DE19532306A1 - Vorrichtung zum Aussortieren von als fehlerhaft erkannten Verpackungseinheiten, die auf einem Hauptförderer in einer bestimmten Richtung transportierbar sind auf mindestens einen anderen Förderer, und Steuerung bzw. Regelung für diese Vorrichtung - Google Patents

Description

Gattung

Vorrichtung zum Aussortieren von als fehlerhaft erkannten Verpackungseinhei­ ten (Flaschen, Dosen, Behälter, Stückgut), die auf einem Hauptförderer gerad­ linig in einer Ebene in einer bestimmten Richtung transportierbar und auf min­ destens einen anderen in der gleichen Ebene und in der gleichen Richtung sowie parallel zum Hauptförderer fördernden Sortierförderer durch einen Aus­ sortierer aussortierbar sind, der über eine als Erkennungsstation ausgebildete Meß- und Kontrolleinrichtung zeitgenau über einen als Servomotor ausgebilde­ ten Schrittmotor ansteuerbar ist und dabei quer, insbesondere orthogonal, zur Förderrichtung des Hauptförderers mit einem Sortierteil gegen die auszusortie­ rende Verpackungseinheit drückt und diese vom Hauptförderer auf wenigstens einen der anderen Sortierförderer wegbewegt, wobei sich die mit dem Schritt­ motor verbundene, horizontale Antriebswelle des Aussortierers um ein gewis­ ses Kreisbogenmaß dreht.

Stand der Technik

Eine derartige Vorrichtung ist durch die auf die Anmelderin zurückgehende DE 37 22 515 vorbekannt. Hierbei muß beim Aussortieren von als fehlerhaft er­ kannten Flaschen durch einen Bürstenrotor eine 180 Grad-Bewegung durchge­ führt werden. Bei der nächsten Fehlerflasche ist abermals eine solche 180 Grad-Bewegung erforderlich, damit das als Segment ausgebildete Sortierteil wieder in seine Ausgangsposition zurückgelangt. Außerdem wird der dort be­ schriebene Rotor über eine Kupplung, die bei Bedarf ein- und ausgeschaltet werden kann, in Bewegung gesetzt.

Aus der DE-OS 34 24 360 ist eine Vorrichtung zum Aussortieren von als fehler­ haft erkannten Verpackungseinheiten, insbesondere von Flaschen, vorbekannt, wobei diese Verpackungseinheiten durch Überführen von einem ersten hori­ zontalen Förderband auf ein zweites parallel daneben laufendes Förderband mittels einer der Flaschen einen Bewegungsimpuls quer zur Bandlaufrichtung erteilenden Ablenkeinrichtung, die von einer Erkennungsstation für fehlerhafte Flaschen zeitgenau angesteuert wird, wobei die Ablenkeinrichtung eine moto­ risch antreibbare Welle mit einem Schraubspiralsegment aufweist, das in Bandlaufrichtung ansteigt. Die Antriebswelle ist außerhalb der Bewegungsbahn der Flaschen parallel zu den Förderbändern angeordnet. Das Schraubspiral­ segment erstreckt sich über einen Drehwinkel von ungefähr 180 Grad. An­ triebswelle und Schraubspiralsegment sollen einteilig ausgebildet sein und aus Kunststoff bestehen. Die Vorrichtung besitzt einen Elektromotor und eine durch die Erkennungsstation einschaltbare Kupplung zum Antrieb der Ablenkungs­ einrichtung.

Nachteilig bei dieser letztbeschriebenen Bauart ist, daß die Gegenstände über einen verhältnismäßig langen Weg in Berührungskontakt mit dem Schraubspi­ ralsegment verbleiben, so daß sie verkratzen und beschädigt werden können. Auch können sich während dieses Weges Erschütterungen oder dergleichen auf die auszusortierenden Gegenstände übertragen. Nachteilig ist ferner der relativ hohe konstruktive Aufwand dieser vorbekannten Bauart.

Aus der US-PS 44 74 295 bzw. aus der inhaltsgleichen DE-PS 31 10 883 ist eine Vorrichtung zum Sortieren von auf einer geradlinigen Bahn mit variablen Geschwindigkeiten bewegten Gegenständen (Behälter, Flaschen, Ver­ packungseinheiten), vorbekannt, indem auf den betreffenden Gegenstand in­ nerhalb einer vorbestimmten Zeiteinheit ein Bewegungsimpuls ausgeübt wird, der dem Gegenstand eine Bewegung erteilt, die von der geradlinigen Bewe­ gungsbahn abweicht, wobei der Bewegungsimpuls nur orthogonal zur geradli­ nigen Bewegungsbahn des Hauptförderers gegen das Stückgut während einer vorgegebenen Zeitspanne einwirkt, wobei der Bewegungsimpuls von einem vorbestimmbaren Minimalwert bis zu einem Maximalwert während des Aussor­ tierens einer Verpackungseinheit auf einen Nebenförderer stetig ansteigend verändert wird.

Hierzu ist eine Vorrichtung zum Aussortieren von als fehlerhaft erkannten Ver­ packungseinheiten vorgesehen, die durch Überführen derselben von einem ersten horizontalen Plattenband auf ein zweites parallel daneben synchron laufendes Plattenband mittels einer der Verpackungseinheit einen Bewe­ gungsimpuls quer zur Bandlaufrichtung erteilenden Ablenkeinrichtung, die von einer Erkennungsstation für fehlerhafte Verpackungseinheiten zeitgenau an­ gesteuert wird und die in Ruhestellung um ein geringes Maß in den Förderweg der Verpackungseinheiten hineinragt. Die Ablenkeinrichtung ist als Stößel aus­ gebildet, der am freien Ende mindestens eine um eine lotrechte Achse drehbar gelagerte, mit einem Umfangsreifen aus Schaumgummi oder dergleichen ver­ sehene Rolle aufweist. Es können auch zwei Rollen am freien Ende des Stößels übereinander so angeordnet sein, daß der Schwerpunkt jeder Ver­ packungseinheit in einer waagerechten Ebene zwischen den beiden Rollen liegt. Die Rolle bzw. die Rollen sind am Stößel frei drehbar gelagert und können synchron zur Fördergeschwindigkeit der Verpackungseinheiten drehangetrie­ ben sein. Zur Betätigung des Stößels dient ein Druckmittelzylinder, der insbe­ sondere als Pneumatikzylinder ausgebildet sein soll. Aus der auf den gleichen Anmelder bzw. Erfinder wie die DE-PS 31 10 883 (US-PS 44 74 295) zurück­ gehenden DE-PS 34 24 360 und aus dem inhaltsgleichen GM 84 19 827 ergibt sich, daß die Dynamik des Druckzylinders bei der US-PS 44 74 295 (DE-PS 31 10 883) zum Antrieb des Stößels der Aussortiervorrichtung auf die auszusortie­ renden Flaschen einen Querimpuls mit einer Schlag- bzw. Stoßbeanspruchung der Flasche erzeugt, die noch immer die Gefahr in sich berge, daß Flaschen mit einem geringen Füllungsgrad beim Aussortiervorgang umfallen und die um­ gefallenen Flaschen Betriebsstörungen auslösen können. Dabei muß man sich vorstellen, daß solche Aussortiervorrichtungen Stundenleistungen von etwa 70 000 bis 100 000 Flaschen, das sind 1167 Flaschen/Min., das sind 19 Fla­ schen/Sek., zu bewältigen haben. Kippt eine Flasche um, so laufen in Sekun­ den zahlreiche Flaschen zu Bruch, so daß die Anlage stillgesetzt werden muß.

Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Aussortiervorrichtung besteht darin, daß die Rollen mit Schaumgummibelag und das Rollenlager am freien Ende des Stößels wegen der auftretenden Verschleißerscheinungen und der Ver­ schmutzung regelmäßig ausgetauscht werden müßten.

Darüber hinaus ist die Ansteuergenauigkeit nicht so gut beherrschbar, weil der Stößel eine Hin- und Herbewegung ausführen muß und bei den hohen Stun­ denleistungen immer wieder um das möglichst genaue, vorbestimmbare Maß in den Förderweg hineinzuragen hat, was sich in der Praxis nur schwer verwirkli­ chen läßt.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß es für den praktischen Erfolg einerlei ist, ob die Rolle in den Förderweg hineinragt oder nicht, ob sie sich dreht und in den Förderweg hineinragt oder als feststehend in den Förderweg hineinra­ gende Rolle ausgebildet ist.

Aus der US-PS 34 71 012 ist eine Vorrichtung vorbekannt zum Sortieren von auf einem Hauptförderer geradlinig in eine Ebene in einer bestimmten Richtung transportierten Behältern, Flaschen, Verpackungseinheiten (Stückgut) auf min­ destens einen anderen in der gleichen Ebene und in der gleichen Richtung sowie parallel zum Hauptförderer fördernden Förderer durch einen als rotieren­ des Endlosband ausgebildeten Aussortierer, der neben dem Hauptförderer an­ geordnet und motorisch intermittierend antreibbar ist und von einer Erken­ nungsstation gesteuert mit einem Aussortiererteil einen Bewegungsimpuls ge­ gen das Stückgut ausübt und es vom Hauptförderer auf wenigstens einen der anderen Förderer wegbewegt, und der sich dadurch auszeichnet, daß das ro­ tierende Endlosband auf seinem Umfang zwei oder mehrere Aussortiererteile aufweist.

Diese Vorrichtung baut konstruktiv sehr aufwendig und ist bei den hohen Stun­ denleistungen kaum oder nur bedingt einsetzbar.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß der voraus­ gesetzten Gattung dahingehend auszubilden, daß das Sortierreil bei hoher Winkelauflösung in Abhängigkeit von der zu sortierenden bzw. auszusortie­ renden Verpackungseinheit bei hoher Frequenzfolge und damit hohen Förder­ leistungen von bis zu 100 000 Flaschen pro Stunde arbeitet.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Steue­ rung bzw. Regelung zum Betreiben der Vorrichtung vorzuschlagen.

Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 oder 2 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Hub des Sortierteils über Drehwinkelgröße und die Größe der Winkelbeschleunigung und die Drehrich­ tung des Sortierteils in Abhängigkeit von der zu sortierenden bzw. auszusortie­ renden Verpackungseinheit gesteuert bzw. geregelt. So ist es möglich, z. B. bei leichten Flaschen einen Drehwinkel von 20 Grad mit einem entsprechenden Hub und bei schweren Flaschen einen Drehwinkel von 30 Grad oder mehr einzusetzen. Nach Durchführung der vorgegebenen Drehwinkelgröße wird das Sortierteil entgegengesetzt angesteuert und in seiner Ausgangsstellung mit hoher Genauigkeit von z. B. weniger als einem Zehntel Grad in seine Aus­ gangsstellung zurückbewegt, das bedeutet, daß das Sortierteil nicht wie beim Stand der Technik 180 Grad oder gar eine volle Drehbewegung durchzulaufen braucht, bis es wieder zur weiteren Sortierung bzw. Aussortierung bereit steht.

Die Aussortierung der Verpackungseinheit, z. B. von Flaschen, erfolgt somit durch eine präzise und schnelle Drehbewegung eines exzentrischen Sortier­ teils, wobei eine impulsartige Kraftübertragung auf die auszusortierende Ver­ packungseinheit, z. B. auf eine Flasche, stattfindet.

Da das Sortierteil entweder von oben nach unten oder von unten nach oben gesteuert werden kann (bei senkrechter oder annähernd senkrechter Ebene), ist sichergestellt, daß die Kraftübertragung zwischen Sortierteil und Flasche im oder möglichst nahe dem Massenmittelpunkt (Schwerpunkt) der Ver­ packungseinheit, z. B. einer Flasche, erfolgt. Damit ist eine stehende Aussor­ tierung von Flaschen bei hohen Leistungen bis zu 100 000 Stück pro Stunde möglich.

Es ergibt sich auch ein gleichbleibendes Aussortierverhalten von z. B. Flaschen durch gleichbleibende Bewegungseigenschaften des Sortierteils (Winkel, Ge­ schwindigkeit, Beschleunigung des Sortierteils).

Des weiteren läßt sich eine optimale Anpassung der Bewegungseigenschaften an die Verpackungseinheiten, z. B. an die Flaschensorte, durch genaue Ein­ stellmöglichkeiten der Bewegungsparameter erreichen.

Erwähnenswert ist auch ein sehr geringer mechanischer Verschleiß, da eine Bewegung nur während des Sortier- bzw. Aussortiervorganges, z. B. beim Aus­ sortieren von Flaschen, stattfindet und die Anzahl beweglicher Teile gering ist.

Das erfindungsgemäße Aussortiersystem besteht primär aus dem Aussortierer mit Sortierteil, dem Servomotor und der intelligenten Positioniereinheit inklusive einem Steuerungsprogramm.

Die wesentlichen Funktionen des Steuerungsprogrammes sind folgende:
Das Steuerungsprogramm bewirkt z. B. die angestrebte Winkelauslenkung. Dies ist bei zwei oder mehr verschiedenen Flaschengrößen erforderlich, um die Flaschen jeweils an ihrem Schwerpunkt oder nahe dem Schwerpunkt zu treffen. Die Erkennung der Flaschengröße bewirkt ebenfalls das Steuerpro­ gramm.

Das Steuerprogramm beinhaltet auch die Geschwindigkeitsanpassung. Durch mechanische Trägheit des Sortierteils entsteht eine konstante Verzögerung zwischen Abrufsignal und Positionierung des Sortierteils. Diese wird bei den verschiedenen Geschwindigkeiten mit Hilfe eines Algorithmus ausgeglichen und die auszusortierende Flasche oder dergleichen wird exakt getroffen.

Das Steuerungsprogramm beinhaltet außerdem eine Umschaltung der Parame­ ter, so daß bei Wechsel der Verpackungseinheiten, z. B. beim Wechseln der Flaschengrößen, lediglich ein Schalter oder dergleichen umgeschaltet werden muß. Es ist aber auch möglich, das Programm so auszugestalten, daß es un­ terschiedliche Verpackungseinheiten selbst erkennt und demgemäß reagiert.

Sofern in den Anmeldungsunterlagen von "Erkennungsstation" die Rede ist, können darunter sogar Gammaköpfe, oder aber Hochfrequenzerkennungssta­ tionen oder eine Etikettenkontrolle oder eine Kamera oder die Verknüpfung sol­ cher Geräte verstanden werden.

Beim Sortieren von unterschiedlichen Flaschen, die auf dem Hauptförderer herangefördert werden, oder aber beim Aussortieren von als fehlerhaft erkann­ ten Flaschen, ergibt sich im wesentlichen folgender Aufbau und Bewegungsab­ lauf: Die Vorrichtung nimmt innerhalb der Abfüllinie bis zu einer Leistung von z. B. 100 000 pro Stunde eine Sortierung bzw. Aussortierung der durchlaufenden Flaschen vor. Beanstandungswürdige- oder auszusortierende Flaschen werden automatisch aussortiert, wobei die volle Funktionsfähigkeit auch bei dicht auf dicht transportierten Flaschen, also bei praktisch Null Millimeter Flaschenab­ stand gewährleistet ist. Dadurch wird sichergestellt, daß nur korrekt abgefüllte und vollständig ausgestattete Flaschen den Abfüllbetrieb verlassen, oder zu sortierende Flaschen auf dem richtigen Förderband ankommen.

Die Elektronik des Meß- und Kontrollsystems wertet die Signale aus und bewertet eine Flasche als "Gut" oder als "Fehler". Eine "Fehler"-Flasche wird von dem Aussortiersystem zeitrichtig und stehend ausgeschleust.

Die von dem Meß- und Kontrollsystem geprüften Flaschen laufen zwischen den korrekt eingestellten Geländerführungen bis zum Aussortierer. Dabei ist es wichtig, daß die Geländerführung korrekt eingestellt wird, damit die Flaschen oder dergleichen nicht hängen bleiben und außerdem die Flaschen oder der­ gleichen gleichmäßig mit sehr geringem Abstand vor dem Sortierer entlanglau­ fen.

Der Sortierer muß die Flasche möglichst im Schwerpunkt treffen, um eine ste­ hende Aussortierung zu gewährleisten.

Die elektronische Übertragung der Fehlersignale von dem Kontrollsystem bis zum Aussortiersystem erfolgt im längenprogrammierbaren Schieberegister.

Die am Registereingang anliegenden Gut- bzw. Fehlersignale werden mit dem Takt des Zahnradgebers oder mit einem Drehimpulsgeber zu den in der Länge vorprogrammierbaren Registerausgängen verschoben. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Flasche vor dem Aussortiersystem.

Beim Anschluß eines Drehgebers kann eine Geschwindigkeitsmessung durch­ geführt werden.

Bei Aussortierung von verschiedenen Flaschensorten wird ein Programmwahl­ schalter zur Auswahl von z. B. unterschiedlichen Ausstoßwinkeln (Drehwinkeln) eingebaut.

Der zeitlich korrigierte Ausstoßimpuls (bei minimaler und maximaler Bandge­ schwindigkeit und dazwischen liegenden Geschwindigkeiten muß die Flasche immer mittig getroffen werden) steuert das Sortierteil zum Ausstoßen einer fehlerhaften Flasche.

Der Einsatz im Staubereich von Flaschen ist nicht möglich, da aufgrund des Staudruckes eine Ausschleusung der fehlerhaften Flaschen nicht möglich ist. Bei der Einplanung eines Stauschalters ist darauf zu achten, daß die Staustrecke so gewählt wird, daß bei Stillstand des Füllers bzw. Etikettierers durch Abschaltung über die Staumelder der Flaschenrückstau nicht bis in den Meß- und Ausstoßbereich hineinragt.

Für den Netzanschluß wird ein dreiadriges Kabel von mindestens 1,55 mm Quadrat Leitungsquerschnitt benötigt. Das Netzkabel wird kundenseitig mit einer Vorsicherung von 6 A versehen sein. Die Anschlußspannung kann 220 V/50/60 Hz, gemessen zwischen Phase und dem Mittelpunkt, betragen. Bei Versorgungsspannungen, die von diesem Wert abweichen, wird werkseitig ein Umspanntransformator vorgeschaltet.

Die Ansteuerung der extern montierten Meß- und Kontrolleinrichtungen, Senso­ ren (Lichtschranken, Initiatoren, Magnetventile) und des Ausgangsrelais erfolgt mit 24 V Gleichspannung (DC).

Der Aussortierer muß durch Einstellung in der Höhe an die entsprechende Flasche angepaßt werden (einmalige Einstellung).

Die Höheneinstellung des Aussortierers muß auf die jeweilige Höhe der Ver­ packungseinheit, z. B. auf die Flaschenhöhe, Flaschenform, deren Gewicht und dem Verhältnis von der vollen zur leeren Flasche, abgestimmt werden.

Bei der Grundeinstellung des Aussortierers sollte der Abstand von der Ober­ kante des z. B. als Plattenband ausgebildeten Hauptförderers bis zur Unter­ kante des Aussortierers bei Euro und Vechy, 40 mm betragen, bei kleineren Flaschen entsprechend tiefer liegen.

Sollten Flaschen sortiert bzw. aussortiert werden, müssen die Flaschen nach der Feineinstellung in einem Abstand von ca. 1 bis 2 mm an dem Sortierteil entlang laufen.

Die korrekte Einstellung des Sortierteils und damit des Aussortierers kann wie folgt kontrolliert werden:
Bei stehendem Transportband stellt man bei Sortieren von Flaschen die Fla­ sche mittig auf den Aussortierer und damit auf das Sortierteil ein.

Nach dem Betätigen der Abruflichtschranke (von Hand) muß z. B. die Flasche stehend ausgestoßen werden.

Die durchlaufenden Flaschen werden dicht an dem Sortierteil vorbeigeführt, ohne dieses zu berühren.

Vor dem Durchlaufen der Flaschen durch die Meß- und Kontrolleinrichtung müssen die Geländerführungen so eingestellt werden, daß die Flaschen mög­ lichst frei auf dem Hauptförderband ohne Geländerführung die Meß- und Kon­ trolleinrichtung passieren und bis zum Aussortierer gelangen. Damit eine syn­ chrone Datenübertragung vom Kontrollsystem bis zum Aussortiersystem mög­ lich ist, muß ein Verrutschen der Flaschen oder dergleichen auf dieser Weg­ strecke vermieden werden.

Die Führungsgeländer durch die Aussortieranlage sollten beim Sortieren bzw. Aussortieren von Flaschen folgende Bedingungen erfüllen:

• 1. Die Führung (Führungsschiene) ist im Bereich vor dem Sortierteil so ein­ zustellen, daß die Flaschen gleichmäßig etwa 5 bis 6 mm zum Gegenge­ länder hingeschoben werden. Damit ist gewährleistet, daß die Flaschen bei Vorbeilaufen am Sortierteil zu diesem immer den gleichen Abstand (etwa 1 bis 2 mm) haben.
• 2. Das Führungsgeländer auf der Sortierteilseite ist so zu montieren, daß alle übrigen Bedingungen erfüllt sind.
• 3. Das Gegengeländer (Ausstoßseite) sollte so nahe wie möglich an die Fla­ sche angenähert werden. Das Geländer darf die Flasche jedoch nicht be­ rühren (ca. 3 mm Abstand zur Flasche).
• 4. Bei Sortenwechsel der Flasche muß das Gegengeländer entsprechend verstellt werden.

Den Aussortiervorgang einer von dem Meß- und Kontrollsystem der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung als fehlerhaft bewerteten Verpackungseinheit, z. B. einer Flasche, leitet eine Abruf-Lichtschranke ein, z. B. eine Abruf-Licht­ schranke der Type RK 18/4 GS. 4. Nach dem Auslaufen der Flasche aus der Abruf-Lichtschranke erfolgt ein Ausstoßsignal auf das Sortierteil. Das Aussor­ tiersystem sortiert dann die entsprechende Flasche aus.

Das Maß in Laufrichtung zwischen der Abruf-Lichtschranke und der Mitte des Sortierteils kann fixiert sein, z. B. 40 bis 60 mm betragen. Die Höheneinstellung der Abruf-Lichtschranke ist z. B. auf 10 mm unterhalb der Flaschenmündung vorzunehmen. Mit einem von außen einstellbaren Potentiometer kann die Abruf-Lichtschranke auf ihre Schaltempfindlichkeit eingestellt werden. Die Ein­ stellung erfolgt ohne Flaschen und bei sauberen Triplesspiegel.

Über einen Hauptschalter wird das Erkennungs- und das Aussortiersystem eingeschaltet. Nach dem Einschalten führt der Aussortierer eine Referenzfahrt durch, d. h. das Rotorsegment führt mehrere Drehungen aus und bleibt dann in der Betriebsposition stehen. Der Programmwählschalter wird beim Sortieren bzw. Aussortieren von Flaschen oder dergleichen auf die gewünschte Ver­ packungseinheit, z. B. die gewünschte Flaschensorte eingestellt. Nach dem Anlaufen des Hauptförderers und der Sortierförderer arbeitet das System. Die Reflektorspiegel der Lichtschranken werden in der Regel täglich auf Sauberkeit geprüft und gereinigt. Der Aussortierer mit seinem Sortierteil ist je nach Durchsatzzahlen der Flaschen einmal monatlich zu überprüfen und bei Abnut­ zung durch ein neues zu ersetzen.

Die Steuerung des Aussortiersystems besteht aus der Positioniereinheit WDP 3-337 mit Leistungsregler mit einem AC-Servomotor.

Die Positioniereinheit WDP 3-337 teilt sich auf in Komponentennetzteil, Lei­ stungsregler und Prozessorteil.

Das Netzteil ist ein A/DC-Wandler und kann ein ein- oder dreiphasig z. B. 230 V AC versorgt werden.

Das Prozessorteil bedient alle Ein- und Ausgänge, die Drehgeberschnittstelle, beide serielle Schnittstellen und kommuniziert mit dem Leistungsregler.

Der Leistungsregler steuert den als Servomotor ausgebildeten Schrittmotor und liest den Resolver ein. Weiterhin werden fünf Wahlschalter und das Poti an der Frontplatte eingelesen und der Betriebszustand auf die einstellige Sieben- Segmentanzeige ausgegeben. Er enthält einen Frequenzumrichter und den PI- Drehzahlregler. Das Gerät kann über zwanzig belegbare Eingänge und zehn frei belegbare Ausgänge verfügen.

Die Vorrichtung ist durch eine zweite serielle Schnittstelle funktionell erweiter­ bar. Hier kann z. B. ein PC angeschlossen werden. Das Sende- und Emp­ fangsprotokoll der zweiten seriellen Schnittstelle kann beliebig programmiert werden (freie Programmierbarkeit).

Die Vorrichtung besitzt die Eigenschaft einer frei programmierten Steuerung mit integrierter Bewegungsprogrammierung. Eine Ablaufprogrammierung ist wie NC-Steuerungen möglich.

Die Programmierung erfolgt mit einem PC und der Programmier-Software BPRO3 oder mit der Programmieroberfläche OED3 und einem Terminal. Die Programmiersprache entspricht den Richtlinien der IEC-Norm 1131-3.

Mit der Software ONLINE3 kann das Gerät in Betrieb genommen und getestet werden.

Sofern in den Anmeldungsunterlagen von einem Schrittmotor oder einem als "Servomotor ausgebildeten Schrittmotor" die Rede ist, werden darunter geeig­ nete Schrittmotoren dieser Art verstanden, z. B. AC-Servomotoren der Type G 423-400 der Firma MOOG. Dieser Schrittmotor zeichnet sich durch kompakte Bauweise und hohe Leistungsfähigkeit aus. Er enthält auch den Resolver zur relativen Positionsbestimmung der Achse.

Es können aber auch andere AC-Motoren zum Einsatz kommen. Die Betriebs­ spannung muß übereinstimmen und die Stromaufnahme muß unterhalb der des Leistungsreglers liegen (vgl. technische Daten der Positioniereinheit WDP3-337).

Bei der Erfindung genügt es also prinzipiell, die Drehrichtung und die Drehwinkelgröße zu regeln. Bei der im Patentanspruch 2 wiedergegebenen Ausführungsform, die eine komplizierte Lösung beinhaltet, werden dagegen die Regelung von mehreren Parametern vorgenommen.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Gemäß Patentanspruch 3 weist die Vorrichtung einen Programmwahlschalter zur Auswahl von z. B. unterschiedlich großen Drehwinkeln des Sortierteils auf. Dadurch kann die Vorrichtung auf verschiedene Flaschensorten (unterschiedliches Gewicht, Standfläche, Größe usw.) umgestellt werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, die Eingänge für den Programmwahlschalter über eine externe SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) anzusteuern.

Die Umstellung auf unterschiedliche Verpackungseinheiten, z. B. auf unter­ schiedliche Flaschengrößen und -formen kann automatisch durch die Vorrich­ tung selbst erfolgen.

In Patentanspruch 4 ist eine alternative Vorrichtung zum Patentanspruch 2 beschrieben.

Eine Ausführungsform nach Patentanspruch 5 wird in der Regel bei mit Flüs­ sigkeit befüllten Behältern, z. B. Flaschen, wählen, da es darauf ankommt, daß sich der Flächeninhalt möglichst nicht bewegt.

Die Patentansprüche 7 bis 8 beschreiben weitere sehr vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung.

In Patentanspruch 9 ist eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben.

Wird eine Ausführungsform nach Patentanspruch 10 gewählt, so kann mit hoher Fre­ quenzfolge gearbeitet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Patentanspruch 11 be­ schrieben. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere in den Fällen, in denen der Aussortierer und damit das Sortierteil in unterschiedlichen Drehrichtungen angesteuert und in ihre Ausgangslage zurückbewegt wird. Zum Beispiel kann mit dem einen Sortierteil bei großen Flaschen von oben nach unten gefahren werden, da in diesem Fall der Schwerpunkt höher liegt, während bei kleinen Flaschen von unten nach oben gearbeitet wird, d. h. das Sortierteil wird so ge­ dreht und beschleunigt, daß es in einem tiefer gelegenen Bereich den Impuls auf die auszusortierende Verpackungseinheit überträgt.

Eine Vorteilhafte Ausführungsform beschreibt Patentanspruch 12.

Die Ausführungsform nach Patentanspruch 13 ermöglicht eine sanfte, ruck­ freie Kraftübertragung von dem Sortierteil auf die auszusortierende bzw. zu sortierende Verpackungseinheit, z. B. eine Flasche. Dabei muß man auch be­ rücksichtigen, daß nicht - wie man zunächst meinen könnte - die Flasche oder dergleichen während der gesamten Drehbewegung des nockenförmigen Aus­ sortierteils an der entsprechenden Oberfläche der Flasche oder dergleichen anliegt. Vielmehr wird es je nach der Höhe der Winkelbeschleunigung und damit je nach Intensität des Impulses zu einer Ablösegeschwindigkeit kommen, bei der sich in die Verpackungseinheit, z. B. eine Flasche, von der Oberfläche des Sortierteils löst und auf der vorgegebenen Bahn - resultierende Bewegung aus der Hubbewegung und der Förderrichtung des Hauptförderers - wegbe­ wegt. Die Vorrichtung und ihre Steuerung bzw. Regelung berücksichtigt dies und stellt sicher, daß auch nach Erreichen der Ablösegeschwindigkeit die Ver­ packungseinheit bzw. die Flasche oder dergleichen so weit wie es erforderlich ist, auf dem Sortierförderer wegbewegt wird.

Vorteilhafterweise ist gemäß Patentanspruch 14 die Kurve Teil eines Kreisbo­ gens. Solche Kurven lassen sich fertigungstechnisch relativ einfach und dem­ gemäß preiswert verwirklichen.

Patentanspruch 15 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform für einen Aussortierer mit zwei Sortierteilen, die über die Umfangsfläche des als Rotor ausgebildeten Aussortierers im Winkelabstand zueinander angeordnet und vorteilhaft gleich groß bemessen sind und die gleichen Formen aufweisen. Vorteilhafterweise weisen aber die beiden nockenförmigen Sortierteile - über den Umfang des Rotors gesehen - in entgegengesetzte Drehrichtungen, um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß durch die betreffenden Sortierteile bei unterschiedlicher Drehrichtung eine Sortierung erreicht werden soll (von oben nach unten oder von unten nach oben, je nach Größe und Schwerpunktslage der zu sortierenden bzw. auszusortierenden Verpackungseinheit).

Patentanspruch 16 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Patentanspruch 17 ist die Welle des Schrittmotors mit dem Rotor des Aussortierers formschlüssig verbunden.

Patentanspruch 18 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Patentanspruch 19 ergibt sich eine leichte Einstell- und Justagemög­ lichkeit für den Aussortierer in Bezug auf die auszusortierenden Verpackungs­ einheit, insbesondere Flaschen, die auf einem Hauptförderer herangefördert werden.

Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Steuerung- und Regelung

Diese Aufgabe wird durch in Patentanspruch 20 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Durch die erfindungsgemäße Regelung wird durch eine Positionsauflösung von z. B. 4096 Schritten pro Umdrehung der Welle des Servomotors eine hohe Genauigkeit erreicht. Insbesondere wird bei sehr hohen Ausstoßleistungen von z. B. 80 000 Flaschen in der Stunde eine Bruchgefahr weitgehend vermieden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die intelligente Regelung sich auf die Flaschengröße, Flaschenform und die Schwerpunktslage sich selbst einstellen kann.

Patentanspruch 21 beschreibt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - beispielsweise veran­ schaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine zum Aussortieren bzw. Sortie­ ren von Flaschen bestimmte Förderanlage in ausschnittsweiser Darstellung, teils diagrammartig gestaltet;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Fehlerimpulse über die Zeit an der sogenannten Erkennungsstation;

Fig. 3 die Fehlerimpulse, hervorgerufen durch die Flaschen an der Licht­ schranke vor dem Aussortierer über die Zeit;

Fig. 4 den Abrufimpuls an der Lichtschranke, über die Zeit;

Fig. 5 eine blockbildartige Darstellung der Vorrichtungsteile in einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 eine Ansicht des Richtung des Pfeiles A der Fig. 7;

Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B der Fig. 6;

Fig. 8 einen Teildraufsicht nach der Linie VIII-VIII der Fig. 6, teils im Schnitt;

Fig. 9 eine Teildraufsicht nach der Linie IX-IX der Fig. 6;

Fig. 10 einen Teilschnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 und

Fig. 11 den aus Fig. 10 ersichtlichen als Rotor ausgebildeten Aussortierer in perspektivischer Darstellung.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Hauptförderer bezeichnet, der sich bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform - jeweils in der Zeich­ nungsebene gesehen - von links nach rechts und bei den Darstellungen nach den Fig. 8 und 9 von rechts nach links - dargestellt durch die Pfeile, bewegt. Neben dem Hauptförderer 1 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 minde­ stens ein weiterer Sortierförderer 2 angeordnet, während bei der Ausführungs­ form nach Fig. 8 drei Sortierförderer 3, 4 und 5 angeordnet sind.

Sowohl der Hauptförderer 1 als auch sämtliche Sortierförderer 2 bis 5 können im Bedarfsfalle einzeln oder gemeinsam durch mit regelbaren Antrieben ausge­ rüstete motorische Antriebe mit ggf. einstellbarer und variabler Geschwindigkeit angetrieben werden.

Während der Hauptförderer 1 in der Regel als Plattenförderer ausgebildet ist, können die Sortierförderer 3, 4 und 5 Kettenförderer sein, aber auch Plattenför­ derer darstellen.

Besonders beim Sortieren von Flaschen ist es üblich, Plattenförderer durch eine geeignete Flüssigkeit zu schmieren, um das Überleiten von auszusortie­ renden Flaschen von dem Hauptförderer 1 auf einen oder mehreren der Sor­ tierförderer 3 bis 5 zu erleichtern und ein Umfallen von auszusortierenden oder zu sortierenden Flaschen auszuschließen.

Mit 6 ist in der Zeichnung eine Erkennungs- und Meßstation bezeichnet, die bei den dargestellten Ausführungsformen die Bahn des Hauptförderers 1 und damit auch die auf ihm beweglichen Verpackungseinheiten, z. B. Flaschen 7, über­ greift.

Im Abstand in Förderrichtung X bzw. Y der Erkennungs- und Meßstation 6 nachgeschaltet ist eine Abruflichtschranke 8 angeordnet. Für verschieden große Verpackungseinheiten oder Flaschen 7 (Fig. 5) können zwei solcher Ab­ ruflichtschranken 8, und zwar oben und unten, vorgesehen sein (Fig. 5).

Der Abruflichtschranke 8 unmittelbar nachgeschaltet ist ein Aussortierer 9 in Form eines Rotors. Dieser Aussortierer 9 ist unmittelbar auf einer Welle 10 ei­ nes als Servomotor ausgebildeten Schrittmotors 11 angeordnet. Zu diesem Zweck greift die Welle 10 formschlüssig in eine zentrische, vorliegend einseitige quadratische Ausnehmung 12 (Fig. 11) des Aussortierers 9 ein und durchgreift mit einem zylindrischen Wellenstück 13 eine die Ausnehmung 12 zentrisch durchsetzende Bohrung 14. Das Wellenstück 13 ist an seinem Ende mit einem Gewinde versehen, auf das eine Unterlegscheibe mit geeigneter Sicherung, z. B. eine Schraubenmutter, angeordnet ist. Die Unterlegscheibe und die Schrau­ benmutter oder Sicherung befinden sich in einer Aussparung 16 des Aussortie­ rers 9.

Mit 15 ist eine Unterlegscheibe bezeichnet.

Das Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Abdeckgehäuse.

Bei 18 ist ein Schieberegister und bei 19 eine Positioniereinheit angeordnet. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Erkennungsstation 6 mit dem Schieberegister 18, der Positioniereinheit 19, dem Servomotor 11 und der Abruflichtschranke 8 in geeigneter Weise elektrisch verbunden.

Bei 20 ist ein Zahnrad veranschaulicht. Dadurch können die am Schieberegi­ ster anliegenden Gut - bzw. Fehlersignale mit dem Takt des Zahnradgebers oder mit einem Drehimpulsgeber zu denen der Länge vorprogrammierten Re­ gisterausgängen verschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Flasche vor dem Aussortierer 9.

Beim Anschluß eines Drehgebers 21 kann eine Geschwindigkeitsmessung durchgeführt werden.

Bei 22 ist ein Programmschalter vorgesehen, um beim Aussortieren von ver­ schiedenen Flaschensorten bzw. von verschiedenen Verpackungseinheiten zur Anwahl von z. B. unterschiedlichen Drehwinkeln und damit Ausstoßhüben und ggf. Winkelbeschleunigungen zu gelangen.

In der Zeichnung ist ein Aussortierer 9 mit zwei nockenförmigen Sortierteilen 23 und 24 veranschaulicht worden. Diese beiden Sortierteile 23 und 24 sind bei der dargestellten Ausführungsform gleich groß und gleich geformt, weisen aber bei willkürlicher Annahme einer Drehrichtung des Aussortierers 9 in Umfangs­ richtung in entgegengesetzte Richtungen. Das Sortierteil 24 ist der Drehrich­ tung F und das Sortierteil 23 der Drehrichtung E zugeordnet. Dadurch hat man es in der Hand, bei großen und schwereren Verpackungseinheiten 7, z. B. bei großen Flaschen, die Welle 10 des Schrittmotors 11 in Richtung E oder in Richtung F um ein gewisses Bogenmaß zu drehen und dadurch auch glei­ chermaßen den Aussortierer 9 zu bewegen. Wird die Welle 10 in Richtung E angesteuert, dann trifft das Sortierteil 24 auf die auszusortierende Flasche 7 in einem größeren Abstand von der Oberfläche des Hauptförderers 1 als bei einer Drehrichtung in Richtung F das Sortierteil 23. Die Drehrichtung F wird man in der Regel bei kleineren und leichteren Verpackungseinheiten, z. B. bei kleine­ ren Flaschen, wählen, um ein Umstoßen der Verpackungseinheit 7 zu vermei­ den und eine stehende Aussortierung zu bewerkstelligen. Dabei wird über den Schrittmotor 11 der Aussortierer 9 über ein vorbestimmtes Bogenmaß ange­ steuert und sofort wieder in seine Ausgangsstellung, entgegengesetzt, zurück­ gesteuert, d. h., daß nicht wie beim Stand der Technik der rotorförmige Aussor­ tierer 9 180 Grad zunächst durchlaufen muß. Da nur eine Steuerung um ein kleines Bogenmaß, von z. B. 20 Grad erfolgt, lassen sich innerhalb sehr kurzer Zeitspannen die Hubbewegungen vornehmen, was eine hohe Arbeitsfrequenz mit hohen Aussortierleistungen von z. B. 80 000 bis 100 000 Flaschen/Stunde erlaubt. Die Drehbewegung der nockenförmigen Sortierteile 23 und 24 erfolgt dabei in einer vertikalen Ebene, da die Welle 10 des Schrittmotors 19 horizontal oder im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Man wird die Welle 10 auch in der Regel parallel zur Förderrichtung X bzw. Y neben dem Hauptförderer 1 an­ ordnen, wenngleich es auch möglich wäre, die Welle in einem spitzen Winkel zur Förderrichtung X bzw. Y anzuordnen und/oder sie in Richtung zur Horizon­ talen unter einen spitzen Winkel zu neigen.

Wie man insbesondere aus Fig. 10 erkennt, verläuft der Drehmittelpunkt des Aussortierers 9 durch die orthogonal zueinander stehenden Mittellinien 25 und 26, die auch die Drehlängsachse der Welle 10 des Servomotors 11 schneiden.

Das nockenförmige Sortierteil 24 wird von einem Kreisbogen 27 begrenzt, dessen Mittelpunkt bei 28 liegt, während die äußere Mantelfläche des Sortier­ teils 23 von einem Kreisbogen 29 begrenzt wird, dessen Mittelpunkt bei 30 liegt. Eine durch die Mittelpunkte 28 und 30 gezogene grade Linie 30 verläuft parallel zu der Mittellinie 26 und bei der dargestellten Ausführungsform außer­ halb der Peripherie der Welle 10 und auf der den Sortierteilen 23, 24 entge­ gengesetzten Seite der Welle 10. Die nockenförmigen Sortierteile 23 und 24 erstrecken sich über einen Winkel α bzw. β von annähernd 30 Grad. An ihren jeweils nach außen gerichteten spitz zulaufenden Eckbereichen sind sie durch je ein Radius 31 bzw. 32 abgerundet. Daran schließt sich jeweils eine gerade Linie 33 bzw. 34 unter einem spitzen Winkel an, die jeweils durch einen Radius 35 bzw. 36 in die jeweilige Außenmantelfläche 37 bzw. 38 des rotorförmigen Aussortierers 9 übergehen. Die beiden Sortierteile 23 und 24 sind also in Be­ zug auf die Drehlängsachse der Welle 10 exzentrisch angeordnet. Durch eine schnelle, oszillierende Drehbewegung in Richtung E bzw. F lassen sich somit sehr hohe Sortierleistungen des plattenförmigen, vorliegend doppellockenartig ausgebildeten Aussortierers 9 erreichen.

Statt zweier Sortierteile 23, 24 kann auch nur ein nockenförmiges Sortierteil, z. B. 24, vorgesehen sein.

Anstatt - wie dargestellt - die nockenförmigen Sortierteile 23 und 24 durch Kreisbogen zu begrenzen, können auch andere geeignete Kurven, z. B. Evol­ venten oder Evoluten, zur Anwendung kommen, falls dies für das Beschleuni­ gungsverhalten und den zu erzielenden Impuls, der auf die Verpackungseinheit 7 auszuüben ist, von Vorteil sein sollte. Wie schon dargelegt, ist es je nach Drehwinkelbeschleunigung nicht möglich, den Kreisbogen 27 bzw. 29 auf dem gesamten Bogenmaß an der auszusortierenden Verpackungseinheit 7, z. B. an der Außenwand und einer Flasche 7, anliegen zu lassen, und während des gesamten Bogenmaßes einen Impuls auf die Flasche oder dergleichen auszu­ üben. Vielmehr wird zu einem gewissen Punkt die Abhebegeschwindigkeit er­ reicht, von der die Verpackungseinheit 7 durch die übertragene Energie auf das Sortierband 3 oder dergleichen wegbewegt wird und sich damit von dem Aus­ sortierer 9 löst. Man kann mathematisch untersuchen, wie groß das Bogenmaß der jeweiligen Kreisbögen 27 und 29 zu sein braucht. Auf diese Weise lassen sich die Aussortierer 9 relativ platzsparend gestalten, um auch bei hohen Fla­ schenfolgen, z. B. dicht auf dicht, die gewünschte Aussortierleistung zu erzie­ len.

Wenn in den Anmeldungsunterlagen von Aussortierleistung oder Sortierleistung gesprochen wird, so wird darunter nicht nur das Aussortieren und Sortieren von fehlerhaft gefüllten Verpackungseinheiten 7 verstanden. Vielmehr können auch auf einem Hauptförderer 1 herangeförderte unterschiedlich gestaltete Flaschen (Größe und Form) auf verschiedene Sortierförderer mittels einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung sortiert werden. Unter dem Begriff "aussortiert" wird also auch ein "Sortiervorgang" verstanden.

Der Schrittmotor 11 mit dem Aussortierer 9 sind bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform über ein Standrohr 39 mit Aufstellfüßen 40 auf dem Boden 41 ange­ ordnet. Die Aufstellfüße 40 sind höhenverstellbar, um die Vorrichtung genau horizontal ausjustieren zu können. Außerdem läßt sich der Aussortierer 9 mit dem Schrittmotor 11 über ein Handrad 42 in der Höhe verstellen und arretieren.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:
Nach dem Einschalten eines Hauptschalters führt der Aussortierer 9 zunächst einige Umdrehungen aus und bleibt dann im Betriebszustand stehen. Dies kann der Lage entsprechend Fig. 10 entsprechen. Mit Hilfe eines Referenz­ schalters 43 wird dem Programm die absolute Achsposition mitgeteilt.

Zum einmaligen Einstellen der Parameter (Kreisbogen bzw. Auslenkungswinkel der Sortierteile 23 bzw. 24 in Richtung E bzw. F, Fördergeschwindigkeit des Hauptförderers 1, Winkelbeschleunigung der Sortierteile 23 bzw. 24) kann ein PC 44 an die Positioniereinheit angeschlossen werden.

Fehlerhafte Flaschen oder dergleichen 7 werden von der Erkennungseinheit 6 erkannt und beim Passieren der Abruflichtschranken 8 durch den Aussortierer 9 auf eines der Sortierbänder, z. B. 3, aussortiert.

Beim Betrieb mit unterschiedlichen Flaschengrößen werden zwei Lichtschran­ ken 8 - oben und unten, Fig. 5 - verwendet. Das Steuerprogramm erkennt mit Hilfe der beiden Abruflichtschranken 8, um welche Flaschengröße oder derglei­ chen es sich handelt und steuert den Aussortierer 9 entsprechend in Richtung E oder F, d. h. entweder ab- oder aufwärts in Bezug auf den Hauptförderer 1. So wird die Flasche oder dergleichen 7 im Schwerpunkt getroffen und stehend aussortiert.

Durch Umschalten des Programmschalters 22 können z. B. verschiedene Auslenkungs- bzw. Drehwinkel in Richtung E bzw. F des Aussortierers 9 angewählt werden. Dies ist bei verschiedenen Flaschensorten (unterschiedliches Gewicht, Standfläche, Größe usw.), erforderlich. Es besteht die Möglichkeit, die Eingänge für den Programmwahlschalter 22 über eine externe SPS anzusteuern.

Der Drehgeber 21 ist mit der Welle des Hauptförderers 1 verbunden, wodurch das Programm eine in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des Hauptförderers 1 abhängige Korrektur vornehmen kann.

Die am Registereingang anliegenden Gut- bzw. Fehlersignale werden mit dem Takt des Zahnradgebers 20 oder mit einem Drehimpulsgeber zu dem in der Länge vorprogrammierten Registerausgänge verschoben. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die auszusortierende Flasche 7 oder dergleichen vor der Abruf­ lichtschranke 8 und vor dem Aussortierer 9, also vor dem Aussortiersystem.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschrei­ bung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Beispiel für ein Programm zur Regelung einer Positioniereinheit WDP3 33X der Firma Berger Lahr GmbH, Lahr zur Ansteuerung eines bürstenlosen Servomo­ tors der Baureihe G 423 der Firma MOOG GmbH, Düsseldorf:

Bezugszeichenliste

 1 Hauptförderer
 2 Sortierförderer
 3 Sortierförderer
 4 Sortierförderer
 5 Sortierförderer
 6 Erkennungs- und Meßstation
 7 Verpackungseinheit, Flasche
 8 Abruflichtschranke
 9 Aussortierer
10 Welle
11 Schrittmotor, Servomotor
12 Ausnehmung
13 Wellenstück
14 Bohrung
15 Unterlegscheibe
16 Aussparung
17 Abdeckgehäuse
18 Schieberegister
19 Positioniereinheit
20 Zahnrad, Zahnradgeber
21 Drehgeber
22 Programmschalter, Programmwahlschalter
23 Sortierteil
24 Sortierteil
25 Mittellinie
26 Mittellinie
27 Kreisbogen
28 Mittelpunkt
29 Kreisbogen
30 Mittelpunkt
31 Radius
32 Radius
33 Linie
34 Linie
35 Radius
36 Radius
37 Außenmantelfläche
38 Außenmantelfläche
39 Standrohr
40 Aufstellfuß
41 Boden
42 Handrad
43 Referenzschalter
44 PC-Drehrichtung des Aussortierers F
α Winkel
β Winkel
X Förderrichtung
Y Förderrichtung

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Aussortieren von als fehlerhaft erkannten Ver­ packungseinheiten (Flaschen, Dosen, Behälter, Stückgut), die auf ei­ nem Hauptförderer geradlinig in einer Ebene in einer bestimmten Richtung transportierbar und auf mindestens einen anderen in der glei­ chen Ebene und in der gleichen Richtung sowie parallel zum Hauptför­ derer fördernden Sortierförderer durch einen Aussortierer aussortierbar sind, der über eine als Erkennungsstation ausgebildete Meß- und Kon­ trolleinrichtung zeitgenau über einen als Servomotor ausgebildeten Schrittmotor ansteuerbar ist und dabei quer, insbesondere orthogonal, zur Förderrichtung des Hauptförderers mit einem Sortierteil gegen die auszusortierende Verpackungseinheit drückt und diese vom Hauptför­ derer auf wenigstens einen der anderen Sortierförderer wegbewegt, wobei sich die mit dem Schrittmotor verbundene, horizontale Antriebs­ welle des Aussortierers um ein gewisses Kreisbogenmaß dreht, da­ durch gekennzeichnet, daß je nach Größe der Verpackungseinheit (7) und je nach Verteilung der Masse (Lage des Massenschwerpunktes; bei Flaschen: Form und Flaschengröße) der mit seiner Welle unmittel­ bar mit dem Aussortierer (9) verbundene Schrittmotor (11) derart bei hoher Sortierleistung und dadurch hoher Frequenzfolge regelbar ist, daß die Drehwinkelgröße und die Drehrichtung (E bzw. F) des Aussor­ tierers (9; von oben nach unten oder von unten nach oben) - in Bezug auf die Förderbahn des Hauptförderers (1) gesehen - mit hoher Winkel­ auflösung von z. B. kleiner als ein Zehntel Grad steuerbar sind, und daß nach Durchführung der Drehbewegung des Aussortierers (9) über den vorbestimmten Drehwinkel der Aussortierer (9) durch den Schritt­ motor (11) in umgekehrter Drehrichtung (z. B. E) ansteuerbar und mit ebensolch hoher Genauigkeit in seine Ausgangsposition zurückdrehbar ist, wobei insbesondere die Ansteuerung des Aussortierers (9) durch den Schrittmotor (11) zeitlich korrigierbar ist (bei minimaler und maximaler Fördergeschwindigkeit des Hauptförderers (1) und allen dazwischen liegenden Fördergeschwindigkeiten wird die auszusortierende Verpackungseinheit (7) im vorbestimmten Bereich, also möglichst mittig, vom Sortierteil (z. B. 24) getroffen), von Anpassungswerten bei der Regelung abgesehen.

2. Vorrichtung zum Aussortieren von als fehlerhaft erkannten Ver­ packungseinheiten (Flaschen, Dosen, Behälter, Stückgut), die auf ei­ nem Hauptförderer geradlinig in einer Ebene in einer bestimmten Richtung transportierbar und auf mindestens einen anderen in der glei­ chen Ebene und in der gleichen Richtung sowie parallel zum Hauptför­ derer fördernden Sortierförderer durch einen Aussortierer aussortierbar sind, der über eine als Erkennungsstation ausgebildete Meß- und Kon­ trolleinrichtung zeitgenau über einen als Servomotor ausgebildeten Schrittmotor ansteuerbar ist und dabei quer, insbesondere orthogonal, zur Förderrichtung des Hauptförderers mit einem Sortierteil gegen die auszusortierende Verpackungseinheit drückt und diese vom Hauptför­ derer auf wenigstens einen der anderen Sortierförderer wegbewegt, wobei sich die mit dem Schrittmotor verbundene, horizontale Antriebs­ welle des Aussortierers um ein gewisses Kreisbogenmaß dreht, da­ durch gekennzeichnet, daß je nach Größe der Verpackungseinheit (7) und je nach Verteilung der Masse (Lage des Massenschwerpunktes; bei Flaschen: Form und Flaschengröße) der mit seiner Welle unmittel­ bar mit dem Aussortierer (9) verbundene Schrittmotor (11) derart bei hoher Sortierleistung und dadurch hoher Frequenzfolge regelbar ist, daß die Drehwinkelgröße, die Winkelbeschleunigung, die Geschwindig­ keit und die Drehrichtung (E bzw. F) des Aussortierers (9; - von oben nach unten oder von unten nach oben) - in Bezug auf die Förderbahn des Hauptförderers (1) gesehen - mit hoher Winkelauflösung von z. B. kleiner als ein Zehntel Grad steuerbar sind, und daß nach Durchfüh­ rung der Drehbewegung des Aussortierers (9) über den vorbestimmten Drehwinkel der Aussortierer (9) durch den Schrittmotor (11) in umge­ kehrter Drehrichtung (z. B. E) ansteuerbar und mit ebensolch hoher Genauigkeit in seine Ausgangsposition zurückdrehbar ist, wobei ins­ besondere die Ansteuerung des Aussortierers (9) durch den Schrittmo­ tor (11) zeitlich korrigierbar ist (bei minimaler und maximaler Förderge­ schwindigkeit des Hauptförderers (1) und allen dazwischen liegenden Fördergeschwindigkeiten wird die auszusortierende Verpackungsein­ heit (7) im vorbestimmten Bereich, also möglichst mittig, vom Sortierteil (z. B. 24) getroffen).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf unterschiedliche Verpackungseinheiten (7) durch einen Programmwahlschalter (22), z. B. hinsichtlich der Drehrichtung (E bzw. F) des Aussortierers (9), Drehwinkelbeschleunigung des Aussor­ tierers (9) und/oder Drehwinkel ansteuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt bei Wechsel von Verpackungseinheiten, z. B. Wechsel der Fla­ schengröße, einen Programmschalter oder dergleichen manuell umzu­ schalten, die Vorrichtung unterschiedliche Verpackungseinheiten selbst erkennt und demgemäß das Sortierteil (9) dementsprechend regelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meß- und Kontrolleinrichtung (6) hinter dem Füller, hinter dem Verschließer oder hinter dem Etikettierer in einem möglichst ruhigen und erschütterungsfreien Bereich angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meß- und Kontrolleinrichtung (6) wenigstens eine Abruf-Lichtschranke (8) zugeordnet ist, die in Förderrichtung (X bzw. Y) des Hauptförderers (1) etwa 40 bis 60 mm von der Mitte des Sortierteils (z. B. 24) entfernt angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ ruf-Lichtschranke (8) etwa 10 mm unterhalb der Flaschenmündung von auszusortierenden Flaschen (7) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abruf-Lichtschranke (8) mit einem von außen einstellbaren Poten­ tiometer auf ihre Schaltempfindlichkeit einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung für den Aussortierer eine Positio­ niereinheit (19) mit Leistungsregler für einen AC-Servomotor aufweist und daß die Positioniereinheit (19) ein Netzteil, einen Leistungsregler und ein Prozessorteil aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzteil ein AC/CD-Wandler ist, während das Prozessorteil alle Ein- und Ausgänge, die Drehgeberschnittstelle, beide seriellen Schnittstel­ len bedient und mit dem Leistungsregler kommuniziert, während der Leistungsregler den als Servomotor ausgebildeten Schrittmotor (11) steuert und den Resolver einliest, wobei das Gerät die Eigenschaft ei­ ner frei programmierbaren Steuerung mit integrierter Bewegungspro­ grammierung aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, wobei der Aussortierer und das Sortierteil einstückig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussortierer (9) an seinem Umfang zwei entgegengesetzt gerichtete Sortierteile (23, 24) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierteile (23, 24) in Drehrichtung eine nockenförmige Gestaltung aufweisen.

13 Vorrichtung nach Anspruch 11 bzw. 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierteile (23, 24) eine in Drehrichtung stetig ansteigende Keilform aufweisen, die an ihrer Außenmantelfläche (37, 38) durch eine Kurve begrenzt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve (27, 29) Teil eines Kreisbogens ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf je­ der Seite - spiegelbildlich - zu einer orthogonal und geradlinig durch den Drehmittelpunkt der Welle (10) des Schrittmotors (11) verlaufenden gedachten Mittellinie (25) je einer der Mittelpunkte (28, 30) der Kreis­ bogen für das Sortierteil (23, 24) liegt, und zwar auf der den Sortiertei­ len (23, 24) abgewandten Seite der Welle (10) des Schrittmotors (11), wobei die durch den Kreismittelpunkt der Welle (10) des Schrittmotors (11) verlaufende gedachte Mittellinie (25) orthogonal zu der Verbin­ dungslinie (30) verläuft, die diese Kreismittelpunkte (28, 30) verbindet, wobei die Radien (31, 32) der Sortierteile (23, 24) gleich groß sind und die Enden der nockenförmigen Sortierteile (23, 24) durch Kreisbögen (35, 36) abgerundet sind und durch je einen weiteren Kreisbogen (35, 36) in die Umfangsfläche (37, 38) des übrigen Sortierteils (9) überge­ hen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Ruhestellung des Aussortierers (9) die Symme­ trielinie der Sortierteile (23, 24) durch den Drehmittelpunkt der Welle (10) des Schrittmotors (11) und horizontal verläuft.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Welle (10) des Schrittmotors (11) den Aussor­ tierer axial durchgreift und an ihren dem Schrittmotor (11) abgewand­ ten Ende lösbar gehaltert ist, derart, daß die Welle (10) mit einer Pro­ filausbildung in einer formmäßig angepaßten, einseitigen Ausnehmung (12) des Aussortierers (9) formschlüssig eingreift.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf ei­ ner Unterlegscheibe (15) eine gesicherte Mutter die Welle (10) des Schrittmotors (11) mit dem Aussortierer (9) verbindet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aussortierer (9) mit dem Schrittmotor (11) an einem neben dem Hauptförderer (1) auf dem Boden stehenden Gestell (39, 40) höhenverstellbar und einstellbar sowie arretierbar angeordnet ist.

20. Steuerung bzw. Regelung für eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 19 mit einem motorisch angetriebenen Hauptförderer, einer Erkennungs- und Meßstation, einem AC-Schritt­ motor, einer Positioniereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinheit (Netzteil, Leistungsregler und Prozessorteil) einen AC-Servomotor Schrittmotor (11) ansteuert, der seine Drehwinkelbe­ wegungen mit seiner Antriebswelle (10) unmittelbar auf einen als Rotor ausgebildeten Aussortierer (9) überträgt, derart, daß ein Steuerpro­ gramm mit Hilfe von wenigstens einer, vorzugsweise mit Hilfe von zwei Abruflichtschranken (8) die zu sortierenden oder auszusortierenden Verpackungseinheit (7) erkennt und je nach Größe der Verpackungs­ einheit (7), z. B. je nach Flaschengröße, das Sortierteil (23 bzw. 24) um einen im Steuerprogramm festgelegten Winkelbetrag in der einen oder in der anderen Richtung steuert und nach Durchführung der Steu­ erbewegung das Aussortierelement (9) wieder in seine Ausgangslage mit hoher Genauigkeit zurücksteuert, wobei ein Drehgeber (21) eine von der Fördergeschwindigkeit des Hauptförderers (1) abhängige Ge­ schwindigkeitskorrektur für den Aussortierer (9) vornimmt.

21. Steuerung bzw. Regelung für eine Vorrichtung nach Anspruch 20, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Steuerung folgendes Programm verwendet wird: