DE69611606T2

DE69611606T2 - Vorrichtung und verfahren zum orienieren und positionieren von gegenständen

Info

Publication number: DE69611606T2
Application number: DE69611606T
Authority: DE
Inventors: D. Mims
Original assignee: Machine Builders and Design Inc
Current assignee: Machine Builders and Design Inc
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: MX9707443A; EP0819091A1; ATE198732T1; HUP9801764A3; CN1060449C; AU708029B2; DE69611606D1; CN1179764A; ES2155933T3; AU5313996A; EP0819091A4; JPH11504607A; BR9607947A; PT819091E; DK0819091T3; HUP9801764A2; HU224338B1; NZ305186A; US5630496A; KR100430835B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wenden von Gegenständen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Wenden selektierter Gegenstände aus einem Strom solcher Gegenstände, so dass diese, nachdem sie um ca. 180º aus einer Ausgangsposition innerhalb des Stroms gewendet wurden, einem Verarbeitungsprozess zugeführt werden können. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Nahrungsmittelartikeln, wie beispielsweise gefüllten Keksen u. dgl., bei der jeder zweite Keks aus einem Strom von aus einem Backvorgang freigegebenen Stücken gewendet werden muss, so dass Kekse in einer automatischen Keksverarbeitung hergestellt werden können.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei der Herstellung von Nahrungsmittelartikeln wie Keksen, Süsswaren u. dgl., werden diese, nachdem sie gebacken wurden, von einem Ofen stromartig an eine Vorschubfördereinheit übergeben, um dadurch zu einer Verarbeitungsstation befördert zu werden. Handelt es sich um eine Verarbeitung zu gefüllten Keksen, wird eine Füllstation benötigt, um auf jeden zweiten Keks im Strom eine Keksfüllung, wie z. B. Creme, aufzutragen. Im Stand der Technik war es üblich, einen ungefüllten Keks manuell vom Förderband zu entnehmen und ihn auf den mit der Füllung versehenen Keks zu setzen. Diese Praxis ist verständlicherweise ziemlich arbeitsaufwändig und zeitraubend.
Das an Mims, dem Erfinder der vorliegenden Erfindung erteilte US-Patent Nr. 5,287,953 offenbart einen erfolgreich automatisierten Prozess zur Herstellung von gefüllten Keksen. Das patentierte System umfasst eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Stroms verteilter Gegenstände, wie beispielsweise Nahrungmittelartikel und dergleichen, in einem Vorschubaschnitt in gleich angeordneten Reihen, d. h. jeder Gegenstand hat eine Ober- und eine Unterseite, und jede Reihe ist so ausgerichtet, dass die Gegenstände im Vorschubabschnitt auf dem Förderband mit der Oberfläche nach oben weisen. Die Gegenstände können den Rand des Vorschubabschnitts in Richtung auf eine Transporteinrichtung, wie beispielsweise ein Endlosförderband u. dgl., verlassen. Eine Rutscheneinrichtung wird zum Abbremsen der Bewegung der Gegenstände eingesetzt, wenn sie den Vorschubabschnitt verlassen.
Diese Vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Der Rutschenmechanismus 11' ist selektiv aus einer Rutschenposition in eine Wendeposition bewegbar. In der Rutschenposition ist eine erste Rutschenfläche der Vorrichtung unmittelbar unter der Kante des Vorschubförderbands 10' positioniert, so dass die Fläche mit der horizontalen Ebene des Bandes einen Winkel bildet. Beim Betrieb verlässt der Gegenstand die Kante des Bandes und gleitet über die erste Rutschenfläche und auf einen zweiten Rutschenmechanismus 12' mit einer zweiten Rutschenfläche, die so positioniert ist, dass sie sich im wesentlichen in derselben Ebene befindet wie die erste Rutschenfläche. Der Gegenstand gleitet weiter entlang der zweiten Fläche, bis er an einem Übergang zum Stillstand kommt, der von der zweiten Fläche und einer Anschlagstange 13' gebildet ist, die sich über die gesamte Breite der zweiten Rutschenfläche erstreckt.
In der Wendeposition (siehe Strichpunktlinie in Fig. 4), ist der Rutschenmechanismus 11' unmittelbar vor der Kante des Förderbands positioniert. Der Rutschenmechanismus hat eine Stossfläche, die zur Bandkante weist, wenn die Gegenstände vom Förderband fallen. Beim Betrieb wird der Rutschenmechanismus für jede zweite Reihe von Gegenständen in die Wendeposition bewegt. Die zu wendenden Gegenstände fallen vom Förderband und kommen mit der Stossfläche in Berührung. Während sich der Gegenstand auf die Transporteinrichtung zu bewegt, ändert diese Fläche zusammen mit einer Umkehrrutschenfläche des zweiten Rutschenmechanismus 12' die Richtung des Gegenstandes. Der Gegenstand gleitet die Umkehrrutschenfläche auf seiner Oberfläche hinab und wird damit um ca. 180º aus seiner Ausrichtung auf dem Vorschubförderband 10' gewendet.
Der gewendete Gegenstand liegt dann auf einer Förderfläche auf einer Rückholplatte 15'. Die Rückholplatte 15' wird dann zurückgezogen, um den Gegenstand zu einem bezüglich der Freigabe des gleitend beförderten Gegenstands durch die Anschlagstange 13' vorbestimmten Zeitpunkt auf die Förderfläche fallen zu lassen.
Es wird eine erste Reihe von Gegenständen durch die Anschlagstange auf die Transporteinrichtung entlassen, und dann wird eine zweite Reihe gewendet und hinter der ersten Reihe auf der Transporteinrichtung plaziert. Zu diesem Zweck muss die zweite Reihe schnell gewendet und unverzüglich auf der Transporteinrichtung abgelegt werden, damit bei einem hohen Durchsatz der gewünschte Abstand zwischen den Gegenständen aufrecht erhalten bleibt.
Das vorstehend beschriebene System ist jedoch in seinem Durchsatz aufgrund der für jeden Schritt jeweils aufzuwendenden Zeit begrenzt, denn die verschiedenen Schritte hängen voneinander ab. Das trifft insbesondere auf die gewendeten Gegenstände zu, die schnell auf der Transporteinrichtung plaziert werden müssen. Beim Wenden, Ablegen auf die Transporteinrichtung und bei der Beschleunigung werden die gewendeten Gegenstände oftmals aus ihrer ordnungsgemässen Position gebracht. Die Gegenstände unterliegen bei der Behandlung durch das Wenden und Ablegen auch einer schwankenden Bewegung, wodurch bei hohen Geschwindigkeiten Transportfehler auftreten können. Schliesslich treten noch Positionierungsfehler auf, weil die Position der gewendeten Gegenstände auf der Transporteinrichtung durch die Wirkung der Rückholplatte, dem Anstossen des Gegenstandes und der Reibung der Transporteinrichtung beeinträchtigt wird.
Am verständlichsten werden die Einschränkungen der oben erläuterten, bekannten Vorrichtung anhand von Fig. 5, die einen Zeitablaufpan für die verschiedenen Teile solch einer Vorrichtung darstellt. Der Zeitablaufplan von Fig. 5 stellt einen Durchsatz von 200 Reihen an Gegenständen pro Minute auf einer Maschine dar, die vom Erfinder entwickelt wurde.
Der Zeitablaufplan von Fig. 5 verwendet zu Vergleichszwecken Zeitschritte von einer 1/30 Sekunde. Dieser Zeitschritt kann aber je nach Anwendung variieren. Ungeachtet etwaiger Variierung im Zeitschritt, bleiben die relativen Zeitwerte im wesentlichen dieselben, da der Betrieb jeden Elements von den anderen Elementen abhängt. Das wird durch die nachstehende Erörterung deutlich.
Wie in der Kurve (a) von Fig. 5 dargestellt ist, wird eine Reihe von Gegenständen freigegeben, d. h. sie kommt alle 9 Zeiteinheiten an das Ende des Vorschubförderbandes. Bei einer 1/30 Sekunde pro Zeiteinheit beträgt das Ergebnis 200 Reihen an Gegenständen pro Minute. Insbesondere wird bei der Zeiteinheit 0 ein Oberteil (ungewendet) freigegeben, ein Unterteil (gewendet) wird bei Zeiteinheit 9 freigegeben, usw. Bei diesem Beispiel wird jeder zweite Gegenstand gewendet und der Rutschenmechanismus von daher abwechselnd in die oben erörterten Rutschen- und Wendestellungen gebracht. Insbesondere wenn ein erstes Teil, ein Oberteil, vom Vorschubförderband kommt, ist der Rutschenmechanismus in der Rutschenstellung, wenn ein zweites Teil, ein Unterteil, vom Vorschubförderband kommt, ist der Rutschenmechanismus in der Wendestellung, usw., wie durch die Kurve (b) in Fig. 5 dargestellt ist.
Das erste Teil, das Oberteil, wird gleitend den Rutschenmechanismus entlang befördert und gerät bei Zeiteinheit 6 an der Anschlagstange in Anlage, wie in der Kurve (d) von Fig. 5 durch die gepunktete Linie dargestellt ist. Dieser Gegenstand wird von der Anschlagstange bis Zeiteinheit 16 gehalten, bei der die Anschlagstange gehoben, d. h. geöffnet wird, und der Gegenstand wie in Kurve (d) dargestellt, auf die Transporteinrichtung gleitet. In der Zwischenzeit wurde das zweite Teil, das Unterteil, bei Zeiteinheit 9 freigegeben, vom Rutschenmechanismus gewendet, und erreicht die Rückholplatte bei Zeiteinheit 14, wie in Kurve (c) von Fig. 5 durch die gestrichelte Linie y dargestellt ist. Bei Zeiteinheit 15 wird die Rückholplatte wie in Kurve (c) dargestellt, zurückgezogen, damit dieser Gegenstand an einer Position hinter dem ersten Gegenstand, der wie oben beschrieben von der Anschlagstange freigegeben wurde, auf die Transporteinrichtung fallen kann. Dieser Vorgang wird selbstverständlich wiederholt, um abwechselnd gewendete und ungewendete Gegenstände mit einem im wesentlichen konstanten Zwischenabstand auf der Transporteinrichtung abzulegen.
Es ist klar, dass der Betrieb der Anschlagstange von dem der Rückholplatte abhängt, um die Gegenstände ordnungsgemäss genau aufeinander passend zu machen, d. h. zu positionieren. Insbesondere muss die Anschlagstange während einer vorbestimmten Dauer nach der Freigabe eines Gegenstandes ca. 2 Zeiteinheiten lang geöffnet bleiben, damit der Gegenstand auf die Transporteinrichtung gleiten kann. Die Anschlagstange muss nach dieser Zeit aber auch sehr schnell wieder gesenkt, d. h. geschlossen werden, um den nächsten Gegenstand abzufangen. In der Vorrichtung des Anmelders erreicht das zweite Keksoberteil die Anschlagstange beispielsweise bei Zeiteinheit 24 (siehe gestrichelte Linie x1 in Kurve (d) von Fig. 5), und die Anschlagstange ist bei Zeiteinheit 23 vollständig geschlossen. Dies lässt für Fehler oder höhere Geschwindigkeiten wenig Spielraum.
Ferner erreicht bei der vorliegenden Erfindung das Unterteil die Rückholplatte bei Zeiteinheit 14, und muss bei Zeiteinheit 15 freigegeben werden, um ordnungsgemäss positioniert, d. h. in einem konstanten Abstand von den anderen Gegenständen auf der Fördervorrichtung positioniert zu werden. Aus diesem Grunde wird das Unterteil nur eine Zeiteinheit lang, wie in Kurve (c) von Fig. 5 dargestellt ist, auf der Rückholplatte gehalten. Dies lässt dem Gegenstand nicht genügend Zeit, um die schwankende Bewegung auszugleichen.
Wie aus der vorstehenden Erörterung und den in Fig. 5 dargestellten Kurven ersichtlich wird, hängen die Arbeitsabläufe der verschiedenen Elemente voneinander ab. Insbesondere wird die Rückholplatte dazu eingesetzt, die Position der gewendeten Gegenstände auf der Transporteinrichtung zu steuern, und deshalb muss die Rückholplatte unverzüglich zurückgezogen werden, wenn der gewendete Gegenstand darauf plaziert wurde, damit der gewendete Gegenstand dem gleitend beförderten Gegenstand folgen kann. Deshalb besteht nicht ausreichend Zeit, um die beim Wenden entstandene, schwankende Bewegung des gewendeten Gegenstands zur Ruhe kommen zu lassen. Eine zusätzliche schwankende Bewegung wird auch beim Fallen des Gegenstands auf die Transporteinrichtung erzeugt, wenn die Rückholplatte zurückgezogen wird. Das ist besonders bei unregelmässig geformten Gegenständen ein Problem. Diese schwankende Bewegung, die beim Wenden und Fallen des Gegenstands und durch die Reibung zwischen der Transporteinrichtung und dem Gegenstand insgesamt entsteht, ruft Positionierungsfehler der gewendeten Gegenstände hervor, und erschwert deshalb das Ausführen einer zusätzlichen, automatisierten Bearbeitung der Gegenstände.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle der Lage eines gewendeten Gegenstands während des Herstellungsprozesses bereit zu stellen und gewendete und ungewendete Gegenstände in einer vorbestimmten Abfolge zueinander auszurichten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Befördern, Wenden und Positionieren von Gegenständen, wie beispielsweise Keksen, Süsswaren u. dgl., bereit zu stellen, so dass auch unregelraässig geformte Gegenstände in Schnellarbeitsgängen be- und verarbeitet werden können.
Die vorliegende Erfindung löst die vorstehende und andere Aufgaben, indem sie eine Vorrichtung bereit stellt, um in einem Vorschubabschnitt einen Strom verteilter Gegenstände, wie z. B. Nahrungsmittelartikel u. dgl., aufzunehmen, die in gleich angeordneten Reihen abgelegt sind; das heisst, jeder Gegenstand hat eine Ober- und eine Unterseite, und jede Reihe ist so ausgerichtet, dass die Gegenstände im Vorschubabschnitt vom Förderband mit der Oberfläche nach oben weisen. Die Gegenstände können den Vorschubabschnitt in Richtung auf eine Transporteinrichtung, wie beispielsweise ein Endlosförderband u. dgl., verlassen. Eine Rutscheneinrichtung wird verwendet, um den Gegenständen, wenn diese aus dem Vorschubabschnitt hinaus befördert werden, eine Richtung zuzuweisen.
Insbesondere ist das Rutschenelement selektiv aus einer Rutschenposition in eine Wendeposition bewegbar. In der Rutschenposition ist eine erste Rutschenfläche der Vorrichtung unmittelbar unter der Kante des Vorschubförderbandes positioniert, so dass die Fläche mit der horizontalen Ebene des Bandes einen Winkel bildet. Beim Betrieb verlässt der Gegenstand die Kante des Bandes und gleitet über die erste Rutschenfläche und auf ein zweites Rutschenelement mit einer zweiten Rutschenfläche, die so positioniert ist, dass sie sich im wesentlichen in derselben Ebene befindet wie die erste Rutschenfläche. Der Gegenstand gleitet weiter entlang der zweiten Fläche, bis er an einem Übergang zum Stillstand kommt, der von der zweiten Fläche und einer Anschlagstange gebildet ist, die sich über die gesamte Breite der Rutschenfläche erstreckt.
In der Wendeposition ist das Rutschenelement unmittelbar vor der Kante des Förderbands positioniert. Das Rutschenelement hat eine Stossfläche, die zur Bandkante weist, wenn die Gegenstände vom Förderband fallen. Beim Betrieb wird das Rutschenelement für ausgewählte Reihen von Gegenständen, d. h. jede zweite Reihe von Gegenständen, in die Wendeposition bewegt. Die zu wendenden Gegenstände fallen vom Förderband und kommen mit der Stossfläche in Berührung. Während sich der Gegenstand auf die Transporteinrichtung zu bewegt, ändert diese Fläche zusammen mit einer Umkehrrutschenfläche des zweiten Rutschenelements die Richtung des Gegenstands. Der Gegenstand gleitet die Umkehrrutschenfläche auf seiner Oberseite hinab und wird damit um ca. 180º aus seiner Ausrichtung auf dem Vorschubförderband gewendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommt der Gegenstand, nachdem er um ca. 180º gewendet wurde, an einem Übergang zum Stillstand, der zwischen einer Prellstange, die über der Oberfläche der Transporteinrichtung positioniert ist, und einer Rückholplatte ausgebildet ist, die verschiebbar unterhalb der Prellstange positioniert ist. Die Rückholplatte und die Anschlagstangehaben die Wirkung, die gewendeten bzw. gleitend beförderten Gegenstände auf die Transporteinrichtung zu entlassen.
Eine erste Reihe von Gegenständen wird gewendet und dann durch eine Schleuse auf der Transporteinrichtung gehalten, während eine zweite Reihe von Gegenständen vor der ersten Reihe auf die Transporteinrichtung entlassen wird. Die Schleuse ermöglicht, dass die erste Reihe gewendet und dann während einer Ruhephase in der Position gehalten wird, während der die zweite Reihe gleitend auf die Transporteinrichtung befördert wird. Aufgrund dieser Ruhephase werden schwankende Bewegungen des Gegenstands verringert, wenn er an die Transporteinrichtung übergeben wird, wodurch Fehler auf ein Minimum reduziert sind. Die Schleuse befindet sich oberhalb der Transporteinrichtung, wodurch die gewendeten Gegenstände auf gewünschte Weise direkt auf der Transporteinrichtung positioniert werden. Als Ergebnis davon kann eine Mehrzahl an parallelen Reihen mit hoher Geschwindigkeit und in einer gewünschten Ausrichtung aufeinander von der Transporteinrichtung zur nachfolgenden Verarbeitung befördert werden, wie beispielsweise den Füll- und Belegestationen einer automatischen Sandwichherstellungsanlage, bei der abwechselnde Reihen von Nahrungsmittelartikeln auf der Oberfläche der Transporteinrichtung mit ihren Unterseiten nach oben ausgerichtet sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt einen Teilquerschnitt der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar;
Fig. 2 ist ein Zeitablaufplan der verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 3 stellt die "Schleuse" der bevorzugten Ausführungsform im Detail dar;
Fig. 4 stellt die herkömmliche Vorrichtung im Teilquerschnitt dar; und
Fig. 5 ist ein Zeitablaufplan einer herkömmlichen Vorrichtung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 stellt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, durch die ausgewählte Gegenstände innerhalb eines Stroms von Gegenständen um ca. 180º aus ihrer ursprünglichen Ausrichtung im Strom gewendet werden. Die im folgenden beschriebenen Gegenstände sind Nahrungsmittelartikel wie Gegenstände, Kuchen, Süsswaren u. dgl. Die Verwendung solcher Nahrungsmittelartikel in der nachstehenden Beschreibung geschieht allerdings nur der Erklärung halber und sollte nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung angesehen werden. Wie unten offensichtlich wird, fügt die bevorzugte Ausführungsform dem oben beschriebenen Beispiel ein Element hinzu. Dieses Element ermöglicht es der Erfindung, in einer Art und Weise zu funktionieren, die sich wesentlich vom Beispiel unterscheidet.
Ein Strom von Gegenständen 100, wie beispielsweise Kekse, werden nach dem Backen oder anderen Nahrungsmittel verarbeitenden Schritten mit der Oberseite nach oben bei einem Vorschubabschnitt, vorzugsweise einem Endlosförderband 10, abgelegt. Die Gegenstände 100 werden dann indexiert, d. h. in einer gewünschten Lage zueinander angeordnet, durch eine Ablegemaschine, wie beispielsweise derjenigen, die in dem ebenfalls an Mims erteilten US-Patent 4,535,881 offenbart ist, dessen Offenbarung hierin bezugsweise mit aufgenommen wird. Das Förderband 10 transportiert die indexierten Gegenstände 100 zur Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise wird die Vorrichtung in Verbindung mit einer automatischen Sandwichherstellungsanlage, wie beispielsweise der hinlänglich bekannten Sandwichmaschine COOKIE CAPPER (Handelsmarke) eingesetzt, bei der jede zweite Reihe von Gegenständen 100 mit ihren Unterseiten nach oben zu einer (nicht gezeigten) Füllstation befördert werden. Die Unterseite bekommt auf ihrer Oberfläche von der Füllstation eine Füllung aufgetragen. Die Füllstation kann eine aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte sein, zum Beispiel diejenige, die im US-Patent Nr. 4,194,443 aufgezeigt ist und die hier ebenfalls bezugsweise mit aufgenommen wird.
Nachdem die Gegenstände 100 die Füllstation passiert haben, wird jede zweite Reihe mit Keksen, deren Oberseiten nach oben weisen, bei einer Belegestation wie beispielsweise derjenigen, die im US-Patent Nr. 4,194,443 aufgezeigt ist, aufgenommen und dann auf die Reihe der Gegenstände gesetzt, auf die die Füllung bereits aufgetragen ist.
Bei einem wie oben beschriebenen automatischen System für gefüllte Kekse arbeitet die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit zwei Positionen. In einer Rutschenposition, die Position des Rutschenelements 11 ist durch die Strichpunktlinien angedeutet, befindet sich das Rutschenelement 11 unterhalb der Kante des Vorschubförderbandes 10. Insbesondere hat das Rutschenelement 11 eine erste Rutschenfläche 11A, die so positioniert ist, dass sie mit der horizontalen Ebene des Förderbandes 10 einen Winkel bildet, dergestalt, dass, wenn der Strom an Gegenständen 100 die Kante des Bandes erreicht, die Gegenstände 100 Reihe für Reihe das Förderband 10 verlassen und die erste Rutschenfläche 11A in Richtung auf eine Transporteinrichtung 20 gleiten. Die erste Rutschenfläche 11A leitet jeden Keks 100 zu einer zweiten Rutschenfläche 12A, die auf einem zweiten Rutschenelement 12 ausgebildet ist. Die Rutschenfläche 12A ist so positioniert, dass sie sich in der selben Ebene befindet wie die erste Rutschenfläche 11A. Der Keks 100 gleitet dann die Fläche 12A hinunter, bis seine Bewegung durch die Anschlagstange 13 aufgehalten wird, die einen Übergang mit dem unteren Ende der Rutschenfläche 12A bildet.
Die Anschlagstange 13 hat eine horizontale Erstreckung, die die gesamte Breite des Rutschenelements 12 und der Transporteinrichtung 20 überspannt. Die Stange 13 ist an einer Welle oder dergleichen schwenkbar befestigt, so dass sie gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Wird die Anschlagstange 13 so gedreht (in die durch die Strichpunktlinie dargestellte Position), fällt der Keks 100, nachdem er an dem von der Stange 13 und der Fläche 12A gebildeten Übergang in Position gebracht wurde, von selbst auf die horizontale Fläche der Transporteinrichtung 20. Die Transporteinrichtung 20 dient zum Transport der Gegenstände 100 zu den Füll- und Belegestationen; die Einrichtung ist vorzugsweise ein Endlosförderband. Es kann aber auch jede andere geeignete Fördereinrichtung zum Einsatz kommen. Die Anschlagstange 13 bewerkstelligt die Kontrolle, die zum genauen Ablegen des Kekses 100 auf die Transporteinrichtung notwendig ist.
In der Wendeposition veranlasst die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung das Rutschenelement 11, angehoben und gekippt zu sein, so dass es, wie durch die durchgezogene Linie von Fig. 1 gezeigt, die horizontale Ebene des Bands 10 kreuzt. Auf diese Weise kommen die Gegenstände, die die Kante des Bands 10 erreichen, mit dem Rutschenelement 11 in Berührung. Das Rutschenelement 11 hat insbesondere eine Stossfläche 11B, die ausgelegt ist, um die Gegenstände 100 Reihe für Reihe in Empfang zu nehmen, wenn diese das Band 10 verlassen. Die Stossfläche schränkt die Vorwärtsbewegung jedes Gegenstands 100 ein und lenkt diesen nach unten zu einem Umkehrrutschenelement 12B des zweiten Rutschenelements 12.
Jeder Gegenstand 100, der das Förderband 10 verlässt und die Umkehrrutschenfläche 12B hinuntergleitet, gleitet mit der Oberseite nach unten. Eine Prellstange 14 ist an einer Position unmittelbar über der Oberfläche der Transporteinrichtung 20 vorgesehen und dient als Beschränkungsfläche zum Anhalten der Bewegung jedes Gegenstands 100, der die Umkehrrutschenfläche 12B hinuntergleitet.
In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Rückholplatte 15 unmittelbar unter der Stange 14 so positioniert, dass sie damit am unteren Abschnitt des Umkehrrutschenelements 12B einen Übergang bildet. Jeder Gegenstand 100, der die Rutsche 12B hinuntergleitet, kommt mit der Prellstange 14 in Berührung und kommt an dem von der Stange 14 und der Platte 15 gebildeten Übergang in einer Position oberhalb der Transporteinrichtung 20 zum Stillstand. Die Rückholplatte 15 ist in Richtung des Pfeils A durch eine Betätigungsvorrichtung, wie beispielsweise einen Luftzylinder oder dergleichen, gleitend bewegbar, so dass sie in eine Position hinter der Erstreckung der Prellstange 14 zurückgezogen werden kann. Wird die Platte 15 auf diese Weise zurückgezogen, wird der Gegenstand 100, der am vorgenannten Übergang positioniert ist, freigegeben und kann nach unten auf die Oberfläche der Transporteinrichtung 20 fallen.
Die Schleuse 50 ist unmittelbar über einer Oberfläche der Transporteinrichtung 20 positioniert, um selektiv gewendete Gegenstände 100 anzuhalten und fest zu halten, während diese auf der Transporteinrichtung 20 angeordnet werden. Insbesondere ist die Schleuse 50 selektiv zwischen einer tiefer gestellten Position, durch die die Gegenstände 100 angehalten werden (siehe durchgehende Linie in Fig. 1) und einer höher gestellten Position bewegbar, bei der die Gegenstände 100 von der Transporteinrichtung 20 (siehe Strichpunktlinie in Fig. 1) befördert werden können. Die Schleuse kann durch bekannte Luftzylinder, Elektromagnete oder dergleichen betätigt werden. Die übrigen Elemente der bevorzugten Ausführungsform können durch bekannte mechanische oder elektrische Mittel betätigt werden, wie beispielsweise denjenigen, die im US-Patent 5,287,953 offenbart sind.
Wie oben angemerkt ist, lässt die Schleuse 50 die bevorzugte Ausführungsform auf eine Weise funktionieren, die sich von bekannten Vorrichtungen unterscheidet. Insbesondere kann die Erfindung eine Zeitsteuerung einsetzen, die für die Gegenstände 100 angemessene Beruhigungsphasen bei deren Transport ermöglichen. Fig. 2 ist ein Zeitablaufplan der bevorzugten Ausführungsform. Die horizontale Achse von Fig. 2 stellt Zeit in Schritteinheiten dar. Beispielsweise kann jede Einheit eine 1/30 Sekunde betragen. Bei dieser Zeiteinteilung können 200 Reihen an Gegenständen pro Minute bearbeitet werden. Kleinere Zeitschritte ermöglichen es der Erfindung, bis zu 300 Reihen pro Minute zu bearbeiten. Abgesehen vom Hinzufügen der Schleuse 50 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung, an der Tests durchgeführt wurden, identisch mit der des vorstehend erläuterten Beispiels. Dementsprechend können die Vorteile der Schleuse 50 anhand von Fig. 2 schnell festgestellt werden.
Wie in der Kurve (a) von Fig. 2 dargestellt ist, wird eine Reihe von Gegenständen 100 von der Vorschubfördereinheit 10 alle 9 Zeiteinheiten freigegeben, d. h. bei Zeiteinheit 9, 18, 27, etc. ..., wie durch die Kurve (b) von Fig. 2 verdeutlicht ist, wird das Rutschenelement 11 gesteuert, um die erste Reihe von Gegenständen 100 in der oben beschriebenen Weise zu wenden, die zweite Reihe von Gegenständen 100 in der oben beschriebenen Weise auf die Transporteinrichtung 20 gleiten zu lassen, wobei sich aufeinanderfolgende Reihen zwischen gewendeten und gleitend beförderten abwechseln. Ein hoher Wert der Kurve (b) entspricht der Strichpunktlinie des Rutschenelements 11 von Fig. 1, und ein niedriger Wert entspricht der durchgezogenen Linie von Fig. 1. Auf diese Weise werden ausgewählte Reihen an Gegenständen 100 in eine Position gebracht, in der sie auf einer Rückholplatte 15 in Anlage an der Prellstange 14 sind.
Die Kurve (c) von Fig. 2 stellt den Zustand der Rückholplatte 15 dar. Die Rückholplatte 15 ist insbesondere zurückgezogen, um den darauf liegenden Gegenstand 100 bei Zeiteinheit 16 auf die Transporteinrichtung 20 fallen zu lassen. Da die erste Reihe an Gegenständen 100 die Rückholplatte bei Zeiteinheit 8 erreicht, wird der gewendete Gegenstand, d. h. das Unterteil, während einer Beruhigungsphase von 8 Zeiteinheiten auf der Rückholplatte 15 gehalten, wie durch Kurve (c) von Fig. 2 dargestellt ist. Diese Beruhigungsphase lässt jegliche, beim Wenden und Ablegen des Gegenstands 100 entstandene schwankende Bewegung zur Ruhe kommen. Wenn also die Rückholplatte 15 bei Zeiteinheit 16 zurückgezogen wird, kann der Gegenstand 100 weich auf die Transporteinrichtung 20 fallen.
Nachdem jede Reihe an Gegenständen 100 gewendet ist, wird das Rutschenelement 11 in die Rutschenposition gebracht (Strichpunktlinie in Fig. 1). Dementsprechend gleiten abwechselnde Reihen an Gegenständen 100 über die erste Rutschenfläche 11A und eine zweite Rutschenfläche 12A und werden durch die Anschlagstange 13, die zunächst unten ist (d. h. in der durch die durchgezogene Linie in Fig. 1 angegebenen Position) auf der zweiten Rutschenfläche 12A gehalten. Die Kurve (e) verdeutlicht den Zustand der Anschlagstange 13. Die zweite Reihe an Gegenständen 100 wird bei Zeiteinheit 9 freigegeben und erreicht die Anschlagstange 13 bei Zeiteinheit 15. Bei Zeiteinheit 21, wird die Anschlastange angehoben (in die durch die Strichpunktlinie in Fig. 1 dargestellte Position), um den gleitend beförderten Gegenstand 100 auf die Transporteinrichtung 20 zu entlassen. Dazu wird der gleitend beförderte Gegenstand 100 sechs Zeiteinheiten lang auf der zweiten Rutschenfläche 12A gehalten, wodurch eine weiche Abgabe an die Transporteinrichtung 20 stattfinden kann.
In der Zwischenzeit ist die Reihe der vorher gewendeten Gegenstände 100 durch die sich kontinuierlich bewegende Transporteinrichtung 20 an eine Position befördert worden, bei der die gewendeten Gegenstände 100 an der Schleuse 50 in Anlage sind, die zunächst geschlossen ist (d. h. in der durch die durchgezogene Linie von Fig. 1 angegebene Position). Wie in der Kurve (d) von Fig. 2 dargestellt ist, erreichen die gewendeten Gegenstände 100 die Schleuse 50 bei Zeiteinheit 23, und die Schleuse 50 wird bei Zeiteinheit 29 geöffnet (eine Haltezeit von 6 Zeiteinheiten), um die gewendeten Gegenstände 100 von der Transporteinrichtung 20 in einem vorbestimmten Abstand hinter den gleitend beförderten Gegenständen 100 befördern zu lassen, die bei Zeiteinheit 21 auf die Transporteinrichtung 20 entlassen wurden, d. h.. 8 Zeiteinheiten vor der Freigabe der gewendeten Gegenstände 100. Da die Freigabe der gewendeten Gegenstände 100 durch die Schleuse 50 abgeschlossen ist, wenn die gewendeten Gegenstände 100 unmittelbar auf der Transporteinrichtung 20 abgelegt sind, kann die Freigabezeit genau gesteuert werden und die Freigabe kann weicher erfolgen, im Gegensatz zu einem sich bewegenden Gegenstand 100, der, wie bei der Freigabesteuerung in der herkömmlichen Vorrichtung, fallend auf die Transporteinrichtung 20 abgelegt wird. Es wird klar, dass das Hinzufügen der Schleuse 50 die Vorrichtung in einer Weise funktionieren lässt, die sich fundamental von derjenigen bekannter Vorrichtungen unterscheidet. Da die Testvorrichtung nach der Erfindung mit Ausnahme der hinzugefügten Schleuse, dieselbe wie die in einem herkömmlichen Beispiel verwendete war, ist die längere Anhaltezeit des gewendeten Gegenstandes allein der Verwendung der Schleuse zuzurechnen.
Fig. 3 zeigt die Schleuse 50 aus der Durchlaufrichtung der Gegenstände 100 auf der Transporteinrichtung 20 gesehen. Insbesondere umfasst die Schleuse 50 eine Welle 52, die drehbeweglich über der Transporteinrichtung 20 befestigt ist. Eine Mehrzahl an Stiften 54 erstreckt sich radial von der Welle 52 weg und bis zur Oberfläche der Transporteinrichtung 20, wenn die Schleuse 50 geschlossen ist. Aus diesem Grunde sind die gewendeten Gegenstände 100, wie dargestellt, an benachbarten Stiften 54 in Anlage, wenn die Schleuse 50 geschlossen ist. Die Stifte 54 dienen zur mittigen Anordnung der Gegenstände 100 in einer zweckmässigen Spur, d. h. einer Position in Querrichtung zur Transporteinrichtung 20.
Die Zeitsteuerung der bevorzugten Ausführungsform kann durch bekannte Mittel, wie beispielsweise Nocken und Nockenstössel oder einem auf einem Mikroprozessor basierenden, in gewünschter Weise programmierten Gerät erfolgen. Die verschiedenen Komponenten können durch bekannte Vorrichtungen, wie Elektromagnete, Motoren, Luftzylinder u. dgl. angetrieben werden. Die Erfindung kann sowohl den Gleit- als auch Wendeprozess einer automatischen Sandwichherstellungsanlage so steuern, dass der Abstand zwischen den Ober- und Unterteilen zum Beispiel innerhalb eines Stroms (d. h. gleitend beförderten bzw. gewendeten Gegenständen) ein festgelegter regelmässiger Abstand, unabhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit ist. Demnach kann eine automatische Sandwichherstellungsanlage wie der COOKIE CAPPER mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, ohne dabei mit Problemen schlechter Positionierung u. dgl., wie sie in herkömmlichen Vorrichtungen vorkommen, kämpfen zu müssen.
Obwohl die Erfindung speziell mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass verschiedene Änderungen in der Form und im Detail daran vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung wie in den anliegenden Ansprüchen angegeben zu verlassen. So können beispielsweise unwesentliche Elemente bei der Vorrichtung gegebenenfalls weggelassen werden, ohne dass dabei den Vorteilen, die aus der hier offenbarten Erfindung gezogen werden, Abbruch getan würde.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf Nahrungsmittelartikel wie Kekse u. dgl. beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass die neue Vorrichtung auch betriebsbereit für analoge Betriebsabläufe nicht nur auf die Nahrungsmittelverarbeitung beschränkt eingesetzt werden könnte, sondern auch bei der Bearbeitung jeder Art von Gegenständen zur Weiterverarbeitung u. dgl.

Claims

1. Vorrichtung zum Wenden und Positionieren von Gegenständen, mit

a) einer Transporteinrichtung (20);

b) einem ersten Rutschenelement (11), das selektiv bewegbar ist, um einen von einer Vorschubförderelnheit (10) transportierten Gegenstand (100) weitergleiten zu lassen oder zu wenden;

c) einem Umkehrrutschenelement (12) zum Aufnehmen eines gewendeten Gegenstandes und zum Führen der Bewegung des Gegenstands, wenn dieser eine Oberfläche (12B) des Umkehrrutschenelements hinuntergleitet;

d) eine Wendeanhalteeinheit (14) zum Anhalten der Bewegung des gewendeten Gegenstandes, bevor dieser auf der Transporteinrichtung abgelegt wird, und zum anschließenden Ablegen des gewendeten Gegenstands auf der

e) einem zweiten Rutschenelement (12A) zum Aufnehmen eines gleitend beförderten Gegenstandes und zum Führen der Bewegung des Gegenstandes, wenn dieser eine Oberfläche des Rutschenelements hinuntergleitet;

gekennzeichnet durch

f) eine Rückhalteeinrichtung (50) zur selektiven Begrenzung der Bewegung des gewendeten Gegenstands (100), der auf der Transporteinrichtung (20) abgelegt wurde, wobei die Rückhalteeinrichtung so gesteuert wird, daß die gewendeten und gleitend beförderten Gegenstände auf der Transporteinrichtung in einer gewünschten relativen Ausrichtung positioniert sind,

g) wobei ein Betrieb der Rückhalteeinrichtung (50) einem Betrieb des zweiten Rutschenelements (12A) entspricht, um den gewendeten Gegenstand bis zu einer vorbestimmten Zeit auf der Transporteinrichtung zurückzuhalten, nachdem das zweite Rutschenelement den gleitend beförderten Gegenstand auf die Transporteinrichtung gleiten läßt, um so zwischen den gewendeten und gleitend beförderten Gegenständen, die auf der Transporteinrichtung befördert werden, jeweils einen vorbestimmten Abstand zu erreichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Positionierungsflache durch ein langgestrecktes Element (50) mit mehreren sich davon weg erstreckenden Stiften (54) definiert ist, wobei sich das langgestreckte Element über wenigstens einen Abschnitt der Transporteinrichtung erstreckt und drehbar gelagert ist, damit die Stifte selektiv aus einer Rückhaltestellung, in der die Stifte in Anlage an den gewendeten Gegenständen (100) sind, in eine Freigabestellung bewegt werden können, in der die gewendeten Gegenstände von der Transporteinrichtung (20) ungehindert weiterbefördert werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der nebeneinander liegende Paare der Stifte (54) jeweils in Anlage an den gewendeten Gegenständen (100) sind, wenn sich die Rückhalteeinrichtung (50) in der Rückhaltestellung befindet, wobei die nebeneinander liegenden Paare von Stiften die Positionierungsflache bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, darüber hinaus eine Gleitanhalteeinheit (13) umfassend zum Anhalten der Bewegung des gleitend beförderten Gegenstandes, wenn dieser die Oberfläche des zweiten Rutschenelements (12A) hinuntergleitet, so daß sich der Gegenstand relativ zum gewendeten Gegenstand in einer bestimmten Position befindet, in der der gleitend beförderte Gegenstand an einem Übergang zwischen dem zweiten Rutschenelement und der Gleitanhalteeinheit in einer genau passenden Stellung zum Stillstand kommt, wobei die Gleitanhalteeinheit schwenkbar oder drehbar bewegt werden kann, um einen gewendeten Gegenstand auf der Transporteinrichtung abzulegen,

bei der die Gleitanhalteeinheit in Übereinstimmung mit der Rückhalteeinrichtung (50) gesteuert wird, um die gewendeten Gegenstände und die gleitend beförderten Gegenstände in einer gewünschten Weise relativ zueinander auf der Transporteinrichtung zu positionieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, darüber hinaus enthaltend eine Platte (15), die verschiebbar mit der Wendeanhalteeinheit (14) gekoppelt ist, wobei die Platte im allgemeinen oberhalb der Abgabetransporteinrichtung eine Ebene bildet, wobei der gewendete Gegenstand an einem von der Wendeanhalteeinheit und der Platte gebildeten Übergang zum Stillstand kommt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Gegenstände Nahrungsmittelartikel sind.

7. Verfahren zum automatischen Wenden und Positionieren - von Gegenständen, wie beispielsweise Nahrungsmittelartikeln, das die Schritte umfaßt:

- mehrere Reihen von Gegenständen (100) in eine erste Position befördern;

- während des Beförderns die Artikel selektiv wenden;

- in einem ersten Plazierungsschritt nicht gewendete, gleitend beförderte Gegenstände auf einer Transporteinrichtung (20) plazieren;

- in einem zweiten Plazierungsschritt gewendete Gegenstände auf der Transporteinrichtung plazieren,

gekennzeichnet durch

selektives Einschränken der Bewegung der gewendeten Gegenstände während diese auf der Transporteinrichtung angeordnet werden, um die gewendeten Gegenstände in einer gewünschten relativen Ausrichtung bezüglich der nicht gewendeten, gleitend beförderten Gegenstände zu plazieren; und

Anhalten der gewendeten Gegenstände nach dem Schritt des selektiven Wendens während einer vorbestimmten Wartezeit, damit eine schwankende Bewegung, die während des Schritts des selektiven Wendens erzeugt wird, vor dem zweiten Plazierungsschritt zum Stillstand kommen kann.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des selektiven Wendens das Wenden einer ersten Reihe von Artikeln (100) umfaßt und anschließend eine zweite Reihe von Artikeln auf der Transporteinrichtung (20) abgelegt werden kann; und

wobei der Schritt des selektiven Einschränkens die erste Reihe von Artikeln anhält, die auf der Transporteinrichtung gewendet wurden, und die erste Reihe von Artikeln zu einem vorbestimmten Zeitpunkt freigibt, so daß die erste Reihe von Artikeln auf der Transporteinrichtung in einer Laufrichtung der Transporteinrichtung hinter der zweiten Reihe von Artikeln positioniert wird, und die erste und zweite Reihe so durch einen vorbestimmten Abstand getrennt sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt des selektiven Einschränkens durch eine Schleuse (50) erreicht wird, die ein langgestrecktes Bauteil mit mehreren sich davon weg erstreckenden Stiften (54) aufweist, wobei sich das langgestreckte Element über wenigstens einen Abschnitt der Transporteinrichtung (20) erstreckt und drehbar gelagert ist, damit die Stifte selektiv aus einer Rückhaltestellung, in der die Stifte in Anlage an den gewendeten Gegenständen sind, in eine Freigabestellung bewegt werden können, in der die Gegenstände, die gewendet wurden, ungehindert von der Transporteinrichtung weiterbefördert werden können.