Verfahren und Vorrichtung zum stückweisen Abbau eines Stapels flacher Gegenstände

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stückweisen Abbau eines Stapels (1) flacher Gegenstände (2, 3), bei dem der oberste Gegenstand (2) des Stapels (1) in seiner Ebene bewegt, an seinem freiwerdenden Rand ergriffen und vom Stapel (1) entfernt wird. Der oberste Gegenstand (2) wird wenigstens im Bereich einer seiner Ecken (2b) durch ein verfahrbares Separierelement (6, 6') gegen einen Anschlag (5) bewegt und durch weiteres Bewegen so gebogen, dass er dem Anschlag (5) ausweicht und aus dem Stapel (1) herausbewegt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum stückweisen Abbau eines Stapels (1) flacher Gegenstände (2, 3).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stückweisen Abbau eines Stapels flacher Gegenstände nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 9.

[0002] Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der CH 436349 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird ein Stapel flächenhafter Gegenstände stückweise abgebaut, indem der oberste Gegenstand des Stapels in seiner Ebene aus dem Stapel herausgedreht, an seinem freiwerdenden Rand ergriffen und vom Stapel entfernt wird. Der oberste Gegenstand wird mit einem Antriebsorgan bzw. Separierelement bewegt, das auf den obersten Gegenstand zu- und von diesem wegschaltbar ist. Zum Ergreifen und Entfernen des herausgedrehten Gegenstandes dienen Fördermittel. Das bekannte Verfahren hat den Vorteil, dass die Bewegung des obersten Gegenstandes in seiner Ebene sehr einfach realisiert werden kann. Problematisch hierbei ist jedoch die Reibung zwischen zwei aufeinanderliegenden Gegenständen, die dazu führt, dass der zweitoberste Gegenstand beim Bewegen des obersten Gegenstandes mitgenommen wird. Dadurch wird das Ergreifen des herausgedrehten obersten Gegenstandes erschwert und die Ausrichtung des Stapels gestört.

[0003] Eine weitere Vorrichtung zum Vereinzeln und Fördern von Bögen ist aus DE-A 4136194 bekannt. Hierbei wird der oberste Bogen schräg zur Bogenvorderkante beschleunigt und an einer freiwerdenden Kante ergriffen. Auch hierbei besteht das Problem, dass weiter unten liegende Bögen beim Bewegen des obersten Bogens durch Reibung mitgenommen werden.

[0004] Eine weitere Vorrichtung, bei der einzelne Bögen eines Bogenstapels durch Verdrehen mittels eines Drehtellers vereinzelt werden, ist aus der DE-A 19642485 bekannt. Um zu verhindern, dass die unteren Bögen beim Verdrehen des obersten Bogen verrutschen, sind an mindestens drei Ecken des Bogenstapels Eckenseparatoren angebracht. Diese haben die Aufgabe, zumindest die im oberen Bereich des Bogenstapels liegenden Bögen auf dem Stapel zu halten. Zur weiteren Verhinderung des Verrutschens wird vorgeschlagen, einen Klemmfinger auf die Freifläche des an zweitoberster Stelle liegenden Bogens aufzulegen, die beim Verdrehen des obersten Bogens entsteht. An dieser Freifläche kann der Klemmfinger angreifen und den Bogenstapel halten. Beide Lösungsvorschläge haben den Nachteil, dass die Lage der Eckenseparatoren bzw. des Klemmfingers an die momentane Stapelhöhe angepasst sein muss. Die Höhe der Eckenseparatoren ist so zu wählen, dass sich die drei Ecken des obersten Bogens über die Eckenseparatoren hinwegbewegen können, die darunter liegenden Bögen jedoch nicht mitverdreht werden. Der Klemmfinger muss im Takt mit der Verdrehung des obersten Bogens so gesteuert werden, dass er stets den zweitobersten Bogen festhält und zur richtigen Zeit freigibt. Die Taktzahl der Vorrichtung ist begrenzt, da der oberste Bogen erst weitgehend aus dem Stapel hinausgefördert werden muss, bevor der Drehteller auf den zweitobersten Bogen zugreifen kann.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei dem bzw. bei der einzelne Gegenstände auf einfache Weise mit hoher Taktzahl von einem Stapel entfernt werden können, ohne die Stapelformation zu beeinträchtigen. Das Entfernen des obersten Gegenstands soll unabhängig von der Stapelhöhe ablaufen.

[0006] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und in den Zeichnungen dargestellt.

[0007] Die Erfindung ist besonders zum Separieren von sehr flachen, flexiblen Gegenständen wie Papier- oder Kunststoffbögen geeignet. Erfindungsgemäss wird der oberste Gegenstand durch ein verfahrbares Separierelement in seiner Ebene wenigstens im Bereich einer seiner Ecken gegen einen Anschlag bewegt. Indem er gegen den Anschlag stösst und dabei weiter bewegt wird, wird er so gebogen, dass er dem Anschlag vorzugsweise seitlich ausweicht und aus dem Stapel herausbewegt wird. Alle unter dem obersten Gegenstand liegenden Gegenstände werden durch den Anschlag gestoppt und bleiben ausgerichtet, sofern sie im Reibschluss mit dem obersten Gegenstand mitbewegt wurden. Der oberste Gegenstand wird vorzugsweise mit einer Bewegungskomponente senkrecht zum Anschlag und einer Bewegungskomponente quer dazu bewegt, so dass er gegen den Anschlag stösst, sich dagegen aufstaucht und schliesslich seitlich davon abspringt und vorzugsweise in seiner Ebene weiterbewegt werden kann, z.B. auch durch geeignete Wegfördermittel. Der Anschlag wirkt vorzugsweise nur auf eine Ecke des Gegenstands ein. Ein solcher Anschlag kann vom obersten Gegenstand leicht überwunden werden, während er zuverlässig alle anderen Gegenstände des Stapels in Position hält. Der Anschlag erstreckt sich vorzugsweise von der Auflagefläche des Stapels bis in eine Höhe, die geringfügig grösser als die typische Stapelhöhe ist. Die Höhe des Anschlags muss nicht an die Stapelhöhe angepasst werden, insbesondere wenn der oberste Gegenstand wie bereits beschrieben seitlich am Anschlag vorbeigeschoben wird.

[0008] Der oberste Bogen kann linear bewegt werden, im Falle eines rechteckigen Gegenstandes vorzugsweise schräg zu seinen Kanten und zur Ausrichtung des Anschlags. Besonders einfach realisieren lässt sich jedoch eine Drehbewegung des obersten Gegenstands um eine senkrecht zur Ebene des Gegenstands verlaufende Drehachse. Der oberste Gegenstand wird von einem Separierelement in Bewegung gesetzt, das vorzugsweise im Kraft- bzw. Reibschluss auf den obersten Gegenstand einwirkt. Es kann auch ein Separierelement mit Saugwirkung eingesetzt werden. Des weiteren kann die Hinterkante des Gegenstands mit einem Sauger angehoben und von einem Schieber untergriffen werden, der den Gegenstand aus dem Stapel schiebt.

[0009] Indem das Separierelement verfahrbar ist, gelingt eine Erhöhung der Taktzahl. Der oberste Bogen wird durch die Bewegung des Separierelements im Kraft- oder Reibschluss so weit bewegt, bis er vom Anschlag abspringt und gegenüber der Stapelfläche versetzt ist. Das Separierelement wird dann in seine Ausgangsposition zurückbewegt, wo es unmittelbar auf einen nun freigelegten Bereich des zweitobersten Bogens zugreift und diesen bei der erneuten Vorwärtsbewegung bewegen kann. Währenddessen wird der oberste Bogen durch geeignete Wegfördermittel aus dem Stapel gezogen. Unter "Ergreifen" wird jegliche Art der Übergabe an das Wegfördermittel verstanden, z.B. auch Ablage auf ein Förderband. Durch die Erfindung lässt sich besonders einfach eine Schuppenformation der separierten Bögen erzeugen. Das Separierelement beschreibt bevorzugt einen Teil einer Kreisbahn. Der Hub bzw. die zurückgelegte Strecke braucht nur so lang zu sein, bis die gegen den Anschlag gefahrene Kante des obersten Bogens vom Anschlag abspringt. Je nach Gestaltung des Anschlags reicht daher eine Bewegungsbahn von Bruchteilen der Bogenlänge. Die Taktfrequenz der Vorrichtung kann entsprechend erhöht werden.

[0010] Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen rein schematisch:

Fig. 1A - 1C

Den Ablauf des erfindungsgemässen Separierverfahrens;

Fig. 2

eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 3

eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Aufsicht von oben;

Fig. 4

eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Seitenansicht mit einem an einem Anschlag ausgerichteten Papierstapel;

Fig. 5

eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Seitenansicht mit einem gegen einen Anschlag gebogenen obersten Gegenstand;

Fig. 6A - 6C

verschiedene Ansichten eines Separierelements mit einer Rolle;

Fig. 7A - 7C

verschiedene Ansichten eines Separierelements mit einem Schuh;

Fig. 8

eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Fördereinrichtung zur Erzeugung einer Diagonalschuppenformation.

[0011] Fig. 1A-C zeigt die Durchführung des erfindungsgemässen Separierverfahrens. Ein Stapel 1 rechteckiger, flächiger Gegenstände 2, 3 befindet sich auf einer Auflagefläche 4, die seitlich durch einen Anschlag 5 begrenzt ist. Der Anschlag 5 ist als flächiger, vertikal ausgerichteter Steg ausgebildet. Die vordere Kante 2a, 3a der Gegenstände berührt die dem Stapel 1 zugewandte Vorderfläche 5a des Anschlag 5. Der Anschlag 5 erstreckt sich seitlich nur über einen Bruchteil der Vorderkante 2a, 3a der flächigen Gegenstände.

[0012] An der dem Anschlag 5 diagonal gegenüberliegenden Ecke der Auflagefläche 4 befindet sich ein Andruckelement 7. Mit diesem wird von oben Druck auf den Stapel 1 ausgeübt, wodurch die Gegenstände 2, 3 in einer senkrecht zu ihrer Ebene verlaufenen Richtung fixiert und dadurch zusammengehalten werden. Das Andruckelement 7 wird in schwimmender Weise mit einer Haltevorrichtung 13 auf den Stapel 1 aufgelegt, was in den Figuren 2 - 4 dargestellt ist. Über einen Hebel 9 ist ein Separierelement 6 mit dem Andruckelement 7 schwenkbar verbunden, so dass das Separierelement 6 in der Weise automatisch höhenverstellt wird, dass es stets den obersten Gegenstand 2 des Stapels 1 zu bewegen imstande ist. Das Separierelement 6 wird um eine senkrecht zur Ebene der flachen Gegenstände 2, 3 durch das Andruckelement 7 verlaufende Drehachse 10 verschwenkt. Das Separierelement 6 nimmt den obersten Gegenstand 2 beim Bewegen in Richtung auf den Anschlag 5 im Kraft- bzw. Reibschluss mit. Die Situation bei dieser Vorwärtsbewegung ist in Fig. 1A gezeigt. Der oberste Gegenstand 2 dadurch gegen den Anschlag 5 bewegt und dort aufgestaucht. Bei der weiteren Vorwärtsbewegung gleitet die vordere Ecke 2b des obersten Gegenstands an der Seitenkante 5b des Anschlags vorbei. Diese Situation ist in Fig. 1B gezeigt. Das Separierelement 6 wird dann durch Zurückschwenken um die Achse 10 in seine Ausgangsposition zurückverfahren. Der aus dem Stapel geschobene oberste Gegenstand 2 kann nun an seinen vorstehenden Ecken z.B. im Bereich der Vorderkante 2a ergriffen, z.B. auf ein Förderband abgelegt werden, und wegtransportiert werden. Beim Zurückziehen des Separierelements 6 in seine Ausgangsposition wird der Kraftschluss mit dem obersten Gegenstand 2 bzw. dem darunterliegenden nun freigegebenen Gegenstand 3 gelöst. Dazu umfasst das Separierelement 6 im vorliegenden Beispiel eine Rolle 11 mit einer stark griffigen Oberfläche, die sich bei der Vorwärtsbewegung zum Anschlag hin nicht dreht und bei der Rückwärtsbewegung vom Anschlag weg auf den nun zuoberst liegenden Gegenständen abrollt. Alternative Separierelemente sind in den Fig. 6A - 6C und 7A - 7C dargestellt. Der Abstand des Separierelements 6 von der Drehachse 10 bzw. dem Andruckelement 7 ist über einen Schlitten 12 variabel. Der Schlitten 12 kann auf dem Hebel 9 verschoben werden.

[0013] Mit der beschriebenen Technik lassen sich einzelne Gegenstände 2 vom Stapel entfernen. Durch periodisches Bewegen des Separierelements 6 kann des weiteren eine Schuppenformation 8 aus gegeneinander versetzt angeordneten Gegenständen 2 erzeugt werden, was in Fig. 1C dargestellt ist.

[0014] Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten einer erfindungsgemässen Separiervorrichtung. Ein Stapel 1 flächiger Gegenstände 2, 3 befindet sich auf einer ebenen Auflagefläche 4. Der Stapel 1 wird im Bereich seiner Vorderkante 1A von einem vertikal ausgerichteten flachen Anschlag 5 begrenzt. An seiner dem Anschlag 5 schräg gegenüberliegenden Ecke 1b wird der Stapel 1 von einem Andruckelement 7 beschwert. Das Andruckelement 7, hier in Form einer Andruckkugel, ist an einer Haltevorrichtung 13 schwimmend gehaltert. Die Haltevorrichtung 13 umfasst zwei seitlich vom Stapel 1 angeordnete Säulen 13a, 13b, an denen ein Steg 13c federnd aufgehängt ist. Der Steg 13c ist in vertikaler Richtung beweglich. Das Andruckelement 7 ist über ein Halteelement 16 mit dem Steg 13c verbunden und kann zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Abmessungen des Stapels 1 entlang des Stegs 13c verschoben werden. Des weiteren ist das Andruckelement auch noch um eine parallel zu den Säulen 13a, 13b verlaufende Achse 17 verschwenkbar. Im Betrieb ist das Andruckelement 7 starr mit dem Steg 13c verbunden. Über die Höhe des Stegs 13c ist daher die Höhe des Stapels 1 ermittelbar. Ein Separierelement 6 ist über einen Hebel 9 mit dem Andruckelement 7 verbunden. Es ist um eine senkrecht zur Auflagefläche 4 durch das Andruckelement 7 verlaufende Drehachse 10 verschwenkbar. Durch die dargestellte Konstruktion ist sichergestellt, dass das Andruckelement stets auf dem Stapel 1 aufliegt. Mittels eines geeigneten Antriebs wird das Separierelement 6 um die Drehachse 10 in Richtung auf den Anschlag 5 gedreht, um den obersten Gegenstand 2 zunächst mit seiner vorderen Kante 2a gegen den Anschlag 5 und schliesslich seitlich daran vorbei zu drücken. Die separierten Produkte sind schräg zum Stapel 1 ausgerichtet und werden in einer Schuppenformation 8 von einer Fördereinrichtung 18 wegtransportiert. Die Fördereinrichtung 18 kann ein Bandförderer oder ein Greifertransporteur sein. Alternativ zur Schuppenformation 8 können Gegenstände 2 auch einzeln vom Stapel abgezogen und weiterverarbeitet werden. Mit einer parallel zur Ausrichtung des Stapels 1 orientierten Fördereinrichtung 18' kann eine Diagonalschuppenformation 8' erzeugt werden, bei der einzelne Gegenstände einander in zwei Richtungen gegeneinander versetzt überlappen. Die Erzeugung einer solchen Diagonalschuppenformation ist in Figur 8 dargestellt.

[0015] Fig. 5 zeigt schematisch eine Momentaufnahme des Stapels 1, dessen oberster Gegenstand 2 vom Separierelement 6 gegen den Anschlag 5 bewegt wird. Die Vorderkante 2a des obersten Gegenstandes 2 stösst gegen den Anschlag 5, so dass sich der oberste Gegenstand 2 im Bereich seiner dem Anschlag zugewandten Ecke 2b aufwölbt. Beim Weiterbewegen des obersten Gegenstands 2 mit einer Bewegungskomponente quer zur Ausrichtung des Anschlags 5 wird der oberste Gegenstand schliesslich soweit verbogen, dass er seitlich am Anschlag 5 vorbeigleitet, siehe auch Fig. 1b. Das Separierelement kann dann wieder in die Ausgangsposition, die in Fig. 4 gezeigt ist, zurückbewegt werden.

[0016] Die Fig. 6A-6C und 7A-7C zeigen zwei verschiedene Separierelemente in jeweils zwei Seitenansichten bzw. in der Ansicht von oben. Das Separierelement 6 gemäss Fig. 6A bis 6C umfasst eine Rolle 11, die an einem Halteelement 19 um eine parallel zur Rollenachse verlaufende Schwenkachse 14 schwenkbar gelagert ist. Die Rolle 11 weist einen haftenden Belag auf. Das Separierelement 6 hat eine Rücklaufsperre, so dass die Rolle 11 beim Bewegen aus der Ausgangsposition in Richtung auf den Anschlag 5 blockiert und so den obersten Gegenstand dem Kraft- bzw. Reibschluss gegen den Anschlag schiebt. Beim Zurückbewegen in die Ausgangsposition rollt die Rolle auf dem nunmehr obersten Gegenstand reibungsarm ab. Das Separierelement 6' gemäss Fig. 7A - 7C umfasst eine Daumenklemmsperre 15, die an einem Halteelement 19' um eine Achse 16 schwenkbar angeordnet ist. Die Daumenklemmsperre 15 weist einen haftenden Belag auf, der beim Vorwärtsbewegen des Separierelements 6' den obersten Gegenstand 2 im Reibschluss mitbewegt. Beim Zurückziehen des Separierelements 6' wird die Daumenklemmsperre 15 so verschwenkt, dass ein nichthaftender Bereich oder eine eingebaute Rolle möglichst reibungsarm über den nunmehr obersten Gegenstand gleitet oder abrollt.

Ansprüche

1. Verfahren zum stückweisen Abbau eines Stapels (1) flacher Gegenstände (2, 3), wobei der oberste Gegenstand (2) des Stapels (1) in seiner Ebene bewegt, an seinem freiwerdenden Rand ergriffen und vom Stapel (1) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Gegenstand (2) durch ein verfahrbares Separierelement (6, 6') mittels Kraft- oder Reibschluss wenigstens im Bereich einer seiner Ecken (2b) gegen einen Anschlag (5) bewegt wird und durch weiteres Bewegen so gebogen wird, dass er dem Anschlag (5) ausweicht und aus dem Stapel (1) herausbewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- oder Reibschluss gelöst wird, während oder bevor der freiwerdende Rand ergriffen wird, und das Separierelement (6, 6') anschliessend in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Stapel (1) ein im wesentlichen senkrecht zu seiner Ebene gerichteter Druck ausgeübt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Gegenstand (2) des Stapels (1) um eine im wesentlichen senkrecht zu seiner Ebene verlaufende Drehachse (10) gegen den Anschlag (5) gedreht und aus dem Stapel (1) herausbewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10) der Drehbewegung des obersten Gegenstandes (2) innerhalb seines Umrisses liegt, wobei vorzugsweise in Richtung der Drehachse Druck auf den Stapel (1) ausgeübt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlag (5) im Bereich derjenigen Ecke (2b) des obersten Gegenstandes (2) bzw. des Stapels (1) befindet, die den grössten Abstand zur Drehachse (10) aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Gegenstand (2) durch ein um die Drehachse (10) schwenkbares Separierelement (6, 6') gedreht wird, welches am obersten Gegenstand (2) vorzugsweise im Bereich seiner dem Anschlag (5) gegenüberliegenden Kante angreift.

8. Vorrichtung zum stückweisen Abbau eines Stapels (1) flacher Gegenstände (2, 3) mit einer Auflagefläche (4) für den Stapel (1) und einem Separierelement (6, 6'), das in einer parallel zur Auflagefläche (4) verlaufenden Ebene beweglich ist und das wenigstens den obersten Gegenstand (2) in seiner Ebene im Kraft- bzw. Reibschluss zu bewegen imstande ist, und mit einem Anschlag (5), der sich seitlich vom Stapel (1) befindet und gegen den der oberste Gegenstand (2) durch das Separierelement (6, 6') bewegt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (6, 6') um eine im wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche (4) verlaufende Drehachse (10) schwenkbar ist und wenigstens den obersten Gegenstand (2) um die Drehachse (10) zu drehen imstande ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (6, 6') höhenverstellbar ist, wobei seine Höhe an die momentane Stapelhöhe derart angepasst ist, dass es stets den obersten Gegenstand (2) zu bewegen imstande ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (6, 6') eine Rolle (11) mit Rücklaufsperre, eine Daumenklemmsperre (15) oder einen Sauger umfasst.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch ein Andruckelement (7), das auf den Stapel (1) im wesentlichen senkrecht zu seiner Ebene Druck auszuüben imstande ist, wobei der oberste Gegenstand (2) vorzugsweise um eine durch das Andruckelement (7) verlaufende Drehachse gedreht wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement auf dem obersten Gegenstand aufliegt, so dass die Höhe des Stapels (1) mittels des Andruckelements (7) ermittelbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelelement (7) mit dem Separierelement (6, 6') über einen Hebel (9) verbunden ist, so dass sich das Separierelement (6, 6') stets auf der Höhe des obersten Gegenstands (2) des Stapels (1) befindet und diesen zu bewegen imstande ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) im Bereich derjenigen Ecke des Stapels (1) angeordnet ist, die den grössten Abstand zur Drehachse (10) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) senkrecht zur Ebene der Gegenstände (2, 3) ausgerichtet ist und sich von der Auflagefläche (4) bis in eine Höhe erstreckt, die grösser als die Höhe des Stapels (1) ist.

Zeichnung