GERÄT ZUM SORTIEREN VON PLATTCHENFORMIGEN GEGENSTÄANDEN, INSBESONDERE VON MÜNZEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von plattchenformigen Gegenständen unterschiedlichen Durchmessers und/oder Gewichts, insbesondere von Münzen, mit einer Vereinzelungsscheibe, welche Ausnehmungen zur Aufnahme und Weiterbeförderung je eines plattchenformigen Gegenstandes aufweist und welche gegenüber einer feststehend angeordneten Statorplatte um eine gegenüber der Horizontalen geneigte Achse rotierbar ist, wobei die während des Sortiervorgangs in die Ausnehmungen gelangenden, plattchenformigen Gegenstände an Sortiersensoren vorbeibewegt werden und mittels der Sensorsignale die Weiterleitung in Sortierkanäle erfolgt.
Münz- oder Jetonsortiervorrichtungen mit einer geneigten Vereinzelungsscheibe, die Ausnehmungen zur Aufnahme und zum Transport je einer Münze aufweisen, sind bekannt. Es werden dabei die Münzen über einen Zuführtrichter unmittelbar der Vereinzelungsscheibe zugeführt und diese durch Rotation in den Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe zur weiteren Sortierung weiterbewegt. Da die Vereinzelungsscheibe unmittelbar befüllt wird, ist auch keine Sicherheitsvorkehrung bei Rotation der Scheibe vorhanden und somit die Gefahr einer Verletzung des Bedienpersonals gegeben. Durch das Gewicht der auf der Vereinzelungsscheibe lastenden Münzen treten erhöhte Reibungskräfte auf, die den Antrieb der Scheibe erschweren. Werden der Sortiervorrichtung zuviele Münzen auf einmal zugeführt kommt es zu einem Sortierungsstau, da sich während der Rotation der Vereinzelungsscheibe Leerräume ausbilden, die durch eine gewölbeartige Druckverteilung innerhalb der aufgeschütteten Münzen stabil bleiben, wodurch die zur Weiterbeförderung der Münzen vorgesehenen Ausnehmungen in der Vereinzelungsscheibe nicht beschickt werden und daher leer durchlaufen. Auf diese Weise erhöht sich die Sortierdauer erheblich oder es kommt der Sortiervorgang zum Erliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine Entlastung des Antriebs der Vereinzelungsscheibe und
BR5ΛTZBLATT (REGEL 26)
eine verbesserte Zuführung der zu sortierenden plattchenformigen Gegenstände erreicht werden kann. Weitere Aufgabe ist eine Herabsetzung der Verletzungsgefahr beim Befüllen der Vorrichtung.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die rotierbare Vereinzelungsscheibe fest mit einer Dosierkammer verbunden ist, die eine Öffnung zur Beschickung mit zu sortierenden plattchenformigen Gegenständen und eine oder mehrere Abgabeöffnungen aufweist, durch welche die plattchenformigen Gegenstände infolge der zusammen mit der Vereinzelungsscheibe durchgeführten Rotation der Dosierkammer den Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe vereinzelt zuführbar sind.
Die Dosierkammer wird somit gemeinsam mit der Vereinzelungsscheibe angetrieben und bildet mit dieser eine Einheit. Gestalt, Durchmesser und Höhe der Dosierkammer können den jeweiligen zu sortierenden, plattchenformigen Gegenständen angepasst werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dosierkammer wird verhindert, dass die Münzen oder Jetons in ihrer Gesamtheit unmittelbar auf die Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe gelangen und es zu einem Förderstau kommen kann. Da über die Abgabeöffnungen der Dosierkammer immer die optimale Menge an Gegenständen zu den Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe geführt wird, kann es zu keinem Schwergang oder Stillstand des Antriebes durch Überfüllung kommen. Es ist auch ein störungsfreier Sortierbzw. Zählvorgang ohne Stau und Blockaden gewährleistet, weil sich aufgrund der vereinzelten Zuführung über den Ausnehmungen keine Leerräume ausbilden können.
Schließlich ist es dem Bediener nicht oder nur schwer möglich, in irgendwelche Bereiche der laufenden Vorrichtung zu gelangen, die eine Verletzung zur Folge haben könnten.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Dosierkammer durch eine hohlzylinderförmige Dosiertrommel gebildet sein, die an einer Stirnseite mit der Vereinzelungsscheibe verbunden ist und deren andere Stirnseite die Beschickungsöffnung ausbildet. Die mit der Vereinzelungsscheibe verbundene Dosiertrommel wird durch die obere Öffnung mit zu sortierenden Gegenständen befüllt und gibt diese vereinzelt an die Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe weiter.
Bei der hohlzlindrischen Ausbildung der Dosierkammer hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn innerhalb der Dosierkammer bzw. der Dosiertrommel Ablenkleisten zum Führen der plattchenformigen Gegenstände zu den Abgabeöffnungen vorgesehen sind, deren Anzahl, Größe und Neigungswinkel je nach Art der zu sortierenden Gegenstände variieren kann. Mit Hilfe der Ablenkleisten kann die Förderleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung optimiert werden, ohne dass es zu einer Blockade oder einem Förderstau kommen kann.
Es kann weiters vorgesehen sein, dass die Mantelfläche der Dosiertrommel mit Kippflügeln zum Ausrichten der plattchenformigen Gegenstände parallel zur Vereinzelungsscheibe versehen ist, um nach dem Befüllen der Dosierkammer eine den Abgabeöffnungen angepasste Orientierung der plattchenformigen Gegenstände zu erzielen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Dosierkammer durch eine hohlkegelstumpfförmige Dosiertrommel gebildet ist, die an ihrer Stirnseite mit dem größeren Durchmesser mit der Vereinzelungsscheibe verbunden ist und deren Stirnseite mit dem kleineren Durchmesser die Beschickungsöffnung ausbildet. Das Durchmesserverhältnis und der Neigungsgrad des Hohlkegelstumpfes richtet sich dabei nach dem Anwendungsgebiet. Aufgrund der konischen Form erübrigen sich Ablenkleisten für die zu sortierenden
Gegenstände.
Eine gleichmäßige Lagerbelastung des Antriebs kann dadurch erzielt werden, dass die Antriebsachse der Vereinzelungsscheibe und die Längsachse der Dosierkammer bzw. der Dosiertrommel miteinander fluchtend angeordnet sind.
Ein einfacher mechanischer Aufbau läßt sich erreichen, indem die Abgabeöffnung(en) in der Mantelfläche der Dosiertrommel ausgebildet ist oder sind. Form und Anzahl dieser Abgabeöffnungen bestimmt sich nach der Art der Anwendung und der Förderleistung.
So kann zumindest eine der Abgabeöffnungen an der Stirnrandseite der Dosiertrommel offen ausgebildet sein, sodass die plattchenformigen Gegenstände entlang der Oberseite der Vereinzelungsscheibe vom Inneren der Dosiertrommel zu den Ausnehmungen gelangen können.
Werden die Abgabeöffnungen gegenüber der Stirnrandseite höhenversetzt angeordnet, so fallen durch diese Abgabeöffnungen zu sortierende Gegenstände nur bei Überschreiten einer bestimmten Füllmenge der Dosiertrommel.
Um ein Herausfallen der zu sortierenden Gegenstände aus der Dosierkammer bzw. der Dosiertrommel zu vermeiden, kann an der die Beschickungsöffnung bildenden Stirnseite ein den Durchmesser der Beschickungsöffnung verkleinernder Abdeckring vorgesehen sein.
Die von der Vereinzelungsscheibe mitgenommenen plattchenformigen Gegenstände werden durch einen Sortiersensor bewertet und dann einem bestimmten Sortierkanal zugeordnet. Damit eine möglichst sichere und fehlerfreie Zuführung zu dem ausgewählten Sortierkanal ermöglicht wird, können in der Statorplatte Durchtrittsöffnungen ausgebildet sein, die beim Passieren jeweils eines in einer der
Ausnehmungen geführten, ausgewählten plattchenformigen Gegenstands durch gesteuerte Verschließstücke geöffnet und anschließend geschlossen werden, sodass die plattchenformigen Gegenstände unter der Einwirkung der Schwerkraft durch die Vereinzelungsscheibe hindurch in die in der Statorplatte ausgebildeten Sortierkanäle fallen, und nach Austritt aus den Kanälen in einen dem jeweiligen Kanal zugeordneten Sammelbehälter gelangen.
Die Klassifizierung der zu sortierenden Gegenstände kann nach den verschiedensten physikalischen Größen erfolgen, z.B. Durchmesser, Gewicht, magnetisches Moment, etc.. Höchste Messsicherheit ist gewährleistet, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Sortiersensoren in Vertiefungen der Statorplatte, und vorzugsweise plan mit dieser, eingelassen sind, sodass die in den Ausnehmungen der Vereinzelungsscheibe befindlichen plattchenformigen Gegenstände durch die Rotationsbewegung über die in der Statorplatte angeordneten Sortiersensoren hinweg zwangsgeführt sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass in der Vereinzelungsscheibe die in Bewegungsrichtung nacheilende Hinterkante der Ausnehmungen an der der Statorplatte abgewandten Seite abgeschrägt ist. Dadurch wird verhindert, dass mehr als ein Gegenstand pro Ausnehmung von der Vereinzelungsscheibe mitgenommen wird.
Vorteilhaft im Sinne einer einfachen Herstellungsform der Vereinzelungsscheibe und einer möglichst gleichmäßigen Fortbewegung der zu sortierenden Gegenstände ist eine kreisförmige Ausbildung der Durchtrittsöffnungen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Statorplatte an der in Förderrichtung der plattchenformigen Gegenstände hinten liegenden Kante der Durchtrittsöffnung an der den plattchenformigen Gegenständen abgewandten Seite angeschrägt ist, um die Weiterleitung der ausgewählten plattchenformigen Gegenstände in den
jeweiligen Sortierkanal zu erleichtern.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt dabei Fig.1 eine schematische ausschnittsweise Querschnittsansicht einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Teil einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.3 einen Schnitt AA durch die Darstellung der Fig.2; Fig.4 einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.5 einen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.6 einen Schnitt durch ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig.7 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig.1 zeigt eine Vorrichtung zum Sortieren von plattchenformigen Gegenständen 4 unterschiedlichen Durchmessers und/oder Gewichts, insbesondere von Münzen. Auf einer feststehend angeordneten Statorplatte 1 ist eine Vereinzelungsscheibe 2 um eine gegenüber der Horizontalen geneigte Achse 80 rotierbar angebracht, welche Ausnehmungen 3 zur Aufnahme und Weiterbeförderung je eines plattchenformigen Gegenstandes 4 aufweist.
Die während des Sortiervorgangs in die Ausnehmungen 3 gelangenden, plattchenformigen Gegenstände 4 werden an Sortiersensoren 70 (Fig.7) vorbeibewegt und es erfolgt mittels der Sensorsignale die Weiterleitung in Sortierkanäle 9.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die rotierbare Vereinzelungsscheibe 2 fest mit einer Dosierkammer 5 verbunden ist, die eine Öffnung 6 zur Beschickung mit zu sortierenden plattchenformigen Gegenständen 4 und eine oder mehrere Abgabeöffnungen 8 aufweist, durch welche die plattchenformigen Gegenstände 4 infolge der zusammen mit der Vereinzelungsscheibe 2 durchgeführten Rotation der Dosierkammer 5 den Ausnehmungen 3 der Vereinzelungsscheibe 2 vereinzelt zugeführt werden.
In der Dosierkammer 5 erfolgt die Aufnahme der zu sortierenden Gegenstände, wie Münzen, Jetons od. dgl., die ruckartig in großer Anzahl in diese eingebracht werden, und die vereinzelte Ausgabe zu den Ausnehmungen 3 hin, sodass ein Stau oder das Auftreten übermäßig hoher Reibungskräfte zwischen Gegenständen 4 und der Vereinzelungsscheibe 2 vermieden wird.
Die Antriebsachse der Vereinzelungsscheibe 2 und die Längsachse der Dosierkammer 5 sind in Fig.1 miteinander fluchtend angeordnet, eine andere, z.B. exzentrische Anordnung der Dosierkammer 5 gegenüber der Antriebsachse kann ebenfalls im Rahmen der Erfindung verwirklicht sein.
Die Dosierkammer 5 kann an ihrer der Vereinzelungsscheibe 2 zugewandten Seite offen sein, sodass der Kammerboden durch diese gebildet ist, sie kann aber auch unten geschlossen sein und einen mit den Kammerwänden einstückig ausgebildeten Kammerboden aufweisen.
Weiters kann, wie in der Ausführungsform gemäß Fig.2 gezeigt, an der die Beschickungsöffnung 6 bildenden Stirnseite ein den Durchmesser der Beschickungsöffnung 6 verkleinernder Abdeckring 12 vorgesehen sein, um das Herausfallen von Gegenständen 4 aus der Kammer 50 zu vermeiden.
Die Ausnehmungen 3 sind entlang einer Kreisbahn (Fig.2) angeordnet und die
Vereinzelungsscheibe 2 hat eine zentrale hochgezogenen Seitenwandung, die zusammen mit der Vereinzelungscheibe 2 die Dosierkammer 5 für die plattchenformigen Gegenstände 4 bildet, die in der Ausführungsform gemäß Fig.1 als oben offener Zylinder bzw. hohlzylindrische Dosiertrommel 50 ausgebildet ist und in den von oben her die plattchenformigen Gegenstände 4 eingebracht werden. Der Durchmesser der Dosiertrommel 50 ist dabei kleiner als der Durchmesser der durch die Ausnehmungen 3 gebildeten Kreisbahn.
Die Dosierkammer 5 könnte - wie in Fig.4 gezeigt - auch eine konische Seitenwandung in Form eines Hohlkegelstumpfes 51 haben, sodass die obere Öffnung 6 kleiner ist als der vorzugsweise ebene Boden der Dosierkammer 5.
In der Seitenwandung bzw. in der Mantelfläche der Dosiertrommel 50 (Fig.1) sind im Bodenbereich zur Vereinzelungscheibe 2 parallele Abgabeöffnungen 8 für die Gegenstände 4 vorgesehen, durch die die Gegenstände 4 schräg nach unten in die Ausnehmungen 3 rutschen. Die Anzahl und Form der Abgabeöffnungen ist keiner Einschränkung unterworfen und variiert in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung.
Damit die plättchenförmige Gegenstände 4 zu den Abgabeöffnungen 8 geführt werden, können am Boden der Dosierkammer 5 in Fig.1 nicht dargestellte erhöhte Ablenkstreifen 20 (Fig.5) vorgesehen sein, die bei Dosierkammerdrehungen die Gegenstände 4 so ablenken, dass sie vor einer Abgabeöffnung 8 liegen, sobald diese in ihrer untersten Lage ist.
Damit die plattchenformigen Gegenstände 4 im Bereich der Abgabeöffnungen 8, die vorzugsweise als Schlitze ausgeführt sind, plan am Kammerboden anliegen, können weiterhin entsprechende, nicht dargestellte Kippflügel an der Seitenwand 50 zum Ausrichten der plattchenformigen Gegenstände 4 parallel zur Vereinzelungsscheibe 2 im Bereich der Abgabeöffnungen 8 vorgesehen sein. Bei konischer, zur
Rotationsachse nach oben hin geneigter Seitenwandung 51 bewirkt diese selbst das Abkippen der Gegenstände.
Die Gegenstände 4 werden in den Ausnehmungen 3 entlang einer Kreisbahn transportiert und passieren vorerst die in Fig.1 nicht dargestellten Sortiersensoren. Dann gelangen sie in eine Zone, wo die Statorplatte 1 innere Sortierkanäle 9 aufweist, die zur Vereinzelungsscheibe 2 hin gerichtete Durchtrittsöffnungen 10 zeigen, die einen größeren Durchmesser als die Ausnehmungen 3 der Vereinzelungsscheibe 2 haben und von einem Schließkörper 11 abgedeckt sind, der von der Durchtrittsöffnung 10 wegbewegt wird, sobald ein dem Kanal 4 zugeordneter Gegenstand 4 die Durchtrittsöffnung 10 erreicht. Der Gegenstand 4 fällt in den Sortierkanal 9, der Schließkörper 11 schließt wieder. Am Ende des Sortierkanals 9 ist ein Auffangbehälter angeordnet. Vorzugsweise ist jeder auszusortierenden Plättchengröße ein Sortierkanal 9 mit Verschließkörper 11 und Auffangbehälter zugeordnet.
Fig. 1 ist nicht maßstabgetreu und auch kein tatsächlicher Querschnitt, sie dient nur zur Erläuterung. Rechts unten erkennt man einen Gegenstand 4 beim Passieren des Abgabeschlitzes 8, knapp vor dem Hineingleiten in die Ausnehmung 3 der Vereinzelungsscheibe 2.
Links oben ist der Beginn des Herausfallens des Gegenstands 4 - nach einer halben Umdrehung der Vereinzelungsscheibe 2 - aus der Ausnehmung 3 durch die Vereinzelungsscheibe 2 hindurch in den Sortierkanal 9 der Statorplatte 1 festgehalten. Soeben hat der Verschließkörper 11 - in diesem Fall Teil einer Solenoidanordnung, die Durchtrittsöffnung 10 des Sortierkanals 9 freigegeben. Der Gegenstand 4 liegt locker in der Ausnehmung 3 und fällt frei in den Sortierkanal 9 und anschließend in einen Auffangbehälter. Das Verschließstück 11 ist so ausgebildet, dass in seiner Geschlossenstellung die Oberfläche der Statorplatte 1 völlig eben ist und somit die Gegenstände 4, die in einen ausgewählten Kanal fallen
sollen und daher an allen in Fördervorrichtung der Gegenstände vorher angeordneten Kanälen 9 vobeigeführt werden müssen, dies ungehindert können.
Die Oberfläche der Statorplatte 1 , an der die Vereinzelungsscheibe 2 gleitet, kann eine selbstschmierende Beschichtung aufweisen, ebenso wie der Innenraum, insbesondere die Bodenfläche der Dosierkammer 5.
Die Unterkanten der Abgabeöffnungen 8 sind vorzugsweise in einer Ebene mit dem Kammerboden, wobei die Abgabeöffnungen 8 an der unteren Stirnrandseite der Dosiertrommel 50 offen ausgeführt sind, sodass die plattchenformigen Gegenstände 4 entlang der Oberseite der Vereinzelungsscheibe 2 vom Inneren der Dosiertrommel 50 zu den Ausnehmungen 3 gelangen können. Die Abgabeöffnungen können aber auch höhenversetzt gegenüber dem Kammerboden angeordnet sein (Fig.6). Gleichfalls ist der Verlauf der Abgabeöffnungen 8 vorzugsweise mit zueinander parallelen Kanten in Form von Schlitzen, diese können sich in Abgaberichtung allerdings auch konisch verjüngen oder aber in Abgaberichtung entgegen der Drehrichtung sich deren Querschnitt konisch vergrößern (Fig.6).
Weiterhin ist vorstehend eine kreisförmige Aufnahmeöffnung 10 des Sortierkanals 9 beschrieben, mit Solenoidsteuerung des Verschließstücks 11. Andere Lösungen sind möglich, z.B. Klappen- oder Schieberverschlüsse.
Weiterhin ist derzeit bevorzugt, dass die Höhe der Dosierkammer im Vergleich zu ihrer Bodenfläche gering ist, um den Staudruck in ihrem Innenraum klein zu halten.
Die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt in üblicher Weise elektronisch und daher können handelsübliche Module und Steuerungen herangezogen werden.
In der Ausführungsform gemäß Fig.7 ist die hohlzylindrische Dosiertrommel 50 mit
der Vereinzelungsscheibe 2 erfindungsgemäß fest verbunden. Die Statorplatte 1 ist mit den Durchtrittsöffnungen 10 in einer den Ausnehmungen 3 entsprechenden Anordnung versehen. Den Durchtrittsöffnungen 10 sind steuerbare
Verschließstücke 11 zugeordnet, über welche die Durchtrittsöffnungen 10 für den Durchtritt von Gegenständen 4 geöffnet und verschlossen werden können. In geöffneter Position geben sie den Weg zu jeweiligen Sortierkanälen frei, die in Fig.7 nicht dargestellt sind. Die sortierten Gegenstände 4 gelangen in Becher 63, die in einer Lade 62 aufgenommen sind. Mittels einer Abdeckung 65 wird die Vereinzelungsscheibe 2 gegen Berührung gesichert. Angetrieben wird die Vereinzelungsscheibe 2 über eine Antriebswelle 64, die in einer Buchse 65 gelagert ist, und eine Antriebseinheit 60, die in einem Stativ 61 angebracht ist.
Die Sortiersensoren 70 sind in Vertiefungen, in einer den Ausnehmungen 3 der Vereinzelungsscheibe 2 entsprechenden Position, in der Statorplatte 1 eingelassen, sodass die in den Ausnehmungen 3 der Vereinzelungsscheibe 2 befindlichen plattchenformigen Gegenstände 4 durch die Rotationsbewegung über die in der Statorplatte 1 angeordneten Sortiersensoren 70 hinweg zwangsgeführt sind, wodurch die Meßsicherheit erhöht werden kann.