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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR STACKING FLAT, FLEXIBLE OBJECTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/073116
Kind Code:
A1
Abstract:
To the side of a plane of conveyance for the path of the objects (3) into the stacking compartment, one or more hook-shaped elements (1) for diverting and supporting the, with regard to the direction of movement, rear portions of the larger objects (3) are placed one above the other in the direction of the stack support (10) and are fastened at one end to a shaft (13) driven in a controlled manner. When an object (3) is entering the stacking compartment, a sensor signal generated by the front edge of the entering object (3) is released. The hook-shaped element(s) (1) is/are oriented in such a manner that the object (3) enters the hook-shaped element(s) (1) and, at the same time, the rear edges of the large objects of the stack (7) are kept out of the insertion channel. The hook-shaped element (1) is, insync with the movement of the object, swung out from the plane of conveyance whereby enabling the object (3) to enter the stacking compartment without being obstructed.

Inventors:
SCHERERZ HOLGER (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/000574
Publication Date:
August 11, 2005
Filing Date:
January 21, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHERERZ HOLGER (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
International Classes:
B65H29/14; B65H29/22; B65H31/06; (IPC1-7): B65H31/06; B65H29/14; B65H29/22
Foreign References:
US4657241A1987-04-14
US4509739A1985-04-09
DE10118758C12002-05-23
US6161830A2000-12-19
US20020171194A12002-11-21
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer, auf ei ner Schmalseite stehender Gegenstände in ein Stapelfach in stehender Position, bei der die nacheinander einzeln zugeführten Gegenstände (3) schräg zu einer verschieb baren Stapelstütze (10) oder zum obersten Gegenstand des Stapels (7), an der/dem sie sich mit ihren Längs seiten anlegen, an ihren der Stapelstütze (10) abge wandten Längsseiten geführt in das Stapelfach bis zu einer Anschlagwand (11) mit Hilfe einer Stapelrolle (6) beförderbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s seitlich von einer Trans portebene für den Weg der Gegenstände (3) in das Sta pelfach ein oder mehrere hakenförmige Elemente (1) zum Ablenken und Stützen der in Bewegungsrichtung hinteren Teile der größeren Gegenstände (3) in Richtung der Sta pelstütze (10) übereinander angeordnet sind, die je weils an einem Ende auf einer gesteuert angetriebenen Welle (13) befestigt sind, wobei der Abstand der Innen kontur des freien Endes der hakenförmigen Elemente (1) von der Transportebene größer als der dickste Gegen stand (3) ist und der Abstand der Außenkontur des frei en Endes von der Transportebene so groß ist, dass die in Transportrichtung hinteren Teile der großen Gegen stände des Stapels (7) zur Freihaltung des Einschusska nals stützbar sind, dass Sensoren (5) zum Erfassen der Vorderund Hinterkanten der mit vorgegebener Geschwin digkeit transportierten Gegenstände (3) und Auswerte mittel zum Ermitteln der Positionen der Vorderund Hinterkanten zu bestimmten Zeitpunkten aus den Sensor signalen vorgesehen sind, dass eine Steuerung zum An steuern des Motors (9) der Welle (13) für das oder die hakenförmigen Elemente (1) in Abhängigkeit von diesen zeitlich veränderlichen Positionen derart ausgebildet ist, dass bei einem in das Stapelfach einlaufenden Ge genstand (3), von einem durch die Vorderkante des ein laufenden Gegenstandes (3) erzeugten Sensorsignal aus gelöst, das oder die hakenförmigen Elemente (1) so aus gerichtet werden, dass der Gegenstand (3) in das oder die hakenförmigen Elemente (1) einfährt und gleichzei tig die Hinterkanten der großen Gegenstände des Sta pels (7) aus dem Einschusskanal herausgehalten werden, dass das hakenförmige Element (1) synchronisiert mit der Gegenstandsbewegung so aus der Transportebene her ausgeschwenkt wird, dass der Gegenstand (3) ohne Behin derung in das Stapelfach gelangt, wobei der Abstand des oder der hakenförmigen Elemente (1) von der Anschlag wand (11) so groß ist, dass die Stützfunktion während des Herausschwenkens solange aufrecht erhalten bleibt, bis die Vorderkante des einlaufenden Gegenstandes (3) eine festgelegte Überdeckung mit den Hinterkanten der schon eingestapelten, gestützten Gegenstände des Sta pels (7) aufweist und dass, von einem durch die Hinter kante des einlaufenden Gegenstandes (3) erzeugten Sen sorsignal ausgelöst, das oder die hakenförmige Elemen te (1) wieder in ihre die Hinterkanten stützende Aus gangsstellurg geschwenkt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das hakenförmige Element (1) einen vom Drehpunkt weg gerichteten Teil besitzt, an den sich ein eine annähernd kreisbogenför mig gekrümmte Außenkontur aufweisender Teil anschließt, dessen Krümmungsmittelpunkt im Drehpunkt liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Anzahl der ha kenförmigen Elemente (1) auf der Welle (13) und ihre Abstände von der Bodenplatte so gewählt sind, dass alle einzustapelnden Gegenstände (3) unterschiedlicher Höhe stützbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die die Gegenstän de (3) berührenden Teile der hakenförmigen Elemente (1) einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen der Stapel rolle (6) und dem oder den hakenförmigen Elementen (1) nach dem zuführenden Transportmittel (4) eine Stapel spindel (8) für kürzere Gegenstände auf der dem Sta pel (7) zugewandten Seite des Transportpfades angeord net ist.
Description:
Beschreibung Vorrichtung zum Einstapeln flacher, biegsamer Gegenstände Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstapeln fla- cher, biegsamer, auf einer Schmalseite stehender Gegenstände in ein Stapelfach in stehender Position nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

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 Einschusskanals\.

Um dies zu erreichen, wurde in der DE 3 317 865 AI eine ange- triebene Stapelspindel beschrieben, die sich dicht vor jedem Stapelfach befindet und der hintere Teil der Gegenstände in Steigungsrichtung zum Stapel hin ablenkt, so dass die nach- folgenden Gegenstände nicht auf die Hinterkanten, sondern seitlich auf die schon eingestapelten Gegenstände stoßen. Die Krafteinleitung durch die Spindel erfolgt an der Unterkante der Gegenstände. Dies hat aber zur Folge, dass insbesondere hohe Gegenstände infolge der Massenträgheit verdrillt werden, d. h. die obere hintere Ecke gibt den"Einschusskanal"zu spät oder gar nicht frei. Stapelspindeln können bisher nur nutz- bringend bei Gegenständen mit geringen Längenunterschieden eingesetzt werden. Ihre Position richtet sich im allgemeinen nach der Hinterkante des kürzesten einzustapelnden Gegenstan- des. Ist das Längenverhältnis zwischen längstem und kürzestem

Gegenstand größer 2, ist ihre Wirkung bei langen Gegenständen nur noch eingeschränkt gegeben.

Es sind auch andere Ablenkelemente, z. B. schwenkbare Hebel, ähnlich wie Weichenflügel, bekannt geworden (US Re. 34, 330 = US 34330 E). Hierbei ist das Ablenkelement als Gegenstromwei- chenelement ausgeführt, d. h. die Spitze zeigt im nicht ausge- lenkten Zustand entgegen der Transportrichtung der Gegenstän- de vom Drehpunkt weg. Wird das Ablenkelement nicht eingefah- ren, bevor es von der Vorderkante eines Gegenstandes erreicht wird, kommt es zu einer frontalen Kollision mit dem Gegen- stand, was zu dessen Zerstörung führen kann.

Um Gegenstände in einem großen Formatspektrum entsprechend einstapeln zu können, wurde gemäß DE 101 18 758 Cl vorge- schlagen, mehrere Ablenkelemente hintereinander anzuordnen.

Unbeachtet blieb in diesen Lösungen, dass insbesondere bei großen Gutformatspektren immer Gegenstände auftreten, die sich nach dem erfolgreichen Einstapeln aufgrund ihrer spezi- fischen Guteigenschaften mit ihrer hinteren oberen Ecke in den Einschusskanal neigen und damit eine potentielle Gefahr für den nächsten einlaufenden Gegenstand darstellen. Ungüns- tig wirken sich weiterhin die hohen Stoßbelastungen auf die Gegenstände und die hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Gegenstand und Abweiselement aus.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine bestim- mungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die bei schonender Be- handlung der Gegenstände sowohl dafür sorgt, das die Hinter- kanten der einzustapelnden Gegenstände aus dem Einschusskanal geschoben werden und außerdem verhindert, dass sich bereits erfolgreich eingestapelte Gegenstände bedingt durch ihre Fle- xibilität wieder in den Einschusskanal neigen.

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

Dabei sind seitlich von einer Transportebene für den Weg der Gegenstände in das Stapelfach ein oder mehrere hakenförmige Elemente zum Ablenken und Stützen der in Bewegungsrichtung hinteren Teile der größeren Gegenstände in Richtung der Sta- pelstütze übereinander angeordnet, die jeweils an einem Ende auf einer gesteuert angetriebenen Welle befestigt sind. Der Abstand der Innenkontur des freien Endes der hakenförmigen Elemente von der Transportebene ist größer als der dickste Gegenstand und der Abstand der Außenkontur des freien Endes von der Transportebene ist so groß, dass die in Transport- richtung hinteren Teile der großen eingestapelten Gegenstände zur Freihaltung des Einschusskanals stützbar sind. Weiterhin sind Sensoren zum Erfassen der Vorder-und Hinterkanten der mit vorgegebener Geschwindigkeit transportierten Gegenstände und Auswertemittel zum Ermitteln der Positionen der Vorder- und Hinterkanten zu bestimmten Zeitpunkten aus den Sensorsig- nalen vorgesehen. Eine Steuerung zum Ansteuern des Antriebes der Welle für das oder die hakenförmigen Elemente ist in Ab- hängigkeit von diesen zeitlich veränderlichen Positionen der- art ausgebildet, dass bei einem in das Stapelfach einlaufen- den Gegenstand, von einem durch die Vorderkante des einlau- fenden Gegenstandes erzeugten Sensorsignal ausgelöst, das oder die hakenförmigen Elemente so ausgerichtet werden, dass der Gegenstand in das oder die hakenförmigen Elemente ein- fährt und gleichzeitig die Hinterkanten der großen eingesta- pelten Gegenstände aus dem Einschusskanal herausgehalten wer- den. Das hakenförmige Element wird synchronisiert mit der Ge- genstandsbewegung so aus der Transportebene herausgeschwenkt, dass der Gegenstand ohne Behinderung in das Stapelfach ge- langt. Der Abstand des oder der hakenförmigen Elemente von der Anschlagwand ist so groß, dass die Stützfunktion während des Herausschwenkens solange aufrecht erhalten bleibt, bis die Vorderkante des einlaufenden Gegenstandes eine festgeleg- te Überdeckung mit den Hinterkanten der schon eingestapelten, gestützten Gegenstände aufweist. Von einem durch die Hinter- kante des einlaufenden Gegenstandes erzeugten Sensorsignal ausgelöst, wird dann das hakenförmige Element wieder in seine

die Hinterkante stützende Ausgangsstellung geschwenkt.

Das hakenförmige Element vereint also in sich die Funktionen des Herausschiebens der Hinterkanten langer schmaler Gegens- tände und eine Stützfunktion, die verhindert, dass sich ins- besondere großformatige instabile Gegenstände nach erfolgrei- chem Einstapeln durch Abknicken der hinteren, oberen freien Ecke in den Einschusskanal neigen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen dargelegt, Damit die Stützfunktion während der Schwenkbewegung des hakenförmigen Elementes möglichst lange erhalten bleibt, ist es vorteilhaft, wenn das hakenförmige Element einen vom Dreh- punkt weg gerichteten Teil besitzt, an den sich ein eine an- nähernd kreisbogenförmig gekrümmte Außenkontur aufweisender Teil anschließt, dessen Krümmungsmittelpunkt im Drehpunkt liegt.

Vorteilhaft ist es auch, die Anzahl der hakenförmigen Elemen- te und ihre Abstände von der Bodenplatte auf der Welle so zu wählen, dass alle einzustapelnden Gegenstände unterschiedli- cher Höhe stützbar sind.

Damit von den hakenförmigen Elementen auf die eingestapelten Gegenstände nur geringe Beanspruchungen ausgeübt werden, wei- sen die die Sendungen berührenden Teile der hakenförmigen Elemente vorteilhaft einen geringen Reibungskoeffizienten auf.

Zum störungsfreien Einstapeln der kürzeren Gegenstände ist es vorteilhaft, zwischen der Stapelrolle und dem oder den haken- förmigen Elementen eine Stapelspindel für kürzere Gegenstände vorzusehen.

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

Dabei zeigen FIG 1-3 eine schematische Draufsicht auf eine Ein- stapelvorrichtung in verschiedenen Phasen des Einstapelvorganges, FIG 4 eine Schnittdarstellung A-A.

Die Gegenstände 3 werden einzeln in Riemen 4 eines Deckband- systems eingeklemmt in das Stapelfach geleitet. Der dem Sta- pelfach zugewandte Riemen des Deckbandsystems ist nicht so- weit wie der andere Riemen über Umlenkrollen 14 schräg zu ei- ner Anschlagwand 11, an der die flachen Gegenstände 3 abge- stoppt werden, des Stapelfaches geführt. Dadurch werden die Gegenstände 3 nur einseitig geführt in das Stapelfach gelei- tet. Am Eingang des Stapelfaches befindet sich im Transport- pfad eine Lichtschranke 5 zur Detektion der ankommenden Ge- genstände 3. Auf dem Weg zur Anschlagwand 11 passieren die Gegenstände 3 drehbar übereinander angeordnete, hakenförmige Elemente l, die an einem Ende auf einer von einem Motor 9 ge- steuert angetriebenen Welle 13 befestigt sind. Diese Welle 13 befindet sich vom Stapel 7 weg kurz hinter der Transportebe- ne, die durch das Deckbandsystem und eine Führung 12 defi- niert ist. Danach folgt die zur Anschlagwand am dichtesten gelegene Umlenkrolle 14 des Deckbandsystems. Anschließend ist am Transportpfad eine Stapelrolle 6 angeordnet.

Jeder Gegenstand 3 wird durch den Winkel der Transportrich- tung in das Stapelfach zur Ausrichtung des Stapels um die Stapelrolle 6 gebogen. Durch den Abbau der Biegespannung be- wegen sich die Hinterkanten der Gegenstände 3 quer zur Trans- portrichtung aus dem Einschusskanal heraus. Zur Unterstützung und Beschleunigung dieser Querbewegung ist eine bekannte Sta- pelspindel 8 vor der Stapelrolle 6 auf der dem Stapel 7 zuge- wandten Seite angeordnet. Die weit über die Stapelspindel 8 herausstehenden Hinterkanten längerer Gegenstände 3 werden zusätzlich durch die hakenförmigen Elemente 1 aus dem Ein-

schusskanal heraus bewegt. In der Ausgangsposition befinden sich die hakenförmigen Elemente 1 in solcher Position, dass ein einfahrender Gegenstand 3 in die offene Seite der haken- förmigen Elemente 1 hineinfährt (FIG 1).

Synchron mit dem in die Stapelvorrichtung einfahrenden Ge- genstand 3 drehen sich die hakenförmigen Elemente 1 in Pfeil- richtung so, dass sie entsprechend ihrer gewählten geometri- schen Gestalt der Vorderkante des einfahrenden Gegenstandes vorauseilen, bis sie vollständig hinter der Transportebene "verschwunden"sind (FIG 2). Die hakenförmigen Elemente 1 vereinen in sich die Funktionen. des Herausschiebens der Hin- terkanten langer Gegenstände 3 und eine Stützfunktion, die verhindert, dass sich beispielsweise großformatige instabile Gegenstände 3 nach erfolgreichem Einstapeln durch Abknicken der hinteren, oberen freien Ecken in den Einschusskanal nei- gen.

Geometrisch sind sie so gestaltet, dass Außenseiten der ha- kenförmigen Elemente 1 annähernd ein Kreisbahnsegment abbil- den, deren Mittelpunkte im Drehpunkt der hakenförmigen Ele- mente 1 liegen. Alle daran anschließenden Kurvenelemente sind tangential verrundet.

Die Flächen, mit denen die hakenförmigen Elemente 1 in Berüh- rung mit einzustapelnden Gegenständen 3 treten, sind mit ge- ringst möglichen Reibeigenschaften gegenüber dem Gegenstands- material ausgebildet.

Während des Prozesses des Einstapelns wird die Stützfunktion, gegeben durch die Außenkontur der Hakengeometrie, für dünne, große, instabile Gegenstände 3 solange aufrechterhalten, bis die Vorderkante der einfahrenden Gegenstände 3 sich mit sich neigenden eingestapelten Gegenständen ausreichend überdeckt.

Ist der einzustapelnde Gegenstand 3 ausreichend weit in die Stapelvorrichtung eingefahren, sind die hakenförmigen Elemen- te 1 inzwischen so positioniert, dass nun die Rückseiten der Hakengeometrien aus der Transportebene heraustreten und dabei

eine kontinuierlich ansteigende Querbeschleunigung auf den Hinterkantenbereich des Gegenstandes 3 ausüben.

Abhängig von den Guteigenschaften kann dieser Bewegungsab- schnitt der hakenförmigen Elemente 1 mit oder gegen die Transportrichtung des einfahrenden Gegenstandes 3 erfolgen (gemäß FIG 3 entgegen der Transportrichtung), wobei ein in Transportrichtung drehendes hakenförmiges Element 1 den Vor- teil geringer Relativgeschwindigkeit zum einfahrenden Gegen- stand 3 aufweist.

Befinden sich die hakenförmigen Elemente 1 wieder in der Aus- gangsposition, so stoppen sie und stützen in dieser Position die eben eingestapelten Gegenstände. Der nächste Prozess wird dann mit dem folgenden Gegenstand 3 erneut gestartet.

Der Bewegungsablauf der hakenförmigen Elemente 1 wird durch- eine Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von in Vorprozes- sen gewonnenen Gegenstandsinformationen und dem Signal der in unmittelbarer Nähe befindlichen Lichtschranke 5 auf die Vor- derkante des einzustapelnden Gutes eine dementsprechende Prozedur startet, gesteuert und überwacht.