DE10118758C1 - Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer Gegenstände - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer, auf einer Schmalseite stehender Gegenstände nacheinander in ein Stapelfach. Durch den Einsatz mehrerer, hintereinander auf dem Weg in jedes Stapelfach angeordneter Ablenkelemente (3, 4) zum Ablenken der in Bewegungsrichtung hinteren Teile der Gegenstände (2), das Ermitteln der Abstände zwischen Gegenständen (2), deren Längen und ihrer Lage zu bestimmten Zeitpunkten und in Auswertung dieser Werte die Auswahl und durch die zeitliche Ansteuerung der Ablenkelemente (3, 4), derart, dass sowohl bei kurzen als auch bei langen Gegenständen (2) die hinteren Teile der Gegenstände (2) innerhalb eines Maximalabstandes von der Hinterkante abgelenkt werden, wird ein Zusammenstoßen der Hinterkanten mit den Vorderkanten der nachfolgenden Gegenstände auch bei Gegenständen mit unterschiedlichen Längen vermieden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstapeln fla­ cher, biegsamer, auf einer Schmalseite stehender Gegenstände in ein Stapelfach, in dem sie auf einer Schmalseite stehend eingestapelt werden. Dabei werden die nacheinander einzeln zugeführten, flachen Gegenstände schräg zu einer verschiebba­ ren Anlagewand, an der sie sich mit ihren Längsseiten anle­ gen, an ihren der Anlagewand abgewandten Längsseiten geführt in das Stapelfach geleitet, wo sie mit Hilfe einer Stapelrol­ le mit ihren Vorderkanten eingestapelt werden.

Die einzustapelnden flachen Gegenstände, z. B. Sendungen, kön­ nen relativ große Unterschiede hinsichtlich Länge, Höhe und Elastizität aufweisen. Ihr Transport erfolgt hintereinander mit möglichst geringen Abständen, vorzugsweise zwischen elastischen Riemen (Deckbandsystem) eingeklemmt. Damit beim Einstapeln die Vorderkanten der Gegenstände nicht auf die Hinterkanten der vorauslaufenden Gegenstände stoßen und da­ durch Verklemmungen auslösen, ist es notwendig, die Hinter­ kanten der vorauslaufenden Gegenstände aus dem Weg der Vor­ derkante der nachfolgenden Gegenstände zu bringen, sogenann­ tes "Freimachen des Einschussdreiecks".

Um dies zu erreichen, wurde in der DE 33 17 865 A1 eine ange­ triebene Stapelspindel beschrieben, die sich dicht vor jedem Stapelfach befindet und die Gegenstände in Steigungsrichtung zum Stapel hin ablenkt, so dass die nachfolgenden Gegenstände nicht auf die Hinterkanten, sondern seitlich auf die schon eingestapelten Gegenstände stoßen. Die Krafteinleitung er­ folgt an der Unterkante der Gegenstände. Dies hat aber zur Folge, dass insbesondere hohe Gegenstände infolge der Massen­ trägheit verdrillt werden, d. h. die obere hintere Ecke gibt das "Einschussdreieck" zu spät oder gar nicht frei.

Es sind auch andere Ablenkelemente, z. B. schwenkbare Hebels, ähnlich wie Weichenflügel, bekannt geworden (US Re. 34,330 = US 34330 E). Hierbei ist das Ablenkelement als Gegenstromweichenelement ausgeführt, d. h. die Spitze zeigt im nicht ausgelenkten Zu­ stand entgegen der Transportrichtung der Gegenstände. Wird das Ablenkelement nicht eingefahren, bevor es von der Vorder­ kante eines Gegenstandes erreicht wird, kommt es zu einer frontalen Kollision mit dem Gegenstand, was zu dessen Zerstö­ rung führen kann.

Bei diesen bekannten Lösungen liegt der Krafteinleitungspunkt jeweils an einer festgelegten Stelle.

Hierdurch ist die Funktionsfähigkeit auf bestimmte Gegen­ standslängen beschränkt. Bei zu langen Sendungen ist der Ab­ stand der Gegenstandshinterkante zum Krafteinleitungspunkt zu groß. Die Gegenstände verformen sich bedingt durch ihre Mas­ senträgheit, ihre Hinterkante wird nicht aus dem Einschuss­ dreieck gebracht, und es besteht die Gefahr einer Kollision mit dem nachfolgenden Gegenstand. Bei zu kurzen Gegenständen wird die Hinterkante von dem Kraft einleitenden Funktionsele­ ment zu kurz oder gar nicht getroffen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer, auf einer Schmalseite stehender Gegenstände in ein Stapelfach zu schaffen, die ein weitgehend störungsfreies Einstapeln oh­ ne ein Zusammenstoßen der Hinter- und Vorderkanten aufeinan­ derfolgender Gegenstände auch bei Gegenständen mit einem gro­ ßem Längenspektrum gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruches 1 gelöst.

Durch den Einsatz mehrerer, hintereinander auf dem Weg in je­ des Stapelfach angeordneter Ablenkelemente zum Ablenken der in Bewegungsrichtung hinteren Teile, das Ermitteln der Ab­ stände zwischen Gegenständen, deren Längen und ihrer Lage zu bestimmten Zeitpunkten und in Auswertung dieser Werte die Auswahl und durch die zeitliche Ansteuerung der Ablenkelemen­ te derart, dass sowohl bei kurzen als auch bei langen Gegen­ ständen die hinteren Teile der Gegenstände dann ablenkbar sind, sobald deren Vorderteile den Bereich der Stapelrolle erreicht haben, wird ein Zusammenstoßen der Hinterkanten mit den Vorderkanten der nachfolgenden Gegenstände auch bei Ge­ genständen mit unterschiedlichen Längen vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen dargelegt.

So ist es vorteilhaft, den Startzeitpunkt der Ablenkbewegung des/der ermittelten jeweiligen Ablenkelemente so festzulegen, dass ein Berührungspunkt zwischen Ablenkelement und Gegen­ stand einen Maximalabstand von der Hinterkante nicht über­ schreitet. Damit wird verhindert, dass bei sehr biegsamen, dünnen Gegenständen diese sich um den Berührungspunkt herum durchbiegen und die Hinterkante annähernd in der unausgelenk­ ten Lage verbleibt.

Vorteilhaft ist es auch, die Ablenkelemente als Weichenflügel auszuführen, deren Flügelenden im nicht ausgelenkten Zustand in Transportrichtung der Gegenstände zeigen (Mitstromweiche). Dadurch wird ein frontales Zusammenstoßen der Gegenstände mit dem Weichenflügel vermieden, wie es bei einem Flügel einer Gegenstromweiche möglich ist.

Wird der Weichenflügel so ausgeführt, dass die Seiten vom Drehpunkt aus auseinanderlaufen und dass das Flügelende einen Kreisbogen bildet, so dass beim Auslenken kein freier Zwi­ schenraum zwischen Weichenflügel und Führung besteht, so kann ein von einer Anschlagwand zurückprallender Gegenstand nicht in einen Zwischenraum geraten und verklemmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem in das Stapelfach führenden Transportpfad eine elastische und/oder elastisch befestigte Transportrolle angeordnet, die die Gegenstände gegen die Führung drückt und in Transport­ richtung mit Transportgeschwindigkeit bewegt. Der Abstand der Transportrolle von der Anschlagwand ist kürzer als die längs­ ten Gegenstände, so dass diese langen Gegenstände, wenn sie an der Anschlagwand abgebremst werden und von der Transport­ rolle aber weitertransportiert werden, in Richtung Anlage­ wand/Stapel in der Mitte durchgebogen werden. Verlässt die Hinterkante dann die Transportrolle, so wird durch die Trans­ portrolle und die Eigenspannung infolge Durchbiegung der hin­ tere Teil des langen Gegenstandes in Richtung Stapel ge­ schleudert.

Damit keine ungewollten Berührungen der Ablenkelemente mit den nachfolgenden Gegenständen auftreten, sind Zeitpunkt und -dauer der Auslenkungen der Ablenkelemente so festgelegt, dass die Ablenkelemente wieder ihre Nulllage erreicht haben, wenn die jeweils nachfolgenden Gegenstände in den Bereich der Ablenkelemente gelangen.

Wird längere Zeit kein Gegenstand eingestapelt, d. h. gelangen keine Gegenstände in den Bereich der Ablenkelemente, so ist es vorteilhaft, die Ablenkelemente in dieser Zeit im ausge­ lenkten Zustand zu belassen, um ein Zurückbewegen der hinte­ ren Teile der eingestapelten Gegenstände durch Gewichtskräfte oder Eigenspannungen in das "Einschussdreieck" zu verhindern.

Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht einer Einstapelstelle eines Stapelfa­ ches mit einer kurzen eingestapelten Sendung und ei­ ner folgenden nächsten Sendung.

Fig. 2 eine Draufsicht einer Einstapelstelle mit einer ein­ zustapelnden Sendung, deren hinterer Teil im Wir­ kungsbereich eines in Transportrichtung hinteren Wei­ chenflügels liegt.

Fig. 3 eine Draufsicht einer Einstapelstelle mit einer ein­ zustapelnden Sendung, deren hinterer Teil im Wir­ kungsbereich eines in Transportrichtung vorderen Wei­ chenflügels liegt.

Fig. 4 eine Draufsicht einer Einstapelstelle mit einer ein­ zustapelnden langen Sendung, deren hinterer Teil im Wirkungsbereich einer Transportrolle liegt.

In den Figuren sind in schematischer Darstellung die Einsta­ pelvorgänge in ein Stapelfach für schmale Sendungen 1, 2 als flache Gegenstände in der Draufsicht dargestellt. In einer Sortiermaschine befinden sich mehrere solcher Stapelfächer hintereinander. Die Sendungen 1, 2 werden in einem Haupttrans­ portstrang zwischen Riemen eines Deckbandsystems eingeklemmt hintereinander an den Stapelfächern entlang transportiert. Soll eine bestimmte Sendung aufgrund ihrer gelesenen Empfän­ geradresse in ein bestimmtes Stapelfach sortiert werden, so wird sie über vorgelagerte Gegenstromweichen 10 in Richtung des jeweiligen Stapelfaches abgelenkt.

Dies geschieht, in dem die Gegenstromweichenflügel 11 in den Haupttransportstrang geschwenkt werden und so die Sendun­ gen 1, 2 schräg nach unten ablenkt. Die die Sendungen 1, 2 füh­ renden Riemen sind schmal ausgeführt, so dass über- und un­ terhalb der Riemen die Weichenflügel in die Transportbahnen schwenken können.

Vor jeder Gegenstromweiche 10 befindet sich eine Lichtschran­ ke 6, mit der die Vorder- und Hinterkanten der Sendungen 1, 2 detektiert werden. Da die Transportgeschwindigkeit bekannt ist, können damit die Längen der Sendungen, die Abstände zwi­ schen den Sendungen und die Schaltzeitpunkte der Weichenflü­ gel in einer nicht dargestellten Steuereinrichtung ermittelt werden.

Nach der Gegenstromweiche 10 werden die ausgeschleusten Sen­ dungen 1, 2 durch schräg nach unten bis zu einer Transportrol­ le 7 geführte Transportriemen 15 des Haupttransportstranges und über Umlenkrollen 14 und eine Stapelrolle 12 am Stapel­ facheingang geführten Transportriemen 13 in Richtung Stapel­ fach abgelenkt. Da an der Transportrolle 7 die Transportrie­ men 15 wieder zurückgeführt werden, werden die Sendungen 1, 2 bis zur Stapelrolle nur durch die Transportriemen 13 an einer Seite geführt an die Stapelrolle 12 geleitet. Die Sendun­ gen 1, 2 werden an einer Anschlagwand 8 abgebremst. Zur Sta­ pelbegrenzung im Bereich der Stapelrolle 12 ist an der An­ schlagwand 8 parallel zu einer Anlagewand 9 eine zusätzliche Begrenzungswand befestigt. Die Sendungen 1, 2 legen sich mit ihren Längsseiten an der Anlagewand 9 bzw. an den schon ein­ gestapelten Sendungen 1, 2 an. Diese parallel geführte Anlage­ wand 9 wird mit Federkraft in Richtung Stapelrolle 12 ge­ drückt. Die Stapelrolle 12 mit einem hohen Reibungskoeffi­ zienten gewährleistet, dass die Sendungen 1, 2 sicher gegen den Reibungswiderstand der Anlagewand 9 bzw. der schon einge­ stapelten Sendungen 1, 2 gefördert werden.

Durch den beim Abstapeln ausgeübten Druck auf die federnd ge­ lagerte Anlagewand 9 bewegt sie sich mit wachsendem Stapel 5 von der Stapelrolle 12 weg.

Die Sendungen 1, 2 treffen mit ihren Vorderkanten schräg auf die Längsseiten der schon eingestapelten, entlang der Anlage­ wand 9 ausgerichteten eingestapelten Sendungen. Bei kurzen Abständen zwischen den Sendungen 1, 2 und kurzen Sendungen 1, 2 ist dies gewährleistet, da der kurze Überhang nach der Sta­ pelrolle 12 aufgrund der Elastizität/Eigensteifigkeit der Sendungen so schnell in die zur Anlagewand 9 parallele Lage kommt, dass ein Zusammenstoßen der Vorderkanten der nachfol­ genden Sendungen 1 mit den Hinterkanten der schon eingesta­ pelten kurzen Sendungen 2A vermieden wird (Fig. 1). Bei länge­ ren Sendungen und kurzen Lücken reicht die Zeit des Ausrich­ tens auf der Basis der Eigensteifigkeit nicht mehr aus, das sogenannte Einschussdreieck freizumachen, so dass Vorder- und Hinterkanten zusammenstoßen würden. Deshalb sind auf dem Weg ins Stapelfach mehrere Weichenflügel 3, 4 hintereinander als Ablenkelemente angeordnet.

Die Schwenkpunkte sind dicht hinter den Führungsriemen 13 platziert und die Enden der Weichenflügel 3, 4 zeigen in der Ruheposition in Richtung Stapelrolle 12.

Damit die längeren Überstände nach der Stapelrolle 12 der längeren Sendungen 2 rechtzeitig den Transportpfad in das Stapelfach für die nachfolgenden Sendungen 1 freimachen, wer­ den die entsprechenden Weichenflügel 3, 4 als Ablenkelemente kurzzeitig in den Transportpfad ausgelenkt und drücken da­ durch die hinteren Teile der Sendungen in Richtung Stapel 5. Dabei wird jeweils der Weichenflügel 3, 4 ausgelenkt, der in dem Zeitraum zwischen Erreichen des Bereiches der Stapelrol­ le 12 durch die Sendung 1 und Auftreffen der Vorderkante an der Anschlagwand 8 den hinteren Teil der jeweiligen Sendung 2 in dem Bereich zwischen Hinterkante und einem festgelegten Maximalabstand von der Hinterkante berührt und ablenkt. Ist der Abstand des Berührungspunktes von der Hinterkante zu groß, so können bei besonders biegsamen Sendungen diese um den Berührungspunkt herum gebogen werden, ohne dass die Hin­ terkanten nennenswert ausgelenkt werden. Damit bestände also trotzdem die Gefahr des Aufeinanderprallens der Vorder- und Hinterkanten.

Auf der Basis der Lichtschrankenmessergebnisse und deren Aus­ wertung wird bei Sendungen 2B, die kürzer sind als der Ab­ stand zwischen Anschlagwand und Berührungspunkt mit dem aus­ gelenkten, der Stapelrolle am nächsten befindlichen Weichenflügel 4 zuzüglich des maximal zulässigen Abstandes zur Hin­ terkante aber nicht kürzer sind als der Abstand zwischen dem Berührungspunkt der Sendung mit der Stapelrolle und diesem Weichenflügel 4, dieser Weichenflügel 4 aktiviert (Fig. 2).

Sind die Sendungen 2C, die gerade eingestapelt werden, nicht länger als der Abstand zwischen Anschlagwand 8 und Berüh­ rungspunkt mit dem der Transportrolle 7 am nächsten befindli­ chen Weichenflügel 3 zuzüglich des maximal zulässigen Abstan­ des der Hinterkante zu dem Berührungspunkt mit diesem Wei­ chenflügel 3 und nicht kürzer als der Abstand zwischen dem Berührungspunkt mit der Stapelrolle und den Berührungspunkt mit dem Weichenflügel 3, so wird dieser Weichenflügel 3 akti­ viert (Fig. 3).

Bei Sendungen mit kritischen Zwischenlängen, d. h. mit Längen, die in einem Bereich unterhalb der Längen sind, ab denen nur der der Transportrolle 7 am nächsten befindliche Weichenflü­ gel 3 aktiviert wird, ist es vorteilhaft, sobald die Sendung den Bereich der Stapelrolle 12 erreicht hat, zuerst den Wei­ chenflügel 3 und dann den Weichenflügel 4 auszulenken.

Bei den "längsten" Sendungen wird das Freimachen des Ein­ schussdreiecks zusätzlich durch eine rotierende Transportrol­ le 7, ausgeführt als Schaumrolle, unterstützt. Die Achse der Schaumrolle befindet sich an der Stelle, an der die Sendungen von den Deckbändern freigegeben werden und ist so positio­ niert, dass eine "längste" Sendung 2D mit ihrem hinteren Teil gerade noch zwischen den Deckbändern gefasst ist, wenn sie mit ihrer Vorderkante die Anschlagwand 8 erreicht. Somit er­ fährt die Sendung 2D auch nach dem Erreichen der Anschlagwand weiterhin eine Kraft in Transportrichtung. Weil sich die Sen­ dung 2D nicht weiter in Richtung Anschlagwand 8 bewegen kann, wird sie verformt, d. h. sie wölbt sich und steht dadurch un­ ter Spannung. Dadurch wird ihre Hinterkante gegen die rotie­ rende Schaumrolle gepresst. Durch den hohen Reibwert der Schaumrolle haftet die Sendungshinterkante an dieser und wird durch deren rotierende Bewegung in Richtung Sendungsstapel 5 geschleudert, macht also das Einschussdreieck frei (Fig. 4).

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer, auf einer Schmalseite stehender Gegenstände in ein Stapelfach, in dem sie auch auf einer Schmalseite stehend eingestapelt werden, bei der die nacheinander einzeln zugeführten Ge­ genstände (1, 2) schräg zu einer verschiebbaren Anlage­ wand (9), an der sie sich mit ihren Längsseiten anlegen, an ihren der Anlagewand (9) abgewandten Längsseiten ge­ führt in das Stapelfach geleitet werden, wo sie mit Hilfe einer Stapelrolle (12) bis zu einer Anschlagwand (8) be­ fördert werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass seitlich an dem Weg der Gegen­ stände (1, 2) in das Stapelfach mindestens zwei Ablenkele­ mente zum Ablenken der in Bewegungsrichtung hinteren Teile der Gegenstände (1, 2) in Richtung der Anlagewand (9) ange­ ordnet sind, dass Sensoren (6) zum Erfassen der Vorder- und Hinterkanten der mit vorgegebener Geschwindigkeit transportierten Gegenstände (1, 2) und Auswertemittel zum Ermitteln der Länge jedes Gegenstandes (1, 2), der Abstände zwischen den Gegenständen (1, 2) und ihrer Positionen zu bestimmten Zeitpunkten vorgesehen sind, dass Steuerungs­ mittel zum Ansteuern der Antriebe der Ablenkelemente unab­ hängig voneinander in Abhängigkeit von den Längen der Ge­ genstände (1, 2) und ihren zeitlich veränderlichen Positio­ nen derart vorgesehen sind, dass der in Bewegungsrichtung hintere Bereich jedes Gegenstandes (2), frühestens zu dem Zeitpunkt, wenn sein vorderer Teil in den Bereich der Sta­ pelrolle (12) gelangt ist oder später, innerhalb eines festgelegten Maximalabstandes von der Hinterkante in Rich­ tung auf die Anlagewand (9) ausgelenkt wird, so dass der folgende Gegenstand (1) nicht auf die Hinterkante des vor­ auslaufenden Gegenstandes (2) stoßen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der jeweilige Startzeitpunkt der Ablenkbewegung des/der gemäß der gemessenen Länge des Gegenstandes (2) zum Auslenken ermittelten Ablenkelemente nach Erfassen der Vorderkante durch die Stapelrolle (12) so festgelegt ist, dass ein Berührungspunkt zwischen Ab­ lenkelement und Gegenstand (2) einen Maximalabstand von der Hinterkante nicht überschreitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass als Ablenkelemente Weichenflü­ gel (3, 4) vorgesehen sind, deren Flügelenden im nichtaus­ gelenkten Zustand in Transportrichtung der Gegenstän­ de (1, 2) zeigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Seiten des Weichenflü­ gels (3, 4) vom Drehpunkt aus auseinander laufen und das Flügelende einen Kreisbogen bildet, der so groß ist, dass während des Auslenkvorganges kein freier Zwischenraum zwi­ schen Weichenflügel (3, 4) und Führung besteht, in den ein zurückprallender Gegenstand (2) geraten kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in dem in das Stapelfach füh­ renden Transportpfad eine elastische und/oder elastisch befestigte, die Gegenstände (1, 2) gegen die Führung drü­ ckende und in Transportrichtung mit Transportgeschwindig­ keit bewegende Transportrolle (7) angeordnet ist, wobei der Abstand zur abbremsenden Anschlagwand (8) nur soviel kürzer als die längsten Gegenstände (1, 2) ist, dass die längsten Gegenstände nach Erreichen der Anschlagwand (8) zwischen der Stapelrolle (12) und der Transportrolle (7) in Richtung Anlagewand (9) oder Stapel (5) durchgebogen und unter Ausnutzung ihrer Eigenspannung die hinteren Tei­ le der Gegenstände (2) in Richtung Anlagewand (9) ausge­ lenkt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Zeitpunkt und -dauer der Aus­ lenkungen der Ablenkelemente so festgelegt sind, dass die Ablenkelemente wieder ihre Nulllage erreicht haben, wenn die jeweils nachfolgenden Gegenstände (1) in ihren Bereich gelangen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Ablenkelemente für längere Zeit im ausgelenkten Zustand belassen werden, wenn in die­ ser Zeit kein Gegenstand (1, 2) in ihren Bereich gelangt.