Verfahren und Einrichtung zur Vorratsanhäufung von Gegenständen oder Materialdosierungen und Einzelabgabe aus dem Vorrat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vorratsanhäufung von von einer ersten Maschine angelieferten Materialdosierungen oder Gegenständen und Einzelabgabe aus dem Vorrat an eine zweite verarbeitende Maschine, welche Maschinen mit verschiedenen Leistungen arbeiten.
Wenn in die Fabrikationslinie Maschinen eingeschaltet werden sollen, welche mit verschiedenen Leistungen arbeiten, z. B. eine Wägemaschine, die z. B. Materialdosierungen in unregelmässigen Zeitabständen abwiegt und eine Packmaschine, welche diese Dosierungen in regelmässigen Zeitabständen packt, so wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen beiden Maschinen eine Einrichtung angeordnet wird, in welcher die aus der ersten Maschine herausgelassenen Gegenstände oder Dosierungen zu einem Vorrat angehäuft und aus demselben fortlaufend abgenommen und in entsprechenden Zeitabständen der zweiten Maschine übergeben werden.
Bei einem bekannten Verfahren und Einrichtung für diesen Zweck ist zwischen den Maschinen ein kontinuierlich umlaufender Kranz angeordnet, welcher die frei auf ihm hängenden Gefässe von einer Maschine zur andern durch die Reibung mitnimmt, welche zwischen dem Gefässgehänge und dem Kranz entsteht. Beim Übernehmen einer Dosierung von der einen Maschine und bei der Übergabe in die zweite Maschine werden die Gefässe durch einen Riegel aufgehalten, welcher den Gefässen in den Weg geschoben wird, während sich der Kranz weiterbewegt.
Den Nachteil dieser bekannten Einrichtung bildet der Umstand, dass das Gefäss bei jedem Aufhalten mit voller Geschwindigkeit auf den Riegel stösst, der Stoss auf die hinter dem ersten Gefäss nachfolgenden Gefässe übertragen wird, was einen lärmenden Gang der Einrichtung und die Beschädigung der Gefässe infolge der Stösse nach sich zieht.
Auch die Reibung, welche zwischen dem Kranz und dem Gefässgehänge erforderlich ist, damit die Gefässe mitgenommen werden können, verursacht eine rasche Abnützung der ganzen Einrichtung und ihre Empfindlichkeit gegen Staub.
Es ist auch eine Einrichtung bekannt, in welcher Vorratskammern oder Gefässe in festen Lagen im Kreis angeordnet sind und das Material durch ein Organ übergeben wird, das sich über den Gefässen fortlaufend von Gefäss zu Gefäss bewegt. Die Materialabnahme aus den Gefässen erfolgt durch ein anderes Organ, das sich unter den Gefässen gleichfalls von Gefäss zu Gefäss bewegt und die übernommenen Dosierungen einer Transportvorrichtung übergibt, welche die Dosierungen der entsprechenden Maschine zuführt. Diese Einrichtung, bei welcher das Material frei fallend eine lange Bahn durchlaufen muss, hat die Stelle für den Materialempfang beträchtlich entfernt in lotrechter Richtung von der Stelle für die Materialausgabe und hat daher eine unvorteilhafte Höhe, welche die Anordnung der Maschinen in der Linie entweder in verschiedenen Höhen oder weit voneinander erfordert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Nach- teile der bekannten Verfahren und Einrichtungen zu beseitigen.
Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung zwischen einer Maschine zum Wiegen von zum Beispiel Dosierungen schüttfähigen Materials, welche mit ungleichmässiger Leistung arbeitet, und einer Packmaschine für die Materialdosierungen, welche mit gleichmässiger Leistung arbeitet.
In Fig. 1 ist die Anhäufungs- und Abgabeeinrichtung mit dem fahrbaren Trog und der Antriebsvorrichtung des Troges im Aufriss dargestellt.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Antriebsvorrichtung des Troges.
Auf der über die in verschiedener Höhe angeordneten Räder 2 und 3 (Fig. 1) geführten Kette 1 sind in gleichen Entfernungen voneinander die Gefässe 4 zum Aufnehmen der Materialdosierungen (oder Gegenstände) befestigt. Die Kettenräder 2 und 3 sind im Rahmen 5 gelagert, welcher mit einem Ende am Gehäuse der Packmaschine B und mit dem andern Ende an der Wägemaschine A befestigt ist.
Der Rahmen 5 trägt die Stützen 6 für die die gleiche Schräglage wie das Fördertrum aufweisenden Schienen 7, auf welchen der Trog 9 mittels seiner Räder 8 verfahrbar ist. Der Boden des Troges 9 wird von einem endlosen Band 10 gebildet, welches um die Scheiben 11 und lla geführt ist. Die Scheibe lla wird mittels einer Riemenübersetzung vom Motor 5a angetrieben. Dadurch erfährt das Band 10 über die freie Scheibe 11 eine dauernde Bewegung in der Pfeilrichtung (Fig. 1).
An der Stelle, wo das Band 10 die freie Scheibe 11 umschlingt, ist eine um den Zapfen 13 drehbare Klappe 12 angeordnet. Das untere Ende des Troges 9 ist in Form einer Mündung 14 ausgebildet.
Über dem Trog ist ein Trichter 15 angeordnet, in welchen in irgendeiner bekannten Weise die Dosierungen von der Wägemaschine A gelangen, z. B. durch Öffnen des Bodens der Wägeschüssel.
An der Unterseite des Troges 9 ist in einer Öse 16 die Kette 17 befestigt, welche über ein am mittels der Schienen 7 gebildeten Rahmen befestigtes Kettenrad 18 geführt ist. Am freien Ende der Kette 17 ist ein Gewicht 19 zum Ausbalancieren des fahrbaren Troges 9 befestigt.
Die mit den Materialdosierungen gefüllten Gefässe 4 bewegen sich schräg aufwärts und entleeren sich in den Trichter 20, aus welchem die Materialdosierungen zur weiteren Verarbeitung in den Behälter 21 der Packmaschine B fortschreiten.
Die Kette 1 mit den Gefässen 4 wird von der Packmaschine B angetrieben. Von der Hauptwelle der Packmaschine wird die Bewegung z. B. durch eine Kette 22 auf das Kettenrad 23 (Fig. 2) übertragen, welches auf der Hohlwelle 24 befestigt ist.
Mit dem Rad 23 ist das Kettenrad 44 verbunden, von welchem die Bewegung mittels einer Kette 45 auf das Kettenrad 46 (Fig. 1) übertragen wird, welches mit dem Rad 2 auf einer gemeinsamen Welle befestigt ist. Das Rad 2 treibt sodann die Kette 1 mit den Gefässen 4 so an, dass das Fördertrum der Kette in der Richtung zur Packmaschine B läuft.
Wird die Packmaschine stillgesetzt, so hält auch die Bewegung der Gefässe 4 an.
Auf der Hohlwelle 24 ist im Getriebekasten 25 (Fig. 2) der Aussenkreis 26 eines Differentials befestigt. Die verzahnten Planetenräder 27 des Differentials werden von den Armen eines Haltegliedes 28 getragen, welches auf einer durch die Hohlwelle 24 verlaufenden Welle 29 befestigt ist. Das innere Zahnrad 30 des Differentials ist auf der Welle 29 frei drehbar gelagert und mit dem Zahnrad 31 eines sogenannten Dreiradmechanismus verbunden. Das Rad 31 kämmt mit dem Zwischenrad 32, welches von dem frei drehbar auf der Welle 29 gelagerten Arm 33 getragen ist.
In der auf dem Lagerzapfen des Zwischenrades 32 drehbaren Zugstange 34 ist der Zapfen eines Zahnrades 35 frei drehbar gelagert, welches mit dem Zwischenrad 32 im Eingriff steht. Das Rad 35 ist exzentrisch an das Zahnrad 36 (Fig. 1) angeschlos - sen, so dass sein Mittelpunkt eine Kreisbahn um die Mitte des Rades 36 beschreibt. Das Getriebe 31, 32 und 35 bildet den bekannten Dreiradmechanismus.
Das Zahnrad 36 steht mit dem Zahnkranz 37 des einen äussern Teils einer während einer Umdrehung wirkenden Gelenkkupplung im Eingriff, deren anderer mittlerer Teil auf der Welle 38 befestigt ist, welche über das Kettenrad 39 und die Kette 40 von der Wägemaschine A angetrieben wird.
Am Ende der-Welle 29 ist das Kettenrad 41 befestigt, welches über die Kette 42 und das Kettenrad 43 (Fig. 1) das Kettenrad 18 antreibt, über das die mit dem Trog 9 verbundene Kette 17 geschlungen ist. Durch die Wirkung der im Getriebekasten 25 eingeschlossenen Übersetzungsvorrichtung, das ist des Differentials 26, 27, 30, des Dreiradmechanismus 31, 32, 35 und der während einer Umdrehung wirkenden Gelenkkupplung 37 kann die Welle 29 in der einen oder andern Richtung gedreht werden, je nachdem, ob die während einer Umdrehung wirkende Kupplung 37 in Ruhe ist oder sich dreht.
Wenn die Packmaschine B im Gange ist, so wird von ihr die Bewegung über die Kette 22 und das Kettenrad 23 einerseits auf die Gefässe 4 tragende Kette 1 übertragen, anderseits auf den Aussenkreis 26 des Differentials.
Für den Fall, dass die während einer Umdrehung wirkende Gelenkkupplung in Ruhe ist, befindet sich auch der Dreiradmechanismus 31, 32, 35 in Ruhe und ebenso das innere Zahnrad 30 des Differentials.
In diesem Falle wälzen sich die Planetenräder 27 auf dem feststehenden Rad 30 ab und drehen über das Halteglied 28 die Welle 29 gegen den Uhrzeigersinn (Fig. 1, 2). Durch das Kettenrad 41 und die Kette 42 wird die Bewegung weiter übertragen und bewirkt eine gleichmässige Bewegung des Troges 9 auf den Schienen 7 (Fig. 1) in Übereinstimmung mit der Bewegung der Gefässe 4. Hierbei sinkt das Gewicht 19. Bei dieser Bewegung befindet sich die Mündung 14 des Troges 9 dauernd über dem ersten der hinter den bereits gefüllten Gefässen 4a folgenden leeren Gefässe 4b. Wenn die Packmaschine B stillge-setzt wird, so unterbleibt auch die Bewegung der Gefässe 4 und gleichfalls auch die mit ihr gleichläufige Bewegung des Troges 9.
Die durch den Trichter 15 in den Trog 9 abgeführte Materialdosierung wird vom Band 10 zur Klappe 12 gebracht, welche durch das sich an ihr ansammelnde Material um den Zapfen 13 schwingt und derart den Übergang der Materialdosierung durch die Mündung 14 in das leere Gefäss 4b ermöglicht (Fig 1).
Durch das Ausschwingen der Klappe 12 werden die Kontakte 47 verbunden und der Stromkreis des Verzögerungsmechanismus 48 geschlossen, welcher während der für den Abfall des Materials in das Gefäss 4b notwendigen Zeit dem Elektromagnet 49 Strom zuführt, der den Anker 50 anzieht. Durch Anziehen des Ankers 50 wird der von diesem verriegelte Arm 51 gelöst, welcher unter dem Einfluss einer in der Zeichnung nicht dargestellten Feder ausschwingt und mit seiner Verzahnung den Daumen 52 der während einer Umdrehung wirkenden Gelenkkupplung verdreht. Bei seiner Verdrehung verbindet der Daumen 52 den dauernd rotierenden innern Teil 53 der Kupplung mit dem bisher stillstehenden äussern Teil, welchen das Zahnrad 37 bildet.
Während dieser Verbindung vollführt das Zahnrad 37 eine Umdrehung gegen den Uhrzeigersinn, wonach es wieder zum Stillstand kommt, weil der mit dem Rad 37 umlaufende Arm 51 gegen Ende der Umdrehung des Rades 37 wieder auf dem inzwischen gelösten Anker 50 auftrifft, womit die Kupplung wieder entkuppelt wird. Wenn das Zahnrad 37 der Kupplung eine Umdrehung vollführt, so verdreht sich das mit ihm kämmende gleich grosse Rad 36 gleichfalls um eine Umdrehung. Dadurch wird der Dreiradmechanismus 35, 32, 31 in Tätigkeit versetzt und sein Rad 31 sowie das mit ihm verbundene Rad 30 führen gleichfalls eine Umdrehung im Uhrzeigersinn aus.
Ein Dreiradmechanismus gelangt deshalb zur Anwendung, damit die mit konstanter Winkelgeschwindigkeit erfolgende eine Umdrehung des Rades 37 der über eine Umdrehung wirkenden Kupplung als eine Umdrehung des Rades 30 mit sich verändernder Winkelgeschwindigkeit übertragen wird, welche bei Null beginnt und wieder bei Null endet.
Die Verdrehung des Rades 30 um eine Umdrehung bewirkt, dass mittels der Planetenräder 27 auch die Welle 29 im Uhrzeigersinn verdreht wird, und zwar um einen solchen Winkel, welcher erforderlich ist, damit der Trog 9 derart abwärts fährt, dass seine Mündung 14 aus der Lage über dem Gefäss 4b, welches gerade mit Material angefüllt wurde, in die Lage über das nächste bisher leere Gefäss 4c überführt wird. Die Mündung 14 des Troges 9 bleibt nach diesem Übergang in der Lage über dem Gefäss c bzw. bewegt sich mit ihm mit der gleichen Geschwindigkeit so lange, als von der Wägemaschine A nicht eine neue Materialdosierung kommt, welche abermals eine Verschiebung der Trogmündung vom Gefäss 4c zum. Gefäss 4d bewirkt.
Der Trog 9 bewegt sich demnach derart, dass sich seine Mündung 14 immer über dem ersten leeren der jeweils auf dem fördernden Kettentrum befindlichen Gefässe befindet und mit ihm so lange gleiche Geschwindigkeit und Richtung hat, solange in dieses Gefäss keine Dosierung gelangt ist. Nach dem Eintreffen der Dosierung in das Gefäss, verschiebt sich der Trog 9 durch Bewegung entgegen der Richtung der Gefässbewegung derart, dass seine Mündung 14 über das nächstfolgende leere Gefäss gelangt, worauf er mit diesem in gleichläufiger Bewegung fortschreitet.
Weil das Abwärtsfahren des Troges 9 vom Rad 30 abgeleitet ist, welches sich unter dem Einfluss des beschriebenen Dreiradmechanismus mit bei Null beginnender und wieder bei Null endender, veränderlicher Winkelgeschwindigkeit dreht, so ist die Bewegung des Troges 9 bei der Abfahrt ruhig und stossfrei.
Gemäss Fig. 1 ist der Trog 9 nahe seiner obern Endlage, wobei seine Mündung 14 sich über dem Gefäss 4a befindet. Gestrichelt ist in Fig. 1 die untere Endlage des Troges angedeutet, in welcher sich seine Mündung 14 über dem Gefäss 4f befindet.
Wenn die beiden Maschinen, das heisst die Packund die Wägemaschine mit der gleichen Leistung arbeiten, das heisst wenn die einzelnen Dosierungen im. gleichen Zeitintervall abgewogen und gepackt werden, so durchläuft der Trog 9 immer den gleichen Bahnabschnitt im Gleichlauf mit dem leeren Gefäss 4 in der Richtung nach oben und nach der Abgabe der Dosierung fährt er um den gleichen Abschnitt nach unten dem nächsten leeren Gefäss entgegen, mit welchem er wieder nach aufwärts fährt. Bei regelmässiger Arbeit beider Maschinen vollführt daher der Trog 9 zwischen seinen Endlagen eine Hin- und Herbewegung auf derselben Strecke.
Es kann jedoch der Fall eintreten, dass z. B. die Wägemaschine mit der Leistung hinter der Packmaschine zurückbleibt, das heisst die Wägemaschine liefert die Dosierungen weniger schnell als die Gefässe zur Packmaschine gelangen und diese die Dosierungen abnimmt und sich daher der Vorrat an Dosierungen in Gefässen 4 dauernd vermindert. In diesem Falle ist die in der Bewegungsrichtung der Gefässe durchfahrene Bahn des Troges 9 länger als die Länge der Abwärtsfahrt des Troges 9 nach der Ablieferung der Dosierung und der Trog wird in der Richtung nach oben versetzt, so dass er sich seiner obern Endlage nähert.
Nachdem die Bewegung des Troges 9 über seine obere Endlage unmöglich ist, muss die Packmaschine stillgesetzt werden. Die Stillsetzung der Packmaschine erfolgt automatisch, entweder durch eine mechanische oder elektrische Einrichtung, sobald der Trog 9 in seine Endlage gelangt. In dem in Fig. 1 dargestellten Fall sind Kontakte 54 vorgesehen, nach deren Verbindung durch das Gewicht 19 der Betätigungsstromkreis einer Ausschaltvorrichtung geschlossen und die Packmaschine stillgesetzt wird.
Bei der Stillsetzung der Packmaschine gelangen auch die Kette 1 mit den Gefässen 4 und der Trog 9 zum Stillstand, dessen Mündung 14 sich immer über dem ersten leeren Gefäss befindet. Nunmehr vollführt der Trog bloss noch Abwärtsbewegungen, und zwar bewegt sich die Trogmündung immer um ein Gefäss abwärts, wenn von der Wägemaschine eine neue Dosierung kommt. Dies erfolgt so lange, bis der Trog 9 in die Lage kommt, bei welcher das Gewicht 19 die Kontakte 56 trennt, welche den Impuls zum Anlassen der Packmaschine geben.
Es kann auch der Fall eintreten, dass die Wägemaschine schneller arbeitet als die Packmaschine, das heisst die Dosierungen gelangen in kürzeren Intervallen in die Vorratsgefässe, als sie von diesen abgegeben werden und daher der Dosierungsvorrat immer grösser wird. In diesem Falle ist die in der Bewegungsrichtung der Gefässe durchfahrene Bahn des Troges 9 kürzer als die Länge der jeweiligen Abwärtsfahrt des Troges 9 nach der Abgabe der Dosierung und der Trog wird daher in der Richtung nach unten versetzt, bis er sich seiner untern Endlage nähert, bei welcher durch Einwirkung des Gewichtes 19 auf die Kontakte 55 die Wägemaschine stillgesetzt wird.
Bei Stillsetzung der Wägemaschine hört die Lieferung der Dosierungen auf und der Trog 9 bewegt sich ohne Unterbrechung nach oben, bis er in die mittlere Lage gelangt, in welcher das Gewicht 19 wieder die Kontakte 56 trennt, welche auch den Impuls zum Anlassen der Wägemaschine geben.
Je grösser die Entfernung zwischen der obern und der untern Endlage des Troges 9 ist, desto grösser kann natürlich der durch die Einrichtung angehäufte Dosierungenvorrat sein und desto mehr können die Leistungen der beiden zusammenarbeitenden Maschinen voneinander abweichen.
Wenn zwischen den Leistungen beider Maschinen grössere Unterschiede länger andauern, so vermindert oder vergrössert sich der Dosierungenvorrat derart, dass, wie oben beschrieben, eine Stillsetzung einer der beiden Maschinen eintritt. Zur Verhinderung oftmaliger Stillsetzungen der Maschinen kann die Einrichtung mit irgendeinem bekannten Mechanismus versehen sein, welcher in Abhängigkeit von der Grösse des Dosierungenvorrates die Arbeit einer der beiden Maschinen, z. B. der Wägemaschine, beschleunigt oder verzögert.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung erfolgt dies zum Beispiel mittels der Kontakte 57 und 58. Bei langsamer Arbeit der Wägemaschine A vermindert sich der Dosierungenvorrat, der Trog 9 wird in der Richtung nach oben versetzt und das Gegengewicht 19 in der Richtung nach unten, bis es die Kontakte 57 einschaltet, welche den Impuls zur Arbeitsbeschleunigung der Wägemaschine geben. Bei erhöhter Leistung der Wägemaschine, wenn sich der Dosierungenvorrat vergrössert, geben sodann die Kontakte 58 in ähnlicher Weise den Impuls zur Geschwindigkeitsverminderung der Wägemaschine.
In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel werden die Dosierungen im Trog durch das Band 10 zur Abgabe in die Gefässe 4 in der Richtung nach unten gefördert. Der Trog 9 kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass sich das Band 10 in entgegengesetzter Richtung bewegt und die Dosierungen am obern Ende des Troges 9 abgegeben werden.
Der Boden des Troges 9 ist in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel durch das sich bewegende Band 10 gebildet. Es kann jedoch auch unbeweglich sein, wenn die Dosierungen am untern Ende des Troges 9 übergeben werden und der Trog unter einem für das gegebene Material geeigneten Winkel geneigt ist.
Zum Ausschalten, Anlassen und Regulieren der Maschinen wird im beschriebenen Beispiel die Bewegung eines Gegengewichtes 19 ausgenützt, welches bei seiner Bewegung die entsprechenden Kontakte 54, 55, 56, 57, 58 schaltet.
Es ist selbstverständlich, dass an Stelle des Gegengewichtes 19 für diesen Zweck auch der Trog 9 selbst verwendet werden kann.