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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen sowie ein Verfahren zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen.
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Im Rahmen einer automatisierten Serienfertigung ist es häufig notwendig, einzelne Gegenstände so zu positionieren, dass sie von einer Greifvorrichtung übernommen werden können, um dann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren weiterverarbeitet zu werden. Die Positionierung solcher Gegenstände, wie Hülsen, Scheiben oder Verstärkungselemente, kann über einzelne Positionierungsmittel erfolgen, was allerdings vergleichsweise aufwändig ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen zu schaffen, bei der die Gegenstände auf effektive Weise positioniert und übergeben werden können.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Speicherplatte mit mehreren Fallschächten vorgesehen, in die jeweils mindestens ein Gegenstand einfügbar ist, um in einem der Fallschächte an einem Anschlag positioniert zu werden. Die Gegenstände werden dabei über eine Fördervorrichtung den einzelnen Fallschächten zugeführt. Ferner ist eine Einrichtung zur Übergabe der Gegenstände von der Speicherplatte vorgesehen, so dass eine Vielzahl von Gegenständen zunächst an der Speicherplatte positioniert werden können, die dann anschließend übergeben werden können, beispielsweise an eine Greifvorrichtung zur Positionierung der Gegenstände an einer Spritzgussmaschine. Auch andere Einsatzzwecke sind natürlich möglich. Dadurch lässt sich eine effektive Vereinzelung und Positionierung der Gegenstände erreichen, da die Gegenstände über einen einzelnen Zuführkanal der Vorrichtung zugeleitet werden können und dann auf effektive Weise die Gegenstände vereinzelt und positioniert werden können. Die Gegenstände können sowohl in der gewünschten Höhe als auch in der gewünschten Tiefe in horizontale Richtung über die Einrichtung zur Übergabe bereitgestellt werden.
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Die Fördervorrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Schieber auf, um nacheinander zugeführte Gegenstände in unterschiedliche Fallschächte zu fördern. Über den Schieber können die Gegenstände entlang einer Führung wahlweise in die eine oder die gegenüberliegende Richtung bewegt werden, so dass eine Zuführung zu unterschiedlichen Fallschächten möglich ist. Dabei kann die Vorrichtung mindestens zwei Schieber aufweisen, die übereinander angeordnet sind, um die Gegenstände in drei, vier oder mehr Fallschächte zu fördern. Jeder Schieber kann dabei mindestens zwei Aufnahmen oder Anschläge aufweisen, in die ein Gegenstand einfügbar ist oder mittels der ein Gegenstand entlang einer Führung bewegbar ist. Dadurch kann die Schwerkraft genutzt werden, um die Gegenstände über einen oder mehrere Schieber zu vereinzeln und den entsprechenden Fallschächten zuzuleiten. Es können natürlich auch mehr als zwei Schieber übereinander angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Speicherplatte eine Platte auf, mittels der die Fallschächte auf einer Seite verschlossen sind. Die Platte kann dabei von einer Verriegelungsposition in eine Freigabeposition bewegt werden, um in der Speicherplatte abgelegte Gegenstände zugänglich zu machen. Hierfür können entsprechende Öffnungen an der Speicherplatte vorgesehen sein, die eine Position der Gegenstände in der verriegelten Position überdeckt und in einer Freigabeposition den Zugang ermöglichen. Die Platte kann aus transparentem Material bestehen, so dass visuell überprüft werden kann, ob die Gegenstände an den gewünschten Positionen angekommen sind.
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Die Einrichtung zur Übergabe für jeden Gegenstand kann einen Dorn aufweisen, auf den der Gegenstand auffädelbar ist. Insbesondere bei Hülsen oder Scheiben kann so eine effektive Übergabe erfolgen. An dem Dorn kann ein Abstreifer, insbesonder ein hülsenförmiger Abstreifer bewegbar angeordnet sind, um einen Gegenstand im Wesentlichen in horizontale Richtung fördern und übergegen zu können. Der Dorn und/oder der Abstreifer können mit Antriebsmitteln verbunden sein, um den Gegenstand für die Übergabe aus der Speicherplatte automatisch herauszubewegen und dann zu übergeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen werden zunächst einzelne Gegenstände zu einer Speicherplatte gefördert, beispielsweise entlang eines Förderkanals. Die Gegenstände werden dann in unterschiedliche Fallschächte an der Speicherplatte verteilt und in der Speicherplatte an Anschlägen positioniert. In einem Fallschacht können dabei ein oder mehrere Anschläge vorgesehen sein. Anschließend werden die Gegenstände an einer Übergabeeinrichtung übergeben.
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Vorzugsweise sind die Fallrichtung der Gegenstände in den Fallschächten und die Bewegungsrichtung der Übergabeeinrichtung im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren können insbesondere eingesetzt werden, um die Gegenstände einer Greifvorrichtung zuzuführen, die beispielsweise die Gegenstände einer Spritzgussmaschine zuführt. Auch andere Einsatzzwecke der Vorrichtung sind allerdings möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2A bis 2D mehrere Ansichten der Vorrichtung der 1 in unterschiedlichen Betriebszuständen;
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3A und 3B zwei Ansichten einer Vorrichtung zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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4A bis 4F mehrere Ansichten der Vorrichtung der 3 in unterschiedlichen Betriebspositionen;
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5A bis 5C mehrere Ansichten der Vorrichtung der 3 in einer Freigabeposition;
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6A bis 6D mehrere Detailansichten der Übergabeeinrichtung der Vorrichtung der 3, und
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7A und 7B zwei Detailansichten der Übergabeeinrichtung ohne Speicherplatte.
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Eine Vorrichtung 1 zum Positionieren und Übergeben von Gegenständen 8 umfasst eine Speicherplatte 2, an der zwei Fallschächte 3 und 4 ausgebildet sind, in die die Gegenstände 8 einfügbar sind. Oberhalb der Speicherplatte 2 ist eine Fördervorrichtung 5 vorgesehen, die eine Zuführeinrichtung 6 mit einem Zuführkanal 7 aufweist, der mit dem Ausgang eines Schwingförderers oder eines anderen Förderelementes verbunden ist, so dass die Gegenstände 8 entlang des Zuführkanals 7 in einer Reihe gefördert werden. Der Zuführkanal 7 mündet an einem Schieber 9, der zwei Aufnahmen 10 und 11 für die Aufnahme jeweils eines Gegenstandes 8 aufweist. Der Schieber 9 ist entlang einer Führung 12 im Wesentlichen in horizontale Richtung bewegbar, um die Gegenstände 8 in die Fallschächte 3 und 4 zu verteilen.
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Jeder Fallschacht 3 weist Anschläge 21 und 21' auf. Der unterste Anschlag 21' kann durch den Boden des Fallschachtes 3 oder 4 gebildet sein und ist starr ausgebildet. Ferner sind im Verlauf der Fallschächte 3 und 4 weitere Anschläge 21 vorgesehen, die durch Antriebsmittel 20 in den Fallschacht 3 eingeführt oder herausgezogen werden können.
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In den 2A bis 2D ist das Vereinzeln und Fördern der Gegenstände 8 in die Fallschächte 3 und 4 dargestellt. In 2A befindet sich der Schieber 9 auf der rechten Seite innerhalb der Führung 12 und in der linken Aufnahme 11 ist ein Gegenstand 8 enthalten. Durch Bewegen des Schiebers 9 von der rechten Position in die linke Position, wie dies in 2B gezeigt ist, wird der unterste Gegenstand 8 aus dem Zuführkanal 7 mit dem Schieber 9 zu dem Fallschacht 3 gefördert. Der Gegenstand 8 kann nun entlang dem Fallschacht 3 zu dem untersten Anschlag 21' herabfallen.
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In 2B wird der Schieber 9 ferner an der anderen Aufnahme 10 mit einem Gegenstand 8 beladen, und der Schieber kann nun von der linken Position wieder in die rechte Position bewegt werden, wie dies in 2C gezeigt ist. Durch die Bewegung des Schiebers 9 in die rechte Position wird nun ein Gegenstand 8 dem Fallschacht 4 zugeführt, der nach unten zu dem Anschlag 21' herabfallen kann. Gleichzeitig wird der Schieber 9 an der Aufnahme 11 mit einem Gegenstand 8 beladen. Dieser Vorgang kann ein- oder mehrmals wiederholt werden, je nachdem, wie viele Gegenstände 8 den Fallschächten 3 oder 4 zugeführt werden sollen.
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In 2D ist gezeigt, dass der Schieber 9 sich in der linken Position befindet und einen Gegenstand 8 in den Fallschacht 3 abgeworfen hat, der an einem oberen Anschlag 21 anliegt. Nach dem Herabfallen des ersten Gegenstandes 8 zu dem Anschlag 21' wird zunächst der mittlere Anschlag 21 in den Fallschacht 3 gefahren, so dass ein Gegenstand 8 an diesem positioniert wird. Anschließend wird ein oberer Anschlag 21 durch die Antriebsmittel 20 in dem Fallschacht 3 positioniert, so dass nun der Gegenstand 8 auf diesem Anschlag 21 abgestützt wird. Gleichermaßen wird an dem Fallschacht 4 verfahren, in dem die Anschläge 21 nacheinander in dem Fallschacht 4 positioniert werden.
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Wenn alle Gegenstände 8 an der gewünschten Position angeordnet sind, kann senkrecht zur Fallrichtung eine Übergabe stattfinden, beispielsweise indem die Gegenstände gegriffen oder auf einen Dorn aufgefädelt werden. Hierfür kann ein Verschlusselement an den Fallschächten 3 und 4 in eine Freigabeposition bewegt werden, um einen Zugang zu den Gegenständen 8 herzustellen.
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In den 3A und 3B ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1' gezeigt, die eine Speicherplatte 2' aufweist, an der Fallschächte 13, 14, 15 und 16 ausgebildet sind. Oberhalb der Speicherplatte 2' ist eine Fördervorrichtung 5' vorgesehen, um Gegenstände 8 über einen Zuführkanal 7 an einer Zuführeinrichtung 6 zu fördern, wie dies auch für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
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Die Fördervorrichtung 5' weist allerdings einen ersten Schieber 9 auf, der entlang einer Führung 12 bewegbar ist, um Gegenstände 8 in einen ersten Verteilerschacht 17 oder einen zweiten Verteilerschacht 18 zu fördern, ähnlich wie dies mit Bezug auf die 2A bis 2D beschrieben wurde. Die Gegenstände 8 werden über den Schieber 9 abwechselnd den Verteilerschächten 17 und 18 zugeführt. Die Verteilerschächte 17 und 18 münden allerdings nicht direkt in den Fallschächten 13, 14, 15, 16, sondern an einem weiteren zweiten Schieber 19, der vier Aufnahmen 22, 23, 24 und 25 aufweist, in die jeweils ein Gegenstand 8 einfügbar ist. Durch Bewegen des zweitens Schiebers 19 können die Gegenstände 8 nun auf die Fallschächte 13, 14, 15 und 16 verteilt werden, wie dies mit Bezug auf die 4A bis 4F erläutert wird.
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In 4A befindet sich der Schieber 9 in der linken Position und nimmt an der Aufnahme 10 einen Gegenstand 8 auf. Der Schieber 9 wird nun gemäß 4B in die rechte Position bewegt, wo der Gegenstand 8 in den Verteilerschacht 18 fällt und dort in die Aufnahme 25 des Schiebers 19 eingefügt wird. Gleichzeitig wird in der Aufnahme 11 des Schiebers 9 ein weiterer Gegenstand 8 aufgenommen.
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Der Schieber 9 wird nun wieder in die linke Position bewegt, wie dies in 4C gezeigt ist. Dadurch fällt ein Gegenstand 8 in den Verteilerschacht 17, der in die Aufnahme 23 des zweiten Schiebers 19 eingefügt wird. Gleichzeitig wird ein weiterer Gegenstand 8 in die Aufnahme 10 des Schiebers 9 eingefügt.
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In 4D wurde der Schieber 9 in die rechte Position bewegt, und der Schieber 19 ebenfalls in die rechte Position verfahren. Am Schieber 9 wird in die Aufnahme 11 ein Gegenstand 8 eingefügt, und der andere Gegenstand fällt von der Aufnahme 10 in den Verteilerschacht 18 in die Aufnahme 24 des Schiebers 19 ein. Durch Bewegen des zweiten Schiebers 19 werden die beiden Gegenstände 8, die in den Aufnahmen 23 und 25 angeordnet waren, in die Fallschächte 14 und 16 abgegeben, wo sie nach unten bis zu einem Anschlag fallen.
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Durch Bewegen des Schiebers 9 nach links wird ein weiterer Gegenstand 8 in den Verteilerschacht 17 abgegeben, der in die Aufnahme 22 des Schiebers 19 fällt.
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Da nun zwei Aufnahmen 22 und 24 des Schiebers 19 wieder mit Gegenständen 8 befüllt sind, bewegt sich der Schieber 19 in die linke Position, wie dies in 4F gezeigt ist. Dadurch fallen die Gegenstände 8 in die Fallschächte 13 und 15 ein.
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In dem Ausführungsbeispiel der 3 sind die Fallschächte 13, 14, 15 und 16 nur mit bodenseitigen Anschlägen 21' versehen, und keine Zwischenanschläge 21 sind vorgesehen. Es ist natürlich auch möglich, einen oder mehrere Anschläge 21 im Verlauf der Fallschächte 13, 14, 15 und 16 anzuordnen, je nach Anzahl der zu positionierenden Gegenstände 8.
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Zudem ist es möglich, statt der zwei Schieber 9 und 19 auch drei Schieber oder mehr Schieber übereinander anzuordnen, um die von dem Zuführkanal 7 kommenden Gegenstände 8 zu vereinzeln und einzelnen Fallschächten zuzuführen. Statt gleicher Gegenstände 8 können auch Gegenstände mit unterschiedlichen Formen zu einzelnen Fallschächten gefördert werden.
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In den 5A bis 5C ist die Vorrichtung 1' gezeigt, an der die Fallschächte 13, 14, 15 und 16 über eine Platte 30 verschlossen sind, die bewegbar an der Speicherplatte 2' angeordnet sind. Während in 3B die Position gezeigt ist, an der die Fallschächte 13, 14, 15 und 16 durch die Platte 30 verschlossen sind, wird in den 5B und 5C gezeigt, dass die Platte 30 in einer angehobenen Position angeordnet ist, um einen Zugang zu den Gegenständen 8 an den Anschlägen 21' der Fallschächte 13, 14, 15 und 16 zu ermöglichen. Die Gegenstände 8 können nun im Wesentlichen senkrecht zur Fallrichtung gefördert werden, und ein Ausführungsbeispiel einer entsprechenden Übergabeeinrichtung wird mit Bezug auf die 6A bis 6D erläutert.
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In 6A befindet sich ein Gegenstand 8 an einem untern Anschlag 21' eines der Fallschächte 13, 14, 15 oder 16, und der Gegenstand 8 ist einerseits durch die Platte 30 gesichert, die eine Entnahme des Gegenstandes 8 auf der einen Seite verhindert, und auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Dorn 33 angeordnet, der an einer Führung 34 an der Speicherplatte 2' positioniert ist. Soll der Gegenstand 8 nun übergeben werden, verfährt der am Ende spitz zulaufende Dorn 33 zunächst in den Gegenstand 8 hinein, der als Hülse, Buchse oder Ring ausgebildet ist, so dass der Gegenstand 8 auf dem Dorn 33 aufgefädelt wird, wie dies in 6B gezeigt ist. Die Bewegung des Dorns 33 wird über einen ersten Zylinder 35 bewirkt, der entlang eines Zylinderhalters 36 verfährt, der an einem Halter 38 fixiert ist. Der Halter 38 ist mit einem zweiten Zylinder 39 verbunden, der an einem zweiten Zylinderhalter 40 gelagert ist, wobei der Zylinderhalter 40 an der Führung 34 fixiert ist. Für den Schritt des Einschiebens des Dorns 33 wird der erste Zylinder 35 auf den Zylinderhalter 36 verfahren, wobei der Dorn 33 innerhalb der zylindrischen Führung 34 relativ zu einem hülsenförmigen Abstreifer 42 nach vorne geschoben wird.
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In einem nächsten Schritt wird nun die Platte 30 entlang der Fallschächte 13, 14, 15 und 16 verfahren, bis eine Öffnung 31 vor dem Gegenstand 8 positioniert wird, damit dieser nun in horizontale Richtung gefördert und übergeben werden kann. Hierfür wird nun der zweite Zylinder 39 aktiviert, der auf den Zylinderhalter 40 verfahren wird. Dadurch wird zunächst der Dorn 33 mit dem Gegenstand in horizontale Richtung vor die Speicherplatte 2‘ verfahren. Beim Verfahren des zweiten Zylinders 39 gelangt ein mit dem ersten Zylinder 35 verbundener Anschlag 41 in Kontakt mit der feststehenden Führung 34, so dass dann der erste Zylinder 35 zurück von dem Zylinderhalter 36 in eine Ausgangsposition geschoben wird. Der hülsenförmige Abstreifer 42 ist mit dem Halter 38 und dem Zylinderhalter 36 fest verbunden, so dass der Dorn 33 beim Ausfahren des ersten Zylinders 35 wieder in den Abstreifer 42 hinein bewegt wird. Dadurch gelangt eine Kontaktfläche des Abstreifers 42 in Eingriff mit einer Kontaktfläche des Gegenstandes 8, so dass dieser von dem Dorn 33 heruntergeschoben wird. Vor oder während des Runterschiebens wird der Gegenstand an einen Greifer 50 übergeben, wie dies schematisch in 6D gezeigt ist.
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Nach der erfolgten Übergabe der Gegenstände 8 kann der Zylinder 39 wieder entlang dem Zylinderhalter 40 in die Ausgangsposition bewegt werden, so dass der Dorn 33 wieder außerhalb des Fallschachtes 13, 14, 15 oder 16 angeordnet ist. Die Platte 30 wird wieder in die Verriegelungsposition bewegt, so dass die in 6A gezeigte Position wieder erreicht ist.
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In den 7A und 7B ist die Antriebsvorrichtung für die Übergabeeinrichtung ohne Speicherplatte 2' dargestellt. Die Übergabeeinrichtung umfasst einen ersten Zylinder 35, der an einem Zylinderhalter 36 verschiebbar gelagert ist, und einen zweiten Zylinder 39, der an einem zweiten Zylinderhalter 40 verschiebbar gelagert ist. Der erste Zylinder 35 hat einen kürzeren Verfahrweg als der zweite Zylinder 39. Der Dorn 33 ist an dem Halter 37 fixiert, der mit dem ersten Zylinder 35 und dem Anschlag 41 verbunden ist. Der Dorn 33 ist durch den hülsenförmigen Abstreifer 42 geführt, der an dem Halter 38 fixiert ist.
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Es können auch andere Antriebsmittel für das Übergeben der Gegenstände 8 eingesetzt werden statt der dargestellten Zylinder 35 und 39. Mit dem hülsenförmigen Abstreifer 42 lassen sich besonders gut hülsenförmige Gegenstände 8 von dem Dorn 33 abstreifen. Es ist auch möglich, den Abstreifer mit einer anderen Geometrie auszubilden.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind an den Speicherplatten 2 oder 2' zwei oder vier Fallschächte 3, 4, 13, 14, 15 oder 16 vorgesehen. Es ist natürlich möglich, die Anzahl der Fallschächte auf den Bedarf abzustimmen und auch innerhalb der Fallschächte einen oder mehrere Anschläge 21 zu positionieren.
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Zudem ist es möglich, die Gegenstände 8 nicht vollständig vor die Speicherplatte 2' zu bewegen, sondern diese nur geringfügig aus der Speicherplatte 2 oder 2' herausstehen zu lassen, damit diese dann gegriffen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Vorrichtung
- 2, 2'
- Speicherplatte
- 3
- Fallschacht
- 4
- Fallschacht
- 5, 5'
- Fördervorrichtung
- 6
- Zuführeinrichtung
- 7
- Zuführkanal
- 8
- Gegenstand
- 9
- Schieber
- 10
- Aufnahme
- 11
- Aufnahme
- 12
- Führung
- 13
- Fallschacht
- 14
- Fallschacht
- 15
- Fallschacht
- 16
- Fallschacht
- 17
- Verteilerschacht
- 18
- Verteilerschacht
- 19
- Schieber
- 20
- Antriebsmittel
- 21, 21'
- Anschlag
- 22
- Aufnahme
- 23
- Aufnahme
- 24
- Aufnahme
- 25
- Aufnahme
- 30
- Platte
- 31
- Öffnung
- 33
- Dorn
- 34
- Führung
- 35
- Zylinder
- 36
- Zylinderhalter
- 38
- Halter
- 39
- Zylinder
- 40
- Zylinderhalter
- 41
- Anschlag
- 42
- Abstreifer
