DE2800657A1

DE2800657A1 - Vorrichtung zur bildung von stapeln flacher gegenstaende, z.b. schokoladetafeln

Info

Publication number: DE2800657A1
Application number: DE19782800657
Authority: DE
Inventors: Pierre Luginbuehl
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Current assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1978-08-17
Also published as: JPS53101586A; CH609303A5; US4176993A; GB1582921A

Description

MA/MM.Β.2.77 "Horizontalstapelung" - Vm XIX/76

7 STUTTGARr-I. UHLANDSTR. X4c

SIG Schweizerische Industrie - Gesellschaft, 8212 Neuhausen am Rheinfall

Vorrichtung zur Bildung von Stapeln flacher Gegenstände, z.B.

Schokoladetafeln.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung von Stapeln flacher Gegenstände, z.B. Schokoladetafeln, bei welcher aneinander liegende Gegenstände auf einer mindestens angenähert horizontalen Bahn einem Zahnrad zugeführt werden, welches dieselben zwischen seinen Zähnen aufnimmt, und dann infolge seiner Drehung in den Bereich der Stapelstation überführt. Eine Vorrichtung dieser Art ist im Schweizerpatent 532 522 der Inhaberin des vorliegenden Patentes beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird das Zahnrad intermittierend angetrieben, und zwar bleibt es so lange im Stillstand, bis sich die pro Stapel vorgesehene Anzahl η von Gegenständen an der kurzen Flanke eines Zahnes gestaut hat, worauf

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das Zahnrad um η Zahnteilungen gedreht wird, wobei es nacheinander η Gegenstände abgibt, die als konstante Stapel von zwei endlosen Förderbändern weiter gefördert werden. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet vorzüglich, aber ihre Leistung ist nicht so gross, wie dies in neuerer Zeit erwünscht ist; über hundert Gegenstände pro Hinute können mit derselben nicht störungsfrei gruppiert werden. Zur Vermeidung dieses Nachteils zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, dass das Zahnrad zwei voneinander distanzierte Zahnscheiben aufweist, die zwischen aufeinander folgenden Zähnen Taschen zur Aufnahme der Gegenstände bilden, und dass ein Einstösser vorgesehen ist, welcher jeweils den vordersten zugeführten Gegenstand in die oben befindliche Tasche des Zahnrades ("Taschenrades") einstösst und zugleich durch Bremsung des folgenden Gegenstandes die Zufuhr der Gegenstände mit der Drehung des Taschenrades synchronisiert, wobei diese Zufuhr und diese Drehung kontinuierlich erfolgen.

Bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird erläutert werden, warum durch diese Massnahme eine grosse Leistungssteigerung ermöglicht wird, etwa auf das 3- bis 4-fache der bisherigen Leistung.

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In der Zeichnung ist das Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es ist :

Fig. 1 ein Aufriss einsr Stapelvorrichtung,

Fig. 2 ein Grundriss dazu,

Fig. 3 eine Einzelheit von Fig.1 in grösserem Masstab,

Fig. 4 eine weitere Einzelheit von Fig.1 in grösserem Masstab.

Die dargestellte Vorrichtung ist dazu bestimmt, einzeln vorverpackte Schokoladetafeln 1 in Gruppen von z.B. zwanzig Tafeln horizontal zu stapeln und die sukzessive gebildeten Stapel 2 einer nicht dargestellten Verpackungsmaschine zuzuführen, welche dieselben beispielsweise in Kartonschachteln verpackt. Am Eingang der Vorrichtung befindet sich ein erstes endloses Band 3, welches die Tafeln 1 mit einer Geschwindigkeit v1 fördert, die grosser ist als die Geschwindigkeit v2 eines darauf folgenden endlosen Bandes Auf das Band 4 folgt ein kurzer, ortsfester Tisch 5, dessen Endteil 6 durch seitliche Schultern 7 (s.Fig.3) etwas verschmälert ist, so dass er zwischen zwei voneinander distanzierten Zahnscheiben 8 Platz hat. Die beiden Zahnscheiben 8, die je acht durch breite Lücken 9 voneinander getrennte Zähne 10 aufweisen, sind durch eine Nabe 11 fest miteinander ver-

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bunden, die auf einer sich kontinuierlich drehenden WeIlB 12 sitzt. Die ZahnschBiben 8 und die Nabe 11 bilden ein Taschenrad 13, dessen durch die miteinander ausgerichteten Zahnlücken 9 der beiden Scheiben 8 gebildete Taschen 9, 9 zum Aufnehmen, Weiterleiten und Aufrichten der Tafeln 1 dienen. Die Zahnscheiben 8 könnten auch ohne Nabe einzeln auf der Welle 12 befestigt sein und mit derselben das Taschenrad 13 bilden.

Wenn die auf dem Tisch 5 befindliche Tafel 1,. durch die vom Band 4 mitgenommenen Tafeln 1 über dessen Endteil 6 vorgeschoben wird, fällt sie in die darunter befindliche Tasche 9, des Taschenrades 13, wie bei 1 dargestellt ist. Da die natürliche Fallbewegung mit Rücksicht auf die hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung zu langsam wäre, wird sie durch einen Einstösser 14 unterstützt, der die Tafel nach unten in die Tasche stösst. Der Einstösser 14 weist zwei L-förmig profilierte Teile 15 auf (s. auch Fig.2), die beidseitig des Endstückes eines zentralen Deckstreifens 16 herunter ragen, der sich über den Bändern 3 und 4 befindet, um ein allfälliges Aufschieben der Tafeln 1 aufeinander zu verhindern» Jeder L-förmige Teil 15 besitzt einen angenähert horizontalen Schenkel 17, der sich an einen angenähert verti-

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kalan Schenkel 18 anschliesst. Die beiden vertikalen Schenkel 18 sind oben durch eine Platte 19 miteinander verbunden, die an einem Pleuel 20 befestigt ist. Dem Pleuel 20 liegt ein gleich langer Hebel 21 gegenüber, mit dem er über zwei weitere, untereinander gleich lange Hebel 22 bzw. Pleuel 23 gelenkig verbunden ist. Die Hebel 21 und 22 des so gebildeten Gelenkparallelogramms 20 - 23 sind auf einer ortsfesten Achse 24 schwenkbar, während die drei übrigen Gelenke 25, 26 und 27 frei beweglich sind. An den Hebel 22 greift eine Zugstange 28 gelenkig an, die durch eine nicht dargestellte Nockenscheibe im Sinne des Doppelpfeiles 29 hin und her bewegt wird. Ferner greift am Hebel 21 eine Zugstange 30 gelenkig an, die durch eine nicht dargestellte Nockenscheibe im Sinne des Doppelpfeiles 31 hin und her bewegt wird. Die Hin- und Herbewegungen der Zugstangen 28 und 30 erfolgen in demjenigen Zeitintervall, das der Drehung des Taschenrades 13 um eine Taschenteilung entspricht, im vorliegenden Fall also während der Zeit einer 45°-Drehung des Taschenrades 13. Durch entsprechende Wahl der Nockenscheiben wird erreicht, dass sich der Eckpunkt A des L-Profils auf der in Fig.3 gezeichneten, geschlossenen Kurve a bewegt. Betrachtet man einen 3B0 -Zyklus der Bewegung des Einstössers, so sind entsprechende Lagen des Punktes A auf der Kurve a und der vorderen Stirnfläche der Tafel 1. auf

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auf dem Tisch 5 in nach je 60 aufeinander folgenden Phasenlagen mit 0 (= 360 ), 60 , 120 usw. bezeichnet. Es ist ersichtlich, dass im Bereich der Phase 60 die Tafel I₁ knapp oberhalb des Punktes A an die Flächen der beiden vertikalen Schenkel 18 aufläuft. Dies hat eine synchronisierende Wirkung auf die Zufuhr der Tafeln; denn wenn die Tafel 1. etwas zu früh in die in Fig.3 gezeigte Lage kommt, dann wird sib durch die Flächen der vertikalen Schenkel 18 oberhalb der Ecke A während eines kleinen Bruchteils einer Sekunde gebremst, welche Bremsung sich auf alle folgenden Tafeln 1 überträgt, aber so geringfügig ist, dass sie die Vorschubgeschwindigkeit der Tafeln 1 nur um wenige % verringert und daher gegenüber dem bei früheren Vorrichtungen notwendigen, vollständigen Anhalten der Tafeln gar nicht ins Gewicht fällt. Dass die Tafeln 1 auf dem Band 4 lückenlos aneinander liegen, wird dadurch bewirkt, dass - wie bereits erwähnt - die Geschwindigkeit v1 des vorangehenden Bandes 3, auf dem die Tafeln 1 unregelmässige Abstände voneinander haben können, grosser ist als die Geschwindigkeit v2 des Bandes 4, was ein Stauen der Tafeln 1 bereits auf dem Endteil des Bandes 3 zur Folge hat. Die durch den Einstösser 14 bewirkte Bremsung hat nur einen sehr kleinen zustäzlichen Stau zur Folge, durch welchen aber der vom Band 4 bewirkte Vorschub der Tafeln 1 genau synchronisiert wird mit den Bewegungen des Taschenrades 13 und des Einstössers 14.

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Die in die obsn befindliche Tasche 9, 9 eingestossene, horizontale Tafel 1„ wird durch Drehung des Taschenrades 13 um zwei Taschenteilungen von 45 in vertikale Lage gebracht ; dabei wird sie auf später näher erläuterte Weise aus der Tasche heraus an den Anfang eines Gruppierkanals 32 gestellt, der von einem Boden 33 und zwei Seitenwänden 34 gebildet wird. Die Seitenwände 34 sind innenseitig mit Borsten 35 versehen, welche ein Vorschieben der Tafeln 1„ auf dem Boden 33 gestatten, aber deren kurze Schmalseiten halten und dadurch ein Umfallen der Tafeln verhindern.

Zum Herausholen der Tafel 1_ aus der Tasche 9, 9 ist ein Gabelstösser 36 vorgesehen, der bei 37 an einem Arm 38 angelenkt ist, welcher auf einer ortsfesten Achse 39 schwenkbar ist. Am Gabelstösser 36 ist eine angenähert horizontale Zugstange 40 angelenkt, die durch eine nicht dargestellte Nockenscheibe im Sinne des Doppelpfeiles 41 hin und her bewegtwird. Analog ist am Arm 38 eine angenähert vertikale Zugstange 42 angelenkt, die durch eine Nockenscheibe im Sinne des Doppelpfeiles 43 auf und ab bewegt wird. Die beiden Nockenscheiben sind so ausgebildet, dass der Endpunkt B (siehe Fig.4) des Gabelstössers 36 während jeder 45 -Drehung des Taschenrades 13 eine geschlossene Kurve b beschreibt. Dabei schwingt der

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Gabelstösser 36 um das Gelenk 37 hin und her, während sich letzteres auf und ab bewegt. In dem in Fig.4 dargestellten Augenblick, in welchem die betrachtete Tasche 9, 9 vertikal ist, befindet sich der Punkt B in dem mit O bezeichneten Punkt der Kurve b, nachdem er bereits die Tafel aus der Tasche heraus und auf den Boden 33 in die Lage 1- gebracht hat. Die mit 60 , 120 , 180 usw. bezeichneten Punkte der Kurve b zeigen an, wo der Punkt b sich jeweils nach einer weiteren Drehung des Taschenrades 13 um 1/6 von 45° befindet. Es ist ersichtlich, dass vom Punkt 0 ausgehend der Gabelstösser zunächst noch die Tafel 1. (und damit die vorangegangenen Tafeln 1_) ein kleines Stück weiter in den Kanal 32 vorschiebt, dann aber rasch zurückgeht, um etwas nach dem Punkt 180 wieder vorwärts zu stossen und schliesslich im Bereich zwischen den Punkten 240 und 320 auf die in der nachfolgenden Tasche befindliche Tafel 1_ς zu treffen, worauf sich das Arbeitsspiel wiederholt. Eine gewölbte Deckplatte 44 verhindert ein irgendwie veranlasstes, zufälliges Herausfallen der Tafel aus ihrer Tasche.

Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, hat der Gabelstösser 36 im vorliegenden Fall vier Zinken 45, wobei der Punkt B gemeinsam deren Enden bezeichnet. Von diesen Zinken 45 er-

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r-

greifen die beiden inneren die Tafel 1_ς zwischen den Zahnscheiben 8, während die beiden äusseren, etwas schmäleren Zinken 45 dieselbe ausserhalb der Zahnscheiben 8 ergreifen. Die vier Zinken 45 sind so angeordnet, dass die drei Zinken eines Gabelschiebers 47 (s. Fig.1) zwischen denselben hindurchgreifen können. Der Gabelschieber 47 ist dazu bestimmt, im Gruppierkanal 32 enthaltenen Tafeln 1., in eine Ausgangslage zu schieben, sobald die Gruppe vollzählig geworden ist. In Fig.1 ist der z.B. zwanzig Tafeln 1 enthaltende Stapel 2 in dieser Ausgangslage dargestellt.

Der dreizinkige Gabelschieber 47 ist auf einer Gleithülse 48 befestigt, die auf einer Schwenkstange 49 gleitet, welche um einen ortsfesten Zapfen 50 schwenkbar ist. Ein Arm 51 der Gleithülse 48 ist an se inen unteren Ende 52, z.B. durch eine Gabel, auf einem Stab 53 geführt, der zur Stange 49 parallel ist und an seinen Enden durch Verbindungsstücke 54 und 55 mit derselben zu einem geschlossenen Rahmen 56 fest verbunden ist. An den Rahmen 56 ist eine Zugstange 57 angelenkt, die durch eine nicht dargestellte Nockenscheibe im Sinne des Doppelpfeiles 58 auf und ab bewagt wird, und dadurch den Rahmen 56 um den Zapfen 50 schwenkt. Analog ist am Arm 51 eine Zugstange 59 angelenkt, welche durch eine Nockenscheibe im

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Sinne des Doppelpfeiles 60 hin und her bewegt wird, um die dan Gabelschiebsr 47 tragende Hülse 48 auf der SchwBnkstange 49 zu verschieben. Die beiden Nockenscheiben sind so dimensioniert, dass der Endpunkt C des Gabelschiebers 47 während zwanzig Arbeitsspielen des Gabelstössers 36, also während einer Drehung des Taschenrades 13 um 2D · 45 = 2 · 360 + 180 einmal die in Fig. 4 dargestellte geschlossene Kurve c durchläuft. Auf derselben sind mit 0°, 20°, 40° usw. die Phasenpunkte bezeichnet, in denen sich der Endpunkt C befindet, wenn man einem Umlauf der Kurve c einen Winkel von 360 zuordnet. Dabei ist der Phasenpunkt 0 kurz vor derjenigen Stellung gewählt, in welcher der Gabelschieber 47 den Gabelstosser 36 ablöst und beginnt, die im Gruppierkanal 32 befindlichen zwanzig Tafeln 1„ vor sich her zu schieben. Die Zinken 46 des Gabelschiebers 47 greifen dabei durch im Kanalboden 33 vorgesehene Längsschlitze 61 hindurch. Es ist ersichtlich, dass der Punkt C den oberen Teil der Kurve c zunächst sehr rasch und dann immer langsamer durchläuft und schliesslich in einer Umkehrspitze zwischen 105 und 160 der Umlaufperiode still steht. Der Gabelschieber 47 ist in Fig.4 gerade in dieser Umkehrlage gezeichnet. Den unteren Teil der Kurve c durchläuft der Punkt C mit zunehmender Ge-

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schwindigkeit, worauf er relativ langsam, jedoch ohne Stillstand, in deren oberem Teil einläuft.

Es wird bemerkt, dass die Bewegung des Punktes C sehr wohl auch ohne den Rahmen 56 erzielt werden kann, wenn man diB Zugstange 57 unmittelbar an der Schwenkstange 49 anlenkt. Der Rahmen 56 verhindert aber ein Verkanten und Verklemmen der Gleithülse 43 auf der Schwenkstange 49.

Wenn der Gabelschieber 47 den Stapel 2 in seine Ausgangslage gebracht hat, wird derselbe nicht mehr von den seitlichen Borstenwänden 34, 35 aufrecht gehalten, sondern von einer mit abwärts ragenden Borsten 62 besetzten Deckplatte Auch ist der Stapel nicht mehr auf dem Kanalboden 33 abgestützt, sondern auf einer zu demselben senkrechten Ausgangsbahn 64, die auf ihrer den Gabelzinken 46 gegenüberliegenden Seite mit einer Wand 65 versehen ist, an welcher der Stapel 2 anschlägt. Ein in Richtung der Ausgangsbahn 64 hin und her beweglicher Schieber 66 ist vorgesehen, um den Stapel 2 auf dieser Bahn 64 weiter zu befördern, insbesondere in einen nicht dargestellten Karton-Faltmechanismus bekannter Art zu stossen, durch den der Stapel 2 mit einer Kartonhülle versehen wird. Beim Verschieben wird der Stapel 2 einerseits durch die Wand 65 und anderseits durch die Gabelzinken 46 und eine dam Aus-

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gangsteil der Wand 65 gegenüberliegende Wand 67 geführt.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann eine sehr hohe Leistung störungsfrei erzielt werden. Beispielsweise können 300 - 400 Tafeln 1 pro Minute in Stapeln 2 gruppiert werden um entsprechend 15 - 20 Kartonpackungen von zwanzig Stück pro Minute zu erzeugen. Eine Umstellung auf andere Gruppenzahlen oder Tafeldicken ist leicht möglich durch entsprechende Umschaltung des Uebersetzungsverhältnisses zwischen dem Antrieb zum Taschenrad 13 und demjenigen für den Gabelschieber 47 und einige wenige weitere, rasch durchführbare Massnahmen.

Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist der Gruppierkanal 32 am Umfang des Taschenrades 13 um ca. 80 gegenüber der Einstossstelle versetzt und horizontal ausgerichtet. Selbstverständlich könnte der Gruppierkanal 32 aber auch an einer anderen Stelle relativ zur Einstossstation angeordnet und entsprechend orientiert werden.

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Claims

EB/br 16.12.77 7 S it j ;' s..;■·..: ' - :i, L-. LAW U". U. 11 c Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bildung von Stapeln flacher Gegenstände, z.B. Schokoladetafein, bei welcher aneinander liegende Gegenstände auf einer mindestens angenähert horizontalen Bahn einem Zahnrad zugeführt werden, welches dieselben zwischen seinen Zähnen aufnimmt, und dann infolge seiner Drehung in den Bereich der Stapelstation überführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (13) zwei voneinander distanzierte Zahnscheiben (8) aufweist, die zwischen aufeinander folgenden Zähnen (10) Taschen (9) zur Aufnahme der Gegenstände (1) bilden, und dass ein Einstösser (14) vorgesehen ist, welcher jeweils den vordersten zugeführten Gegenstand (1„) in die oben befindliche Tasche (9, 9) des Zahnrades ("Taschenrades") einstösst und dabei durch Bremsung des folgenden Gegenstandes (1,) die Zufuhr der Gegenstände mit der Drehung des Taschenrades (13) synchronisiert, wobei diese Zufuhr und diese Drehung kontinuierlich erfolgen .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g-ekennzeichnet, dass ein Gabelstösser (36) vorgesehen ist, der jeweils bei Drehung des Taschenrades (13) um eine Taschenteilung einen Gegenstand (I₁-) aus einer Tasche (9, 9) entnimmt und in aufrechter Lage in den Eingang eines Gruppierkanales (32) stösst.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gabelschieber (47) vorgesehen ist, der jeweils nach η Arbeitsbewegungen des Gabelstössers (36) letzterem voreilt und dadurch den im Gruppierkanal entstandenen η Gegenstände umfassenden Stapel in eine Ausgangslage (2) schiebt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gruppierkanal (32) einen mit Längsschlitzen (61) versehenen Boden (33) aufweist, durch welche Schlitze die Zinken (46) des Gabelschiebers (47) bei dessen Arbeitshub hindurchgreifen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gruppierkanal (32) Seitenwände (34) mit einwärts gerichteten Borsten (35) zum Aufrechthalten der Gegenstände (!„) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gruppierkanal (32) eine dazu senkrechte Ausgangsbahn (64) folgt, und dass ein Schieber (66) vorgesehen ist, um den Stapel aus seiner Ausgangslage (2) auf derselben vorzuschieben,- wobei er auf einer Seite durch eine Anschlagwand (65) und auf der anderen Seite anfangs durch die Zinken (46) des Gabelschiebers (47) geführt wird.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstösser C14 D in seinem unteren Teil ein L-förmiges Profil mit einem mindestens nahezu horizontalen Schenkel (17) aufweist, der jeweils den Gegenstand (1„) in die Tasche (9, 9) einstösst, dass der Eckpunkt CA) dieses Profils während der Zeitdauer der Drehung des Taschenrades (13) um die Taschenteilung eine geschlossene Kurve (a) durchläuft und dass dabei jeweils die vordere Schmalseite des folgenden Gegenstandes (1,) an den Flächen der beiden vertikalen Schenkeln (18) des Einstössers (14) aufläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpunkte (B bzw. C) des Gabelstössers (36) bzw. des Gabelschiebers (47) während der Zeitdauer der Drehung des Taschenrades (13) um die Taschenteilung bzw. dem η-fachen dieser Zeitdauer je eine geschlossene Kurvs (b bzw. c) durchlaufen, wobei der Gabelschieber in einem Umkehrpunkt (105 - 160 ) der von seinem Endpunkt (C) durchlaufenden Kurve (c) kurzzeitig still steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an ihrem Eingang nacheinander zwei endlose Förderbänder (3, 4) vorgesehen sind, von denen das erste (3) eine grössere Geschwindigkeit hat als das zweite (4) (v,^>v„).

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