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Vorrichtung zum Wenden von Stückgut
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Die Erfindung betrifft Sine vorrichtung zum Wenden von Stückgut, insbesondere
von quaderförmigem Stückgut, wie Kartons, bei der das Stückgut auf einem Fördermittel
zu einer Wendestation gefördert wird.
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Vorgänge, bei denen Stückgut gewendet werden muß, sind vielfach anzutreffen.
So kann es beispielsweise nötig sein, daß Stückgut, insbesondere quaderförmiges
Stückgut, vor dem nächsten Arbeitsablauf gewendet werden muß, um es der folgenden
Arbeitsstation zuführen zu können. Aus der DE-OS 24 46 306 ist ein Stückgut-Förderer
bekannt, mit welchem es möglich ist, Stückgüter, wie Platten, zu wenden. Dazu ist
die Förderebene des Fördermittels an der Wendestation zur Bildung einer Wendeöffnung
über eine vorgewählte Länge unterbrochen und in einem vorgewählten Abstand unterhalb
der Wendeöffnung eine sich entgegen der Förderrichtung bewegende Mitnahmeeinrichtung
angeordnet so daß jedes Stückgut mit seiner vorderen Stirnkante auf die Mitnahmeeinrichtung
zugeführt und von dieser entgegen der Förderrichtung des Fördermittels zurückgeführt
und dadurch an einer in Förderrichtung vor der Wendeöffnung liegenden Wendekante
umgewendet wird. Dadurch, daß zur Bildung einer Wendeöffnung das Fördermittel über
Umlenkeinheiten geführt werden muß, ergibt sich sowohl unter konstruktivem als auch
unter räumlichem Aspekt eine zu aufwendige Konzeption des Förderers.
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Wendevorgänge können ebenfalls beim Transport von Stückgütern vorgesehen
sein, um diese in eine vorgeschriebene Position zu überführen. So werden beispielsweise
in Kartons verpackte Flaschen bevorzugt auf dem Flaschenhals stehend ausgeliefert,
damit während des Transportes sowie während der Lagerzeit der Korken der Flasche
von Flüssigkeit benetzt ist. Verpackt werden jedoch die Flaschen in den Kartons
mit Hilfe einer Verpack~ungsmaschine, welche eine entsprechende Anzahl von Flaschen
an deren Flaschenhälsen ergreift und von oben in die Kartons einsetzt. Nach
dem
Verschließen der Kartons müssen diese demnach gewendet werden, damit die Flaschen
auf deren Flaschenhälsen zu Stehen kommen. Das Wenden der Kartons geschieht manuell,
was zum einen zeitlich aufwendig, zum anderen für die den Bearbeitungsvorgang ausführende
Person kraftraubend ist Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine
kompakte sowie funktionell einfache Vorrichtung zum automatischen Wenden von Stückgut,
insbesondere von quaderförmigem Stückgut, zu schaffen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine in Förderrichtung hinter dem Fördermittel
im Bereich der Wendestation angeordnete Kippwalze sowie eine hinter dieser unterhalb
der Förderebene des Fördermittels befindliche Stückgutaufnahme.
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Das auf dem Fördermittel befindliche Stückgut wird in dessen Förderrichtung
auf die Kippwalze zu bewegt. Der Kippvorgang wird dann eingeleitet, wenn der Schwerpunkt
des Stückgutes über die kippwalzenseitige Begrenzung des Fördermittels hinausragt.
Die hinter dem Fördermittel angeordnete Kippwalze hat die Funktion, den Wendeverlauf
zu kontrollieren. Dazu ist es nötig, daß die Kippwalze in Abhängigkeit von der Schwerpunktslage
des Stückgutes, den geometrischen Abmessungen des Stückgutes sowie der Fördergeschwindigkeit
des Fördermittels derart relativ zur kippwazenseitigen Begrenzung des Fördermittels
angeordnet ist, daß die untere, der Kippwalze zugewandte Kante des Stückgutes in
den Raum zwischen der Begrenzung des Fördermittels sowie der dieser zugewandten
Mantelfläche der Kippwalze schwenkt. Das auf das Stückgut wirkende Kippmoment bewirkt,
daß die der Kippwalze zugewandte Fläche des Stückgutes in Anlage mit der Mantelfläche
der Kippwalze gelangt uns somit das Stückgut auf dieser Fläche abrollt. Der Durchmesser
der Kippwalze ist dabei abhängig von den geometrischen Abmessungen des Stückgutes,
dessen Schwerpunkts-
lage sowie der Fördergeschwindigkeit des Fördermittels.
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Die unter der Förderebene des Fördermittels befindliche Stückgutaufnahme
zur Aufnahme des gewendeten Stückgutes sollte mindestens so weit unterhalb der Förderebene
angeordnet sein, daß der Körper vor dem Auftreffen auf die Aufnahme bereits nahezu
seine gewendete Position eingenommen hat. Der Abstand der Stückgutaufnahme relativ
zur Förderaufnahme ist demnach in erster Linie sowohl von den Abmessungen des Stückgutes
als auch von dem Durchmesser der Kippwalze abhängig.
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Um den Wendeverlauf des Stückgutes optimal kontrollieren zu können,
ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Kippwalze
mit deren Zylinderachse in der oder parallel zu der Ebene des Fördermittels sowie
senkrecht zur Förderrichtung des Fördermittels angeordnet ist. Dies gilt insbesondere
für den Fall quaderförmiger Stückgüter, welche zudem derart in Richtung der Kippwalze
bewegt werden sollten, daß die der Kippwalze zugewandte Kante des Körpers parallel
der Zylinderachse der Kippwalze zu liegen kommt, wobei es unerheblich ist, ob der
Schwerpunkt des Körpers mit dem Mittelpunkt desselben zusammenfällt.
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Um den universellen Einsatz der Vorrichtung zum Wenden von Stückgut
zu gewährleisten, ist die Kippwalze üblicherweise unterhalb der Förderebene des
Fördermittels angeordnet. Es ist somit möglich, nicht nur Stückgüter, bei denen
während des Transportes auf dem Fördermittel deren Schwerpunkt im förderebenenfernen
Bereich liegt, sondern auch solche, deren Schwerpunkt im förderebenennahen Bereich
anzunehmen ist zu wenden.
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Um die Vorrichtung auf verschiedene Stückgutgrößen, variable Schwerpunktslagen
des Stückgutes sowie unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten einstellen zu können,
ist vorgesehen, die Kippwalze sowohl horizontal als auch vertikal
verschiebbar
anzuordnen.
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Um den Wendeverlauf des Stückgutes beeinflussen zu können, sollte
die Kippwalze mit einen Antrieb verbunden sein, wobei vorteilhaft die Drehrichtung
des oberen Teils der Kippwalze der Förderrichtung des Fördermittels entspricht Insbesondere
bei zerbrechlichen Stückgütern bzw. bei Stückgütern mit zerbrechlichem Inhalt sollte
die Möglichkeit bestehen, die Umfangsgeschwindigkeit der Kippwalze kleiner als die
Fördergeschwindigkeit des Fördermittels wählen zu können, was zu einem Abbremsen
des Stückgutes während des W:endevorganges führt.
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Erfindungsgemäß kann die Mantelfläche der Kippwalze parallel zu deren
Zylinderachse verlaufende Rippen aufweisen.
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Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Kippwalze nur in einem solchen
Abstand vom Fördermittel angeordnet ist, daß nicht die Stirnfläche des Stückgutes
sondern die untere Kante desselben nach erfolgter Kippung auf die Kippwalze auftrifft.
In diesem Fall gelangt die Kante zwischen zwei Rippen, wodurch diese Stelle aufgrund
des auf das Stückgut wirkenden Kippmomentes zum Drehpunkt wird.
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Da das Stückgut nach Erreichen des Endes des Fördermittels in Richtung
der Walze abkippt, sollte deren Mantelfläche mit eine Ummantelung aus stoßdämpfendem
Material, wie Gummi versehen sein. Dies hat zudem den Vorteil der Möglichkeit der
Einflußnahme auf den Bewegungsablauf des Stückgutes.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung befindet sich
die Stückgutaufnahme unterhalb der Kippwalze.
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Um die Vorrichtung bei Stückgütern verschiedener Abmessungen einsetzen
zu können, sollte die Stückgutaufnahme zudem vertikal verschiebbar angeordnet sein.
Die Stückgutaufnahme kann als ebene horizontale Fläche angeordnet sein, auf welcher
die gewendeten Stückgüter zu liegen kommen.
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Vorteilhaft ist es, die Stückgutaufnahme als von der Walze weg nach
unten gegen die Horizontale geneigter Rollenförderer auszubilden. In diesem Fall
laufen alle gewendeten, auf den Rollenförderer auftreffenden Stückgüter auf diesen
zu einer ggf. im Anschluß daran befindlichen Sammelstation ab. Es ist weiterhin
denkbar, die Stückgutaufnahme als von der Walze weg nach oben gegen die Horizontale
geneigtes Förderband auszubilden. Die zweite Möglichkeit wird vor allem dann von
Vorteil sein, wenn im Anschluß an den Wendevorgang der Schwerpunkt des Stückgutes
auf der der Stückgutaufnahme abgewandten Seite zu liegen kommt, somit die Gefahr
des Weiterkippens des Stückgutes besteht, was jedoch durch die von der Walze weg
nach oben gegen die Horizontale geneigte Förderebene verhindert wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figur
und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale
und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
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Die Figur 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Wenden von Stückgütern, ohne auf diese Ausführungsform beschränkt
zu sein. Mit 1 ist das Grundgestell, welches der Aufnahme des Fördermittels 2, der
Antriebseinheit 3 sowie der Kippwalze 4 dient, dargestellt. Das Grundgestell 1 besteht
aus vier in den Ecken angeordneten Stützen in Form von Winkeleisen 5, welche an
deren standflächenseitigen Enden Füße 6 aufweisen sowie aus horizontal zwischen
den Winkeleisen 5 angeordneten Versteifungsböden 7 und 8. Auf dem Versteifungsboden
7 ist die Antriebseinheit 3, welche aus einem Motorteil 9 sowie einem Getriebeteil
10 besteht, angeordnet. Das Getriebeteil 10 weist zwei Abtriebsräder 12 und 13 auf,
die Koppelung zum Motorteil erfolgt über eine Flanschverbindung 11. Das der Standfläche
abgewandte Ende der Winkeleisen 5 nimmt das Fördermittel 2, welches als Rollenförderer
ausgebildet ist, auf. Angetrieben werden
die in gegenüberliegenden
Seitenteilen 15 in an sich bekannter Weise im Rollenförderer 2 gelagerten Rollen
14 mit Hilfe eines TreibriemenslG, welcher zum einen am Abtriebsrad 13 des Getriebeteils
10 zum anderen an zylindrischen Ansätzen 17 der Rollen 14 anliegt. Die Förderrichtung
des Rollenförderers 2 erfolgt bei konstanter vorgegebener Fördergeschwindigkeit
entsprechend der Drehrichtung A in Fig.
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1, wobei ggf. eine Abstufung der Drehgeschwindigkeit durch Wahl von
Abtriebsrädern 13 unterschiedlichen Durchmessers möglich ist.
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Um zu veranschaulichen, daß das Fördermittel 2 je nach Bedarf verschieden
lang ausgeführt sein kann, wurde in der Fig. das Fördermittel nur teilweise dargestellt.
Bei langem Förderweg weist das Fördermittel demnach eine entsprechende Anzahl von
Rollen 14, sowie das Grundgestell 1 zusatzliche Stützen 5 sowie ggf. zusätzliche
Versteifungsböden 8 auf.
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An den beiden, dem Abtriebsrad 12 des Getriebeteils 10 zugewandten
Stützen 5 befinden sich Winkelarme 18 zur Lagerung der Kippwalze 4 zwischen diesen.Die
Winkelarme 18 sind dabei derart ausgeführt, daß der kürzere Schenkel des Armes 18
an der entsprechenden Außenseite des Winkeleisens 5 anliegt und über jeweils zwei
Schraubverbindungen 20 mit diesem verbunden ist.Um ein vertikales Verschieben des
Winkelarmes 18 zu ermöglichen, weisen die genannten Winkeleisen 5 in deren Längsrichtung
verlaufende Langlöcher 19 auf. Aus Steifigkeitsgründen ist der Teil des Winkeleisens
5, welcher den Winkelarm 18 aufnimmt, mit einer Platte 21 versehen, welche analog
dem Winkeleisen 5 ein Langloch 19 aufweist. Zwischen den beiden langen Schenkeln
der Winkelarme 18 ist die Kippwalze 4 geführt, wobei aufgrund von in Längsrichtung
der langen Schenkel der Winkelarme 18 verlaufenden Langlöchern22 eine horizontale
Verschieblichkeit der Kippwalze 4 gegeben ist.
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Die Kippwalze 4 als solche ist mit Hilfe einer Welle 23
in
bekannter Weise drehbar gelagert. Eine Stirnfläche der Kippwalze 4 weist einen zylindrischen
Ansatz 24 auf. Der Antrieb der Kippwalze 4 erfolgt-mit einem den zylindrischen Ansatz
24 sowie das Abtriebsrad 12 des Getriebeteils 10 umschlingenden Treibriemen 25 entsprechend
der Drehrichtung B in Fig. 1. Eine Abstufung der Drehgeschwindigkeit ist dadurch
möglich, daß Abtriebsräder 12 variablen Durchmessers verwendbar sind. Es ist jedoch
auch denkbar, die Fördergeschwindigkeit - des Fördermittels 2 sowie die Drehgeschwindigkeit
der Kippwalze 4 über die Drehzahl des Motorteils 9 zu steuern.
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Zur Aufnahme des zu wendenden Stückgutes weist die Kippwalze 4 an
deren Mantelfläche mehrere parallel zu deren Zylinderachse verlaufende Rippenwrechteckigen
Querschnitts auf. Unterhalb der Kippwalze 4 ist die Stückgutaufnahme in Form eines
Rollenförderers 28 angeordnet. Der Rollenförderer 28 als solcher ist hinsichtlich
der Lagerung der Rollen 14 analog dem Fördermittel 2 ausgebildet, jedoch nicht angetrieben
sowie mit dessen Rollenbahn von der Kippwalze 4 weg nach untengegndie Horizontale
geneigt. Auf der Rollenbahn im Bereich der Kippwalze 4 aufliegende Stückgüter 26
rollen demnach auf den einzelnen Rollen 14 bis zum Anschlag 29 ab. Damit das auf
dem Rollenförderer 28 bewegte Gut diesen nicht seitlich verlassen kann, weist der
Rollenförderer 28 entlang dessen Längskanten Führungsbleche 30 auf. Der Rollenförderer
28 ist im Bereich seiner vier Ecken in Ständern 31 vertikal verschiebbar gelagert.
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Dazu weisen die Ständer 31 in deren Längsrichtung verlaufende Bohrungen
auf, welche von Stäben 32 durchsetzt sind, die ihrerseits über Gelenkverbindungen
33 mit dem Rollenförderer 28 verbunden sind. Die Stäbe 32 lassen sich innerhalb
der Ständer 31 mit Hilfe die Ständer 31 durchsetzenden Arretiervorrichtungen 34
in beliebiger vertikaler Position fixieren, wodurch unterschiedliche Neigungswinkel
des Rollenförderers einstellbar sind.
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Das auf dem Fördermittel 2 befindliche Stückgut 26 wird in Förderrichtung
A gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf die Kippwalze 4 zubewegt. Der Kippvorgang
wird dann eingeleitet, wenn der Schwerpunkt des Stückgutes 26 über die der Kippwalze
4 zugewandte letzte Rolle 14 des Fördermittels 2 hinausragt. Ab diesem Zeitpunkt
vollführt das Stückgut 26 sowohl eine durch das Abkippen erzeugte Drehbewegung als
auch eine durch die Auflage auf dem Fördermittel 2 resultierende geradlinige Bewegung.
Beendet ist der Kippvorgang dann, wenn die untere, der Kippwalze 4 zugewandte Kante
35 des Stückgutes 26 zwischen zwei an der Mantelfläche der Kippwalze 4 angeordnete
Rippen 27 gelangt. Unter der Annahme, daß die Kippwalze 4 stillsteht oder sich nur
sehr langsam bewegt, würde der Körper 26 auf den äußeren Enden der Rippen 27 mit
dessen Fläche 36 abrollen und schließlich eine solche Drehung vollführen, daß er
mit seiner Fläche 37 auf dem Rollenförderer 28 zu liegen käme. Der gleiche Wendeverlauf
würde sich auch einstellen, wenn die Mantelfläche der Kippwalze 4 keine Rippen 27
aufweisen würde, sondern glatt ausgeführt wäre.
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In diesem Fall würde nach erfolgter Kippung direkt die Fläche 36 in
Anlage mit der Mantelfläche der Kippwalze 4 gelangen, wobei die Kante 35 im Raum
zwischen der Kippwalze 4 und dem Rollenförderer 2 zu liegen käme.
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Nachfolgend sei die Funktionsweise beschrieben, bei der die Kippwalze
4 angetrieben ist, jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Kippwalze 4 geringer als
die Fördergeschwindigkeit des Rollenförderers 2 ist. In diesem Falle gelangt nach
erfolgter Kippung des Stückgutes 26 die Kante 35 wie bereits beschrieben in Anlage
mit einer Rippe 27 der Kippwalze 4. Dem während des Kippvorganges auf das Stückgut
26 einwirkenden Kippmoment überlagert sich jedoch in diesem Fall eine zusätzliche
Kraft, welche aus der Drehung der Kippwalze 4 resultiert. übertragen wird die Kraft
durch die Rippe 27 auf die Kante 35 des Stückgutes 26, wodurch der Körper in Drehrichtung
B der Kipp-
walze 4 befördert wird. Im weiteren Wendeverlauf rollt
die Fläche 36 wie bereits beschrieben auf den äußeren Enden der Rippen 27 ab, dabei
gelangt die Kante 35 außer Eingriff mit der Rippe 27, bis schließlich das Stückgut
26 aufgrund des Kippmomentes, dessen Eigengewicht, sowie der Bewegung durch die
sich drehende Kippwalze 4 mit dessen Fläche 37 dem Rollenförderer 28 zugeführt wird.
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Insbesondere die Parameter wie die Fördergeschwindigkeit A des Fördermittels
2, die Abmessungen des Stückgutes 26 sowie dessen Schwerpunktslage bestimmen den
Wendeverlauf bzw. die Anordnung der in der Vorrichtung zusammenwirkenden Teile.
In Abhängigkeit von diesen Parametern ist es erforderlich den Durchmesser der Kippwalze
4, den Abstand der Kippwalze 4 sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung
von der die Kippung einleitenden Rolle 14 des Fördermittels 2, die Drehgeschwindigkeit
B der Kippwalze 4, den Abstand der Stückgutaufnahme 28 von der Kippwalze 4 sowie
den Abstand der Stückgutaufnahme 28 vom Fördermittel 2 festzulegen.