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Die vorliegende Erfindung betrifft die Mechanismen, die in
Verkaufsautomaten enthalten sind, insbesondere eine Vorrichtung zur Ausgabe der Waren.
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Es ist bekannt, daß Verkaufsautomaten für Produkte, deren
Verpackungen die Form einer Rotationsfläche haben, wie typischerweise
Getränkedosen und -flaschen, üblicherweise einen Korb aufweisen, der unter dem Stapel
der Waren angeordnet ist und geeignet ist, deren Ausgabe zu steuern. Damit
die verfügbare Breite bestmöglich ausgenutzt wird, besteht der Stapel im
allgemeinen aus zwei Warensäulen, die Seite an Seite und gestaffelt angeordnet
sind, so daß durch Abstützung einer von ihnen auch die andere abgestützt
wird. Die ausgegebene Ware kommt abwechselnd aus der linken und der
rechten Säule.
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Die Ausgabe erfolgt durch Drehung um etwa 90º, z. B. im
Gegenuhrzeigersinn, des Korbes, der sich in eine vertikale Position bewegt, wodurch die
Waren von der rechten Seite abwärts rollen, entgegengesetzt zu der Seite der
rechten Säule, von der sie herabkam. Die Drehrichtung des Korbes wird dann
umgekehrt, um ihn in die Position unter den beiden Säulen zurückzustellen
und die rechte Säule abzustützen, während ein anderes Warengebinde von
der linken Säule herabkommt, um als nächstes von der rechten Seite des
Korbes ausgegeben zu werden, wenn er sich um 90º im Uhrzeigersinn dreht.
Deshalb müssen herkömmliche Vorrichtungen einen Mechanismus zum
Umkehren der Drehrichtung des Korbes aufweisen, der auf einem auf die
Vertikale zentrierten Bogen von etwa 180º oszilliert.
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Außerdem nimmt der Korb, selbst wenn er die vertikale Position
erreicht, stets einen Teil der Breite des Fallkanals für die Ware ein. Dies
bedeutet, daß der maximale Warendurchmesser, der von dieser Vorrichtung
gehandhabt werden kann, vom Abstand zwischen der Kanalwand und der Kante
des Korbes in der vertikalen Position abhängig ist. Deshalb wird die Breite
des Fallkanals auf diese Weise nicht vollständig ausgenutzt.
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Damit die Tiefe der Vorrichtung ausgenutzt wird, bewegt sich in der
Praxis jeweils nicht nur ein einzelnes Warengebinde, sondern eine ganze Reihe
von waagerecht eins hinter dem anderen ausgerichteten Warengebinden
abwärts in den Korb. Die sequenzielle Ausgabe der diese Reihe bildenden Waren
(üblicherweise zwei oder drei) wird dadurch erreicht, daß eine Serie
waagerechter Vorsprünge mit zunehmender Breite an der Wand des Fallkanals in
Richtung der Tiefe der Vorrichtung vorgesehen ist. Durch Ausführung der
oben beschriebenen 90º-Drehung in mehreren Schritten gibt es bei jedem
Halt des Korbes nur ein Warengebinde, das zwischen der Kante des Korbes
und dem neben diesem Gebinde angeordneten Vorsprung genügend Platz
hat, aus dem Korb herauszurollen und so ausgegeben zu werden, während die
weiter hinten in der Reihe gelegenen Gebinde durch die betreffenden
breiteren Vorsprünge zurückgehalten werden. Wenn die Breite des Fallkanals
einmal festgelegt ist, ist die Grenze für die Anzahl von Waren, die eine Reihe
bilden, dadurch festgelegt, daß der breiteste Vorsprung nicht breiter sein darf
als der Korb in der vertikalen Position, andernfalls würde dieser Vorsprung
die Fallbreite verringern, wenn die Ware auf der anderen Seite ausgegeben
wird.
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DE-A-12 53 498 beschreibt eine Vorrichtung zur Warenausgabe in einem
Verkaufsautomaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu
schaffen, die die oben genannten Nachteile überwindet.
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Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Vorrichtung gelöst, die die in
Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale aufweist.
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Ein erster grundlegender Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung ergibt
sich aus der einheitlichen Drehrichtung des Korbes, die es ermöglicht, die
mechanische und elektrische Steuerung der Warenausgabe in mehreren
Reihen zu vereinfachen. Die resultierende Vorrichtung ist deshalb
kostengünstiger und zuverlässiger.
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Ein zweiter Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht in der
Ausnutzung der gesamten Breite des Fallkanals, wodurch es innerhalb
desselben Raumes in Querrichtung möglich ist, Warengebinde mit größerem
Druch
messer und/oder längere Reihen zu handhaben. Deshalb werden die
Kapazität der Vorrichtung und der Durchmesserbereich, den sie handhaben kann,
vergrößert, ohne daß Änderungen erforderlich sind.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch die zusammengebaute Vorrichtung
nach Fig. 1; und
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Fig. 3 eine schematische Darstellung des Betriebsablaufs der
Vorrichtung.
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In Fig. 1 ist zu erkennen, daß eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in herkömmlicher Weise eine Struktur zur Aufnahme der zu
verkaufenden Waren aufweist und daß innerhalb dieser Struktur die Elemente
zum Wählen und Ausgeben der Waren angeordnet sind, während die
Komponenten zur Steuerung und zum Antrieb dieser Elemente außen angeordnet
sind.
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Die Behälterstruktur besteht aus einer vorderen Platte 1 und einer
rückseitigen Platte 2, die in ihrem unteren Bereich durch eine linke Flanke 3a
und eine rechte Flanke 3b miteinander verbunden sind, die die Öffnung des
Fallkanals bilden. In oberen Bereich sind zwei Seitenwände 4a, 4b (die
rechte 4b ist gestrichelt eingezeichnet) so angeordnet, daß sie die gestapelten
Waren aufnehmen, wie oben beschrieben wurde. Diese Wände sind an den
Platten 1 und 2 durch (nicht gezeigte) perforierte Halter befestigt, die ihren
gleichen Abstand von der vertikalen Mittelebene der Vorrichtung
sicherstellen, und es gestatten, ihren gegenseitigen Abstand entsprechend dem
Durchmesser der Waren zu variieren, wie später näher erläutert wird. So liegen die
Wände in Abstand zueinander, während sie stets in gleicher Entfernung zur
Mittelebene gehalten werden.
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Die Elemente zum Wählen und Ausgeben der Waren bestehen aus zwei
Kipphebeln 5a, 5b, zum Abstützen und abwechselden Absenken der Waren in
einen darunterliegenden Drehkorb 6. Jeder Kipphebel ist gelenkig mit der
vorderen Platte 1 und der hinteren Platte 2 verbunden, mit Hilfe von
Gelenkzapfen 7, die einstückig mit diesen Platten ausgebildet sind. Andererseits
weist der Korb 6 vorn und hinten zentrale Gelenkzapfen 8 auf, die die Platten
1 und 2 in entsprechenden Durchgangslöchern 9 durchsetzen.
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Die Komponenten zur Steuerung und zum Antrieb der oben genannten
Elemente umfassen eine zylindrische Hülse 10, die mit Bohrungen 11 für
ihre Befestigung an der Platte und mit einem vorspringenden Rand 12
versehen ist, der als ein Sperring für ein Kronenrad 13 dient, in das die Hülse 10
eingesteckt ist. Ein Nocken 14, dessen Profil später im einzelnen
beschrieben wird, ist an dem Kronenrad 13 auf der der Platte zugewandten Seite
montiert. Diese Folge von Komponenten ist symmetrisch am vorderen und
hinteren Ende auf den Gelenkzapfen 8 des Korbes 6 montiert.
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Der Schnitt nach Fig. 2 zeigt deutlich, wie die Hülse 10 als eine
Lagerschale für den Gelenkzapfen 8 und als ein Lagerzapfen für das Kronenrad 13
wirkt. Dieser Schnitt zeigt auch, wie der hintere Gelenkzapfen 8 mit Hilfe
eines hinteren Ritzels 15 blockiert wird, das durch einen Keil darauf gesichert
ist und in das Kronenrad 13 eingreift. Ein ähnliches vorderes Ritzel 16 ist
auch auf dem vorderen Gelenkzapfen 8 aufgekeilt, ist jedoch mit einer sich
nach vorn erstreckenden Nabe 17 versehen, die auf die Ausgangswelle 18
eines Getriebemotors 19 aufgekeilt ist, der mit Hilfe von Halterungen und
Abstandshaltern an der Platte 1 montiert ist. Deshalb wirkt das Ritzel 16 als
eine mechanische Kupplung zwischen dem Getriebemotor 19 und dem Rest
der Vorrichtung, während der Korb 6 als eine Antriebswelle wirkt, die die
Bewegung auf das hintere Ritzel 15 überträgt.
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Auf der Außenseite der Nabe 17 des Ritzels 16 ist eine Scheibe 20
befestigt, die eine Serie von Umfangskerben 21 aufweist, die geeignet sind, einen
an der Platte 1 montierten (nicht gezeigten) Schalter für die Steuerung der
Halte des Getriebemotors zu betätigen. Auf diese Weise wird der Korb 6
während seiner Drehung in den gewünschten Positionen angehalten, damit die
sequenzierte Ausgabe einer Reihe von Waren durchgeführt wird, wie zuvor
erläutert wurde. Die Anzahl der Kerben 21 ist offensichtlich gleich der
maxima
len Anzahl von Halten, die für den Korb 6 vorgesehen sind. Die Scheibe 20
weist auch zwei gegenüberliegende Serien von Löchern 22 auf, in die von
hinten zwei Stifte 23 eingesteckt werden, die Teil einer Abdeckscheibe 24 sind,
die durch eine Feder 25 gegen die Scheibe 20 gedrückt wird. Um die Anzahl
der Halte nach Bedarf zu reduzieren, ist es möglich, eine oder mehrere der
Kerben 21 abzudecken, indem die Position der Scheibe 24 in bezug auf die
Scheibe 20 geändert wird.
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Es ist zu bemerken, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den
Ritzeln 15, 16 und den Kronenrädern 13 gleich 0,5 ist, so daß eine vollständige
Umdrehung des an den Ritzeln befestigten Korbes 6 einer halben
Umdrehung der Kronenräder 13 und der daran befestigten Nocken 14 entspricht.
Jeder Arm 26 der Kipphebel hat einen Stift 27, auf dem ein Nadellager
28 montiert ist, das sich durch einen Schlitz 29 in der Platte erstreckt und
den Nockenfolger bildet, der dem Profil des Nockens 14 folgt. Dank der
Anordnung des Gelenkzapfens 7 außerhalb der Tragstange 30, auf der das
Gewicht der Warensäule aufliegt, wird der Kipphebel ständig nach innen
gedrückt. Auf diese Weise folgt der Nockenfolger dem Nockenprofil, ohne daß
eine Rückholfeder oder eine Führungsnut erforderlich ist.
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Die Arbeitsabfolge der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird
nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, bei der es sich um eine
schematische Frontansicht handelt. In der Anfangsposition I ist der Korb 6 nahezu
waagerecht angeordnet und nimmt ein erstes Warengebinde auf. Der linke
Kipphebel 5a befindet sich in einer vertikalen Position, da das entsprechende
Lager 28 am Nocken 14 in der Position mit dem größten Durchmesser
anliegt, während der rechte Kipphebel 5b die maximale Neigung einwärts hat,
weil das entsprechende Lager an dem Nocken 14 in der Position mit
kleinstem Durchmesser anliegt. Die beiden Warensäulen, die zwischen den
Wänden 4a und 4b aufgenommen sind, werden durch den linken Kipphebel 5a
abgestützt, auf dessen Tragstab 30 das zweite Warengebinde aufliegt, das sich
an der Basis der linken Säule befindet. Der Drehwinkel des Nockens 14 ist in
der Zeichnung mit α angegeben, während derjenige des Korbes mit β
angegeben ist.
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Wenn der Getriebemotor 19 durch die Steuerung des Verkaufsautomaten
in Betrieb gesetzt wird, dreht seine Welle 18 das Ritzel 16, im gezeigten Fall
in Gegenuhrzeigersinn, und der Korb 6 und das Ritzel 15 drehen sich mit,
wie zuvor erwähnt wurde.
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Die Ritzel kämmen mit den Kronenrädern 13, die die Nocken 14 tragen,
die mit der halben Geschwindigkeit des Korbes rotieren, wie oben
beschrieben wurde.
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Nach der ersten 30º-Drehung des Nockens 14 hat die Vorrichtung die
Position II erreicht, in der der rechte Kipphebel 5b den Aufwärts-Hub in
Richtung auf die vertikale Position nahezu vollendet hat, während der linke
Kipphebel 5a sich noch in dieser Position befindet. Im Gegensatz dazu hat
sich der Korb 6 um 60º gedreht und nahezu die vertikale Position erreicht.
Das darin aufgenommene erste Warengebinde ist über die Kante gerollt, wird
jedoch noch durch die linke Flanke 3a gehalten.
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Durch die nachfolgende 60º-Drehung des Nockens 14 erreicht die
Vorrichtung die Position III, in der sich beide Kipphebel noch in der vertikalen
Position befinden, weil die betreffenden Lager 28 an dem Teil des Nockens
14 mit dem größten Durchmesser abrollen. Der Korb 6 hat sich insgesamt
um 180º gedreht und ist deshalb jetzt in bezug auf die Ausgangsposition
umgekehrt. Das darin enthaltene erste Warengebinde ist durch den Fallkanal
ausgegeben worden.
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Bei der nachfolgenden 45º-Drehung des Nockens 14 erreicht die
Vorrichtung die Position IV, in der das Lager 28 des linken Kipphebels 5a sich
am Anfang des Bereichs befindet, der es zu dem kleinsten Druchmesser des
Nockens 14 führt. Deshalb beginnt der zugehörige Kipphebel 5a sich
einwärts zu neigen, während der rechte Kipphebel 5b sich noch in der
vertikalen Position befindet und der Korb 6 nun eine dreiviertel Umdrehung
ausgeführt hat.
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Während der letzten 45º-Drehung des Nockens 14 erreicht die
Vorrichtung die Position V, in der die Einwärtsneigung des linken Kipphebels 5a'
dessen Stange 30 in einen Abstand zu der linken Wand 4a gebracht hat, der
größer ist als der maximale Durchmesser des zweiten Warengebindes, das
deshalb in den Korb 6 gefallen ist, der inzwischen seine Umdrehung
vollen
det hat. Die beiden Warensäulen werden nun durch den noch vertikalen
rechten Kipphebel 5b abgestützt, dessen Stange 30 das dritte Warengebinde
abstützt, das sich an der Basis der rechten Säule befindet.
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Am Ende des Arbeitszyklus hat der Korb 6 wieder die Ausgangsposition
erreicht, während sich der Nocken 14 in einer spiegelbildlichen Position
befindet, da er nur eine halbe Umdrehung ausgeführt hat. Die oben gegebene
Beschreibung gilt auch für die andere Halbumdrehung des Nockens 14, wobei
nur die Begriffe "links" und "rechts" ausgetauscht zu werden brauchen.
Deshalb ergibt sich der offensichtliche Vorteil, daß man einen Korb 6 hat, der in
jedem Zyklus eine 360º-Drehung ausführt und so die Ware stets auf derselben
Seite auskippt, unabhängig davon, aus welcher Säule die Ware kommt, und
unter voller Ausnutzung des Abstands zwischen den Flanken 3a und 3b.
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Dieses Merkmal ist besonders nützlich zur Erhöhung der Anzahl von in
der Maschine enthaltenen Waren, durch Vergößerung der Tiefe der
Vorrichtung unter Konstanthaltung der Breite. Wie in der Einleitung erläutert wurde,
repräsentiert das erste Warengebinde gewöhnlich eine erste Reihe
miteinander ausgerichteter Waren, die gemeinsam in den Korb 6 fallen. Während der
Drehung zwischen den Positionen II und III macht der Korb eine Anzahl von
Halten die gleich der Anzahl der sequenziell auszugebenden Waren ist,
entsprechend den Kerben 21 und der Scheibe 20. Da das Warenbinde immer
von derselben Seite fällt, kann man eine größere Anzahl von Vorsprüngen mit
zunehmender Breite längs nur einer Flanke (der linken Flanke 3a in diesem
Fall) anordnen. Tatsächlich genügt es, daß der breiteste Vorsprung um mehr
als den maximalen Durchmesser des Warengebindes von der
gegenüberliegenden Flanke beabstandet ist. Auf diese Weise ist es möglich, 4-5
Warengebinde in einer Reihe anzuordnen, und aus diesem Grund ist es wichtig, daß
der Korb an beiden Enden gelenkig gelagert und zur Drehung angetrieben
wird.
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Die vollständige Ausnutzung der Breite des Fallkanals ermöglicht es auch,
einen größeren Bereich für den maximalen Durchmesser der in der
Vorrichtung handhabbaren Waren zu erreichen. Es genügt, den Abstand zwischen
den Wänden 4a und 4b einzustellen, um die Möglichkeit zu schaffen, Waren
einzufüllen, deren Durchmesser beispielsweise im Bereich zwischen 53 und
95 mm liegen kann. Es ist zu bemerken, daß die direkte Verbindung
zwi
schen dem Getriebemotor 19, der Scheibe 20 und dem Korb 6 durch das
Ritzel 16 eine direkte Steuerung der sequenzierten Ausgabepositionen
ermöglicht, die nicht durch ein möglicherweise in dem Mechanismus verhandenes
Spiel beeinflußt wird.
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Es versteht sich, daß die oben beschriebene und gezeigte
Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung nur ein Beispiel ist, das vielfältig
abgewandelt werden kann. Zum Beispiel können die Komponenten für die
Übertragung der Bewegung durch andere mechanisch äquivalente
Komponenten ersetzt werden, solange das Übersetzungsverhältnis zwischen den
Nocken 14 und dem Korb 6 aufrechterhalten wird.