Verfahren und Vorrichtung zum Stapeln von Gegenständen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stapeln von Gegenständen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zum Stapein von Gegenständen ist gekennzeichnet durch folgende Arbeitsgänge: Bildung jeweils einer mm- destens annähernd waagerechten rechteckigen Lage von Gegenständen, wobei die Lage aus wenigstens zwei benachbarten Reihen von Gegenständen besteht, Kippen der Lage mittels eines Kippgliedes in eine mindestens angenähert senkrechte Stellung, Überführen der Lage von Gegenständen in dieser Stellung auf eine mindestens angenähert waagerechte Stapelplattform und Bewegen der mindestens angenähert senkrecht gestellten Lage in einer waagerechten Richtung, die in der gleichen Ebene wie die Kippbewegung liegt, über eine Strecke, die nicht geringer als die Dicke der Lage ist.
Vorzugsweise sind das Kippglied und die Stapelplattform mit Schlitzen versehen, und wird nach dem Kippvorgang durch Hindu, rchführen eines mit Schüt- zen versehenen Teils des Kippgliedes nach unten durch die Stapelplattform auf dieser die Lage von Gegenständen abgesetzt. Die Bewegung der mindestens angenähert senkrecht gestellten Lage in waagerechter Richtung über die genannte Strecke kann während oder nach der Abwärtsbewegung des Kippgliedes ausgeführt werden. Ferner kann die mindestens angenähert senkrechte Lage von Gegenständen von dem Kippglied auf der Stapelplattform durch die waagerechte Bewegungskomponente des Gliedes bewegt werden. Dabei kann als Stapelplattform eine Seitenwand eines Behälters verwendet werden.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens weist ein L-förmiges Kippglied, dessen einer Schenkel als Aufnahmeteil dient und dessen anderer, einen Rand bildender Schenkel mit Schützen versehen ist, eine mit Schlitzen versehene Stapelplattform und eine Einrichtung auf zum Kippen des Kippgliedes von einer ersten Stellung, in welcher sein Aufnahmeteil mindestens angenähert waagerecht liegt, in eine zweite Stellung, in welcher dieser Teil mindestens angenähert senkrecht steht, und zum Bewegen des Kippgliedes nach unten und in bezug auf die Kippbewegung nach vom, wenn der Aufnahmeteil mindestens angenähert senkrecht steht, wobei diese Bewegungsrichtung in der gleichen Ebene wie die Kippbewegung liegt, und die stangenförmigen Teile des Kippgliedes,
welche dessen Schütze begrenzen, durch die Schlitze der Stapelplattform gehen.
Bei einer bevorzugten beispielsweisen Ausführungsform der Vorrichtung sind eine Trageinrichtung, die sich auf der gleichen Höhe wie der Aufnahmeteil des Kippgliedes befindet, wenn dieser Teil seine waagerechte Stellung einnimmt, und eine Stosseinrichtung vorgesehen, letztere zum Vorschieben einer Reihe von auf der Trageinrichtung gesammelten Ge genständen gegen den Aufnahmeteil des Kippgliedes, wenn dieser Teil sich in seiner waagerechten Stellung befindet.
Gemäss einer weiteren bevorzugten beispielsweisen Ausführungsform der Vorrichtung liegt eine Übergangsplattform zwischen der Trageinrichtung und dem Aufnahmeteil des Kippgliedes, wenn dieser Teil sich in seiner r waagerechten Stellung befindet, in der er und die Übergangsplattform auf der gleichen Höhe wie die Trageinrichtung liegen, und die Stosseinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass sie wenigstens einen kurzen Hub abwechselnd mit einem langen Hub ausführt, wobei die Länge des langen Hubes gleich der Gesamtbreite der Trageinrichtung und der Übergangsplattforrn in der Stossrichtung ist.
Nachstehend wird ein auf der Zeichnung darge stelltes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung in Anwendung auf eine Maschine zum Stapeln von Gegenständen an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Maschine.
Fig. 2 ist eine Stirnansicht der Maschine.
Gemäss der Zeichnung besitzt die Maschine ein starres Gestell 1, auf welchem ein Walzenförderer oder eine Rollenbahn 2 angeordnet ist, auf der zu stapelnde Gegenstände 3 in einer Reihe aufgeschlossen durch ein Förderband 4 abgesetzt werden. An dem Ende des Förderers 2, das von dem Förderband 4 entfernt liegt, ist ein Mikroschalter 5 angeordnet, der so ausgebildet ist, dass, wenn er vom vordersten der auf den Förderer 2 gelangenden Gegenstände 3 berührt wird, einen Stapelmechanismus betätigt, wie dies nachstehend beschrieben wird.
Auf einer Seite des Förderers 2 ist ein sich in dessen Längsrichtung erstreckendes Druckglied 6 im wesentlichen parallel und gegenüber der gewünschten Stellung der Reihe von Gegenständen 3 auf dem Förderer 2, angeordnet. In der gleichen Ebene mit dem Förderer 2 ist auf dessen dem Druckglied 6 abge- kehrten Seite eine Übergangsplattform 7 an dem Gestell 1 befestigt. Auf der dem Förderer 2 abgekehrten Seite der Übergangsplattform 7 ist ein L-förmiges Kippglied 8 im Gestell schwenkbar angebracht, dessen einer Schenkel als Aufnahmeteil in der gleichen Ebene mit der Übergangsplattform 7 liegt, wenn das Kippglied sich in waagerechter Stellung befindet.
Der andere Schenkel des Kippgliedes 8 ist am von der Übergangspiattform 7 entfernt liegenden vorderen Ende des horizontalen Schenkels angeordnet und bil des einen senkrechtstehenden Rand 9, der eine Mehrzahl von Stangen 10 besitzt, die durch am Schenkelende offene Schlitze 11 getrennt sind. Diese Schlitze 11 -erstrecken sich über eine gewisse Strecke in den horizontalen Schenkel des Kippgliedes 8. Der Mechanismus zum Kippen des Gliedes 8 wird später beschrieben.
Unter dem Rand 9 des Kippgliedes 8 und diesem benachbart, wenn er nach der Kippbewegung des Gliedes waagerecht liegt, befindet sich eine Stapelplattform 12, deren dem Rand 9 benachbarter Rand in ähnlicher Weise wie der Rand 9 mit Stangen 13 und Schlitzen 14 gebildet ist, wobei eine Stange 10 des Randes 9 einem Schlitz 14 der Stapelplattform 12 gegenüberliegt. Auf diese Weise gehen, wenn das Kippglied 8 in die senkrechte Stellung gekippt und nach unten und nach vorn gegen die Stapelplattform 12 bewegt wird, die Stäbe des Randes 9 des Gliedes 8 durch die entsprechenden Schütze 14 in der Stapelplattform 12 hindurch, während irgendwelche Gegenstände 3, die auf dem Rand 9 ruhen, auf der Stapelplattform 12 abgesetzt werden.
Unter dem von dem Glied 8 entfernt liegenden Seitenrand der Stapelplattform 12 ist ein Walzenförderer oder eine Rollenbahn 15 vorgesehen, auf welchem bzw. auf welcher die in Lagern gestapelten, z. B. in Schachteln verpackten Gegenstände abge setzt und entfernt werden.
Der Betätigungsmechanismus der Stapeimaschine wird nachstehend an Hand der Fig. 2 näher beschsie ben. Ein Elektromotor 16, der auf an dem Gestell 1 befestigten Querstangen 17 angeordnet ist, treibt mittels eines Treibriemens 18 ein Untersetzungsge- triebe 19 an, auf dessen Ausgangswelle 20 drei ge trennte Nocken- oder Kurvenscheiben 21, 22 und 23 befestigt sind. Die Nockenscheiben 21, 22 und 23 besitzen in dieser Reihenfolge je einen kleineren Umfang.
Eine Rolle 24, die an dem einen Ende eines Hebels 25 angeordnet ist, wird gezwungen, auf der Oberfläche der Nockenscheibe 22 zu laufen, die mit zwei Nasen 26 und 27 versehen ist. Das andere Ende des Hebels 25 ist starr an einer waagerechten Welle 28 befestigt, die in dem Gestell der Maschine drehbar gelagert ist. Zwei parallele Arme 29, die starr an den Enden der Welle 28 befestigt sind, werden durch Querstangen 30 zusammengehalten und enden in dem sie verbindenen Druckglied 6.
Eine Rolle 31 ist an dem einen Ende eines Hebels 32 angeordnet und wird gezwungen, auf der Oberfläche der Nockenscheibe 21 zu laufen, die mit einem vorstehenden Teil 33 versehen ist, der sich im wesentlichen über die Hälfte ihres Umfanges erstreckt. Das andere Ende des Hebels 32 ist starr an einer waagerechten Welle 34 befestigt, die in dem Gestell 1 drehbar gelagert ist. Zwei parallele Arme . 35 sind an einem Ende starr mit den Enden der Welle 34 verbunden, während sie an ihrem anderen Ende an zwei Ansätzen 36 gelockert sind, die an dem Kippglied 8 befestigt sind.
An dem Kippglied 8 sind ferner zwei weitere Ansätze 37 befestigt, von denen einer einen waagerechten Zapfen 38 trägt, der mit dem einen Ende durch einen bogenförmigen Schlitz 39 ragt, der in einer Führungsplatte 40 ausgebildet ist, welche die eine Seite des Kippgliedes 8 flankiert und an dem Gestell 1 befestigt ist. Das Ende des Zapfens 38, das aus dem Schlitz 39 vorsteht, trägt eine Rolle 41, die gezwungen wird, auf einer entsprechend bogenförmigen Führungsschiene 42 zu laufen, die an dem Gestell 1 befestigt ist.
Die Gestalt und die Lage des Schlitzes und der Führungsschiene 42 sind derart, dass, wenn die Arme 35 gezwungen werden, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, das Glied 8 infolge der Bewegung der Rolle 41 auf der Führungsschiene 42 in eine senkrechte Stellung gebracht und in dieser Ebene der Kippbewegung nach unten und in bezug auf dIe Kippbewegung nach vorn in einer Richtung quer zu sich selbst bewegt wird. Der andere Ansatz 37 trägt einen Zapfen 50, der über eine Feder 43 mit einem am Gestell 1 befestigten Ansatz 44 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Kippglied 8 bei der Drehung der Arme 35 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn durch Federwirkung wieder in die waagerechte Stellung gedrückt.
Die Stromzufuhr zu dem Motor 16 wird durch den Mikroschalter 5 und ferner zusätzlich durch einen Schalter 45 gesteuert, der einen Arm 46 hat, welcher eine Rolle 47 trägt, die durch Federwirkung gegen die Umfangsfläche der Nockenscheibe 23 gedrückt wird. Diese Nockenscheibe 23 hat zwei Ausnehmungen 48 und 49, die in ihrem Umfang gebildet sind, und wenn infolge einer Drehung der Welle 20 die Schalterrolle 47 in eine dieser Ausnehmungen 48 und 49 gedrückt wird, wird die Stromzufuhr abgeschaltet und der Motor angehalten.
Die Arbeitsweise der Maschine zum Stapeln von Lagen von Gegenständen 3 wird nachstehend beschrieben.
Die zu stapelnden Gegenstände 3 mit z. B. rechteckigem oder quadratischem Grundriss werden in einer einzigen Reihe durch das Förderband 4 herangeführt und auf dem Walzenförderer bzw. der Rollenbahn 2 abgesetzt. Auf diese Weise wird eine Reihe von aneinanderstossenden Gegenständen 3 auf dem Förderer 2 gebildet, wobei jeder Gegenstand 3 durch den folgenden Gegenstand 3 vorgeschoben wird, bis der vorderste Gegenstand 3 den Mikroschalter 5 berührt, worauf die Stromzufuhr zu dem Motor 16 eingeschaltet wird, der dann die Welle 20 entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung dreht.
Wenn die Welle 20 sich dreht, läuft die Rolle 24 auf die Nase 26 der Nockenscheibe 22 mit dem Ergebnis, dass das Druckglied 6 sich nach innen quer über den Förderer 2 bewegt und die auf diesem versammelte Reihe von Gegenständen 3 von dem Förderer 2 auf die Übergangsplattform 7 und dabei gegen eine Reihe von Gegenständen 3 schiebt, die dort infolge einer vorangegangene. n Bewegung des Druckgliedes 6 auf Grund des Auflaufens der Rolle 24 auf die Nase 27 der Nockenscheibe 22 abgesetzt worden sind.
Das Druckglied 6 fährt fort, die beiden kompakten nebeneinanderliegenden Reihen von Gegenständen 3 quer zu verschieben, bis, wenn die Rolle 24 auf der Spitze der Nase 26 angekommen ist, die beiden Reihen auf den Aufnahmeteil des Kippgtie- des 8 geschoben worden sind, und auf diesem eine rechteckige, waagerechte Lage von Gegenständen bilden. Es ist ersichtlich, dass, sobald die Arme 29 des Druckgliedes 6 sich über den Förderer 2 bewe gen, die Zufuhr von Gegenständen 3 von dem Förderband 4 aufgehalten wird, und die Gegenstände sich auf dem Förderband 4 aufeinanderstossend in einer Reihe ansammeln.
Die Welle 20 setzt ihre Drehbewegung fort, die Rolle 24 läuft über die Spitze der Nase 26 und das Druckglied 6 geht in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zurück, worauf die angesammelten Gegenstände 3 auf dem Band 4 wieder auf den Förderer 2 abgesetzt werden können. Zu der gleichen Zeit, in welcher der vorgenannte Arbeitsvorgang stattfindet, läuft die Rolle 31 auf der sich drehenden Nockenscheibe 21, und wenn die Rolle 31 auf den vorstehende. n Teil 33 der Nocken- scheibe 21 aufzulaufen beginnt, wird das Kippglied 8 infolge der Nockenwirkung der Zapfenrolle 41, die auf der Führungsschiene 40 läuft, gezwungen, entgegen der Spannung der Feder 43 aus der gezeichneten Stellung, in der der Aufnahmeteil waagerecht liegt, in eine Stellung zu kippen, in der sein Aufnahmeteil mit der Lage Gegenstände senkrecht steht.
Das Kippglied 8 wird dann in einer Richtung senkrecht zu den beiden von dem nun waagerecht und unten liegenden Rand 9 gehaltenen Reihen von Gegenständen 3 vorwärts und zudem abwärts weiter bewegt, so dass die jetzt senkrechte Lage von Ge genständen auf der Stapelplattform 12 abgesetzt wird. Die Vorwärtsbewegung des Kippgliedes. 8 ist so bemessen, dass die senkrechte Lage von Gegenständen auf dem Glied 8 eine vorher abgesetzte senkrechte Lage von Gegenständen auf der Stapelplattform 12 um eine Strecke vorschiebt, die wenigstens gleich der Dicke der senkrechten Lage von Ge genständen entsprechend der Höhe des einzelnen Gegenstandes ist.
Zu diesem Zeitpunkt hat die Nokkenscheibe 23 sich genügend gedreht, um die Schalterrolle 47 in die Ausnehmung 48 eintreten zu lassen, worauf die Stromzufuhr zu dem Motor 16 abgeschaltet wird, so dass die Welle 20 zu drehen aufhört und das Kippglied 8 in der senkrechten Stellung bleibt.
Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis eine weitere Reihe von Gegenständen 3 auf dem Förderer 2 abgesetzt ist und der vorderste Gegenstand 3 den Mikroschalter 5 berührt, wodurch der Motor 16 wieder in Gang gesetzt wird. Das Kippglied 8 kehrt jetzt in die waagerechte Stellung zurück, wenn die Rolle 31 von dem vorstehenden Teil 33 herabläuft, während die Rolle 24 auf die Nase 27 aufläuft und das Druckglied 6 die auf dem Förderer 2 versam- melte Reihe von Gegenständen auf die Übergangsplattform 7 schiebt. Die Rolle 24 läuft dann von der Nase 27 herab, und dementsprechend kehrt das Druckglied 6 in seine Ausgangsstellung zurück. Die Schalterrolle 47 wird darauf in die Ausnehmung 49 gedrückt und der Motor 16 wieder angehalten.
Nach der Ansammlung einer weiteren Reihe von Gegenständen 3 auf dem Förderer 2 wird die oben be schriebene Folge von Vorgängen wiederholt. Jede auf der Stapelplattform 12 neu abgesetzte Lage von Gegenständen schiebt die zuvor abgesetzte Lage in einer Richtung, die in der gleichen Ebene liegt wie die vorherige Kippbewegung, quer zu ihr um einen Betrag vor, der wenigstens gleich der Dicke einer Lage ist.
Eine Schachtel zum Verpacken einer Anzahl Lagen von Gegenständen kann als Plattform 12 auf einem Kippträger (nicht dargestellt) so angeordnet sein, dass sie auf einer ihrer Seiten liegt und ihre Öffnung gegen die ankommende Lage von Gegenständen 3 gerichtet ist und, wenn die vorderste Lage in die Schachtel eintritt und den Boden der Schachtel berührt, in der Bewegungsrichtung der Lagen verschoben wird, und bei Ankunft jeder folgenden Lage in dieser Richtung um eine Strecke weiter bewegt wird, die wenigstens gleich der Dicke jeder Lage ist.
Der Kippträger ist so angeordnet, dass, wenn die Schachtel gefüllt ist, der Träger gekippt und die Schachtel auf den Förderer 15 abgesetzt und entfernt wird.
Es können verschiedene Abänderungen an der vorstehend im einzelnen beschriebenen Anordnung getroffen werden. Es kann so z. B. in manchen Fällen zur Verhinderung des möglichen Auseinanderfallens der aufgestapelten Lagen auf der Stapelplattform erwünscht sein, die Stapelplattform mit einer Seitenwand am vorderen Rand zu versehen und sie so anzuordnen, dass sie etwas von dem Kippglied weg geneigt ist.
Es ist ferner ersichtlich, dass, während bei der beschriebenen Anordnung die vorgesehene Über- gangsplattform die wirksame Zeit, die für das Kippglied zur Ausführung seiner vorgeschriebenen Ar beitsvorgänge zur r Verfügung steht, erheblich zu ver- längern und dadurch eine wesentliche Herabsetzung der Grösse der auf die Gegenstände während des Kippens wirkenden kinetischen Kräfte gestattet, eine Obergangsplattform fortgelassen werden kann und die Gegenstände durch das Druckglied unmittelbar auf das Kippglied vorgeschoben werden können.
Gegebenenfalls kann, wenn eine Übergangsplattform verwendet wird, ihre Breite um einen geeigneten mehrfachen Betrag der Dicke einer Lage Gegen stände vergrössert werden, so dass für das Kippglied zur Ausführung seiner erforderlichen Arbeitsvor gänge noch mehr Zeit zur Verfügung steht.
Gemäss einer weiteren Abänderung können Reihen von Gegenständen z. B. von einem Förderband unmittelbar nebeneinander auf ein Kippglied abge setzt werden, auf dem sie dann zu einer waagerechten rechteckigen Lage verdichtet werden können, und gegebenenfalls können auch derart vorgeformte Lagen von Gegenständen nacheinander durch das Förderband unmittelbar auf das Kippglied abgegeben werden, so dass die Notwendigkeit der Verwendung eines Druckgliedes vermieden wird.
Während bei der oben beschriebenen Anord nung die Bewegung des Druckgliedes und diejenige des Kippgliedes durch einen Nocken- und Hebelmechanismus gesteuert werden, ist ersichtlich, dass andere Verfahren zur Steuerung zur Anwendung gelangen können. Beispielsweise kann für diesen Zweck ein Stangenmechanismus, wie er allgemein in Praktische Getriebelehre von Kurt Rauh (veröffentlicht im Julius Springer Verlag, Berlin, 1954) beschrieben ist, zur Anwendung gelangen. Die Bewegungen des Druckgliedes und des Kippgliedes können auch gegebenenfalls durch pneumatische Mittel gesteuert werden.
Es ist ersichtlich, dass die beschriebene Maschine die Möglichkeit zum Stapeln von Gegenständen schafft und dabei infolge des Kippvorganges die kinetischen Kräfte, welche auf die Gegenstände während des Stapelns wirken, auf ein Minimum herabzusetzen gestattet. Eine solche Herabsetzung ist besonders wertvoll, wenn vergleichsweise weiche Gegenstände, wie z. B. Margarinepakete, gestapelt werden sollen, wo die Wirkung grosser kinetischer Kräfte eine Bec schädigung der Pakete herbeiführen könnte.