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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zum Ausbilden
und Fördern
von Gruppen von Erzeugnissen.
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In
der Produktverpackungsindustrie werden Schneckenförderer vom
Typ eingesetzt, wie er beispielsweise in den Patentanmeldungen EP-A-0814037,
EP-A-0860384, EP-A-98114561.8 und
EP-A-98114556 beschrieben ist, von denen jede eine Schnecke beschreibt,
die eine Anzahl von Gewindegängen
oder Kanälen
hat, wobei jeder ein entsprechendes Erzeugnis aufnimmt, das durch
Drehung der Schnecke entlang eines Wegs befördert wird, der durch Führungen
festgelegt ist, die sich entlang der Schnecke erstrecken.
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Wie
in den oben genannten Patentanmeldungen beschrieben, ist es durch
eine geeignete Gestaltung der Schnecke und der zugehörigen Führungen
möglich,
die Erzeugnisse um wenigstens 90° um wenigstens
eine ihrer Achsen zu drehen während
sie entlang des Wegs befördert
werden.
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Insbesondere
beschreibt EP-A-0860384 eine gruppierende Fördervorrichtung, die einen Schneckenförderer umfaßt, der
ein Eingangsende, an dem die Eingänge der Kanäle im wesentlichen gleichverteilt
um die Schnecke angeordnet sind, und ein Ausgangsende, an dem die
Ausgänge
der Kanäle entlang
eines Umfangsabschnitts der Schnecke zusammengruppiert sind, aufweist,
so daß der
Schneckenförderer
am Eingang eine substantiell geordnete Folge von Erzeugnissen aufnimmt,
die während
sie entlang des Wegs befördert
werden zusammengruppiert werden, um am Ausgang der Schnecke Gruppen
auszubilden, wobei jede durch eine Anzahl von benachbarten Erzeugnissen
festgelegt ist, die gleich der Anzahl von Kanälen ist.
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Ein
Schneckenförderer
des obigen Typs bringt mehrere Nachteile mit sich, wenn er in einer Erzeugnisförderlinie,
die einer Anwendungsmaschine eine geordnete Folge von Gruppen von
Erzeugnissen zuführt,
eingesetzt wird, wobei diese durch die Gruppen bedingt sind, die
an einer Station gebildet werden, die sich am Ausgangsende der Schnecke befindet,
und die von der Station durch eine Überführungsvorrichtung entfernt
werden müssen,
die wegen des Schneckenauf baus entweder ungenau ist, in dem Sinn,
daß sie
keine genaue Beförderung
der Gruppen bereitstellt, oder genau ist aber relativ sperrig und
teuer.
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Tatsächlich,
wenn jede Gruppe vom Ausgangsende der Schnecke in eine relativ zur
Schnecke im wesentlichen axiale Richtung entfernt wird, kann die
Gruppe im wesentlichen, wie im Fall des EP-A-0860384, nur durch
eine Reibungsvorrichtung (beispielsweise durch eine Gruppe von Förderbändern) entfernt
werden, die durch ihre Beschaffenheit nicht in der Lage ist die
Gruppe genau zu befördern.
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Außerdem stellt
eine Reibungsvorrichtung keine Kontrolle der Erzeugnisse an den
entgegengesetzten Enden jeder Gruppe bereit, was insbesondere nachteilig
ist, wenn Erzeugnisse befördert
werden, deren Schwerpunkt sich von einem Moment und Erzeugnis zum
anderen verändert
(beispielsweise Schachteln, die mit aus Einzelteilen bestehendem Material
gefüllt
sind, das dazu fähig
ist, innerhalb der Schachtel verschieden verteilt zu sein). In diesem Fall
können
die von den jeweiligen Schwerpunkten eingenommenen Positionen so
sein, daß sie
ein Umfallen der Erzeugnisse an den entgegengesetzten Enden jeder
Gruppe verursachen.
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Umgekehrt,
wenn jede Gruppe am Ausgangsende der Schnecke in eine zur Längsachse
der Schnecke im wesentlichen quer verlaufende Richtung entfernt
wird, kann die Gruppe relativ genau entfernt werden, aber nur unter
Verwendung eines Vordrückers,
der, um direkt nach dem Entfernen ein Zusammenstoßen mit
der nächsten
Gruppe, die am Ausgangsende der Schnecke gebildet wird, zu vermeiden,
wenigstens zwei Freiheitsgrade haben muß, damit er auf einem ringförmigen Pfad
laufen kann, von dem ein Abschnitt normalerweise gerade und im wesentlichen
senkrecht zur Schneckenachse ist und ein anderer Abschnitt sich
im wesentlichen parallel zur Schneckenachse erstreckt. Solche Vordrücker sind
normalerweise ziemlich sperrig und teuer und verursachen starke
Trägheitsvibrationen über und oberhalb
einer gegebenen Betriebsgeschwindigkeit.
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Es
ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Fördervorrichtung
zum Ausbilden und Fördern
von Gruppen von Erzeugnissen bereitzustellen, die dafür entworfen
ist, die zuvor genannten Nachteile zu beseitigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Fördervorrichtung
zum Ausbilden und Fördern
von Gruppen von Erzeugnissen bereitgestellt, wobei die Vorrichtung
eine erste und eine zweite Fördereinheit; einen
Schneckenförderer,
der sich zwischen den beiden Fördereinheiten
befindet; und eine erste und eine zweite Überführungsstation, die den Schneckenförderer mit
der ersten beziehungsweise der zweiten Fördereinheit verbinden, umfaßt; wobei
der Schneckenförderer
in eine gegebene Richtung um eine Achse drehbar angebracht ist und
einen ersten Abschnitt umfaßt,
der wenigstens eine Anzahl schraubenförmiger Kanäle, deren Gewindesteigungen
unterschiedlich sind, zum Empfangen der jeweiligen Erzeugnisse von
der ersten Fördereinheit
und Gruppieren der Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Fördereinheit
einen Taschenförderer
umfaßt,
der eine Anzahl von Taschen aufweist, von denen jede eine der jeweiligen
Gruppen aufnimmt und die Gruppe in eine gegebene Förderrichtung
befördert.
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Eine
nicht einschränkende
Ausführungsform der
Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, in der:
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die 1, 2 und 3 schematische perspektivische
Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen, wobei zur Klarheit Teile entfernt sind;
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4 einen Längsschnitt der Vorrichtung der 1 und 2 zeigt.
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Das
Bezugszeichen 1 in den 1 bis 4 bezeichnet als Ganzes eine Fördervorrichtung
zum Ausbilden und Fördern,
entlang eines gegebenen Wegs P und in einer gegebenen Richtung 2,
von Gruppen 3, wobei jede eine gegebene Anzahl N von Erzeugnissen 4 umfaßt.
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Im
dargestellten Beispiel umfaßt
jedes Erzeugnis 4 zwei Schachteln 4a, die im wesentlichen die
Form eines Parallelepipeds mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt
haben, die mit ihren jeweiligen großen Böden aneinanderliegend angeordnet sind
und die jede wenigstens zwei senkrechte Symmetrieachsen 5 und 6 haben.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
drei Fördereinheiten 7, 8, 9,
die in einer Reihe entlang des Wegs P angeordnet und miteinander
an zwei Übertührungsstationen 10 und 11 verbunden
sind.
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Einheit 7 fördert eine
geordnete Folge von Erzeugnissen 4 zu einer Station 10;
Einheit 8 ist zwischen den Stationen 10 und 11 angeordnet,
um die Erzeugnisse 4 in eine geordnete Folge von Gruppen 3 von
Schachteln 4a zu bringen und die Gruppen 3 zu einer
Station 11 zu befördern;
und Einheit 9 erhält
die Gruppen 3 aufeinanderfolgend an der Station 11 und befördert die
Gruppen 3 zu einer nicht dargestellten Anwendungsmaschine.
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Einheit 8 umfaßt eine
fördernde
und gruppierende Schnecke 12, die sich zwischen den Stationen 10 und 11 befindet
und die eine im wesentlichen horizontale Achse 13 hat,
die einen von Null verschiedenen Winkel A mit der Richtung 2 bildet.
Eine angetriebene Welle 15 dreht die Schnecke 12 mit
einer im wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit um die Achse 13 in
einer gegebenen Drehrichtung 16, die im dargestellten Beispiel
in 1 gegen den Uhrzeigersinn ist.
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Die
Schnecke 12 umfaßt
folgendes: einen Eingangsabschnitt 17 mit einem Eingangsende 18 und
einem Ausgangsende 19; einen Ausgangsabschnitt 20,
der in Reihe mit dem Abschnitt 17 ab dem Ausgangsende 19 angeordnet
ist; und einen Kern 21, der koaxial mit der Achse 13 ist
und der massiv oder wie im dargestellten Beispiel hohl sein kann
und der nur auf den Eingangsabschnitt 17 begrenzt ist.
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Abschnitt 17 hat
eine Außenfläche 22,
die folgendes umfaßt:
eine im wesentlichen zylindrische Fläche 23, die koaxial
mit der Achse 13 ist und an einem Ende am Ausgangsende 19 endet,
und eine im wesentlichen halbsphärische
Fläche 24,
die mit dem Ende der Fläche 23 verbunden
ist, das entgegengesetzt zu dem am Ausgangsende 19 gelegenen
liegt, und er ist am Eingangsende 18 durch eine im wesentlichen
flache kreisförmige
Fläche
festgelegt, die das Eingangsende 18 selbst festlegt.
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Auf
der Fläche 22 ist
eine Anzahl N von schraubenförmigen
Kanälen 25 mit
variierender Gewindesteigung ausgebildet (wobei N gleich der Anzahl
N von Erzeugnissen 4 in jeder Gruppe 3 ist), wobei
jeder von ihnen von den zwei benachbarten Kanälen 25 durch ein schraubenförmiges Gewinde 26 getrennt
ist und einen am Eingangsende 18 angeordneten Eingang 27 sowie
einen am Ausgangsende 19 des Abschnitts 17 der
Schnecke 12 angeordneten Ausgang 28 hat. Ge nauer
sind die Eingänge 27 mit einem
gegebenen Umfangsabstand abstandsgleich entlang des Umfangs der
kreisförmigen
Fläche,
die das Eingangsende 18 festlegt, verteilt; und die Ausgänge 28 sind
mit einer kleineren Umfangsbeabstandung als die Eingänge 27 entlang
eines begrenzten Abschnitts des mit dem Ausgangsende 19 des
Abschnitts 17 zusammenfallenden Endes der zylindrischen
Fläche 23 gruppiert.
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Wenn
die Schnecke 12 sich um die Achse 13 dreht, bewegen
sich die Eingänge 27 der
Kanäle 25 nacheinander
und mit einer konstanten Frequenz durch die Überführungsstation 10,
die in derselben Frequenz und im Takt mit den Eingängen 27 durch ein
Förderband 29 der
Fördereinheit 7 mit
Erzeugnissen 4 bestückt
wird. Genauer wird jedes Erzeugnis 4 in Richtung 2 zur Überführungsstation 10 befördert, wobei
die jeweiligen Schachteln 4a flach aufeinander liegen,
das heißt
mit den beiden jeweiligen Achsen 5 und 6 senkrecht
zur Richtung 2, und wobei die jeweiligen Achsen 5 im
wesentlichen horizontal angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
auch eine Führung 30,
die sich in Richtung 2 erstreckt und ihrerseits einen Eingangsabschnitt 31 aufweist,
der zwischen dem Eingangsende 18 und dem Ausgangsende 19 des
Eingangsabschnitts 17 der Schnecke 12 angeordnet
ist.
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Der
Eingangsabschnitt 31 umfaßt zwei gekrümmte Stangen 33,
die außerhalb
des Eingangsabschnitts 17 der Schnecke 12 angeordnet
sind und die zwischen sich einen Förderkanal 34 festlegen, der
eine Breite hat, die ungefähr
gleich aber nicht kleiner als die parallel zur jeweiligen Achse 5 gemessene
Größe jeder
Schachtel 4a ist; während
jeder Kanal 25 eine Breite hat, die ungefähr gleich
aber nicht kleiner als die parallel zur jeweiligen Achse 6 der
jeweiligen Schachteln 4a gemessene Größe jedes Erzeugnisses 4 ist.
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Im
Betrieb bestückt
das Förderband 29 die Übertührungsstation 10 mit
einer geordneten Folge von Erzeugnissen 4, von denen jedes
in den Eingang 27 eines jeweiligen Kanals 25 und
gleichzeitig in den durch die Stangen 33 festgelegten Förderkanal 34 geführt wird.
Jede Schachtel 4a wird, von den Stangen 33 daran
gehindert sich mit der Schnecke 12 um die Achse 13 zu
drehen, durch die Drehung der Schnecke 12 entlang des Förderkanals 34 geführt und
um 90° um
die jeweilige Achse 5 gedreht, während sie vom Eingangsende 18 des
Abschnitts 17 zum Abschnitt des Wegs P, der sich entlang
der zylindrischen Fläche 23 der
Schnecke 12 erstreckt, geführt wird. Da jedes Erzeugnis 4 der Überführungsstation 10 so
zugeführt
wird, daß die
Schachteln 4a flach liegen, erreichen die Schachteln 4a das
Ausgangsende 19 des Abschnitts 17 der Schnecke 12 daher
auf der Schmalseite stehend, das heißt mit den jeweiligen Achsen 6 parallel
zur Richtung 2 und mit den jeweiligen Achsen 5 im
wesentlichen horizontal.
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Da
die Ausgänge 28 der
Kanäle 25 zusammen
gruppiert sind, werden die Erzeugnisse 4, die aufeinanderfolgend
das Ausgangsende 19 des Abschnitts 17 der Schnecke 12 erreichen,
in Richtung 2 aneinanderstoßend angeordnet, um eine Gruppe 3 auszubilden,
wobei deren letzte Schachtel 4a so positioniert ist, daß sie eine
erste seitliche Fläche 35 des
letzten Gewindegangs 26a berührt; und eine zweite entgegengesetzt
zur Fläche 35 liegende
seitliche Fläche 36 des
Gewindegangs 26a kontrolliert von vorne die Vorwärtsförderung
der ersten Schachtel 4a in der nächsten Gruppe 3, die
am Ausgangsende 19 des Abschnitts 17 der Schraube 12 ausgebildet wird.
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Im
Gegensatz zu den anderen Gewindegängen, die am Ausgangsende 19 des
Abschnitts 17 der Schnecke 12 enden, setzt sich
der Gewindegang 26a entlang des Abschnitts 20 fort
und steht vom Kern 21 hervor, um entlang des Abschnitts 20 einen
schraubenförmigen
Sammler 37 festzulegen, der radial einwärts offen ist und stromaufwärts (in
Richtung 2) durch die Fläche 35 und stromabwärts durch
die Fläche 36 festgelegt
wird, wobei diese von der Verkleidungsfläche 35 durch einen
Abstand getrennt ist, der, parallel zur Richtung 2 gemessen,
ungefähr
gleich aber nicht kleiner als die Länge jeder Gruppe 3 ist.
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Die
Paare von Schachteln 4a, die in einer geordneten Folge
der Überführungsstation 10 zugeführt werden,
werden daher durch den Abschnitt 17 der Schnecke 12 mit
einem Abstand befördert,
der nach und nach auf Null verringert wird, wenn sich die Schachteln 4a in
derselben Gruppe 3 dem Ausgangsende 19 des Abschnitts 17 annähern. Die
in einer Reihe angeordneten, einander berührenden und jede Gruppe 3 bildenden
Schachteln 4a werden dann alle zusammen durch den Gewindegang 26a entlang des
Abschnitts 20 der Schnecke 12 befördert.
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Um
die Schachteln 4a in den durch den Sammler 37 geführten Gruppen 4 daran
zu hindern in das Innere des Abschnitts 20 der Schnecke 12 zu
fallen, umfaßt
die Führung 30 einen
Zwischenabschnitt 38, der in Reihe mit dem Eingangsabschnitt 31 liegt und
sich zwischen dem Ausgangsende 19 und der Überführungsstation 11 erstreckt.
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Der
Zwischenabschnitt 38 der Führung 30 ist durch
zwei Platten 39 und 40 festgelegt, von denen die
Platte 39 außerhalb
des Sammlers 37 angeordnet ist und eine Verlängerung
der Stangen 33 bildet und die Platte 40 innerhalb
des Sammlers 37 liegt. Die Platten 39 und 40 sind
im wesentlichen C-förmig
und so angeordnet, daß ihre
konkaven Seiten einander anschauen, um eine Verbindungsleitung 41 festzulegen,
die eine Achse im wesentlichen parallel zur Richtung 2 hat.
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In
der dargestellten bestimmten Ausführungsform ist die Leitung 41 (die
alternativ gerade sein kann) um einen Winkel von 90° um ihre
eigene Achse verdreht, so daß jede
Schachtel 4a um die jeweilige Achse 5 um 90° gedreht
werden kann, wenn die Schachtel 4a entlang der halbsphärischen
Fläche 24 der
Schnecke 12 geführt
wird, und um weitere 90° um
die jeweilige Achse 6 gedreht werden kann, wenn die Schachtel 4a entlang
der Verbindungsleitung 41 geführt wird.
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Die
Größe des von
der Achse 13 der Schnecke 12 mit der Richtung 2 gebildeten
Winkels A ist so gewählt,
daß die
Flächen 35 und 36 des
Gewindegangs 26a an jedem Punkt entlang der Leitung 41 im wesentlichen
senkrecht zur Richtung 2 sind, so daß entlang des Abschnitts 20 der
Schnecke 12 die erste und letzte Schachtel 4a in
jeder Gruppe 3 so positioniert sind, daß sie die Fläche 35 beziehungsweise
die Fläche 36 des
Gewindegangs 26a über
die ganze Breite der Schachteln, gemessen senkrecht zu den Achsen 5 und 6,
berühren.
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An
der Überführungsstation 11 werden
die Gruppen 3 nacheinander von der Schnecke 12 in
jeweilige Taschen 42 eines Taschenförderers 43 der Fördereinheit 9 überführt und
zur Anwendungsmaschine befördert.
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Der
Förderer 43 umfaßt eine
Kette 44, die sich teilweise innerhalb des Ausgangsabschnitts 20 der
Schnecke 12 erstreckt und in einer Schleife um zwei Rollen 45 (von
denen eine angetrieben ist) herumgeführt ist, die so an einem fe sten
Rahmen (nicht abgebildet) angebracht sind, daß sie sich um jeweilige, quer
zur Richtung 2 liegende Achsen 46 drehen.
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Der
Förderer 43 umfaßt auch
eine Anzahl von Schub- und Führungselementen 47,
die in gleichen Abständen
entlang der Kette 44 angeordnet sind. Jedes Element 47 trennt
zwei benachbarte Taschen 42 des Förderers 43 und erfaßt daher
an der Überführungsstation 11 das
Ende einer jeweiligen Gruppe 3 und dient als eine vordere
Abstützung
für die
nächste
Gruppe 3, die der gerade entnommenen nachfolgt.
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Jedes
Element 47 umfaßt
einen Schwenkarm 49, der drehbar an der Kette 44 angebracht
ist, um sich relativ zur Kette 44 um eine zu den Achsen 46 parallel
Schwenkachse 50 zu drehen.
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Jeder
Schwenkarm 49 umfaßt
einen ersten Arm, der durch eine Platte 51 festgelegt ist,
die im wesentlichen die Form eines Rechteck-Parallelepipeds hat;
und einen zweiten Arm 52, dessen freies Ende zum Drehen
eine Stößelrolle 53 trägt, die
in eine Schiene 54 eingreift, die auf der Frontfläche eines
Teils 55 ausgebildet ist, das sich konzentrisch mit der
Kette 44 erstreckt und die Winkelposition des Schwenkarms 49 steuert
und damit entsprechend die Position der Platte 51 um die
Achse 50.
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Der
Taschenförderer 43 ist
mit zwei Führungen 56 ausgestattet,
die einen Ausgangsabschnitt 57 der Führung 30 festlegen,
sich parallel zur Richtung 2 auf beiden Seiten des Förderers 43 erstrecken
und eine Verlängerung
der Platte 40 bilden, um einen Kanal 58 festzulegen,
entlang dessen die Gruppen 3 in der Richtung 2 geführt werden.
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Damit
jedes Element 47 das Ende der jeweiligen Gruppe 3 erfassen
kann ohne an der Überführungsstation 11 mit
dem Zwischenabschnitt 38 der Führung 30 oder mit
dem Gewindegang 26a zusammenzustoßen, hat die Platte 40 eine Öffnung 59,
die in die Richtung 2 zeigt und eine Breite hat, die ungefähr gleich
aber nicht kleiner als die senkrecht zur Richtung 2 gemessene
Dicke der Platten 51 ist, und der Gewindegang 26a umfaßt zwei
Abschnitte 60 und 61, die seitlich durch Flächen 35 und 36 festgelegt
sind und von denen der Abschnitt 61 einen innen ausgesparten
Endabschnitt 62 hat.
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Für jede volle
Umdrehung der Schnecke 12 um die Achse 13 greift
eine gegebene Platte 51 daher nacheinander in die Öffnung 59 in
der Platte 40 und den Endabschnitt 62 des Abschnitts 61 des
Gewindegangs 26a ein, so daß zuerst die letzte Schachtel 4a in
einer jeweiligen Gruppe 3 berührt wird und sie dann als vordere
Abstützung
für die
erste Schachtel 4a in der nächsten Gruppe 3, die
der gerade entnommenen folgt, dient.
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Sobald
die betreffende Platte 51 das Ende der jeweiligen Gruppe 3 erfaßt, entläßt die Fläche 35 des
Gewindegangs 26a die Gruppe 3, indem sie mit der
Fläche 36 im
Abschnitt 61 konvergiert. Die bestimmte Form des Abschnitts 61 ist
daher besonders vorteilhaft, um zu verhindern, daß die Gruppe 3, wenn
sie von der betreffenden Platte 51 erfaßt wird, gleichzeitig von der
Platte 51 und dem Gewindegang 26a geführt wird.
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Gleichzeitig
wird der Abschnitt 61 des Gewindegangs 26a dazu
benötigt
die Fläche 36 dazu
zu befähigen
die Spitze der nächsten
Gruppe 3, die der gerade entnommenen nachfolgt, lange genug
zurückzuhalten,
damit die erste Schachtel 4a in der neuen Gruppe 3 die
betreffende Platte 51 berühren kann.
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An
der Überführungsstation 11 ist
die parallel zur Richtung 2 gemessene Breite des Abschnitts 60 in
Abhängigkeit
von der Betriebsart des Taschenförderers 43 festgelegt.
Genauer ist, falls der Förderer 43 in
Schritten betrieben wird, die Breite des Abschnitts 60 größer als
die parallel zur Richtung 2 gemessene Länge der Platten 51 und
ist gleich der Länge
einer Platte 51 zuzüglich
der Strecke, die eine Gruppe 3 während der Stopzeit des Förderers 43 durch
den Gewindegang 26a vorwärts bewegt wird. Umgekehrt,
falls der Förderer 43 ohne
Zwischenstops kontinuierlich betrieben wird, ist die Breite des Abschnitts 60 im
wesentlichen gleich der Länge
der Platten 51.