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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Weichenanordnung für
einen Verteilförderer
mit Greiferköpfen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges System
ist in der US-A 4 632 238 erläutert.
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Ein weiterer Verteilförderer mit
Greiferköpfen ist
aus der US-A 4 287 980 bekannt.
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Bei dem zuletzt genannten Patent
ist eine besondere Weichenanordnung vorgesehen, die eine Platte
aufweist, welche in der Nähe
des unteren Trums des Verteilförderers
angeordnet ist und in Förderrichtung
von vorn nach hinten gesehen eine erste Bahn mit Führungsrollen
hat, die sich in zwei nachfolgende Bahnen mit Führungsrollen aufteilt, von
denen sich jede in Förderrichtung
nochmals in zwei weitere Bahnen mit Führungsrollen verzweigt, so
daß am Ende
dieser Platte insgesamt vier Bahnen mit Führungsrollen vorhanden sind.
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Um in diesem System die Rollen während des
Umschaltens zu lenken, befindet sich im Bereich jeder der drei Abzweigungen
ein dreieckiger Stift, dessen Spitze nach vorn weist und der im
mittleren Bereich gelenkig gelagert ist, so daß er zwischen zwei Stellungen
schwenken kann, die über
zwei Permanentmagnete teilweise stabilisiert sind, die an den beiden
gegenüberliegenden
Seiten jedes Stiftes angebracht sind.
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Bei diesem Verteilsystem sind die
einzelnen Nockenfolgerollen der Greiferköpfe während ihres Rücklaufweges
in Richtung auf und in die erste Bahn mit Führungsrollen geführt und
werden dann, wenn sie in die Nähe
der ersten Abzweigung gelangen, in Abhängigkeit von der Stellung des
schwenkbaren Stiftes entweder in die erste oder in die zweite der beiden
nachfolgenden Bahnen gelenkt, worauf sie beim Erreichen der nachfolgenden
Abzweigung in Abhängigkeit
von der Stellung des jeweiligen Schwenkstiftes entweder in die eine
oder in die andere der beiden folgenden Bahnen mit Führungsrollen abgelenkt
werden. Bei jedem Durchlauf einer Nockenfolgerolle verändert die
dadurch betroffene Schwenknadel ihre Stellung, um die Nockenfolgerollen
alternativ nacheinander in die eine oder in die andere der nachfolgenden
Bahnen umzulenken.
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Aufgrund seiner technisch-funktionellen Struktur
hat dieses Weichensystem eine Reihe von Nachteilen.
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Ein erster Nachteil besteht darin,
daß es nicht
flexibel, sondern starr ist, so daß keine Variationsmöglichkeiten
in der Abfolge der Umlenkungen besteht. Ein zweiter Nachteil ergibt
sich daraus, daß nur
geringe Betriebsgeschwindigkeiten möglich sind, um beispielsweise
ein Rückprallen
des Ablenkstiftes zu vermeiden, weshalb die entsprechende Maschine nur
eine geringe Produktionsleistung hat. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß dieses
System keine Kontrolle eines korrekten Verteilens gestattet; mit
anderen Worten ist es nicht möglich
sicherzustellen, daß der
Ablenkstift die gewünschte
Position eingenommen hat.
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Ein Verteilförderer der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 erläuterten
Bauart ist aus der US-A 4 632 238 bekannt.
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Gemäß diesem Patent ist ein besonderes Weichensystem
vorgesehen, bei dem innerhalb und in der Nähe des Arbeitstrums des Förderers
an dessen einer Längsseite
eine sich in Längsrichtung
erstreckende Hauptspur vorgesehen ist, die aus einer Mehrzahl von
schwenkbaren Umlenkelementen zusammengesetzt ist, die zusammen mit
einer Mehrzahl von Nebenspuren hintereinander angeordnet sind, welche
in Förderrichtung
von vorn nach hinten schräg
zu der Längsseite
in Richtung auf die gegenüberliegende
Längsseite
verlaufen, wobei ihr Anfangsabschnitt an der Seite jedes schwenkbaren Umlenkelementes
angeordnet ist.
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Um bei dieser Konstruktion die Nockenfolgerollen
der Greifer in die Nebenspuren umzulenken, werden die Umlenkelemente
aus ihrer nicht umlenkenden Stellung, in der sie hintereinander
ausgerichtet sind, um eine in Längsrichtung
verlaufende, gerade Bahn zu bilden, in ihre abgewinkelte Umlenkstellung
geschwenkt, so daß der
Endabschnitt der Umlenkelemente zum Anfangsabschnitt der Nebenspuren
ausgerichtet wird, damit die Rollen in die Nebenspuren abgelenkt
werden.
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Um bei diesem System die Umlenkelemente zu
schwenken, sind Antriebsmittel vorgesehen, bestehend aus einer Koppelstange
und einem Winkelhebel, welcher auf Befehl der Steuerelektronik der Maschine
durch einen Pneumatikzylinder in Eingriff mit einer Nockenbahn gebracht
wird, die fest mit einer rotierenden Längswelle verbunden ist.
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Dieses Weichensystem hat aufgrund
seiner besonderen technischfunktionellen Struktur eine Reihe von
Nachteilen.
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Ein erster Nachteil beruht darauf,
daß die
Anordnung aus einer Vielzahl kinematisch miteinander verbundener
Elemente besteht und Kupplungen benötigt, woraus sich eine schwierige
und komplizierte Betriebsweise, eine diffizile Synchronisation und
ein rascher Verschleiß ergeben,
was auch zu möglichen Funktionsfehlern
führt.
Ein zweiter Nachteil beruht darauf, daß diese Weichenanordnung langsam
ist und den Einsatz größerer Betriebsgeschwindigkeiten nicht
erlaubt, so daß die
gesamte Vorrichtung geringe Produktionsleistungen je Zeiteinheit
hat. Ein dritter Nachteil ist darin zu sehen, daß dieses System nicht sehr
flexibel ist und keine Möglichkeit
bietet, eine rasche Kontrolle der korrekten Anordnung der Umlenkelement
und/oder der einwandfreien Verteilung der transportierten Gegenstände durchzuführen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterten Nachteile zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung werden diese
Probleme durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Mittels des Systems gemäß der Erfindung werden
die folgenden Ziele erreicht, nämlich:
das
Weichensystem kann bei Bedarf sehr einfach variiert werden, und
der Weichenmechanismus ist schnell, zuverlässig, einfach zu steuern, hat
einen geringen Verschleiß und
erfordert wenig Wartungsaufwand.
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Die Vorteile, die mittels der vorliegenden
Erfindung erzielt werden, bestehen im wesentlichen in der erhöhten Arbeitsgeschwindigkeit
des Weichensystems, so daß die
Produktionskapazitäten
der entsprechenden Maschinen über
die Zeit gesehen sehr hoch sind, weiterhin in der Tatsache, daß die Ablenkfolge
für die
Gegenstände
leicht und rasch variiert werden kann, daß die Greifer sicher abgelenkt
werden können,
daß eine
Fehlfunktion der Weichen rasch festgestellt werden kann und daß eine sichere und
effiziente Weichenanordnung zur Verfügung steht, die sich für die verschiedensten
Anwendungsfälle
bestens eignet und dabei die gewünschten
Ergebnisse erbringt.
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Kurze Erläuterung
der Figuren
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele,
die in der Zeichnung in nicht einschränkender Weise dargestellt sind.
Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht der Weichenanordnung gemäß der Erfindung,
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2 in
vergrößerter Darstellung
eine Einzelheit der 1 in
perspektivischer Darstellung,
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3 eine
schematische Draufsicht auf die Weichenanordnung mit zum Teil weggelassenen
Einzelheiten, um andere Elemente besser zu zeigen, und
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4 eine
schematische Draufsicht einer anderen Ausführungsform ähnlich 3.
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Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Die 1 und 2 zeigen einen Verteilförderer, der
sich in Längsrichtung
erstreckt und im wesentlichen aus zwei Ketten 1 und 2 besteht,
die über
zugehörige
Zahnscheiben 3, 4 bzw. 5, 6 laufen,
welche auf entsprechende Wellen 7 und 8 aufgezogen
sind. Die beiden Ketten 1 und 2 tragen die Enden
einer Mehrzahl von paarweise angeordneten Querstangen 9-9, auf
denen in Querrichtung verschiebbar Greiferköpfe 10 gelagert sind,
beispielsweise solche, wie sie in der EP-B 1 061 014 dargestellt
und erläutert
sind. Jeder Greiferkopf 10 hat Greiforgane 28-28,
die über
die Umlaufbahn der Köpfe 10 während ihrer
Verschiebung nach außen
vorstehen, sowie eine Nockenfolgerolle 11, die sich innerhalb
der Umlaufbahn befindet.
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Im Bereich des unteren Abschnittes
der Umlaufbahn, der als Arbeitstrum betrachtet werden kann, befindet
sich eine Schlitzplatte 29, die in einer ersten Ebene innerhalb
der Umlaufbahn angeordnet ist und an einer ersten Seite eine erste,
geradlinige Hauptspur 12 enthält, ferner eine Mehrzahl von
Nebenspuren 12a, 12b, 12c etc., die sich
in Arbeitsrichtung zur anderen Seite hin erstrecken, wobei der jeweilige
Anfangsabschnitt der Nebenspuren 12a–12g über eine
Gabelung von der Hauptspur 12 abzweigt.
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In einer zweiten Ebene über und
in der Nähe der
Schlitzplatte 29 ist im Anfangsbereich jeder Nebenspur 12a–12g,
d. h. in der Nähe
der genannten Abzweigungen, eine Mehrzahl von Umlenkelementen 13a–13g vorgesehen,
von denen jedes eine in Längsrichtung
längliche,
prismatische Form und einen inneren Längskanal mit Uförmigem Querschnitt hat,
der dazu dient, das obere, freie Ende der Nockenfolgerollen 11 zu
führen,
während
der unmittelbar darunter liegende Abschnitt der Rollen 11 in
die Spuren 12, 12a–12g eingreift.
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Bei jedem Umlenkelement 13,
z. B. beim Umlenkelement 13e der 2, ist der Eingangsabschnitt 14g über eine
Schwenkachse 15g am Rahmen der Maschine gelenkig so gelagert,
daß der
Anfang des U-förmigen
Kanals vertikal zur Hauptspur 12 ausgerichtet ist, während sein
Ausgangsabschnitt 16g über 17g schwenkbar
mit einem Ende 18g einer Koppelstange 19g verbunden
ist, deren gegenüberliegendes
Ende 20g über
eine Schwenkachse 21g mit einem Ende 22g eines
Schwinghebels 23g verbunden ist, dessen gegenüberliegendes
Ende 24g über
eine Schwenkachse 25g auf einer welle 26g eines
Servomotors 27g mit Geschwindigkeits- und Phasensteuerung
gelagert ist, beispielsweise eines bürstenlosen Motors. Dadurch
wird ein Gelenkviereck gebildet, bestehend aus dem antreibenden Schwinghebel 23g,
der Koppelstange 19g und dem angetriebenen Schwinghebel,
der durch das Umlenkelement 13g gebildet wird.
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Im oberen Bereich des Verteilförderers,
genauer gesagt entlang des oberen, rücklaufenden Trums, ist bis
zum Anfang der Schlitzplatte 29 eine nicht weiter dargestellte
Führung
vorgesehen, die sich bezüglich
des Rücklaufweges
der Greiferköpfe 10 von
vorn nach hinten von der Seite der Nebenspur 12g bis zur
Seite der Hauptspur 12 erstreckt, um die Nockenfolgerollen 11 während der
Rücklaufbewegung
zu erfassen und in das Eingangsende der Hauptspur 12 zu
leiten.
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Wie vor allem 3 zeigt, ist dieses Weichensystem in
der Lage, über
die Servomotoren 27a bis 27g die Umlenkelemente 13a bis 13g in
zwei diskrete Stellungen zu schwenken, wobei sie in einer Ebene
bewegt werden, die parallel zur Hauptspur 12 und den Nebenspuren 12a und 12g verläuft, d.
h. in eine erste Stellung, die gemäß den Pfeilen A in den 2 und 3 korrekt ausgerichtet ist, so daß der U-förmige Kanal
des Umlenkelementes 13g vertikal und in Längsrichtung
zu der Hauptspur 12 ausgerichetet ist, damit die Nockenfolgerollen 11 entlang
dieser Hauptspur 12 geführt
werden, oder alternativ in eine zweite, umlenkende Stellung gemäß den Pfeilen B
in den 2 und 3, in der der Uförmige Kanal
des Umlenkelementes 13f so schräg gestellt ist, daß dieser
Kanal einen Umlenkkollektor bildet, dessen Eingangsabschnitt vertikal
zur Hauptspur 12 ausgerichtet ist, während der nachfolgende Ausgangsabschnitt vertikal
zum Eingang einer Nebenspur 12f ausgerichtet ist, so daß die Nockenfolgerollen 11, die
sich entlang der Hauptspur 12 bewegen, in die genannte
Nebenspur 12f eintreten.
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In der zweiten Stellung des Umlenkelementes 13f,
die in 3 durch den Pfeil
B gekennzeichnet ist, sind die jeweiligen Längsachsen 19x und 23x des
ersten Schwinghebels 23f und der Koppelstange 19f vorzugsweise
so zueinander ausgerichtet, daß die
Reaktionskraft F1, die durch die Nockenfolgerolle 11 beim
Auftreffen auf die hintere Wand des U-förmigen Kanals erzeugt wird,
kein Moment zur Welle 26f mit sich daraus ergebender Drehung
oder versuchter Drehung des Motors 27f erzeugt.
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Falls gewünscht, ist es alternativ auch
möglich,
Servomotoren 27 einzusetzen, die derartigen aufgezwungenen
Drehungen widerstehen, auch wenn die Achsen 19x und 23x nicht
zueinander ausgerichtet sind, wobei für diese (bürstenlosen) Servomotoren 27 und/oder
leistungsstärkere
Motoren eine besondere Steuerung eingesetzt wird.
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Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform
wird gemäß 1 die Welle 7 des
Verteilförderers
in kontinuierlicher Weise durch einen Servomotor 30 mit
Geschwindigkeits- und Phasensteuerung angetrieben, beispielsweise
einen bürstenlosen
Motor, der von einer programmierbaren Steuereinheit 40 gesteuert
wird, die auch für
die Steuerung der Servomotoren 27a, 27b, 27c etc.
sorgt.
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Um bei dieser besonderen Kontruktion
die Umlenkelemente 13a bis 13g zu schwenken, betätigt die
Steuereinheit 40 in der ersten oder in der zweiten Stellung
die entsprechenden Servomotoren 27a bis 27g, so
daß es
in Abhängigkeit
von der Drehstellung, die die Servomotoren 27a bis 27g erreicht
haben, und/oder der besonderen Steuerung der (bürstenlosen) Servomotoren möglich ist,
unmittelbar festzustellen, ob jedes der Umlenkelemente 13a bis 13g die
gewünschte
Stellung eingenommen hat, die dann an die programmierbare Steuereinheit 40 weitergemeldet
wird.
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In diesem Zusammenhang ist es ersichtlich, daß eine Änderung
der Position der Umlenkelemente 13a bis 13g sehr
rasch erfolgt, da hierfür
keine Kupplungen und/oder mechanischen und/oder pneumatischen Antriebe
erforderlich sind, weil eine Teildrehung des zugehörigen Servomotors 27a–27g ausreicht.
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Da die Servomotoren 27a–27g in
einer bestimmten Drehstellung angehalten und blockiert werden können, indem
beispielsweise andere Motorbauarten eingesetzt werden, besteht gemäß 3, auch wenn nicht besonders
gefordert, die Möglichkeit,
für die
Umlenkelemente 13g bis 13e Endanschläge 45g bis 45e für die nichtablenkende
Stellung sowie Endanschläge 46g bis 46e für die Umlenkstellung
vorzusehen, wobei im Bedarfsfall eine Kombination mit zugehörigen Kontaktsensoren 47g–47e sowie 48g–48e möglich ist,
die ebenfalls mit der programmierbaren Steuereinheit 40 verbunden
sind, um die eingenommene Stellung der Umlenkelemente 13g bis 13e zu erfassen
und weiterzumelden.
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Bei dieser Struktur wird die Steuereinheit 40 in
Abhängigkeit
von den durchgeführten
Drehungen und der Drehstellung der Welle 7 und/oder des
zugehörigen
Servomotors 30 über
die lineare Stellung der einzelnen Nockenfolgerollen 11 der
Greiferköpfe 10 relativ
zu den Abzweigungen der Führungen 12–12a, 12–12b, 12–12c etc.
informiert, so daß es
durch entsprechende Programmierung der Steuereinheit 40 möglich ist,
die Servomotoren 27g–27a in
Phasenkorrelation zu betätigen,
um eine beliebige Verteilung der Greiferköpfe 10 entlang der
Spuren 12, 12a–12g und damit der
von diesen transportierten Gegenstände zu erreichen.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform, bei
der am Anfang des Verteilförderers
ein mit 50 bezeichneter Fühler angeordnet ist, der die
einwandfreie Beschaffenheit der Gegenstände feststellt und der ebenfalls
mit der programmierbaren Steuereinheit 40 verbunden ist.
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Bei dieser Ausgestaltung werden beispielsweise
alle Gegenstände 31,
die zu Anfang von dem Verteilförderer
aufgenommen werden, vor dem Fühler 50 zum
Feststellen der einwandfreien Beschaffenheit vorbeigeführt, so
daß auf
der Grundlage des Ergebnisses der durchgeführten Untersuchung durch entsprechende
Betätigung
der Servomotoren 27e bis 27a für die Stellungsänderung
der zugehörigen
Umlenkelemente 13e bis 13a die fehlerfreien Gegenstände 31 nacheinander
auf die Nebenspuren 12e bis 12a verteilt werden,
während
hingegen beschädigte
Gegenstände 31 geradlinig
durch die Hauptspur 12 fortgeführt werden.
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Bei dieser Programmierung werden
die beschädigten
Gegenstände
31 am Ende des Förderers einzeln
von der Hauptspur 12 abgenommen, während andererseits die einwandfreien
Gegenstände 31 entlang
der Nebenspuren 12e–12a in
der für
die Verpackung geforderten Konfiguration verteilt werden.
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In diesem Zusammenhang ist darauf
hinzuweisen, daß die
Möglichkeit
besteht, jede beliebige Spur 12, 12e–12a als
Sammelspur für
beschädigte Gegenstände 31 auszulegen.