DE10153024B4

DE10153024B4 - Vorrichtung zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken

Info

Publication number: DE10153024B4
Application number: DE2001153024
Authority: DE
Inventors: Hans-Walter Mohr; Dieter Christiansen
Original assignee: HANS WALTER MOHR GmbH; HANS-WALTER MOHR GmbH
Current assignee: HANS WALTER MOHR GmbH; HANS-WALTER MOHR GmbH
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: DE10153024A1

Abstract

Vorrichtung zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken, die ein Magazin zur Bevorratung einer Mehrzahl aufeinander gestapelter Werkstücke aufweist und die mit einer Positioniereinrichtung versehen ist, die mindestens ein Betätigungselement zur Beaufschlagung mindestens eines zu positionierenden Werkstückes aufweist sowie bei der das Magazin schachtartig oberhalb eines Auflageelementes angeordnet und die Positioniereinrichtung plattenartig ausgebildet sowie mindestens bereichsweise zwischen dem Magazin und dem Auflageelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auflageelementes (8) mindestens ein keilförmiges Element (13) angeordnet ist, dessen Keilverjüngung sich mindestens bereichsweise mit einem von der Positioniereinrichtung (9) vorgegebenen Bereich des Werkstückes (1) überdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Vorrichtungen werden zum Beispiel verwendet, um Chip-Karten oder ähnliche Produkte zu vereinzeln und nachgeordneten Verarbeitungsstationen zuzuführen. Im Bereich dieser nachgeordneten Verarbeitungsstationen kann beispielsweise eine Kontrolle, eine Beschriftung oder eine anderweitige Beaufschlagung der Werkstücke durchgeführt werden.

Vorrichtungen zum vereinzeln von plattenartigen Werkstücken, die als Chip-Karten ausgebildet sind, werden beispielsweise bereits in der DE-PS 195 03 472 beschrieben. Gemäß diesem Stand der Technik wird eine Vereinzelung der Werkstücke durch ein Verdrehen der Werkstücke um eine Drehachse herum durchgeführt, die relativ zu einer Flächenebene im wesentlichen senkrecht verläuft. Die hierdurch aus dem Stapel der Werkstücke vorstehenden Eckbereiche der Werkstücke werden von Handhabungseinrichtungen, beispielsweise von Stößeln, beaufschlagt, um eine Adhäsion zwischen den Werkstücken zu überwinden und eine Trennung des zu vereinzelnden Werkstückes vom restlichen Stapel durchzuführen.

Aus der DE 24 45 338 A1 ist bereits Vorrichtungen zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken bekannt, die mit Magazinen zur Bevorratung aufeinander gestapelter Werkstücke versehen ist. Eine Positionierung der Werkstücke erfolgt unter Verwendung von Positioniereinrichtungen mit Betätigungselement. Die jeweiligen Magazine sind schachtartig oberhalb eines Auflageelementes angeordnet und zwischen dem Magazin und dem Auflageelement ist eine plattenartige Positioniereinrichtung ausgebildet. Bei einer Verwendung dieser Vorrichtung tritt das Problem auf, daß eine Vereinzelung der Werkstücke aufgrund auftretender Adhäsion nicht schnell genug durchgeführt werden kann, um eine hohe Produktionsrate zu unterstützen.

Aus der DE 198 11 516 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken bekannt, bei der auf das unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung verschwenkbare Werkstück eine nach unten gerichtete Kraft zur Einwirkung gebracht wird. Die Krafteinwirkung dient zur Überwindung von Adhäsionseffekten zwischen dem Stapel und dem zu vereinzelnden Werkstück und kann mechanisch unter Verwendung von Luftdüsen aufgebracht werden. Auch diese Vorrichtung erreicht nur eine relativ begrenzte Vereinzelungsgeschwindigkeit.

Aus der DE 196 38 604 A1 ist eine Vorrichtung zum Vereinzeln von Dosendeckeln bekannt, bei der an einer unterbrochenen Scheibe ein keilförmiges Element angebracht ist, um einen zu vereinzelnden Deckel vom Deckelstapel zu trennen.

Die bislang bekannten Vorrichtungen sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, gemeinsam mit nachfolgenden Verarbeitungsgeräten mit erhöhter Verarbeitungsgeschwindigkeit eingesetzt zu werden und dabei ihren einfachen konstruktiven Aufbau und ihre hohe Zuverlässigkeit beizubehalten. Insbesondere führt die Konstruktion der bislang verwendeten Einrichtungen zu einem Abdrücken des Werkstückes vom restlichen Stapel an Werkstücken dazu, daß die Vereinzelungsgeschwindigkeit bei der Vereinzelung nicht an eine weiter gesteigerte Verarbeitungsgeschwindigkeit von nachgeordneten Einrichtungen angepaßt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Vereinzelung der Werkstücke mit hoher Verarbeitungs- geschwindigkeit und hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die plattenartige Ausbildung der Positioniereinrichtung und die Führung der Positioniereinrichtung zwischen dem Magazin und dem Auflageelement stellen eine hohe mechanische Stabilität und auch eine sehr exakte Führung bereit. Die durchzuführenden Vereinzelungsbewegungen können deshalb mit relativ hoher Geschwindigkeit erfolgen. Die Verwendung des keilförmigen Elementes zum Abdrücken des zu vereinzelnden Werkstückes vom restlichen Stapel an Werkstücken und die Anordnung dieses keilförmigen Elementes innerhalb des Bewegungsbereiches des Werkstückes ermöglichen es, aus einer Drehbewegung oder Translationsbewegung des Werkstückes eine Bewegung zur Trennung des Werkstückes vom restlichen Stapel an Werkstücken abzuleiten und hierdurch sowohl eine sehr wirkungsvolle Trennung als auch einen harmonischen Bewegungsablauf zu gewährleisten. Dieser harmonische Bewegungsablauf unterstützt ebenfalls eine Durchführung der Bewegungsabläufe mit hoher Geschwindigkeit.

Gegenüber einer Verwendung von Abdrückstößeln weist die Verwendung des keilförmigen Elementes insbesondere den Vorteil auf, daß keine separate Bewegungsüberwachung durchgeführt werden muß. Dies resultiert daraus, daß bei der Verwendung der keilförmigen Elemente die Abdrückbewegung unmittelbar von der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Werkstückes abgeleitet wird und hierdurch eine Zwangskopplung der unterschiedlichen Bewegungen vorliegt. Separate Überwachungen, beispielsweise durch Endlagenschalter, brauchen somit nicht verwendet zu werden, da eine Gefahr von Beschädigung der Bauelemente durch unkoordinierte Bewegungen, die beispielsweise ein Abscheren von Stößeln verursachen könnten, ausgeschlossen ist.

Eine erhöhte Zuverlässigkeit wird insbesondere auch dadurch bereitgestellt, daß es sich bei den keilförmigen Elementen um unbewegte statische Elemente handelt, auf die die Werkstücke aufgeschoben werden. Im Gegensatz zu einer Verwendung von Stößeln zu einer Abtrennung der Werkstücke führen die keilförmigen Elemente keine eigenen Bewegungen durch, so daß hier auch keine nachteiligen Effekte durch Verschmutzungen oder Verschleiß zu erwarten sind.

Die erfindungsgemäße Verwendung der keilförmigen Elemente zur Vereinzelung der Werkstücke führt sowohl durch die Einsparung einer Abfragezeit für Endlagepositionierungen als auch durch die Einsparung einer Bewegungszeit von separaten Stellgliedern zu einer Zykluszeitverkürzung.

Eine kontinuierliche Abdrückbewegung wird dadurch unterstützt, daß sich ein keilförmiger Anstieg des keilförmigen Elementes im wesentlichen in einer Positionierrichtung der Positioniereinrichtung erstreckt.

Zur Unterstützung eines gleichmäßigen Materialdurchlaufs wird vorgeschlagen, daß das Auflageelement eine Durchgangsausnehmung aufweist.

Eine zweckmäßige Gestaltung besteht darin, daß eine Kontur der Durchgangsausnehmung an eine Außenkontur des Werkstückes angepaßt ist.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Durchgangsausnehmung etwas größer als eine Außenkontur des Werkstückes dimensioniert ist.

Zur Unterstützung einer Abtrennung exakt eines Werkstückes vom restlichen Stapel wird vorgeschlagen, daß die Durchgangsausnehmung mindestens bereichsweise versetzt zu einer Querschnittfläche des Magazins angeordnet ist.

Eine kompakte Ausführungsform wird dadurch unterstützt, daß das Auflageelement plattenartig ausgebildet ist.

Eine klemmfreie Bewegung wird dadurch erleichtert, daß die Positioniereinrichtung mit einer Plattendicke ausgebildet ist, die geringer als eine Dicke des Werkstückes dimensioniert ist.

Eine einfache Handhabung der zu vereinzelnden Werkstücke kann dadurch erfolgen, daß die Positioniereinrichtung eine Positionierausnehmung aufweist.

Zur Unterstützung einer exakten Führung der Werkstücke wird vorgeschlagen, daß eine Kontur der Positionierausnehmung an eine Außenkontur des Werkstückes angepaßt ist.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Positionierausnehmung etwas größer als eine Außenkontur des Werkstückes dimensioniert ist.

Die Verwendung eines einfachen Positionierantriebes wird dadurch unterstützt, daß die Positioniereinrichtung drehbeweglich gelagert ist.

Ein gering dimensionierter Bewegungsbereich kann dadurch bereitgestellt werden, daß die Positioniereinrichtung einen Antrieb zur Durchführung einer Hin- und Herbewegung aufweist.

Zu einer einfachen Geometrie der verwendeten Bauteile sowie einer kompakten Ausführungsform trägt es ebenfalls bei, daß sich ein Mittelpunkt der Durchgangsausnehmung und ein Mittelpunkt der Positionierausnehmung im wesentlichen überdecken.

Die kompakte Gestaltung der Vorrichtung läßt sich nochmals dadurch verbessern, daß eine Drehachse der Positioniereinrichtung im wesentlichen durch einen Mittelpunkt der Positionierausnehmung verläuft.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 Einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in einer Grundstellung der Positioniereinrichtung,
2 die Vorrichtung gemäß 1 nach einer teilweise durchgeführten Bewegung der Positioniereinrichtung,
3 die Vorrichtung gemäß 2 bei einer gegenüber der Darstellung in 1 maximalen Auslenkung der Positioniereinrichtung sowie ein vom restlichen Stapel getrenntes Werkstück,
4 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Blickrichtung IV in 1 und
5 eine vergrößerte teilweise Darstellung gemäß Blickrichtung V in 1 bei herausgenommenem Stapel an Werkstücken.
1 zeigt eine Vorrichtung zum vereinzeln von plattenartigen Werkstücken (1), die als Stapel (2) im Bereich eines Magazins (3) bevorratet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Magazin (3) mit einer Magazinlängsachse (4) im wesentlichen in vertikaler Richtung orientiert. Das Magazin (3) weist zur Begrenzung eines Vorratsraumes (5) Seitenstreben (6) auf, die beispielsweise aus Rundprofilen realisiert sein können.
Bei einer Realisierung der Werkstücke (1) als Chip-Karten mit im wesentlichen rechteckförmiger Grundfläche werden typischerweise sechs Seitenstreben (6) verwendet, die jeweils entlang der Kanten der zu bevorratenden Werkstücke (1) positioniert sind.
Das Magazin (3) wird von einem Sockel (7) der Vorrichtung gehaltert. Am Sockel (7) ist ein Auflageelement (8) befestigt, das gemäß der Ausführungsform in 1 eine plattenartige Gestaltung aufweist. zwischen dem Magazin (3) und dem Auflageelement (8) ist eine beweglich gelagerte Positioniereinrichtung (9) angeordnet. Auch die Positioniereinrichtung (9) ist bei der dargestellten Ausführungsform plattenartig konstruiert.
Aus der Querschnittdarstellung in 1 ist erkennbar, daß das Auflageelement (8) eine Durchgangsausnehmung (10) und die Positioniereinrichtung (9) eine Positionierausnehmung (11) aufweisen. Die Ausnehmungen (10, 11) sind jeweils derart konturiert und dimensioniert, daß Flächen bereitgestellt werden, die geringfügig größer als die vom Werkstück (1) eingenommene Fläche sind. Hierdurch ist es möglich, daß bei einer geeigneten Positionierung der Ausnehmungen (10, 11) ein Werkstück (1) innerhalb der jeweiligen Ausnehmung (10, 11) angeordnet werden kann.
1 zeigt eine Grundpositionierung der Positioniereinrichtung (9). In dieser Grundpositionierung ist die Positionierausnehmung (11) als Verlängerung des Vorratsraumes (5) angeordnet, so daß ein Werkstück (1) in die Positionierausnehmung (11) hineinrutschen kann. Bei der in 1 dargestellten Orientierung des Magazins (3) mit der Magazinlängsachse (4) in vertikaler Richtung erfolgt das Hineinrutschen des Werkstückes (1) in die Positionierausnehmung (11) aufgrund des Eigengewichtes des Stapels (2). Aufgrund eines Drehversatzes der Durchgangsausnehmung (10) relativ zur Positionierausnehmung (11) um die Magazinlängsachse (4) herum fällt der Stapel (2) nicht durch das Auflageelement (8) hindurch, sondern wird von einem oder mehreren Vorsprüngen (12) des Auflageelementes (8) gehaltert. Ein Abstand zwischen dem Auflageelement (8) und dem Sockel (7) ist derart dimensioniert, daß der Abstand mindestens einer Dicke der Positioniereinrichtung (9) entspricht. Oberhalb der Positioniereinrichtung (9) wird der Stapel (2) seitlich von einer Innenwand (17) des Sockels (7) geführt. Das Auflageelement (8) ist starr mit dem Sockel (7) verbunden.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 nach einer teilweisen Durchführung einer Positionierbewegung durch die Positioniereinrichtung (9). Es erfolgt hierdurch in der Zeichnungsebene eine Verdrehung des Werkstückes (1), so daß ein Eckbereich des Werkstückes (1) weiter nach links ragt. Das Werkstück (1) läuft hierdurch auf ein keilförmiges Element (13) auf, das das betreffende Werkstück (1) vom verbleibenden Stapel (2) abdrückt. Hierdurch werden Adhäsionskräfte zwischen den Werkstücken (1) überwunden.
Der Betriebszustand gemäß 3 zeigt die Positioniereinrichtung (9) in der Endposition. Die Durchgangsausnehmung (10) und die Positionierausnehmung (11) überdecken sich hierbei, so daß das Werkstück (1) aus der Positionierausnehmung (11) heraus und durch die Durchgangsausnehmung (10) fallen kann. Ein Nachrutschen des Stapels (2) wird in diesem Betriebszustand durch einen Vorsprung (14) der Positioniereinrichtung (9) verhindert.
Der konstruktive Aufbau des Auflageelementes (8) sowie der Positioniereinrichtung (9) werden in der perspektivischen Darstellung in 4 nochmals veranschaulicht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Auflageelement (8) als eine außenseitig kreisförmig begrenzte Platte ausgebildet. Im Bereich von zwei relativ zueinander gegenüberliegenden Ecken der Durchgangsausnehmung (10) sind zwei keilförmige Elemente (13) positioniert. Hierdurch kann ein besonders zuverlässiges Abdrücken des Werkstückes (1) vom verbleibenden Stapel (2) erfolgen. Eine derartige Gestaltung erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn die Positioniereinrichtung (9) als Positionierbewegung eine Drehbewegung durchführt. Diese Drehbewegung wird vorzugsweise in Form einer Hin- und Herbewegung durchgeführt. Dies erfolgt als eine oszillierende Drehbewegung um einen festen Winkel, wobei die Drehbewegung von außen über ein Stellglied angetrieben wird. In einer Endlage der Drehbewegung ist die Positionierausnehmung (11) in der Kontur deckungsgleich mit dem Falltrichter des Magazins (3). In der anderen Endlage liegt eine Deckungsgleichheit mit der Durchgangsausnehmung (10) vor.
5 veranschaulicht nochmals in etwas stärkerer Detailliertheit die Zuordnung des Auflageelementes (8), der Positioniereinrichtung (9) und der Durchgangsausnehmung (10) relativ zueinander sowie die Positionierung der keilförmigen Elemente (13). Zur Anordnung der keilförmigen Elemente (13) sind im Bereich des Auflageelementes (8) sowie der Positioniereinrichtung (9) gerundet konturierte Ausnehmungen (16) vorgesehen.
5 veranschaulicht, daß im Bereich von kurzen Seiten des Magazins (3) die Seitenstreben (6) etwa in einem mittleren Bereich der jeweiligen Seiten angeordnet sind. Die vier Seitenstreben (6) im Bereich der Längsseiten des Magazins (3) sind hingegen paarweise versetzt zu einer Mitte der Seiten positioniert. Es liegt vorzugsweise bei diesen vier Seitenstreben (6) ein ungefähr gleicher Abstand zur Mittellinie vor und zwei der Seitenstreben (6) sind im Bereich oberhalb der keilförmigen Elemente (13) angeordnet. Hierdurch wird eine Verschiebung des Stapels (2) bei einer Positionierbewegung der Positioniereinrichtung (9) sicher vermieden, da aufgrund der Drehbewegung der Positioniereinrichtung (9) in diesen Bereichen die wesentlichen Abstützkräfte aufzufangen sind.
Das Magazin (3) ist als ein Stangenmagazin ausgeführt, um eine visuelle und manuelle Zugänglichkeit zu ermöglichen. Grundsätzlich wäre auch die Verwendung eines geschlossenen Magazins (3) möglich.

Claims

Vorrichtung zum Vereinzeln von plattenartigen Werkstücken, die ein Magazin zur Bevorratung einer Mehrzahl aufeinander gestapelter Werkstücke aufweist und die mit einer Positioniereinrichtung versehen ist, die mindestens ein Betätigungselement zur Beaufschlagung mindestens eines zu positionierenden Werkstückes aufweist sowie bei der das Magazin schachtartig oberhalb eines Auflageelementes angeordnet und die Positioniereinrichtung plattenartig ausgebildet sowie mindestens bereichsweise zwischen dem Magazin und dem Auflageelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auflageelementes (8) mindestens ein keilförmiges Element (13) angeordnet ist, dessen Keilverjüngung sich mindestens bereichsweise mit einem von der Positioniereinrichtung (9) vorgegebenen Bereich des Werkstückes (1) überdeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein keilförmiger Anstieg des keilförmigen Elementes (13) im wesentlichen in einer Positionierrichtung der Positioniereinrichtung (9) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageelement (8) eine Durchgangsausnehmung (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontur der Durchgangsausnehmung (10) an eine Auflenkontur des Werkstückes (1) angepaßt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsausnehmung (10) etwas größer als eine Außenkontur des Werkstückes (1) dimensioniert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsausnehmung (10) mindestens bereichsweise versetzt zu einer Querschnittfläche des Magazins (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageelement (8) plattenartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (9) mit einer Plattendicke ausgebildet ist, die geringer als eine Dicke des Werkstückes (1) dimensioniert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (9) eine Positionierausnehmung (11) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontur der Positionierausnehmung (11) an eine Außenkontur des Werkstückes (1) angepaßt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierausnehmung (11) etwas größer als eine Außenkontur des Werkstückes (1) dimensioniert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (9) drehbeweglich gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (9) einen Antrieb zur Durchführung einer Hin- und Herbewegung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Mittelpunkt der Durchgangsausnehmung (10) und ein Mittelpunkt der Positionierausnehmung (11) im wesentlichen überdecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehachse der Positioniereinrichtung (9) im wesentlichen durch einen Mittelpunkt der Positionierausnehmung (11) verläuft.