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Vorrichtung zum Abzählen und Einfüllen von Gegenständen in
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Behälter Oie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abzählen und
Einfüllen von Gegenständen in Behälter. Eine Vorrichtung dieser Art ist z.B. im
schweizerischen Patent 380 010 der Anmelderin beschrieben, wobei es sich um die
Abzählung und Verpackung von Bonbons oder dgl. handelt. Diese mit relativ zueinander
einstellbaren Schleusen arbeitende Vorrichtung eignet sich nicht für relativ grosse
Gegenstände, die man z.B. in ein oder zwei Stapeln von je drei Gegenständen in einem
Behälter mit hoher Leistung unter bringen will. Die Erfindung gestattet dies, indem
sie vorsieht,
dass die Vorrichtung mindestens zwei Beschickungsgefässe
umfasst, das wenigstens eine, je am Ende eines zur Förderung der Gegenstände dienenden
Kanals angeordnete Kammern aufweist, aus denen die Gegenstände in einen unter das
Gefäss gebrachten Behälter gebracht werden, so dass sie Stapel bilden, und dass
jedem Ueschickungsgefäss ein Zähl- und Steuergerät zugeordnet ist, das mittels berührungslos
arbeitender Taster feststellt, wie viele Gegenstände die Kanäle den Kammern geliefert
haben, und nur dann, wenn sich in jeder Kammer eine vorbestimmte Anzahl von Gegenständen
befindet, die Entleerung der Kammern in den Behälter veranlasst.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es ist Fig. 1 ein Aufriss einer Abzähl- und Einfüllvorrichtung,
Fig. 2 ein Grundriss zu Fig. 1, und Fig. 3 ein Schnitt gemäss Linie III - III von
Fig.1.
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Die dargestellte Vorrichtung ist dazu bestimmt, etwa knollenförmige
Gegenstände 1 von einigen Zentimetern Durchmesser, die in Richtung des Pfeiles 2
einem endlosen Förderband 3 zugeführt werden, in Behälter 4 einzufüllen. Die Behälter
4 werden mittels etwa U-förmiger Halter 5, die an einer endlosen
Kette
6 befestigt sind, schrittweise unter Beschickungsgefässe 7 gebracht, die je zwei
Kammern 6 aufweisen, die oben eine trichterförmige Erweiterung 9 haben. Beschickungsgefäss
7 kann auch nur eine Kammer B aufweisen, wobei dann nur ein Stapel im Behälter 4
gebildet wird. Die Erweiterung 9 ist in Fig.2 weggelassen, in der ferner nur einige
der Halter 5 dargestellt sind. Der Halter 51 ist in der Lage gezeigt, in welcher
er soeben einen Behälter 41 aufgenommen hat, z,B. eine oben noch offene Kartonschachtel,
deren Zuschnitt mittels eines hin und her beweglichen Greifers 10 einem Magazin
11 von Kartonzuschnitten 12 entnommen worden ist.
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Der Greifer 10 hat den Zuschnitt 12 in bekannter Weise aufgefaltet
und in den Halter 5 eingesetzt. Das Magazin 11 ist mit dem einen Ende 13 eines Winkelhebels
14 gelenkig verbunden, dessen anderes Ende 15 an den Anker eines Elektromagneten
M1 angelenkt ist. Wenn der Elektromagnet M1 erregt wird, verschwenkt er den Winkelhebel
14 ein wenig in Richtung des Pfeiles 16, so dass das Magazin 11 etwas in Richtung
des Pfeiles 17 verschoben wird und dadurch aus dem Arbeitsbereich des Greifers 10
kommt. Wie noch näher erläutert werden soll, wird dadurch verhindert, dass die Halter
6 mit Behältern 4 versehen werden, wenn die Knollenzufuhr stockt.
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Selbstverständlich können auch andersartige Behälter benützt werden,
z.B. Beutel aus schweissbarer Folie, aus denen nach dem Einfüllen der Knollen 1
die Luft evakuiert wird und
die hierauf zugeschweisst werden. Dies
ist namentlich der Fall, wenn die Knollen 1, z.B. kochfertige Knödel, bis zum Verbrauch
luftdicht bzw. steril aufbewahrt werden müssen.
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In jeden Behälter 4 sollen z.b. zwei nebeneinander liegende Stapel
von je drei Knollen eingefüllt werden, weshalb die beiden Kammern 8 des Beschickungsgefässes
7 je drei Knollen 11 fassen.
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Der Boden beider Kammern 8 wird gemeinsam durch zwei gegenläufig verschwenkbare
Klappen ia gebildet, die durch zwei Elektromagnete M2 so gesteuert werden, dass
sie sich dann, und nur dann, öffnen (siehe Lage 18'), wenn sich in jeder Kammer
8 drei Knollen 11 befinden.
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Ist ein Behälter 42 richtig gefüllt worden, so wird er in bekannter
Weise aus seinem Halter 52 in Richtung des Pfeiles 19 entnommen und weiterbefördert.
Sollte ein Behälter 43 infolge irgend eines, übrigens äusserst unwahrscheinlichen
Umstandes, leer geblieben sein, so wird er aus seinem Halter 53 in Richtung des
Pfeiles 19' entfernt.
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Um die Knollen 1 vom ersten, quer zur Längsrichtung der Vorrichtung
verlaufenden Förderband 3 in die drei Beschickungsgefässe 7 zu bringen, sind sechs
längsgerichtete Kanäle 201 - 206 vorgesehen, die je zu einer der Kammern 8 führen.
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Jeder Kanal 20 weist einen ersten, als Rutsche ausgebildeten
Abschnitt
21 mit gestellfestem Boden 22 und ebensolchen Wänden 23 auf, dessen Lingang sich
auf der tishe des oberen Trums des Förderbandes 3 befindet. Sechs den Kanoleingängen
gegenüberliegende Ablenkklappen 24 können mittels sechs ihnen zugeordneten Elektromagneten
M3 aus ihrer in vollen Linien gezeichneten Ablenklage in eine Uurchlasslagr 24'
verschwenkt werden.
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Uie Ablenkklappen 24 sind abwechselnd in verschiedenen tiöhenlagen
angebracht, damit sich benachbarte Klappen bei der Verschwenkung nicht stören.
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Das Förderband 3 wird von einem Motor 25 aus über Wellen 2u, 27,
2U, Winkelgetriebe 29, 30 und eine Walze 31 angetrieben.
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Auf der Welle 26 sitzen sechs Nockenschalter 32, die über sechs Leitungen
33 und sechs Schalter 34 je mit einem der sechs Elektromagneten i13 verbunden sind.
Uer Schalter 34 wird von einer im Abschnitt 21 des betreffenden Kanals 20 vorgesehenen
Lichtschranke L1 gesteuert, und zwar so, dass er geöffnet wird, wenn ein Knollen
11 die Lichtschranke L1 dauernd unterbricht; beim aurchrutschen eines Knollens durch
die Lichtschranke:L1 hindurch bleibt der Schalter 34 in seiner geschlossenen Normallage.
Wahrend des ersten Sechstels einer Arbeitsperiode der Vorrichtung wird durch den
ersten Nockenschalter 32 der erste Magnet M3 erregt, der die erste Ablenkklappe
24 in die
Ablenklage bringt, so dass ein Knollen 12 vom Förderband
3 in den ersten Kanal 2°1 abgelenkt wird. Während des zweiten, dritten, usw. Sechstels
der Arbeitsperiode ist nur die zweite (dritte .... usw.) Ablenkklappe 24 in der
Ablenklage und es ist ersichtlich, dass dadurch alle Kanäle 201 - 206 sukzessive
mit Knollen 1 beliefert werden. Wenn eine der Lichtschranken L1 unterbrochen ist,
so bedeutet dies, dass sich die Knollen im betreffenden Abschnitt 21 des Kanals
20 bis zur Lage 11 gestaut haben; eine weitere Belieferung desselben unterbleibt
nun, weil die zugehörige Lichtschranke L1 den Schalter 34 öffnet, so dass die Ablenkklappe
24 in ihrer Durchlasslage 24' bleiben muss.
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Die dem Förderband 3 zugeführten Knollen 1 bleiben daher auf letzterem,
bis sie gemäss Pfeil 35 von demselben abgegeben werden, insbesondere zur Rückführung
zu dessen Eingang.
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Auf den Rutschabschnitt 21 des Kanals 20 folgt ein kurzer, horizontaler
Abschnitt 36, in welchem die Kanäle ortsfeste Wände 37, aber einen von einem Förderband
38 gebildeten Boden haben. In jedem Abschnitt 36 ist eine Lichtschranke L2 vorgesehen.
Die Ausgänge der sechs Lichtschranken L2 sind in Parallelschaltung mit dem Elektromagneten
M1 verbunden, derart, dass derselbe das Magazin 11 zurück zieht, wenn nur eine der
Lichtschranken L2 frei, d.h. nicht durchbrochen ist durch einen Knollen, wobei kurze
Freigaben zwischen aufeinanderfolgenden
Knollen auf elektrischem
Wege unwirksam gemacht werden.
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Auf den Abschnitt 36 folgt ein weiterer horizontaler Abschnitt 39,
dessen Boden von einem weiteren Förderband 40 gebildet wird. Eine Wand 41 des Kanalabschnittes
39 ist ortsfest und die andere Wand 42 in Querrichtung beweglich.
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Die Lage der Wand 42 wird von einem Elektromagneten M4 über einen
Winkelhebel 43 gesteuert. Wird der Elektromagnet M4 erregt, so bewegt er die Wand
42 in die Lage 42', so dass erstens die zwischen den Wänden 41 und 42 befindlichen
Knollen 13 festgeklemmt werden und zweitens der vorderste Knollen 14 des Abschnittes
36 nicht in den Abschnitt 39 eintreten kann, was ein Anwachsen des Rückstaues sl
in den Abschnitten 36 und 21 zur Folge hat. Der Elektromagnet M4 wird nur erregt,
wenn die Länge s2 des Staus im Kanalabschnitt 44 überschritten wird, d.h. eine Knolle
eine gewisse Zeit unter der Lichtschranke L3 liegt. Bei ungehindertem Durchlauf
der Knollen unter der Lichtschranke L3 wird der Elektromagnet M4 nicht erregt. Der
Kanalabschnitt 44 hat wiederum zwei ortsfeste Wände 45, während sein Boden grösstenteils
noch vom Förderband 40 gebildet wird, auf welches noch eine einzelne Walze 46 folgt.
Die Förderbänder 38 und 40 sowie die Walze 46 werden übrigens auch vom Motor 25
aus angetrieben und zwar über Wellen 47 - 51, Winkelgetriebe 52, 53 und 54. Ferner
treibt
der Motor 25 auch die Transportkette 6 für die Behälter 4 an.
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Beim Ende des Kanalabschnittes 44 ist über der Walze 46 eine Rückhalteklappe
55 angebracht, die von einem Elektromagneten M5 betätigt wird, welcher von einem
Zähl- und Steuergerät 56 aus gesteuert wird. Es sind drei Geräte 56 vorhanden, eines
für jedes Beschickungsgefäss 7. Jedes Gerät 56 ist jedoch eingang seitig mit zwei
Lichtschranken L4 verbunden, die ihm jeweils einen Impuls zuführen, wenn ein bei
geöffneter Klappe 55 in eine Kammer 8 fallender Knollen diese Lichtschranke L4 durchbricht;
Uas Gerät 56 zählt die von jeder der beiden Lichtschranken L4 kommenden Impulse
je für sich und bringt, wenn drei Knollen in eine Kammer gefallen sind, durch Erregung
des betreffenden Elektromagneten M5 die entsprechende Rückhalteklappe 55 in die
Schliessiage. Vorausgesetzt, dass im Arbeitstakt der Kette 6 jede der beiden Kammern
o drei Knollen 11 erhalten hat, liefert das Gerät 56 ferner über eine Leitung 57
dem Elektromagneten M2 einen Ausgangsimpuls, 60 dass letztere die Klappen 18 öffnen
und die 2 x 3 - 6 Knollen 11 in den unter dem Beschickungsgefäss 7 befindlichen
Behälter 4 fallen.
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Vorzugsweise sind noch zwei nicht dargestellte Stössel vorhanden,
die durch einen vom Ausgangsimpuls des Gerätes 56
direkt oder indirekt
erregten Elektromagneten von oben in die Kammern U gestossen werden, um das Fallen
der Knollen 11 zu beschleunigen bzw. zu verhindern, dass sie durch Reibung in den
Kammern 8 hängen bleiben. Es ist nämlich hervorzuheben, dass die Knollen 1, die
zeichnerisch als Kugeln dargestellt sind, in Wirklichkeit recht unregelmässige Formen
haben können.
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Vorzugsweise ist ferner unter jedem Gefäss 7 ein nicht dargestellter
Taster, z.ib. in Form einer Lichtschranke vorgesehen, der feststellt, ob unter den
betreffenden Gefäß 7 ein Behälter 4 gebracht worden ist. Wenn dies nicht der Fall
sein sollte, etwa infolge einer fehlerhaften Funktion des Greifers 10, so unterbricht
dieser Taster über einen Schalter die entsprechende Leitung 57, so dass die Klappen
18 geschlossen bleiben. Sollte in dem Moment, in welchem sich die Klappen 18 öffnen
sollten, eine der Kammern 8 (oder beide) weniger als drei Knollen 11 enthalten,
so bleiben die Klappen 1ß ebenfalls geschlossen und der leere Behälter 43 wird uei
19' durch nicht dargestellte Mittel ausgestossen.
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Obwohl die Funktion der dargestellten Vorrichtung bereits weitgehend
aus uer bisherigen Deschreibung hervorgeht, sind noch einige wichtige Zusammenhänge
zu erläutern. Dabei muss insbesondere hervorgehoben werden, dass die Geschwindigkeit
v1
des Bandes 36 kleiner ist als die Geschwindigkeit vZ des Bandes
40. Dies hat zur Folge, dass Knollen 1 die in den Kanalabschnitten 3G und 21 aneinander
liegen und sich z.B.
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bis zu Staulänge sl stauen, beim Uebergang auf das dand v2 auseinander
gezogen werden, so dass sie mindestens nahezu gleiche Abstände voneinander haben.
Auf dem Abschnitt 44 bildet sich dann infolge der Wirkung der Rückhalteklappe 55
wiedar ein Stau, dessen Länge s2 aber erheblich kleiner ist als die Staulänge sl.
Staulängen sind als Puffer notwendig, um die schrittweise Abfüllung der Behälter
4 der mehr oder weniger kontinuierlichen Zufuhr zum ersten Förderband 3 anzupassen.
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Wenn die Staulänge s2 in den Endabschnitt 44 eines Kanals 20 über
eine vorbestimmte Grenze wächst, dann wird die Lichtschranke L3 unterbrochen und
der Magnet M4 erregt, so dass die Knollen 13 zwischen den Wänden 41 und 42' festgeklemmt
werden.
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Da der Abschnitt 39 nun keine Knollen mehr aufnimmt, wächst die Staulänge
s1 in den Abschnitten 36 und 21.
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Wenn die Zufuhr weiterhin die Abnahme übersteigt, wächst die Staulänge
51 so weit, dass schliesslich oie Lichtschranke L1 unterbrochen und der Schalter
34 geöffnet wird, worauf die betreffende Ablenkklappe 24 in der Durchlasslage 24'
bleibt und die Zufuhr zum zugehörigen Kanal 20 unterbleibt, bis die
Lichtschranke
L1 wieder frei ist.
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Es ist noch zu erwahnen, dass die unter dem Ende der Kanalabschnitte
44 angeordnete Walze 46 eine Umfangsgeschwindigkeit hat, die grösser ist als die
Geschwindigkeit v2 des Bandes 40, so dass der vorderste Knollen 14 von ihr durch
Reibung einen Stoss erhält, so dass zwischen ihm und dem folgenden Knollen eine
von der Lichtschranke L4 deutlich wahrnehmbare Lücke entsteht. Es wird damit die
Gefahr einer ungenauen Zählung vermieden.
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Man könnte prinzipiell die drei Gerate 5 so einstellen, dass ihre
Ausgangsimpulse gleichzeitig den drei Paaren von Elektromagneten F12 zugeführt,
die drei unter den Deschickungsgefässen 7 befindlichen Behälter somit gleichzeitig
gefüllt wurden; hierauf müsste die Kette 6 um drei Schritte weiterbewegt werden,
um drei leere Behälter in die Linfüllstellung zu bringen. Ein solcher Arbeitsrnodus
wäre aber wegen der gleichzeitigen Betätigung aller gleichartigen Elemente ungünstig,
insbesondere lärmig. Viel günstiger ist es, die Gefässe 7 in der Reihenfolge 1 -
3 - 2 (und dann wieder 1 - 3 - 2 usw.) zu entleeren, wobei die Gefässe 7 in Richtung
des Kettenvorschubes gezählt sind. Dadurch ergibt sich bei gleichrnässiger Belastung
des Antriebes ein sehr ruhiger Lauf der Vorrichtung. Es sind
auch
noch andere Entleerungsreihenfolgen möglich, insbesondere wenn man die Möglichkeit
in Betracht zieht, die Gefässe 7 und die zugehörigen Paare von Kanälen 20 nicht
unmittelbar nebeneinander anzuordnen, doch dürfte dies im allgemeinen nicht vorteilhaft
sein.
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Es sei noch erwähnt, dass anstelle von Lichtschranken erzeugenden
Tastern auch andere berührungslos arbeitende Taster, z.B. Ultraschalltaster, vorgesehen
werden können, um die Anwesenheit der Knollen an den fraglichen Stellen festzustellen,
und anstelle von Magneten andere Antriebe, wie z.B. Luftzylinder, verwendet werden
können.