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Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung mit einer Wägezelle für zu wägende Stückgüter, mit einer Transportvorrichtung um das Stückgut der Wägezelle zuzuführen und einem Mittel, um das Stückgut bei der Wägung von der Transportvorrichtung zu entkoppeln.
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Aus der
US 4 478 302 A ist eine Vorrichtung zum Wiegen von Eiern bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Wägezelle und eine spezielle Transportvorrichtung, um die Eier einzeln der Wägezelle zuzuführen, so dass ein Ei zum Zeitpunkt der Wägung auf der Wägezelle aufliegt und von der Transporteinrichtung entkoppelt ist.
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Aus der Druckschrift
DE 197 23 638 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der das Gewicht von Stückgutstapeln, z. B. Käse- oder Wurstscheiben, so ausgeglichen werden kann, dass sich ein einheitliches Sollgewicht ergibt. Diese Vorrichtung weist eine Wägeeinrichtung zur Bestimmung des Gewichts einzelner Stückgutstapel auf.
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Wägevorrichtungen werden beispielsweise beim Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln eingesetzt, da es dort auf eine genaue Dosierung ankommt. Eine Verpackungsanlage kann so aufgebaut sein, dass zunächst eine Verpackung, beispielsweise ein Becher oder Behälter, aus einem Kunststoffmaterial hergestellt oder entstapelt wird, die anschließend mit dem zu verpackenden Gut gefüllt wird. Vor oder nach dem Aufbringen eines Deckels oder eines Verschlusses werden die befüllten Verpackungen einer Wägevorrichtung zugeführt, um mittels einer Wägung die Masse des eingefüllten Produkts festzustellen. Wenn die festgestellte Masse einen unteren oder einen oberen Grenzwert überschreitet, oder von einem eingestellten Sollgewicht abweicht, wird ein Signal ausgegeben oder eine Aktion ausgelöst.
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Die mit dem Produkt befüllten Behälter werden zumeist mittels einer bahnförmigen Transportvorrichtung gefördert. Um eine Wägung vornehmen zu können, muss das zu wiegende Stückgut von der Transportvorrichtung und gegebenenfalls weiteren vorhandenen Führungen oder Halterungen entkoppelt werden, damit die Wägezelle nicht durch Kräfte beaufschlagt wird, die von der Transportvorrichtung verursacht werden. Dieser Vorgang wird als „Freistellen” bezeichnet und soll sicherstellen, dass bei der Wägung lediglich die Masse des zu wiegenden Stückguts erfasst wird, ohne dass sich dessen Transport auf die Wägung auswirkt.
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Es sind bereits Wägevorrichtungen bekannt, bei denen die zu wiegenden Stückgüter auf einer Transportbahn transportiert werden. Zum Freistellen eines Stückguts ist eine Hubstange vorgesehen, die vertikal nach oben verschiebbar ist, um das Stückgut von der Transportvorrichtung zu entkoppeln. In dieser Position wird das Stückgut von einem Halteelement übernommen, das mit der Wägezelle verbunden ist, sodass die Gewichtskraft des Stückguts erfasst werden kann. Dieser Mechanismus weist jedoch den Nachteil auf, dass in der Praxis ein vergleichsweise großer Hub von 30 mm erforderlich ist, der unter Umständen dynamische Schwingungen anregt, die sich nachteilig auf die Wägung auswirken. Zudem erfolgt das Freistellen und die Übergabe an das mit der Wägezelle verbundene Halteelement in mehreren Schritten, sodass der Befüll- und Verpackungsvorgang insgesamt in nachteiliger Weise verlängert wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wägevorrichtung anzugeben, die eine zuverlässige und gleichzeitig schnelle Wägung eines Stückguts ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Wägevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Entkopplungseinrichtung eine das Stückgut von der Transportvorrichtung anhebende Rampe umfasst, die einen in Förderrichtung ansteigenden Abschnitt und einen davon beabstandeten absteigenden Abschnitt aufweist, zwischen denen eine mit einer unterhalb der Rampe angeordneten Haltevorrichtung für das Stückgut verbundene Wägezelle angeordnet ist. Die Erfindung beruht auf der Idee, dass die bei herkömmlichen Wagevorrichtungen vorhandene Hubstange entfallen kann, indem das zu wiegende Stückgut über eine Rampe geführt und dadurch angehoben wird, sodass es von der Transportvorrichtung mechanisch entkoppelt ist. In dieser Position berührt das Stückgut weder die Transportvorrichtung noch irgendwelche Führungs- oder Halteeinrichtungen, sodass die Wägezelle lediglich von dem zu wiegenden Stückgut beaufschlagt wird, das oberhalb der Wägezelle positioniert ist. Die erfindungsgemäße Wägevorrichtung weist den Vorteil auf, dass das Anheben des Stückguts automatisch bei der Förderung erfolgt, insbesondere sind keine zusätzlichen Schritte zum Freistellen des Stückguts erforderlich, die ansonsten den Abfüll- und Verpackungsvorgang verlängern würden.
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Die erfindungsgemäße Wägevorrichtung kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn die Transportvorrichtung Ausnehmungen aufweist, in die die Stückgüter einsetzbar oder eingesetzt sind. Die Anzahl der Ausnehmungen ist unterschiedlich und hängt von dem jeweiligen Einsatzzweck ab. Die Stückgüter werden auf diese Weise einerseits sicher an ihrem Platz und in einem festgelegten Abstand voneinander gehalten, andererseits lassen sie sich leicht aus der Ausnehmungen anheben, wenn das Stückgut sich der Wägezelle nähert.
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Ein besonders sicherer Betrieb und eine störungsfreie Wägung ergeben sich, wenn die Rampe einen ersten Rampenabschnitt und einen parallel dazu angeordneten zweiten Rampenabschnitt aufweist. Die Wägezelle kann dabei unterhalb und zwischen den beiden parallelen Rampen angeordnet sein, sodass das Stückgut während des Transports zwischen dem ersten Rampenabschnitt und dem zweiten Rampenabschnitt hindurchgeführt wird. Durch die beiden parallelen, voneinander beabstandeten Rampenabschnitte ist eine besonders sichere Führung der Stückgüter gewährleistet.
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Bei der erfindungsgemäßen Wägevorrichtung ist vorgesehen, dass die Rampe einen ansteigenden Abschnitt und einen nachfolgenden absteigenden Abschnitt aufweist. Durch den ansteigenden Abschnitt wird das Stückgut von der Transportvorrichtung entkoppelt und freigestellt, beispielsweise indem es aus einer Ausnehmung eines Transportbands angehoben wird. In dieser Position erfolgt die Wägung, anschließend passiert das Stückgut den absteigenden Abschnitt der Rampe, sodass es wieder in den Strom der geförderten Stückgüter eingegliedert wird.
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Eine besonders hohe Effizienz ergibt sich, wenn die Stückgüter durch die Transportvorrichtung der erfindungsgemäßen Wägevorrichtung getaktet bewegbar sind und die Wägung während der Stillstandszeit der Transportvorrichtung erfolgt. Der Vorteil einer Wägung während der Stillstandszeit ist darin zu sehen, dass eine statische Wägung wesentlich genauer als eine Wägung ist, die bei bewegten Massen durchgeführt wird, sodass auch kleinste Über- oder Unterschreitungen des vorgesehenen Füllgewichts des Stückguts erkannt werden können.
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Ein besonders zuverlässiger und störungsfreier Betrieb ergibt sich, da die Haltevorrichtung an die Kontur des Stückguts angepasst ist. Das Stückgut kann dann von der Transportvorrichtung über die Rampe zu der Haltevorrichtung gefördert werden, in der es sicher gehalten wird, sodass die Wägung beim Stillstand des Stückguts vorgenommen werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass im Bereich der Wägezelle eine Hubvorrichtung angeordnet ist, um das Stückgut nach dem Wägevorgang von der Wägezelle anzuheben. Die Hubvorrichtung kann mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden und bewegt das Stückgut nach dem Wägevorgang nach oben, sodass die Wägezelle nicht mehr durch die Gewichtskraft des Stückguts belastet wird. In diesem Zustand kann optional eine Tarierung der Wägezelle vorgenommen werden, durch die der Nullpunkt eingestellt wird.
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Um den Betrieb der erfindungsgemäßen Wägevorrichtung zu verbessern, kann eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein, die so ausgebildet ist, dass sie die Zuführung des Stückguts und den Wägevorgang und gegebenenfalls auch die Tarierung der Wägezelle steuert. Insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung den Wägevorgang exakt während der Stillstandszeit der Transportvorrichtung auslösen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wägevorrichtung in einer Seitenansicht;
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2 die in 1 gezeigte Wägevorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
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3 die in 1 gezeigte Wägevorrichtung in einer weiteren perspektivischen Ansicht; und
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4 eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Wägevorrichtung im Bereich der Wägezelle.
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Die in den 1 bis 4 gezeigte Wägevorrichtung 1 ist Bestandteil einer Befüll- und Verpackungsmaschine, von der ein Teil der Transportvorrichtung gezeigt ist. Die Transportvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von parallelen Transportplatten 2, die jeweils drei Ausnehmungen 3 aufweisen. Die in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Transportplatten 2 mit drei Ausnehmungen 3 sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Bei anderen Ausführungen kann eine Transportplatte acht, zehn, zwölf oder eine andere Anzahl von Ausnehmungen aufweisen. Die Transportplatten 2 sind parallel mit Abstand zueinander angeordnet und werden durch einen nicht dargestellten Antrieb, etwa ein endloses Band, angetrieben. Der Antrieb erfolgt durch einen Servomotor oder einen Schrittmotor, sodass die Transportplatten 2 exakt schrittweise angetrieben und wieder gestoppt werden können. Jede Transportplatte 2 weist mehrere runde Ausnehmungen 3 auf, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Bei anderen Ausführungen kann eine Transportplatte auch eine größere Anzahl an Ausnehmungen aufweisen, sodass zum Beispiel zehn Stückgüter parallel transportiert werden. In jeder Ausnehmung 3 kann ein als Verpackung dienendes Stückgut 4 eingesetzt werden, beispielsweise ein Becher, eine Dose oder dergleichen. Die Stückgüter durchlaufen verschiedene Stationen der Befüll- und Verpackungsmaschine, an denen unterschiedliche Bearbeitungsschritte vorgenommen werden. Zunächst wird die Verpackung aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, anschließend wird sie mit einem Füllgut befüllt. Daran schließt sich das Verschließen durch Aufsetzen eines Deckels oder Aufbringen einer Verschlussfolie an. Die Wägevorrichtung 1 ist integrierter Bestandteil der Befüll- und Verpackungsmaschine, die Wägung kann vor oder nach dem Verschließen des Stückguts erfolgen.
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Die Wägevorrichtung 1 umfasst eine schematisch dargestellte Wägezelle 5, die sich unterhalb einer Rampe 6 befindet. Da jede Transportplatte 2 drei Ausnehmungen aufweist, sind insgesamt drei nebeneinander angeordnete Wägezellen 5 vorgesehen, um jeweils drei Stückgüter 4 gleichzeitig zu wiegen. Die Rampe 6 umfasst einen ansteigenden Abschnitt 7 und einen absteigenden Abschnitt 8. Die Rampe 6 ist unterhalb einer Transportplatte 2 angeordnet, sodass die Stückgüter 4 beim Transport in der durch den Pfeil 9 gekennzeichneten Richtung angehoben und aus der Ausnehmung 3 herausbewegt werden. Der Hub beim Anheben der Stückgüter 4 beträgt lediglich wenige Millimeter, er ist jedoch ausreichend groß, um die Stückgüter 4 von der Transportplatte 2 zu entkoppeln und freizustellen. In diesem Zustand, der besonders gut in 1 zu sehen ist, befindet sich das Stückgut 4 in der höchsten Position der Rampe 6, zwischen dem ansteigenden Abschnitt 7 und dem absteigenden Abschnitt 8. Das Stückgut 4 besitzt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen überstehenden Rand 10, mit dem es während des Transports auf der Transportplatte 2 aufliegt. Wenn sich das Stückgut 4 jedoch in der in 1 gezeigten Position befindet, berührt es die Transportplatte 2 nicht, stattdessen wird es von einer Haltevorrichtung 11 gehalten, die an die Kontur des Stückguts 4 angepasst ist und sich auf der Wägezelle 5 befindet. Während der Stillstandszeit der getakteten Vorschubbewegung der Transportplatte 2 erfolgt die statische Wägung des Stückguts 4 durch die Wägezelle 5. Das Ergebnis dieser Gewichtsmessung wird in üblicher Weise verarbeitet, sodass gegebenenfalls beim Über- oder Unterschreiten vorgegebener Grenzwerte ein Signal gegeben oder eine andere Aktion ausgelöst werden kann.
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Nach der Durchführung der Wägung wird das Stückgut durch die Transportplatte 2 weiter transportiert, wobei es den absteigenden Abschnitt 8 der Rampe 6 passiert, bis es sich wieder in der Ausnehmung 3 befindet. Der Wägevorgang erfolgt absolut synchron mit dem Takt und der Vorschubbewegung der Befüll- und Verpackungsanlage. Die Wägevorrichtung 1 kann daher auch nachträglich in eine vorhandene Befüll- und Verpackungsanlage integriert werden. Mittels einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung wird die Zuführung des Stückguts und der Wägevorgang gesteuert.
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In den perspektivischen Ansichten der 3 und 4 erkennt man, dass die Wägevorrichtung 1 eine Hubvorrichtung 12 aufweist, die im Bereich der Haltevorrichtung 11 angeordnet ist. Die Hubvorrichtung 12 umfasst eine Welle 13, die eine Schwenkbewegung um ihre Längsachse durchführen kann und in regelmäßigen Abständen sich seitlich von der Welle 13 erstreckende Hubarme 14 aufweist, sodass beim Verschwenken der Welle 13 die Hubarme 14 das jeweilige Stückgut 4 anheben. Jeder Wägezelle 5 bzw. jeder Haltevorrichtung 11 sind Hubarme 14 zugeordnet. Nach dem Anheben wirkt die Gewichtskraft des Stückguts 4 nicht mehr auf die Haltevorrichtungen 11 ein, sodass ein Tariervorgang der Wägezellen 5 vorgenommen werden kann, um die Nullposition der Wägezellen 5 festzulegen. Anschließend wird die Welle 13 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wodurch die Hubarme 14 die Stückgüter 4 wieder absetzen.
