Handhabungstechnik

Vereinzeln, Sperren, Zuführen

Wege zum Einzelstück
Bild 1: Zuführung von Rundteilen (LTZ Lichtenwald). 1 Klemmgreifer, 2 Werkstück, 3 Doppelzuteilschieber, 4 Schieberführung, 5 zweisträngiger Zuführ-Förderer.

Unter „Vereinzeln“ versteht man in der Handhabungstechnik einen Vorgang, bei dem aus einer Menge von geordneten oder auch ungeordneten Einzelteilen eine Teilmenge mit der Stückzahl eins abgesondert wird. Bezogen wird das auf geometrisch bestimmte Körper, nicht aber beispielsweise auf landwirtschaftliche Produkte mit sehr unpräzisen Abmessungen und Formen. Die Notwendigkeit des Vereinzelns ergibt sich, wenn in der Fertigung Stückprozesse ablaufen, wie es in Teilefertigung und Montage üblich ist. Bei Chargen- und Fließprozessen braucht man keine Vereinzelung. Viele mechanische Lösungen, die meistens auch die Art des Werkstücks (den Verhaltenstyp) berücksichtigen, führen zum Ziel. Vereinzeln ist eine aktive Mengenveränderung.

Vereinzelung mit Schiebern

Schieber sind technisch einfach realisierbar und trennen auf mechanische Weise ein oder mehrere Teile von einem Werkstückstrang ab. Man sieht das sehr gut am Beispiel in Bild 1. Es wird ein Querschieber-Zuteiler vorgestellt. Ein Förderband bringt die Teile auf zwei Strängen. Der genaue Abstand der Teile wird vom Schieber vorgegeben und ermöglicht nachfolgend den Einsatz eines Doppelgreifers. Dieser beschickt beispielsweise eine Doppel-Spannvorrichtung auf einer Bearbeitungsmaschine. Es könnte auch das Magazinieren der Teile in Systempaletten sein.

Ein anderes Beispiel für einen klassischen Schieberzuteiler wird in Bild 2 gezeigt. Der Schieber wird von einer Lineareinheit bewegt. Er fährt nur soweit zurück, dass er noch als Anschlag für das nachrückende Arbeitsgut wirken kann. Der Hub ist über induktive Schalter einstellbar. Schnelles Nachfüllen wäre auch eine wichtige Anforderung, beispielsweise durch den Einsatz von Wechselmagazinen oder Ladekassetten.

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Mengensteuerung durch Klemmen

Genau als wenn man mit der Hand ein Teil durch Umschließen festhält, ist das Klemmen mit einem elastomeren Schlauchelement möglich. Das ist ungewöhnlich, aber dennoch anwendbar. Die Teile werden beim Festhalten sehr geschont. Der pneumatische Aktor ist in verschiedenen Größen als sogenanntes Quetschventil erhältlich.

Pneumatische Quetschventile sind eigentlich für das Stoppen und Freigeben von Schüttgutflüssen entwickelt worden. Der Luftverbrauch für das Verschließen des Durchlasses ist gering und es gibt die Ventile für unterschiedliche Nenndurchmesser. Der Betriebsdruck beträgt je nach Nennweite 2 bis 6 bar. Wie das Bild 4 zeigt, kann damit auch ein Stückgutfluss, beispielsweise von Bolzen, unterbrochen werden. Der Innendurchmesser kann zum Beispiel 20 Millimeter betragen. Das Ventil wirkt wie eine Sperre, aber nicht als Schleuse. Man kann damit das Nachfüllen eines Magazins steuern, ohne genau nur ein Teil freizugeben. Die Rückstellung geschieht durch die Eigenelastizität des Elastomers.

Stangenvereinzelung

Das Vereinzeln dünner Stangen macht sich notwendig, weil das Material oft als Bündel angeliefert wird. Dafür eignet sich das schrittweise Herausheben aus einem Stapelmagazin, wie es in Bild 5 gezeigt wird. Eine bewegliche Stufenschiene hebt einzelne Stangen bei jedem Hub um eine Zahnung weiter, sofern der nächste Platz frei ist. Eine Seitenwand des Gerätes ist verschiebbar und lässt sich auf verschieden lange Stangen einstellen. Die Stufenschienen sind mehrfach parallel vorhanden, je nachdem für welche maximale Stangenlänge das Gerät konzipiert wurde.

Zuführen mit Piezo-Feeder

Übliche Schwingfördersysteme in Magnet-Feder-Konstruktion arbeiten mit Netzfrequenz und nutzen das Prinzip des Mikrowurfs. Alternativ ist ein Antrieb mit Piezoaktoren, die in beiden Richtungen aktiv sind. Sie lassen sich dagegen mit Frequenzen mit bis zu 400 Hz betreiben und bringen Kleinteile in eine Gleitförderung. Zur Abstimmung des Systems werden unterschiedliche Wellenformen (Sinus, Rechteck, Sägezahn) als Schwingungsparameter genutzt. Damit erwachsen auch neue Möglichkeiten für den Einsatz von Ordnungselementen. So können zum Beispiel Objektmerkmale von 0,05 Millimeter für das Ordnen noch sicher ausgenutzt werden. Der Piezo-Feeder kommt mit weniger Strom und Gesamtmasse aus, hat ein sehr gutes Langzeitverhalten, ist auch für kleinste und schwierige Teile aus Weich-PVC oder Silikon einsetzbar und kann hohe Zuführleistungen bis zu 20 Teilen je Sekunde erreichen. Auch elektrostatische Effekte bei Kunststoffteilen lassen sich beherrschen. he

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