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Vorrichtung zum Entnehmen einzelner konischer Behälter aus einem Stapel
ineinandergesteckter Behälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Entnehmen einzelner konischer Behälter aus einem Stapel ineinandergesteckter Behälter,
bestehend aus drei voneinander abhängigen, in ihrer Bewegung steuerbaren und in
übereinanderliegenden Ebenen wirksamen Entnahmegliedern, von denen die oberen und
unteren Gliederpaare als Halteglieder für den Stapel vor bzw. nach einer Entnahme
und das mittlere Gliederpaar als Abstreifglieder ausgebildet sind.
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Zweck der Erfindung ist es, die Vorrichtung so auszubilden, daß sie
das vollautomatische, kontinuierliche Entnehmen und Einsetzen des Behälters in öffnungen
gestattet, wobei auch leicht verformbare Becher ohne Deformation abgezogen werden
und zentrierend in eine Öffnung fallen sollen, wo nach dem Füllen ein Deckel aufgesetzt
wird.
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Aus der britischen Patentschrift 813 369 und der USA.-Patentschrift
2 840 963 sind Vorrichtungen bekannt, die mit mehreren, gleichmäßig am Umfang der
abzuziehenden Teile angreifenden, schneckenartigen Spindeln arbeiten, deren Gewindegänge
den Rand der Gegenstände erfassen und so den Gegenstand vom nachfolgenden abziehen.
Dabei ist eine ebene Unterlage vorhanden, auf welcher die Behälter, insbesondere
Eiskrembecher, aufgesetzt werden. Um die Becher zu halten, sind Widerlager vorgesehen,
die mit Vorsprüngen zusammenarbeiten. Die Abziehvorrichtung gewährleistet nicht,
daß der Becher genau senkrecht nach unten fällt; auch ist keine weitere Auffangvorrichtung
vorhanden, die den Behälter nach dem Lösen vom Stapel wieder ausrichtet.
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Die USA. -Patentschrift 2840963 betrifft eine Vorrichtung, welche
das Aufbringen des Deckels gestattet.
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Auch hier wird der Deckel von dem Rand des darunterliegenden, auf
einer Unterstützungsfläche gehaltenen Bechers zentriert. Es ist bei einer solchen
Anordnung nicht notwendig, daß der Behälter nach dem Abziehen eine Auffangvorrichtung
passiert, die ihn ausrichtet, um ihn dann wieder fallen zu lassen.
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Es sind weiter Vorrichtungen bekannt, die nur zwei Abstreifer aufweisen,
nicht aber Auflagelamellen. So sind bei der USA.-Patentschrift 2538 185 für die
Zurückhaltung der Becher Backen vorgesehen, deren Vorsprünge einen großen Teil der
Becherrundung umfassen, so daß nur noch wenig Zwischenraum für die Abziehlamellen
übrigbleibt. Praktisch wird der ganze Becherumfang von diesen Abzieh- bzw. Haltebacken
berührt. Es ist selbstverständlich, daß der Behälter genügend starkwandig sein muß,
um der starken Beanspruchung gewachsen zu sein, damit er seine runde Form behält.
Würde er sich deformieren, dann würde der Becher ungleichmäßig fallen. An den Bakken
sind sogar Vorsprünge angebracht, die den Zwischenraum übergreifen.
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Bei der Vorrichtung nach der USA.-Patentschrift 1 690 920 sind Greifzangen
vorgesehen, die ebenfalls einen wesentlichen Teil des Umfanges umfassen und durch
Federn zusammengehalten werden. Es ist dadurch ein beträchtlicher Anpreßdruck dieser
Zangen an der Becherwandung unvermeidlich. Da die Zangen auch an ein und derselben
Seite des Bechers und nicht versetzt angreifen, müssen die Behälter um so starkwandiger
sein, damit eine solche Vorrichtung einwandfrei arbeitet.
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Aus der USA.-Patentschrift 2445 958 ist weiterhin eine Vorrichtung
zum Entnehmen einzelner konischer Behälter aus einem Stapel ineinander gesteckter
Behälter bekannt, die aus drei voneinander abhängigen, in ihrer Bewegung steuerbaren
und in übereinanderliegenden Ebenen wirksamen, paarweise angeordneten Entnahmegliedern
besteht, von denen die oberen und unteren Gliederpaare als Halteglieder für den
Stapel vor bzw. nach einer Entnahme und das mittlere Gliederpaar als Abstreifglieder
ausgebildet sind. Zwei einander gegenüberliegende, vertikal geführte, auf und ab
bewegbare Stangen tragen nach innen vorgespannte federnde Abstreifelemente. Bei
der Abwärtsbewegung der vertikalen Stangen drücken die Abstreifelemente auf den
Rand des untersten Behälters des Stapels und lösen diesen vom Stapel. Beim nachfolgenden
Aufwärtsgang werden diese federnden Abstreifglieder am nunmehr untersten Behälter
entlang nach oben gezogen und üben dabei auf die Behälterwandung eine nach innen
gerichtete Druck-
wirkung aus. Wenn die Abstreifglieder an den oberen
Rand des untersten Behälters gelangen, werden sie durch diesen nach außen gedrückt
und springen ob erhalb des Randes wieder an die Seitenwandung des nächsten Behälters
heran.
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Diese Arbeitsweise ist nachteilig, wenn leicht verformbare Behälter
entnommen werden sollen. Derartige Behälter bestehen neuerdings häufig aus einer
sehr dünnen Folie, so daß naturgemäß sowohl die Wandung wie auch der Rand des Behälters
leicht einzudrücken oder sonstwie zu beschädigen sind.
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Wenn die bekannte Vorrichtung mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit
betrieben wird, so werden die federnden Abstreifelemente beim Aufwärtsgang nach
oben gerissen. Dabei läßt sich nicht vermeiden, daß die Ränder. des untersten Behälters
eingebeult oder sogar eingerissen werden. Beim nachfolgenden Abstreifvorgang gelangen
die Abstreifelemente an denselben Stellen wieder mit dem Rand des Behälters in Eingriff.
Wenn diese Stellen beschädigt sind, können sie häufig nicht als Widerlager dienen,
weswegen ein einwandfreier Abstreifvorgang nicht sichergestellt ist.
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Auch diese Vorrichtung ist somit nicht brauchbar, wenn es sich bei
den zu vereinzelnden Behältern um leicht verformbare Behälter handelt und die Vorrichtung
im übrigen eine große Kapazität haben, d. h. mit hoher Geschwindigkeit betrieben
werden soll.
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Die zuletzt genannte Vorrichtung weist ferner eine Art Gesperre auf,
um den untersten Behälter vor der Entnahme zu halten. Dieses Gesperre besteht aus
zwei Schwenkhebeln, deren freie Enden durch Schwerkraft an gegenüberliegenden diametralen
Punkten der Seitenwandung des untersten Behälters anliegen. Dabei wird der nach
innen gerichtete Haltedruck dieser Schwenkhebel noch verstärkt durch das Gewicht
des Behälterstapels. Gelöst wird dieses Gesperre dadurch, daß die Schwenkhebel beim
Aufwärtsgehen der Vertikalstangen nach oben und außen geschwenkt werden, so daß
der unterste Behälter freikommt. Auch diese Ausbildung der bekannten Vorrichtung
ist nachteilig. Für einen sicheren Betrieb, d. h. zur Gewährleistung, daß die Schwenkhebel
sicher an den Seitenwänden des Behälters anliegen, ist es erforderlich, daß sie
eine gewisse Masse aufweisen, um zusammen mit der Erdbeschleunigung die Anlagekraft
sicherzustellen. Aus baulichen und betriebstechnischen Gründen (Verschleiß) werden
diese Schwenkhebel jedoch massiv ausgebildet. Sie üben somit eine erhebliche Druckkraft
auf die Seitenwandung des Behälters aus. Dies ist unzulässig, wenn leicht deformierbare
Behälter der Vorrichtung entnommen werden sollen.
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Hier werden. nämlich die Seitenwandungen durch die Schwenkhebel eingedrückt.
Weiterhin ist nachteilig, daß die von den Schwenkhebeln auf den Behälter übertragene
Druckkraft von der Höhe des Behälterstapels abhängig ist. Der Druck ist also bei
einem neu aufgelegten Stapel erheblich größer als bei einem in seiner Höhe stark
reduzierten Stapel. Schließlich ist bei der Verwendung derartiger Schwenkhebel noch
nachteilig, daß die Bewegung nicht zwangsgesteuert ist. Zwar werden die Hebel durch
die Vertikalstangen, durch die sich vertikal erstreckenden Stangen angehoben und
dabei nach außen geschwenkt, doch fallen sie durch Schwerkraft in ihre Arbeitsstellung
zurück. Die Scbwenkhebel erhalten somit durch die Betätigungsstangen eine Beschleunigung,
die sie nach oben und hinten schwingen läßt. Dann jedoch muß diese Bewegung irgendwie
verzögert werden, zum
Stillstand kommen und schließlich langsam mit entgegengesetzt
gerichteter Schwerkraft beginnen. Es ist klar, daß eine derartige Steuerung der
Schwenkhebelbewegungen nur einen Betrieb mit geringen Arbeitsgeschwindigkeiten zuläßt.
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Es muß weiterhin als Nachteil der bekannten Vorrichtung gelten, daß
die Beanspruchungen sehr erheblich sind, da die bewegten Teile starken Massenkräften
ausgesetzt sind, wenn die Maschine mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit betrieben
wird. Die beiden Haltegliederpaare besitzen Massen, die wegen des insbesondere bei
den unteren Haltegliedern vorliegenden großen Schwenkwinkels starken Beschleunigungen
ausgesetzt sind. Dazu kommt, daß die federnden Abstreifglieder wegen des dauernden
Schwingens in radialer Richtung ebenfalls hoch beansprucht sind.
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Es ist somit bei der bekannten Vorrichtung mit einer erheblichen Störanfälligkeit
und mit einer geringen Lebensdauer zu rechnen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden
Nachteile zu vermeiden und diese insbesondere so auszubilden, daß leicht deformierbare
Behälter behandelt werden können, ohne daß auch nur geringste Beschädigungen an
der Seitenwandung oder am Rand zu befürchten sind, wobei weiterhin die Vorrichtung
mit größter Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden soll.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche Glieder aus lamellenartigen Teilen
bestehen, die an nockenbetätigten Stangen befestigt sind, wobei die als Halteglieder
dienenden Lamellen nur radial zum Stapel und die zwischen diesen Haltegliedern liegenden
Abstreiflamellen radial und axial bewegbar sind.
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Mit der Erfindung wird in überraschender Weise ein erheblicher Fortschritt
erzielt. Dadurch, daß die beiden Haltelamellen nur radial bewegt werden, ist die
geringstmögliche Bewegungsstrecke ausreichend, um die Halteglieder zwischen den
Greif- und Außereingriffstellungen zu bewegen. Weiterhin sind die Glieder aus lamellenartigen
Teilen ausgebildet und besitzen somit eine sehr geringe Masse. Beide Merkmale wirken
dahingehend zusammen, daß minimale Massenkräfte auftreten. Es kann somit mit höchsten
Arbeitsgeschwindigkeiten gearbeitet werden. Die Bewegungen sämtlicher Lamellen erfolgen
zwangsgesteuert. Dies trägt weiterhin zu einer Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit
bei. Durch die Zwangssteuerung der Bewegungen wird im übrigen gewährleistet, daß
die Behälter von den Lamellen nur so leicht berührt werden, daß auch bei Behältern
aus dünnsten Materialien jegliche Beschädigungen vermieden werden. Die Vorrichtung
ist billig und leicht herzustellen, hat einen geringen Raumaufwand, ist außerordentlich
betriebssicher und gestattet eine Anpassung auch an die kompliziertesten Arbeitsvorgänge.
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Um eine größtmögliche Schonung der Behälter bzw. Becher beim Abziehen
des untersten Bechers zu erreichen, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
daß die mittlere Abstreiflamelle im Abstand angeordnete Greifabschnitte besitzt,
zwischen denen die Greifabschnitte der oberen und unteren Haltelamellen angeordnet
sind, wobei alle Greifabschnitte jeweils nur an einem verhältnismäßig kleinen Stück
am leicht verformbaren Becher angreifen.
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Die Lamellenpaare, die für die Auflage und für das Halten vorgesehen
sind, greifen den Behälter also
nur an einem kleinen Teil des Randes
an, während die für das Abziehen vorgesehenen - Greifabschnitte annähernd gleichmäßig
am Umfang des Randes verteilt, an mehreren, z. B. an vier Stellen gleichzeitig angreifen
und dadurch gewährleisten, daß der Becher im freien Fall selbstzentrierend in die
darunterliegende Öffnung eines Drehtellers fällt, der dann den Weitertransport durchführt.
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Je nach dem Werkstoff der Becher bzw. Dosen werden die Lamellenpaare
anders ausgebildet sein.
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Eine Ausführung besteht darin, daß die Greifabschnitte der Lamellenpaare
für Behälter ohne Wulstrand Saugränder besitzen.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Saugränder mit Schwammgummi u.
dgl. besetzt sind.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Saugränder an ein
Vakuum anschließbare Saugöffnungen besitzen.
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Man kann solche Ausführungsformen auch kombiniert verwenden, je nachdem,
wie es der Werkstoff und die Eigenart der Dosenform erfordern.
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Eine konstruktiv besonders zweckmäßige Ausbildung ist dadurch gegeben,
daß die die obere Haltelamelle tragende Stange eine sich vertikal nach unten erstreckende
Langlochführung aufweist, in der die die Abstreiflamelle tragende Stange mittels
einer Kurvensteuerung mit Schieberführung axial bewegbar ist, und daß die Abstreiflamellenstange
über die Langlochführung gemeinsam mit der nockengesteuerten oberen Stange radial
bewegbar ist.
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Die voneinander abhängigen Bewegungen der drei Lamellenpaare werden
also in einfachster Weise mit geringen Mitteln durchgeführt, die betriebssicher
arbeiten und auch erschütterungsfest sind.
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Zweckmäßig ist es ferner, daß die obere Stange einen Betätigungsnocken
besitzt, welcher die der unteren Haltelamelle zugeordnete Stange gegen die Wirkung
einer Feder gegenläufig radial bewegt.
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Die Anbringung von Kurven, Nocken, Schiebern und Langlöchern gestattet
eine leichte Verstellbarkeit, so daß beliebige Bewegungsabläufe erreicht werden,
je nachdem, wie es der Abzieh- bzw. Setzvorgang erfordert.
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Es ist weiterhin wesentlich, daß die Vorrichtung eine einzige Antriebssteckwelle
aufweist, die die Kurvenscheibe und Nocken für die Steuerung aller Lamellenpaare
trägt.
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Die Zusammenfassung der Betätigungselemente auf einer gemeinsamen
Antriebssteckwelle hat den Vorteil, daß die Vorrichtung klein und mit geringem Gewicht
ausgeführt sowie an beliebigen Stellen eines Abfüllvorganges eingesetzt werden kann
und keine konstruktiv getrennte Antriebseinheit mit den etwa davor oder anschließend
folgenden Vorrichtungsteilen für das Deckelschließen, Füllen, Abpacken usw. vorgesehen
werden muß.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit drei Lamellenpaaren an einem Becherstapel mit Bördelrand; F i g.
2 zeigt die funktionelle Abhängigkeit der Lamellen einer Seite mit den schaubildlich
dargestellten Betätigungselementen.
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In F i g. 1 sind Stangen 1 gezeichnet, die im Viereck bzw. Quadrat
angeordnet, in bekannter Weise die runden Becher 2 führen. Die Becher weisen Bördelränder
3 auf und sind ineinandergesteckt, wobei zwi-
schen den Bördelrändern ein Abstand
4 vorhanden ist. Zwischen zwei Bördelrändern greift dann das obere Lamellenpaar
5, im folgenden häufig auch als Haltepaar bezeichnet, ein, und das darunterliegende,
mittlere Lamellenpaar6, im folgenden als Abziehlamellenpaar bezeichnet. Das untere
Lamellenpaar 7 wird als Auflagepaar bezeichnet. Die Lamellen sind gegenüberliegend
angeordnet. Deswegen werden sie als Paare bezeichnet. Es wäre selbstverständlich
auch möglich, je nach der Eigenart der abzuziehenden Gegenstände, mehr als ein Lamellenpaar
anzuordnen.
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Das obere Lamellenpaar 5 wird in Pfeilrichtung 8 hin- und herbewegt,
das mittlere Lamellenpaar 6 in Pfeilrichtung 9 und 10, d. h. hin- und her- sowie
auf und ab bewegt, das untere Lamellenpaar 7 wieder in Pfeilrichtung 11. In dem
nicht näher dargestellten Drehteller 12, der sich um die Drehachse 13 dreht, ist
eine Öffnung 14 vorhanden, in die dann der Becher, wie die gestrichelte Lage 15
angibt, in Pfeilrichtung 16 selbstzentrierend fallen soll. Der Vorgang geht taktmäßig
vor sich, indem nach Drehen um einen Arbeitstakt des Drehtellers 12 die nächste
Öffnung 14 wieder mit einem Becher 2 beschickt wird.
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Die Wirkungsweise ist folgende: In der gezeichneten Lage werden die
Abziehlamellen 6 in Pfeilrichtung 10 nach unten bewegt und lösen damit den Becher
2 vom Stapel 18. Die Haltelamellen 5 dienen als Gegenlager. Nachdem der Becher 2
in die gestrichelt gezeichnete Lage 15 gefallen ist, bewegen sich die Auflagelamellen
2 in Pfeilrichtung 19, so daß der in Pfeilrichtung 16 herunterfallende Stapel eine
neue Auflage hat, nachdem die Halte- und Abziehlamellen in Pfeilrichtung 20 herausgezogen
wurden.
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Das Spiel beginnt dann von neuem, d. h. Halte- und Abziehlamellen
bewegen sich gemeinsam, entgegen der Pfeilrichtung 20, in dieselbe Lage, in der
sich die Auflagelamellen 7 befinden. Jetzt gehen die Auflagelamellen entgegen der
Pfeilrichtung 19 in die gezeichnete Lage zurück, und die Abziehlamellen bewegen
sich in Pfeilrichtung 10.
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Die Abhängigkeit dieser Bewegungen der Lamellenpaare ist mit einfachen
Mitteln, so wie in der Fig.2 dargestellt, erreicht. Dabei bezeichnen dort gleiche
Zahlen die gleichen Teile. Die Lamellen können, wie in F i g. 2 dargestellt, als
Stahllamellen ausgebildet sein. Der Rand 21 der Lamellen kann Saugöffnungen besitzen
oder als Saugrand ausgebildet sein, der gegebenenfalls zusätzlich Saugöffnungen
aufweist.
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Zwei Abziehlamellen 6 sind im Abstand angeordnet, während die Halte-
und Auflagelamellen 5 und 7 zwischen diesen Lamellen angreifen. Es wird dadurch
beim Abziehen ein Verformen des empfindlichen Bechers 2 vermieden. Die Lamellen
selbst sind beiderseits an Stangen 22, 23, 24 angebracht. Eine Langlochführung 25
führt die Stange 23. Es ist weiter eine Kurvensteuerung 26 vorhanden, wobei die
Kurve 27 als geschlossene Führung von einer Rolle 28 abgetastet wird. Die Rolle
ist fest mit dem Schieber 29 verbunden. Eine Geradführung 30 verhindert das Verdrehen
des Schiebers. Auf der einzigen Antriebssteckwelle 31 ist eine Exzenterscheibe 32
fest aufgebracht, welche von der Rolle 33 abgetastet wird, die wiederum fest auf
dem durch die Feder 34 belasteten Hebel 35 angebracht ist. Der Hebel 35 sitzt seinerseits
fest auf der Drehwelle 36. An der Drehwelle 36 ist der zweiarmige Hebel 37 befestigt.
Dessen vorderes, längeres Ende bildet die Stange 22, welche die Haltelamelle 5 trägt.
Das andere Ende trägt einen
Betätigungsnocken 38, der am Gegennocken
39 unter der Wirkung einer Zugfeder40 anliegt. Die Drehwelle 41 verbindet den Gegennocken
39 mit den Stangen 24, welche die Auflagelamellen tragen. Mit dem Schieber 29 ist
eine Stange 42 gelenkig verbunden, die im Langloch 25 geführt ist und an ihrem Ende
die Abziehlamellen 6 trägt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Drehen der Antriebssteckachse
in Pfeilrichtung 43 erfolgt eine Auf- und Abbewegung der Abziehlamelle 6 infolge
Bewegung der Stange 42 durch den Schieber 29 in Pfeilrichtung 44. Die Bewegung der
Exzenterscheibe 32 bewirkt eine Hin- und Herbewegung des Hebels 35 und damit eine
Bewegung der Stangen 22, 23 bzw. 42 in Pfeilrichtung 45. In zeitlichem Abstand wird
auch über die Bewegung des Betätigungsnockens 38 die Stange 24 in Pfeilrichtung
45 hin- und herbewegt. Die gegenseitige Abhängigkeit dieser Bewegungen im Sinn der
in der F i g. 1 beschriebenen Arbeitsweise ist leicht justierbar, indem entweder
die Kurvensteuerung 26 oder die Exzenterscheibe 32 bzw. der Gegennocken 39 entsprechend
verschwenkt und dann durch Feststellschrauben 46 arretiert werden.
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Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Möglichkeiten zu bezeichnen,
leicht verformbare Behälter beliebiger Form, die gestapelt übereinanderliegen, abzuziehen
bzw. abzuführen, um sie in eine darunterliegende Öffnung zentriert fallen zu lassen.