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P aketsortiermaschine Die Erfindung betrifft eine Paketsortiermaschine
mit einem Transportband und mit an beiden Seiten desselben angeordneten Sammelbehältern,
bei der mittels Druckluft arbeitende, elektrisch gesteuerte Abwurfvorrichtungen
unter der Steuerung eines mit einer Tastatur und einem Speicher ausgerüsteten Kommandogerätes
stehen. Die Maschine ist zum Sortieren von Postpaketen od. dgl. bestimmt. Das zulässige
Gewicht dieser Pakete schwankt je nach den postalischen Bestimmungen der verschiedenen
Länder.-Die Maschine ist so dimensioniert, daß sie in der Lage ist, Pakete im Gewicht
beispielsweise zwischen 500 g und 20 kg zu sortieren.
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Es sind Maschinen bekannt, die durch eine oder mehrere Personen bedient
werden, die die auf jedem Paket befindliche Adresse lesen und dann die Adresse auf
eine kodifizierte Tastatur übertragen und das Paket anschließend in einen Behälter
oder in einen Korb legen. Der Behälter oder der Korb werden durch eine mechanische
Vorrichtung in eine bestimmte Rinne entleert, die in einem Sammelbehälter endet,
beispielsweise in einem Postsack.
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An diesen Maschinen sind Verbesserungen vorgenommen worden. So kann
man z. B. den Arbeitsrhythmus der Maschine von der Bedienungsperson abhängig machen,
um die Leistung dieser Person zu steigern. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer
absatzweise bewegten Verteilerkette erreicht werden. Die Kette geht in dem Augenblick
um einen Schritt vor, in dem die Bedienungsperson auf die Tastatur drückt, nachdem
der Behälter, der sich vor ihr befindet, gefüllt ist. Diese Vorrichtung ist mechanisch
kompliziert und dementsprechend' empfindlich, denn der gesamten Verteilerkette,
deren Massenträgheit bei gefüllten Behältern beträchtlich sein kann, muß eine diskontinuieriiche
Bewegung erteilt werden.
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Eine andere bekannte Verbesserung dieser Maschinen besteht darin,
daß man zwei Verteilerketten vorsieht. Die eine Kette, und zwar die sogenannte Hauptkette,
bedient die Rinnen und bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Die Bedienungsperson
belädt die Behälter einer zweiten sich nach Bedarf (unregelmäßig) bewegenden Kette;
eine Weiche, die in Abhängigkeit von der Bewegung der beiden Ketten gesteuert wird,
leitet im geeigneten Zeitpunkt die beladenen Behälter der Hauptkette zu. Hierbei
bleibt die Massenträgheit der zweiten Kette in zulässigen Grenzen, aber das Problem
der Weichenstellung bringt neue mechanische oder elektrische Schwierigkeiten mit
sich.
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Es ist an sich bereits bekannt, Fördergut mittels eines Druckluftstrahles
quer zu seiner ursprünglichen
Bewegungsrichtung abzulenken. Bei dieser bekannten
Vorrichtung kann das Fördergut jedoch nur nach einer Seite abgelenkt werden; dasselbe
ist bei einer anderen bekannten Vorrichtung der Fall, bei der programmgesteuerte,
druckluftbetriebene Stößel das Fördergut von einem Förderband schieben. -Die bisher
bekannten, das Fördergut nach beiden Seiten ablenkenden Vorrichtungen arbeiten mitmechanischen
Hebeln, die sich, insbesondere bei etwas sperrigem Fördergut, leicht verklemmen
und damit die ganze Maschine lahmlegen.
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Alle diese Nachteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch
vermieden, daß als Abwurfvorrichtung jedem Sammelbehälter eine auf der gegenüberliegenden
Seite des Transportbandes angebrachte Druckluftblasdüse mit elektrisch betätigtem
Ventil zugeordnet ist, und daß das Transportband aus auf seiner Tragseite poliertem
Stahl besteht. Die Sammelbehälter sind symmetrisch zu beiden Seiten des Transportbandes
und die Druckluftblasdüsen zwischen den Sammelbehältern so angeordnet, daß die schräg
gegen die Bewegungsrichtung des Transportbandes in Richtung der Öffnungen der zugeordneten
Sammelbehälter blasen. Am unteren Trum des Transportbandes ist im Winkel zu diesem
eine zusammen mit dem Transportband angetriebene Schleifwalze angeordnet, die das
Transportband laufend quer zur Bewegungsrichtung poliert.
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Die Verteilervorrichtung der Maschine besteht anstatt aus einer Kette
aus einem einfachen endlosen Transportband aus poliertem Blech. Dieses Band bewegt
sich beispielsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,50 und 1 m/sec. Die Bedienungsperson
legt
den zu verteilenden Gegenstand auf-das Band und drückt auf einer Tastatur einem
dem Bestimmungsort des Paketes entsprechende Taste. Das Paket wird von demBand fortbewegt.
Die auf derTastatur gedrückte Kombination wird in bekannter Weise auf eine synchron
mit dem Transportbandmotor laufende Speichervorrichtung übertragen. Sobald das Paket
vor dem Fach ankommt (Rinne oder Behälter), für das es bestimmt ist, geht von der
Speichervorrichtung ein Signal aus, das ein von der Speichervorrichtung bezeichnetes
Elektroventil öffnet, aus demDruckluft ausströmt, die auf das zu verteilende Paket
od. dgl. gerichtet ist und letzteres mit der erforderlichen Kraft in den Bestimmungsbehälter
befördert.
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In der Maschine gemäß der Erfindung können Pakete bis zu 20 kg sortiert
werden mit einem Luftdruck, der 5 kg/cm2 nicht übersteigt.
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Die erforderliche- Genauigkeit beim Auslösen des Elektroventilswird
in ebenfalls bekannterWeise durch eine etwas oberhalb des Bandes in der Nähe der
Bedienungsperson angebrachte Fotozelle erzielt. Die auf der Tastatur gedrückte Kombination
wird auf die Speichervorrichtung in dem Augenblick übertragen, in dem die Fotozelle
durch das Paket verdeckt wird.
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Hierdurch wird der unbedingt erforderliche Synchronismus zwischen
dem Speicher und dem Transportband hergestellt.
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Nähere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen, in denen ein Ausführlingsbeispiel der Paketsortiermaschine
gemäß der Erfindung dargestellt ist. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine perspektivische
Gesamtansicht einer Sortiermaschine gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch
einen Sammelbehälter in einer Ebene senkrecht zur Laufrichtung des Bandes, Fig.
3 den das Transportband antreibenden Motor und die Speichervorrichtung, Fig. 4 eine
Druckluftblasdüse mit Elektroventil im Schnitt, Fig. 5 und 5 a die Poliervorrichtung
für das Band und Fig. 6 das Schaltschema des Kommandogerätes.
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Die Paketsortiermaschine besteht im wesentlichen (vgl. Fig. 1) aus
dem Gestell 1, dem endlosen Blechband 2, das an den Enden seiner Bahn über die Trommeln
3 und 4 (Fig. 3) läuft. Die Trommel 4 wird durch den Motor 5 angetrieben. Durch
den Motor 5 wird über die Welle der Trommel 4 gleichzeitig die rotierende Speichervorrichtung
6 angetrieben. Das Transportband besteht aus den beiden geradlinigen Trumen 7 und
8, von denen das obere Trum 7 zum Transport der Pakete dient.
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Das Band 2 besteht aus glattem poliertem Stahl blech od. dgl., da
ein anderes Material die Reibungshaftung der Pakete zu sehr erhöhen würde. Das Band
2 ist in seiner Längsrichtung gewalzt, und zwar derart, daß auch die zur Reibungsverminderung
erforderliche Politur in der Längsrichtung verläuft. Die Sortierung der Pakete auf
dem Band erfolgt jedoch in Querrichtung. Das Band ist nichtmagnetisch, jedoch oxydierbar.
Eine besondere, in Verbindung mit Fig. 4 beschriebene Vorrichtung dient zur Erzeugung
einer Querpolitur und verhindert die Oxydation des Bandes. Bei der-dargestellten
Maschine gemäß der Erfindung hat das Stahlband eine Breite von etwa 40 cm.
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Das Band gleitet mit seinem oberen Trum auf einem Holztisch, der aber
selbstverständlich auch durch entsprechende Rollen etsetzt werden kann.
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Zu beiden Seiten des oberen geradlinigen Arbeitstrums 7 des Bandes
2 sind Sammelbehälter 9 und 10 angebracht. Diese Behälter sind paarweise symmetrisch
zu beiden Seiten des Bandes angeordnet. Die Behälter der gleichen Seite stehen mit
geringen Zwischenräumen 36 nebeneinander. In diesen Zwischenräumen 36 befinden sich
elektrisch betätigte Druckluftventile 37 mit Blasdüsen 51. Die auf einer Seite befindlichen
Elektroventile 37 sind jeweils den Behältern 9 bzw. 10 auf der anderen Seite des
Bandes 2 zugeordnet. Die Elektroventile sind an eine Drucklufthanptleitung 20 angeschlossen.
Wie bereits erwähnt, genügt ein Luftdruck von 5 kg/cm2, um Pakete bis zu-etwa 20
kg zu sortieren. Die Düsenachsen sind nicht senkrecht zum Band 2, sondern im Winkel
gegen die Laufrichtung des Bandes gerichtet, und zwar auf einen Punkt vor der Mitte
der Eingangsöffnung 12 des betreffenden Behälters 9 oder 10. Die genaue Richtung
der Düsenachsen, die abhängig ist von der Bandgeschwindigkeit, wird experimentell
so ermittelt, daß sowohl die leichtesten als auch die schwersten Pakete richtig
in die Einwurföffnung 12 des betreffenden Behälters 9 oder 10 kommen, dem die betreffende
Blasdüse zugeordnet ist.
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Am vorderen Ende des Bandes ist ein Platz 38 für die Bedienungsperson
vorgesehen. Die Pakete kommen auf dem Tisch 39 vor dem Bedienungssitz 40 an.
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Selbstverständlich kann an Stelle des Tisches 39 ein an sich bekanntes
Transportband verwendet werden.
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Auf der Tastatur 41 wählt die Bedienungsperson die Nummer des betreffenden
Sammelbehälters. Diese Nummer wird in dem Relaiskasten 42 registriert.
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Die Höhe des Maschinengestells wird durch die Größe der Säcke 31
bestimmt, in die die Pakete zum Postversand sortiert werden. Sie sind am Boden der
Behälter 9, 10 angebracht.
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Die Sammelbehälter 9, 10 sind in Fig. 1 perspektivisch und in Fig.
2 im Schnitt dargestellt. Der obere Teil der Vorderseite dieser Behälter enthält
die Eingangsöffnungl2, deren unterer Rand etwa auf der Höhe der Seitenränder des
Arbeitstrums 7 des Bandes 2 liegt. Darunter bildet die Vorderwand des Behälters
eine Rutsche, die zunächst bei 17 fast senkrecht abfällt und dann in eine leicht
geneigte schiefe Ebene 32 übergeht. Die Seitenteile 11 haben eine etwa rechteckige
Form. Die unteren Vorderkanten 13 der Seitenwände sind gegenüber der Vertikalebene
der Eingangsöffnung leicht zurückgesetzt, um die Befestigung der Behälter 9, 10
am Maschinengestell 1 zu ermöglichen, da das Gestell breiter ist als das Transportband2.
Diese Befestigung wird folgendermaßen bewirkt: Die Seitenteile 11 haben an ihrem
unteren Rande eine Aussparung 14, in die ein Winkeleisen 15 eingeschweißt ist. Dieses
Winkeleisen 15 ruht auf einem Rundeisen 16 auf, das an dem vertikalen Schenkel eines
mit dem Maschinengestell verbundenen Winkeleisens befestigt ist und sich auf der
ganzen Länge des Gestells 1 entlangzieht. Die abwärts geneigte Vorderseite 17 des
Behälters 9 bzw. 10 ist auf dem mit dem Maschinenrahmen fest verbundenen Winkeleisen
19 angeschraubt. An einem mit dem Gestell 1 verbundenen Winkeleisen ist ein aus
abgekantetem Blech hergestellter kastenförmiger Kanal 18 befestigt, der die Preßluftleitung
20 enthält.
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Die Oberseite der Behälter 9, 10 ist mit 21 bezeichnet. An dem oberen
Teil der Rückseite der Behälter 9, 10 ist eine Kontroll- und Reinigungstür 23 vorgesehen.
Vor dieser Tür sind im Inneren des Behälters
9, 10 ein starkes
Tuch 33, Kupferbänder od. dgl. gespannt, die dazu bestimmt sind, den Schwung der
leichten Pakete zu dämpfen, die zu stark von der Druckluft beschleunigt worden sind.
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Die Seitenteile 11 der Behälter9,10 haben etwa dreieckige Ansätze
22. Eine zwischen den dreieckigen seitlichen Ansätzen 22 des Behälters verschwenkbare
Tür 24 kann zwei Grenzstellungen einnehmen, und zwar eine vertikale Stellung, wobei
der Behälter 9 bzw. 10 geschlossen ist, und eine andere hochgeklappte Außenstellung
24', bei welcher der Behälter 9, 10 geöffnet ist. Durch einen Riegel 25 kann die
Tür 24 in beiden Grenzstellungen verriegelt werden. In der Stellung 24' bildet die
Tür 24 eine Führungswand für die Pakete. An den Außenseiten der Seitenteile 11 sind
die beiden Seitenschenkel eines U-förmigen Rahmens 26 mittels der Lenker 28 schwenkbar
angeordnet, deren freie, schnabelförmige Enden34 mit je einer Zahnstange 27 in Eingriff
gebracht werden können. An der Unterkante der hinteren Behälterwand ist ein Rundeisen
29 angebracht, das die Form eines etwa 60 Bogengrade umfassenden Ringabschnittes
aufweist. Am vorn liegenden Mittelteil des U-Rahmens 29 ist ein Rundeisen 30 von
etwa gleicher Form angebracht. Der Rahmen 26 und die Ringabschnitte 29 und 30 bilden
das Befestigungssystem für die zu füllenden Postsäcke 31. Wenn die Tür 24 sich in
ihrer Stellung 24' befindet, bringt man einen Sack 31 mit der Öffnung nach oben
so an, daß der Rand des Sakkes über die Ringabschnitte29 und 30 hinausragt, dann
zieht man an dem U-Rahmen 26, um den oberen Rand des Sackes zu spannen,- der nun
in hängender Stellung eingespannt bleibt, während der Rahmen 26 jetzt durch die
in die Zahnstangen 27 eingerasteten schnabelförmigen Enden seiner Seitenschenkel
in gespannter Stellung bleibt. Um den Sack 31 wieder zu entfernen, genügt es, die
Vorderseite des Rahmens 26 anzuheben, wobei die abgewinkelten Enden 34 seiner Seitenschenkel
aus den Zahnstangen 27 ausrasten und der Sackrand frei wird. Die Ausbildung der
Sammelbehälter 9 und 10 gehört nicht zum Umfang der Erfindung.
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Wenn ein Gegenstand auf das Band 2 gelegt wird, wird er von dem Arbeitstrum
7 mit der Bandgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 43 fortbewegt. Kurz nachher
unterbricht der aufgelegte Gegenstand den von der Lampe44 auf die Fotozelle 45 gerichteten
Lichtstrahl. Der Augenblick des Unterbrechens wird in der Speichervorrichtung 6
(Fig. 3) entsprechend dem durch den Relaiskasten 42 bezeichneten Behälter registriert.
Als Speichervorrichtung 6 kann jede allgemein bekannte Art verwendet werden. Man
kann z. B. eine Speichervorrichtung mit mehreren Magnetspuren 46 benutzen. Sie muß
so viel Spuren haben, wie Elektroventile vorhanden sind. Die Spuren werden in dem
Augenblick, wo das Paket an der Zelle 45 vorbeigeht, durch von Gleichstrom gespeiste
Registrierköpfe 47 gekennzeichnet und zu dem gewünschten Zeitpunkt durch Leseköpfe48
abgelesen, die durch Relais armaturen gebildet sind. Die Energie des gespeicherten
Signals muß groß genug sein, um einen Relais anker anzuziehen. Jeder Kopf 48 ist
mit einem Elektroventil 37 verbunden. Diese Speicherart gehört zum Stand der Technik.
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Für ein einwandfreies Arbeiten des Sortiergerätes müssen die Elektroventile
sehr schnell arbeiten (große Ansprechgeschwindigkeit), damit die Luft im Augenblick
des Öffnens mit großer Geschwindigkeit ent-
weicht, um das Paket vom Band herunterzublasen.
In der Praxis haben sich für große Pakete (20 kg) Luftgeschwindigkeiten in der Größenordnung
von 300 m/sec als erforderlich erwiesen. Der Reibungskoeffizient des auf dem Band
ruhenden Paketes ist größer als der Reibungskoeffizient des auf dem Bande sich bewegenden
Paketes. Infolgedessen hat die Dauer des Druckstrahles große Bedeutung. Sie darf
nicht zu lange sein, um nicht die Lage des folgenden Paketes zu beeinflussen, sie
muß aber auch genügend groß sein, um das Paket in den Behälter hineinzubringen.
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Das verwendete Elektroventil (Fig. 4) besteht aus einem zweiteiligen
Rohr. Durch den unteren Teil 49 kommt die Druckluft an und tritt durch den oberen
Teil 50 aus, an dessen Ende die Blasdüse angebracht ist. Zwischen den beiden Teilen
des Rohres ist eine Steuerblende 52 angeordnet, die von dem Betätigungsgerät 53
verschoben wird.
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Die Steuerblende 52 wird durch den anstehenden Luftdruck gegen einen
Kunststoffring 54 gedrückt.
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Dieser Ring deckt das Rohr 50 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes
55 ab. Die Steuerblende 52 ist mit einer Öffnung 64 versehen, die in der in Fig.
4 dargestellten Stellung (geöffnetes Ventil) mit den beiden Rohrteilen 49 und 50
fluchtet. In der punktiert' dargestellten Stellung ist die Steuerblende nach rechts
verschoben, und das Ventil ist geschlossen.
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Die Blende 52 ist an einem Kolben56 befestigt, der durch die Feder
57 nach rechts gedrückt wird. Die die Feder 57 enthaltende Kammer 58 steht durch
die Öffnung 60 mit dem Rohrteil 49 in Verbindung, und wenn die Kammer 58 geschlossen
ist, herrscht in ihr der gleiche Druck wie in dem Rohrteil 49. Die Kammer 58 kann
mit der Außenluft durch eine Öffnung 65 in Verbindung stehen, die durch eine Ventilklappe
61 gesteuert wird. Die Ventliklappe wird durch einen Tauchelektromagneten 62 gesteuert.
Wenn die Spule 63 dieses Elektromagneten durch den zugehörigen Lesekopf 48 mit Strom
versorgt wird, wird die Ventilkfappe 61 von ihrem Sitz gehoben, der Druck in der
Kammer 58 wird geringer als in dem Rohrteil 49, die Steuerblende 52 wird nach links
gezogen, und das Elektroventil öffnet sich.
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Um die Blasdauer zu regulieren, ist in Serie mit der Spule 63 ein
Kreis - bestehend aus dem Potentiometer 66 und dem Kondensator 67 - vorgesehen.
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Die Blasdauer wird reguliert durch Verstellen des Potentiometers 66.
Bei dem dargestellten und besohriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Maschine beträgt die einstellbare Blasdauer etwa 30 bis 90 Millisekunden.
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Wie bereits erwähnt, hat das Transportband 2 eine in der Längsrichtung
verlaufende Politur und keine Querpolitur, und es ist oxydierbar. Um diesem Mangel
abzuhelfen und um den Druck der für die Maschine benötigten Druckluft zu vermindern,
ist eine ständige Poliervorrichtung für das Band vorgesehen.
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Diese Vorrichtung ist in Fig. 5 und 5 a dargestellt und befindet
sich in der Nähe der Trommel4 vorzugsweise am unteren Trum 8, wodurch verhindert
wird, daß die Maschine sehr lang gebaut werden muß.
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Die Vorrichtung besteht aus einer zylindrischen Rolle 68 aus Schleifmaterial,
oder sie ist mit Filz oder einem ähnlichen Material belegt, das ein Schleifpulver
aufnehmen kann. Die Rolle 68 reibt gegen das Stahlband 2 und liegt schräg zum Band
und wird von der Welle der Trommel4 über eine Kette und ein Kegelradgetriebe 69
angetrieben. Die Winkelgeschwindigkeit w
der Rolle, ihr Radius r
und ihre Winkellage a relativ zu der Längsrichtung des Bandes sind so, daß die Umfangsgeschwindigkeit
wr der Rolle 68 und die Lineargeschwindigkeitv des Bandes 2 eine Resultierende R
quer zum Band 2 ergeben, woraus sich ergibt: v = cor sin a.
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Unter diesen Bedingungen kann mittels der Rolle 68 eine Transversalpolitur
erhalten werden.
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In Fig. 6 ist das Schaltschema für die Steuerung der Elektroventile
bei Verwendung von drei Elektroventilen dargestellt. Die Schaltung ist im stromlosen
Zustand dargestellt.
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Wenn die Lampe 44 nicht von irgendwelchen Gegenständen verdeckt wird,
fällt ihr Licht in die Fotozelle 55. Die Fotozelle ist mit einem Relais 70 von großem
Widerstand in Serie geschaltet. Wenn in die Zelle Licht einfällt, hat sie nur noch
einen sehr geringen Widerstand, und das in Serie liegende Relais 70 wird erregt.
Die Stromstärke in dem Relais wird mittels des veränderlichen Widerstandes 71 eingestellt.
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Um einen Gegenstand beispielsweise in den mittleren Behälter zu befördern,
drückt die Bedienungsperson auf den Knopf 72, wodurch das Relais 73 erregt wird,
das sich durch seinen Arbeitskontakt 731 und den Arbeitskontakt 701 des Relais 70
hält, das, da die Zelle 45 belichtet wird, erregt ist.
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Wenn das Paket bei seiner Bewegung den Lichtstrahl 35 unterbricht
(Fig. 1) bekommt die Fotozelle 45 einen hohen Widerstand. Das in Serie liegende
Relais 70 fällt ab, öffnet seinen Arbeitskontakt 701 und schließt den entsprechenden
Ruhekontakt. Das verzögerte Rel'ais 73 bleibt einen kurzen Augenblick nach dem Öffnen
des Arbeitskontaktes 701 angezogen.
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Während dieses Augenblickes wird der Stromkreis des Elektromagneten
47 der Speichervorrichtung 6 durch die Ruhekontakte 701 und den Arbeitskontakt 732
geschlossen. Wenn der Elektromagnet 47 von einem Strom durchflossen wird, wird durch
seinen Kern 74 die Magnetspur 46 magnetisiert.
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Die Magnetisierungszone wird dann mit der synchron mit dem Transportband
2 umlaufenden Trommel 4 mitbewegt. Wenn diese Zone auf der Höhe des Weicheisenkemes
75 des Kontaktes 48 ankommt, wird dieser Kern angezogen, der Kontakt 48 schließt
und schließt damit den Stromkreis für das Elektroventil 37. Dieses öffnet die Verbindung
zwischen der
Hauptdruckluttleitung 20 und dem Mundstück 51, und ein Luftstrom wird
auf den zu sortierenden Gegenstand gerichtet.
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Der Abstand des Kontaktes 48 von dem Elektromagneten des Registrierkopfes47,
gemessen auf der Magnetspur 46, wird so eingestellt, daß er dem Weg des Paketes
zwischen der Fotozelle 45 und dem Sammelbehälter 10 entspricht, wobei jedoch Verzögerungen,
die durch die Gesamtheit der elektromagnetischen Organe, die den Stromkreis der
Fig. 6 bilden, entstehen, berücksichtigt sind.