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Stapelvorrichtung Die Erfindung betrifft eine verbesserte Stapelvorrichtung
für ineinanderschiebbare rahmen- oder topfartige Teile mit auswärts vorstehendem
Rand. Pie Vorrichtung eignet sich insbesondere zum selbsttätigen Ineinanderstapeln
von dUnnwandigen Dosen, Bechern und zugehörigen Deckeln, die aus dünner Metall-
oder Kunststofffolie bestehen.
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Es sind bereits verschiedene Stapelvorrichtungen bekannt, bei welchen
die zu stapelnden Teile durch in einem Abstand parallel angeordnete Transportschnecken
hindurchgeführt werden. So beschreibt die USA-PatentschriSt 1.750.329 eine Vorrichtung
, bei welcher ungeordnet zugeführte Bauteile mit abgewinkelten Endvorsprüngen auf
zwei in geringem Abstand parallel nebeneinander angeordnete , gegenläufig rotierende
Walzen mit verschieden bemessenen gegensinnig gewendelten Nuten aufgeschüttet werden,
wobei die zufällig " richtig " orientierten Bauteile durch Eingreifen ihres Endvorsprunges
in eine passend bemessene Führungsnut einer Walze in einer zwischen den Walzen hängenden
Stellung zum Ausstoßende gefördert , dort durch einen Nockenvorsprung gedreht und
in ein Magazin eingeschoben werden, während die tt unrichtig II orient4erten Teile
durch tiefe Spiralnuten beider Walzen in den Vorratsbehälter zul>Uckfallen. Diese
Vorrichtung eignet sich Jedoch nur für flache Bauteile mit abgewinkelten Endvorsprüngen
und kann nicht zum Stapeln topfartiger Teile dienen.
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Aus der britischen Patentschrift 812.D61 ist ferner eine Vorrichtung
zur Ausrichtung ungeordnet zugeführter C-förmiger Teile bekannt, bei welcher diese
auf zwei beiderseits einer vibrierenden Schiene mit C-förmigem Oberprofil parallel
angeordnete, gegenhäufig rotierende Walzen mit gegensinnig gewendelten Wülsten aufgeschüttet
werden und durch die Drehung der Walsn entweder in der richtigen Stellung auf die
Abführschiene oder zurück in den Vorratsbehälter fallen. Diese Vorrichtung ist jedoch
ebenfalls zum Stapeln topfartiger Teile ungeeignet. In der USA-Patentschrift 2.592.141
wird eine Ausrichtvorrichtung für ungeordnet zugeführte , zylindrische Dosen offenbart,
bei welcher diese von oben auf zwei über einem Förderband in einem dem Dosendurchmesser
entsprechenden Abstand parallel angeordnete, gegenläufig rotierende Walzen aufgegeben
werden, von denen eine mit einer glatten Walzenfläche und die andere mit einem schraubenartig
gewen?elten Leitwulst versehen ist. Auch diese Vorrichtung ist zum Ineinanderstapeln
von topfartigen Teilen unbrauchbar.
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In der ein älteres Recht darstellenden Patentanmeldung P 12 94 873.1-22
der Anmelderin wird ferner eine Vorrichtung zum ausgerichteten Hintereinanderstapeln
von laschentragenden Stanzteilen vorgeschlagen, welche zwei in einem dem Durchmesser
der Stanzscheiben entsprechenden Kernabstand parallel und horizontal nebeneinander
angeordnete Transportschnecken , eine quer über diesen angeordnete trichterförmige
Zuführrutsche mit einer das Verdrehen der Laschen nach unten verhindernden SchLitzbreite.,
dicht unter den Transportschnecken angeordnete Gleitschienen sowie oberhalb der
Transportschnecken angeordnete ß von den Seiten der Schlitzöffnung der Rutsche zum
Ausstoßende auf die Breite der taschen konvergierende Führungsschienen aufweist.
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Diese Vorrichtung hat sich in der Praxis gut bewährt, eignet sich
jedoch nur zum ausgerichteten Hintereinanderstapeln im wesentlichen ebener , laschentragender
Scheiben und nicht zum Ineinanderstapeln runder oder langgestrckter , topfartiger
Teile, bei welchen diese ineinandergeschoben werden messen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stapelvorrichtung anzugeben,
welche rahmen- oder topfartige Teile mit auswärts vor stehendem Rand, insbesondere
Dosen oder Becher aus sehr dünnwandigem Material selbsttätig so ineinanderstapelt,
wie dies für die Weiterverwendung derartiger Teile in halbautomatischen oder vollautomatischen
Füll- und Verschliessmaschinen erforderlich ist. Die neue Vorrichtung soll insbesondere
auf einfache und unaufwendige Weise ein auch bei hohen Geschwindigkeiten unabhängig
von der Materialdicke störungsfreies und gleichmässiges Ineinanderstapeln der Teile
ermöglichen und Beschädigungen derselben beim Stapeln verhindern.
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Dementsprechend ist Gegenstand der Erfindung eine Stapelvorrichtung
für ineinanderschiebbare, rahmen- oder topfartige Teile mit auswärts vorstehendem
Rand, insbesondere dUnnwandige Dosen oder Becher , mit Vorrichtungen zu deren Einführung
zwischen in einem Abstand parallel angeordnete Transportschnecken sowie an deren
Ausstoßenden angeordnete Magazinvorrichtungen, gekennzeichnet durch zwei in einem
auf die einander zugewandten Aussenkanten bezogenen Abstand zwischen den mit und
ohne Rand gemessenen Breiten der zu stapelnden Teile achsparallel angeordnete, mit
gleicher Geschwindigkeit rotierende Transportschnecken mit dünnen Schneckenstegen
und Schneckennuten mit mindestens der Stärke des Randes entsprechender Breitet höchstens
der Breite des Randes entsprechender Nuttiefe und gleichbleibender oder über die
Schneckenlänge übereinstimmend abnehmender Sbtgung, in einander gegenüberliegenden,
innenseitigen Bereichen der Zuführenden der Transportschnecken mündende Führungen
für die einzuführenden Teile sowie ein oder mehrere dicht unter und zwiachen den
Transportschnecken angeordnete, über deren Länge durchgehende Stützvorrichtungen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Stützelemente
aus ein oder mehreren Hilfsschnecken und ein oder mehreren Gleitschienen . Dabei
kann entweder symmetrisch dicht unter und zwischen den vorzugsweise horizontal nebeneinanderliegenden
Transportschnecken eine einzelne Hilfsschnecke oder zwei vorzugsweise zein~ ander
gegensinnig gewendelte Hilfsschnecken angeordnet sein.
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Die Gleitschienen besitzen zweckmässig runden Querschnitt geringen
Durchmesser und eine polierte Oberfläche. Die Hilf 5-' schnecken und die Gleitschienen
sind, bezogen auf die Transportschnecken, jeweils so angeordnet, dass sie als Auflage
oder gegebenenfalls seitliche Führung für den Rand der m|stapelnden Teile dienen
können. Da diese zur Erzielung eines glatten Ineinanderstapelns jeweils in einer
zu den Transportschnecken senkrechten Ebene ausgerichtet gehalten werden sollen,
müssen die Transportschnecken sowie etwaige Hilfsschnecken jeweils einen übereinstimmenden
Steigungsverlauf aufweisen. Dabei kann die Steigung der Schnecken gleichbleibend
sein oder vorzugsweise über die Schneckenlänge hinreichend stark abnehmen, so dass
sich die aufeinander folgenden Teile bereits während ihrer Förderung zwischen den
Schnecken ineinander einschieben.
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Die Transportschnecken und die Hilfsschnecken können relativ zueinander
gleichsinnig oder vorzugsweise gegensinnig gewendelt sein, sofern alle vorhandenen
Schnecken jeweils entweder gegen oder alle mit ihrem Wendel sinn rotieren. Die Verwendung
gegensinnig gewendelter und gegensinnig rotierender Transportschnecken hat den Vorteil,
dass die einander zugewandten Aussenkanten der Schneckenstege jeweils zueinander
parallel verlaufen und die den Teilen durch die Transportschnecken etwa erteilten
Drehmomente einander aufheben. Das gleiche gilt sinngemäss für gegensinnig gewendelte
Hilfsschneckeri, die als Auflage für die Unterseite der ar stapelnden Teile dienen
können. Anstelle der Hilfsschnecken oder zusätzlich zu diesen können zweckmässig
Gleitschienen vorgesehen sein, wobei die zu stapelnden Teile entweder auf den Hilf
sschnecken oder auf den Gleitschienen aufliegen können. Im letzteren Falle dienen
die Hilfsschnecken lediglich zur Verhütung eines Verkantens der geförderten Teile
aus ihrer mit dem Rand in eine zu den Schnecken senkrechte Ebene ausgerichteten
Stellung.
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Anstelle der Hilfsschnecken kann unter und zwischen den Transportschnecken
auch ein als Auflage dienendes Transportband vorgesehen sein. Diese Ausführungsform
wird jedoch weniger bevorzugt.
Das Einführen der zu stapelnden Teile
zwischen die Transportschnecken kann vorzugsweise mittels zweier in einem der Gesamtbreite
der Teile entsprechenden Abstand parallel abwärts verlaufende, einander gegenüberliegende
Bereiche des Randes der Teile U-förmig umgreifende Führungsschienen erfolgen, durch
welche die Teile durch Schwerkraft oder übliche Fördervorrichtungen bewegt werden.
Diese Führungsschienen besitzen zweckmässig einen im wesentlichen senkrechten, über
einander gegenüberliegenden, innenseitigen Bereichen der Zuführenden der Transportschnecken
mündenden Endabschnitt#. Die Stapelvorrichtung kann mittels der Führungsvorrichtungen
unmittelbar mit der Vorrichtung zur Herstellung der zu stapelnden Teile , beispielsweise
einer Presse oder einer Spritzgussmaschine verbunden sein. Der Eingangsabschnitt
der Führungsschienen kann zur leichteren Einführung des Randes der zu fördernden
Teile konisch erweitert sein. Anstelle der Führungsschienen oder zusätzlich zu diesen
kann eine zwischen den Zuführenden der Transportschnecken hindurchgeführte , endlose
Fördervorrichtung hinreichend geringer Breite , beispielsweise ein Transportband
vorgesehen sein. Zur Halterung der zu stapelnden Teile auf der Fördervorrichtung
in einer zum Einführen in die Schneckennuten geeigneten Stellung mit beiderseits
überstehenden Rändern kann die Fördervorrichttmg an sich bekannte , mechanische
pneumatische oder magnetische Vorrichtungen aufweisen, beispielsweise Ansaugöffnungen
, Haftmagneten oder Einsatzöffnungen zum Umgreifen topfartiger Teile. Derartige
Anordnungen haben den Vorteil, dass die zu stapelnden Teile den Transportschnecken
auch von unten zugeführt werden können.
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An den Ausstoß enden der Transport schnecken sind zweckmässig geeigstete
Stapel führungen vorgesehen, welche den zwischen den Trans-.ortschnecken erzeugten
Stapels ineinandergeschobener Teile aufnehmen Diese Stapel führungen können zweckmässig
aus Gleitschienen nnd einem rin geführten Gegenlagerteil bestehen. Dabei können
sowohl die ?kits unter den Transportschnecken angeordneten Gleitschianenx die Ausstoßenden
der Transportschnecken verlängert, als auch *1ehe Gleitschienen vorgesehen sein.
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Zwischen den Gleitschienen wird weckmässig ein gleitend geführtes,
durch Schwerkraft oder Federvorrichtungen in Richtung auf die Transportschnecken
gedrängtes Gegenlagerteil angeordnet. Stattdessen können die Stapel führungen aber
auch in an sich bekannter Weise als Zuführungen zu einer nachgeschalteten Verarbeitungsvorrichtung
ausgebildet sein.
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Da topfartige Stapelteile vielfach zur Erleichterung des späteren
Entstapelns eine umlaufende Stapel stufe aufweisen, sollen zum Stapeln derartiger
Teile bestimmte Stapelvorrichtungen eine Steigung der Transportschnecken auSweisen,
die am Ausstoßende mindestens noch der Höhe der Stapelstufe entspricht.
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Die erfindungsgemässe Stapelvorrichtung ist sowohl für topf-oder becherartige
Teile mit rundem Querschnitt , als auch für recteckige , dreieckige , polygonale
oder ovale Teile geeignet, wobei der Abstand zwischen den Schnecken zweckmässig
der jeweils geringsten Breite der zu stapelnden Teile entspricht. Sofern die zu
stapelnden Teile keinen kreisförmigen Querschnitt besitzen, wird de Verwendung von
gegensinnig gewendelten Schnecken bevorzugt.
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Hiernach wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen weiter
erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der
Stapelvorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Stapelvorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Stapelvorrichtung gemäss der Figuren 1 und 2
längs der Linie III-III und Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Figur 3 als Stapelteil
dargestellte Dose.
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Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Stapelvorrichtung besitzt
zwei in einem Rahmen 5 in einem Abstand horlzon'tal nebeneinander angeordnete Transportschnecken
1 mit dünnen Se-L1eCkenStQSen 2
zwischen diesen liegenden Schneckennuten
4 mit über die Schneckenlänge abnehmender Steigung. Die Transportschneoken 1 sind
im Rahmen 5 drehbar gelagert und werden von einem Motor 6 über ein Zahnradgetriebe
14 mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben. Unterhalb
der Transportschneoken 1 sind zu diesen parallele, gegensinnig gewendelte Hilfsschnecken
8 drehbar gelagert. Die Hilfsschnecken 8 stimmen in ihrer Steigung mit den Transportschnecken
1 überein und werden ebenfalls vom Motor 6 über das Getriebe 14 in Drehung versetzt.
Zwischen Jeder Transportschnecke 1 und der darunter liegenden Hilfsschnecke 8 ist
Jeweils eine dünne Gleitschiene mit rundem Querschnitt und polierter Oberfläche
angebracht.
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Die von der dargestellten Vorrichtung zu stapelnden , beoherartigen
Teile 21 besitzen einen umlaufenden , auswärts vorstehenden Rand 22 mit einem umgelegten
Randwulst 24 , einer umlaufenden Stapelstufe 23 , konischen Seitenwänden 25 und
flachem Boden 26.
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Die zu stapelnden Becher 21 werden von einer nicht dargestellten Herstellungsvorrichtung
in abwärts verlaufende , über dem Zuführende la der Transportschnecken 1 endende
Führungschienen 10 eingebracht. Die Führungschienen 10 besitzen einen U-förmigen
Querschnitt und umgreifen gegenüberliegende Bereiche des Randes 22 der Becher 21.
An dem im wesentlichen senkrecht verlaufenden über innenseitigen Bereichen der Transport
schnecken 1 mündenden Endabschnitt 12 sind geeignete Sperrvorrichtungen 13 angebracht,
welche in ihrer Sperrstellung das Austreten der Becher 21 aus dem Endabschnitt 12
der Führungschienen 10 verhindern, in ihrer Freigabestellung die Becher 21 jedoch
passieren lassen. Die Steuerung der Sperrvorrichtungen erfolgt durch geeignete,
nicht dargestellte Steuervorrichtungen in Abhängigkeit von der relativen Stellung
der Schneckenstege 2 zu den Enden der FUhrungahienen 10.
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Die Sperrvorrichtungen werden dabei in ihrer Sperrstellung gehalten
, solange die Aussenkanten 3 der Schneckenstege 2 oder der Jeweils vorhergehenden
Becher 21 das Hineinfallen des nächsten Bechers mit seinem Rand 22 in die Schneckennuten
4 behindern.
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Die erfindungsgemässe Stapelvorrichtung kann jedoch stattdessen auch
andere Sperr- und Steuervorrichtungen aufweisen, welche gewährleisten, dass die
zu stapelnden Teile in einer auf die Drehgeschwindigkeit der Transportschnecken
1 abgestimmten Folge zwischen die Schneckenstege 2 eingerührt werden.
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An den Aus stoßenden lb der Transport schnecken 1 schliesst sich eine
aus Gleitschienen 15 gebildete Stapel führung für die ineinandergeschobenen Becher
21 an. Bei der dargestellten AusfUhrungsform laufen die Gleitschienen 7 über die
Ausstoß enden der Transportschnecken 1 hinaus durch und bilden einen Teil der seitlichen
Stapelführung, deren Enden durch den Rahmen 5 gehalten werden.
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In der Stapelführung ist ein Gegenlagerteil 16 verschiebbar gelagert,
das durch auf den Gleitschienen 7 bzw. 15 geführte , sich gegen den Rahmen 5 abstützende
Schraubenfedern 17 in Richtung der Transportschnecken 1 gedrängt und durch den aus
diesen austretenden Stapel langsam gegen die Federn 17 zurUckgeschoben.wird.
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Die Federn 17 sind dabei so ausgelegt, dass der Stapel eine hinreichende
Socke aus den Transportschnecken 1 herausgefördert werden kann, ohne dass der Gegendruck
zu einer Beschädigung der gestapelten Becher 21 führt. Die Drehgeschwindigkeit der
Transportschnecken 1 und der Hilfssohnecken 8 kann durch entsprechende Regulierung
des Motors 6 je nach den Anforderungen eingestellt werden.
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Der Abstand der einander zugewandten Bereiche der Aussenkanten 3 der
Schneckenstege 2 ist geringfügig grdsser, als die ohne den Rand 22 gemessene Breite
der Becher 21. Die Tiefe der Schneckennuten 4 ist geringfügig kleinere als die Breite
des Randes 22. Auf diese Weise wird der Becher 21 in einer zum Ineinanderschieben
ausgerichteten Stellung mit in einer
den Transportsohnecken 1 senkrechten Ebene liegendem Rand 22 bewegt, wobei die Stapelstufe
23 und die konischen Seitenwände 25 zu keinem Zeitpunkt mit den Transportschnecken
1 , den Hilfsschnecken 8 und den Gleitschienen 7 in Berührung kommen. Da das Ineinandersohieben
der Becher 21 bereits zwischen den Schnecken erfolgt und Jeweils nur der durch den
Randwulst 24
verstärkte Rand 22 mit diesen in Berührung kommt,
sind Beschä -digungen der dünnwandigen Becherteile praktisch ausgeschlossen.
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Je nach Form und Abmessungen der zu stapelnden Teile können die räumliche
Anordnung der Schnecken und Gleitschienen relativ zueinander , deren Abstände sowie
die Breite, Tiefe und Steigung der Schneckennuten Jeweils zweckentsprechend angepasst
werden.
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Insbesondere können die gestapelten Teile durch die StapelfUhrungen
auch unmittelbar einer nachgeschalteten Verarbeitungsmaschine zugeleitet werden.