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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Separieren einer einzelnen
Stange aus einer Mehrzahl von Stangen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
dem üblichen
Stangenverarbeitungsprozess wird bei jeder der Stangen eine Verarbeitung durchgeführt. Wenn
die Stangen eingesammelt sind, ist es notwendig, eine einzelne Stange
aus den Stangen zu separieren.
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Das
Separieren der einzelnen Stange aus den Stangen wurde üblicherweise
von Hand oder unter Verwendung einer einen komplizierten Mechanismus
aufweisenden Vorrichtung durchgeführt.
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Eine
Vorrichtung der eingangsgenannten Art zum Separieren einer einzelnen
Stange aus einer Mehrzahl von Stangen ist aus EP-A-0 171 851 bekannt.
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Die
japanische, vorläufige
Patent-Offenlegungsschrift Nr. 558-43,272 offenbart eine Vorrichtung,
welche es ermöglicht,
die einzelne Stange aus den Stangen zu separieren (im Folgenden
als der „Stand
der Technik 2" bezeichnet).
Bei der Vorrichtung des Standes der Technik 2 hat eine Haltevorrichtung
so eine in Längsrichtung
der zu separierenden, einzelnen Stange ausgebildete Nut, dass nur
die einzelne Stange in der Nut eingeklemmt werden kann. Ein Leitungsrohr,
welches mit einem Saugmittel verbunden ist, steht mit der Nut in
Verbindung, so dass nur die einzelne Stange mittels des Saugmittels
angesaugt werden kann.
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Ferner
offenbart die japanische, vorläufige Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift
Nr. H7-43,427 eine Vorrichtung, welche es ermöglicht, eine einzelne Stange
aus Stangen zu separieren (im Folgenden als der „Stand der Technik 3" bezeichnet). Die
Vorrichtung des Standes der Technik 3 ist mit (1) einem Vorratslager,
auf welchem die Stangen platziert sind, (2) einem Sortiertisch,
auf welchem eine Mehrzahl von Sortiermitteln hintereinander angeordnet
sind, und (3) einem Klemmmittel versehen zum Einklemmen der Stange.
Gemäß dem Stand
der Technik 3 wird die einzelne Stange aus den Stangen aussortiert
und dann separiert.
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Jedoch
ist es bei dem Stand der Technik 2 erforderlich, eine als das Saugmittel
dienende Saugeinrichtung zu installieren, was zu einer komplizierten und
groß ausgebildeten
Struktur der Vorrichtung führt.
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Bei
dem Stand der Technik 3 sind eine Einrichtung und ein Arbeitsvorgang
zum Aussortieren der einzelnen Stange aus den Stangen erforderlich, um
die einzelne Stange zu separieren, was zu einer komplizierten Struktur
der Vorrichtung führt
und einen langen Zeitraum zum Separieren der einzelnen Stange erfordert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche
es ermöglicht,
unter der Verwendung eines einfachen Mechanismus eine einzelne Stange
aus Stangen einfacher, aber nichtsdestotrotz sicher zu separieren.
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Dies
ist durch eine Vorrichtung zum Separieren einer einzelnen Stange
aus einer Mehrzahl von Stangen mit den Merkmalen in Anspruch 1 erreicht. Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem abhängigen Anspruch
2 definiert.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist
eine Seitenansicht, die eine Stangenseparierungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Aufnahmekanal zum Aufnehmen
von Stangen zeigt, welcher bei der wie in 1 gezeigten
Stangenseparierungsvorrichtung vorgesehen ist.
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3 ist
eine Seitenansicht der Stangenseparierungsvorrichtung, die einen
Schritt zeigt zum Aufnehmen der Stangen in einer Haltevorrichtung,
so dass Klemmelemente der Haltevorrichtung die Stangen rittlings überspannen.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
von äußersten
Endabschnitten der wie in 3 gezeigten Klemmelemente.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
der äußersten
Endabschnitte der Klemmelemente, die einen Zustand zeigt, in welchem
die Klemmelemente angehoben werden, während sie sich von dem wie
in 4 gezeigten Zustand aus geringfügig schließen.
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6 ist
eine Ansicht, die den Bewegungszustand der Stangen zeigt, wenn die
Klemmelemente weiter angehoben werden, während sie sich von dem wie
in 5 gezeigten Zustand aus geringfügig weiter
schließen.
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7 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die sich in dem
unteren Abschnitt des sich verjüngenden
Raumes der Klemmelemente befindenden Stangen herunterfallen.
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8 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem nur die einzelne
Stange der Stangen, welche sich in dem Spitzenabschnitt des sich verjüngenden
Raums der Klemmelemente befindet, zurückbleibt und von den Klemmelementen
eingeklemmt ist.
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9 ist
eine Seitenansicht der Stangenseparierungsvorrichtung, die einen
Zustand zeigt, in welchem die Klemmelemente der Haltevorrichtung die
einzelne Stange einklemmen.
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10 ist
eine Seitenansicht der Stangenseparierungsvorrichtung, die einen
Zustand zeigt, in welchem die Klemmelemente der Haltevorrichtung
in Richtung zu einer Führungsrinne
hin schwenken.
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11 ist
eine Vorderansicht der Stangenseparierungsvorrichtung, die einen
Zustand zeigt, in welchem die einzelne Stange mittels einer Stangenseparierungs-
und Entladeeinrichtung von den Stangen separiert und entladen ist.
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12 ist eine Ansicht, die einen Sensor zeigt,
unter dessen Verwendung ein Schritt des Erfassens einer Anzahl und
eines Durchmessers der Stangen durchgeführt wird.
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13 ist eine Ansicht, die eine Modifikation der
Klemmelemente der wie in 1 gezeigten Haltevorrichtung
zeigt.
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14 ist
eine Ansicht, die eine andere Modifikation der Klemmelemente der
wie in 1 gezeigten Haltevorrichtung zeigt.
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15 ist
eine Ansicht, die noch eine andere Modifikation der Klemmelemente
der wie in 1 gezeigten Haltevorrichtung
zeigt.
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16 ist
eine schematische Ansicht, die eine Position zeigt, in welcher die
Klemmelemente die einzelne Stange einklemmen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Nun
werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
detailliert Ausführungsformen
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Separieren einer einzelnen
Stange aus einer Mehrzahl von Stangen beschrieben.
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1 und 2 zeigen
eine Stangenseparierungsvorrichtung D gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung. Die Stangenseparierungsvorrichtung D weist eine Basis
B, eine Aufnahme 1, eine Haltevorrichtung 2 und
eine Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung 3 auf.
Die Basis B ist aus Formstahl geformt, welcher eine ausreichende
Festigkeit zum Abstützen
der Gesamtheit der Vorrichtung aufweist und in einem Querschnitt
senkrecht zur Längsrichtung
(d.h. senkrecht zum Blatt von 1) der Basis
B im Wesentlichen in einer Quadratform ist. Die Aufnahme ist an
die obere Fläche
der Basis B montiert. Die Aufnahme 1 nimmt eine Mehrzahl
von Stangen W···W auf.
Die Haltevorrichtung 2 ist an der einen Endseite in Längsrichtung
der Basis B abgestützt.
Die Haltevorrichtung 2 separiert eine einzelne Stange 1 aus
einer Mehrzahl von Stangen W···W. Die Stangenseparierungs-
und Entladeeinrichtung 3 ist an einer Seite der Basis B
angeordnet. Die Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung 3 separiert
die herausgezogene, einzelne Stange von den verbleibenden Stangen
W···W und
führt diese
einer Führungsrinne
P einer Stangenzuführeinrichtung
(nicht gezeigt) zu, welche sich in der Nähe der Vorrichtung befindet.
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Die
Aufnahme 1 weist einen Bodenabschnitt 11, einen
eine Plattenform aufweisenden Anschlag 12 und eine Stangenzuführplatte 13 auf.
Der Bodenabschnitt 11 ist so eingerichtet, dass er sich
entlang des Randabschnitts der oberen Fläche der Basis B erstreckt,
welcher Randabschnitt sich an der Seite der Stangenseparierungs-
und Entladeeinrichtung 3 befindet. Der Bodenabschnitt 11 trägt die Stangen W···W von
deren Unterseite her. Der Anschlag 12 ist an der einen
Seitenfläche
des Bodenabschnitts 11 befestigt, um zu verhindern, dass
die Stangen W···W nach
unten in Richtung zur Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung 3 hin
fallen. Die Stangenzuführplatte 13 ist
aus einer dünnen
Platte in einer L-Form geformt und an der anderen Seitenfläche des Bodenabschnitts 11 befestigt
zum Eingeben der Stangen W···W in die
Aufnahme 1. Der Bodenabschnitt 11, der Anschlag 12 und
ein vertikaler Wandabschnitt 131 der Stangenzuführplatte 13,
welcher am Bodenabschnitt 11 befestigt ist, bilden einen Aufnahmekanal 14.
Die Stangen W···W sind
im Aufnahmekanal 14 so aufgenommen, dass sie übereinandergestapelt
sind. Der eine Endabschnitt jeder der Stangen W···W, an dessen Seite die Haltevorrichtung 2 angeordnet
ist, steht von dem Ende des Aufnahmekanals 14 (siehe 11)
nach außen
vor. Die Stangenzuführplatte 13 weist
eine Stangenführungsfläche 132 auf,
welche sich horizontal vom oberen Ende des vertikalen Wandabschnitts 131 zu
der gegenüberliegenden
Seite zur Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung 3 hin
erstreckt.
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Der
Aufnahmekanal 14 der Aufnahme 1 ist, wie in 2 gezeigt,
in einer sich verjüngenden
Form ausgebildet, so dass die Weite L1 des Aufnahmekanals 14 an
dem einen Ende der Aufnahme 1 in deren Längsrichtung
kleiner als die Weite L2 dessen an dem anderen Ende der Aufnahme 1 ist.
Die Haltevorrichtung 2 ist an der Seite des oben genannten
einen Endes der Aufnahme 1 angeordnet. Die sich verjüngende Form
des Aufnahmekanals 14 in der horizontalen Ebene ermöglicht es,
die Stangen an der Seite des oben genannten anderen Endes der Aufnahme 1 zu
entflechten, was ein leichtes Separieren der einzelnen Stange W
ermöglicht.
Im Austausch für
den oben genannten Bodenabschnitt 11 kann ein rechteckiger
Bodenabschnitt (nicht gezeigt) verwendet sein mit im Wesentlichen
der gleichen Breite der einander gegenüberliegenden Enden in seiner
Längsrichtung. In
diesem Fall ist in einem Zwischenabschnitt in der Breitenrichtung
des Bodenabschnitts an der Seite des oben genannten einen Endes
der Aufnahme 1 eine Trennwand ausgebildet, so dass die
einen Enden der Stangen zwischen der Trennwand und dem vertikalen
Wandabschnitt der Stangenzuführplatte aufgenommen
werden können.
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Die
Haltevorrichtung 2 weist eine Halterung 21, einen
ersten Luftzylinder 22, eine Klemmzange 23 und
einen zweiten Luftzylinder 24 auf. Die Halterung 21 ist
an dem einen Ende der Basis B so befestigt, dass sie zum Abstützen der
Haltevorrichtung 2 nach oben vorsteht. Der erste Luftzylinder 22 weist eine
rechteckige Quaderform auf und bewegt die Klemmzange 23 nach
oben und nach unten. Der untere Abschnitt des ersten Luftzylinders 22 ist
an der Halterung 21 befestigt. Die Klemmzange 23 ist
zum Einklemmen der Stange W in Form einer Schere ausgebildet. Die
Klemmzange 23 kann mittels des ersten Luftzylinders 22 nach
oben und nach unten bewegt werden. Der zweite Luftzylinder 24 hat
eine rechteckige Quaderform und bewirkt ein Öffnen und ein Schließen der
Klemmelemente 231, 232 der Klemmzange 23.
Der zweite Luftzylinder 24 ist über einen Gelenkmechanismus 233 mit
den oberen Enden der Klemmelemente 231, 232 gekuppelt.
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Die
Halterung 21 weist einen vertikalen Abschnitt 211 und
einen horizontalen Abschnitt 212 auf. Der vertikale Abschnitt 211 weist
eine ebene Plattenform auf und ist mittels einer Befestigungseinrichtung,
wie beispielsweise Schrauben, so an der oberen Fläche der
Basis B befestigt, dass er sich nach oben erstreckt. Der horizontale
Abschnitt 212 steht horizontal vom oberen Ende des vertikalen
Abschnitts 211 in Richtung zur Stangenseparierungs- und
Entladeeinrichtung 3 hin vor. Der erste Luftzylinder 22 ist
am horizontalen Abschnitt 212 befestigt.
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Der
erste Luftzylinder 22 ist mit einem Rohr 221,
das eine rechteckige Quaderform aufweist, und mit einer Zylinderstange 222 versehen,
welche im Inneren des Rohrs 221 in dessen Längsrichtung
gleiten kann. Der erste Luftzylinder 22 ist am vorderen
Ende des horizontalen Abschnitts 212 der Halterung 21 so befestigt,
dass das untere Ende 223 der Zylinderstange 222 sich
unterhalb der Halterung 21 befindet. Das untere Ende 223 der
Zylinderstange 222 ist mit einer Halterung 224 versehen,
welche zum Montieren der Klemmzange in eine Z-Form gebogen ist.
Die Klemmzange 23 ist mittels der Halterung 224 so
an der Zylinderstange 222 befestigt, dass sie sich aufrecht
stehend über
dem Aufnahmekanal 14 befindet.
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Die
Klemmzange 23 weist zwei Klemmelemente 231, 232 auf,
welche äußerste Endabschnitte haben,
die sich verjüngend
ausgebildet sind und die für
die Schwenkbewegung am Anlenkabschnitt 230, der sich in
den Mittelabschnitten der Klemmelemente 231, 232 in
deren Längsrichtung
(d.h. der Vertikalrichtung in 1) befindet,
schwenkbar miteinander gekuppelt sind. Die Klemmzange 23 ist
so montiert, dass die äußersten
Endabschnitte der Klemmelemente 231, 232 nach
unten gerichtet sind. Die oberen Enden der Klemmelemente 231, 232 sind schwenkbar
mit den vorderen Enden der Gelenkteile 233 bzw. 234 gekuppelt.
Die hinteren Enden der Gelenkteile 233, 234 sind
an einem Verbindungsabschnitt 235, der sich in der Mitte
der Klemmzange 23 in deren Breitenrichtung (d.h. in der
Horizontalrichtung in 1) befindet, schwenkbar miteinander
gekuppelt.
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Die
Klemmzange 23 ist mit dem zweiten Luftzylinder 24 versehen
zum Öffnen
und zum Schließen der
Klemmelemente 231, 232. Der zweite Luftzylinder 24 ist
mit einem eine rechteckige Quaderform aufweisenden Rohr 241 und
mit einer Zylinderstange 242 versehen, welche im Inneren
des Rohrs 241 in dessen Längsrichtung gleiten kann. Das
vordere Ende der Zylinderstange 242 ist mit dem Verbindungsabschnitt 235 der
Gelenkteile 233, 234 gekuppelt, welche mit der
Klemmzange 23 gekuppelt sind. Die Klemmelemente 231, 232 schwenken
für die Schwenkbewegung
relativ zueinander um den Anlenkabschnitt 230 herum, indem
die Zylinderstange 242 nach oben und nach unten bewegt
wird, wodurch die Öffnungsbewegung
und die Schließbewegung der
Klemmzange 23 durchgeführt
wird. Wie aus der Figur ersichtlich, hat der zwischen den Klemmelementen 231, 232 ausgebildete
Raum eine Dreieckform. Genauer gesagt ist ein sich verjüngender
Raum so ausgebildet, dass dessen spitzes Ende nach oben gerichtet
ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann die Klemmzange 23 mittels des ersten Luftzylinders 22 nach
oben und nach unten bewegt werden und kann mittels des zweiten Luftzylinders 24 und
der Gelenkteile 233, 234 geöffnet und geschlossen werden.
Die Erfindung ist nicht auf solche Betätigungsmechanismen beschränkt. Eine Übertragungsvorrichtung,
welche ein von einem Motor angetriebenes Band oder eine Kette oder
eine Kombination einer Vorschubspindel und eines Radgetriebes aufweist,
kann als der oben genannte Betätigungsmechanismus
verwendet sein.
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Die
als die Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung dienende Stangenseparierungs-
und Entladeeinrichtung 3 weist eine Stange 311,
einen Zylindermechanismus 31, ein Stangenseparierungs- und
Entladeelement 32, ein Führungselement 33 und eine
Platte 34 auf. Die Stange 311 erstreckt sich entlang
des Seitenrandes der Basis B (siehe 11). Der
Zylindermechanismus 31 weist einen bewegbaren Körper 312 auf,
durch welchen hindurch die Stange 311 verläuft, so
dass der bewegbare Körper 312 sich
entlang der Stange 311 bewegen kann. Das Stangenseparierungs-
und Entladeelement 32 ist aus einem dünnen Blech in einer gebogenen
Form ausgebildet und an den oberen Abschnitt des bewegbaren Körpers 312 montiert.
Das Führungselement 33 führt die
einzelne, von der Haltevorrichtung 2 gehaltene Stange W
zur Führungsrinne
P hin. Die Platte 34 ist von einer Platte in einer L-Form
gebildet und verhindert, dass die geführte Stange W an der gegenüberliegenden
Seite der Führungsrinne
P herunterfällt. Das
Stangenseparierungs- und Entladeelement 32 ist mit einer
geneigten Fläche 321 versehen,
die nach außen
und nach unten geneigt ist. Das Stangenseparierungs- und Entladeelement 32 ist
nicht auf das oben beschriebene, aus einem dünnen Blech geformte Element
beschränkt,
und ein Element, das von einem langen, stangenförmigen Material in einer gebogenen
Form gebildet ist, kann als das Stangenseparierungs- und Entladeelement 32 verwendet sein.
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Gemäß der Stangenseparierungs-
und Entladeeinrichtung 3 kann sich die geneigte Fläche 321 des
Stangenseparierungs- und
Entladeelements 32 in Längsrichtung
der Basis (d.h. der Richtung senkrecht zum Blatt von 1)
bewegen, wobei sie mit der unteren Fläche der einzelnen, von der
Haltevorrichtung 2 gehaltenen Stange in Kontakt kommt. Solch
eine Bewegung der geneigten Fläche 321 ermöglicht es,
die einzelne Stange vollständig
von den in der Aufnahme 1 aufgenommenen, verbleibenden Stangen
W···W zu separieren,
sogar wenn die einzelne Stange mit den verbleibenden Stangen verflochten
ist, und die einzelne Stange der Stangenzuführeinrichtung (nicht gezeigt)
zuzuführen,
welche sich in der Nähe
der Vorrichtung befindet.
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Nun
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 11 eine
Beschreibung des Betriebs der Haltevorrichtung 2 gegeben,
wenn sie die einzelne Stange W aus der Mehrzahl von Stangen W···W separiert.
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Zuerst
senkt sich die Zylinderstange 222 des ersten Luftzylinders 22 der
Haltevorrichtung 2 ab, bis die Klemmelemente 231, 232 die
Position erreichen, an welcher das eine Ende von jeder der Stangen W···W von
dem Ende des Aufnahmekanals 14, welcher die Stangen W···W aufnimmt,
nach außen
hervorsteht, so dass die Stangen W···W mit ihren Endabschnitten
in dem zwischen den Klemmelementen 231, 232 ausgebildeten,
sich verjüngenden
Raum aufgenommen sind (siehe 3 und 4).
Danach gleitet die Zylinderstange 242 des zweiten Luftzylinders 24 so,
dass sie in das Rohr 241 zurückgezogen wird, so dass die
Klemmelemente 231, 232 geschlossen werden, um
die Stangen W···W zusammendrücken, und
die Klemmelemente 231, 232 werden gleichzeitig
und allmählich
angehoben (siehe 5). Eine Beschränkung der
Stangen W···W mittels
des Bodenabschnitts 11 der Aufnahme 1 und mittels
der Klemmelemente 231, 232 bewirkt, dass sich
die im oberen Bereich eines Bündels
von Stangen W···W befindenden
Stangen allmählich
nach oben bewegen, so dass ein Winkel des sich verjüngenden Raums
kleiner wird (siehe 6). Wenn der weitergehende Schritt
des Schließens
und der Schritt des allmählichen
Anhebens der Klemmelemente 231, 232 gleichzeitig
durchgeführt
werden, fallen die sich im unteren Bereich des oben genannten Bündels von Stangen
W···W befindenden
Stangen in die Aufnahme 1 hinein, so dass sie dort hinein
zurückkehren. Obwohl
während
des Schritts des Anhebens (siehe 7) einige
Stangen in der Nähe
des Spitzenabschnitts des sich verjüngenden Raums existieren, verbleibt
zuletzt nur die einzelne Stange W im Spitzenabschnitt des sich verjüngenden
Raums, so dass die einzelne Stange W in dem Spitzenabschnitt des zwischen
dem Klemmelementen 231, 232 ausgebildeten, sich
verjüngenden
Raums eingeklemmt werden kann (siehe 8 und 9).
Dann schwenkt der untere Abschnitt der Klemmzange 23 in
Richtung zur Führungsrinne
P hin, um zu ermöglichen,
dass die eingeklemmte Stange W leicht auf das Führungselement 33 fällt (siehe 10).
Zuletzt bewegt sich der bewegbare Körper 312, der das
Stangenseparierungs- und Entladeelement 32 aufweist, entlang
der Stange 311 von dem einem Ende dieser, an dessen Seite
die Haltevorrichtung 2 angeordnet ist, zu dem anderen Ende
dieser, um die einzelne Stange W von den anderen Stangen W···W zu separieren.
Die auf diese Weise separierte, einzelne Stange W wird aus der Stangenseparierungsvorrichtung
D entladen und in die Führungsrinne
P eingegeben (siehe 1).
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung schwenkt die Klemmzange 23.
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Bei
der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stangenseparierungsvorrichtung
ist ein Steuersystem verwendet, um zu bewirken, dass die Klemmzange
die einzelne, einen vorgeschriebenen Durchmesser aufweisende Stange
sicher einklemmt. Gemäß solch
einem Steuersystem wird bestimmt, ob die Anzahl und/oder der Durchmesser
der Stangen korrekt sind oder nicht, und es wird, wenn die Anzahl und/oder
der Durchmesser der Stangen als unkorrekt bestimmt wurden, die Klemmung
einer ungeeigneten Stange gelöst
und der Schritt des Einklemmens wird wiederholt durchgeführt, um
die einzelne, einen vorgeschriebenen Durchmesser aufweisende Stange mittels
der Klemmzange sicher einzuklemmen. 12(a) bis 12(c) zeigen Zustände, in welchen ein Schritt
des Erfassens unter Verwendung von Parallelstrahlen-Optisch-Linearsensoren 41, 42 durchgeführt wird,
um zu bestimmen, ob die Stange in geeigneter Weise eingeklemmt ist
oder nicht. Der strahlenemittierende Sensor 41 und der
strahlenaufnehmende Sensor 42 bilden einen Satz von Sensoren. Der
strahlenemittierende Sensor 41 emittiert einen Laserstrahl
mit einer vorgeschriebenen Breite zum strahlenaufnehmenden Sensor 42 hin.
Bei der wie in 12(a) bis 12(c) gezeigten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird der Laserstrahl 43 schräg nach unten emittiert, um
einen Winkel von etwa 45 Grad zwischen der Richtung des Laserstrahls 43 und der
Bewegungsrichtung der von der Klemmzange 23 eingeklemmten
Stange W aufrechtzuerhalten.
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Gemäß den Parallelstrahlen-Optisch-Linearsensoren 41, 42 kann
auch eine Breite eines Objektes zwischen dem strahlenemittierenden
Sensor 41 und dem strahlenaufnehmenden Sensor 42 erfasst werden
durch Bestimmen eines Strahlunterbrechungsbetrages durch das Objekt
und durch Ausgeben des auf diese Weise bestimmten Strahlunterbrechungsbetrages
als Spannung. Sogar wenn das zu erfassende Objekt sich bewegt, hat
die Bewegung des Objekts keinen nachteiligen Einfluss auf die Bestimmung
eines Strahlunterbrechungsbetrages.
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12(a) zeigt einen Zustand, in welchem die einzelne,
einen vorgeschriebenen Durchmesser aufweisende Stange W eingeklemmt
ist. Die Klemmzange 23 klemmt die Stange W ein und wird
dann angehoben. Während
der Hebebewegung der Klemmzange 23 schneidet die Stange
W den von dem strahlenemittierenden Sensor 41 emittierten
Laserstrahl 43, so dass der Laserstrahl 43 um
eine Breite „d" unterbrochen wird.
Wenn die Klemmzange 23 die einen vorgeschriebenen Durchmesser „d" aufweisende, einzelne
Stange W einklemmt, gibt der strahlenaufnehmende Sensor 42 die
Spannung aus, die einem Betrag „d" des von der Stange W unterbrochenen
Laserstrahls entspricht. Wenn der Spannungswert einer derartigen
Ausgabe identisch mit einem vorbestimmten Wert ist, werden die Anzahl
und der Durchmesser der Stange W als korrekt bestimmt und die Stangenseparierungsvorrichtung
setzt den Betrieb fort.
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Sind
jedoch eine Mehrzahl von Stangen W···W eingeklemmt, wie in 12(b) gezeigt, nimmt ein Laserstrahlunterbrechungsbetrag
zu. Folglich ist der Wert der Ausgabespannung nicht identisch mit dem
vorbestimmten Wert, und eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) bestimmt,
dass die Vorrichtung in fehlerhafter Weise arbeitet. In diesem Fall
wird die Klemmung der Stangen W···W gelöst, so dass diese in die Aufnahme
zurückkehren
(siehe 1). Danach wird der Schritt des Einklemmens der
Stange W wiederholt durchgeführt,
wodurch es ermöglicht
ist, sicher die einzelne Stange W einzuklemmen. Wenn eine Stange
mit einem anderen Durchmesser in den Stangen W···W enthalten ist und diese
Stange, wie in 12(c) gezeigt, eingeklemmt ist,
nimmt ein Laserstrahlunterbrechungsbetrag ebenfalls zu. In diesem Fall
wird die Klemmung der unpassenden Stange gelöst, um diese in die Aufnahme
zurückzugeben.
Danach wird der Schritt des Einklemmens der Stange W wiederholt
ausgeführt,
um die Fehlfunktion zu verhindern.
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Der
bei der Erfindung verwendete Sensor ist nicht auf den Parallelstrahlen-Optisch-Linearsensor beschränkt und
es können
ein Lasermikrometer, ein optischer Sensor, ein magnetischer Sensor
oder ein anderer Sensor verwendet sein. Bei der oben beschriebenen,
erfindungsgemäßen Ausführungsform ist
das Paar von Klemmelementen an einem einzigen Punkt schwenkbar miteinander
gekuppelt. Die Struktur der Klemmelemente ist nicht auf die oben
genannte Struktur beschränkt,
und ein Paar von Kurvenscheiben 51, 51 kann als
die Klemmelemente verwendet sein. Genauer gesagt kann das als die
Haltevorrichtung 5 dienende Paar von Kurvenscheiben 51, 51 mittels
einer jeweiligen Welle 52, 52 abgestützt sein,
so dass die jeweiligen Bogenabschnitte der Kurvenscheiben 51, 51 einander
gegenüberliegen,
was in der Ausbildung eines sich verjüngenden Raums zwischen den
Kurvenscheiben 51, 51 resultiert. In diesem Fall
sind die Stangen W···W in dem
zwischen den Kurvenscheiben 51, 51 ausgebildeten,
sich verjüngenden
Raum aufgenommen (siehe 13(a)), und
die Kurvenscheiben 51, 51 werden angehoben, während sie
um die Wellen 52, 52 herum geschwenkt werden,
um den Abstand zwischen den Kurvenscheiben 51, 51 allmählich zu
verkleinern (siehe 13(b)).
Die einzelne, sich im Spitzenabschnitt des sich verjüngenden
Raums befindende Stange W verbleibt letztendlich, und die anderen
Stangen fallen nach unten (siehe 13(c)).
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Wie
in 14 gezeigt, kann die Haltevorrichtung 6 ein
Paar von Klemmelementen 61, 62 aufweisen, welche
sich linear so bewegen können,
dass sich ihre den sich verjüngenden
Raum bildenden Abschnitte von einem Zustand aus, wie er in 14 mit durchgezogenen
Linien gezeigt ist, zu einem Zustand hin, wie er darin mit Zweipunkt-Strichlinien
gezeigt ist, einander nähern.
Wie in 15 gezeigt, kann die Haltevorrichtung 7 ein
Paar von Klemmelementen 71, 71 aufweisen, welche
sich linear so bewegen können,
dass sie sich, während
sie um die jeweiligen Zentren ihrer Schwenkbewegung schwenken, welche
sich an den Längsenden
der Klemmelemente 71, 71 befinden, einander nähern. Bei
solch einer Haltevorrichtung 7 schwenken die Klemmelemente 71, 71 so,
dass sie einander kreuzen, um den sich verjüngenden Raum zwischen sich
auszubilden.
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Bei
der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsform können sich
beide Klemmelemente der Haltevorrichtung bewegen. Die Klemmelemente
sind nicht auf solch ein Merkmal beschränkt und nur eines von ihnen
kann bewegt werden.
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Die
Stange kann angehoben werden ohne die Haltevorrichtung in Richtung
der Stange abzusenken. Die Stange kann angehoben werden, während die
Haltevorrichtung abgesenkt wird. Die Bewegungen dieser sind nicht
auf die Vertikalbewegung beschränkt,
und eine schräge
Relativbewegung dieser kann durchgeführt werden.
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16 zeigt
eine Position, in welcher die einzelne Stange W von den Klemmelementen
der Haltevorrichtung 23 eingeklemmt ist. In 16 stellt ein
Zeichen „m" einen Abstand zwischen
dem zentralen Punkt O des Anlenkabschnitts 230 für die Schwenkbewegung
der Haltevorrichtung 23 einerseits und dem Kontaktpunkt
S des Klemmelements mit der Stange W andererseits dar. Ein Zeichen „n" stellt einen Abstand
zwischen dem zentralen Punkt O des Anlenkabschnitts 230 für die Schwenkbewegung und
der Klemmfläche
K des Klemmelements dar. Ein Zeichen „θ" stellt einen Winkel zwischen einer
geraden Line Q, die den zentralen Punkt O mit dem Kontaktpunkt S
verbindet, und der Klemmfläche
K dar. In Bezug auf Reaktionskräfte,
die von der Stange W dem Klemmelement beaufschlagt werden, wenn
die Haltevorrichtung 23 die Stange W hält, stellt ein Zeichen „F" eine Kraft in einer
Richtung senkrecht zur geraden Linie Q dar, und ein Zeichen „N" stellt eine Kraft
in einer Richtung senkrecht zur Klemmfläche K dar. In Bezug auf die
Kraft, mittels welcher die Stange durch das Klemmelement 231 herausgedrückt wird, stellt
ein Zeichen „Fs" eine Kraft in einer
Richtung der Klemmfläche
K dar. Ein Zeichen „μ" stellt einen Reibungskoeffizienten
zwischen der Stange W und der Klemmfläche K dar, und ein Zeichen „f" stellt eine Reibungskraft
dar.
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In
Betracht des Kraftgleichgewichts können die folgenden Relationsvorschriften
verwendet werden: N
= F cos θ Vorschrift (1) f = μ N Vorschrift (2)
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Die
folgende Relationsvorschrift kann aus den Vorschriften (1) und (2)
erhalten werden: f
= μ F cos θ Vorschrift (3)
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Ferner
können
die folgenden Relationsvorschriften verwendet werden: F s = f Vorschrift (4) F s = F sin θ Vorschrift (5)
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Die
folgende Relationsvorschrift kann aus den Vorschriften (3), (4)
und (5) erhalten werden: F sin θ = μ F cos θ Vorschrift (6)
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Demgemäß kann die
folgende Relationsvorschrift erhalten werden: sin θ/cos θ = tan θ = μ Vorschrift (7)
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Wenn
ein Wert von 0,15 für „μ" den Reibungskoeffizienten
eingesetzt wird, kann die folgende Relationsvorschrift erhalten
werden: tan θ =
0,15
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Demgemäß wird ein
Winkel θ von
etwa 8,5 Grad zwischen der geraden Linie Q, die den zentralen Punkt
O mit dem Kontaktpunkt S verbindet, und der Klemmfläche K aufrechterhalten.
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„m" und „n" haben ein Verhältnis von „n/m = tan θ", und die folgende
Relationsvorschrift kann erhalten werden: m = n/tan θ Vorschrift (8)
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Wenn
ein Wert von „5" für „n" den Abstand zwischen
dem zentralen Punkt O des Anlenkabschnitts 230 für die Schwenkbewegung
und der Klemmfläche
K des Klemmelements eingesetzt wird, kann die folgende Relationsvorschrift
erhalten werden: m = n/tan 8 = 5/0,149 = 33,5
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Demgemäß kann die
Stange W an einer vom zentralen Punkt O des Anlenkabschnitts 230
um eine Distanz von etwa 33 bis 34 mm entfernten Position eingeklemmt
werden.
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Gemäß der wie
im Detail beschriebenen Erfindung ist es, da eine Struktur verwendet
ist, bei welcher die Klemmelemente geschlossen werden, um die Stangen
zusammenzudrücken,
und nur die einzelne Stange, welche in dem Spitzenabschnitt des sich
verjüngenden
Raums verbleibt, eingeklemmt werden kann, möglich, ohne Zeitaufwand und
Arbeitsaufwand und ohne den Mechanismus der Vorrichtung kompliziert
zu machen, eine äußerst einfache
Separierung der einzelnen Stange durchzuführen.
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Es
ist sogar möglich
die einzelne Stange von den verbleibenden Stangen sicher zu separieren, wenn
die zu separierenden Stangen einen kleinen Durchmesser haben, bei
welchem sie leicht miteinander verflochten sein können.
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Wenn
die Anzahl und/oder der Durchmesser der von der Haltevorrichtung
aufgenommenen Stange überwacht
werden, um zu ermöglichen,
dass eine Bestimmung durchgeführt
wird, ob die Anzahl und/oder der Durchmesser der Stange korrekt
sind oder nicht, ist es möglich,
zu verhindern, dass eine ungeeignete, einen anderen Durchmesser
aufweisende Stange, die in den verbleibenden Stangen enthalten ist,
separiert wird, wodurch das Separieren der einen vorgeschriebenen
Durchmesser aufweisenden, einzelnen Stange gewährleistet ist.
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Ferner
ist es möglich,
die von der Haltevorrichtung eingeklemmte, einzelne Stange zu einer
Position hin zu bewegen, an welcher eine Einrichtung zum Durchführen eines
nachfolgenden Schrittes vorgesehen ist. Zusätzlich ist es möglich die
von der Haltevorrichtung gehaltene, einzelne Stange sicher von den
verbleibenden Stangen zu separieren und die auf diese Weise gehaltene,
einzelne Stange aus der Stangenseparierungsvorrichtung zu entladen
und so eine Separierung der einzelnen, zu bearbeitenden Stange zu
ermöglichen.
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Zusammenfassend
stellt die Erfindung das Folgende bereit:
Gemäß einem
ersten Aspekt weist eine Vorrichtung zum Separieren einer einzelnen
Stange aus einer Mehrzahl von Stangen eine Haltevorrichtung zum Einklemmen
der einzelnen Stange auf, wobei die Haltevorrichtung Klemmelemente
aufweist, welche einander gegenüberliegen
und welche geöffnet
und geschlossen werden können,
und wobei die Klemmelemente zwischen sich einen sich verjüngenden Raum
ausgebildet haben, so dass nur eine einzelne sich in einem Spitzenabschnitt
des sich verjüngenden
Raums befindende Stange einer Mehrzahl von darin aufgenommenen Stangen
eingeklemmt werden kann.
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Gemäß der oben
erwähnten
Vorrichtung ist es möglich,
die einzelne Stange lediglich durch Schließen der Klemmelemente, so dass
die Stangen zwischen diesen gehalten werden, zu separieren, was
folglich zu einer äußerst einfachen
Struktur der Vorrichtung führt.
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Die
Haltevorrichtung und die Mehrzahl von Stangen können relativ zueinander bewegbar
sein, so dass die Haltevorrichtung die Mehrzahl von Stangen aufnehmen
kann.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es möglich,
während
die Haltevorrichtung und die Stangen voneinander getrennt werden,
die Klemmelemente der Haltevorrichtung zu schließen, um die einzelne Stange
einzuklemmen, was ein effektives Separieren der einzelnen Stange
ermöglicht.
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Die
Haltevorrichtung kann ein Paar von Klemmelementen aufweisen, welche
an einem einzigen Punkt schwenkbar miteinander gekuppelt sind.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es nicht nur möglich den Abstand zwischen
den Klemmelementen zu reduzieren, sondern ferner einen Winkel zwischen
diesen durch Schließen
der Klemmelemente zu verändern,
mit dem Resultat, dass die einzelne Stange sich leicht in den Spitzenabschnitt
des sich verjüngenden
Raums hineinbewegen kann.
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Die
Haltevorrichtung kann ein Paar von Klemmelementen aufweisen, welche
voneinander separat schwenkbar gehalten sind.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es möglich,
einen zwischen den Klemmelementen ausgebildeten Winkel zu ändern, mit
dem Resultat, dass die einzelne Stange sich leicht in den Spitzenabschnitt des
sich verjüngenden
Raums hineinbewegen kann.
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Die
Haltevorrichtung kann ein Paar von Klemmelementen aufweisen, welche
eingerichtet sind zum linearen Bewegen, um sich einander zu nähern.
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Gemäß solch
einer Konstruktion kann zwischen den Klemmelementen der sich verjüngende Raum
ausgebildet werden, in welchem die einzelne Stange eingeklemmt werden
kann.
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Jedes
der Klemmelemente kann um ein Zentrum seiner Schwenkbewegung herum
schwenkbar sein, das sich in einem Längsende des Klemmelements befindet.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es möglich,
den sich verjüngenden
Raum zwischen den Klemmelementen in deren Schließ-Zustand auszubilden, wobei
diese in ihrem Offen-Zustand
parallel zu einander angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung kann ferner aufweisen: eine Aufnahme zum Aufnehmen der
Mehrzahl von Stangen, wobei die Aufnahme in Längsrichtung der Aufnahme einander
gegenüberliegende
Enden aufweist, und wobei die Haltevorrichtung an dem einen der
einander gegenüberliegenden
Enden angeordnet ist, und wobei das andere der einander gegenüberliegenden
Enden eine größere Weite
als das eine der einander gegenüberliegenden
Enden aufweist.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es möglich,
ein Verflechten der Stangen zu verhindern während der Schritte des Einklemmens
der einzelnen Stange mittels der Haltevorrichtung und des Separierens
der einzelnen Stange aus den verbleibenden Stangen, sogar wenn Stangen
verwendet werden, die einen Durchmesser haben, bei welchem sich
die Stangen leicht miteinander verflechten können.
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Die
Vorrichtung kann ferner aufweisen: einen Sensor zum Erfassen einer
Anzahl und/oder eines Durchmessers der von der Haltevorrichtung
aufgenommenen Stange, und eine Steuervorrichtung zum Durchführen auf
der Basis eines Ausgangssignals des Sensors eines Bestimmens, ob
die Anzahl und/oder der Durchmesser der mittels der Haltevorrichtung
eingeklemmten Stange korrekt sind oder nicht, wobei die Steuervorrichtung
die Haltevorrichtung so steuert, dass sie die Klemmung der Stange freigibt
und die Stange nochmals einklemmt, wenn die Anzahl und/oder der
Durchmesser der Stange als unkorrekt bestimmt wird.
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Gemäß solch
einer Konstruktion ist es möglich,
durch Wiederholen des Schritts des Einklemmens sicher die einzelne,
einen vorgeschriebenen Durchmesser aufweisende Stange zu separieren, wenn
die Haltevorrichtung fälschlicherweise
mindestens zwei Stangen oder eine einzelne, einen unpassenden, sich
von jenem der anderen Stangen unterscheidenden Durchmesser aufweisende
Stange einklemmt, welche darin enthalten ist.
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Die
Haltevorrichtung ist so eingerichtet, dass sie in Richtung senkrecht
zur Längsrichtung
der Stangen schwenkbar ist.
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Gemäß solch
Konstruktionen der Haltevorrichtung ist es möglich, die mittels der Haltevorrichtung
eingeklemmte, einzelne Stange zu einer Vorrichtung zum Durchführen eines
nachfolgenden Schrittes hin zu bewegen.
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Die
Vorrichtung weist ferner eine Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung
auf zum Separieren der mittels der Haltevorrichtung eingeklemmten, einzelnen
Stange von verbleibenden Stangen und zum Entladen der einzelnen
Stange aus der Vorrichtung.
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Die
Stangenseparierungs- und Entladeeinrichtung weist ein Stangenseparierungs-
und Entladeelement auf, das einen geneigten Abschnitt hat, der nach
außen
und nach unten geneigt ist, wobei das Stangenseparierungs- und Entladeelement
von dem einen Ende der einzelnen Stange aus, das mittels der Haltevorrichtung
eingeklemmt ist, welche an einer Seite des einen Endes vorgesehen
ist, zu deren anderen Ende hin bewegbar ist und dabei mit einer unteren
Fläche
der einzelnen Stange in Kontakt kommt.