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Die Erfindung betrifft eine Kompaktiervorrichtung für Rücknahmeautomaten zur Kompaktierung von Leergut mit Mitteln zum Zuführen des Leerguts entlang einer Zuführrichtung zu einem Verkleinerungsort, mit einer an dem Verkleinerungsort angeordneten Schneideinheit und mit einem Gegenhalter zum Verkleinern des Leerguts im Volumen quer zur Zuführrichtung, wobei der Gegenhalter über eine Federeinheit quer zur Zuführrichtung vorgespannt angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2006 033 615 A1 ist eine Kompaktiervorrichtung für Rücknahmeautomaten zur Kompaktierung von Leergut bekannt, die Mittel zum Zuführen von Leergut zu einem Verkleinerungsort vorsieht, an dem durch Zusammenwirken eines Schneidelementes mit einem Gegenhalter das Leergut in seinem Volumen verkleinert wird. Das Leergut wird beispielsweise gepresst bzw. vercrimpt, so dass das Leergut dauerhaft in seiner verkleinerten flachen Form verbleibt und dann in einem nachgeordneten Sammelbehälter platzsparend gelagert werden kann. Der Gegenhalter ist über eine Federeinheit quer zur Zuführrichtung vorgespannt angeordnet und ermöglicht als Gegenlager, dass das Leergut durch einen Verkleinerungsspalt unter Verkleinerung des Volumens hindurchgedrückt wird. Die Federeinheit besteht aus einer Kunststofffeder, die den Gegenhalter mit einer Anpresskraft quer zu Zuführrichtung beaufschlagt. Damit im Querschnitt relativ kleines Leergut relativ sicher kompaktiert bzw. verkleinert werden kann, muss die Federeinheit eine relativ große Federkraft zur Verfügung stellen. Soll jedoch in Quererstreckung relativ großes bzw. dickes Leergut durch den Verkleinerungsspalt gezogen werden, so kann es aufgrund der sich hierdurch relativ groß aufbauenden Federkraft zu einem Verklemmen kommen, was die Weiterförderung des Leerguts verhindert. Für den Weiterbetrieb der Kompaktiereinheit müsste das relativ dicke Leergut aus der Kompaktiervorrichtung entfernt werden, was mit einem relativ großen Aufwand verbunden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kompaktiervorrichtung für Rücknahmeautomaten zur Kompaktierung von Leergut derart weiterzubilden, dass ein sicheres Kompaktieren von Leergut unterschiedlicher Quererstreckung bzw. Wandstärke gewährleistet ist, ohne dass das Risiko eines Verklemmens des Leerguts besteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit derart ausgebildet ist, dass bei Auslenkung des Gegenhalters, ausgehend von einer Nulllage, in einem ersten Auslenkungsbereich der Gegenhalter mit einer ansteigenden Federkraft beaufschlagt wird, und dass nach Überschreiten einer Übergangsauslenkung durch den Gegenhalter dieser bei weiterer Auslenkung in einem zweiten Auslenkungsbereich mit einer Federkraft beaufschlagt wird, deren Federkraftanstieg kleiner ist als ein Federkraftanstieg in dem ersten Auslenkungsbereich.
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Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Federeinheit Leergut in einem relativ breiten Quererstreckungsbereich bzw. Dickenbereich kompaktiert werden kann. Dadurch, dass, ausgehend von einer Nulllage eines Gegenhalters, in einem ersten Auslenkungsbereich ein relativ großer Federkraftanstieg auf den Gegenhalter bzw. das Leergut wirkt, kann relativ dünnes Leergut sicher kompaktiert bzw. in einem relativ flachen Verkleinerungszustand verbracht werden. Dadurch, dass mit Erreichen eines Grenzauslenkungsweges ein zweiter Auslenkungsbereich beginnt, in dem der Federkraftanstieg geringer ist als in dem ersten Auslenkungsbereich, kann relativ dickes Leergut kompaktiert werden, ohne dass es zu einer unerwünschten Verklemmung desselben in der Kompaktiervorrichtung kommt. Grundgedanke der Erfindung ist es, in Abhängigkeit von der Quererstreckung bzw. Dicke des Leergutes eine angepasste Andruckkraft zum Kompaktieren desselben bereitzustellen. Die Erfindung ermöglicht somit eine an den Typ des Leergutes angepasste Einstellung der Andrückkraft, die zum Verpressen in einen flachen Verkleinerungszustand derselben führt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Auslenkungsbereich des Gegenhalters derart bemessen, dass Leergut mit einem kleinen Querschnitt kompaktierbar ist. Ein sich an den ersten Auslenkungsbereich anschließender zweiter Auslenkungsbereich des Gegenhalters weist einen verringerten Federkraftanstieg auf, so dass auch Leergut mit einem großen Querschnitt kompaktierbar ist. Vorteilhaft ermöglicht die Kompaktiervorrichtung zwei definierte Arbeitsbereiche, wobei ein erster Arbeitsbereich für Leergut mit kleinerem Querschnitt und ein zweiter Arbeitsbereich für Leergut mit großem Querschnitt vorgesehen ist. Für unterschiedliche Kategorien von Leergut lässt sich somit eine optimale Andruckkraft einstellen, die zu einem entsprechend flachen Verpressen des Leerguts führt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Federeinheit mindestens zwei Federelemente auf, wobei ein erstes Federelement eine größere Federkonstante hat als ein zweites Federelement. Vorteilhaft lässt sich hier ein auf den Anwendungsfall angepasstes Verhalten der Federeinheit einstellen, wobei in dem zweiten Auslenkungsbereich eine Abflachung der Federkennlinie eintritt. Werden lediglich zwei Federelemente eingesetzt, ist die Steigung der Federkennlinien in dem ersten Auslenkungsbereich und dem zweiten Auslenkungsbereich jeweils konstant. Werden mehr als zwei Federelemente unterschiedlicher Federkonstanten eingesetzt, können der erste Auslenkungsbereich und/oder der zweite Auslenkungsbereich auch Abschnitte unterschiedliche Federkennliniensteigung aufweisen. Eine weitere Optimierung der Andruckkraft kann hierdurch bereitgestellt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein zweites Federelement auf eine Vorspannkraft vorgespannt, die einer maximalen Federkraft des ersten Auslenkungsbereiches entspricht. Ein erstes Federelement ist auf eine Vorspannkraft vorgespannt, die kleiner ist als die Vorspannkraft des zweiten Federelementes und größer als eine Mindestfederkraft. Vorteilhaft werden hierdurch die Andrückkraft im Ausgangszustand des Gegenhalters sowie der Übergangsauslenkungsweg festgelegt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Federelemente als Schraubenfedern ausgebildet, die in Reihe zueinander angeordnet sind. Die Federelemente sind zwischen einer Grundplatte und dem Gegenhalter eingespannt, wobei entsprechende Spannschrauben bzw. Gewindestangen zur Einstellung der unterschiedlichen Federelemente dienen. Vorteilhaft kann hierdurch auf platzsparende und handhabungstechnisch einfache Weise eine Einstellung der Federkräfte erfolgen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Seitendarstellung einer Kompaktiervorrichtung mit Mitteln zum Zuführen des Leerguts sowie einer Schneideinheit, einem Gegenhalter und einer Federeinheit im Bereich eines Verkleinerungsortes,
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2 eine Darstellung der Federeinheit in einem Ausgangszustand und bei einer Auslenkung in einem ersten Auslenkungsbereich, wobei lediglich ein erstes Federelement der Federeinheit zusammengedrückt wird,
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3 eine Darstellung der Federeinheit im Zustand einer Übergangsauslenkung und in einem zweiten Auslenkungsbereich, wo bei das erste Federelement und ein zweites Federelement zusammengedrückt werden, und
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4 eine Federkennlinie der Federeinheit.
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Eine Kompaktiervorrichtung 1 ist in einem Rücknahmeautomaten integriert, der in Getränke- oder Supermärkten aufgestellt ist, um mit Pfand belegtes Leergut (vorzugsweise PET-Flachen) anzunehmen, zu kompaktieren und zu sammeln.
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Die Kompaktiervorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer Schneideinheit 2, einem Gegenhalter 3 sowie einer Federeinheit 4, die an einem Verkleinerungsort 5 des Rücknahmeautomaten angeordnet sind. Das flaschenförmige Leergut 6 wird über Zuführmittel dem Verkleinerungsort 5 in Zuführrichtung 7 zugeführt, wobei das Leergut 6 mittels eines nicht dargestellten antreibbaren Flügelrades entlang des Gegenhalters 3 sequentiell dem Verkleinerungsort 5 zugeleitet wird.
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Die Schneideinheit 2 ist gebildet durch eine antreibbare Schneidwalze 2, deren Drehachse senkrecht zur Zuführrichtung 7 ausgerichtet ist. Die Schneidwalze 2 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Zacken 2' auf, die in das Material des Leerguts 6 eindrücken, wenn das Leergut 6 den Verkleinerungsort 5 erreicht und gegen den durch die Federeinheit vorgespannten Gegenhalter 3 gepresst wird, so dass nach Verlassen des Verkleinerungsortes 5 ein flach gepresstes bzw. im Volumen verkleinertes Leergut 6 einem nicht dargestellten Sammelbehälter zuführbar ist.
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Der Gegenhalter 3 ist als eine ebene Platte ausgebildet, die schwenkbar um ein Drehlager 9 gelagert ist. Das Drehlager 9 ist in einem Abstand zu dem Verkleinerungsort 5, vorzugsweise an einem in Zuführrichtung 7 hinteren Ende des Gegenhalters 3 angeordnet.
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Die Federeinheit 4 weist ein Paar von einem ersten Federelement 10 und einem zweiten Federelement 11 auf, wobei die beiden Paare von Federelementen 10, 11 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Zuführrichtung 7 verläuft. Das erste Federelement 10 und das zweite Federelement 11 des Paares von Federelementen 10, 11 sind in Reihe zueinander angeordnet, und zwar zwischen dem Gegenhalter 3 und einer Grundplatte 12.
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Das erste Federelement 10 ist auf einer dem Gegenhalter 3 zugewandten Seite und das zweite Federelement 11 auf einer der Grundplatte 12 zugewandten Seite angeordnet. Das erste Federelement 10 und das zweite Federelement 11 sind als Schraubenfedern ausgebildet. Ein dem Gegenhalter 3 zugewandtes Ende des zweiten Federelementes 11 und ein dem Gegenhalter 3 abgewandtes Ende des ersten Federelementes 10 sind an gegenüberliegenden Seiten einer Ringmutter 13 abgestützt. Die Ringmutter 13 weist ein Innengewinde auf, über das es mit einer an der Grundplatte 12 abgestützten Spannschraube 14 in Gewindeeingriff steht. Die Spannschraube 14 erstreckt sich mit ihrem Gewinde innerhalb des zweiten Federelementes 11.
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Durch Anziehen der Spannschraube 14 kann das zweite Federelement 11 um eine Auslenkung s vorgespannt werden, so dass die Vorspannkraft der maximalen Kraft F2 des ersten Auslenkungsbereiches 18 entspricht. Die Spannschraube 14 ist durch eine Bohrung 15 der Grundplatte 12 gesteckt.
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In einem zweiten Schritt können die ersten Federelemente 10 vorgespannt werden. Zu diesem Zweck ist eine zwischen benachbarten Paaren von Federelementen 10, 11 angeordnete Gewindestange 16 vorgesehen, die zum einen drehbar und axialfest an dem Gegenhalter 3 und über ein Gewinde drehbar und axialbeweglich zu der Grundplatte 12 gelagert ist. Auf einer den Federelementen 10, 11 abgewandten Seite der Grundplatte 12 ist die Gewindestange 16 mit einer Spannmutter 17 in Eingriff, mittels derer die Grundplatte 12 in Richtung des Gegenhalters 3 bewegbar ist, so dass die ersten Federelemente 10 durch Anziehen der Spannmutter 17 vorgespannt werden können. Die ersten Federelemente 10 werden um einen Auslenkungsweg s vorgespannt, so dass bei den ersten Federelementen 10 eine Vorspannkraft eingestellt wird, die kleiner ist als die Vorspannkraft F2 des zweiten Federelementes 11.
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Es ergeben sich somit ein erster Auslenkungsbereich 18 des Gegenhalters 3 zur Bildung eines ersten Arbeitsbereiches, in dem eine erste Federkonstante D1 des ersten Federelementes 10 wirksam ist, sowie ein zweiter Auslenkungsbereich 19 zur Bildung eines zweiten Arbeitsbereiches, in dem eine resultierende Federkonstante D des ersten Federelementes 10 und des zweiten Federelementes 11 wirksam ist, die kleiner ist als die erste Federkonstante D1 des ersten Federelementes 10 und als eine zweite Federkonstante D2 des zweiten Federelements 11, siehe 4.
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In dem ersten Arbeitsbereich bzw. in dem ersten Auslenkungsbereich 18 des Gegenhalters 3 zwischen seiner vorgespannten Nulllage s1 und der Übergangsauslenkung s2 wird nur das erste Federelement 10 zusammengedrückt, während das zweite Federelement 11 in der vorgespannten Lage verharrt. Erst nach Erreichen der Übergangsauslenkung s2 bei der die Federkraft F2 wirkt, wird auch das zweite Federelement 11 zusammengedrückt, das eine kleinere Federkonstante D2 aufweist als das erste Federelement 10, so dass in dem zweiten Auslenkungsbereich 19 bei weiterer Steigerung der Auslenkung s die Federkraft F weniger ansteigt als im ersten Auslenkungsbereich 18. In der Federkennlinie gemäß 4 ist dies durch eine Abknickung der Federkennlinie bei der Auslenkung s2 erkennbar. Die resultierende Federkennlinie im zweiten Auslenkungsbereich 19 ist flacher als die Federkennlinie im ersten Auslenkungsbereich 18 bzw. eine Steigung D der Federkennlinie im zweiten Auslenkungsbereich 19 ist kleiner als eine Steigung D1 der Federkennlinie im ersten Auslenkungsbereich 18.
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Die Übergangsauslenkung s2 ist derart gebildet, dass in dem ersten Auslenkungsbereich 18 eine solche Federkraft F auf den Gegenhalter 3 wirkt, dass Leergut mit kleinem Querschnitt sicher verpresst bzw. verkleinert wird einerseits und dass in dem zweiten Auslenkungsbereich 19 Leergut mit einem großen Querschnitt ohne Gefahr einer unerwünschten Verklemmung derselben verpresst bzw. verkleinert wird andererseits.
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Aus der im Folgenden angegebenen Federkonstantengleichung für eine Reihenschaltung von Federelementen 10, 11 wird deutlich, dass die resultierende Federkonstante D kleiner ist als die einzelnen Federkonstanten D1 des ersten Federelementes 10 bzw. D2 des zweiten Federelementes 11: 1 / D = 1 / D1 + 1 / D2
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Die eingestellte Vorspannkraft des zweiten Federelementes 11 entspricht einer maximalen Federkraft F2 des ersten Auslenkungsbereiches 18. Die Vorspannkraft des ersten Federelementes 10 ist kleiner als die Vorspannkraft F2 des zweiten Federelementes 11 und größer als eine vorgegebene Mindestfederkraft, die bewirkt, dass der Gegenhalter 3 gegen die Schneidwalze 2 drückt.
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Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, dass der Gegenhalter 3 auf einer der Grundplatte 12 zugewandten Seite einen Zentriernocken 20 aufweist, auf dem ein Ende des ersten Federelementes 10 zentriert angeordnet ist.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können auch mehr als zwei Paare von Federelementen 10, 11 vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Schneidwalze 2 eine relativ große Länge aufweist.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können auch mehr als zwei Federelemente in Reihe angeordnet werden, so dass die Federkennlinie mehr als eine Knickstelle aufweist.
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Die Federelemente 10, 11 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial (PU-Material) oder aus einem Metallmaterial hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kompaktiervorrichtung
- 2, 2'
- Schneideinheit/Schneidwalze
- 3
- Gegenhalter
- 4
- Federeinheit
- 5
- Verkleinerungsort
- 6
- Leergut
- 7
- Zuführrichtung
- 9
- Drehlager
- 10
- erstes Federelement
- 11
- zweites Federelement
- 12
- Grundplatte
- 13
- Ringmutter
- 14
- Spannschraube
- 15
- Bohrung
- 16
- Gewindestange
- 17
- Spannmutter
- 18
- erster Auslenkungsbereich
- 19
- zweiter Auslenkungsbereich
- 20
- Zentriernocken
- s, s1, s2
- Auslenkung
- D, D1, D2
- Federkonstante
- F, F1, F2
- Federkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006033615 A1 [0002]
