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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschicken eines Aufnahmeelementes
mit Gegenständen
sowie zu deren Abnahme von dem Aufnahmeelement nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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In
erster Linie werden ohne Einschränkung der
Erfindung unter den Gegenständen
Stapel oder Pakete von flachen Gegenständen wie leere Säcke o. dgl.
verstanden, die aus Papier, Kunststoff o. dgl. hergestellt und übereinander
gestapelt sind. Die folgende Beschreibung bezieht sich daher auf
die Handhabung derartiger Stapel.
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Die
hier betrachteten Säcke
werden beispielsweise zum Verpacken von Zement verwendet und in
entsprechenden Maschinen hergestellt, welche sie dann in Form von
Stapeln zu Beschickungslinien weitergeben. Es ist übliche Praxis,
dass die Stapel zwischen den Herstellungsmaschinen und den nachfolgenden
Verwendungslinien für
eine gewisse Zeit gespeichert werden, um vor allem eine ausreichende
Trocknung des für
die Säcke
verwendeten Klebstoffes zu ermöglichen
und um eine Anpassung an die Bearbeitungszyklen der verschiedenen
Maschinen zu erreichen, aus welchen die gesamte Anlage zusammengesetzt
ist.
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Die
Stapel werden im allgemeinen manuell auf Paletten abgelegt, welche
dann mit Hilfe von Karren o. dgl. in der Fabrikanlage in die hierfür vorgesehenen
Speicher befördert
werden. Durch den Einsatz von Handarbeit sind die Operationen zum
Befördern und
Speichern verhältnismäßig langsam
und ermüdend.
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Eine
automatisch arbeitende Vorrichtung mit einem dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 entsprechenden Aufbau ist aus
DE 43 33 906 A1 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
umrissenen Gattung zur Verfügung
zu stellen, mit der eine leichtgängige, nahezu
reibungsfreie Betriebsweise bei der Förderung, Beschickung und Entnahme
gewährleistet
ist.
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Die
gemäß der Erfindung
vorgesehene Lösung
ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das
in der Zeichnung dargestellt ist.
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Es
zeigen:
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1 die
schematische Draufsicht einer Anlage mit zwei im wesentlichen gleich
ausgebildeten Vorrichtungen zum Beschicken eines Aufnahmeelementes
mit Gegenständen
sowie zu deren Abnahme von dem Aufnahmeelement,
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2 die
vergrößerte Draufsicht
einer der beiden in 1 gezeigten Vorrichtungen,
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3 die
Ansicht eines Förderers
mit Schieber in der Ebene III-III der 2,
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4 die
Ansicht eines weiteren Förderers mit
Schieber in der Ebene IV-IV der 2,
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5 die
Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung zur Darstellung eines
Aufnahmeelementes in einer ersten Betriebsphase,
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6 eine
der 5 entsprechende Darstellung in einer zweiten Betriebsphase,
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7 die
perspektivische Teildarstellung des in den 5 und 6 gezeigten
Aufnahmeelementes und
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8 ein
Blockschaltbild mit den Antrieben für die Steuerung der Anlage.
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In
den 1 und 2 ist eine Anlage 1 dargestellt,
in der Stapel 3 von aus Karton o. dgl. hergestellten, leeren
Säcken 4 auf
Aufnahmeelemente 2 in Form von Paletten geladen bzw. von
diesen wieder abgenommen werden können. Die Säcke 4 sind in flacher
Form übereinander
abgelegt und bilden dadurch Stapel 3, die in Draufsicht
etwa rechteckig sind.
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Die
Anlage 1 hat mehrere Vorrichtungen 5 und 6,
die untereinander gleich ausgebildet sind und zum Beladen eines
Aufnahmeelementes 2 mit den Stapeln 3 sowie zu
deren Abnahme von dem Aufnahmeelement 2 dienen. 1 zeigt
zwei der genannten Vorrichtungen 5, 6, wobei in
der nachfolgenden Beschreibung auf die Vorrichtung 5 Bezug
genommen wird.
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Die
Vorrichtung 5 hat eine Grundplatte 7, die gemäß 2 in
nicht weiter dargestellter Weise einen Förderer 8 aufnimmt,
der aus mehreren Förderbändern 9 besteht,
welche von einem Antrieb 10 in Bewegung gesetzt werden.
Die Förderbänder 9 haben
eine horizontale Transportfläche
und sind parallel nebeneinander angeordnet.
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An
eine Seite des Förderers 8 schließt sich ein
Rollenförderer 11 an,
der sich ebenfalls in horizontaler Richtung erstreckt und aus Rollen 12 besteht,
welche mit gleichen Abständen
nebeneinander angeordnet sind und von einem Antrieb 13 in
Drehung versetzt werden. Die Rollen 12 haben horizontale
Achsen, die parallel nebeneinander und rechtwinklig zur Förderrichtung
F des ersten Förderers 8 verlaufen.
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Aus 3 geht
hervor, daß zwischen
jeweils zwei Rollen 12 ein solcher Abstand besteht, daß in diesen
ein vertikaler Finger 14 eingreifen kann, der von einer
horizontalen Stange 15 nach unten absteht. Die Stange 15 erstreckt
sich parallel zu dem Pfeil F und bildet zusammen mit den Fingern 14 einen Schieber 16.
Der Schieber 16 kann in beiden Horizontalrichtungen über den
Rollen 12 parallel zu deren Achsen verschoben werden, wozu
ein Antriebsorgan 17 dient, das auf der Grundplatte 7 angebracht
ist.
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Die
in 2 linken Enden der Rollen 12 liegen einem
weiteren Rollenförderer 18 gegenüber, dessen
horizontal angeordnete Rollen 19 gleiche Abstände voneinander
aufweisen und von einem Antrieb 20 in Drehung versetzt
werden. Die Rollen 19 haben zueinander parallele, horizontale
Achsen und erstrecken sich rechtwinklig zu dem Pfeil F.
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Zwischen
jeweils zwei Rollen 19 ist ein waagrechtes Band 21 angeordnet,
das Teil eines Bandförderers 22 ist,
der von einem schematisch dargestellten Antrieb 23 in Bewegung
gesetzt werden kann. Vorzugsweise greift jedes Band 21 des Bandförderers 22 mit
einem Abschnitt zwischen zwei nebeneinander angeordnete Rollen 12 des
Rollenförderers 11;
gemäß 2 liegen
diese Enden der Bänder 21 in
einer axialen Mittelebene zwischen den Rollen 12.
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Der
Rollenförderer 18 und
der Bandförderer 22 bilden
zusammen eine Fördereinheit 24,
die von einer im wesentlichen rechteckigen, horizontalen Plattform 25 getragen
wird. Diese Plattform 25 kann mit Hilfe eines Antriebs 26 vertikal
nach oben und unten verschoben werden, wobei sie zwischen vier Säulen 27 geführt wird,
die an den Ecken der Plattform 25 vorgesehen sind.
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Der
Bandförderer 22 ist
auf der Plattform 25 so gelagert, daß er relativ zu dieser vertikal
nach oben und unten bewegt werden kann, wozu ein Antrieb 28 vorgesehen
ist.
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Aus 4 geht
hervor, daß die
Rollen 19 gleichmäßig über die
Länge verteilte,
radiale Einschnürungen 29 haben,
die sich über
den ganzen Umfang erstrecken. Zwischen jeweils zwei Einschnürungen 29 greift
ein Finger 30 ein, der von einer horizontalen Stange 31 vertikal
nach unten absteht. Diese Stange 31 erstreckt sich rechtwinklig
zu dem Pfeil F und bildet zusammen mit den Fingern 30 einen Schieber 32,
der in einer zum Pfeil F parallelen Richtung mit Hilfe eines Antriebsorgans 33 in
beiden Richtungen über
den Rollen 19 verschoben werden kann. Das Antriebsorgan 33 ist
neben dem ersten Förderer 8 auf
der Plattform 25 angebracht.
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Neben
der Rolle 19 des Rollenförderers 18, die den
größten Abstand
von dem Antriebsorgan 33 hat, befindet sich ein Aufnahmeelement 2.
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Die 5 und 6 zeigen,
daß das
Aufnahmeelement 2 eine im wesentlichen rechteckige Basisplatte 34 hat,
welche sich über
vier an ihren Ecken angebrachte Füße 35 auf dem Boden
abstützt. Die
Basisplatte 34 trägt
einen Stapel übereinander angeordneter
Kassettenelemente 36 (vgl. auch 7), die
auf der dem Rollenförderer 19 gegenüberliegenden
Schmalseite offen sind. 7 zeigt, daß die Oberfläche jedes
Kassettenelementes 36 durch einen Boden 38 gebildet
wird, in welchen eine Vielzahl von Löchern 39 eingearbeitet
ist, die mit einem nicht gezeigten, geschlossenen Innenraum des Bodens 38 kommunizieren.
In eine Seitenwange 40 jedes Kassettenelementes 36 ist
eine Öffnung 41 eingearbeitet,
die zu dem geschlossenen Hohlraum des Bodens 38 führt, worauf
später
noch eingegangen wird.
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Jedes
Kassettenelement 36 hat zwei Seitenwangen 40,
die einander gegenüberliegen
und sich parallel zu dem Pfeil F in jeweils einer vertikalen Ebene
erstrecken. Die von dem Rollenförderer 18 am weitesten
entfernten Enden der Seitenwangen 40 sind paarweise miteinander
verbunden durch einen Seil- oder Kettenabschnitt 42.
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Das
Aufnahmeelement 2 ist zwischen zwei festen, vertikalen
Wänden 43 angeordnet,
die in zum Pfeil F parallelen Ebenen liegen. Die Wände 43 tragen
in der Nähe
der vier Eckbereiche des Aufnahmeelementes 2 mittels zweier
vertikal verschiebbarer Stützen 44 insgesamt
vier Antriebsorgane 45. Die Antriebsorgane 45 liegen
paarweise den entsprechenden, zum Pfeil F parallelen Seiten des
Aufnahmeelementes 2 gegenüber. Zusammen mit den Stützen 44 können die
Antriebsorgane 45 entlang der Wände 43 vertikal verfahren
werden, wozu ein als Block angedeuteter Antrieb 46 dient.
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Jedes
Antriebsorgan 45 hat einen Stift 47, der in beiden
Axialrichtungen zu den Seitenwangen 40 und von diesen weg
des Kassettenelementes 36 bewegt werden kann. Der Stift 47 greift
dabei in ein entsprechendes Loch 48 der gegenüberliegenden Seitenwange 40 ein
bzw. wird aus diesem herausgezogen (7).
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An
einer der beiden Wände 43,
beispielsweise an der in 2 rechten Wand 43,
ist ein Antriebsorgan 49 in vertikaler Richtung verschiebbar
gelagert, wozu es mit einem Antrieb 50 verbunden ist. Dieses
Antriebsorgan 49 ist mit einem Antrieb ausgerüstet, der
zur Axialverschiebung eines Rohres 51 in Richtung auf das
erläuterte
Loch 48 jeweils eines Kassettenelementes 36 bzw.
von diesem weg dient, wodurch eine Verbindung zwischen dem Loch 48 und einer
Druckluftquelle 52 hergestellt werden kann, und zwar in
weiter unten erläuterten
Zeitpunkten.
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Die
genannten Antriebe 10, 13, 17, 20, 23, 26, 33, 45, 46, 49 und 50 sowie
ein nicht dargestelltes Elektromagnetventil, welches den Druckluftstrom
von der Druckluftquelle 52 in das Rohr 51 steuert,
werden in an sich bekannter Weise von einem Rechner 53 gesteuert,
der in geeigneter Weise programmiert werden kann.
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Nachstehend
wird die Betriebsweise der Vorrichtung 5 erläutert, ausgehend
von einem Zustand, in dem das mit der Vorrichtung 5 verbundene
Aufnahmeelement 2 leer ist und die einzelnen Kompo nenten der
Vorrichtung 5 die in 2 gezeigte
Stellung haben. Danach wird die Funktionsweise der Vorrichtung 6 erläutert.
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Der
von dem Rechner 53 gesteuerte Förderer 8 übergibt
nacheinander Stapel 3 auf den Förderer 11. Der ebenfalls
von dem Rechner 53 gesteuerte Förderer 11 führt die
auf ihm liegenden Stapel 3 in vorbestimmte Positionen in
Richtung des Pfeiles F weiter.
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Der
Schieber 16 wird anschließend von dem Antriebsorgan 17 in
Bewegung gesetzt, um den auf dem Rollenförderer 11 liegenden
Stapel 3 oder zwei oder mehr Stapel 3, die nacheinander
auf den Rollenförderer 3 gelangt
sind, auf die Fördereinheit 24 zu schieben.
Der Bandförderer 22 der
Fördereinheit 24 ist
mit Hilfe des Antriebes 28 und durch die Steuerung des
Rechners 53 so angehoben, daß die Transportfläche der
Bänder 21 über den
Rollen 19 des Rollenförderers 18 liegen.
Mit Hilfe des Rechners 53 überführt der durch den Antrieb 23 bewegte
Bandförderer 22 die
Stapel 3, die nacheinander von dem Rollenförderer 11 ankommen,
in vorbestimmte Stellungen, beispielsweise entsprechend der Anordnung der 2,
bei der die Fördereinheit 24 vollständig mit Stapeln 3 beladen
ist, deren Zentren auf der Fördereinheit 24 an
den Ecken eines Quadrates 54 liegen, das gestrichelt eingezeichnet
ist. Danach wird der Schieber 16 in seine Anfangsstellung
zurückgezogen.
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Nachdem
der Bandförderer 22 durch
seinen vom Rechner 53 gesteuerten Antrieb 28 wieder
abgesenkt worden ist, verschiebt sich die Plattform 25 an
den Säulen 27 nach
oben, wozu der Antrieb 26 durch den Rechner 53 gesteuert
wird, bis die Plattform 25 in einer solchen Höhe liegt,
daß die
Oberseite des Rollenförderers 18,
auf denen sich die Stapel 3 befinden, horizontal zur Oberseite
des Bodens 38 des obersten, noch leeren Kassettenelementes 36 ausgerichtet
ist (vgl. 5). Gesteuert durch den Rechner 53 schiebt
das Antriebsorgan 49 das Rohr 51 in die Öffnung 41 des
genannten Kassettenelementes 36; danach wird die Druckluftquelle 52 eingeschaltet,
so daß Luft
in den Hohlraum des Kassettenelementes 36 strömt. Das
hat zur Folge, daß durch die
Löcher 39 des
Kassettenelementes 36 Luft ausströmt.
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Gesteuert
durch den Rechner 53 bewirkt das Antriebsorgan 33 eine
Verstellung des Schiebers 32 in Richtung auf das genannte
Kassettenelement 36, so daß die auf dem Rollenförderer 8 liegenden
Stapel 3 unter Mithilfe des Rollenförderes 18 auf den
Boden 38 des Kassettenelementes 36 gelangen. Die
aus den Löchern 39 ausströmende Druckluft
erzeugt dabei auf dem Boden 38 ein Luftkissen, auf welchem die
Stapel 3 nahezu reibungsfrei vorwärtsgleiten.
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Nachdem
die Druckluftquelle 52 mittels des Rechners 53 wieder
abgestellt worden ist, wird das Rohr 51 aus der Öffnung 41 herausgezogen,
wobei der Schieber 32 in seine Anfangsstellung zurückgezogen
wird. Danach wird die Plattform 25 wieder nach unten geführt, bis
sie ihre Anfangsstellung erreicht hat.
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Um
alle Kassettenelemente 36 eines Aufnahmeelementes 2 zu
füllen,
werden die erläuterten Schritte
wiederholt, so daß jedes
Kassettenelement 36 mit Hilfe der Förderer 8, 11, 18 und 22 mit
Stapeln 3 beschickt wird.
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Um
die Stapel 3 auf das von oben zweite Kassettenelement 36 des
Aufnahmeelementes 2 zu überführen, werden
die Antriebsorgane 45 zusammen mit ihren Stützen 44 und
der Steuerung des Rechners 53 nach oben verschoben, bis
sie die Höhe des
Kassettenelementes 36 erreicht haben, das in dem zuvor
durchgeführten
Zyklus mit Stapeln 3 gefüllt worden ist. Danach werden
die Stifte in die Löcher 48 dieses
Kassettenelementes 36 vorgerückt. Nachdem auf diese Weise
das Kassettenelement 36 erfaßt worden ist, bewegen sich
die Antriebsorgane 45 um einen kurzen Hub nach oben, so
daß das
zuvor gefüllte
Kassettenelement 36 einen Abstand zu dem noch leeren Kassettenelement 36 hat,
das jetzt beschickt werden soll.
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Darauf
bewegt sich das Antriebsorgan 49 unter der Steuerung des
Rechners 53 in die Höhe
des zu beschickenden Kassettenelementes 36 und verschiebt
das Rohr 51 in die Öffnung 41 dieses
Kassettenelementes 36, um in der zuvor erläuterten
Weise Druckluft einzublasen.
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Im
Anschluß daran
transportieren der Schieber 32 und der Rollenförderer 18 die
vorgesehene Gruppe von Stapeln 3 in das Kassettenelement 36, welches
unmittelbar unter dem Kassettenelement 36 liegt, das zuvor
von den Antriebsorganen 45 angehoben worden ist. Nachdem
der Schieber 32 und das Rohr 51 wieder zurückgezogen
worden sind, legen die Antriebsorgane 45 das von ihnen
gehaltene Kassettenelement 36 auf dem nun gefüllten Kassettenelement
ab, wobei die in diesem Schritt abgelegten Stapel 3 vorzugsweise
zusammengedrückt
werden.
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Um
alle Kassettenelemente 36 zu beschicken, heben die Antriebsorgane 45 für eine kurze
Zeit die Kassettenelemente 36 an, welche bereits mit Stapeln 3 beschickt
sind, um sie anschließend
auf das zuletzt gefüllte
Kassettenelement 36 abzulegen.
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Nachdem
alle Kassettenelemente 36 des Aufnahmeelementes 2 gefüllt worden
sind, transportiert ein entsprechend ausgerüsteter Karren oder Schlitten
(nicht dargestellt) das Aufnahmeelement 2 zu einem nicht
gezeigten Speicher.
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Wenn
das in dem Speicher zwischengelagerte Aufnahmeelement 2 geleert
werden soll, transportiert der genannte Karren oder Schlitten dieses
zu der Vorrichtung 6, wo das Aufnahmeelement in dieselbe
Position gebracht wird, die das Aufnahmeelement 2 zuvor
in der Vorrichtung 5 beim Befüllen eingenommen hatte.
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Die
Entnahme der Stapel 3 aus den Kassettenelementen 36 beginnt
bei dem obersten Kassettenelement 36, um nacheinander alle
darunterliegenden Kassettenelemente 36 zu leeren.
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In
der zuvor erläuterten
Weise wird dann der Rollenförderer 18 in
die Höhe
des Bodens 38 des oberesten Kassettenelementes 36 gebracht,
wobei die Bänder 21 des
Bandförderers 22 abgesenkt
sind. Das Antriebsorgan 49 schiebt das Rohr 51 in
die Öffnung 41 des
zu leerenden Kassettenelementes 36, worauf Druckluft durch
das Rohr 51 zugeführt
wird. Die beiden Antriebsorgane 45, welche sich neben dem
Endbereich des Kassettenelementes 36 befinden, der den
größten Abstand
von dem Rollenförderer 18 hat,
schieben anschließend
die Stifte 47 in die beiden Löcher 48 des Kassettenelementes 36 und heben
dieses um einen kleinen Betrag an. Auf diese Weise wird das Kassettenelement 36 in
eine Schräglage
gebracht, wie sie in 6 am Beispiel des vierten Kassettenelementes
von oben gezeigt ist. Die in dem Kassettenelement 36 liegenden
Stapel 3 rutschen dann unter Abstützung durch den Schieber 32 auf
dem Luftkissen des Bodens 36 und gelangen danach auf den
Rollenförderer 18.
Anschließend wird
die Fördereinheit 24 mit
dem Rollenförderer 18 und
dem Bandförderer 22 auf
die Höhe
des Rollenförderers 11 abgesenkt,
worauf die Bänder 21 des Bandförderers 22 angehoben
werden und die Stapel 3 beispielsweise paarweise auf den
Rollenförderer 11 transportieren.
Danach werden der Rollenförderer 11 und
der Förderer 8 in
Bewegung gesetzt, um die Stapel 3 aus der Vorrichtung 6 herauszubewegen.
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Nachdem
das Antriebsorgan 49 in der erläuterten Weise die Luftabgabe
in den Hohlraum des obersten Kassettenelementes 36 abgeschlossen
hat, werden zum Entleeren des unterhalb des obersten Kassettenelementes 36 liegenden
Kassettenelementes die Antriebsorgane 45 betätigt, so
daß sie
das oberste Kassettenelement 36 um einen Schritt anheben,
der größer ist
als beim Beschicken der Kassettenelemente 36. Auf diese
Weise ziehen die Seil- oder Kettenabschnitte 52 das hintere
Ende des zu leerenden Kassettenelementes 36 nach oben (vgl. 6),
so daß dieses
die bereits erläuterte
Schräglage
einnimmt und die Stapel 3 auf den Rollenförderer 18 abgibt.
Die Stapel 3 werden anschließend in der beschriebenen Weise
auf den Rollenförderer 11 und den
Förderer 8 weitergeleitet,
um anschließend
aus der Vorrichtung 6 herauszugelangen.
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Zur
Entleerung aller darunterliegenden Kassettenelemente 36 werden
die zuvor erläuterten Schritte
wiederholt, die im wesentlichen darin bestehen, daß alle über dem
zu leerenden Kassettenelement 36 liegenden Kassettenelemente
als ein Block angehoben werden, wobei das zu leerende Kassettenelement 36 in
seine Schrägstellung
gelangt, in der die Stapel 3 auf den Rollenförderer 18 rutschen.
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Aus
der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Vorrichtungen 5 und 6 im
wesentlichen übereinstimmende
Strukturen haben, wobei lediglich der Steuerungsablauf des Rechners 53 unterschiedlich ist,
da dieser die einzelnen Elemente zum Beschicken und zum Entleeren
der Kassettenelemente 36 entsprechend ansteuern muß.
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Mit
der Erfindung steht ein System zur Verfügung, das ohne manuellen Einsatz
in der Lage ist, eine automatische Beschickung und Entleerung vorzunehmen.