Einrichtung zum Stapeln flächenhafter Gegenstände
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stapeln von flächenhaften Gegenständen, insbesondere von Papiererzeugnissen, mit mindestens einem schneckenartigen Förderelement, das um seine Längsachse angetrieben ist und zwischen einer Zuführstation und einer Abgabestation für die Gegenstände verläuft.
Es ist eine derartige Einrichtung mit zwei parallelachsigen Förderelementen bekannt geworden, bei der jedes Förderelement einen verhältnismässig dicken, zentralen Schaftteil besitzt, von dem eine gewendelte Förderfläche mit mehreren Windungen radial absteht. Das eine der Förderelemente besitzt dabei eine linksgängige, das andere eine rechtsgängige Förderfläche. Zwischen den beiden Förderelementen ist eine als Gleitbahn ausgebildete Führungsschiene vorgesehen, die zur Abstützung und Führung der zwischen die Windungen der beiden Förderelemente eingeführten Gegenstände dient Werden die Förderelemente gegensinnig angetrieben, so wird der zwischen den Windungen abgestützte Gegenstand etwa wie in einer Schneckenpresse entlang der Gleitbahn, entsprechend dem gewählten Drehsinn, in der einen oder andern Richtung bis zum Ende der Förderelemente gefördert.
Der bekannten Einrichtung haften nun in mehrfacher Hinsicht Nachteile an. In Förderrichtung gesehen ist der notwendige Raumbedarf für die bekannte Einrichtung mindestens doppelt so gross, als - in derselben Richtung gesehen - die Fläche der zu stapelnden Gegenstände. Dies deshalb, weil die beiden Förderelemente nicht näher beieinander angeordnet sein können, als das Format der Gegenstände dies zulässt, d.h. die Schaftteile der beiden Förderelemente müssen soweit auseinanderliegen, dass ein Gegenstand seiner Breite nach noch mit Spiel dazwischen eingeführt werden kann. Dieser Umstand hat auch zur Folge, dass die von den gewendelten Förderflächen unmittelbar auf die geförderten Gegenstände infolge des gegenseitigen Reibschlusses wirksam und etwa rechtwinklig zur Förderrichtung verlaufenden Kräfte zur Hauptsache gleichgerichtet, d.h.
in der Regel gegen die Gleitbahn gerichtet sind. Sind die geförderten Gegenstände Papiererzeugnisse, z.B. einzelne Zeitungsexemplare, so wirken diese Kräfte auf das unmittelbar die Förderflächen berührende Blatt Papier und können dieses zerknüllen und damit das ganze Zeitungsexemplar unbrauchbar machen. Diese Nachteile haben dazu geführt, dass die bekannte Einrichtung sich in der Praxis kaum durchzusetzen vermochte.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu beheben, ohne deren grundsätzlichen Vorteile, nämlich die Möglichkeit, einen Stapel von unten her, d.h. von seiner Auflagefläche her, kontinuierlich aufzubauen, preiszugeben.
Zur Erreichung dieses Zweckes ist der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt, die Einrichtung derart auszugestalten, dass die Drehachse des Förderelementes innerhalb des zur Aufnahme der Gegenstände zwischen den Windungen des Förderelementes zur Verfügung stehenden Raumes, d.h. durch die Grund- oder Standfläche des Stapels hindurch verläuft.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die vorgeschlagene Einrichtung erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelement als eine Wendelfläche ausgebildet ist, die um einen zylindrischen Hohlraum herum verläuft.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform, zum Teil im Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 oder 3,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, wobei eine Kurvenscheibe zusätzlich in Draufsicht gezeigt ist,
Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 unter Weglassung gewisser Teile zur Erläuterung der Wirkungsweise,
Fig. 4 ein vereinfachtes Antriebsschema für die Ausführungsform gemäss den Fig. 1 - 3,
Fig. 5 und 6 in einer der Fig. 1 bzw.
Fig. 3 entsprechenden Darstellungsweise, eine zweite Ausführungsform,
Fig. 7 und 8 in einer der Fig. 1 bzw. 3 entsprechenden Darstellungsweise eine Variante der Ausführungsform der Fig. 1 - 3 und die
Fig. 9 eine Ansicht der Förderflächen einer weiteren Ausführungsform.
Die in den Fig. 1-4 dargestellte Ausführungsform besitzt einen nur schematisch angegebenen Rahmen 1, der in seinem unteren Teil drei Lagerausleger 2, 3, 4 besitzt, und in seinem oberen Teil einige, z.B. zwei Stützen, von denen in Fig. 1 nur die Stütze 5 sichtbar ist.
In dem Lagerausleger 4 ist in zwei Kugellagern 6 eine Welle 7 gelagert, an deren oberem Ende 8 eine Förderschnecke 9 in Form einer kernlosen und zur Welle 7 koaxialen Wendelfläche drehfest verbunden ist. Diese Förderschnecke 9 ist linksgängig. Im Lagerausleger 3 ist auf ähnliche Weise eine Welle 10 gelagert, an deren oberem Ende eine zweite, zur Förderschnecke 9 spiegelbildliche Förderschnecke 11 befestigt ist, die rechtsgängig ist. Jede der Förderschnecken 9 und 10 besitzt etwas mehr als fünf Windungen.
Die Wellen 7 und 10 sind mittels eines Kettentriebs 12 aneinandergekoppelt (Fig. 4). Dieser Kettentrieb 12 besteht im wesentlichen aus einem auf der Welle 7 aufgekeilten Kettenrad 13, einem auf der Welle 10 aufgekeilten Kettenrad 14, zwei in dem Lagerausleger 2 (der zwei Lagerstutzen aufweist) frei drehbar gelagerte Kettenräder 15, 16 sowie einer die Kettenräder 13-16, wie in Fig. 4 angegeben, umschlingenden Kette 17. Daraus geht hervor, dass, wenn das Kettenrad 13 im Sinne des Pfeiles 18 angetrieben wird, das gleich grosse Kettenrad 14 gegensinnig dreht.
Benachbart zum Kettenrad 13 ist auf der Welle 7 ein Antriebskettenrad 19 aufgekeilt, das über eine Kette 20 mit einem Kettenrad 21 auf einer frei drehbaren Vorgelegewelle 22 verbunden ist, die ihrerseits über ein Kegelrad 23 mit einem weiteren Kettenrad 24 verbunden ist, welches schliesslich über eine weitere Kette 25 zum Abtriebsrad 26, z.B. eines Getriebemotors (nicht dargestellt) führt.
Wie bereits erwähnt, führt dieser Antrieb dazu, dass die beiden Förderschnecken 9 und 11 gegensinnig drehen, wobei die Förderschnecke 11 in Draufsicht (Fig. 3) im Uhrzeigersinn dreht. Ausserdem ist die Bezugslage der beiden Förderschnecken 9, 11 derart gewählt, dass bei jeder Verdrehungslage die Förderschnecken 9, 11 spiegelbildlich angeordnet sind. Daraus ergibt sich, dass bei einer Drehung der Förderschnecken 9, 11, die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen gleichmässig nach oben, d.h. von den Wellen 7, 10 weg wandern.
Im Bereich der ersten Windungen der Förderschnekken 9, 11 ist eine Zuführstation 27 für die zu stapelnden Gegenstände - hier Zeitungen Z -angeordnet. Diese besteht im wesentlichen aus drei Paaren von Führungsschienen 28, 29, 30, die zusammen eine Rutsche für die Zeitungen Z bilden. Die untere Schiene des Führungsschienenpaares 29 reicht zwischen die beiden Förderschnecken 9, 11 hindurch, bis in den Bereich einer Gleitbahn 31, die noch zu beschreiben sein wird.
Die Zuführstation 27 besitzt auch einen Freigabemechanismus, der dazu bestimmt ist, die zu stapelnden Zeitungen Z im richtigen Moment in die Förderschnekken einfahren zu lassen. Dieser Freigabemechanismus besitzt einen schwenkbaren Anschlag 32, der radial von der Welle eines Zahnrades 33 absteht, je nach Verdrehungslage des Zahnrades 33 ist der Anschlag 32 in die von den Führungsschienen 28-30 begrenzte Rutsche einbefahren und hält die anfallenden Zeitungen an, oder ist aus der Rutsche ausgefahren und gibt dann den Weg durch die Rutsche frei.
Das Zahnrad 33 kämmt zu diesem Zweck mit einer Zahnstange 34, die in einem Block 43 gegen die Wirkung einer Rückholfeder 35 hin und her verschiebbar gelagert ist und einen Finger 36 trägt, der im Eingriff mit einer in Fig. 1 sowohl in Seitenansicht wie auch in Draufsicht dargestellten Kurvenscheibe 37 ist.
Die Kurvenscheibe 37 sitzt auf einer bei 38 drehbar gelagerten Welle 39, auf die ein Kettenrad 40 aufgekeilt ist, das über eine Kette 41 an ein auf der Welle 7 sitzendes Kettenrad 42 gekoppelt ist. Da die Kettenräder 40 und 42 gleich gross sind, führt die Kurvenscheibe 37 eine Umdrehung bei jeder Umdrehung der Förderschnekken 9, 11 aus.
Das heisst, dass bei jeder Umdrehung der Förderschnecken 9, 11, der Anschlag 32 den Weg zwischen den Führungsschienen 28-30 einmal kurzzeitig freigibt, so dass die Zeitung Z weiterrutschen kann, bis sie auf die Gleitbahn 31 auftrifft.
Die Gleitbahn 31 ist an der oberen Stütze 5 des Rahmens 1 befestigt und bildet einen Bestandteil von Führungen, die dazu bestimmt sind, die zwischen den Windungen der Förderschnecken 9, 11 geförderten Zeitungen in ihrer Bezugslage zu den Förderschnecken zu halten. Die Gleitbahn 31 besteht im wesentlichen aus einer Platte 44, die an der Stütze 5 befestigt ist, und aus einem mit der Platte 44 in derselben Ebene liegenden rechtwinklig zu den Achsen der Förderschnecken verlaufenden, endlosen Band 45. Das Band 45 ist in einem Ausschnitt 52 in der Stütze 5 untergebracht und um zwei Rollen 46, 47 geführt, von welchen die Rolle 47 auf einer in der Stütze 5 drehbar gelagerten Welle 48 sitzt. Die Welle 48 trägt ausserdem ein Kettenrad 49, das über eine Kette 50 an ein auf der Welle 7 sitzendes Kettenrad 51 gekoppelt ist.
Durch jeden von den Förderschnecken 9, 11 umschlossenen, zylindrischen Hohlraum reicht ferner je eine Schiene 53 bzw. 54, die über die gesamte Länge der Förderschnecken 9, 11 sowie über deren oberes Ende hinaus reichen und eine etwa rechtwinldig zur Gleitbahn 31 stehende Führungsfläche definieren. Die Schienen 53, 54 sind ein weiterer Bestandteil der bereits erwähnten Führungen, um die von den Förderschnecken emporgeförderten Zeitungen in ihrer Bezugslage zu halten.
Aus Fig. 2 geht schliesslich noch hervor, dass die Steigung der Wendelflächen der Förderschnecken 9, 11 im Bereich der obersten Windung abnimmt und für etwa die letzten 1800 der letzten Windung auf Null abnimmt, so dass bei Drehung der Förderschnecken 9, 11 an deren oberem Ende eine zwar drehende, aber praktisch plan bleibende Auflagefläche für den von unten her gebildeten Stapel entsteht.
Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist folgende:
Eine vom Anschlag 32 freigegebene Zeitung Z gleitet längs den Führungsschienen 28-30 zwischen die Windungen der drehenden Förderschnecken 9, 11 bis zum Auftreffen auf das Band 45 in die mit Z1 bezeichnete Lage.
Der Abstand zwischen den Schienen 53 und 54 ist erheblich grösser als die Breite der Zeitung Z gewählt, damit eine gewisse Sicherheit gegen ein Hängenbleiben der vorlaufenden Kanten der zwischen die Förderschnekken einfahrenden Zeitungen an den Vorderkanten der Schienen 53 und 54 besteht. Um aber dennoch eine Ausrichtung der anfallenden Zeitungen zu erzielen, wird das Band 45, das in Richtung des Pfeiles 55 umläuft, die Zeitung sofort nach der Schiene 53 hin verschieben, wie in Fig. 3 gestrichelt angegeben, wo die Zeitung Z1 an der Schiene 53 anliegt, während zu der Schiene 54 hin ein beträchtliches Spiel bleibt.
In dieser Lage wird die Zeitung durch die Förderschnecken weiter emporgefördert bis zum Ende der Förderschnecken, wo die Zeitung zwangsläufig ausgestossen und auf die Unterseite des Stapels herangebracht wird und diesen um ein der Dicke der Zeitung entsprechendes Mass emporhebt.
Zu beachten ist, dass bei der dargestellten Einrichtung die obere Seite des sich bildenden Stapels stets zugänglich bleibt, so dass also während des Stapelvorganges der Stapel gleichzeitig und von der oberen Seite her wieder abgebaut werden kann.
Der Drehsinn der beiden Förderschnecken 9, 11 führt dazu, dass die auf die emporgeförderten Zeitungen infolge Reibschluss wirksamen Kräfte im Prinzip zwei Arten von Komponenten aufweisen. Die eine dieser Komponenten ist gegen die Gleitbahn 31 hin gerichtet, was zur Folge hat, dass selbst bei lotrecht stehender Gleitbahn 31 die Zeitungen stets an dieser anliegen, wodurch auch die Wirkung des Bandes 45 gewährleistet ist. Die anderen Komponenten dieser Kräfte wirken etwa parallel zu der Gleitbahn, wobei sie sich aber praktisch aufheben.
Ersetzt man die Förderschnecke 9 mit einer rechtsgängigen und die Förderschnecke 11 mit einer linksgängigen, und kehrt zugleich den Drehsinn der Förderschnecken um, gelangt man zu der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8. In diesen Figuren sind die Förderschnecken mit 90 und 110 bezeichnet, wobei aus Fig. 7 deutlich hervorgeht, dass hier die Schnecke 90 rechtsgängig ist. Bei dieser Ausführungsform, bei der die Schnecken 90 und 110 im Sinne der Pfeile 58 bzw. 57 drehen, sind die rechtwinklig zur Gleitbahn 31 stehenden Komponenten der auf die Zeitung wirksamen Reibschlusskräfte von der Gleitbahn 31 weg gerichtet. Die Folge davon ist, dass der Auflagedruck der Zeitung auf die Gleitbahn 31 geringer als bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-4 wird.
Ein Band 45 ist hier nicht dargestellt, es versteht sich aber, dass auch bei dieser Ausführungsvariante ein solches vorgesehen sein kann, das die auftreffenden Zeitungen sofort zur Anlage an eine der Anschlagschienen 53 oder 54 bringt. Andererseits ist bei dieser Ausführungsform eine weitere Anschlagschiene 56 vorhanden, die zusammen mit den Anschlagschienen 53, 54 sowie mit der Gleitbahn 31 einen Förderschacht 59 begrenzt, dessen Querschnitt etwas grösser als das Format der Zeitungen ist und grösstenteils von den Förderschnecken 90 und 110 durchsetzt ist.
Die Ausführungsform der Fig. 7 und 8 hat ausserdem noch den Vorteil, dass die auftretenden Reibschlusskräfte zwischen den Förderschnecken und den Zeitungen die Tendenz haben, das unterste Blatt der geförderten Zeitung glattzustreichen bzw. zu strecken, so dass allfällige unerwünschte Falten geglättet werden, bevor die Zeitung Bestandteil des Stapels wird.
In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere einfache Ausführungsform dargestellt, die mit nur einer Förderschnecke 91 arbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist der Vorteil der kernlosen Förderschnecke in bezug auf Raumbedarf besonders augenfällig, wenn man in Fig. 6 das strichpunktiert angegebene Format der Zeitung Z mit dem Umriss der Förderschnecke 91 vergleicht.
Tatsächlich ist der von der Förderschnecke 91 einge nommene Raum nicht viel grösser als der von den Zeitungen bei ihrer Emporförderung bestrichene Raum, der seinerseits wieder durch vier Anschlagschienen begrenzt ist, nämlich von den Anschlagschienen 53, 54, 55 und von dem Anschlagschienenpaar 311, das innerhalb des von der Förderschnecke 91 umschlossenen Hohlraums angeordnet ist.
In Fig. 9 ist eine Variante der Förderschnecken dargestellt. Die beiden Förderschnecken 92 und 112 entsprechen an ihrem Anfang etwa den Förderschnecken 90 und 110 der Fig. 7 und 8. Das heisst, sie besitzen mit Ausnahme der letzten Windung eine konstante Steigung a. Etwa zu Beginn der letzten (und in Fig. 9 oben dargestellten) Windung besitzt die Förderschnecke eine erheblich grössere Steigung 72, wobei α2 ein Vielfaches von lal betragen kann. Die grössere Steigung α2 ist jedoch nur über einen - von der Achse der Förderschnekke aus gesehen - sich etwa über 300 bis 900 erstreckenden Abschnitt vorhanden, der in Fig. 9 mit 93 bzw. 113 angegeben ist. Nach diesem Abschnitt nimmt die Steigung der Förderschnecke wieder auf Null ab, wie bei den Fig. 1, 2 und 7 gezeigt.
Der Vorteil eines steileren Schneckenabschnittes, z.B. der Abschnitte 93 und 113, liegt darin, dass beinahe die gesamte letzte Windung steigungslos ausgeführt werden kann, und dennoch ein genügend breiter Durchgang für die emporgeförderte Zeitung vorhanden bleibt.
Dies gewährleistet ein besonders erschütterungsfreies Aufliegen des Stapels auf der von den rotierenden letzten Windungen gebildeten Stapelfläche.
Um das Gleiten der Windungen der Förderschnecke an den Flachseiten der von Anschlagschienen geführten Gegenstände zu erleichtern, können die die förderwirksamen Flächen der Förderschnecken und insbesondere auch deren Stapelauflage bildende Seite der letzten Windung mit einer reibungsmindernden Schicht, z.B. mit einem Trockenschmiermittel in der Form eines Belages aus Politetrafluoräthylen oder eines anderen Kunststoffes mit Trockenschmiereigenschaften versehen sein.