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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in einen Behälter, umfassend eine Fördereinrichtung, mittels derer die Gegenstände gefördert werden können, und einen Fallschacht mit zwei parallel zueinander angeordneten Seitenwänden, der an einem Ende der Fördereinrichtung angeordnet und so ausgebildet ist, dass die Gegenstände mittels der Fördereinrichtung in den Fallschacht eingebracht werden können und in einen unterhalb des Fallschacht anordbaren Behälter fallen können.
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Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bereits bekannt. Sie dienen insbesondere dazu, in einer Produktionsstätte einzelne Gegenstände nach ihrer Herstellung in einen Behälter, insbesondere in einen Sammel- oder Transportbehälter, einzubringen.
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Die
DE 25 19 777 A1 , die
DE 28 31 248 A1 , die
WO 82/00814 A1 und die
US 2008/0223000 A1 offenbaren Vorrichtungen zum Einbringen von Gegenständen in einen Behälter, bei denen Hubvorrichtungen vorgesehen sind. Ein Problem bei diesen Vorrichtungen besteht darin, dass die in den Behälter einzubringenden Gegenstände unter Einwirkung der Schwerkraft häufig aus einer relativ großen Höhe in das Innere des Behälters hineinfallen, so dass sie unter Umständen beschädigt werden können und gegebenenfalls sogar vollkommen unbrauchbar werden. In der
DE 91 15 374 A1 und der
DE 10 2005 033 399 A1 kommen verschwenkbare Klappen zum Einsatz, um die Fallhöhe der Gegenstände zu reduzieren. Die
DE 41 09 271 A1 sowie die
DE 10 2008 015 911 B3 offenbaren Behälter, in denen Prallflächen ausgebildet sind, die einen freien Fall der Gegenstände in den Behälter dämpfen können. Da jeder Behälter mit entsprechenden Prallflächen ausgerüstet werden muss, sind derartige Behälter entsprechend teuer in der Herstellung.
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Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Aufnahmekapazität einzelner Behälter häufig nur unzureichend ausgenutzt wird, da die Behälter ungleichmäßig mit den darin einzubringenden Gegenständen befüllt werden.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in einen Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Beschädigung der Gegenstände beim Einbringen in den Behälter verhindern kann und eine gleichmäßigere Verteilung der Gegenstände im Inneren des Behälters ermöglichen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in einen Behälter zeichnet sich dadurch aus, dass der Fallschacht in vertikaler Richtung höhenverstellbar ausgebildet ist und im Inneren des Fallschachts mehrere Prallkörper angebracht sind, die so ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, dass sie die Fallbewegung der Gegenstände innerhalb des Fallschachts dämpfen können. Durch die Möglichkeit, den Fallschacht in vertikaler Richtung verstellen zu können und dadurch, dass im Inneren des Fallschachts mehrere Prallkörper, die zumindest einen Teil der kinetischen Energie der Gegenstände absorbieren können, vorgesehen sind, kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass die Gegenstände während des Falls in den Behälter beschädigt werden können. Die Höhenverstellbarkeit des Fallschachts bietet darüber hinaus Vorteile im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit der Befüllung des Behälters mit den darin einzubringenden Gegenständen.
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Die Prallkörper können in einer vorteilhaften Ausführungsform aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Elastomer, bestehen. Dadurch kann eine gute elastische und reversible Verformbarkeit der Prallkörper, die insbesondere plattenförmig ausgebildet sein können, erreicht werden.
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Damit Gegenstände unterschiedlicher Größe den Fallschacht passieren können, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest einige der Prallkörper um jeweils eine horizontale Schwenkachse schwenkbar und arretierbar an den Seitenwänden angebracht sind. Dadurch ist eine Einstellung der Neigung der einzelnen Prallkörper relativ zu den Seitenwänden möglich, wodurch eine Anpassung des Abstands eines freien Endes des betreffenden Prallkörpers zur jeweils gegenüberliegenden Seitenwand möglich ist.
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In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, dass in jeder der beiden Seitenwände eine Anzahl von Führungsschlitzen ausgebildet ist, wobei in jedem der Führungsschlitze jeweils ein Prallkörper angeordnet ist. Um auch bei dieser Variante eine Anpassung des Fallschachts an Gegenstände unterschiedlicher Größe zu ermöglichen, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Prallkörper in den Führungsschlitzen verschiebbar und arretierbar angeordnet sind. Auch so ist eine Anpassung der Abstände der freien Enden der Prallkörper zu einer diesen gegenüberliegenden Seitenwand auf einfache Weise möglich.
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Es besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Prallkörper in vertikaler Richtung nach unten geneigt in den Führungsschlitzen angeordnet sind. Vorzugsweise können einander gegenüberliegende Prallkörper in vertikaler Richtung des Fallschachts versetzt zueinander angeordnet sein. Dadurch wird erreicht, dass sich die Gegenstände innerhalb des Fallschachts in einer zick-zack-artigen Bahn nach unten in den Behälter bewegen können.
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In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich die Prallkörper in horizontaler Richtung durch die Führungsschlitze erstrecken.
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Um den Betrieb der Vorrichtung zumindest teilweise automatisieren zu können, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine zentrale Steuerungseinrichtung aufweist, mittels derer der Betrieb der Vorrichtung gesteuert werden kann.
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Vorzugsweise kann die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung umfassen, mittels derer die Bewegung des Fallschachts in vertikaler Richtung (und in vorteilhafter Weise von der zentralen Steuerungseinrichtung gesteuert) angetrieben werden kann. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise eine Antriebseinheit mit Motor- und Getriebemitteln sowie eine Antriebskette (insbesondere eine Gliederkette), die mit einem ersten Ende am Fallschacht befestigt ist und an einem zweiten Ende vorzugsweise ein Gegengewicht umfasst, aufweisen, wobei die Antriebskette mittels eines Zahnrads, das an die Antriebseinheit angeschlossen ist, antreibbar ist. Vorteilhaft kann die Antriebseinrichtung mindestens zwei Antriebsketten, die mit einem ersten Ende jeweils am Fallschacht befestigt sind und an einem zweiten Ende vorzugsweise jeweils ein Gegengewicht umfassen, aufweisen, wobei die Antriebsketten jeweils mittels eines Zahnrads, das an die Antriebseinheit angeschlossen ist, antreibbar sind. Das Vorsehen von Gegengewichten hat den Vorteil, dass der Motor der Antriebseinheit entsprechend kleiner dimensioniert werden kann. Wenn die Antriebseinrichtung gegengewichtslos ausgeführt ist, muss der Motor entsprechend leistungsstärker ausgeführt sein. An Stelle einer oder mehrerer Antriebsketten können alternativ zum Beispiel auch Zahnriemen oder Zahnstangen verwendet werden.
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Der Fallschacht kann vorteilhaft eine dritte Seitenwand aufweisen, die sich orthogonal zu der ersten und zweiten Seitenwand erstreckt und in Förderrichtung der Gegenstände betrachtet eine hintere Wand des Fallschachts bildet. Dadurch kann verhindert werden, dass die Gegenstände nicht den Fallschacht passieren, sondern möglicherweise nach hinten aus dem Fallschacht herausfallen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der hinteren Seitenwand des Fallschachts mehrere in vertikaler Richtung voneinander beabstandet angeordnete Positionserfassungsmittel angebracht sind, mittels derer die vertikale Position des Fallschachts erfasst werden kann. Die Positionserfassungsmittel können insbesondere im Wesentlichen stiftartig ausgebildet sein. Mittels der Positionserfassungsmittel kann die Position des Fallschachts in vertikaler Richtung von der zentralen Steuerungseinrichtung der Vorrichtung erfasst werden. So können zum Beispiel diskrete Stoppositionen des Fallschachts in vertikaler Richtung von der zentralen Steuerungseinrichtung durch entsprechende Abfragen der Positionserfassungsmittel erfasst werden. Alternativ können die vertikalen Positionen des Fallschachts über Linearpotentiometer oder Drehgeber erfasst werden und von der zentralen Steuerungseinrichtung verarbeitet werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens ein Füllstandserfassungsmittel aufweist, das so ausgebildet ist, dass es den Füllstand des Behälters mit den Gegenständen erfassen kann. Die Daten des Füllstandserfassungsmittels können wiederum von der zentralen Steuerungseinrichtung verarbeitet werden. Das Füllstandserfassungsmittel kann zum Beispiel einen Ultraschallsensor umfassen. Alternativ kann das Füllstandserfassungsmittel zum Beispiel eine Zählvorrichtung umfassen, die so ausgebildet ist, dass sie die Anzahl der in den Behälter eingebrachten Gegenstände zählen kann. Um die Genauigkeit bei der Erfassung des Füllstands des Behälters zu erhöhen, besteht in einer vorteilhaften Weiterbildung die Möglichkeit, dass die Vorrichtung mehrere (zum Beispiel zwei) Füllstandserfassungsmittel umfasst.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein Ständermittel umfasst, an dem ein Rahmenausleger, der die Fördereinrichtung trägt, in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Schwenkachse schwenkbar angelenkt ist. So kann die Fördereinrichtung in unterschiedliche Gebrauchsstellungen überführt werden. Um das Zuführen von Gegenständen zur Fördereinrichtung zu vereinfachen, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an einem ersten Ende des Rahmenauslegers ein Übergabemittel angeordnet sein, mittels dessen der Fördereinrichtung während des Betriebs der Vorrichtung die in einen Behälter einzubringenden Gegenstände zugeführt werden können. Vorzugsweise kann der Fallschacht an einem zweiten Ende des Rahmenauslegers angeordnet sein, so dass er zusammen mit dem Rahmenausleger bewegt werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Rahmenauslegers relativ zum Ständermittel aufweist. Vorzugsweise kann diese Antriebseinrichtung von der zentralen Steuerungseinrichtung gesteuert werden. Vorzugsweise kann die Vorrichtung ein Positionserfassungsmittel, insbesondere einen Drehgeber oder dergleichen, aufweisen, mittels dessen die Schwenkposition des Rahmenauslegers erfasst werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fallschacht eine Fallschachtverschlusseinrichtung umfasst, die so ausgebildet ist, dass ein der Fördereinrichtung zugewandter Bereich des Fallschachts, welcher sich unterhalb der Förderebene erstreckt, bei einer Bewegung des Fallschachts in vertikaler Richtung selbsttätig verschlossen werden kann. In Bezug auf die Förderrichtung bildet dieser Bereich die Vorder- oder Eintrittsseite der Gegenstände in den Fallschacht. Durch die hier vorgeschlagene Maßnahme kann verhindert werden, dass ein Gegenstand nach dem Eintritt in den Fallschacht nach vorne aus diesem herausfallen kann.
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Die Fallschachtverschlusseinrichtung kann vorteilhaft ein flexibles, bandartig ausgebildetes Verschlussmittel (insbesondere ein Gurtband) umfassen, das mit einem Ende im Bereich eines unteren Endes des Fallschachts befestigt ist, und über mindestens eine Umlenkrolle geführt ist. Um das bandartige Verschlussmittel mechanisch unter Spannung setzen zu können, ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass an einem zweiten Ende des Verschlussmittels ein Gegengewicht angebracht ist. Das bandartige Verschlussmittel kann zum Beispiel auch über eine erste Umlenkrolle und eine zweite Umlenkrolle geführt sein, die unterhalb des Rahmenauslegers angeordnet sind, so dass sich das Verschlussmittel in einem Bereich zwischen den beiden Umlenkrollen parallel zum Rahmenausleger erstreckt.
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Damit der Behälter noch gleichmäßiger mit den Gegenständen gefüllt werden kann, ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass an einem unteren Ende des Fallschachts eine steuerbare Verteileinrichtung angeordnet ist, die so ausgebildet ist, dass sie die Gegenstände im Inneren des Behälters verteilen kann.
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Vorzugsweise kann die Verteileinrichtung ein Klappelement im Inneren des Fallschachts, einen Pneumatikzylinder, der mit einem Ende an einer Halterung außen im Bereich einer der Seitenwände oder unmittelbar an einer der Seitenwände angebracht ist, sowie eine Schwenklasche, die außen im Bereich der Seitenwand angebracht ist und mit dem Klappelement in Wirkverbindung steht und eine horizontale Schwenkachse definiert, um die das Klappelement verschwenkt werden kann, umfassen. Die Schwenkbewegung des Klappelements kann in vorteilhafter Weise ebenfalls von der zentralen Steuerungseinrichtung gesteuert werden.
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Die Fördereinrichtung kann in einer vorteilhaften Ausführungsform ein umlaufendes Förderband sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass in mindestens einer der Seitenwände des Fallschachts mindestens eine manuell verschließbare Eingriffsöffnung ausgebildet ist. Durch diese Eingriffsöffnung kann ein Bediener im Falle einer Betriebsstörung (zum Beispiel durch einen verkanteten Gegenstand im Inneren des Fallschachts) in das Innere des Fallschachts hineingreifen, so dass die Störung auf einfache Weise beseitigt werden kann.
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Nachfolgend soll der Betrieb der hier vorgestellten Vorrichtung mit zwei Behältern, die für die Aufnahme der Gegenstände vorgesehen sind, näher erläutert werden. Zunächst wird ein erster Behälter mit den Gegenständen, die zum Beispiel Stanz- oder Biegeteile sein können, befüllt. Die einzubringenden Gegenstände werden dem Förderband aus einer Produktionsanlage über das Übergabemittel zugeführt. Auf dem Förderband werden die Gegenstände zum Fallschacht gefördert, in dem sie in der oben beschriebenen Weise in einer mittels der Prallkörper gedämpften Fallbewegung nach unten in den ersten Behälter fallen. Während des Befüllvorgangs wird der Rahmenausleger von der Steuerungseinrichtung sukzessiv in einer horizontalen Ebene oberhalb einer Einfüllöffnung des ersten Behälters entlang geführt, um dadurch den Behälter möglichst gleichmäßig mit den Gegenständen füllen zu können. Durch eine Steuerung der Stellung der Verteileinrichtung und durch eine Anpassung der vertikalen Position des Fallschachts, die mittels der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit vom erfassten Füllstand des ersten Behälters mit den Gegenständen erfolgen können, werden die Gegenstände sehr gleichmäßig im Inneren des ersten Behälters verteilt. Dadurch bilden sich in vorteilhafter Weise keine Anhäufungen der Gegenstände im inneren des Behälters und die Füllebene ist relativ gerade. Wenn im Inneren des Behälters ein bestimmter Füllstand erreicht ist, wird der Fallschacht mittels der von der Steuerungseinrichtung angesteuerten Antriebseinrichtung in vertikaler Richtung nach oben bewegt, wobei der Behälter weiter mit den Gegenständen gefüllt wird. Wenn der erste Behälter seinen maximalen Füllstand erreicht hat, wird das Förderband (und vorzugsweise auch die Produktionsanlage) zumindest kurzzeitig gestoppt, so dass der Rahmenausleger zu einem zweiten Behälter geschwenkt werden kann, welcher dann in der vorstehend beschriebenen Weise ebenfalls mit den Gegenständen gefüllt wird. Der erste (volle) Behälter kann vom Bedienpersonal durch einen leeren Behälter ersetzt werden, der nach der Befüllung des zweiten Behälters seinerseits gefüllt werden kann. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass mehr als zwei Behälter vorgesehen sein können, die sukzessiv mit den Gegenständen befüllt werden können. Die unterschiedlichen Standorte sowie die Abmessungen der Behälter sind vorteilhaft in der Steuerungseinrichtung abrufbar hinterlegt und abgespeichert. Dadurch können Behälter unterschiedlicher Größen auf einfache Weise mit den Gegenständen befüllt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
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1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in einen Behälter, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt ist;
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2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1;
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3 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 1 und 2;
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4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in unterschiedlichen Winkelstellungen eines Rahmenauslegers;
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5a bis 5c Seitenansichten dreier verschiedener Ausführungsbeispiele eines Fallschachts der Vorrichtung;
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6a, 6b zwei schematisch vereinfachte Seitenansichten, die die Funktion einer Verteileinrichtung, die an einem unteren Ende des Fallschachts angebracht ist, veranschaulichen;
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7a, 7b zwei Detailansichten, die den konstruktiven Aufbau einer Verschlusseinrichtung des Fallschachts veranschaulichen;
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8 eine Detailansicht, die den konstruktiven Aufbau einer Antriebseinrichtung des Fallschachts zeigt;
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9 eine Detailansicht, die eine der Seitenwände des Fallschachts mit mehreren daran angebrachten Positionserfassungsmitteln zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 umfasst eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Gegenständen 30, wie zum Beispiel Stanz- oder Biegeteilen, in einen Behälter 20, 20' (insbesondere einen Sammel- oder Transportbehälter) ein Ständermittel 2, das sich von einer Standfläche der Vorrichtung 1 in vertikaler Richtung nach oben erstreckt und an dem ein Rahmenausleger 4 um eine vertikale Schwenkachse in einer horizontalen Ebene schwenkbar angelenkt ist. Der Rahmenausleger 4 trägt eine Fördereinrichtung, die vorliegend als umlaufendes Förderband 3 ausgebildet ist, auf dem die in einen Behälter 20, 20' einzubringenden Gegenstände 30 gefördert werden können. Das Förderband 3 wird mittels einer ersten Antriebseinrichtung 15 mit einem Elektromotor, die in diesem Ausführungsbeispiel an einer Unterseite des Rahmenauslegers 4 angeordnet ist, angetrieben. Eine zweite Antriebseinrichtung 5 mit einem Rahmengestell 50 ist von dem Ständermittel 2 und damit auch von der Schwenkachse des Rahmenauslegers 4 beabstandet unterhalb des Rahmenauslegers 4 angeordnet und weist einen Antriebsmotor 51, der von dem Rahmengestell 50 gehalten wird, sowie mindestens eine mittels des Antriebsmotors 51 antreibbare Rolle 52 oder dergleichen auf, die an einer Unterseite des Rahmengestells 50 angeordnet ist, so dass der Rahmenausleger 4 – wie in 4 zu erkennen – während des Betriebs der Vorrichtung 1 um die vertikale Schwenkachse bewegt werden kann. Vorzugsweise weist die Antriebseinrichtung 5 an der Unterseite des Rahmengestells 50 wenigstens zwei Rollen 52 oder dergleichen auf, von denen zumindest eine mittels des Antriebsmotors 51 angetrieben werden kann, um so den Rahmenausleger 4 in unterschiedliche Betriebsstellungen bewegen zu können.
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An einem ersten stirnseitigen Ende des Rahmenauslegers 4 ist ein Übergabemittel 6 angeordnet, das vorzugsweise so ausgebildet ist, dass es von einem Benutzer verstellt und in der gewünschten Stellung arretiert werden kann. Das Übergabemittel 6 ist zur Ebene des Förderbands 3 geneigt angeordnet und weist zwei aufgekantete Seitenwände 60 auf, die in Richtung eines vorderen, dem Förderband 3 zugewandeten Endes aufeinander zulaufen. Über dieses Übergabemittel 6 können dem Förderband 3 während des Betriebs der Vorrichtung 1 die in einen Behälter 20, 20' einzubringenden Gegenstände 30 (zum Beispiel aus einer Produktionseinrichtung) zugeführt werden.
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Im Bereich der vertikalen Schwenkachse des Rahmenauslegers 4 ist ein Drehgebermittel 16, das insbesondere ein Potentiometer umfassen kann, vorgesehen, mittels dessen die Position des Rahmenauslegers 4 und damit auch des Förderbands 3 relativ zu dem ortsfesten Ständermittel 2 erfasst werden kann. An Stelle eines Drehgebermittels zur Ermittlung der Position des Rahmenauslegers 4 kann zum Beispiel auch ein Linearpotentiometer oder ein Positionsanzeigemittel vorgesehen sein.
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An einem zweiten Ende des Rahmenauslegers 4 ist ein Fallschacht 7 angeordnet, der sich orthogonal zur Förderebene des Förderbands 3 erstreckt und in vertikaler Richtung höhenverstellbar ausgebildet ist. Die in den Behälter 20, 20' einzubringenden Gegenstände 30 werden während des Betriebs der Vorrichtung 1 mittels der Fördereinrichtung 3 in den Fallschacht 7 gefördert, innerhalb dessen sie unter Einwirkung ihrer Gewichtskraft in vertikaler Richtung nach unten in den unterhalb des Fallschachts 7 angeordneten Behälter 20, 20' fallen. Die Höhenverstellbarkeit des Fallschachts 7 in vertikaler Richtung (z-Richtung) wird mittels einer dritten Antriebseinrichtung 14, die weiter unten unter Bezugnahme auf 8 noch näher erläutert werden wird, realisiert.
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Ferner weist die Vorrichtung 1 eine zentrale Steuerungseinrichtung 9 mit Bedienelementen auf, die so ausgeführt ist, dass der Betrieb der Vorrichtung 1 mittels der zentralen Steuerungseinrichtung 9 gesteuert werden kann. Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung 9 so ausgeführt, dass sie zumindest einen teilweise automatischen Betrieb der Vorrichtung 1 ohne Eingriff des Bedienpersonals ermöglicht. Auch eine vollautomatische Steuerung der Vorrichtung 1 mittels der Steuerungseinrichtung ist möglich und sogar besonders vorteilhaft.
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Nachfolgend sollen mögliche konstruktive Ausgestaltungen des Fallschachts 7 näher erläutert werden. Unter Bezugnahme auf 5a ist dort eine erste Ausführungsvariante des Fallschachts 7 in einer Seitenansicht orthogonal zur Förderrichtung der Gegenstände 30 dargestellt. Der Fallschacht 7 weist zwei parallel zueinander angeordnete, sich orthogonal zur Förderrichtung der Gegenstände in vertikaler Richtung erstreckende Seitenwände 70, 71 (erste Seitenwand 70 und zweite Seitenwand 71) auf. Zwischen der ersten und zweiten Seitenwand 70, 71 erstreckt sich orthogonal dazu eine dritte Seitenwand 72, die in 9 zu erkennen ist und in Förderrichtung der Gegenstände 30 auf dem Förderband 3 betrachtet die hintere Seitenwand des Fallschachts 7 bildet. In den beiden parallel zueinander angeordneten Seitenwänden 70, 71 sind mehrere (in diesem Ausführungsbeispiel drei) plattenförmig ausgebildete Prallkörper 10 in damit korrespondierenden Führungsschlitzen nach unten geneigt angeordnet. Die Prallkörper 10 sind vorzugsweise aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Elastomer, oder aus einem vergleichbaren, die Fallbewegung der Gegenstände 30 dämpfenden Werkstoff hergestellt. Einander gegenüberliegende Prallkörper 10 sind in vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet, so dass sich ein in das Innere des Fallschachts 7 eingebrachter Gegenstand 30, wie in 5a zu erkennen, in einer zick-zack-artigen Bahn den Fallschacht 7 entlang nach unten bewegen kann. Bei jedem Kontakt des Gegenstands 30 mit einem der Prallkörper 10 wird dessen Fallbewegung gedämpft, da ein Teil der kinetischen Energie des Gegenstands 30 in Verformungsenergie des jeweiligen elastisch verformbaren Prallkörpers 10 umgewandelt wird. Durch das Abbremsen der Fallbewegung des Gegenstands 30 kann eine Beschädigung, insbesondere bei einem Kontakt mit einer der Seitenwände 70, 71 oder später bei einem Zusammenprall mit anderen Gegenständen 30, die sich bereits im Inneren des Behälters 20, 20' befinden, in vorteilhafter Weise vermieden werden. Durch die Verwendung der Prallkörper 10, die in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet und im Inneren des Fallschachts 7 angebracht sind, treffen die Gegenstände 30 mit nur etwa 1/10 der Energie auf, die sie bei einem freien und ungebremsten Fall hätten, so dass Beschädigungen wirksam vermieden werden können.
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Aus 5a wird deutlich, dass die maximale Größe eines Gegenstands 30, der das Innere des Fallschachts 7 ungehindert passieren kann, durch die Abstände der freien, in das Innere des Fallschachts 7 hineinragenden Enden der Prallkörper 10 zu der diesen jeweils gegenüberliegenden Seitenwand 70, 71 definiert ist. Damit der Fallschacht 7 auf einfache Weise an unterschiedlich dimensionierte Gegenstände 30 angepasst werden kann, sind die Prallkörper 10 in den Führungsschlitzen der Seitenwände 70, 71 verschiebbar und arretierbar angeordnet.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die in 5b dargestellt ist, können die Prallkörper 10 auch um eine horizontale Achse schwenkbar und arretierbar an den Seitenwänden 70, 71 angebracht sein. Dadurch ist es ebenfalls möglich, die Abstände der freien Enden der Prallkörper 10 zu den gegenüberliegenden Seitenwänden 70, 71 an die Größe der Gegenstände 30, die das Innere des Fallschachts passieren sollen, anzupassen. Es wird deutlich, dass einander gegenüberliegende Prallkörper 10 auch in dieser Variante in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform, die in 5c dargestellt ist, können die Prallkörper 10 auch derart in den Führungsschlitzen der Seitenwände 70, 71 angeordnet sein, dass sie in horizontaler Richtung verschiebbar sind. Die freien Enden paarweise einander gegenüberliegender Prallkörper 10 können in einer geschlossenen Stellung aneinander liegen oder aber einen derart geringen Abstand zueinander aufweisen, dass ein Gegenstand 30, der auf dieses Paar von Prallkörpern 10 trifft, dieses nicht passieren kann, sondern auf Grund der Dämpfungseigenschaften der Prallkörper 10 abgebremst wird. Werden gegenüberliegende Prallkörper 10 in horizontaler Richtung auseinander gezogen, kann der Gegenstand 30 einen sich zwischen den Prallkörpern 10 bildenden Zwischenraum passieren und auf Grund der Schwerkraft in vertikaler Richtung weiter nach unten fallen. Der Gegenstand 30 trifft dann auf ein darunter liegendes Paar aneinander liegender Prallkörper 10 und wird dementsprechend abgebremst. Die Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegungen der Prallkörper 10 erfolgt vorzugsweise mittels der zentralen Steuerungseinrichtung 9 und kann zum Beispiel zeitgesteuert sein. Alternativ kann die Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegung der Prallkörper 10 auch sensorgesteuert (insbesondere mit Hilfe von Schall- oder Ortssensormitteln) erfolgen.
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In allen drei hier gezeigten Varianten ist an einem unteren Ende des Fallschachts 7 ein Füllstandserfassungsmittel angebracht, mittels dessen der Füllstand des Behälters 20, 20' mit den Gegenständen 30 kontinuierlich erfasst werden kann. Das Füllstandserfassungsmittel kann zum Beispiel einen Ultraschallsensor 8 umfassen. Um die Genauigkeit der Füllstandsbestimmung zu erhöhen, besteht in einer vorteilhaften Variante die Möglichkeit, dass mindestens zwei Füllstandserfassungsmittel (insbesondere mindestens zwei Ultraschallsensoren 8) vorgesehen sind. Um den Füllstand eines Behälters 20, 20' mit den Gegenständen 30 zu erfassen, kann das Füllstandserfassungsmittel in einer alternativen Variante auch als Zählvorrichtung ausgebildet sein, die in die Vorrichtung 1 integriert ist und die Anzahl der in den Behälter 20, 20' fallenden Gegenstände 30 zählen kann. Das mindestens eine Füllstandserfassungsmittel beziehungsweise die alternativ vorgesehene Zählvorrichtung, sind an die zentrale Steuerungseinrichtung 9 der Vorrichtung 1 angeschlossen, so dass in Abhängigkeit vom Füllstand des Behälters 20, 20' der Betrieb der Vorrichtung 1 gesteuert werden kann.
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An einem unteren Ende des Fallschachts 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Verteileinrichtung 12 angeordnet, mittels derer eine gleichmäßigere Verteilung der Gegenstände 30 im Inneren des Behälters 20, 20' erreicht werden kann und die nachfolgend unter weiterer Bezugnahme auf 6a und 6b näher erläutert werden soll. Die Verteileinrichtung 12 umfasst ein Klappelement 120 im Inneren des Fallschachts 7, einen Pneumatikzylinder 121, der mit einem Ende an einer Halterung 123 außen im Bereich der ersten Seitenwand 70 beziehungsweise unmittelbar an der ersten Seitenwand 70 angebracht ist, sowie eine Schwenklasche 122, die ebenfalls außen im Bereich der Seitenwand 70 angebracht ist. Die Schwenklasche 122 steht mit dem Klappelement 120 in Wirkverbindung und definiert eine horizontale Schwenkachse, um die das Klappelement 120, wie in 6a und 6b veranschaulicht, bei einer Aktivierung des Pneumatikzylinders 121 verschwenkt werden kann. Das Klappelement 120 bildet in seiner bezüglich einer horizontalen Position verschwenkten Stellung eine schiefe Ebene aus, entlang derer ein Gegenstand 30, wie in 6a und 6b gezeigt, in Abhängigkeit von dessen geometrischer Beschaffenheit rollen oder auch rutschen kann. Die Steuerung der Schwenkbewegung des Klappelements 120 erfolgt (vorzugsweise in Abhängigkeit vom Füllstand des Behälters 20, 20') wiederum mittels der Steuerungseinrichtung 9. An Stelle der hier beschriebenen Scharniergelenkanordnung für das Klappelement 120 kann die gelenkige Anbindung des Klappelements 120 zum Beispiel auch über ein Kugelgelenkmittel erfolgen.
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Unter Bezugnahme auf 7a und 7b weist der Fallschacht 7 eine Fallschachtverschlusseinrichtung 13 auf, die ein flexibles, bandartig ausgebildetes Verschlussmittel 130 (insbesondere ein Gurtband), das in der Nähe eines unteren Endes derjenigen Seite des Fallschachts 7 befestigt ist, welche der Fördereinrichtung 3 zugewandt ist. Das Verschlussmittel 130 wird über eine erste Umlenkrolle 131 und eine zweite Umlenkrolle 132 geführt, die unterhalb des Rahmenauslegers 4 angeordnet sind, so dass sich das Verschlussmittel 130 in einem Bereich zwischen den beiden Umlenkrollen 131, 132 parallel zum Rahmenausleger 4 erstreckt. An einem freien Ende des Verschlussmittels 130, das sich nach dem Umlenken mittels der zweiten Umlenkrolle 132 nach unten von dieser weg erstreckt, ist ein Gegengewicht 133 angebracht, welches bewirkt, dass das bandartige Verschlussmittel 130 stets unter mechanischer Spannung steht und somit stets gestrafft ist. Wenn sich der Fallschacht 7, wie in 7a gezeigt, zu Beginn des Einbringens der Gegenstände 30 in einen Behälter 20, 20' in einer unteren Stellung befindet, ist das Gegengewicht 133 in einer oberen Stellung. Wenn der Fallschacht 7 während des Befüllens des Behälters 20, 20' sukzessiv in eine obere Stellung, wie sie in 7b dargestellt ist, überführt wird, bewegt sich das Gegengewicht 133 dementsprechend in eine untere Stellung. Die von der Fördereinrichtung 3 geförderten Gegenstände 30 laufen in der oben beschriebenen Weise in den Fallschacht 7 ein und fallen in den darunter angeordneten Behälter 20, 20'. Damit die Gegenstände 30 auf der Ebene der Fördereinrichtung 3 einlaufen können und nicht seitlich aus dem Fallschacht 7 herausfallen können, wird mit Hilfe des bandartigen Verschlussmittels 130 ein der Fördereinrichtung 3 zugewandeter Abschnitt des Fallschachts 7 entsprechend der vertikalen Position des Fallschachts 7 in der vorstehend beschriebenen Weise automatisch verschlossen. Die diesem Abschnitt gegenüberliegende Seitenwand 72 des Fallschachts 7 ist demgegenüber starr ausgeführt, so dass ein Herausfallen der Gegenstände 30 aus dem Fallschacht 7 in diesem Bereich ebenfalls wirksam verhindert werden kann.
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In einer alternativen, hier nicht explizit dargestellten Ausführungsform besteht zum Beispiel auch die Möglichkeit, dass das Verschlussmittel 130 mittels einer federbelasteten Rolle automatisiert aufwickelbar ist. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Verschlussmittel 130 auch mittels einer Feder oder einem Pneumatikzylinder gezogen werden.
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Unter Bezugnahme auf 8 soll nachfolgend die Antriebseinrichtung 14, die die Bewegung des Fallschachts 7 in vertikaler Richtung antreiben kann, näher erläutert werden. Die Antriebseinrichtung 14 weist eine Antriebseinheit 140 mit einem Elektromotor und Getriebemitteln auf und ist an ein Zahnrad 141 angeschlossen und kann dieses antreiben. Das Zahnrad 141 bildet funktional eine von der Antriebseinheit 140 antreibbare Umlenkrolle für eine Antriebskette 142, die an einem ersten Ende mit dem Fallschacht 7 verbunden ist. An einem zweiten Ende der Antriebskette 142 ist zum Gewichtsausgleich ein Gegengewicht 143 angebracht. Zu Beginn des Befüllvorgangs befindet sich der Fallschacht 7 in einer unteren Stellung. Das Gegengewicht 143 ist dann in einer oberen Stellung.
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Wenn der Fallschacht 7 während des Befüllvorgangs des Behälters 20, 20' nach oben bewegt wird, bewegt sich das Gegengewicht dementsprechend nach unten. Vorzugsweise kann der Antrieb des Fallschachts 7 in der vorstehend beschriebenen Weise auch über (mindestens) zwei sich parallel zueinander erstreckende Antriebsketten 142, an deren zweitem Ende jeweils ein Gegengewicht 143 angebracht ist, und die über die Antriebseinheit 140 mit Hilfe zweier Zahnräder 141 angetrieben werden, erfolgen.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsformen, bei denen ein oder mehrere Gegengewichte vorgesehen sind, besteht darin, dass der Antriebsmotor der Antriebseinheit 140 kleiner dimensioniert werden kann. Alternativ ist es aber auch möglich, die Antriebseinheit 140 ganz ohne Gegengewicht(e) auszuführen. Dann muss der Motor entsprechend leistungsstark dimensioniert werden.
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In einer alternativen, hier ebenfalls nicht explizit dargestellten Ausführungsvariante besteht zum Beispiel auch die Möglichkeit, dass die Antriebseinrichtung 14 einen Pneumatikzylinder aufweist, mittels dessen der Fallschacht 7 in vertikaler Richtung bewegt werden kann.
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Unter Bezugnahme auf 9 sind an der hinteren (dritten) Seitenwand 72 des Fallschachts 7 mehrere, in vertikaler Richtung voneinander beabstandet angeordnete und vorliegend im Wesentlichen stiftartig ausgebildete Positionserfassungsmittel 17 angebracht, mittels derer die Position des Fallschachts 7 in vertikaler Richtung von der zentralen Steuerungseinrichtung 9 der Vorrichtung 1 erfasst werden kann. Die diskreten Stoppositionen des Fallschachts 7 in vertikaler Richtung werden der zentralen Steuerungseinrichtung 9 durch entsprechende Abfragen der Positionserfassungsmittel 17 mitgeteilt. Alternativ können die vertikalen Positionen des Fallschachts 7 auch über andere Positionserfassungsmittel, wie zum Beispiel Linearpotentiometer oder Drehgeber, erfasst und von der zentralen Steuerungseinrichtung 9 ausgelesen beziehungsweise verarbeitet werden.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 4 soll nachfolgend der Betrieb der hier vorgestellten Vorrichtung 1 mit zwei Behältern 20, 20', die für die Aufnahme der Gegenstände 30 vorgesehen sind, näher erläutert werden. Zunächst wird ein erster Behälter 20 mit den Gegenständen 30, die zum Beispiel Stanz- oder Biegeteile sein können, befüllt. Die einzubringenden Gegenstände 30 werden dem Förderband 3 aus einer Produktionsanlage über das Übergabemittel 6 zugeführt. Auf dem Förderband werden die Gegenstände zum Fallschacht 7 gefördert, in dem sie in der oben beschriebenen Weise in einer mittels der Prallkörper 10 gedämpften Fallbewegung nach unten in den ersten Behälter 20 fallen. Während des Befüllvorgangs wird der Rahmenausleger 4 von der Steuerungseinrichtung 9 sukzessiv in einer horizontalen Ebene oberhalb einer Einfüllöffnung 200 des ersten Behälters 20 entlang geführt, um dadurch den Behälter 20 möglichst gleichmäßig mit den Gegenständen 30 füllen zu können. Durch eine Steuerung der Stellung der Verteileinrichtung 12 und durch eine Anpassung der vertikalen Position des Fallschachts 7, die mittels der Steuerungseinrichtung 9 in Abhängigkeit vom Füllstand des ersten Behälters 20 mit den Gegenständen 30 erfolgen können, werden die Gegenstände 30 sehr gleichmäßig im Inneren des ersten Behälters 20 verteilt. Dadurch bilden sich in vorteilhafter Weise keine Anhäufungen der Gegenstände 30 im Inneren des Behälters 20 und die Füllebene ist relativ gerade. Wenn im Inneren des Behälters 20 ein bestimmter Füllstand erreicht ist, wird der Fallschacht 7 mittels der von der Steuerungseinrichtung 9 angesteuerten Antriebseinrichtung 14 in vertikaler Richtung nach oben bewegt, wobei der Behälter 20 weiter mit den Gegenständen 30 gefüllt wird. Wenn der erste Behälter 20 seinen maximalen Füllstand erreicht hat, wird das Förderband 3 (und vorzugsweise auch die Produktionsanlage) zumindest kurzzeitig gestoppt, so dass der Rahmenausleger 4 zu einem zweiten Behälter 20' geschwenkt werden kann, welcher dann in der vorstehend beschriebenen Weise ebenfalls mit den Gegenständen 30 gefüllt wird. Der erste (volle) Behälter 20 kann vom Bedienpersonal durch einen leeren Behälter ersetzt werden, der nach der Befüllung des zweiten Behälters 20' seinerseits gefüllt werden kann. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass mehr als zwei Behälter 20, 20' vorgesehen sein können, die sukzessiv mit den Gegenständen 30 befüllt werden können.
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Die unterschiedlichen Standorte sowie die Abmessungen der Behälter 20, 20' sind vorteilhaft in der Steuerungseinrichtung 9 abrufbar hinterlegt und abgespeichert. Dadurch können Behälter 20, 20' unterschiedlicher Größen auf einfache Weise mit den Gegenständen 30 befüllt werden. Vorzugsweise kann in mindestens einer der drei Seitenwände 70, 71, 72 des Fallschachts 7 mindestens eine manuell verschließbare Eingriffsöffnung ausgebildet sein, durch die ein Bediener im Falle einer Betriebsstörung (zum Beispiel durch einen verkanteten Gegenstand 30 im Inneren des Fallschachts 7) in das Innere des Fallschachts 7 hineingreifen kann, so dass die Störung auf einfache Weise beseitigt werden kann. Die hier vorgestellte Vorrichtung 1 ist konstruktiv so ausgelegt, dass in vorteilhafter Weise kein Schutzzaun oder dergleichen zum Schutz des Bedienpersonals vor Verletzungen erforderlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2519777 A1 [0003]
- DE 2831248 A1 [0003]
- WO 82/00814 A1 [0003]
- US 2008/0223000 A1 [0003]
- DE 9115374 A1 [0003]
- DE 102005033399 A1 [0003]
- DE 4109271 A1 [0003]
- DE 102008015911 B3 [0003]
