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Vorrichtung zum Zwischenstapeln von Gegenständen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zwischenstapeln von, z.B.
zu handhabenden und/oder zu bearbeitenden Gegenständen; z.B. Werkstücken, zwischen
zwei über eine im wesentlichen horizontale Förderbahn, wie Förderband oder Rollenbahn,
miteinander verbundenen Handhabungs- und/oder Bearbeitungsstationen.
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In der Serienfertigung von Gegenständen, beispielsweise der Handhabung
und Bearbeitung von Werkstücken an Fließbändern oder dergl. Fördereinrichtungen
ist die Taktfolge der einzelnen Arbeitsgänge normalerweise zeitlich gleich, so daß
im Fertigungsablauf kein Stau auf dem Förderwege entsteht. Bei Störungen des einen
oder anderen Arbeitsganges oder sonstigen Unterbrechungen ist aber ein Stau nicht
vermeidbar. Für die von dem vorhergehenden Arbeitsgang zu dem nachfolgenden Arbeitsgang
geförderten Werkstücke ist dann ein Zwischenlager erforderlich.
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Derartige Zwischenlager werden derzeit von Hand beschickt und nehmen
einen erheblichen, sonst anderweitig nutzbaren Raum in Anspruch.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art zu schaffen, welche sich weitgehend selbsttätig steuert und einen geringen Raumbedarf
erfordert.
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Diese Aufgabe wird.erfindungsgemäß gelöst durch einen vertikalen,
der Förderbahn zugeordneten Stapelschacht, durch eine den gegebenenfalls auf einer
Palette angeordneten Gegenstand zur Einleitung des Stapelvorganges unmittelbar unter
dem Stapelschacht anhaltende Positioniereinrichtung, durch eine den Gegenstand gegebenenfalls
mit seiner Palette von der Förderbahn in den Stapelschacht gegebenenfalls zusammen
mit bereits in dem Stapelschacht befindlichen Gegenständen und unter Abstützung
gegen diese oder deren Paletten nach oben drUckende Hubeinrichtung und durch eine
beim Nachobendrücken des Gegenstandes gegebenenfalls mit seiner Palette in einer
vorgegebenen Höhe des Stapelschachtes in Funktion setzbare Arretiereinrichtung für
die Halterung des gegebenenfalls auf seiner Palette angeordneten Gegenstandes und
der gegebenenfalls bereits über ihm in dem Stapelschacht befindlichen Gegenstände
und gegebenenfalls ihrer Paletten.
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Das erfindungsgemäße Prinzip besteht also darin, die Gegenstände bei
Auftreten eines Staus selbsttätig in eine bestimmte Position unmittelbar unter einem
vertikalen Stapelschacht zu bringen oder laufen zu lassen, wo der Gegenstand gegebenen-.
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falls mit der Palette, auf der der Gegenstand angeordnet ist, angehalten
und von einer Hubeinrichtung von der Förderbahn abgehoben und, gegebenenfalls unter
Anhebung der bereits dort gegebenenfalls mit ihren Paletten befindlichen Gegenstände
unter Bildung eines vertikalen Stapels nach oben gedrückt werden. Die für den erfindungsgemäßen
Zwischenstapler erforderliche Grundfläche ist also nicht wesentlich größer als die
von dem Gegenstand selbst eingenommene Fläche oder seiner Palette, auf welcher er
angeordnet ist. Für den sich selbst bildenden
vertikalen Stapel
kann, sofern es das Gewicht der Gegenstände zuläßt, die gesamte Raumhöhe ausgenutzt
werden. Haben die Gegenstände eine ebene Unterseite und eine ebene Oberseite, die
das unmittelbare Übereinanderstapeln der Gegenstände gestattet, ist der erfindungsgemäße
Zwischenstapler ohne Paletten zu betreiben. Haben dagegen die zu stapelnden Gegenstände
nur eine eben Aufstandsfläche und einen ebenen oberen Rand, wie beispielsweise ein
Topf, wodurch ein einwandfreies unmittelbares Übereinanderstapeln der Gegenstände
beeinträchtigt sein kann, ist es zweckmäßig, jeden Gegenstand auf einer Palette
zu fördern und in den Zwischenstapler zu übernehmen, wobei die dann in dem vertikalen
Stapel zwischen den einzelnen Gegenständen zu liegen kommenden Paletten die einwandfreie
Stapelbarkeit gewährleisten. Diese Paletten können gleichzeitig zur Führung der
Gegenstände in dem Stapelschacht dienen. Die Verwendung von Paletten hat auch den
Vorteil, daß Gegenstände unterschiedlicher Grundflächen problemlos mit dem erfindungsgemäßen
Zwischenstapler gestapelt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ferner
den Vorteil, daßbeispielsweise auch Gegenstände unterschiedlicher Grundfläche und
unterschiedlicher Höhe in zufälliger Folge gestapelt werden können, wie beispielsweise
höhere und tiefere, schmalere und breitere Töpfe, wenn jeder Gegenstand auf einer
Palette gefördert wird und die Paletten untereinander gleiche Abmessungen haben.
Sollen beispielsweise gleich große mit ebener Unterseite und ebener Oberseite versehene
Pakete zwischengestapelt werden, die selbst unmittelbar übereinander stapelbar sind,
bedarf es natürlich der Verwendung einer Palette nicht. Es muß lediglich für die
Eingriffsmöglichkeit der Arretiereinrichtung unter das jeweils unterste Paket im
Stapel vorgtraggn werden. Die erfindungsgemäße Stapelvorrichtung arbeitet in den
Fällen selbsttätig.
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Die Positioniereinrichtung für die Gegenstände unmittelbar unter dem
Stapelschacht zur Einleitung des Stapelvorganges
kann i einfachsten
Fall einen mechanischen, elektrischen oder optischen Anschlag in der Förderbahn
aufweisen. Der nächste zu stapelnde Gegenstand läuft dann gerade bis zu diesem Anschlag,
wo er sich entweder, wenn gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung der
Stapelschacht unmittelbar über der Förderbahn liegt, bereits in seiner Ausgangsstellung
für das Abheben von der Förderbahn befindet, oder von wo aus er in die richtige
Anhebeposition bewegbar, beispielsweise seitlich unter den Stapelschacht schiebbar
ist, wenn sich der Stapelschacht z.B.
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aus räumlichen Gründen neben der Förderbahn befindet.
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Werden beispielsweise rechteckige Paletten für die Aufnahme der Gegenstände
verwendet, was zweckmäßig ist, so kann der Stapelschacht im einfachsten Falle von
vier an den Ecken eines Rechteckes stehenden Winkeleisen begrenzt sein, die dann
der Führung der Paletten im Stapelschacht dienen.
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Die Hubeinrichtung für das Abheben der Gegenstände gegebenenfalls
zusammen mit ihren Paletten von der Förderbahn weist zweckmäßigerweise einen Hubzylinder
und durch die Förderbahn hindurch oder an dieser vorbei stoßende Hubstangen auf,
auf welchen der Gegenstand oder die Palette mit dem Gegenstand in horizontaler Lage
angehoben werden können.
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Die Arretiereinrichtung, die dazu dient, den gegebenenfalls zusammen
mit seiner Palette von der Förderbahn in den Stapelschacht angehobenen Gegenstand
in einer bestimmten Höhe zu halten, die das Bewegen des folgenden Gegenstandes unter
den Stapelschacht gestattet, weist bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung
eine oder mehrere, vorzugsweise im Abstand und gegebenenfalls aneinander gegenüberliegenden
Seiten des Stapelschachtes angeordnete Arretierhaken auf, welche beim Anheben des
gegebenenfalls auf der Palette angeordneten
Gegenstandes in die
vorgegebene Höhe aus dem Hubweg des Gegenstandes oder dessen Palette bewegbar und,
nachdem den Gegenstand bzw. seine Palette die vorgegebene Höhe erreicht hat, mit
einer den Gegenstand oder dessen Palette mit einer Haltefläche untergreift. Hierdurch
ist eine besonders einfache konstruktive Lösung für die selbsttätig wirksam werdende
Arretiereinrichtung vorgeschlagen.
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Der Bewegungsablauf des Arretierhakens beim Arretiervorgang kann dabei
von der Aufwärtsbewegung des Gegenstandes oder seiner Palette selbst bestimmt werden,
wenn der Arretierhaken eine in den Hubweg des Gegenstandes oder seiner Palette ragende
Schrägfläche aufweist, mit Hilfe welcher der Arretierungshaken beim Anheben des
Gegenstandes gegebenenfalls mit dessen Palette gegen die Wirkung einer Rückstellfeder
aus dem Hubweg gedrückt wird. Hat dann der Gegenstand bzw. seine Palette die vorgesehene
Höhe erreicht, schnappt der Arretierhaken unter der Wirkung der Rückstellfeder wieder
in seine Arretierstellung zurück, in welcher er mit seiner Haltefläche den Gegenstand
oder die Palette untergreift.
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Vorzugsweise kann die Hubeinrichtung zum Entnehmen eines gegebenenfalls
auf einer Palette angeordneten Gegenstandes aus dem Stapelschacht bis unter den
Gegenstand oder dessen Palette anhebbar und dann die Arretiereinrichtung aus ihrer
Arretierungsstellung mittels einer Entarretiereinrichtung bewegbar sein. Während
also beim Einstapeln sich die Gegenstände gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
ihrer Paletten nacheinander in dem Stapelschacht auftürmen, werden die Gegenstände
beim Entatapeln nacheinander wieder nach unten aus dem Stapelschacht auf die Förderbahn
zum Transport zu der nächsten Handhabungs- und/oder Bearbeitungsstation gebracht.
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Die Entarretiereinrichtung kann bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung eine von einem Pneumatik-oder Hydraulikzylinder betätigbare Krappe
aufweisen, mit welcher die Entarretiereinrichtung einen Zapfen des Arretierhakens
der Arretiereinrichtung in dessen Arretierungsstellung umgreift. Diese Lösung hat
den Vorteil, daß die freie Bewegbarkeit des Arretierhakens gegen die Wirkung der
Rückstellfeder beim Einstapeln eines Gegenstandes gegebenenfalls zusammen mit seiner
Palette gewährleistet ist, andererseits die Krappe die Arretierungsendstellung des
Arretierhakens bestimmt und unter Einwirkung des Pneumatik- oder Hydraulikzylinders
für das Zurückziehen des Arretierhakens beim Entstapeln sorgt.
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Der Pneumatik- oder Hydraulikzylinder ist zweckmäßigerweise mittels
Schwenkanordnung an dem den Stapelschacht begrenzenden Rahmen angebracht.
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Sollen Gegenstände zwischengestapelt werden, die entweder keine hinreichende
Stapelbelastung zulassen, also beispielsweise weich sind und/oder eine geometrisch
zum Stapeln nicht geeignete Form besitzen, können die Paletten für die Aufnahme
der Gegenstände vertikale Distanzstücke von wenigstens der Höhe der Gegenstände
aufweisen. In dem Stapelschacht werden dann die Paletten selbst unter Ausnutzung
ihrer Distanzstücke gestapelt, während sich die Gegenstände zwischen diesen Paletten
befinden.
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten
Merkmale-für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung.
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Es zeigen: Fig. 1 in Seitenansicht schematisch einen die Erfindung
aufweisenden Zwischenstapler zusammen mit der zugeordneten Förderbahn, Fig. 2 ausschnittsweise
die Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich des Stapelschachtes bei teilweise angehobener
Hubeinrichtung, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Stapelschacht der Vorrichtung
nach Fig. 1, Fig. 4 detailliert den Arretierungsmechanismus beim Anheben eines Gegenstandes
mit seiner Palette kurz vor dem Wiedereinschwenken der Arretiervorrichtung in die
Arretierstellung und Fig. 5 eine Einzelheit der Arretiereinrichtung in der Arretierstellung.
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Die Gegenstände 1, z.B. zwischen zwei Arbeitsplätzen A und B zwischenzustapelnde
Töpfe, befinden sich auf einer als Rollenbahn mit Rollen 2a ausgebildeten Förderbahn
2, deren Halterung und Antrieb aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung weggelassen
ist. Der Gegenstand 1 befindet sich auf einer Palette 7, z.B. einer ebenen rechteckigen
Platte, Zur Zwischenstapelung bei Staubildung vor der Entnahmestelle E kann erfindungsgemäß
die erforderliche Anzahl von Gegenständen
1 der Förderbahn 2 entnommen
und zwischengestapelt werden.
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Zu diesem Zweck läuft der Gegenstand 1 mit seiner Palette 7 bis zu
einer in diesem Falle als mechanische-r Anschlag in die Förderbahn eintretende Positioniereinrichtung
3. Dadurch wird der Gegenstand 1 mit seiner Palette 7 unmittelbar unter einem von
an seinen vier Ecken von Winkeleisen 5 begrenzten vertikalen im Querschnitt rechteckigen
Stapelschacht 6 angehalten. Der Querschnitt des Stapelschachtes 6 entspricht der
Größe und Form der untereinander gleichen Paletten 7, ist also vorzugsweise ebenfalls
rechteckig.
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Das Anheben der Paletten 7 mit dem jeweiligen Gegenstand 1 geschieht
mit Hilfe einer Hubeinrichtung 15, die einen Hubzylinder 8 und von diesem vier im
Karree getragene Hubstangen 4 aufweist, die in den Eckbereichen an der Palette 7
oder dem Gegenstand 1 ansetzen (vergl. Fig. 3). Dadurch ist ein Anheben der Palette
7 mit dem Gegenstand 1 in horizontaler Lage möglich. Die Hubstangen 4 stoßen entweder
zwischen den Förderrollen 2a der Förderbahn 2 hindurch oder, wenn die Palette 7
breit genug ist, seitlich an der Förderbahn 2 vorbei nach oben. Bei Betätigung des
Hubzylinders 8 wird also die Palette 7 mit dem Gegenstand 1 in den Stapelschacht
6 gedrückt, wobei die Palette 7 in den Eckbereichen von den Winkeleisen 5 geführt
wird. Paletten 7 mit Gegenständen 1, die sich bereits in dem Stapelschacht 6 befinden,
werden gleichzeitig unter gegenseitiger Abstützung aufeinander so weit nach oben
gedrückt, bis der nächste Gegenstand 1 von der Förderbahn 2 wieder unmittelbar unter
den Stapelschacht 6 gefördert werden kann. In der entsprechenden vorgegebenen Höhe
befindet sich an dem Stapelschacht 6 eine Arretiereinrichtung 16. Diese weist ein
oder mehrere um eine horizontale Achse 10 schwenkbare Arretierhaken 9 auf, der bzw.
die mit einer
unteren Schrägfläche 9a unterstützt von einer Feder
in dem Bewegungsweg 1 des Gegenstandes bzw. der Palette 7 liegt bzw.
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liegen (Fig. 5). Beim Anheben der Palette 7 mit dem Gegenstand 1 wird
der Arretierhaken 9 gegen die Wirkung der Rückstellfeder aus dem Bewegungsweg gedrückt
(Fig. 4) und rastet, sobald der Gegenstand 1 bzw. die Palette 7 die Schrägfläche
9a passiert hat, wieder in seine (in Fig. 5 veranschaulichte) Arretierungsstellung
ein, in welcher der Arretierhaken mit einer Haltefläche 17 den Gegenstand 1 bzw.
die Palette 7 untergreift.
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Damit wird die Palette 7 mit dem Gegenstand 1 und der gegebenenfalls
bereits darüber befindliche Paletten- Gegenstand-Stapel 1, 7 in der vorgegebenen
Höhe gehalten. Ein nachfolgender Gegenstand 1 kann dann in den Stapelschacht 6 einlaufen.
Soll ein Gegenstand 1 mit einer Palette 7 dem Stapelschacht 6 entnommen werden,
was beispielsweise selbsttätig geschieht, wenn Sensoren einen ausbleibenden Antransport
weiterer Gegenstände 1 auf der Förderbahn 2 registrieren, so hebt sich die Hubeinrichtung
15 an, bis die Hubstangen 4 an der Unterseite der untersten Palette 7 in dem Stapelschacht
6 anliegen. Mit Hilfe einer Entarretiereinrichtung 11, die einen Pneumatik- bzw.
Hydraulikzylinder lla und eine von diesem betätigte, an einem Zapfen 12 des Arretierhakens
9 angreifende Krappe lib aufweist, im Sinne eines Zurückziehens der Arretierhaken
9 betätigt. Danach wird die unterste Palette 7 mit dem darauf liegenden Gegenstand
1 und der gegebenenfalls noch darüber befindliche Stapel abgesenkt, bis die Palette
7 mit dem Gegenstand 1 wieder auf die Förderbahn 2 gelangt, wo sie der weiteren
Handhabungs- und/oder Bearbeitungsstation B zugeleitet werden. Damit beim Einstapeln
der Gegenstände 1 in den Stapelschacht 6 der Zylinder lla in Ruhelage verbleiben
kann, ist am Ende der Kolbenstange mit der Krappe lib ein Freiweg S (Fig. 4) vorgesehen,
der bewirkt, daß sich der Zapfen 12 des um die Achse 10 schwenkenden
Arretierhakens
9 um den Weg S frei bewegen kann. Ist der Arretierhaken 9 in die Arretierungsstellung
(Fig. 5) zurückgeschnappt, liegt die Krappe ilb wieder fest am Zapfen 12 an. Der
Zylinder lla ist mit einer Schwenkanordnung 13 am Rahmen des Stapelschachtes 6 befestigt
(Fig. 4).
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Beim Einschieben einer Palette 7 mit einem auf dieser befindlichen
Gegenstand 1 schiebt also jeweils der untere Gegenstand 1 die darüber liegende Palette
nach oben. Sind die Gegenstände 1 aufgrund ihrer Form nicht geeignet, selbst die
obere Palette 7 anzuheben, z.B. wenn der Gegenstand weich ist oder eine ungeeignete
geometrische Form besitzt, können die Paletten 7' Distanzstücke 14 für die Aufnahme
eines solchen Gegenstandes 1' aufweisen (Fig. 1, rechts).
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Ein nach der Erfindung ausgestalteter Zwischenstapler kann an beliebiger
Stelle des Förderweges einer Förderanlage vorgesehen sein. Der Zwischenstapler kann
auch ein oder mehrere Stapelschächte, vorzugsweise in Förderrichtung hintereinander,
aufweisen, so daß die Kapazität des Zwischenspeichers entsprechend groß ist.
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Auf diese Weise läßt sich konstruktiv einfach, preisgünstig und äußerst
raumsparend ein Zwischenspeicher schaffen, der auch beispielsweise für Fertigprodukte,
wie Warengebinde oder dergl. Einsatz finden kann.
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Bezugszeichenliste/ 1, 1' Gegenstände 2 Förderbahn 2a Rollen 3 Positioniereinrichtung
4 Hubstangen 5 Winkeleisen 6 Stapelschacht 7, 7' Paletten 8 Hubzylinder 9 Arretierhaken
9a Schrägfläche 10 Achse 11 Entarretiereinrichtung lla Pneumatik- oder Hydraulikzylinder
lib Krappe 12 Zapfen 13 Schwenkanordnung 14 Distanzstücke 15 Hubeinrichtung 16 Arretiereinrichtung
17 Haltefläche