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Dokumentenidentifikation DE19524805A1 25.01.1996
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Regulieren der Vorwärtsbewegung von Artikeln, beispielsweise bei Einrichtungen zur automatischen Verpackung von Nahrungsmitteln
Anmelder Cavanna S.p.A., Prato Sesia, Novara, IT
Erfinder Francioni, Renzo, Prato Sesia, Novara, IT;
Pavese, Duilio, Borgosesia, Vercelli, IT
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 07.07.1995
DE-Aktenzeichen 19524805
Offenlegungstag 25.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.01.1996
IPC-Hauptklasse B65G 47/31
IPC-Nebenklasse B65G 43/10   B65B 35/24   B65B 57/00   
IPC additional class // B65G 21/14  
Zusammenfassung Die Einrichtung (1) weist eine Vielzahl von Förderern, wie beispielsweise Bandförderer (II, III, IV, V) zwischen einem Aufgabeeingangsförderer (I) und einem formschlüssig mitnehmenden Ausgangsförderer (N) auf, um beispielsweise eine Verpackungsmaschine zu beliefern. Um automatisch an die Handhabung von Artikeln mit unterschiedlichen Längen anpaßbar zu sein, sind wenigstens einige der vorgenannten Förderer, die dazu vorgesehen sind, die sich fortbewegenden Artikel in eine vorbestimmte Phasenlage zu bringen, mit unterschiedlichen Längen ausgebildet, um einen Satz zu bilden, der in der Lage ist, den möglichen Variationsbereich der zu handhabenden Artikel abzudecken, indem mehrere Förderer in Kaskade gekoppelt werden. Vorzugsweise weist der stromabwärtige endständige Förderer (VI) eine Unabhängigkeit von der Länge der zu handhabenden Artikel steuerbare Länge auf.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Problem des Regulierens der Vorwärtsbewegung von Artikeln, insbesondere auf eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Einrichtungen dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik weithin bekannt, wie er beispielsweise durch die GB-1 412 679, US-A-4 991 708, US-A-4 962 844, US-A-5 168 163, und US-A-5 170 877 dokumentiert ist, die alle den gleichen Anmelder wie die vorliegende Anmeldung haben.

Insbesondere sind Einrichtungen der oben genannten Bauart dazu vorgesehen, aus einem kontinuierlichen oder im wesentlichen kontinuierlichen Artikelstrom einen geordneten Strom von Artikeln zu erzeugen, die sich mit einem exakten, vorbestimmten Abstand zueinander in einer präzisen Raum-Zeit-Beziehung (sogenannte "Phase" oder "Phasenlage") in Bezug auf den Arbeitszyklus einer Behandlungseinheit vorwärtsbewegen, die stromabwärts angeordnet ist. Solch eine Einheit kann beispielsweise eine Verpackungsmaschine der Schlauchbeutelverpackungsbauart sein, die üblicherweise als "form-fill-seal" (ffs) oder "flow pack"- Maschinen bekannt sind.

Üblicherweise basiert der Betrieb von Einrichtungen dieser Bauart auf dem Prinzip, an einer stromaufwärts liegenden Fördereinrichtung (die Begriffe "stromaufwärts" und "stromabwärts" beziehen sich in der folgenden Beschreibung auf die normale Bewegungsrichtung der zu verpackenden Artikel) eine gewisse Akkumulation oder Ansammlung (das ist sozusagen ein Speichersatz) von Artikeln zu erzeugen. Die Artikel werden dann in einer geordneten Weise erfaßt, um infolge der Relativgeschwindigkeiten der Fördereinrichtungen, auf denen sie aufeinanderfolgend starten, voneinander beabstandet zu werden, dies mit der weiteren Möglichkeit, die gewünschte räumlich-zeitliche Anordnung ("phasing") durch Beschleunigen und/oder Verlangsamen der Bewegung der unterschiedlichen Fördereinrichtungen zu erhalten, indem die von Sensoren (wie beispielsweise optischen Sensoren) erzeugten Signale erfaßt werden, um die Position des geförderten individuellen Artikels zu bestimmen.

Zur kompletten Veranschaulichung solcher Eigenschaften wird auf die detaillierten Beschreibungen der zitierten Dokumente Bezug genommen.

Bei der praktischen Verwirklichung von Einrichtungen des oben spezifizierten Typs wird ersichtlich, daß eine optimale Wirksamkeit beim phasenmäßigen Ordnen (das durch aufeinanderfolgende Einflußnahmen an dem gleichen Artikel auf unterschiedlichen kaskadierten Fördereinrichtungen) auf bestmögliche Weise erreicht werden kann, wenn eine gewisse Beziehung zwischen der hänge der Fördereinrichtung (gemessen in der Bewegungsrichtung der Artikel) und der Länge der Artikel (gemessen in der gleichen Richtung) eingehalten wird. Beispielsweise ist eine Fördereinrichtung, die sozusagen "zu kurz" ist, unfähig, wirksam auf Artikel einzuwirken, die länger als die Fördereinrichtung sind; in der Praxis werden die Artikel immer eine Brücke zwischen der in Rede stehenden Fördereinrichtung und wenigstens einer stromauf- oder stromabwärts liegenden Fördereinrichtung bilden.

Jedoch ist die sich beim Vorhandensein einer Fördereinrichtung, die "zu lang" ist, ergebende Situation weit schlimmer, also bei einem Förderer, dessen Länge ein Vielfaches, insbesondere einer höheren Ordnung der Länge der Artikel ist. In diesem Fall sind die normalen Arbeitsbedingungen tatsächlich derart, daß zwei oder mehr Artikel gleichzeitig auf dem Förderer angeordnet sind. Die Korrekturmaßnahme (beispielsweise das Verlangsamen), die auf einen Artikel ausgeübt wird, kann jedoch exakt das Gegenteil von dem sein, was zum Erreichen einer exakten Phasenlage für den unmittelbar folgenden Artikel erforderlich ist (beispielsweise Beschleunigung). Korrekturmaßnahmen, die an zu lang ausgebildeten Förderern versucht werden, können deshalb nicht nur unwirksam sein, sondern in der Tat die Situation der Artikel mit Bezug auf die gewünschten Phasenbeziehungen verschlimmern.

Von dem Anmelder durchgeführte Experimente demonstrieren, daß der Optimalzustand im Hinblick auf die Effektivität beim Herstellen einer Phasenlage üblicherweise erreicht wird, wenn die Länge des Förderers ungefähr eineinhalb Mal größer ist als die der Artikel.

Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist es im Stand der Technik bereits vorgeschlagen worden, Einrichtungen der oben beschriebenen Bauart zu schaffen, die derart ausgeführt sind, daß der Förderer oder die Förderer, die das phasenmäßige Ordnen ausführen sollen, durch einen Förderer oder mehrere Förderer unterschiedlicher Länge ersetzt werden können, so daß es möglich ist, wenigstens näherungsweise den erforderlichen angepaßten Zustand zu erzielen. Wenigstens in einigen Fällen wird, wenn der Umstand in Betracht gezogen wird, daß die fraglichen Förderer üblicherweise Bandförderer sind, die geforderte Anpassung einfach durch Ersetzen, beispielsweise der Bänder von zwei aufeinanderfolgenden Förderern durch ein einzelnes Band erreicht, dessen aktive Länge eine Länge ist, die ungefähr gleich der Summe der aktiven Längen der beiden Förderer ist, deren Bänder ersetzt worden sind.

Sowohl das Ersetzen des gesamten Förderers als auch das Austauschen lediglich des Bandes sind ziemlich umständliche Vorgänge und sie erfordern das Eingreifen von Fachleuten, insbesondere im Hinblick auf die Justage vor dem erneuten Anfahren der Einrichtung. Es darf nicht vergessen werden, daß bei automatischen Verpackungssystemen eine ausgeprägte Tendenz zur weitest möglichen Automatisierung der "Format-Änderungs"-Maßnahme herrscht, die die Anpassung der Verpackungseinrichtung zur Handhabung der Artikel ist, deren Form sich von der der vorhergehend bearbeiteten Artikel unterscheidet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der oben genannten Bauart zu schaffen, die die oben genannten Anforderungen gut erfüllt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diese Aufgabe mittels einer Einrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruches 1 und die in den am Ende folgenden Ansprüchen genannten Merkmale aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in einem zugeordneten Steuerverfahren.

Die Erfindung wird nun anhand eines nicht beschränkenden Beispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die die Fig. 1 bis 7 enthalten, beschrieben, die unterschiedliche Einstellungsbedingungen einer erfindungsgemäßen Einrichtung auf der Basis der Handhabung von Artikeln mit unterschiedlichen Abmessungen veranschaulichen.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Einrichtung ist im wesentlichen durch eine Folge von Förderern und in der aktuellen Form eine Folge motorisierter Bandförderer zusammengestellt. Solch eine Einrichtung kann beispielsweise benutzt werden, um die Fortbewegung von Artikeln, wie beispielsweise Nahrungsmittelartikeln, wie Biskuits, Schokoladen, Riegeln und Nahrungsmitteln usw. in dem Bereich eines automatischen Produktions- und/oder Verpackungssystems zu regulieren.

Der Einfachheit wegen kann angenommen werden, daß solche Artikel (Biskuits, Schokoladenriegel usw.) beispielsweise Blöcke von ungefähr Parallelepipedform mit rechteckiger Basis sind. Die Breite solcher Artikel (das ist sozusagen die Richtung quer zu der Fortbewegungsrichtung, die in den Zeichnungen orthogonal zu der Zeichenebene steht) ist selbst nicht besonders relevant für das Verständnis der Erfindung, noch ist es die Höhe (die Abmessung rechtwinklig zu der Transportebene des Förderers). Jedoch ist die Länge signifikant, die gewissermaßen die Abmessung ist, die die in der Hauptfortbewegungsrichtung der Artikel entlang des Förderers 1 gemessene Ausdehnung ist.

Zur Klarheit und Einfachheit der Darstellung sind in den Fig. 1 bis 7 die Artikel aufsteigend mit A1, A2. . .A7 numeriert worden (in jeder Zeichnung ist ein einzelner Artikel an dem Förderer dargestellt, der in Bezug auf die Fortbewegungsrichtung der Artikel, d. h. von links nach rechts am weitesten stromaufwärts liegt), wobei die Förderer von links nach rechts graduell zunehmende Abmessungen haben.

Insbesondere um das Verständnis zu verbessern, können die fraglichen Artikel so angesehen werden, daß sie Längen in der Größenordnung der unten gekennzeichneten Bereiche haben:

A1 30-40 mm

A2 40-52 mm

A3 52-67,5 mm

A4 67,6-87,88 mm

A5 87,88-114 mm

A6 114-148,5 mm

A7 größer als 148,5 mm.

Eine hervortretende Eigenschaft der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch den Tatsache gebildet, daß sie ohne Änderung des mechanischen Aufbaus an unterschiedliche Längen von geförderten Artikeln angepaßt werden kann, wobei sie in der Lage ist, die Herstellung der Phasenbeziehung unter optimalen Bedingungen auszuführen.

Im besonderen bezeichnet das Bezugszeichen 1 in allen dargestellten Ausführungsformen einen Eingangsförderer mit einer Zumeßfunktion, auf dem sich die Artikel A1, A2. . .A7 ansammeln, so daß sozusagen jeder Artikel mit dem folgenden in Berührung steht. Das Bezugszeichen 0 bezeichnet einen Ausgangsförderer, bei der veranschaulichten Ausführungsform der Form eines formschlüssigen Förderers, der eine Antriebskette 01 aufweist, die über einen Satz entsprechender Scheiben läuft und an der Mitnahmeelemente wie Zinken N montiert sind (von denen zur Vereinfachung der Darstellung in der Zeichnung lediglich einer dargestellt ist)

Die Anordnung (die als solche bekannt ist) ist derart getroffen, daß sich die von der Antriebskette 01 getragenen Zinken N von unterhalb der Einrichtung 1 (insbesondere dem stromabwärts liegenden Förderer) aufsteigend bewegen, um die Artikel von diesem aufzunehmen und sie zu einer stromabwärts liegenden Handhabungsstation zu liefern.

Solch eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Station kann beispielsweise eine Verpackungsmaschine der Bauart sein, die üblicherweise als ffs- oder flow-pack- Maschine bekannt ist. Zur allgemeinen Veranschaulichung der Kopplung einer im wesentlichen zu der Einrichtung 1 ähnlichen Einrichtung mit einer solchen Maschine kann zweckmäßigerweise auf das US-Patent US-A-4 914 889 Bezug genommen werden.

Die Bezugszeichen II, III, IV, V und VI kennzeichnen eine Vielzahl von angetriebenen Förderern (Phasenförderern) (in der folgenden Beschreibung wird beispielshalber immer auf Bandförderer Bezug genommen), die in einer Folge zwischen dem zumessenden Förderer 1 und dem Abgabeförderer 0 angeordnet sind, dessen Zinken N von unterhalb zwischen den paarigen Bändern erscheinen, die durch Streifen gebildet sind, aus denen der Förderer VI (in einer für sich genommen bekannten Weise) gebildet ist.

Alle Förderer I bis VI sind durch entsprechende Motoren (nicht dargestellt - beispielsweise Elektromotoren) in Abhängigkeit von miteinander in Beziehung stehenden Befehlssignalen angetrieben, die eine allgemeine Steuereinheit U abgibt, die beispielsweise durch eine sogenannte programmierbare logische Steuerung oder PLC gebildet ist. All dies ist aus dem Stand der Technik bekannt und für das Verständnis der Erfindung nicht relevant, so daß keine Beschreibung erforderlich ist.

Ähnlich bekannt ist die Tatsache, daß die Befehlssignale für die Motoren, die die Förderer I bis VI antreiben, durch die PLC U als eine Funktion eines "master"- Signals MX geliefert werden, das die Bewegung der Einrichtung 1 entsprechend der Geschwindigkeit (und der Phase) der Fortbewegung des Ausgangsförderers O steuert, die üblicherweise der Bewegung der -stromabwärts angeordneten Handhabungstation unterworfen ist (beispielsweise durch die Wirkung einer mechanischen Verbindung), wobei Signale berücksichtigt werden, die von einer Fotozellenanordnung (oder ähnlichen Sensoreinrichtungen) herrühren, die den unterschiedlichen Förderern zugeordnet sind und entsprechend durch die Bezugszeichen FC1, FC2, FC3, FC4, FC5 und FC6 gekennzeichnet sind. Solche im Stand der Technik weithin bekannte Sensoren können beispielsweise durch Lichtschrankeneinrichtungen gebildet werden, die aktuell von der Erwin Sick Gesellschaft (Deutschland) erhältlich sind. Bei einer insbesondere vorteilhaften Anordnung für die Verwirklichung der Erfindung ist jede Fotozelle an dem Abgabeende eines zugeordneten Förderers angeordnet und erfaßt diesen Förderer und den unmittelbar folgenden.

Somit ist die Fotozelle FC1 an dem Abgabeende des Förderers I in einer solchen Weise angeordnet, daß sie ihre Funktion als ein optischer Lichtschrankendetektor in dem Spalt zwischen dem Förderer I und dem nachfolgenden Förderer II erfüllt. Ähnlich ist die Fotozelle FC2 an dem Abgabeende des Förderers II angeordnet, die Fotozelle FC3 ist an dem Abgabeende des Förderers III angeordnet, die Fotozelle FC4 an dem Abgabeende des Förderers IV, und die Fotozelle FC5 ist an dem Abgabeende des Förderers V angeordnet.

Die Fotozelle FC6 ist dahingehend eine Ausnahme aus dieser allgemeinen Regel, als sie zwar bei dem Förderer VI wirkt, jedoch ist sie, anstelle in einer fixen Position montiert zu sein, an einem Gehäuse oder an einem sich bewegenden Element 2 befestigt, das sich in Bezug auf die Einrichtung 1 in einer Längsrichtung entsprechend Kriterien bewegt, die weiter unten weiter veranschaulicht sind.

Aus einem Vergleich der Fig. 1 bis 7 ist ersichtlich, daß die unterschiedlichen Zeichnungen unterschiedlich mögliche Ausbildungen der Verbindung zwischen der PLC U und den Antrieben der unterschiedlichen Förderer I bis VI zeigen. Die in den beigefügten Zeichnungen angewendete Darstellung ist symbolischer Natur. Tatsächlich sind, obwohl die PLC U physikalisch mit dem Antrieb aller fraglichen Förderer stabil verbunden ist, gelegentlich lediglich solche Verbindungslinien dargestellt, die zur fraglichen Zeit zur Beeinflussung der Phasenlage der in den Zeichnungen dargestellten Artikel benötigt werden.

Somit führt die PLC U beispielsweise in Fig. 1 das phasenmäßige Ordnen durch Steuerung des jeweiligen Antriebes der Förderer I, II, III und VI aus, während die PLC U in der in Fig. 2 dargestellten Anordnung gleichzeitig die Antriebe aller Förderer mit Ausnahme des Förderers V beeinflußt, um die Produkte in Phase zu bringen. Fig. 7 ist dazu vorgesehen, um zu veranschaulichen, daß die PLC U die Antriebe der Förderer II, III und IV in einer koordinierten Weise steuert (und zwar indem sie diesen die gleiche Geschwindigkeit gibt), dies gilt außerdem für die Antriebe der Förderer V und VI.

Die Förderer, die in einer Zeichnung als mit der Steuerung U nicht verbunden dargestellt worden sind (beispielsweise die Förderer IV und V in Fig. 1 oder der Förderer V in Fig. 2), sind jedoch aktiv, um Artikel zu fördern. Die scheinbare Trennung von der PLC U bedeutet lediglich, daß sie zu diesem Zeitpunkt nicht der Maßnahme unterworfen sind, die die Geschwindigkeit der Fortbewegung reguliert und somit auch nicht dem von der PLC U gesteuerten phasenmäßigen Ordnen der Artikel A. Diese Förderer, die als von der PLC U ideal getrennt veranschaulicht sind und die in der sich anschließenden detaillierten Beschreibung gelegentlich als "inaktiviert" definiert sind, laufen mit einer konstanten Geschwindigkeit (fixiert als eine Funktion der Lineargeschwindigkeit der Fortbewegung der Zinken N der Ausgangskette 01), ohne die Artikel beim Übergang auf diese zu beschleunigen oder zu verlangsamen, wie es jedoch bei den Förderern auftritt, die an dem Herbeiführen der geordneten Phasenlage beteiligt sind. Die "Aktivierung" und "Inaktivierung" der Förderer bezieht sich deshalb auf das Ausführen der Maßnahme des Einstellens der Phasenlage und nicht absolut auf den Umstand, daß solche Förderer in oder außer Betrieb oder Bewegung wären.

Derselben Konvention folgend bezeichnet der einer der Fotozellen FC1. . .FC6 benachbarte Pfeil die Tatsache, daß die Fotozelle in diesem Moment aktiviert ist und an die PLC U (über nicht explizit dargestellte Verbindungslinien, um die Zeichnungen nicht übermäßig zu verkomplizieren) ein entsprechendes Sensorsignal liefert, das verwendet wird, um die Artikel in Phase zu bringen. Somit sind beispielsweise in dem in Fig. 1 veranschaulichten Zustand die Fotozellen FC1, FC2, FC3 und FC6 aktiv, während beispielsweise in dem in Fig. 6 veranschaulichten Zustand die Fotozellen FC1, FC3 und FC5 aktiv sind.

Es sei angemerkt, daß allgemein der Antrieb des Eingangsförderers I, auf dem sich die in Phase zu bringenden Produkte ansammeln, der Maßnahme der PLC U als eine Funktion des erfaßten Signales der Fotozelle FC1 ständig unterworfen ist und konstant aktiviert gehalten wird: dies wird mit Rücksicht auf die Funktion des Förderers 1 bewerkstelligt, die darin liegt, Artikel in einer zumessenden Weise an die stromabwärts liegenden Förderer abzugeben, die tatsächlich dazu vorgesehen sind, das phasenmäßige Ordnen durchzuführen. Es sei entsprechend angemerkt, daß der Förderer VI, der mit dem Ausgangsförderer 0 zusammenwirkt, als ein Timer- oder Zeitgeberband ständig aktiviert ist, jedoch mit einer variablen Länge des aktiven Abschnittes (entsprechend der Kriterien, die im folgenden eingehender beschrieben sind) als eine Folge der Variation der Geometrie des Ausgangsförderers 0.

Eine solche Geometrieänderung wird im wesentlichen durch translatorisches Verschieben der bewegbaren Einheit 2 erhalten, oberhalb derer gemeinsam mit der Fotozelle FC6 das stromaufwärts liegende Umkehrrad 3 der Kette 01 angeordnet ist.

Die Längsverschiebung des bewegbaren Elementes 2 in Bezug auf die Einrichtung 1 wird durch Führungen (in den Zeichnungen nicht speziell dargestellt, die zur Verbesserung der Klarheit der Darstellung absichtlich eine schematische Form annehmen) über die Wirkung eines Motors 4 erreicht, der durch die PLC U gesteuert ist. Beispielsweise wird der Motor 4 durch einen in zwei Richtungen betreibbaren Elektromotor gebildet, der in einer festen Position in Bezug auf die Einrichtung 1 montiert ist und an dessen Ausgangswelle ein Ritzel 5 sitzt, das mit einer Zahnstange (in den Zeichnungen nicht dargestellt) in Eingriff steht, die mit dem bewegbaren Element 2 verbunden ist. Weil es üblicherweise vorzuziehen ist, daß das stromabwärtige Umkehrrad 6 der Kette 01 in einer festen Position in Bezug auf die Einrichtung 1 angeordnet ist, ist es notwendig, die Kette 01 mit einem Spanner zu versehen, der beispielsweise ein schwenkbar gelagerter Arm 7 ist, der um eine Achse X7 an seinem oberen Ende drehbar ist.

Der Arm 7 trägt an seinem unteren Ende ein Rad oder eine Kettenspannrolle 8, die mit der Kette 01 zusammenwirkt und er ist an einer mittleren Stelle mit einer federnden Vorrichtung 9, wie beispielsweise einer Feder (beispielsweise einer Gasfeder) versehen, die zwischen dem bewegbaren Element 2 und dem Arm 7 wirkt, indem sie den letzteren in Drehrichtung vorspannt (in der Figur in Uhrzeigerrichtung), was ein Spannen der Kette 01 veranlaßt.

Die "Netto"-Länge des oberen Transportabschnittes des Förderers VI, der in einer stromabwärtigen Endposition der Förderer I bis VI angeordnet ist, ist durch den Abstand zwischen dem Eingangsende dieses Förderers und dem Punkt gegeben, bei dem die Zinken N des Förderers 0 von unten zwischen den beiden Riemen hervorkommen, die den fraglichen Förderer bilden. Die Nettolänge kann deshalb als eine Funktion der Geometrie des Ausgangsförderers 0 und somit über die von dem Motor 4 erreichte Position eingestellt werden, die von der PLC U gesteuert wird.

Im wesentlichen arbeitet die erfindungsgemäße Einrichtung 1 auf der Basis des Kriteriums, daß wenigstens einige der unterschiedlichen Phasenförderer in die Form eines zusammenhängenden Abschnittes von Förderern unterschiedlicher Länge gebracht werden, indem zum Ausführen des phasenmäßigen Ordnens (das vorzugsweise durch hintereinander angeordnete Förderer ausgeführt wird, um eine bessere Genauigkeit bei der Einflußnahme zu ermöglichen) eine zugeordnete, wahlweise bestimmte Kombination solcher Förderer aktiviert wird, deren Länge ausreichend nahe bei der Länge von zu behandelnden Artikeln liegt (beispielsweise in dem oben zitierten Verhältnis von eineinhalb).

Folglich sind lediglich kurze Förderer des Bereiches verwendet, um "kurze" Artikel in Phase zu bringen. Umgekehrt werden bei dem Inphasebringen von "langen" Artikeln lediglich lange Förderer benutzt, die, falls es zweckmäßig ist, durch elektronisches Kombinieren unterschiedlicher Förderer kürzerer Länge erhalten werden, wie im folgenden weiter veranschaulicht ist.

Was den Förderer VI angeht, der in einer Endposition unmittelbar stromaufwärts zu dem Abgabeförderer 0 angeordnet ist, wird seine Länge automatisch verändert, wenn er an die variierenden Abmessungen der zu behandelnden Artikel durch Veränderung der Geometrie des Kettenförderers 0 angepaßt wird.

Keine dieser Maßnahmen erfordert irgend manuelles Auswechseln oder Abwandeln der Förderer oder Teile von diesen: es ist deshalb ein Eingriff, der automatisch einfach durch Betrieb (entsprechend dem Fachwissen eines Fachmannes, insbesondere- eines solchen, der mit dem Programmieren von PLC-Einrichtungen vertraut ist) anhand der Kontrollfunktionen der PLC U in Bezug auf die unterschiedlichen Förderantriebe als eine Funktion der Signale der unterschiedlichen Fotozellen FC1. . .FC6 vorgenommen werden kann. Es sei außerdem angemerkt, daß dieselbe PLC U außerdem den Motor 4 ansteuern kann, um die Geometrie des Ausgangskettenförderers 0 zu variieren.

Insbesondere in Bezug auf den Variationsbereich der Länge der in der Beschreibungseinleitung genannten Artikel können die Förderer II bis V Längen in der Größenordnung von entsprechend 52, 67,6, 87,88 und 114,24 mm haben. Diese Werte sind rein veranschaulichender Natur und nicht bindend und es wird auf diese als der mögliche Variationsbereich der Länge der oben genannten Artikel Bezug genommen. Insbesondere ist zu würdigen, daß die Längen der Förderer II, III, IV, V, auf die vorstehend Bezug genommen worden ist, solche sind, bei denen, wenn die Länge eines einzelnen Förderers als li bezeichnet ist, wobei i = II bis IV eine allgemeine Gleichung des Typs li+1/li = 1,2 ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, die dazu eingerichtet ist, kurze Artikel zu handhaben (Artikel A1 der Länge zwischen 30-40 mm in Bezug auf die oben genannten Abmessungen), wird die PLC U mit Sensorsignalen von den Fotozellen FC1, FC2, FC3 und FC6 versorgt und steuert (zum Durchführen des phasenmäßigen Ordnens den Antrieb der Förderer I, II, III und VI.

Insbesondere wirkt der Förderer I als der Förderer zum Liefern von Artikeln A1, während die Förderer II und III die eigentliche Funktion des phasenmäßigen Ordnens oder "Inphasebringens" der fraglichen Artikel durchführen. Die Förderer IV und V sind in Bezug auf die Funktion des zeitlichen Koordinierens "inaktiv" und deshalb in dem Sinne neutral, daß sie mit konstanter Geschwindigkeit laufen und die Bewegung der geförderten Artikel weder beschleunigen noch verlangsamen. Die Maßnahme des Inphasebringens wird schließlich durch den Förderer VI beendet, dessen Länge minimal ist (Einstellen des beweglichen Elementes 2 in einer solchen Weise, daß der Abstand, der das stromaufwärtige Ende des Förderers VI von dem Eingriffspunkt der Zinken N separiert, praktisch in derselben Größenordnung wie die Länge des Produktes liegt).

Sobald etwas längere Artikel zu fördern sind (beispielsweise Artikel A2 mit einer Länge zwischen 40 und 52 mm), modifiziert die PLC U die Eingriffsanordnung durch geringfügiges Verlängern des aktiven Abschnittes des Förderers VI (d. h. sozusagen durch Rückpositionieren des bewegbaren Elementes 2 etwas stromabwärts) und weiter dadurch, daß sie - immer, um das phasenmäßige Ordnen zu bewirken - sowohl die Fotozellen FC1, FC2, FC3, FC4 und FC6 als auch die Antriebe der Förderer I, II, III, IV und VI aktiviert (siehe Fig. 2).

In diesem Fall sind neben dem Förderer I, der immer als zumessender Förderer wirkt, die Förderer II und insbesondere die Förderer III und IV, bei dem Ausführen des phasenmäßigen Ordnens gemeinsam mit dem in der Endposition angeordneten Förderer VI aktiv.

Wenn noch längere Artikel A3 (52-67,5 mm) zu handhaben sind, greift die PLC U ein, indem das bewegbare Element 2 weiter zurückbewegt wird und indem in Bezug auf die in Fig. 2 beschriebene Anordnung die Fotozelle FC2 und der Antrieb des zugehörigen Förderers II deaktiviert werden, der danach mit konstanter Geschwindigkeit läuft: dieser Förderer würde in der Tat zu kurz sein, um ein wirksames phasenmäßiges Ordnen der fraglichen Artikel zu bewirken. In diesem Fall (der in Fig. 3 dargestellt ist) wirkt der Förderer I immer wie ein Zulieferer, während die anderen kaskadierten Förderer die geforderte Phasenlage mit einer zunehmend präzisen Annäherung erzielen.

Die in Fig. 4 veranschaulichte Anordnung zeigt, wie es möglich ist, unterschiedliche kombinierte, in Folge angeordnete Förderer zur Handhabung von Artikeln A4 von noch größerer Länge (zwischen 67,6 und 87,88 mm) zu verwenden.

Bei einer solchen Anordnung modifiziert die PLC U, außer daß sie das bewegbare Element 2 weiter stromabwärts positioniert, so daß die Länge des aktiven Abschnittes des Förderers VI der Länge der zu handhabenden Artikel entspricht, die Steueranordnung gegenüber der in Fig. 3 dargestellten durch Wiederaktivieren des Antriebs des Förderers II und durch koppeln desselben mit dem Förderer III in einer solchen Weise, daß die Förderer II und III als ein einziger Förderer wirken, der von der PLC U in Abhängigkeit von dem Sensorsignal der Fotozelle FC3 gesteuert wird, die an dem ausgangsseitigen Ende der die Förderer II und III umfassenden Anordnung angeordnet ist.

Im Betrieb wird bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung das phasenphasenmäßige Ordnen durch die Förderer II und III (die gemeinsam als ein einzelner Förderer der Länge wirken, die gleich der Summe der Längen der gekoppelten Förderer ist), den Förderer IV, den Förderer V und den Förderer VI sowie durch den Förderer I ausgeführt.

Fig. 5 zeigt, wie, wenn Artikel A5 der Länge zwischen 87,88 und 114 mm gehandhabt werden, die Möglichkeit des paarweisen Koppelns auf die Förderer III und IV angewendet wird, die dann als ein einzelner Förderer in Abhängigkeit von dem von der Fotozelle FC4 erzeugten Signal arbeiten. Der Förderer II ist deaktiviert (was sich, wie immer, auf die Funktion des In-Phase-Bringens bezieht), genauso ist die Fotozelle FC2 deaktiviert, während die Förderer V und VI fortgesetzt als phasenmäßig ordnende Förderer wirken, die von Signalen der entsprechenden Fotozellen FC5 und FC6 gesteuert werden.

Im Hinblick auf noch längere Artikel (die Anordnung nach Fig. 6 in der Größe von 114-148,5 mm) existiert die Möglichkeit von weiteren Tandemkopplungen von Förderern.

In diesem Fall koppelt die PLC U zusätzlich zu dem Positionieren des bewegbaren Elementes weiter stromabwärts die Antriebe der Förderer II, III und IV in einer solchen Weise, daß diese Förderer als ein einzelner Förderer der Länge wirken, die gleich der Summe der drei gekoppelten Förderer ist und die Bewegung der Förderer ist in Abhängigkeit von dem Sensorsignal gesteuert, das von der Fotozelle FC3 erzeugt wird. Ähnlich sind die Förderer V und VI im Hinblick auf die Antriebe gekoppelt, so daß sie als ein einzelner Förderer wirken, der von dem Signal der Fotozelle FC5 gesteuert wird.

Deshalb wirkt bei der Anordnung nach Fig. 6 der Förderer I weiter als der Zulieferer in Abhängigkeit des Signales der Fotozelle FC1, während die Förderer II, III und IV, die mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten, einerseits, und die Förderer V und VI, die alle mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten, andererseits, die gewünschte Phasenlagenbeeinflussung erzielen.

Durch Vergleich der Anordnung nach Fig. 6 mit den vorstehenden Figuren wird ersichtlich, daß, während bei den Fig. 1 bis 5 der Betrieb jedes aktiven Förderers zum phasenmäßigen Ordnen in Abhängigkeit von dem Sensorsignal einer Fotozelle gesteuert wird, die an dem Ausgangsende des Förderers angeordnet ist, die in Fig. 6 dargestellte Anordnung (dasselbe gilt für die in Fig. 7 dargestellte Anordnung, wie sich besser aus dem folgenden ergibt) außerdem in Abhängigkeit von der Sensorwirkung von Fotozellen (FC3 und FC5) gesteuert wird, die nicht an dem Ausgangs ende der paarweise als ein einzelner Förderer arbeitenden Förderer, sondern in einer im wesentlichen mittleren Position in Bezug auf die Anordnung der gekoppelten Förderer angeordnet sind.

In jahrelanger Forschung gesammelte Erfahrung zeigt in der Tat, daß die Steuerung in Abhängigkeit von einem Sensorsignal aus einer mittleren Position in Bezug auf den Förderer zum Ausführen der Phasenlagenbeeinflussung gegenüber der Steuerung in Abhängigkeit von einem von dem Ausgangsende kommenden Sensorsignal vorzuziehen ist.

Andererseits ist die Anordnung der Fotozelle an dem Ausgangsende eines Förderers derart, daß die Fotozelle in dem Spalt zwischen einander benachbarten Enden zweier kaskadierter Förderer arbeitet, im Hinblick auf die Verläßlichkeit und die Klarheit der Erfassung vorteilhaft. Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung kombiniert zwei Anforderungen auf ideale Weise durch Steuern der Phasenlage in Abhängigkeit von einem Sensorsignal, das aus einer Zwischenposition in Bezug auf eine Fördereranordnung abgeleitet worden ist, die mit der gleichen Geschwindigkeit laufen (die elektronisch verbunden sind) mit der Möglichkeit, ein Sensorsignal zu verwenden, das bei dem Spalt zwischen aufeinanderfolgenden Förderern abgeleitet worden ist.

Wie schon ausgeführt worden ist, betrifft die in Fig. 7 veranschaulichte Anordnung das Inphasebringen von Artikeln beträchtlicher Länge und zu diesem Zweck ist das bewegbare Element 2 soweit wie möglich zurückbewegt. Die Verbindungsanordnung ist im wesentlichen identisch zu der in Fig. 6 dargestellten, mit der Ausnahme, daß die Beeinflussung der Phasenlage durch die Förderer V und VI, die elektronisch miteinander verbunden sind, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal der Fotozelle FC6 erzielt wird, die mit Bezug auf die in Fig. 6 veranschaulichte Anordnung durch Betätigung des Motors 4 weiter zurückbewegt worden ist. Diese Option kann, obwohl sie nicht zwingend ist, wegen des Umstandes erforderlich sein, daß sehr lange Artikel vorhanden sind, wobei das Sensorsignal der Fotozelle FC6 zum Ausführen der Beeinflussung der Phasenlage durch die Förderer V und VI gegenüber dem Signal der Fotozelle FC5 für zu bevorzugen befunden worden ist, die bei sehr langen Artikeln zu nahe an dem eingangsseitigen Ende der Gruppe der Förderer V und VI stehen könnte.

Die Einrichtung I weist eine Vielzahl von Förderern, wie beispielsweise Bandförderer II, III, IV, V zwischen einem Aufgabeeingangsförderer I und einem formschlüssig mitnehmenden Ausgangsförderer N auf, um beispielsweise eine Verpackungsmaschine zu beliefern. Um automatisch an die Handhabung von Artikeln mit unterschiedlichen Längen anpaßbar zu sein, sind wenigstens einige der vorgenannten Förderer, die dazu vorgesehen sind, die sich fortbewegenden Artikel in eine vorbestimmte Phasenlage zu bringen, mit unterschiedlichen Längen ausgebildet, um einen Satz zu bilden, der in der Lage ist, den möglichen variationsbereich der zu handhabenden Artikel abzudecken, indem mehrere Förderer in Kaskade gekoppelt werden. Vorzugsweise weist der stromabwärtige endständige Förderer VI eine Unabhängigkeit von der Länge der zu handhabenden Artikel steuerbare Länge auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Ordnen der Vorwärtsbewegung von Artikeln (A1, . . ., A7) in einer durch eine Gruppe von Phasenförderern (I, II, III, IV, V, VI) bestimmten Richtung, die hintereinander angeordnet sind, mit zugeordneten Steuermitteln (FC1, . . ., FC6); U), die in der Lage sind, die Bewegungsgeschwindigkeit der Phasenförderer wahlweise zu steuern, um die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Artikel entsprechend zu variieren, die von den Phasenförderern (II, III, IV, V, VI) getragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige (II, III, IV, V), gemessen in der Richtung der Vorwärtsbewegung der Artikel, unterschiedliche Längen aufweisen, so daß sie einen Satz bilden, und daß das Steuermittel (1) die Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegung wahlweise bestimmter Kombinationen der Phasenförderer des Satzes in Abhängigkeit von der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung erzielt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) eine Länge aufweist, die einem entsprechenden möglichen Variationsbereich der Längen der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung entspricht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) eine Länge aufweist, die ungefähr eineinhalb Mal der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in dem gegebenen Variationsbereich der Artikellängen entspricht.
  4. 4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) graduell ansteigende Länge aufweisen, wobei die Länge (li+1) jedes Phasenförderers des Satzes stromabwärts von einem anderen Phasenförderer des Satzes ungefähr gleich dem 1,2-fachen der Länge (li) des zu ihm stromaufwärts gelegenen Phasenförderers ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (U) in der Lage ist, eine Gruppe der Phasenförderer des Satzes derart zu koppeln, daß die gekoppelten Phasenförderer als ein einzelner Förderer mit einer Länge wirken, die gleich der Summe der Längen der einzelnen gekoppelten Phasenförderer ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel zugeordnete Sensormittel (FC1, . . ., FC6) aufweist, deren jedes an dem Ende eines zugeordneten Phasenförderers angeordnet ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (U), wenn zwei oder mehrere Phasenförderer miteinander gekoppelt sind, in der Lage ist, die Fördergeschwindigkeit der gekoppelten Phasenförderer in Abhängigkeit von dem Sensorsignal wahlweise zu steuern, das von einem zugeordneten Sensormittel an dem Ende eines Phasenförderers erzeugt worden ist und das in einer nichtstromabwärtigen Position zu den gekoppelten Phasenförderern angeordnet ist.
  8. 8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenförderer einen stromabwärtigen, das Ende bildenden Phasenförderer (V1) enthalten, der an der weitesten stromabwärtigen Position des Satzes der Phasenförderer (I bis VI) angeordnet ist, und daß die aktive Länge des stromabwärtigen, das Ende bildenden Phasenförderers (VI) in Abhängigkeit von der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung wahlweise variabel ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts von dem das stromabwärtige Ende bildenden Phasenförderer (VI) ein Ausgangsförderer (0) angeordnet ist, der im wesentlichen durch einen formschlüssigen Förderer gebildet ist, der Artikelmitnahmeeinrichtungen (N) aufweist und dem ein bewegbares Element (2) zugeordnet ist, das in Bezug auf die Einrichtung in Längsrichtung verschiebbar ist, um die Eingriffsposition zwischen den Mitnahmemitteln (N) und den Artikeln wahlweise zu variieren, die sich auf dem das stromabwärtige Ende bildende Phasenförderer (VI) bewegen; wobei die Eingriffsanordnung derart ausgebildet ist, daß die Veränderung der Eingriffsposition eine Veränderung der nutzbaren Länge des Antriebsabschnittes des das stromabwärtige Ende bildenden Phasenförderers (VI) verursacht.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsförderer (0) ein Zinkenförderer (N) ist, dessen Zinken wahlweise gesteuert aus der Transportebene des stromabwärtigen End-Phasenförderers (VI) hervortreten.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel einen Sensor (FC6) enthält, der dem bewegbaren Element (2) zugeordnet ist und der in der Lage ist, das Beeinflussen der Geschwindigkeit des stromabwärtigen End-Phasenförderers (VI) zu steuern, wobei die Translationsbewegungen des bewegbaren Elementes (2) eine Verschiebung des Sensorelementes (FC6) in Bezug auf den stromabwärtigen End-Phasenförderer (VI) verursacht.
  12. 12. Verfahren zum Regulieren der Vorschubbewegung von Artikeln (A1, . . ., A7) in einer gegebenen Richtung mittels einer Vielzahl von Phasenförderern (I, II, III, IV, V, VI), die hintereinander angeordnet sind, durch wahlweises Variieren der Fördergeschwindigkeit der Phasenförderer und folglich der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung der Artikel auf den Phasenförderern (I, II, III, IV, V, VI), dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:
    1. - Bereitstellen von wenigstens einigen (II, III, IV, V) Phasenförderern mit unterschiedlichen Längen, gemessen in der Richtung der Fortbewegung der Artikel, um einen Satz zu bilden; und
    2. - wahlweises Verändern der Fördergeschwindigkeit wahlweise bestimmter Kombinationen von Phasenförderern des Satzes in Abhängigkeit von der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Selektion der Längen der Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) in einer solchen Weise aufweist, daß sie für jeden Phasenförderer des Satzes einem zugeordneten möglichen Variationsbereich der Längen der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung entspricht.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Auswahl der Längen der Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) für jeden Phasenförderer des Satzes enthält, daß diese ungefähr eineinhalb Mal der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in dem möglichen Variationsbereich der Artikellängen der Artikel entsprechen.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Auswahl von sich schrittweise erhöhenden Längen der Phasenförderer des Satzes (II, III, IV, V) enthält, wobei die Länge (li+1) jedes Phasenförderers des Satzes stromabwärts zu einem anderen Phasenförderer des Satzes ungefähr gleich dem 1,2- fachen der Länge des jeweils stromaufwärts liegenden Phasenförderers ist.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt einer Kopplung einer Vielzahl der Phasenförderer des Satzes derart enthält, daß die gekoppelten Phasenförderer als ein einzelner Phasenförderer mit einer Länge wirken, die gleich der Summe der Längen der einzelnen gekoppelten Phasenförderer ist.
  17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des selektiven Variierens der Fördergeschwindigkeit der Phasenförderer entsprechend der Position der Artikel (A1, . . ., A7) mittels zugeordneter Sensormittel (FC2, . . ., FC5) enthält, deren jeder an dem Ende eines jeweils zugeordneten Phasenförderers angeordnet ist.
  18. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Phasenförderer gekoppelt sind, die Fördergeschwindigkeit der gekoppelten Phasenförderer in Abhängigkeit von der Position der Artikel (A1, . . ., A7) mittels zugeordneter Sensormittel an dem Ende eines Phasenförderers einreguliert wird, wobei der Sensor eine nichtstromabwärtige Position zu der Gruppe der gekoppelten Phasenförderer einnimmt.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt enthält, daß ein stromabwärtiger End-Phasenförderer (VI) vorgesehen wird, der an dem stromabwärtigen Ende des Satzes von Phasenförderern (I bis VI) angeordnet ist und daß der Schritt vorgesehen wird, daß die aktive Länge des stromabwärtigen Phasenförderers (VI) in Abhängigkeit von der Länge der Artikel (A1, . . ., A7) in der gegebenen Richtung variiert wird.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es das formschlüssige Mitnehmen (N) der Artikel in Vorwärtsrichtung beinhaltet, wenn diese eine Position an dem stromabwärtigen End-Phasenförderer (VI) verlassen haben, wobei die Veränderung dieser Position die Veränderung der nutzbaren Länge des Transportabschnittes des stromabwärtigen End-Phasenförderers (VI) bestimmt.






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