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Die
Erfindung betrifft eine Trommel für ein System zum Ausrichten,
Sortieren und/oder Ordnen von chaotisch zueinander liegenden Gegenständen. Des
weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten und/oder
Ordnen dieser Gegenstände.
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Es
sei klar, daß die erfindungsgemäße Trommel
und das erfindungsgemäße Verfahren für
eine Vielzahl von Einzelgegenständen gleichen oder zumindest ähnlichen
Aufbaus verwendet werden kann, die sich anfänglich in einer
chaotischen Wirrlage befinden und in eine definiert ausgerichtete
und geordnete Einzel- und/oder Gruppenposition zu bringen sind.
Obwohl die Erfindung sich zum Einsatz verschiedenster Einzelgegenstände,
wie zylindrische oder kegelförmige Hülsen, Kugeln,
etc., eignet, wird im folgenden Abschnitt ein spezieller bevorzugter
Anwendungsfall bezüglich des Ordnens und/oder Ausrichtens
von in Massen hergestellter Tampons beschrieben.
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Tampons
haben, wie andere Massenprodukte, die von einer Wirrlage nach der
Fertigung in eine bestimmte Ordnung für deren Verpackung
gebracht werden sollen, eine Längserstreckungsrichtung,
also eine dominante Ausdehnungsrichtung. Tampongegenstände
sind üblicherweise zylindrisch und werden im wesentlichen
gemäß einem ersten Fertigungsschritt ausgehend
von einem Faserbausch in die gewünschte Langform gepreßt
und von einer transparenten Schutzfolie vollständig umgeben.
Nachdem die Schutzfolie um den gepressten Faserbausch gelegt worden
ist, werden die einzelnen Tampongegenstände üblicherweise
einem Positioniermechanismus ausgesetzt, der die Tampongegenstände
parallel nebeneinander in einer so genannten Füllschachtkassette
dicht paktiert. Anschließend wird eine volle Kassette manuell
oder maschinell an eine Verpackungsstation transportiert. Am Eingang
der Verpackungsstation kann ein so genanntes Kassettenkarrusell vorgesehen
sein, in welches die mit den ausgerichteten Tampons gefüllten
Kassetten eingehängt werden. Gemäß einem
In-Out-Prozeß wird eine Kassette an die Verpackungsstation
angedockt, wobei die ausgerichteten Tampongegenstände durch
einen geöffneten Schacht am Boden der Kassette hindurch
hin zu einem Rüttler fallen, der die Tampons in eine gewünschte
Verpackungsanzahl portioniert.
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Es
zeigte sich, daß die Zuführung der Tampongegenstände über
die Füllschachtelkassetten in die Verpackungsstation den
Takt des gesamten Herstellungsprozesses der Tampongegenstände
bestimmt, nämlich beispielsweise auf 1000 Stück
pro Minute. Dabei sind weder das Befüllen der Füllschachtkassette
noch der Tamponfertigungsschritt noch das Verpacken der fertigen
Tampongegenstände der den Herstellungstakt begrenzende
Arbeitsvorgang, sondern die kontrollierte Abgabe der ausgerichteten
Tampongegenstände aus der Füllschachtkassette
hin zum Portionierer, der die Tampongegenstände in eine
Verpackungsschachtel einschiebt.
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Es
ist kann angedacht werden, anstatt des Einsatzes von Füllschachtkassetten
Ausricht-, Sortier- und/Oder Ordnungssysteme für chaotisch
liegende Gegenstände gleicher Abmessung direkt an die Verpackungsstation
anzuschließen, welche die Gegenstände aus der
Wirrlage in eine geordnete Gruppenposition verbringen und für
eine kontinuierliche Zufuhr von gerichtet positionierten Gegenständen
in die Verpackungsstation sorgen. Bei den bekannten Ausrichtsystemen
werden auf die Gegenstände wirkende Zentrifugalkräfte
genutzt, indem eine die Gegenstände chaotisch aufnehmende
Trommel um eine in Gravitationsrichtung ausgerichtete, vertikale
Drehachse rotiert wird. Die Gegenstände innerhalb der Trommel
werden unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte
an die Trommelinnenwand gedrückt und gelangen durch Leitmechanismen
in die gewünschte Ausrichtposition. Ein Beispiel für
eine derartige Zentrifugalzuführeinrichtung ist aus dem
US-Patent 4,305,496 bekannt.
Es zeigte sich, daß ein bekanntes Ordnungssystem, das unmittelbar
an eine Verpackungseinrichtung anschließbar wäre, nicht
die gewünschte Taktfrequenz aufweisen, um den Herstellungsprozeß beispielsweise
für Tampongegestände zu beschleunigen. Es besteht
zwar die Möglichkeit, zur Erhöhung der Taktfrequenz
mehrere bekannte Zentrifugalzuführeinrichtungen gemäß einer
Parallelschaltung vorzusehen, um einen erhöhten Gesamtfluß geordneter
Gegenstände in die Verpackungsstation zu erreichen, allerdings
ist dies häufig aufgrund beengter Raumverhältnisse
bei einer Fertigungsanlage technisch nicht umsetzbar. Zudem würde
eine Mehrfachanordnung bekannter Zentrifugalzuführeinrichtungen
die Fertigungskosten erheblich erhöhen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik
zu überwinden, insbesondere eine Trommel und/oder ein System
und/oder Verfahren zum Ausrichten, Sortieren und/oder Ordnen von
chaotisch liegende Einzelgegenständen gleicher oder ähnlicher
Abmessung zu schaffen, wobei die sich in einer Wirrlage befindlichen
Einzelgegenstände in die ausgerichtete Ordnung bei deutlicher
Erhöhung der Ausrichtfrequenz vorzugsweise um ein Vielfaches
gebracht werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Danach
ist die zu ordnende Gegenstände aufnehmende Trommel mit
einer Drehlagerung versehen, die eine Drehachse definiert, um die
die Trommel rotieren kann. Die Trommel hat einen Eingang für das
Zuführen der zu ordnenden, sortierenden und/oder auszurichtenden
Gegenstände, einen Ausgang zum Übergeben der in
einer definierten Lage ausgerichteten Gegenstände an eine
der Trommel anschließenden Anlageeinrichtung, wie ein Förderband.
Zudem umfasst die Trommel eine umlaufende, insbesondere ringförmige
Innenwand, die vorzugsweise zylindrisch ist und konzentrisch zur
Drehachse angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß sind
an der Innenwand-Trommel eine Vielzahl von Rinnen oder Nute zum
gerichteten Aufnehmen der Gegenstände darin ausgebildet.
Auf diese Weise kann eine ins Innere der Trommel weisende lamellenartige,
innengewindeartige Ordnungsstruktur gebildet sein. Jede Rinne mündet
in einen insbesondere individualisierten Abgabebereich der Trommel,
der bei einer bestimmten Drehposition der Trommel dem Trommelausgang
für die Übergabe der ausgerichteten Gegenstände
zugeordnet ist. Die jeweilige Rinne ist in einer „Sechs-Uhr-Stellung” einer
zylindrischen Trommel dem Ausgang für die Übergabe
der ausgerichteten Gegenstände zugeordnet. Erfindungsgemäß ist
eine Neigung der Rinne gegenüber der Drehachse derart festgelegt,
dass beim Drehen der Trommel ein in der jeweiligen Rinne aufgenommener
Gegenstand unter dem Einfluß einer durch dessen Gewichtskraft
induzierten Hangabtriebskraft selbständig in und längs der
jeweiligen Rinne hin zum Abgabebereich gleitet.
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Mit
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Innenwand
der Trommel mit zur Drehachse geneigten Rinnen ist es möglich,
durch Realisierung einer einfachen kinematischen Drehbewegung der Trommel
definierte, gerichtete Kräfte auf die Gegenstände
wirken zu lassen, die ein Ausrichten und Ordnen der Gegenstände
in einer sehr hohen Ausricht-Taktzahl bewirken, ohne eine komplizierte
Mechanik für den Ausrichtzugriff auf die Einzelgegenstände
einsetzen zu müssen. Unter Ausricht-Taktzahl ist die Menge
der ausgerichteten oder geordneten, die Trommel verlassenden Gegenstände
pro Zeiteinheit zu verstehen. Mit einer erhöhten Taktzahl
für geordnete und gerichtete Gegenstände können
dem Ausrichtungssystem vor- und nachgeschaltete Anlageneinrichtungen,
wie die Verpackungseinrichtung und die Fertigungseinheit, mit deren
höheren Eigeneeffektivität arbeiten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Drehachse
derart bezüglich der Gravitationsrichtung gelagert, dass
die jeweilige Rinne einen im Hinblick auf die vollständige
Drehbewegung der Trommel um die Drehachse gravitationsgemäßen Hochpunkt
und einen gravitationsgemäßen Tiefpunkt durchläuft,
wobei insbesondere die auf dem jeweiligen Gegenstand in der jeweiligen
Rinne wirkende Hangabtriebskraft beim Anheben der jeweiligen Rinne
von einem Tiefpunkt zunimmt. Dies bedeutet, dass die starr geformte
Rinne auch am Tiefpunkt, beispielsweise in der „Sechs-Uhr”-Stellung,
gegenüber der Drehachse geneigt ist, ohne dass in dieser
Stellung Hangabtriebskräfte auf den Gegenstand in der Rinne
wirken, weil der geneigte Verlauf der am Tiefpunkt liegenden Rinne
im wesentlichen in ein und derselben gravitationsgemäßen
Nullebene liegt. Erst beim drehenden Anheben der Rinne erwächst
aufgrund der Neigung eine sich die gravitationsgemäße Höhendifferenz
im Verlauf der Rinne, wobei der Nullebene in der Rinne liegende
Gegenstand anhebend mit gewonnen wird, wodurch abhängig
vom Grad der Drehung und der Rinnenneigung die auf den Gegenstand
wirkende Hangabtriebskraft zunimmt.
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Bei
einer bevorzugten Lagerung der Trommel mit einer Drehachse konzentrisch
zur Symmetrieachse der zylindrischen Trommel kann als maximaler
Hochpunkt die „Zwölfuhr”-Stellung und
als Tiefpunkt die „Sechsuhr”-Stellung angesehen
werden.
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Vorzugsweise
nimmt die Hangabtriebskraft beim Anheben der jeweiligen Rinne von
dem Tiefpunkt nur bis zu einer Hälfte einer gravitationsgemäßen
Höhendifferenz zwischen dem Tief- und dem Hochpunkt zu.
Bei Drehung der Rinne zu der Hälfte der gravitationsgemäßen
Höhendifferenz zwischen dem Tief- und Hochpunkt sind die
Hangabtriebskräfte maximiert, so daß dem Gegenstand
genügend kinetische Energie verliehen wird, um vollständig
in den Ausgabebereich gleiten zu können.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Rinne derart hin zu einem
Inneren der Trommel offen geformt, dass der jeweilige Gegenstand
in eine jeweilige Rinne bei einem im Hinblick auf eine Drehbewegung
der Trommel um die Drehachse im wesentlichen gravitationsgemäßen
Tiefpunkt (Nullebene) selbsttätig fällt und damit
sich selbst ausrichtet. In dieser „Sechs-Uhr”-Stellung
wirken durch die Drehbewegung der Trommel Misch- und Drehkräfte
auf die Gegenstände, welche aufgrund der Rinnenstruktur
ständig in Bewegung gehalten werden. Sollte sich ein Gegenstand
und dessen dominante Längserstreckung mit dem Verlauf einer
Rinne ausrichten, so gelangt der Gegenstand unter dem Einfluß seiner
Gewichtskraft selbsttätig in die Rinne, wobei der geneigte
Verlauf der Rinne relativ zur Drehachse in der „Sechs-Uhr”-Stellung
noch keine Hangabtriebskräfte auf den Gegenstand wirken
lässt, weil die Neigung der Rinne in der „Sechs-Uhr”-Stellung
noch gravitationsneutral ist. Erst beim Anheben der Rinne durch das
Drehen der Trommel erfährt die Rinne eine proportional
zur Neigung und Drehbewegung steigende potentielle Energie, wodurch
die auf den in der Rinne liegende Gegenstand wirkende Hangabtriebskraft stetig
zunimmt. Steigen die Hangabtriebskräfte über Haftreibungskräfte
zwischen dem Gegenstand und der Rinne, so beginnt der Gegenstand
innerhalb der Rinne zu gleiten und gelangt selbstständig
in den individualisierten Abgabebereich der Trommel.
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Vorzugsweise
ist die Drehachse, die insbesondere mit einer Symmetrieachse der
zylindrischen Innenwand zusammenfällt, zur Gravitationsrichtung geneigt,
insbesondere im wesentlichen senkrecht dazu.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Rinnen
derart dimensioniert, insbesondere derart lang ausgeführt,
dass mehrere einzelne Gegenstände in deren gerichteten
Position hintereinander axial fluchtend angeordnet in einer Rinne
aufgenommen werden können. Der jeweilige Gegenstand, der
in der jeweiligen Rinne aufgenommen ist, wird bei Anheben der jeweiligen
Rinnen von dem im Hinblick auf die Drehbewegung der Trommel um die Drehachse
gravitationsgemäßen Tiefpunkt in der jeweiligen
Rinne in Drehbewegungsrichtung mitnehmend angehoben, wodurch die
auf den Gegenstand wirkenden Hangabtriebskraft allmählich
zunimmt. Sollte die Hangabtriebskraft die Haftreibungskraft des
Gegenstands mit der Rinne übersteigen, so wird dem Gegenstand
eine kombinierte Dreh- und Gleitbewegung innerhalb der Rinne mitgeteilt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Rinnen
an der insbesondere zylindrischen Innenwand kontinuierlich gekrümmt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verlaufen die
Rinnen parallel zueinander, sind also beispielsweise in Axialrichtung
mit demselben Krümmungsgradienten versehen. Die Rinnen
können wendel- oder schraubenförmig in der Innenwand eingebracht
sein. Die Rinnenstruktur kann als eine Innengewindeform bezeichnet
werden, wobei die Rinnen einzelne Gewindegänge darstellen.
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Vorzugsweise
ist ein Krümmungsradius der Rinnen distal dem Abgabebereich
der Trommel größer als proximal dem Abgabebereich.
Dabei kann der Krümmungsgrad hin zum Abgabebereich allmählich abnehmen.
Auf diese Weise werden besonders hohe Hangabtriebskräfte
auf denjenigen in die Rinnen gelangenden Gegenständen wirken,
die distal dem Abgabebereich in der jeweiligen Rinne aufgenommen werden.
Diese Gegenstände erfahren genug Schwung, um in den Abgabebereich
zu gelangen. Dabei können Gegenstände, die nicht
vollständig den Abgabebereich erreicht haben, durch die
Gegenstände hoher kinetischer Energie angestoßen
werden, die sie aufgrund der distalen Anordnung in der Rinne erhalten
haben.
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Um
eine möglichst gleichmäßige und reibungsarme
Gleitbewegung der Gegenstände in den Ausgabebereich zu
erlangen, ist es von Vorteil, den Aufnahmeboden der Rinne an das
Profil der Gegenstände anzupassen. Insbesondere bei einem
zylindrischen Gegenstand kann der Aufnahmeboden ebenfalls zylindrisch
ausgeführt sein, wobei der Mittelachsabstand des zy lindrischen
Aufnahmebodens größer als der des Gegenstands
sein sollte. Der Aufnahmeboden kann in einem im wesenlichten senkrecht
zur Längserstreckung der Rinnen betrachteten Querschnitt
eine im wesentlichen teilkreisförmige Innenseite bilden.
Die Innenseite kann insbesondere durch einen Radius definiert sein,
der größer als ein Radius eines im wesentlichen
zylindrischen Gegenstands ist. Die teilkreisförmige Innenseite
kann kleiner bzw. gleich als bzw. wie ein Halbkreis sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Rinnen
hin zu einem Inneren der Trommel offen ausgeführt, wobei
ein dem Trommelinneren zugewandter Endbegrenzungsrand, der im Hinblick auf
die Nomenklatur einer innengewindeartigen Rinnenstruktur einen Gewindesteg
darstellt, gegenüber einer durch die Innenwand definierten
Senkrechten geneigt ist. Die Endbegrenzungsrandneigung ist im wesentlichen
mit Drehrichtung der Trommel ausgerichtet. Auf diese Weise ist sichergestellt,
dass beim drehenden Anheben der Trommel der in der Rinne aufgenommene
Gegenstand nicht bereits nach kurzer Drehbewegung wieder heraus
fällt, sondern so lange in der Rinne verbleibt, dass eine
genügend große Hangabtriebskraft auf den Gegenstand
wirken kann.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung nimmt ein sich an die jeweilige
Rinne anschließender Einzelabgabebereich, der insbesondere
durch ein Teil der Innenwand der Trommel gebildet ist, den jeweiligen
Gegenstand derart lose auf, dass der jeweilige Gegenstand bei einer
Drehung des Einzelabgabebereichs über den im Hinblick auf
die Drehbewegung der Trommel um die Drehachse gravitationsgemäßen
Hochpunkt, also der „Zwölf-Uhr”-Stellung,
zu einem gravitationsgemäßen Tiefpunkt, also der „Sechs-Uhr”-Stellung,
in dem Einzelabgabebereich unverlierbar bleibt.
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Vorzugsweise
geht jede Rinne kontinuierlich, unterbrechungsfrei in einen jeweiligen
an die jeweilige Rinne anschließenden Einzelabgabebereich über, so
dass ein jeweiliger Gegenstand von der jeweiligen Rinne in den jeweiligen
Einzelabgabebereich hinein gleiten kann.
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Vorzugsweise
ist ein Einzelabgabebereich als umfänglich geschlossener
Kanal ausgebildet, dessen einer innenwandseitige Umfangsteil insbesondere
im wesentlichen der Querschnittsform der jeweiligen Rinne entspricht.
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Insbesondere
ist jeder Einzelabgabebereich in jeder Drehposition der Trommel
um die Drehachse der Trommel horizontal im Hinblick auf die Gravitationsrichtung,
insbesondere parallel zur Drehachse, angeordnet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Abgabebereich
insbesondere im Hinblick auf die Drehbewegung der Trommel um die
Drehachse an dem gravitationsgemäßen Tiefpunkt
einer pneumatischen Über- oder Unterdruckeinrichtung zugeordnet,
so dass ein im Abgabebereich, insbesondere im tunnelartigen Kanal,
liegender Gegenstand unter dem insbesondere zumindest unterstützenden
Einfluss eines Pneumatikdrucks aus dem Abgabebereich abgezogen wird.
Dabei kann die Überdruckeinrichtung rinnenseitig angeordnet
sein, während die Unterdruckeinrichtung ausgangsseitig
liegt, um die in dem Ausgabebereich liegenden Gegenstände
pneumatisch ausblasen bzw. abziehen zu können.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind mehr als
20, vorzugsweise mehr als 40 oder 50, insbesondere mehr als 70 oder
80, vorzugsweise mehr als 90 oder 100, Rinnen an der Innenwand der
Trommel ausgebildet.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Innenwand durch mehrere
aneinander zu fügende Lamellenplatten gebildet, die eine
dem Trommelinneren zuzuwendende insbesondere teilzylindrische Innenseite
aufweisen, an der mehrere parallele Abschnitte der Rinnen geformt
sind. Vorzugsweise ist die Platte einem Endblock zugeordnet, in
dem für jede von der Lamellenplatte gebildete Rinne ein
damit fluchtender Kanal des Einzelabgabebereichs ausgebildet ist
und der an der zugeordneten Lamellenplatte befestigt ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Trommel
ausschließlich auf einer Abgabeseite der Trommel gelagert,
insbesondere mit Hilfe eines Wälzlagers.
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Der
Innenraum der Trommel kann durch die umlaufende Innenwand und durch
zwei Radialwände begrenzt sein, an einer von welcher die
Trommel gelagert ist.
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Die
eingangsseitige Radialwand kann eine frei zugängliche Öffnung
aufweisen, über die die Gegenstände in die Trommel
einbringbar sind und die insbesondere konzentrisch zur Drehachse
positioniert ist. Die Öffnung kann einem Fallschacht zum Zuführen
der Gegenstände zugeordnet sein. Im Betrieb kann die Öffnung
durch einen Deckel verschlossen sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Rinnen,
insbesondere die Innenwand der Trommel, aus einem Material geringer
Reibung, insbesondere Polyamid, gebildet.
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Vorzugsweise
sind die Rinnen derart bemessen, dass die Gegenstände nur
in einer bestimmten Längsausrichtung in einer Rinne für
das Gleiten hin zum Ausgabebereich aufnehmbar sind.
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Es
sei klar, dass die erfindungsgemäße Trommel dazu
ausgeführt ist, das nun folgende erfindungsgemäße
Verfahren durchzuführen.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung eine Verfahren zum Ausrichten von
Gegenständen, wie Tampons, bei denen die Gegenstände
in eine um die Drehachse drehbar gelagerte Trommel eingebracht werden,
die an deren umlaufenden Wand eine Vielzahl von Rinnen aufweist.
Gemäß dem Verfahren nehmen die Gegenstände
unter dem Einfluß ihrer Gewichtskraft selbsttätig
ein gerichtete Position innerhalb einer jeweiligen Rinne ein, wenn
sich die Rinnen im Hinblick auf eine Drehbewegung der Trommel um
die Drehachse im wesentlichen in einem gravitationsgemäßen
Tiefpunktbereich, wie im Bereich der „Sechs-Uhr”-Stellung
(beispielsweise zwischen Fünf und Sieben Uhr), befindet.
Erfindungsgemäß wird die jeweilige Rinne mit dem
darin aufgenommenen Gegenstand beim Drehen der Trommel von dem Tief punkt
angehoben, und durch das Anheben wird eine auf den jeweiligen Gegenstand
wirkende Hangabtriebskraft erzeugt, die ein selbsttätiges
Gleiten des jeweiligen Gegenstands längs der Rinne hin
zu einem Abgabebereich der Trommel veranlasst.
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Vorzugsweise
veranlasst ausschließlich die Hangabtriebskraft das Gleiten
des jeweiligen Gegenstands längs der Rinne hin zum Abgabebereich.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung wird der jeweilige Gegenstand
im wesentlichen an dem gravitationsgemäßen Tiefpunktbereich
von einem Abgabebereich an eine der Trommel fördertechnikgemäß anschließende
Anlageneinrichtung, wie eine Sortieranlageneinrichtung, beispielsweise
ein Förderband, übergeben.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung wird der jeweilige Gegenstand
aus dem Abgabebereich abgezogen, insbesondere mittels Unterdruck
abgesaugt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung durchfährt der jeweilige
Gegenstand, nachdem er in den Abgabebereich geglitten ist, längs
der Drehbewegung der Trommel einem gravitationsgemäßen Hochpunkt,
also eine „ Zwöf-Uhr”-Stellung, und gelangt
in den gravitationsgemäßen Tiefpunktbereich, wie
etwa der „Sechs-Uhr”-Stellung, um aus der Trommel
abgegeben zu werden.
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Es
sei klar, dass das Verfahren gemäß der Funktionsweise
der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Trommel
ausgelegt sein soll.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung ein System zum Ausrichten, Sortieren
und/oder Ordnen chaotisch liegender Gegenständen, wie Tampons,
mit einer erfindungsgemäßen Trommel. Es sei klar,
dass das System entsprechend der Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgeführt sein soll.
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Weitere
Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer aufgeschnittenen, erfindungsgemäßen
Trommel zum Ausrichten, Sortieren und/oder Ordnen von chaotisch eingebrachten
Gegenständen (nicht dargestellt);
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2 eine
Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Trommel
nach 1;
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3 eine
perspektivische Detailansicht des in 1 gezeigten
unteren Teils der erfindungemäßen Trommel;
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4 eine
perspektivische Teilansicht der Trommel zur Darstellung der Außenseite
der Trommel und deren Drehantriebsmechanismus;
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5 eine
Teilseitenansicht von einer Abgabeseite der erfindungsgemäßen
Trommel; und
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6 ein
Teil eines erfindungsgemäßen Systems zum Ausrichten,
Sortieren und/oder Ordnen von chaotisch positionierten Gegenständen
mit der erfindungsgemäßen Trommel.
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In
den 1 und 2 ist die erfindungsgemäße
Trommel zum Ausrichten, Sortieren und/oder Ordnen von chaotisch
darin eingebrachten Gegenständen (nicht dargestellt) gleichen
oder ähnlichen Aufbaus, wie Tampons, im allgemeinen mit
der Bezugsziffer 1 versehen.
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Die
Trommel 1 hat einen zylindrischen Arbeitsinnenraum 9,
der von in Radialrichtung von einer umlaufenden Ringwand 3 und
in Axialrichtung durch zwei Radialwände, nämlich
einer eingangseitigen Radialwand 5 und einer ausgangsseitigen
Radialwand 7, begrenzt ist. Die eingangsseitige Radialwand 5 hat
einen mit einem Deckel 12 verschließbaren Durchgang 11, über
den auszurichtende und zu ordnende Einzelgegenstände (nicht
dargestellt), wie Tampons, eingebracht werden können.
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Die
ausgangsseitige Radialwand 7 hat eine kreisförmige Öffnung 13,
die durch einen Stahlring 15 verstärkt ist, der
als Außenring eines Wälzlagers (nicht dargestellt)
gebildet sein kann. Das Wälzlager definiert eine Drehachse
R der Trommel 1, die mit der Symmetrieachse der Ringwand 3 zusammenfallt.
Die Trommel 1 ist derart gelagert, daß die Drehachse
R senkrecht zur Gravitationsrichtung g liegt.
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Da
die Trommel 1 nur an der Radialwand 7 getragen
ist und eingangsseitig frei schwebt, ist die ausgangsseitige Radialwand 7 entsprechend
stark ausgeführt, wie in 2 ersichtlicht
ist. Die eingangseitige Radialwand 5 ist hingegen als Blende
relativ dünn ausgelegt. Sie dient dazu, die in die Trommel 1 eingebrachten
Tampons nicht axial aus dem Arbeitsinnenraum herausfallen zu lassen.
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Die
Rinnenwand 3 hat innenseitig eine lamellen- oder innengewingeartige
Oberflächenstruktur 21 aus mehreren kontinuierlich
gekrümmten, zueinander parallel liegenden Rinnen 23.
Die Rinnen 23 verlaufen an der Innenseite der Ringwand 3 wendel- oder
schraubenförmig parallel zueinander, wobei der Achsabstand
der Rinnen 23 zur Drehachse R aufgrund der zylindrischen
Ringwandform im wesentlichen konstant ist. Ein Neigungsgrad der
Rinnen 23 zur Axialrichtung und Drehachse R ist eingangsseitig,
wie am besten in 2 ersichtlich ist, am größten und
nimmt hin zu einem Abgabebereich 25 allmählich ab.
Sämtliche Rinnen 23 liegen auf einer konzentrisch
zur Drehachse R liegenden zylindrischen Umfangsebene. Jede Rinne
ist ausschließlich durch eine Axialrichtungskomponente
parallel zur Drehachse R und eine Umfangsrichtungskomponente definiert, wobei,
wie in 2 ersichtlich ist, die Um fangsrichtungskomponente
trommeleingangsseitig deutlich größer als trommelausgangsseitig
ist. Die reine Umfangsrichtungskomponente ist durch die Zylinderform der
Rinnenwand 3 bestimmt.
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Der
Abgabebereich 25 ist durch mehrere tunnelartige Kanäle 27 gebildet,
die in mehreren die Ringwand 3 bildende Vollmaterialplatten
ausgebildet sind. Die Anzahl (100) der Rinnen 23 entspricht
der der Kanäle 27, so dass jede Rinne in einen
Kanal 27 mündet. Die Kanäle 27 erstrecken
sich nur horizontal, also parallel zur Drehachse R. Wie in 5 ersichtlich
ist, haben die Kanäle 27 im wesentlichen eine
zylindrische Form und sind, wie die Rinnen 23, etwas größer
als die auszurichtenden Einzelgegenstände realisiert.
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Von
den umfänglichen geschlossenen Kanälen 27 erstrecken
sich die hin zur Drehachse R offenen Rinnen 23 zur Eingangsseite
der Trommel 1 zuerst im wesentlichen horizontal mit einer
im Verlaufen zur Eingangsseite der Trommel 1 immer stärker
werden Umfangsrichtungskomponente. Von der Eingangsseite der Trommel 1 hin
zur Ausgangsseite gesehen mündet jede Rinne 23 in
einen zugeordneten Kanal 27 sind derart formkomplementär
zueinander ausgeformt, daß ein kontinuierlicher Übergang
von der Rinne 23 in den Kanal 27 gewährleistet
ist.
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Die
Ringwand 3 mit der innengewindeartigen Oberflächenstruktur 21 wird
dadurch gebildet, daß Einzelplatten 29 an einander
befestigt werden, die im wesentlichen eine Rechteckform aufweisen
und innenseitig entsprechend der Krümmung der zylindrischen
Innenseite der Ringwand 3 geformt sind. Die Einzelplatten 29 werden
an der ausgangsseitigen Radialwand 7 an deren Innenseite
angeflanscht, wobei zwischen den Einzelplatten 29 und der
ausgangsseitigen Radialwand 7 die Vollmaterialplatten 33 für den
Abgabebereich 25 angeordnet sind. Die Vollmaterialplatten 33 des
Abgabebereichs 25 und der Einzelplatten 29 formen
die Ringwand 3 der Trommel 1 und sind derart zueinander
angeordnet, daß sich kontinuierliche, unterbrechungsfreie
Verläufe von der jeweiligen Rinne 23 hin zu den
jeweiligen Kanälen 27 gebildet ist.
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Die
Einzelplatten 29 und die Vollmaterialplatten 33 sind
vorzugsweise aus einem Polyamid gefertigt, um die Reibung zwischen
den Tampons und den Platten zu verringern.
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An
der Außenseite der ausgangsseitigen Radialwand 7 ist
ein Teil des Antriebsmechanismus für die Trommel 1 vorgesehen,
nämlich eine Außenringstruktur 31 mit
Außenzähnen 35, die in einem antriebsgemäßen
Eingriff mit einem Antriebsritzel (nicht dargestellt) des Antriebsmechanismus
kommen kann.
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An
einem im Hinblick auf die Drehrichtung der Trommel 1 gesehenen
gravitationsgemäßen Tiefpunkt t, der in der gravitationsgemäßen
Nullebene N der Drehbewegung der Trommel 1 liegt, ist eine pneumatische
Unterdruckeinrichtung (nicht näher dargestellt) den Kanälen 27 zugeordnet,
um das Abziehen der in den tunnelartigen Kanälen 27 liegenden Tampons
zu erleichtern.
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Wie
in 6 ersichtlich ist, führt am Abgabebereich 25 der
Trommel 1 außen ein Förderband 49 vorbei,
das durch eine Antriebsscheibe 41 in Förderrichtung
f getrieben wird.
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Das
Förderband 49 wird durch drei Umlenkrollen 43, 45, 47 hin
zur Trommel 1 geführt, wo es formangepaßt
längs der zylindrischen Außenringsstruktur 3 hin
zu gravitationsgemäßen Tiefpunkt t verläuft. Das
Förderband 49 hat trommelseitig Einzelabteile (nicht
näher dargestellt) für die Aufnahme geordneter und
ausgerichteter Gegenstände.
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Wie
in 5 ersichtlich ist, ist der tunnelartige Abgabebereich 25 nur
ausgangsseitig radial nach außen offen, damit die dort über
die Saugeinrichtung herangezogenen Gegenstände aufgrund
ihrer Gewichtskraft in das jeweilige Einzelabteil des Förderbands 49 ablegt
werden können.
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Das
erfindungsgemäße Ordnungs- und Ausrichtungsverfahren,
das am Beispiel des gerichteten Positionieren von Tampons im folgenden
beschrieben wird, besteht darin, die Tampons ungeordnet chaotisch über
die Öffnung 11 in die Trommel 1 einzubringen.
Unter dem Einfluß der Gewichtskraft sammeln sich die Tampons
in dem gravitationsgemäßen Tiefpunktbereich (bei
t) der Trommel 1. Beim Rotieren der Trommel 1 insbesondere
mit einer Winkelgeschwindigkeit von 50 Umdrehungen pro Minute werden
die Tampons aufgrund der lamellenartigen Struktur 21 gemischt
und am Tiefpunkt in Bewegung gehalten, wobei sich zufällig
längs der Rillen 23 ausrichtende Tampons in der
dazu nahen Rinne 23 aufgenommen wird.
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Es
sei klar, daß der Querschnitt der Rinnen 23 etwas
größer als der der Tampons geformt ist, so daß die
Tampons ungehindert in die zur Innenseite der Trommel 1 offenen
Rinnen 23 unter dem Einfluß der Gewichtskraft
fallen können. Es zeigte sich, daß mehrere Tampontypen
unterschiedlicher Größe in ein und dieselbe Rinne 23 passen,
solange die Rinne 23 größer als der Tampon
ist und ein in Längsrichtung gerichtetes Einfallen der
Tampons in die Rinne 23 gewährleistet ist.
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Das
in der Rinne 23 aufgenommenen Tampon wird aufgrund der
Drehbewegung der Trommel 1 in Drehrichtung mitgenommen
und in eine gravitationsgemäß erhöhte
Lage gebracht, wobei aufgrund der Krümmung der Rinnen 23 die
auf die Tampons wirkenden Hangabtriebskräfte allmählich
ansteigen, je höher das Tampon in der Rinne 23 gedreht.
Die höchste Hangabtriebskraft wird erreicht, wenn die Rinne 23 samt
Tampon auf Höhe der Drehachse R liegt – wie in 2 ersichtlich
ist, weil der Neigungsgrad der Rinnen 23 gegenüber
der Gravitationsrichtung g auf Höhe der Drehachse R am
größten ist. Aufgrund des geringen Reibungswiderstands
zwischen dem Tampon, insbesondere der Schutzfolie des Tampons und
der Außenflächen der Rinne, die aus Polyamid gebildet
ist, gleiten das Tampon in und längs der Rinne 23 hin
zum zugeordneten Kanal 27 und verschwindet darin.
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Anschließend
werden die in das tunnelartigen Einzelausgabebereich 25 gelittenen
Tampon über den gravitationsgemäßen Hochpunkt
h hinaus zurück zum gravitationsgemäßen
Tief punkt t gedreht, ohne daß es aufgrund der geschlossenen
Ausführung des tunnelartigen Abgabebereichs 25 aus
letzterem fallen könnte.
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Im
gravitationsgemäßen Tiefpunkt t gelangen die einzelnen
Abgabebereiche 25 benachbart dem Förderband 49,
wo das Tampon aufgrund eines pneumatischen Unterdrucks aus dem tunnelartigen Abgabebereich 25 abgezogen
und in das jeweilige Einzelteil des Förderbands 49 fallen
kann.
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Wie
in 3 ersichtlich ist, haben die Rinnen 23 einen
gekrümmten Querschnittsboden, der dazu ausgelegt ist, die
Tampons in der gerichteten Position aufzunehmen. Die Rinnen 23 definieren
nach innen weisenden Endbegrenzungsränder 51,
die gegenüber einer zur Ringwand 3 stehenden Lotrechten
derart geneigt sind, daß sie beim drehenden Anheben der
Tampons letztere derart lang halten können, daß die
Tampons beim Anheben nicht aus der Rinne 23 fallen können.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen
offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung
in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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- 1
- Trommel
- 3
- Ringwand
- 5
- eingangsseitige
Radialwand
- 7
- ausgangsseitige
Radialwand
- 9
- Arbeitsinnenraum
- 11
- Durchgang
- 12
- Deckel
- 13
- kreisförmige Öffnung
- 21
- lamellenartige
Struktur
- 23
- Rinnen
- 25
- Abgabebereich
- 27
- Kanal
- 29
- Einzelplatten
- 31
- Außenringstruktur
- 33
- Vollmaterialplatten
- 35
- Außenzähne
- 41
- Antriebsscheibe
- 43,
45, 47
- Umlenkrollen
- 49
- Förderband
- 51
- Endbegrenzungsränder
- f
- Förderrichtung
- g
- Gravitationsrichtung
- N
- Nullebene
- R
- Rotationsachse
- h
- Hochpunkt
- t
- Tiefpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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