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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONVEYING PRODUCTS BETWEEN DIFFERENT WORK STATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/027544
Kind Code:
A1
Abstract:
The device has a guide unit (7) in the form of a closed loop and provided with a chain of individual coils (25) arranged one behind the other and actuated by several control units which in turn are controlled by a central control system. A number of carriages (4) can slide along the guide unit (7) independently of one another. Each carriage (4) is provided with several permanent magnets (27) which together with the coils (25) form a linear motor. A plurality of sensors (33) are distributed along the guide unit (7) and co-operate with a small position magnet on each carriage (4) and enable a position acknowledgement to be sent to the control units. The device is reliable, quiet in operation and flexible.

Inventors:
LOEWENTHAL HORST (DE)
DIEM MARKUS (CH)
Application Number:
PCT/CH1996/000072
Publication Date:
September 12, 1996
Filing Date:
March 04, 1996
Export Citation:
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Assignee:
SIG SCHWEIZ INDUSTRIEGES (CH)
LOEWENTHAL HORST (DE)
DIEM MARKUS (CH)
International Classes:
B65G54/02; (IPC1-7): B65G54/02
Domestic Patent References:
WO1990008086A11990-07-26
Foreign References:
US4624617A1986-11-25
US4704568A1987-11-03
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Transportieren von Produkten (5) nach Bedarf zwischen verschiedenen Stationen, insbesondere zwi¬ schen einer Aufgabestation (2) und einer Abgabestation (3), um¬ fassend eine stationäre Führung (7), in welcher mehrere Förder¬ elemente (4) zur Aufnahme der Produkte (5) beweglich geführt sind, wobei an der Führung (7) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten, separat gesteuerten Spulen (25) angeordnet ist und jedes Förderelement (4) mindestens einen Permanentmagneten (27) aufweist, der in Kombination mit den Spulen (25) einen Li¬ nearmotor bildet, und wobei an der Führung (7) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Positionsfühlern (33) angeord¬ net ist, um die Position der Förderelemente (4) zu messen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Förderele¬ mente (4) einen Boden (35) und Seitenwände (36) quer zur Trans¬ portrichtung (A) haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Förderelement (4) einen Uförmigen Halter (28) mit zwei Schen¬ keln u fasst, an welchen je mindestens ein Permanentmagnet (27) innenseitig befestigt ist, und wobei die Spulen (25) einen Kamm bilden, der zwischen die Permanentmagnete (27) hineinragt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Förderelement (4) einen plattenförmigen Schenkel (28) hat, an welchem mindestens ein Permanentmagnet (27) befestigt ist, wobei an der Führung (7) beidseits der Schenkel (28) je eine Vielzahl von Spulen (25) angeordnet sind, wobei die beiden Spulenreihen einen Schlitz bilden, in welche die Schenkel (28) mit den Permanentmagneten (27) hineinragen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14, wobei die Führung (7) eine geradlinige Arbeitsstrecke (21) und zwei beid seitig daran anschliessende, bogenförmige Abschnitte (23) hat.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, wobei an jedem Förderelement (4) ein Geberelement (32), vorzugsweise ein wesentlich kleinerer, zusätzlicher Permanentmagnet, befestigt ist, und die Positionsfühler (33) mit diesem Geberelement (32) zusammenwirken.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16, wobei je¬ de Spule (25) zwei Schenkel (40) aufweist, die länger sind als ihr mittlerer Abstand.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Permanent¬ magnet (27) in Höhenrichtung kürzer ist als die Schenkellänge der Spulen (25) .
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18, wobei die Spulen (25) paarweise überlappt angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19, wobei die Spulen (25) in mindestens einem Bereich der Führung (7), insbe¬ sondere im Rücklaufbereich (22), einen kleineren Querschnitt haben als in einer Arbeitsstrecke (21) der Führung (7).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 110, wobei die Führung (7) in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und eine geschlossene Schleife bildet, und wobei die Rücklaufstrecke (22) unterhalb der Arbeitsstrecke (21) mit der Aufgabe und Abgabestation (2, 3) verläuft.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 111, wobei die Kette von Spulen (25) aus mindestens zwei trennbaren Ab¬ schnitten (24) besteht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 112, wobei ie Spulen (25) je einen Eisenkern (47) aufweisen. GEÄNDERTE ANSPRUCHE [beim Internationalen Büro am 12.Juli (12.07.96) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 113 durch geänderte Ansprüche 112 ersetzt (3 Seiten)] 1 Vorrichtung zum Transportieren von Produkten (5) nach Bedarf auf einer Arbeitsstrecke (21) zwischen verschiedenen Stationen, insbesondere zwischen einer Aufgabestation (2) und einer Abgabestation (3), umfassend eine stationäre Führung (7), in welcher mehrere Förderelemente (4) zur Aufnahme der Produkte (5) beweglich geführt sind, wobei die Führung (7) in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und eine geschlossene Schleife mit einer Rücklaufstrecke (22) unterhalb der Arbeitsstrecke (21) bildet, wobei an der Führung (7) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten, separat gesteuerten Spulen (25) angeordnet ist und jedes Förderelement (4) mindestens einen Permanentmagneten (27) aufweist, der in Kombination mit den Spulen (25) einen Linearmotor bildet, und wobei an der Führung (7) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Positionsfühlern (33) angeordnet ist, um die Position der Förderelemente (4) zu messen. GEÄNDERTES BLÄH.'ARTIKEL 19) 2 Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Förderele¬ mente (4) einen Boden (35) und Seitenwände (36) quer zur Trans¬ portrichtung (A) haben.
14. 3 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Förderelement (4) einen Uförmigen Halter (28) mit zwei Schen¬ keln u fasst, an welchen je mindestens ein Permanentmagnet (27) innenseitig befestigt ist, und wobei die Spulen (25) einen Kamm bilden, der zwischen die Permanentmagnete (27) hineinragt.
15. 4 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , wobei jedes Förderelement (4) einen plattenförmigen Schenkel (28) hat, an welchem mindestens ein Permanentmagnet (27) befestigt ist, wobei an der Führung (7) beidseits der Schenkel (28) je eine Vielzahl von Spulen (25) angeordnet sind, wobei die beiden Spulenreihen einen Schlitz bilden, in welche die Schenkel (28) mit den Permanentmagneten (27) hineinragen.
16. 5 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14, wobei die Führung (7) eine geradlinige Arbeitsstrecke (21) und zwei beid seitig daran anschliessende, bogenförmige Abschnitte (23) hat.
17. 6 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, wobei an jedem Förderelement (4) ein Geberelement (32), vorzugsweise ein wesentlich kleinerer, zusätzlicher Permanentmagnet, befestigt ist, und die Positionsfühler (33) mit diesem Geberelement (32) zusammenwirken. 12 7 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16, wobei je¬ de Spule (25) zwei Schenkel (40) aufweist, die länger sind als ihr mittlerer Abstand.
18. 8 Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Permanent¬ magnet (27) in Höhenrichtung kürzer ist als die Schenkellänge der Spulen (25) .
19. 9 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18, wobei die Spulen (25) paarweise überlappt angeordnet sind.
20. 10 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19, wobei die Spulen (25) in mindestens einem Bereich der Führung (7), insbe¬ sondere im Rücklaufbereich (22), einen kleineren Querschnitt haben als in einer Arbeitsstrecke (21) der Führung (7).
21. 11 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 110, wobei die Kette von Spulen (25) aus mindestens zwei trennbaren Ab¬ schnitten (24) besteht.
22. 12 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 111, wobei die Spulen (25) je einen Eisenkern (47) aufweisen.
Description:
Vorrichtung zum Transportieren von Produkten zwischen verschie¬ denen Stationen

Aus der EP-B-316 990 ist eine Vorrichtung zum Transport, Stauen in Reihenfolge und zum Ausschieben von Produkten in einer Abga¬ bestation beschrieben. Die Vorrichtung hat ein umlaufendes Band, auf welchem mehrere Schalen kraftschlüssig gehalten sind. Die Schalen können in einer Aufgabestation sowie in der Abga¬ bestation durch je einen mechanischen Stopper zurückgehalten werden. Nachteilig an dieser Vorrichtung sind die aufwendigen und störanfälligen mechanischen Antriebs- und Synchronisa¬ tionsmittel.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obi¬ gen Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die Merk¬ malskombination der Ansprüche gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf die Vorrich¬ tung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht,

Figur 3 einen vergrösserten Ausschnitt aus der Darstel¬ lung nach Figur 2 ohne Führung,

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Figur 3,

Figur 5 eine Seitenansicht der Spulen,

Figuren 6 und 7 einen Querschnitt bzw. Längsschnitt durch Spu¬ len und Permanentmagnete,

Figur 8 eine Seitenansicht der Spulen im Umlenkbereich, und

Figur 9 einen Querschnitt durch eine zweite Aυsfüh- rungsform.

Die Vorrichtung 1 nach Figur 1 erstreckt sich zwischen eine Aufgabestation 2 und einer Abgabestation 3. In der Aufgabe station 2 wird jeweils ein Wagen 4 mit einem Produkt 5 durc ein Förderband 6 beschickt. Die Produkte 5 werden auf dem Ban 6 in unregelmässigen Abständen t1 , t2 angeliefert. Die Wagen sind auf einer Führung 7 einzeln fahrbar. Mindestens am strom abwärtigen Ende des Bandes 6 ist eine Lichtschranke 8 angeord net. Das Band 6 wird beim Eintreffen eines Produktes 5 an der Lichtschranke 8 gestoppt, wenn nicht ein Wagen 4 an der Auf¬ gabestation 2 steht. Nachdem das Produkt 5 auf den Wagen 4 in der Aufgabestation 2 aufgeschoben ist, wird dieser Wagen 4 ge¬ gen die Abgabestation 3 verschoben. In der Abgabestation 3 wer¬ den die Wagen z.B. zu Dreier-Gruppen gruppiert angehalten und die Produkte 5 durch einen Stössel 10 gruppenweise auf ein Ab¬ gabeförderband 11 gestossen. Sobald die Gruppe 14 auf das Band 11 geschoben ist, wird dieses um einen Takt vorgeschoben, so- dass die Produktegruppen 14 auf dem Band 11 in regelmässigen Abständen z.B. einer Sammelverpackungsmaschine zugeführt werden können. Die leeren Wagen 4 werden auf einer Rücklaufstrecke zur Aufgabestation 2 zurückgeführt.

In Figur 2 ist schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Führung 7 besteht aus einer flachliegenden, in einer Vertikalebene angeordneten, geschlossenen, ringförmigen Bahn mit einer oberen geradlinigen Arbeitsstrecke 21, der unte¬ ren, geradlinigen Rücklaufstrecke 22 sowie zwei diese Strecken verbindende Halbkreisbogen 23. Die Führung 7 ist in mehrere Segmente 24 unterteilt. Jedes der geradlinigen Segmente 24 ent¬ hält z.B. zwölf hintereinander angeordnete Luftspulen 25, deren

Spulenachse senkrecht zur Ebene der Führung 7 steht. Jedes Seg¬ ment 24 hat eine Steuereinheit 26, welche die einzelnen Spulen 25 dieses Segmentes 24 ansteuert. Jeder Wagen 4 hat auf gegen¬ überliegenden Seiten der Spulen 25 je mindestens einen Perma¬ nentmagneten 27 (Figur 3), der mit den Spulen 25 zusammen einen Linearmotor bildet. Die gegenüberliegenden Permanentmagnete 27 sind durch ein U-förmiges Weicheisen och 28 (Figur 4) miteinan¬ der verbunden, das die Spulen 25 oben umgreift. Zwischen den Spulen und den Permanentmagneten 27 ist ein enger Spalt von z.B. etwa 1 mm. Die Wagen 4 sind durch vier Laufrollen 29 und zwei Seitenführungsrollen 30 in Schienen 31 der Führung 7 ge¬ führt.

Jeder Wagen 4 hat zusätzlich einen kleinen Positionsmelde¬ magneten 32, der mit einer Reihe von hintereinander angeord¬ neten, linearen Halleffekt-Fühlern 33 an der Führung 7 zusam¬ menwirkt. Die Fühler 33 haben z.B. einen regel ässigen Abstand von ca. 7 mm voneinander. Durch Interpolation der Signale be¬ nachbarter Fühler kann die Position des Wagens 4 stufenlos exakt bestimmt werden. Die Fühler 33 sind ebenfalls mit der be¬ treffenden Steuereinheit 26 verbunden. Sämtliche Steuerein¬ heiten 26 sind von einer Zentralsteuerung 34 aus gesteuert, welche zudem die Signale der Lichtschranke 8 empfängt. Zur Auf¬ nahme der Produkte 5 haben die Wagen 4 eine ebene Auflage 35 mit dazu senkrechten Seitenwänden 36, welche sich quer zur Transportrichtung A erstrecken.

Wie aus Figuren 3 und 5 hervorgeht, haben die Spulen 25 einen langgestreckten, ringförmigen ümriss mit relativ langen, gerad-

linigen Schenkeln 40 und halbkreisförmigen Verbindungsbögen 41. Die Spulen 25 sind paarweise überlappt, wobei jeweils ein Schenkel 40 der einen Spule 25 des Paares im Zwischenraum zwi¬ schen den beiden Schenkeln 25 der andern Spule desselben Paares angeordnet ist. Im Bereich der Bögen 41 ist mindestens die eine Spule 25 aus der gemeinsamen Ebene der Spulenschenkel 40 he¬ rausgebogen (Figur 6). Die Spulen 25 jedes Segmentes 24 sind miteinander z.B. durch Kunstharz verklebt und auf eine gemein¬ same Trägerplatte 42 aufgeleimt, auf welcher auch die zugehö¬ rige Steuereinheit 26 mit den Fühlern 33 befestigt ist.

Auf der Arbeitsstrecke 21 , auf welcher eine relativ hohe Be¬ schleunigung oder Verzögerung der Wagen 4 erforderlich sein kann, ist die Breite der Schenkel 40 nur geringfügig kleiner als die lichte Weite zwischen den Schenkeln 40 einer Spule 25, damit ein hoher magnetischer Fluss erzielt werden kann. Auf der Rücklaufstrecke 22 und in den Bögen 23 können dagegen die Spu¬ len 25 weniger Querschnitt aufweisen, was in Figur 8 angedeutet ist. Insbesondere bei den Spulen 25 auf der Arbeitsstrecke 21, die eine relativ hohe Leistung erbringen, kann eine Zwangs¬ kühlung, z.B. mittels eines Luftstroms, vorgesehen sein.

Im Betrieb wird die Bewegung sämtlicher Wagen durch die Zen¬ tralsteuerung 34 derart überwacht, dass beim Beladen ein Wagen 4 in der Station 2 stillsteht und zum Entladen eine Gruppe von Wagen 4 im vorgegebenen Abstand in der Station 3 stillsteht, und dass die Wagen 4 dazwischen mit vorgegebenen Beschleu¬ nigungen, Geschwindigkeiten und Minimalabständen fahren. Die Zentralsteuerung 34 gibt also die Sollwerte für die Steuer-

einheiten 26 vor, während die Feinsteuerυng der Wagen anhand der Positions-Ist-Wert-Rückmeldungen durch die Fühler 33 durch die Steuereinheiten 26 erfolgt.

Die Vorrichtung ist betriebssicher und leise im Betrieb. Das Zusammenstossen von Wagen kann sicher vermieden werden. Die Synchronisation ist durch eine elektronische Steuerung zu rea¬ lisieren. Durch Umprogrammieren der Steuerung kann die Vorrich¬ tung einfach an andere Betriebsweisen und z.B. an andere Wagen¬ längen oder Anzahl von Wagen 4 angepasst werden. Die Länge der Arbeitsstrecke 21 kann durch Hinzufügen oder Entfernen von Segmenten 24 einfach an den Bedarf angepasst werden. Daher ist die Vorrichtung sehr flexibel.

Bei der Ausführungsform nach Figur 9 haben die Wagen 4 nur einen einzigen Schenkel 28, an welchem ein Permanentmagnet 27 oder eine Reihe von Permanentmagneten 27 befestigt ist bzw. sind. Beidseits des Schenkels 28 sind je eine Kette von Spulen

25 angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel nicht Luftspulen sind, sondern Eisenkerne 47 haben. Die Steuereinhei

26 besteht aus einer Mikroprozessor-Platte 48 und einer Leistungselektronik-Platte 49. Diese ist über Kabel 50 mit den Spulen 25 verbunden. Die Fühler 33 sind über ein weiteres Kabel 51 mit der Platte 48 verbunden. Die Wagen 4 sind über nicht dargestellte Führungselemente, z.B. Magnetlager, in der Führung 7 geführt.