung nach dem Einfahren in die Dämpfung entgegen der Drehrichtung verändert . Der Antrieb hat eine besonders geringe Bauhöhe.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .