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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es erlaubt,
aus einer Menge von lose gelagerten Stücken diese Stücke auszurichten
und sie zu verteilen, wobei sie eine Ausrichtung beibehalten, die
je nach der behandelten Anwendung variieren kann. Spezieller ist
diese Vorrichtung für
die automatische Ausrichtung und Verteilung von Stücken vorgesehen,
die einen bezüglich
ihrer Mitte in Längsrichtung
verschobenen Schwerpunkt aufweisen. Eine solche Vorrichtung ist
bekannt, beispielsweise aus dem Dokument LU-A-56905. Als Beispiel
für solche Stücke kann
man hier angeben kleine Mascara-Bürstchen, deren relativ schwerer
Handgriff eine Verlagerung des Schwerpunkts mit sich bringt.
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Im
Allgemeinen bewirkt man derzeit die Ausrichtung und die Verteilung
von Werkstücken
in der Industrie mittels Rüttelspeisern,
oder mittels Lamellenverteilern. Diese Vorrichtungen genügen jedoch nicht
vollständig.
Insbesondere bringen sie Risiken mechanischen Einklemmens mit sich,
sie erlauben keine Ausrichtung mit absoluter Zuverlässigkeit,
sie können
den Zustand der Oberfläche
von zerbrechlichen Werkstücken
negativ beeinträchtigen,
und sie haben ziemlich begrenzte Verteil-Taktzeiten. Darüber hinaus
können
die derzeitigen Vorrichtungen nur Werkstücke mit genau bestimmten Abmessungen verarbeiten,
und sie lassen sich nicht ohne Regelung oder bedeutende Modifikationen
an Werkstücke
mit unterschiedlichen Formaten anpassen.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen,
indem sie für
Werkstücke
des hier betrachteten Typs eine besonders zuverlässige Vorrichtung zum Ausrichtung
und Verteilen schafft, die eine Verteilung mit erhöhtem Takt
erlaubt, und in der Lage ist, mit einem Minimum an Regelung Werkstücke mit
variablen Dimensionen zu verteilen, wobei vermieden wird, diese
Werkstücke zu
beschädigen.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung im Wesentlichen als Gegenstand einen
automatischen Orientierungs- und Verteilungsmechanismus für Teile, die
einen bezüglich
ihrer Mitte in Längsrichtung
versetzten Schwerpunkt besitzen, die in Kombination aufweist:
- – eine
erste Endloskette, die auf ihrer gesamten Länge Becher trägt, die
in regelmäßigen Schritten verteilt
sind und jeweils eine Aufnahme besitzen, die geeignet ist, ein Teil
aufzunehmen,
- – eine
zweite Endloskette,
- – motorisierte
Mittel zum synchronisierten Antreiben der beiden Endlosketten,
- – Mittel
zur Zuführung
der Teile über
den Ketten, welche eine Führung
dieser Teile bei der Abwärtsbewegung
durch Schwerkraft gewährleisten
und sie zum Fallen in die Aufnahmen der Becher des oberen Stranges
der erste Endloskette bringen,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die erste Endloskette mit dem oberen horizontalen Strang
auf einer vertikalen oder schiefen Ebene erstreckt, dass sich die
zweite Endloskette auf einer zur Ebene der oberen Kette orthogonalen
Ebene erstreckt, und zwar im Wesentlichen im Bereich des oberen
Stranges dieser ersten Kette, und die zweite Endloskette auf ihrer
gesamten Länge
bewegliche Führungen
trägt,
die in regelmäßigen Teilungen
gleich den Teilungen der vorgenannten Becher verteilt sind, wobei
die beweglichen Führungen über den
Bechern des oberen Stranges der ersten Endloskette verlaufen, indem
sie sich entsprechend den Zwischenräumen zwischen den Aufnahmen
dieser Becher platzieren, und die Mittel zum Zuführen der Teile über den
Ketten sie in Kontakt mit den beweglichen Führungen bringen, bevor sie
in die Aufnahmen der Becher des oberen Stranges der ersten Endloskette
fallen.
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Man
realisiert solchermaßen
eine Vorrichtung, die in der Lage ist, kontinuierlich die auszurichtenden
Stücke
zu behandeln, ausgehend von einem losen Lagerbestand von Stücken, wobei
eine geringe Menge von Stücken
gleichzeitig behandelt wird. Diese Stücke werden zuerst über der
eigentlichen Vorrichtung durch die Mitnehmer-Mittel ausgeschüttet, die
insbesondere in Form von Lamellen-Verteilern einer bekannten Bauart ausgeführt werden
können, welche
Bauart die Stücke
aus einem Lagerbunker für Loslagerung
aushebt und sie mit einer horizontalen Vorausrichtung freigibt.
Die dann frei gegebenen Stücke
fallen oder gleiten auf einer stark geneigten Ebene, um zunächst in
Kontakt mit den beweglichen Führungen
zu kommen, und ihren Fall in den Aufnahmen der Becher zu beenden,
wo diese Stücke
in „hochkant"-Stellung gehalten
werden. Die Stücke
sind so ausgerichtet, und zwar deshalb, weil sie kippen, wenn sie
in Kontakt mit den Spitzen der beweglichen Führungen kommen, und sich dann
in der Mehrzahl mit ihrem Schwerpunkt nach unten weisend wiederfinden.
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Eine
geeignete Ausführung
und Verteilung der beweglichen Führungen,
die von der zweiten Endloskette getragen werden, stellt einen effizienten Ausrichtvorgang
sicher.
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Vorteilhaft
besitzen diese beweglichen Führungen
Führungen
mit unterschiedlichen Höhen,
die vorzugsweise alle an ihrem oberen Ende mit einer Spitze versehen
sind, die zwei voneinander in entgegen gesetzter Richtung geneigte
Seitenflächen
aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform umfassen diese beweglichen
Führungen
Führungen
von drei verschiedenen Höhen,
nämlich:
- – Führungen
von großer
Höhe, die
auf der zweiten Endloskette mit Zwischenräumen verteilt sind, die dem
Vierfachen der Teilungen der Becher sind, die von der ersten Endloskette
getragen sind,
- – Führungen
von mittlerer Höhe,
die ihrerseits auch mit Zwischenräumen verteilt sind, die dem Vierfachen
der Teilungen der Becher sind, und die auf der zweiten Endloskette
in der Mitte der Zwischenräume
befestigt sind, die die Führungen
von großer
Höhe voneinander
trennen, und
- – Führungen
von geringer Höhe,
die mit Abständen
verteilt sind, die gleich der doppelten Größe der Teilung der Becher sind,
und die auf der zweiten Endloskette in den Zwischenräumen befestigt sind,
die von den vorlaufenden Führungen
von großer
und von mittlerer Höhe
eingegrenzt sind.
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Vorzugsweise
ist der Zwischenraum zwischen zwei aufeinander folgenden Führungen
von großer
Höhe größer als
die Länge
der auszurichtenden Stücke,
so dass jedes Einklemmen dieser Stücke zwischen den Führungen
vermieden wird und um so ihr Einfallen in die Becher sicherzustellen.
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Darüber hinaus
werden die beweglichen, von der zweiten Endloskette getragenen Führungen vorteilhaft
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, damit die Stücke, die
auf die Spitzen dieser Führungen
fallen, nicht beschädigt
werden.
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Die
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen automatischen
Vorrichtung zum Ausrichten und Auswählen von Stücken erfordert eine perfekte
Synchronisierung der Antriebe der beiden Endlosketten, derart, dass
die Zwischenräume
zwischen den beweglichen Führungen
in Entsprechung zu den Aufnahmen der Becher gehalten werden, die
auf dem oberen Trumm der ersten Kette angeordnet sind, und um so sicherzustellen,
dass die Stücke
bis auf den Boden der Aufnahmen der Becher fallen. Nach einer besonderen
Ausführungsform
der Erfindung werden die motorischen Mittel zum synchronen Antrieb
der beiden Endlosketten durch einen Getriebemotor gebildet, der
an ein Antriebs-Kettenrad gekuppelt ist, über das die erste, die Becher
tragende Endloskette geführt
ist, während
eine Transmissions-Vorrichtung
mit Winkel-Zahnradgetriebe die Achse des einen der Antriebszahnräder oder
Winkelzahnrades der ersten Endloskette mit einem Antriebsritzel
verbindet, über das
die zweite, die beweglichen Führungen
tragende Endloskette läuft.
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Man
wird bemerken, dass die beiden Endlosketten nicht notwendigerweise
die gleiche Länge
haben. Vorteilhafterweise verläuft
das obere, horizontale Trumm der ersten Endloskette, die die Becher trägt, über die
zweite Endloskette hinaus, welche die beweglichen Führungen
trägt,
und dies in der Bewegungsrichtung der Becher. So verschwinden die
beweglichen Führungen
von einem bestimmten Punkt an, während
die Becher ihre horizontale Bewegung auf dem oberen Trumm der ersten
Endloskette fortsetzen, derart, dass ein Bereich gebildet wird,
in dem schlecht in den Bechern ausgerichtete Stücke (Stücke in geringer, aber doch
existierender Menge) automatisch durch schlichtes Auskippen unter
Schwerkraftwirkung entfernt werden können, wobei ihr Schwerpunkt
nach oben versetzt ist.
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Außerhalb
dieses Bereichs zum Auskippen und Entfernen von schlecht ausgerichteten
Stücken sieht
man vorteilhafterweise noch feste Führungen vor, welche die erste
Endloskette und ihre Becher um das Antriebs- oder um das Umlenkzahnrad
herum und entlang eines Teils ihres unteren Trumms umgeben, um das
Festhalten der richtig ausgerichteten Stücke sicherzustellen bis zu
einem Punkt der Freiga be, an dem diese ausgerichteten Stücke von
anderen Übergabe-
oder Behandlungsmitteln übernommen
werden können,
die außerhalb
der Vorrichtung zum Ausrichten und Auswählen liegen.
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Insgesamt
erhält
man dank der Erfindung eine kompakte Vorrichtung zum Ausrichten
und Auswählen,
die es erlaubt, zeitgleich eine kleine Anzahl von Stücken zu
behandeln, mit einem Prinzip des kontinuierlichen Durchlaufs, das
im Ganzen Taktzeiten ermöglicht,
die nicht oder nur mit schlechtem Wirkungsgrad durch die derzeitigen
Vorrichtungen erreichbar sind; so kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung
von 60 bis 150 Stücke
pro Minute (je nach den zu verteilenden Stücken) behandeln.
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Durch
die Maßnahme,
dass ihre beweglichen Führungen
aus einem Kunststoff-Material bestehen, erlaubt die Vorrichtung
gemäß der Erfindung es
auch, den Zustand der Oberfläche
und die eventuellen Dekors der behandelten Stücke zu berücksichtigen; diese Vorrichtung
kann also zerbrechliche Stücke
verteilen, wie beispielsweise solche Stücke oder fertige Unterbaugruppen,
die für
Baugruppen zur Ausfüllung,
zur Montage oder zur Verpackung bestimmt sind.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist auch fähig,
Stücke
einer gleichen Familie zu verteilen, die bedeutende geometrische
und/oder maßliche
Abweichungen von einem Stück
zu einem anderen haben, und dies mit einem Minimum an Regulierungen,
mit oder ohne Wechsel der Größe wie zum Beispiel
der der Becher.
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In
jedem Fall wird die Erfindung besser verständlich mithilfe der folgenden
Beschreibung unter Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung, die
als Beispiel eine Ausführungsform
dieser automatischen Ausrichte- und Verteilervorrichtung für Stücke darstellt:
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1 ist
eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer Maschine, die die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst;
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2 ist
eine Vorderansicht dieser Vorrichtung, die als Schnitt entlang der
Linie II-II in 1 mit vergrößertem Maßstab betrachtet werden kann;
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3 ist
eine Ansicht der in 2 sichtbaren Vorrichtung von
oben;
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4 ist
eine Querschnitts-Ansicht dieser Vorrichtung entlang der Linie IV-IV
der 2.
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Die
in ihrer Gesamtheit in 1 dargestellte Maschine umfasst
einen Bunker 1 zum losen Lagern von Stücken, in dessen Boden ein endloses
Förderband 2 angeordnet
ist, das in Richtung des Pfeils 3 durch einen Elektromotor 4 unter
Zwischenschaltung eines Getriebes 5 angetrieben ist. Im
Nachlauf zum Endlos-Förderband 2 ist
eine kurze schiefe Ebene 6 vorgesehen, die es erlaubt,
einen Lamellenverteiler 7 einer als solche bekannten Bauart
zu speisen, der sich schräg
nach oben bis in den oberen Teil der Maschine hinein erstreckt.
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In
diesem oberen Teil ist in schräger
Einbaulage die Vorrichtung zum Ausrichtung und Verteilen eingesetzt,
die insgesamt mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet ist, und
die detaillierter in den 2 bis 4 dargestellt
ist.
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Die
Vorrichtung 8 umfasst eine erste Endloskette 9 oder
Hauptkette, die sich quer in einer schrägen Ebene erstreckt, und eine
zweite Endloskette 10, die sich in einer zur Ebene der
ersten Kette 9 senkrechten Ebene erstreckt, im Wesentlichen
in Höhe des
oberen horizontalen Trumms dieser ersten Kette.
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Die
Hauptkette 9 trägt
außen über ihre
gesamte Länge
unter sich sämtlich
gleiche Becher, die in einer regelmäßigen Teilung P auf den Gliedern
dieser Kette 9 verteilt sind. Jeder Becher 11 besitzt
eine verhältnismäßig tiefe
Aufnahme 12, die in der oberen Seite dieses Bechers 11 ausmündet, sowie
auf einer seiner Seitenflächen.
Die Hauptkette 9 läuft über ein Antriebs-Kettenrad 13,
das durch einen Getriebemotor 15 um seine Achse 14 drehend
angetrieben ist, sowie über
ein Umlenkrad 16.
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Die
zweite Endloskette 10 läuft über ein
Antriebsritzel 17 und ein Umlenkritzel 18. Das
Antriebsritzel 17 dieser zweiten Kette 10 wird
ausgehend von der Achse 19 des Umlenkrades 16 der
Hauptkette 9 drehend mittels hier nicht detailliert gezeigten
Winkelritzeln bei 20 angetrieben, wodurch eine Synchronisierung
der beiden Ketten 9 und 10 bewirkt ist.
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Die
zweite Endloskette 10 trägt seitlich bewegliche Führungen 21, 22 und 23 in
unterschiedlichen Höhen.
Die Führungen 21, 22 und 23 sind
seitlich an den Gliedern der Kette 10 in einer regelmäßigen Teilung
befestigt, die gleich der Tei lung P der Becher 11 ist.
Außerdem
laufen die beweglichen Führungen 21, 22 und 23 über die
Becher 11 des oberen Trumms der Hauptkette 9 hinweg,
wobei sie sich entsprechend den freien Zwischenräumen einfügen, die zwischen den Aufnahmen 12 dieser
Becher bestehen. Jedoch ist die zweite Endloskette 10 kürzer als die
erste Endloskette 9. So setzt sich das obere Trumm der
ersten Kette 9, die die Becher 11 trägt, über eine
gewisse Länge
in der Bewegungsrichtung dieser Becher fort, wenn die beweglichen,
von der zweiten Kette getragenen Führungen 21, 22 und 23 wegkippen,
bevor es zum Antriebsrad 13 gelangt. Das Rücklauftrumm
der zweiten Kette 10 kann vor oder hinter der Ebene durchlaufen,
in der sich die erste Kette 9 bewegt.
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Alle
beweglichen Führungen 21, 22 und 23 besitzen
ein oberes Ende in Form einer Spitze 24, die zwei Seitenflächen mit
einander entgegen gesetzten Neigungen aufweisen. Diese Führungen 21, 22 und 23 sind
alle aus einem Kunststoff-Material
hergestellt. Hier werden die Führungen
von drei unterschiedlichen Höhen
differenziert:
- – Die Führungen 21 von großer Höhe sind über die
Kette 10 mit Zwischenräumen
verteilt, die gleich dem Vierfachen der Teilung P der Becher 11 sind.
- – Die
Führungen 22 von
mittlerer Höhe
sind ebenfalls mit Zwischenräumen
verteilt, die gleich dem Vierfachen der Teilung P der Becher 11 sind,
und sind auf der Kette 10 in der Mitte der Zwischenräume befestigt,
die die Führungen 21 von
großer Höhe voneinander
trennen.
- – Die
Führungen 23 von
geringer Höhe
sind entsprechend Abständen
verteilt, die gleich dem Doppelten der Teilung P der Becher 11 sind,
und sind auf der Kette 10 in den Zwischenräumen befestigt,
die zwischen den vorlaufenden Führungen 21 und 22 gebildet
sind.
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Eine
schräge
Gleitfläche 25,
die parallel zur Ebene der Hauptkette 9 ist, erstreckt
sich zwischen dem höchsten
Punkt des Lamellenverteilers 7 und dem Bereich der beiden
Ketten 9 und 10. Außerdem ist eine Platte 26,
beispielsweise durchsichtig, vorgesehen, die vor der Hauptkette 9 platziert
ist und die seitlichen Öffnungen
der Aufnahmen 12 der Becher 11 überdeckt.
Schließlich
umgeben feste Führungen 27 die
besagte Hauptkette 9 auf einem Teil der Umlaufstrecke der
Becher 11, insbesondere in einem Halbkreis um das Antriebsrad 13 und
entlang einem Abschnitt des unteren Trumms dieser Hauptkette 9.
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Im
Verlauf des Betriebs werden das Endlos-Förderband 2 und der
Lamellenverteiler 7 derart betätigt, dass die losen Stücke, die
zuvor in den Bunker 1 eingefüllt wurden, indem dessen obere
Deckklappe 28 geöffnet
wird, nach vorn verschoben werden und dann in den oberen Teil der
Maschine gelangen. Wie in 2 gezeigt
ist, sind die Stücke 29,
die vom Lamellenverteiler 7 zum Oberteil der Maschine gefördert werden,
zwar horizontal vorausgerichtet, aber in einer ungesteuerten Weise
(zufällig
nach rechts oder links orientierte Stücke).
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Diese
Stücke 29 gelangen
sodann auf die Gleitfläche 25 und
sie fallen sodann auf die Vorrichtung 8, deren beide Endlosketten 9 und 10 in
Richtung der Pfeile 30 und 31 synchron und in
kontinuierlicher Bewegung mit einstellbarer Geschwindigkeit angetrieben
werden.
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Im
Herabrutschen treffen die Stücke 29 auf die
Führungen 21, 22 und 23 und
insbesondere auf die Spitzen 24 dieser Führungen.
Die Stücke 29 werden
durch diese Führungen
in ihrem Fall kanalisiert, und sie beenden ihren Fall in den Aufnahmen 12 der Becher 11.
Man wird bemerken, dass der Zwischenraum zwischen zwei aufeinander
folgenden Führungen 21 von
großer
Höhe größer als
die Länge
L der Stücke 29 ist,
um damit das freie Einfallen der Stücke zu gewährleisten, wobei vermieden
wird, dass sie in horizontaler Stellung zwischen den Spitzen 24 von
jeweils zwei aufeinander folgenden Führungen eingeklemmt werden.
Außerdem
werden die Neigungen der schiefen Ebenen, die beidseits jeder Spitze
einer Führung 21, 22 oder 23 angeordnet
sind, derart ausgelegt, dass auch hier jegliches Einklemmen von
Stücken
in schräger
Ausrichtung vermieden wird, was sie daran hindern würde, bis
auf den Boden der Ausnehmungen 12 der Becher 11 zu
fallen.
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Da
es sich hier um längliche
Stücke
handelt, deren Schwerpunkt bezüglich
der Mitte ihrer Länge
L verschoben ist, kippen diese und gleiten auf den Spitzen 24 der
Führungen 21, 22 und 23,
und sie setzen ihren Fall fort, wobei sie parallel zu diesen Führungen ausgerichtet
werden, und zwar in der Mehrzahl mit ihrem Schwerpunkt nach unten.
Die Stücke 29 fallen schließlich in
die Aufnahmen 12 der Becher 11 hinein, die im
betrachteten Augenblick auf dem Obertrumm der Hauptkette 9 liegen.
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Da
diese Kette 9 in Richtung des Pfeils 30 angetrieben
wird, werden die Stücke 29,
die in die Becher 11 gefallen sind, vorwärts in Richtung
des Pfeils 32 angetrieben, wobei sie aus den beweglichen
Führungen 21, 22 und 23 entweichen,
die von den Bechern 11 entfernt werden und im Vorüberfahren
mit der zweiten Kette 10 auf dem Umlenkritzel 18 verschwinden.
In den Bechern 11 falsch ausgerichtete Stücke, wie
das mit 29a bezeichnete Stück, nehmen dann eine schräge Ausrichtung
ein und kippen derart, dass sie automatisch aus den Bechern 11 entfernt
werden. Diese heraus gefallenen Stücke werden wieder dem Vorrat
an losen Stücken
zugeführt.
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Die
richtig ausgerichteten Stücke 29 bleiben am
Platz in den Bechern 11. Wenn sie im Bereich des Antriebs-Kettenrades 13 ankommen,
werden diese Stücke 29 gewendet,
wobei sie von den festen Führungen 27 gehalten
werden. Diese Stücke 29 gelangen
so, alle im schließlich
gewollten Sinn ausgerichtet, bis unter das untere Trumm der Hauptkette 9,
wo sie über
eine bestimmte Strecke immer noch von den festen Führungen 27 gehalten
werden.
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Schließlich werden
die Stücke,
wenn sie zum unteren Ende der festen Führungen 27 gelangt
sind, freigegeben und können
sich unter dem Einfluss der Schwerkraft aus den Aufnahmen 12 der
Becher 11 entfernen. Die in Richtung des Pfeils 33 heraus
fallenden Stücke 29 können an
dieser Stelle von einem anderen Becherförderer, von einem Förderband
(im Falle von stabilen Stücken)
oder von jedem anderen geeigneten Fördermittel, oder auch von Hand
aufgenommen werden. Die ausgerichteten Stücke 29 können auch
direkt von einer Maschine aufgenommen werden, die an diesen Stücken einen
Arbeitsgang ausführt.
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Die
automatische Ausrichte- und Verteilvorrichtung für Stücke wie vorstehend beschrieben
ist unter anderem für
Mascara-Bürstchen,
für Mascara-Behälter, Sprühpumpen,
Ventile, Behälter
für Lippenstifte,
Kunststoff-Fläschchen,
Stopfen anwendbar, und sie eignet sich allgemeiner zum Ausrichten und
Verteilen aller Stücke,
Artikel und Produkte auf kosmetischem und anderen Gebieten, vorausgesetzt.
dass der Schwerpunkt dieser Stücke
bezüglich ihrer
Längsmitte
versetzt ist.
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Wie
sich von selbst versteht, ist die Erfindung nicht auf die einzige
Ausführungsform
einer Vorrichtung zum automatischen Ausrichten und Verteilen von
Stücken
begrenzt, die hiervor als Beispiel beschrieben wurde; im Gegenteil
umfasst sie alle deren Varianten in Ausführung und Anwendung, die demselben
Prinzip gehorchen. Insbesondere würde man nicht den Rahmen der
Erfindung verlassen, wenn man andere Mittel zum synchronen Antrieb
der beiden Ketten 9 und 10 verwenden würde, die
jeweils die Becher 11 und die beweglichen Führungen 21, 22 und 23 tragen,
oder indem man das Material dieser Führungen verändert, oder auch indem man
mehr oder weniger als drei Bauarten von beweglichen Führungen
mit unterschiedlichen Höhen
verwendete. Des Weiteren würde
man die Idee der Erfindung nicht verlassen, wenn man den gleichen
Mechanismus 8 zum Ausrichten und Verteilen zusammen mit
einer Vorrichtung zum Fördern
von Stücken 29 verwendete,
die anders als ein Lamellenverteiler ist, oder wenn man diesen Mechanismus
für Stücke mit
nicht länglicher
Form verwendete, sofern diese Stücke
einen Schwerpunkt haben, der aus ihrer Mitte bezüglich einer als „Länge" anzusprechenden,
jedoch nicht notwendigerweise als ihre größte Ausdehnung zu bezeichnenden
Richtung abweicht.