Handhabungstechnik

Sanfte Helfer

Bürstenelemente für‘s Handhaben

Vier Dinge kommen niemals wieder zurück: Das gesprochene Wort, der abgeschossene Pfeil, das vergangene Leben und die versäumte Gelegenheit. So sagt es ein Sprichwort. Doch in der Handhabungstechnik begegnen uns immer wieder neue Gelegenheiten, die man nutzen kann, um unkonventionelle Komponenten im Fluss der Arbeitsgegenstände zum Einsatz zu bringen. Es sind mit Borsten ausgestattete Elemente. Man schätzt bei den technischen Bürsten deren federnde Wirkung, den reinigenden Effekt, den einfachen Aufbau, die Vielfalt geometrischer Formen und die vergleichsweise geringen Kosten. Die Einbausituation, die Handhabungsaufgabe und die Objekteigenschaften bestimmen im Einzelfall die einzusetzende Bürstenart, die Dichte der Beborstung und die Eigenschaften des Borstenmaterials. Neuland muss jedenfalls nicht betreten werden, denn die Hersteller technischer Bürsten verfügen über viel Erfahrung und wenn es sein muss, bekommt man auch eine angepasste Sonderausführung außerhalb der Katalogprodukte.

Einfaches Bremsen

Beim Weitergeben von Werkstücken in Gleit- und Rollkanälen durch Schwerkraft kann die Geschwindigkeit der Teile unerwünscht ansteigen. Das führt mitunter auch zum Schräglauf der Teile. An der Endposition der Bahn muss dann die kinetische Energie schlagartig abgebaut werden. Das erfordert Anschläge mit Federelementen oder gar angekoppeltem Dämpfer, wenn die Masse groß ist. Eine bremsende Wirkung erreicht man aber auch schon mit Borstenelementen, wie es in Bild 1 zu sehen ist. Die Abrollgeschwindigkeit verringert sich beim Passieren der Bremszone. Man kann auch mehrere Elemente dieser Art hintereinander anordnen. Außerdem besteht die Möglichkeit, auch an der Unterseite noch Bürstenleisten anzubringen, deren Borsten in die Abrollfläche ragen. Wichtig ist die Auswahl des richtigen Borstenmaterials. Es kann hart oder weich, dick oder dünn, mehr oder weniger flexibel, biege- und knickbeständig sowie abriebfest sein. Eine Beschädigung des Werkstücks ist so gut wie ausgeschlossen. Die Reinigungswirkung ist ein willkommener Nebeneffekt.

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Transportunterstützung

Bürstenkomponenten lassen sich zum Beispiel für das Bewegen, Andrücken, Sperren, Niederhalten, Vereinzeln Stapeln, Fördern und die Gestaltung von Magazinen einsetzen. Gegenstände mit empfindlicher Oberfläche können zum Beispiel auf Bürstenflach- oder Bürstenkeilriemen schonend transportiert werden. Aber auch Bürstenwalzen sind als vielseitige Helfer einsetzbar. In Bild 2 wird gezeigt, wie stetig ankommende Flachteile zunächst vom Förderband abkippen und dann in einer platzsparenden Stapelordnung, wie sie oft für die Verpackung benötigt wird, weggeführt werden. Die Geschwindigkeiten beider Förderbänder sind so aufeinander abzustimmen, dass sich eine Aufreihung der Teile zum Stapel ergibt. Die Bürstenwalze vermittelt dem Handhabungsobjekt einen Kraftimpuls beim Übergang in die neue Orientierung, ohne dass die Gefahr einer Überlastung im Kraftfluss besteht oder das Werkstück Schaden erleidet. Die Walze läuft stetig und benötigt keine besondere Überwachung oder Steuerung.

Im Beispiel des Bildes 3 geht es um das Vereinzeln kleiner Flachteile aus einem Schachtmagazin, wie zum Beispiel dünne Karten. Weil diese leicht sind, genügt oft die Eigenmasse der Teile im Magazin nicht, um die mitunter auch leicht welligen Teile genügend fest gegen den Zuteilschieber anzupressen. Man hilft sich gewöhnlich, indem man ein Gewichtsstück auf den Magazininhalt obenauf stellt. Ein anderer und eleganterer Weg besteht darin, mit Bürstenwalzen ständig eine Andrückkraft aufzubringen. Die Walzen können übrigens auch exzentrisch gelagert, quadratisch beschnitten oder nur segmentförmig beborstet sein. In diesem Fall wechseln sich je Umdrehung der synchron laufenden Walzen das Freigeben von Teilen und das Andrücken fortwährend ab. Ein Versuch wird zeigen, was im Einzelfall wirksamer ist und was nicht.

Zuteiler für Rundteile

Rotoren für das Zuteilen rotationssymmetrischer Werkstücke lassen sich auch als Bürstenkörper herstellen. Das allgemein bekannte Prinzip wird in Bild 4 gezeigt. Auch der Zuführkanal ist mit Bürstenelementen besetzt. Das Werkstück (oder allgemein ein Handhabungsobjekt) wird äußerst schonend bewegt. Es besteht kein Kontakt zu „harten“ Führungen oder Anschlägen.

Führungselemente und Bänder mit Beborstung kann man auch für den Vertikaltransport von leichten Gegenständen einsetzen, wobei die Borsten wie eine Rücklaufsperre wirken. In Stausituationen stellt sich ein zerstörungsfreier Schlupf ein. Mechanisch aufwendige Überlastkupplungen sind damit entbehrlich. Der Rotorzuteiler dient also nur als Beispiel. Beim Vereinzeln von Trinkbechern aus Kunststoff, die im Schachtmagazin ineinander stecken, lassen sich seitlich am Magazin Bürstenleisten installieren, die den restlichen Magazininhalt zurückhalten. Gesonderte Antriebe oder Kontrollen sind hierfür nicht erforderlich.

Ein anderer Fall wird in Bild 5 gezeigt. Die aus einer Arbeitsmaschine kurzzyklisch ankommenden Teile werden stehend in eine Werkstückreihe gebracht. Dafür wurde ein Kurzhubzylinder installiert. Sind genügend Teile vorhanden (im Beispiel sind es sechs), dann bewegt sich der Schiebetisch nach links. Dort werden die präsentierten Teile vom Roboter im Paket gegriffen. Weil die Werkstücke im Verhältnis von Breite zu Höhe wenig standsicher sind, werden sie während des gesamten Vorganges seitlich von bremsenden Bürstenfeldern gehalten. Die Lösung ist einfach und überlastungssicher. Sie bietet dem Greifer auch genügend Freiheit. Der Paketgriff senkt die Zykluszeit für den Roboter, der das Weitergeben der Objekte zu besorgen hat.Stefan Hesse

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