DE2314331A1

DE2314331A1 - Maschine zum stapeln von werkstuecken

Info

Publication number: DE2314331A1
Application number: DE19732314331
Authority: DE
Inventors: Jun George A Fuller; Wilfred L Langevin; Carlton G Lutts; Jun Geoffrey C Neiley
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1973-10-04
Also published as: US3848866A; CA978212A; AU5350073A; FR2177296A5; GB1422656A; JPS496668A

Description

23U331

München den,

Mein Zeichen: P 1610
Anmelder : USM Corporation

Flemington/New Jersey - USA

Zustelladresse:

Balch Street

Beverly/Mass. 01915

USA

Maschine zum Stapeln von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Stapeln von Werkstücken. Sie eignet sich z.B. für eine automatische KSntel-Näh- maschine der in der Deutschen Patentanmeldung P 22 01 982.5 beschriebenen Art. Das Hauptanwendungsgebiet der Maschine ist daher das Stapeln von GewebestUcken wie Handtüchern und Waschlappen. Das Verladen und Anordnen von aufeinanderfolgenden weichen Werkstücken wird, wenn es von Hand durchgeführt wird, ermüdend und eintönig. Verschiedene Versuche zur mechanischen Lösung des Problems wurden durchgeführt. Wegen der verschiedenen Größen, Formen und Art flexibler, zu transportierender Werkstücke, war es schwierig, einen automatischen, zuverlässigen Transportmec:h'irii sinu.'j für alle zu schaffen.

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Die Erfindung betrifft insbesondere einen zuverlässigen, schnell arbeitenden Mechanismus zur zyklischen Aufnahme eines flexiblen, streifenartigen Werkstücks zu schaffen, z.B. eines Gewebestücks wie ein Handtuch oder ein Teil eines Kleidungsstücks, das von einer anderen Maschine oder einem Förderer kommt, um es zu einer horizontalen Abgabestellung zu transportieren, auszubreiten und dort zu stapeln.

Der zum Transport streifenartigen Materials bekannte Mechanismus hat meist den Nachteil, daß er die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson zu sehr in Anspruch nimmt, geräuschvoll arbeitet und das Werkstück beschädigt oder beschmutzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine relativ unkomplizierte, jedoch zuverlässig Maschine zum Transport aufeinanderfolgender flexibler Werkstücke von einer Aufnahmestellung und zu deren Abgabe in voll ausgebreitetem Zustand in einem allgemein ausgerichteten Stapel zu schaffen. Die Maschine soll, wenn der Stapel eine vorbestimmte Anzahl von Stücken enthält, den fertigen Stapel verschieben, damit ohne Unterbrechung der Maschine ein weiterer gebildet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat die erfindungsgemäße Maschine eine schwingende, die Werkstücke tragende Einrichtung, die von einem Druckströmungsmittel gesteuert wird, einen Mechanismus, um die Abgabehübe der die Werkstücke tragenden Einrichtung weich abzufedern, und einen Werkstücküberschiebermechanismus, der relativ zu einer Halteeinrichtung während des Abgabehubs automatisch ausschiebbar ist, um sicherzustellen, daß das übertragene Werkstück ausgebreitet an den Stapel abgegeben wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Es zeigt:

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Figur 1 eine Seitenansicht der Maschine zum Stapeln flexibler Werkstücke, wobei bestimmte Teile weggelassen und einige in aufeinanderfolgenden Stellungen angegeben sind,

Figur 2 eine Endansicht der Maschine der Fig. 1 von rechts gesehen, wobei deren Abdeckhaube entfernt ist,

Figur 3 ein schematisches Schaltbild des elektrischen Steuersystems, und

Figur 4 ein schematisches Schaltbild der pneumatischen Steuerungen, wobei die Werkstücktransport- bzw, übertragungseinrichtung in ihrer Abgabe- bzw. unteren Stellung angegeben ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen rechteckigen Hauptrahmen mit einer horizontalen, langgestreckten Platte 12, die aufeinanderfolgende Werkstücke W verschiebbar halten kann, die in allgemein ausgerichteten Stapeln S gestapelt werden sollen. Ein Ende des Rahmens 10 ist drehbar gelagert, um eine Querwelle 14 drehbar zu halten, an deren Enden durch einen Haltebolzen 16 jeweils das untere Ende eines Schwingbetätigungshebels 18 befestigt ist. Das obere Ende der Hebel 18 hat eine Kugelzapfenverbindung mittels Stangen mit dem jeweiligen Ende eines sich seitlich erstreckenden Oberschiebers bzw. Schiebers 22, der in noch zu beschreibender Weise von einer allgemein vertikalen Anfangsstellung, in der er an dem Werkstück angreift, in einem Bogen, der üblicherweise etwas kleiner als 90° ist, in eine nahezu horizontale Stellung geschwenkt wird, in der ein Werkstück W auf einem Stapel S auf der Platte 12 freigegeben wird. Eine seitlich offene Haube 24, die an dem Rahmen befestigt ist, schützt gegen eine unerwünschte Störung des Mechanismus und trägt zentral eine Fotozellensensoreinrichtung 26 (Fig. 1, 3), die auf die Ankunft eines

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vorderen, herabhängenden Teils eines jeden Werkstücks W anspricht, das übertragen und gestapelt werden soll.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Anordnung derart, daß der vordere, herabhängende Teil eines Werkstücks von einem synchron bewegten, schwingenden Halter 30 und dem mit diesem zusammenwirkenden überschieber 22 erfaßt wird, so daß während des Transports in die Abgabestellung jedes Werkstück entrollt, im wesentlichen ausgebreitet und bezüglich des Stapels richtig angeordnet wird. Der Halter 30 besteht vorzugsweise aus Elementen mit hoher Reibung wie Stoffteilen 32, die in seitlichem Abstand voneinander von einer Platte getragen werden, die zusammen mit einem fachwerkarticen Schwingrahmen 36 (Fig. 2) geschwungen wird. Die Platte hat vorzugsweise öffnungen 38 (Fig. 2), um das Gewicht und den Luftwiderstand zu vermindern. Der Rahmen 36 hat Querstreben 40, 42, diagonale Teile 44, 46, die die Querstreben 40, 42 verbinden, und gegenüberliegende Seitenstreben 48, die ebenfalls die Querstreben 40, 42 verbinden. Die unteren Enden der Seitenstreben 48 sind an koaxialen Zapfen 50 angelenkt, die von seitlichen Platten 52 des Rahmens 10 getragen werden.

Um den Halter 30 in Phase mit den Hüben des Uberschiebers 22 zu betätigen und zu dessen Betrieb ist der Mechanismus vorgesehen, der nun beschrieben wird. Ein Zylinder 54 (Fig. 1, 2 und 4), der an dem Rahmen 10 mittels eines Zapfens 56 schwenkbar befestigt ist, hat eine doppelt wirkende Kolbenstange 58, deren eines Ende mit einem der Hebel 18 verbunden ist. Strömungsmitteldruck, vorzugsweise pneumatischer, wird entsprechend auf die eine und dann auf die andere Seite eines Kolbens (der nur in Flg. 4 gezeigt ist) des Zylinders 54 gerichtet, um den überschieber 22 zwischen einer im wesentlichen vertikalen Stellung, in der er an einem Werkstück angreift, und einer horizontalen Abgabestellung bewegt, die Fig. 1 zeigt. Eine den Halter

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betätigende Stange 60, die an ihrem oberen Ende mittels einer Einstellschraube 62 an dem überschieber 22 befestiat ist, ist in Längsrichtung in aufeinander ausgerichteten Blöcken 64 in den Querstreben 40 in Längsrichtung verschiebbar. Die Halterteile 32, die den vorderen Randteil eines Werkstücks durch Reibung erfaßt haben, schwenken in dem Intervall, in dem der überschieber 22 um die Achse der Welle 14 nach unten schwenkt, um die Zapfen 50, 51 in einem Bogen, der einen kürzeren Radius hat. Daher werden die Halterteile 32, die sich anfangs über den überschieber 22 erstreckten, gegenüber diesem während der synchronen Abgabehübe der Hebel 18 und der Seitenstreben 4 8 zurückgezogen, so daß das Werkstück fortschreitend umgekehrt und geradgerichtet wird, wenn es um den überschieber 22 gezogen wird, sowie ausgebreitet wird, wenn es sich nach unten bewegt. Die Schieberbetätigungsstange 60 wird, wenn sie nach unten geschwenkt wird, relativ zu dem Halter 30 in Längsrichtung vorgeschoben. Die Stangen 2O und der überschieber 22 liegen in ihren vertikalen Stellungen mit den Hebeln 18 allgemein auf einer Linie und in der vorgeschobenen bzw. mehr horizontalen Stellung der Stange 60 sind die Stangen 20 gegenüber den Hebeln 18 infolge der Spannung geschwenkt, die durch das Werkstück W auf den überschieber ausgeübt wurde, damit die hinteren Teile des übertragenen Werkstücks ausgebreitet und schließlich zur Freigabe und Ablage parallel zu der Oberseite des Stapels S losgelassen werden. Tm Laufe der relativen Trennung des Halters 30 und des Überschiebers 22 zum Strecken des Werkstücks während des Werkstücktransports halten die Borsten flor Ui le KcinWakstikkmnd ft;st,-verhindern ein Rutschen und werden allgemein so vorgespannt, daß sie fester greifen und der Spannung widerstehen, die durch die Entrollwirkung des bogenförmig nach unten geschwenkten Überschiebers 22 auf das Werkstück ausgeübt wird. Gegen das Ende eines jeden Abgabehubs zu werden die Stangen 20 von der Stange 6O veranlaßt, gegenüber den Armen 18 eine geknickte Stellung einzunehmen, wie oben angegeben wurde. Dies zusammen mit der gleichzeitigen Umkehr des

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Oberschiebers 22 und des Halters 30 fjibt das übertragene Werkstück frei, um es auf die Oberfläche des Stapels S abzugeben.

Ein Dämpfungsmechanismus, der nun beschrieben wird, ist zum Stoßdämpfen und zum Abfedern der Endbewegung des Werkstückübertragungsmechanismus in der vertikalen Aufnahmezone und der horizontalen Abgabezone vorgesehen. Zu diesem Zweck hat ein pneumatischer Zylinder 66 (Fig. 1, 2 und 4), dessen eines Ende an dem Rahmen 10 befestigt ist, eine doppelt wirkende Kolbenstange 68, die durch eine Verbindung 70 mit einem Ende einer Verlängerungsstange 72 verbunden ist. Letztere trägt federnde Anschläge 74, 76, an denen ein Teleskopgleitblock 78, der von einem Zapfen 80 (Fig. 2) getragen wird, der an dem benachbarten Hebel 18 befestigt ist, in der Anfangs- bzw. oberen Stellung, in der das Werkstück aufgenommen wird, und der mehr horizontalen Abgabestellung angreift. Wenn unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 4 durch ein Druckregulierventil CC und über eine Leitung 82 auf ein Ende des Betätigungszylinders 54 Leitungsdruck ausgeübt wird, wodurch seine Kolbenstange 58 den Überschieber 22 und den Halter 30 im Gegenuhrzeiqersinn (gesehen in Fig. 1) in vertikale Stellungen schwenkt, wird auch über eine Leitung 84 und ein Ventil BB auf ein Ende des Dämpfungszylinders 66, der einen kleineren Durchmesser als der Zylinder 54 hat, Strömungsmitteldruck ausgeübt. Wenn daher der unbeladene Werkstückübertragungsmechanismus sich der vertikalen Stellung nähert, greift der Gleitblock 78 an dem Anschlag 74 an und stößt mit federndem, jedoch zunehendem Widerstand, der einer Verstellung der Dämpfungskolbenstange 6 8 nach rechts in Fig. entgegenwirkt, auf diesen. Die Entlüftung des Zylinders erfolgt über eine Leitung 86, ein Druckregulierventil DD und das Ventil V-5, wobei der Dämpfungszylinder 66 über eine Leitung 88 ein Regulierventil AA und das Ventil V-5 entlüftet w i ni.

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Ähnlich wird bei einem Abgabehub Druckströmungsmittel zu dem anderen Ende des Betätigungszylinders 54 geleitet (dieser Vorgang wird durch die Fotozellensensoreinrichtuna 26 eingeleitet, die die Ankunft des Randes eines zu stapelnden Werkstücks W feststellt und das Solenoid S-5 erregt) , wenn das Ventil V-5 verstellt wird, um die Leituna 86 über das Ventil DD mit Druck zu beaufschlagen. Der Gleitblock 78 entfernt sich nun von dem Block 74 und greift an dem Block 76 an, gegen den er mit zunehmendem Widerstand gegen eine Verstellung nach links (gesehen in Fig. 4) wegen des gleichzeitigen Aufbaus von Druckströmungsmittel trifft, das in ein Ende des kleineren Zylinders 66 über das Ventil AA und die Leitung 89 eingeleitet wird. Die Ausgleichsdrücke, die in dem Zylinder 66 erzeugt werden, stellen dadurch sicher, daß die Endbewegung des zyklischen (Jbertragungsmechanismus weder hart noch geräuschvoll ist.

Es wird nun ein automatischer Stapelverschiebemechanismus 100 (Fig. 1, 2 und 4) erläutert. Durch Arme ist an der Plattform 12 ein stationärer Zylinder 102 befestigt, der eine doppelt wirkende Kolbenstange 104 hat. Ein Ventil V-6, das von einem Solenoid S-6 gesteuert wird, leitet Druckluft zu dem linken Ende des Zylinders 102 in Fig. 1, um die Stange 104 und eine Querschieberplatte 106, die daran mittels eines Arms 108 befestigt ist, der durch einen Schlitz in der Plattform 12 ragt, nach rechts zu verschieben und dadurch einen gebildeten Stapel S von seiner in durchgehenden Linien gezeigten Stellung in die gestrichelt gezeigte Stellung zu bewegen, damit ein neuer Stapel gebildet werden kann. Zweckmäßigerweise hat die gezeigte Anordnung in ihren elektrischen Steuerungen, die anhand der Fig. 3 beschrieben wird, einen Zähler, damit, wenn die größere von zwei vorbestimmten Anzahlen von Werkstücken gestapelt wurde, die Schieberplatte den Stapel auf der Plattform 12 aus dem Weg schiebt und dann in eine Bereitsschaf tsstellung zum Verschieben des nächsten Stapels zurückkehrt. Ein Zähler 110 (Fig. 3) ist so eingestellt, daß

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er bei einer vorbestimmten niedrigeren Anzahl von gestapelten Werkstücken betätigt wird, und ein Zähler 112 wird betätigt, wenn die größere Anzahl gestapelt ist. Die Anordnung ist derart, daß, wenn die niedrigere Anzahl gestapelt wurde, ein neuer und wesentlich höherer Abgabepunkt festgelegt wird.

Es wird nun unter besondere Bezugnahme auf Fig. 3 ein Arbeitszyklus beschrieben. Ein über der Haube 24 von einer Maschine oder einer Förderer ankommendes, zu stapelndes Werkstück W wird von der fotoelektrischen Steuerung 26 (Fig. 1 und 3) festgestellt und seine Ausgangskontakte 26CR (Fig. 3) ändern daraufhin ihren Zustand. Die Kontakte 26CR schließen und erregen ein Relais ICR, das anzieht, wenn die Stapel- und Stapelverschiebeeinrichtungen 100 in ihren Rückkehrstellungen sind. Die Kontakte ICR erregen daher das Stapelsteuersolenoid S-5 und veranlassen eine Erhöhung der Zähler 110 und 112, wenn der Halter und der mit ihm zusammenwirkende überschieber 22 sich trennen und sich nach unten in die Abgabestellungen bewegen. Die Drehung der Arme 18 im Uhrzeigersinn zu der unteren Grenze ihres Abgabehubs fällt mit der Betätigung eines Grenzschalters 3LS (Fig. 2 und 3) durch einen Arm. 114 zusammen, der an der Welle 14 befestigt ist. Der Schalter 3LS entregt daher das Relais ICR, das wiederum das Stapelrelais S-5 entregt, so daß der Arm 18, der überschieber 22 und der Halter 30 in ihre Rückkehr- bzw. Werkstückaufnahmestellung gehoben werden können, in der der Grenzschalter ILS von einem Arm 115 an der Welle 14 betätigt wird. Der Zähler 110 ändert seinen Zustand, nachdem eine niedrigere Anzahl von Werkstücken in einem Stapel S abgegeben wurden, so daß der überschieber 22 und der Halter 30 in ihre vertikale Stellung zurückkehren können, nachdem sie sich nicht nach unten bewegen und den Schalter 3LS betätigen konnten, sich jedoch ausreichend nach unten bewegen, um einen Grenzschalter 2LS (Fig. 2, 4) mittels

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eines Arms 115 zu betätigen, der an der Welle 14 befestigt ist. Dies ermöglicht es, einen höheren Stapel zu bilden und man vermeidet die Abgabe von Bodenschichten von einem zu hohen Abgabepunkt über dem Stapel aus.

Nach Abgabe der gewünschten Anzahl von Werkstücken W ändert der Zähler 112 seinen Zustand und erregt das Relais 2CR, wodurch die Zähler 110, 112 zurückgestellt werden. Das Stapelverschiebesolenoid S-6 wird betätigt, nachdem das letzte der vorbestimmten Anzahl von Werkstücken abgegeben und der Stapler in seiner vertikalen bzw. Rückkehrstelluno ist. Die Schieberplatte 108 bewegt sich daher nach rechts in Fig. 1, um den fertigen Stapel S wegzuschieben und einen Grenzschalter 4LS (Fig. 3 und 4) zu betätigen. Dieser bewirkt, daß die Platte 108 durch den Zylinder 102 in ihre Ausgangs- bzw. linke Stellung in Fig. 1 zurückgebracht wird, um den nächsten Stapelvorgang vorzubereiten. Zur Stapelung verschiedener Größen flexibler Gegenstände können der Hub des Zylinders 102 und die Stellung der Grenzanschläge in geeigneter Weise eingestellt werden.

Aus der vorherigen Beschreibung ergibt sich, daß durch die Erfindung ein automatischer, Wechselmechanismus geschaffen wird, mittels dem aufeinanderfolgende Werkstücke umgedreht und gleichmäßig in einem Stapel neu angeordnet werden, bis eine gewünschte Menge gestapelt ist, worauf der Stapel auf der Plattform verschoben wird, um das weitere Stapeln fortzusetzen. Die Bedienungsperson kann daher ihre Aufmerksamkeit großenteils auf die Maschine richten, von der die Werkstücke erhalten werden, und/ oder den Abtransport der Stapel von der Plattform 12.

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Claims

? q 1 / ■ ~ 3 Patentansprüche

1. Maschine zum Stapeln von Werkstücken, gekennzeichnet durch einen Überschieber (22) und einen Halter (30), die relativ beweglich sind, eine Einrichtuna (18, 6O) zur gemeinsamen Bewegung des Überschiebers (22) und des Halters (30) zwischen einer Werkstückaufnahmestelle und einer Abgabestelle , an der jedes Werkstück gestapelt wird, und einen Mechanismus (54, 56, 58, 60, 62, 64), um den Halter (30) nach dem anfänglichen Erfassen eines jeden Werkstücks in der Werkstückaufnahmestellung den Überschieber (22) in Längsrichtung des Werkstücks und relativ zu dem Halter (30) während deren Bewegung zu der Abgabestellung vorzurücken, um das übertragene Werkstück zur Abgabe auf den Stapel auszubreiten.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überschieber (22) von einem Schwinghebel (18) aetragen wird, und daß der Halter (30) von einem schwingenden Teil (36) getragen wird, das im wesentlichen in Phase mit dem Hebel (18) arbeitet, wobei der Radius der Schwenkbewegung des Überschiebers (22) größer als der des Halters (30) ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mechanismus (100), der den Stapel von der Abgabestellung entfernt, und eine Zähleinrichtung (110, 112) , die auf jede Ankunft des Überschiebers an der Abgabestelle anspricht und die wirksam wird, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Werkstücken an den Stapel abgegeben wurde, um den Betrieb des Stapelentfernungsmechanismus (100) zu veranlassen.

4. Maschine zum Stapeln von flexiblen Werkstücken, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10), einen Sensor (26)

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an dem Rahmen (10), der auf aufeinanderfolgende, zu stapelnde Werkstücke anspricht, eine Plattform (12), die von dem Rahmen (10) getragen wird, um den Stapel zu halten, und einen Übertragungsmechanismus (22, 30), der von dem Sensor (26) gesteuert wird und sich zwischen einer Anfangswerkstückaufnahmestellung und einer Abgabestellung über der Plattform bewegt, und dadurch, daß der Übertragungsmechanismus einen überschieber (22), einen Halter (30), und einen Mechanismus (54, 56, 58, 60, 62, 64) aufweist, um den überschieber (22) fortschreitend zu veranlassen, ein Werkstück auszubreiten, das am Rand von dem Halter (30) gehalten wird, wenn das Werkstück in die Abgabestellung übertragen wird.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der überschieber (22) um eine erste Achse (14) in dem Rahmen (10) und der Halter (32) um eine zweite Achse (50) in dem Rahmen (10) parallel zu der ersten Achse (14) schwenkbar ist, daß eine Antriebseinrichtung (59) mit dem Überschieber verbunden ist, um ihn zwischen Grenzen zu bewegen, und daß ein mit dem überschieber (22) verbundenes Teil (60) in Lagern in dem Halter (30) verschiebbar ist, um diesen zusammen mit dem überschieber (22) synchron zu betätigen.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (54) eine durch Durckströmungsmittel betätigte Kolben-Zylinder-Anordnung aufweist, und daß ein Hebel (18) an dem Rahmen schwenkbar befestigt ist, um den überschieber (22), betätigt durch die Kolben-Zylinder-Anordung zu steuern.

7. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen weiteren Hebel (60), der in Phase mit dem den über schieber steuernden Hebel (18) um eine koaxiale Dreh achse in dem Rahmen (10) schwenkbar ist, und daß die entsprechenden Enden der beiden Hebel mit dem über-

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schieber jeweils durch Kipphebel (20) verbunden sind.

8. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse (14) mit der zweiten Achse (60) ir wesentlichen vertikal fluchtet.

9. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den überschieber steuernde Kolben- und Zylinder-Anordnung (54) doppelt wirkend ist, und daß eine zweite, doppelt wirkende Kolben- und Zylinder-Anordung (66) mit einem geringeren Durchmesser zu der den überschieber steuernden Zylinder-Anordung (54) geleitetes Druckströmungsmittel zur Abfederung der Endbewegung des Überschiebers (22) und des Halters (30) erhält.

10. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Schieber (106), der über der Plattform (12) bewealich ist, um den Stapel der darauf abgelagerten Werkstücke zu verschieben, und eine Zähleinrichtung (110, 112) , die von dem Schiebemechanismus (100) betätigt wird und mit dem Schieber (106) verbunden ist.

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