DE10126758A1 - Spanneinrichtung zum Verspannen eines Aufnahmeelementes mit einem Antrieb - Google Patents

Abstract

Zum Verspannen eines Sortiertopfs gegenüber einem von einem Schwingantrieb antreibbaren Schwingelement ist vorgesehen, dass zwischen dem Boden des Sortiertopfs und dem Schwingelement zwei Halterungselemente angeordnet sind. Diese können durch Spannelemente miteinander verspannt werden. Zum Betätigen der Spannelemente in ihren Spannzustand dient eine Schubstange, die vorzugsweise von unten nach oben geschoben wird und die Spannelemente dabei gegen eine Spannfläche des einen Halterungselements anpresst.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Aufnahmeelement, das an einem von einem Antrieb angetriebenen Antriebselement angebracht werden soll. Als Aufnahmeelemente kommen solche Elemente in Fragen, mit denen Behälter, Flaschen, Verschlüsse oder dergleichen in einer drehenden oder um eine Achse schwingende Bewegung transportiert werden sollen. Beispielsweise dienen Drehsterne dazu, einzeln herangeführte Behälter intermittierend mit mehreren längs eines Bogens angeordneten Stationen zu führen. Derartige Drehsterne oder Taktsterne müssen mit einem Drehantrieb gekoppelt werden. Dies geschieht zur Zeit noch von Hand.

Ebenfalls bekannt sind Sortiertöpfe, die an einem Schwingantrieb angebracht werden sollen. Derartige Sortiertöpfe dienen dazu, kleinere ungeordnet eingebrachte Gegenstände zu vereinzeln.

Bei einem bekannten Artikelzuführgerät mit einem Sortiertopf wird dieser mit Hilfe einer durch den Boden des Sortiertopfs hindurchgeführten Schraube an dem Schwingelement festgeschraubt (US 3,200,941).

Bei einem weiteren bekannten Schwingförderer (DE 43 14 660) wird der Förderbehälter mit der Antriebseinheit mit Hilfe von Unterdruck festgespannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Spanneinrichtung zum Verspannen an einem Antrieb zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine schnelle Spannung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Spanneinrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das Aufnahmeelement, beispielsweise der Sortiertopf wird mit seinem Halterungs­ element auf das Antriebselement aufgesetzt. Anschließend wird das Betätigungs­ element betätigt. Dieses greift an dem mindestens einen Spannelement an, das dann eine Verbindung zwischen den beiden Halterungselementen und damit zwischen dem Aufnahmeelement und dem Antriebselement herstellt. Durch weiteres Betätigen des Betätigungselements greift das Spannelement an einer Spannfläche an und verspannt die beiden Teile aneinander. Das Betätigungselement lässt sich beliebig bedienen, beispielsweise manuell oder aber auch mit Hilfe eines Antriebs.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Spannelement in einer Ebene senkrecht zur Spannrichtung verschiebbar gehaltert ist. Bei einem Spanntopf, der üblicherweise nach oben offen ist und nach unten gespannt wird, wird das Spannelement also horizontal verschoben.

Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn das mindestens eine Spannelement radial verschoben wird, bei mehreren Spannelementen kann dies für eine Zentrierung ausgenutzt werden.

Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die radi­ ale Verschiebung von innen nach außen erfolgt.

Die Lagerung des mindestens einen oder der mehreren Spannelemente kann bei­ spielsweise mit Vorteil in einer Durchbrechung eines der beiden Halteelemente erfolgen.

Besonders günstig ist es, wenn mehrere Spannelemente vorhanden sind, die zu einer Verteilung der durchaus hohen Spannkräfte und vor allen Dingen der Haltekräfte während des Betriebs führen können.

Als Spannelemente können Schieber verwendet werden, also Teile, die verschoben werden. Besonders günstig ist es jedoch, wenn als Spannelemente Kugeln verwendet werden, die sich mindestens zum Teil auch abrollen lassen, was zu einer Verringerung der Reibung führen kann oder auch zu einer vereinfachten Lagerung. Insbesondere günstig ist es, wenn mehrere über den Umfang verteilte Kugeln verwendet werden. Diese können in Art eines Kugelkäfigs gehaltert werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement mindestens eine Schrägfläche zum Angriff an dem Spannelement aufweist. Durch die Anordnung einer Schrägfläche kann eine günstigen Kraftübersetzung bewirkt werden, um das Spannelement mit hoher Spannkraft gegen die Spannfläche des einen Halterungselements anzudrücken.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Betäti­ gungselement in Betätigungsrichtung hinter der Schrägfläche eine Blockierfläche aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie nicht zu einer weiteren Verschiebung des Spannelements führt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass es auch keine Reaktionskraft gibt, die das Betätigungselement entgegen der Betätigungsrichtung zurück bewegen würde. Das Betätigungselement kann also auf diese Weise eine Blockierung der Verspannung bewirken, was zu einem vereinfachten Aufbau insbesondere während des Betriebs des Sortiergeräts führen kann.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement eine Schubstange ist, also ein Element, das zum Betätigen der Spannelemente geschoben wird. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schubstange in axialer Richtung angeordnet ist, so dass auch die Spanneinrichtung in der Achse liegt und damit zu einer Zentrierung ausgenutzt werden kann.

Die Schrägfläche des Betätigungselements kann insbesondere eine Kegelfläche sein, so dass mehrere Spannelemente über den Umfang verteilt gleichzeitig betätigt werden können.

Zur Bewegung des Betätigungselements kann vorgesehen sein, dass dieses in seinem dem Aufnahmeelement abgewandten Bereich, also in dem Bereich, in dem das Betätigungselement zugänglich ist, eine Verzahnung aufweist. An der Verzahnung kann ein Ritzel eines elektromotorischen Antriebs angreifen, ebenso natürlich auch ein Handrad oder dergleichen.

Es ist natürlich auch möglich, das Betätigungselement mit einem Gewinde zu versehen und auf diese Weise zu verschieben, ohne es zu verdrehen.

Auch der Antrieb der Schubstange mit Hilfe einer Kurvenscheibe oder mit Hilfe eines Excenters ist möglich.

Eine weitere Möglichkeit zur Verschiebung des Betätigungselements kann darin bestehen, dass das Betätigungselement von einem Druckmittelzylinder beauf­ schlagt und bewegt wird.

Bei der Spannfläche des mindestens einen Halterungselementes kann vorgesehen sein, dass dieses mindestens teilweise eine Kegelfläche ist bzw. auf einer Kegel­ oberfläche liegt. Insbesondere kann die Kegeloberfläche so ausgebildet sein, dass die Spitze des Kegels von dem Aufnahmeelement abgewandt ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Spannfläche des Halterungselements an einem getrennten Element ausgebildet ist, das an dem Halterungselement befestigbar bzw. mit diesem verbindbar ist. Dies kann zur Erleichterung der Herstellung ausgenutzt werden. Insbesondere günstig ist es, wenn das getrennte Element gegenüber dem Halterungselement verstellbar befestigt ist, so dass eine Anpassung des Aufnahmeelementes an unterschiedliche Antriebe erfolgen kann. Beispielsweise kann das die Spannfläche aufweisende Element ein Ringelement sein, das mit einem Gewinde des Halterungselements zusammen wirkt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, den Patentansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsformen der Erfindung mit einem motorischen Antrieb;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine gegenüber der Ausführungsformen nach Fig. 1 geänderte Ausführungsform mit einem Druckmittelzylinderantrieb;

Fig. 3 eine Einzelansicht eines Teils einer nochmals weiteren Ausführungsform.

In der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform wird als Beispiel das Verspannen eines Sortiertopfes zum Vereinzeln kleiner Gegenstände mit einem Schwingantrieb beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art des Antriebs und diese Art des Anwendungszwecks beschränkt, sondern kann auch sonstige Aufnahmeelemente, wie beispielsweise die eingangs erwähnten Drehsterne mit einem Drehantrieb umfassen.

In Fig. 1 ist in einem Teilschnitt, der durch eine Achse gelegt ist, ein Teil eines Sortiergeräts dargestellt. Solche Sortiergeräte werden auch Schwingförderer genannt. Sie enthalten einen in der Fig. 1 nicht dargestellten Schwingantrieb, der ein Schwingelement 1 in Schwingungen versetzt. Im dargestellten Beispiel ist das Schwingelement 1 eine Platte 2 mit einem in der Mitte angeordneten Durchbruch 3. Mit diesem Schwingelement 1 in Form einer Platte 2 soll ein Sortiertopf 4 verspannt werden, und zwar in einer Weise, dass er dann mit dem Schwingelement 1 mit schwingt. Der Sortiertopf 4 ist hier nur sehr schematisch dargestellt. Er ist in Wirklichkeit höher und hat eine spiralförmige Rampe an seiner Innenseite, die entlang die zu sortierenden Gegenstände einzeln nach oben gefördert werden. Der Sortiertopf 4 ist von einem Boden 5 abgeschlossen.

An dem Boden 5 ist mittig ein erstes Halterungselement 6 befestigt, beispielsweise angeschweißt. Das Halterungselement 6 zeigt nach unten, ist also an der Aussenseite des Bodens 5 des Topfes 4 befestigt. Es ist konzentrisch zu der Achse der Einrichtung ausgebildet. Es weist die Form eines flachen Zylinders mit einem Boden 7 auf. Der Zylinder ist nach unten offen, das heißt auf der dem Sortiertopf 4 abgewandten Seite des Halterungselements 6.

Der Durchmesser und die Höhe des Halterungselements 6 sind so bemessen, dass das Halterungselement 6 in den Durchbruch 3 der Platte 2 hinein passt, ohne an der Unterseite der Platte 2 heraus zu ragen. An der zylindrischen Innenseite des Halterungselements 6 ist ein Innengewinde 8 ausgebildet, in das ein Ringelement 9 eingeschraubt werden kann. Die exakte Position des Ringelements 9 kann durch irgendein Hilfsmittel, beispielsweise eine Blockierschraube, gesichert werden.

Im Bereich seiner radialen Innenseite enthält das Ringelement 9 eine umlaufende auf einer Kegeloberfläche liegende Spannfläche 10. Der gedachte Kegel, auf dem die Spannfläche 10 liegt, hat seine Spitze auf der dem Sortiertopf 4 abgewandten Seite, während er sich in Richtung auf den Sortiertopf 4 öffnet. Die Spannfläche 10 ist Teil einer V-förmigen Nut. Die andere Begrenzungsfläche dieser Nut spielt bei der Spannung aber keine Rolle. Die Nut könnte auch durch eine reine Schrägfläche ersetzt werden.

An der Unterseite der Platte 2 ist konzentrisch zu dem Durchbruch 3 eine Spann­ platte 11 festgeschraubt. Dies kann beispielsweise mit mehreren über den Umfang verteilten axial verlaufenden Schrauben geschehen. Aus Gründen der Vereinfachung ist dies nicht dargestellt. Die Spannplatte 11 weist konzentrisch einen nach oben in das Innere des Durchbruchs 3 gerichteten Ansatz 12 auf. Dieser Ansatz 12, der als Hohlzylinder ausgebildet ist, bildet das zweite Halterungselement der von der Erfindung vorgeschlagener Spanneinrichtung. Das zweite Halterungselement weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringelements 9, so dass bei Aufsetzen des Sortiertopfs das zweite Halterungselement 12 in das erste Halterungselement 6 hinein passt.

Der zylindrische Ansatz 12 weist über den Umfang verteilt mehrere radiale Durchbrechungen 13 auf, in denen jeweils eine Kugel 14 angeordnet ist. Die Kugeln 14 werden in den Durchbrechungen nach Art eines Kugelkäfigs gehalten. Der Durchmesser der Kugeln 14 ist größer als die Wandstärke des Ansatzes 12. In axialer Richtung gesehen sind die Durchbrechungen 13 etwa in Höhe der Spannfläche 10 des Ringelements 9 angeordnet.

Durch den hohlzylindrischen Ansatz 12 der Spannplatte 11 greift das obere Ende 15 einer Schubstange 16. Die Schubstange 16 weist in ihrem oberen Endbereich einen zylindrischen Führungsabschnitt 17 auf, an den sich eine Kegelfläche 18 anschliesst. Daran schließt sich dann der weitere zylindrische Rest der Schubstange 16 an. Der Außendurchmesser des zylindrischen Restabschnitts der Schubstange 16 entspricht etwa dem Innendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 12. Die Kugeln 14 liegen zwischen der Schubstange 16 und dem Ringelement 9. Sobald beim Verschieben der Schubstange 16 nach oben die als Schrägfläche wirkende Kegelfläche 18 die Kugeln 14 erreicht, werden diese von dem zunehmenden Innendurchmesser der Schubstange 16 nach außen gegen die Spannfläche 10 des Ringelements 9 gedrückt. Dadurch wird eine Spannkraft erzeugt, die das Ringelement 9 und damit das erste Halterungselement 6 in Richtung auf die Spannplatte 11 beaufschlagt. Dies führt zu einer zunehmenden Verspannung des Sortiertopfs 4 mit dem Schwingelement 1.

Im Bereich ihres dem Sortiertopf 4 abgewandten Endes ist die Schubstange 16 mit einer Zahnreihe 19 versehen, die mit einem Antriebsritzel 20 eines elektromoto­ rischen Antriebs in Eingriff steht. Der Elektromotor 21 dient dazu, die Schubstange 16 zum Herstellen der Verspannung nach oben zu schieben. Wenn die Schubstange 16 so weit nach oben geschoben ist, dass die Kugeln 14 nicht mehr an der Kegelfläche 18, sondern an dem sich daran anschließenden zylindrischen Teil der Schubstange 16 anliegen, ist eine Position erreicht, in der ein Blockieren der Verspannung hergestellt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 erfolgt das Verschieben der Schubstange 16 mit Hilfe eines in eine Zahnreihe 19 eingreifenden Elektromotors 21. Die im übrigen gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 nicht abgeänderte Ausführungsform der Fig. 2 benutzt zum Verschieben der Schubstange 26 einen Druckmittelzylinder, beispielsweise einen Pneumatikzylinder. Die Schubstange 26 bildet direkt die Kolbenstange des Kolbens 27, der von einer angedeuteten Druckfeder 28 in die Position beaufschlagt wird, in der keine Verspannung zwischen den beiden Halterungselementen 6, 12 erfolgt. Sobald Druck in den Druckraum 29 eingegeben wird, wird die Schubstange 26 nach oben verschoben und bewirkt in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ein Verspannen des Bodens des Sortiertopfs 4 gegen das Schwingelement 1.

In Fig. 3 ist das obere Ende einer dritten Schubstange 36 dargestellt, bei der die Kegelfläche 38 umgekehrt orientiert ist, das heißt sich von dem Sortiertopf 4 aus­ gehend nach unten verjüngt. Bei dieser Schubstange würde eine Verspannung dadurch erreicht werden, dass die Schubstange 36 nach unten geschoben wird. Auch hier ist am Ende der sich erweiternden Kegelfläche 38 ein Bereich 37 vorhanden, der als Blockierfläche ausgebildet ist und in gleicher Weise wie bei der Schubstange nach Fig. 1 zu einem Blockieren der Verspannung ausgenutzt werden kann. In dem blockierten Zustand kann auch der Antrieb für die Schubstange außer Eingriff mit dieser gebracht werden.

Claims (22)

1. Spanneinrichtung zum Verspannen eines Aufnahmeelements mit einem Antrieb, mit

• 1. 1.1 einem an dem Boden (5) des Aufnahmeelementes (4) angebrachten Halterungselement (6),
• 2. 1.2 einem an dem Antrieb angeordneten Halterungselement,
• 3. 1.3 mindestens einem Spannelement, das
  • 1. 1.3.1 zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Halterungs­ elementen (6, 12) und
  • 2. 1.3.2 zum Angriff an einer Spannfläche (10) mindestens eines Halterungs­ elementes (6) ausgebildet ist, sowie mit
• 4. 1.4 einem Betätigungselement zum Anpressen des mindestens einen Spannelements gegen die Spannfläche (10).

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Spannelement in einer Ebene senkrecht zur Spannrichtung verschiebbar bzw. bewegbar gehaltert ist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Spannelement radial verschiebbar bzw. bewegbar gehaltert ist.

4. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Spannelement radial nach außen verschiebbar bzw. bewegbar gehaltert ist.

5. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Spannelement in einer Durchbrechung (13) eines Halteelements (12) geführt bzw. gelagert ist.

6. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren Spannelementen.

7. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der min­ destens ein Spannelement eine Kugel (14) aufweist oder von einer Kugel (14) gebildet ist.

8. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Betätigungselement mindestens eine Schrägfläche (18, 28, 38) zum Angriff an dem Spannelement aufweist.

9. Spanneinrichtung nach Anspruch 9, bei der das Betätigungselement in Betä­ tigungsrichtung hinter der Schrägfläche (18, 28, 38) eine Blockierfläche aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie bei Weiterbewegung des Betäti­ gungselements nicht zu einer weiteren Verschiebung des mindestens einen Spannelements führt.

10. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Betätigungselement eine Schubstange (16, 26) ist.

11. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Schräg­ fläche des Betätigungselements eine Kegelfläche (18, 28, 38) ist.

12. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Betätigungselement in seinem dem Aufnahmeelement abgewandten Bereich einer Verzahnung (19) zum Angriff eines Antriebs (21, 20) aufweist.

13. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Betä­ tigungselement von einem Druckmittelzylinder bewegbar ist.

14. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spannfläche (10) des Halterungselements (6) mindestens teilweise eine Kegelfläche ist.

15. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spannfläche (10) an einem an dem Halterungselement (6) befestigbaren getrennten Element ausgebildet ist.

16. Spanneinrichtung nach Anspruch 15, bei der das die Spannfläche (10) auf­ weisende Element gegenüber dem Halterungselement (6) verstellbar ist.

17. Spanneinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der das die Spannfläche (10) aufweisende Element ein mit einem Gewinde des Halterungselements (6) zusammenwirkendes Ringelement (9) ist.

18. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufnahmeelement ein Drehstern, ein Taktstern, ein Formatstern oder dergleichen ist.

19. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Antrieb ein Drehantrieb ist.

20. Spanneinrichtung nach Anspruch 19, bei der der Drehantrieb ein intermit­ tierender Drehantrieb ist.

21. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der das Aufnah­ meelement ein Sortiertopf zum Vereinzeln kleinerer Gegenstände ist.

22. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und 21, bei der der Antrieb ein Schwingantrieb (1) ist.