DE3219044A1

DE3219044A1 - Steuerung von verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE3219044A1
Application number: DE3219044A
Authority: DE
Inventors: Dennis Hinchcliffe; Anthony Patrick London Wright
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1982-12-09
Also published as: US4505091A; IT8248463A0; GB2098957B; IT1148308B; GB2098957A

Description

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-δ-Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Steuerung des Vorschubs oder der Förderung von strangähnlichen Waren wie Zigaretten, insbesondere bei einer Verpackungsmaschine für Zigaretten, durch die die Zigaretten partieweise in Gruppen eingeteilt werden.

Bei Zigarettenverpackungsmaschinen, beispielsweise bei der Maschine Molins HLP4 werden die Zigaretten in einem Fülltrichter gespeichert, von wo aus sie unter ihrem eigenen Gewicht mehrere senkrechte Schächte hinabfallen, die durch enge Schaufeln gebildet werden. Am Boden der Schächte werden die Zigaretten gruppenweise, meist zu 20 Stück, ausgeworfen und auf der Maschine zum Verpacken in Päckchen weiterbefördert. Ein mechanischer Detektor ist bekannt, der sicherstellt, daß die Schächte regelmäßig vom Fülltrichter aus beschickt werden, so daß kein "Mangelzustand" auftritt. Wenn der Detektor einen solchen Mangelzustand abtastet, so bewirkt er, daß die Verpackungsmaschine bis zum Anhalten abbremst, so daß der Fehler durch den Arbeiter verbessert werden kann. Es ergab sich jedoch, daß sich der Mangelzustand in der Zeit von selbst behoben hat, die erforderlich ist, um die Maschine zum Anhalten zu bringen; möglicherweise ergab sich diese Selbstkorrektur durch das Abbremsen der Maschine. Nach dem Anhalten der Maschine muß der Arbeiter natürlich prüfen, ob kein Fehler mehr vorliegt und dann die Maschine neu anlassen. In dieser Zeit geht unnötigerweise wertvolle Produktion verloren.

Die auf eine Milderung dieses Zustande gerichtete Erfindung bietet ein Verfahren zur Steuerung einer Maschine zum Befördern strangartiger Gegenstände wie eine Zigarettenverpackungsmaschine, bei der die Gegenstände intermittierend in einem Schacht nebeneinander angeordnet befördert werden, gekennzeichnet durch das Abtasten der Gegenstände im Schacht, wenn diese im Ruhezustand zwischen zwei Fördergängen sind,E rzeugen eines

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Fehlersignals, wenn keine Gegenstände abgegriffen werden, Auslösen des Anhaltens der Maschine beim Anliegen eines Fehlersignals und Neustarten der Maschine, wenn kein weiteres Fehlersignal während einer bestimmten Zeitspanne anliegt.

Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zum Steuern einer Maschine zum Befördern von strangartigen Gegenständen wie eine Zigarettenverpackungsmaschine geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung, die mindestens einen Schacht bildet, auf dem die Gegenstände intermittierend und nebeneinanderliegend befördert werden, durch einen Detektor, der die Gegenstände im Schacht abgreift, wenn sie zwischen intermittierenden Fördergangen oder Vorschüben in Ruhelage sind und der ein Fehlersignal abgibt, wenn keine Artikel im Schacht abgegriffen werden sowie durch eine Steuerung, welche ein Anhalten der Maschine beim Anliegen eines Fehlersignals bewirkt und die Maschine wieder startet, wenn kein weiteres Fehlersignal während einer bestimmten Zeitspanne anliegt.

Die Steuerung umfaßt vorzugsweise eine Triggerschaltung, die in Beziehung auf die intermittierenden Fördergänge täctgesteuert ist und das Anhalten der Maschine bewirkt, wenn zwei aufeinanderfolgende Fehlersignale vom Detektor her anliegen.

Die Steuerung kann auch eine Verzögerungsschaltung aufweisen, die sicherstellt, daß ein Gutsignal nach einem ersten Fehlersignal nur dann wirksam wird, wenn es innerhalb einer vorgegebenen Verzögerungszeit anliegt. Wenn somit die Maschine beispielsweise nach einem Fehlersignal von Hand angehalten wird, kann sie nicht auto- matisch wieder starten.

-Τ Ι Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß eines mechanischen Detektors für eine Verpackungsmaschine,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht mit Darstellung der Schaltmechanik, die hinter der Ansicht der Fig.1

verborgen blieb,
Fig. 3 einen Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen

Steuervorrichtung für die Maschine.

In Fig. 1 ragt einer von sieben Zigarettenschächten von einem nicht gezeigten Schütteltrichter einer Zigarettenverpackungsmaschine nach unten. Die Breite eines jeden durch Seitenwände 4 (nur eine ist gezeigt) gebildeten Schachtes ist etwas größer als der Durchmesser einer Zigarette, so daß eine Zigarettensäule C frei den Schacht abwärts durchlaufen kann. Links und rechts (mit Blick auf die Fig. 1) sind die Schächte durch die Endwände 6 und 8 abgeschlossen, wobei die Filterenden F der Zigaretten der Abschlußwand 6 und die Tabakenden an der Abschlußwand 8 liegen. Am Boden eines jeden Schachtes werden zwei oder drei Zigarettenreihen intermittierend in waagerechter Richtung ausgestoßen (durch eine Ausstoßvorrichtung, die keinen Teil der Erfindung bildet), wodurch sich Gruppen von zu verpackenden Zigaretten ergeben.

Nach Fig. 2 ist an aar linken Abschlußwand 6 ein Detektor 10 montiert, der abgreift, ob jeder Schacht mit Zigaretten vom Schütteltrichter aufgefüllt wird. Waagerecht durch den Detektor 10 erstreckt sich eine Spindel 12, um die an jedem Schacht 2 ein Fühlerarm 14

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-β-ι drehbar gelagert ist. Da die Vorrichtung bei jedem Schacht gleich ist, wird nur eine beschrieben. Am freien Ende des Armes 1 ist ein flacher Tastkopf 16 angeordnet, der bei Rechtsdrehung des Armes 14 durch einen engen Schlitz 18 in der Wand 6 in den Schacht 2 einfährt. Der Arm 14 ist im Uhrzeigersinn durch eine Feder 20 vorgespannt, die gegen die Unterseite des freien Endes eines kurzen Hebels 22 wirkt, der mit dem Arm einstückig ausgeformt ist und sich links von der Spindel 12 erstreckt.

Auf einer Nockenwelle 24 über den einzelnen Hebeln 22 ist eine Nocke 26 montiert, die auf die Oberseite des Hebels 22 wirkt. An einem Ende der Welle 24 ist eine einzige Schaltkurve 28 (Fig. 2) angeordnet, die auf einen Arm 30 wirkt der drehbar um eine Spindel 32 über parallel zur Welle 34 befestigt ist. Ein Arm 34 ist fest mit der Spindel 32 verbunden und wird durch eine Feder 35 an den Arm 30 angedrückt. An den Innenseiten der Arme 30 und 34 sind miteinander fluchtende Kontakte 36 ausgeformt, die mit entsprechenden elektrischen Leitungen 38 versehen sind und damit einen Schalter 40 mit Ruhekontakten bilden.

An der Spindel 32 ist auch ein einziger Detektorarm 42 (in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt) fest angebracht, der sich auf der Kopffläche der einzelnen Fühlerarme 14 erstreckt. Auf der Kopffläche eines jeden Tastkopfes 16 ist ein Vorsprung 44 ausgeformt, der so angeordnet ist, daß er mit dem abwärts weisenden freien Ende des Detektorarms 42 in der äußersten rechten Stellung des Paßkopfes 16 (strichpunktiert als 16B gezeigt) fluchtet.

Die mechanische Arbeitsweise des Detektors 10 wird nachstehend näher erläutert.
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Die Nockenwelle 24 wird mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie die Verpackungsmaschine, d.h. daß sich die

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Nocken 26 einmal bei jeder Gruppe von Zigaretten umdrehen, die durch die Ausfuhrvorrichtung am Boden des Schachtes 2 ausgestoßen wird. Nach dem Auswurf fallen die Zigaretten in den Schächten 2 durch ihr Eigengewicht nach unten, wobei sie einen Weg von 2 oder 3 Zigaretten in Abhängigkeit von der Zahl der ausgeworfenen Reihen zurücklegen.

Zunächst sei angenommen, daß die Zigaretten weiter zu

IQ den Schächten 2 vom Fülltrichter aus geliefert werden, so daß sie einen Pegel einnehmen, bei welchem der Tastkopf 16 arbeitet. Da jede Nocke 26 sich von ihrer maximalen Erhöhung in ihre minimale Erhöhungsstellung bewegt, kann in diesem Zustand die Feder 20 den entspre-

!5 chenden Kopf 16 in seiner äußersten linken Stellung (strichpunktierte Linie 16A) in die durch die voll ausgezogene Linie dargestellte Stellung gedrückt werden. In dieser Stellung dringt der Kopf 16 gerade in den Schlitz 18 der Wand 6 ein und liegt am Filterende F von einer oder mehreren Zigaretten C an. Dann kommen die Vorsprünge 44 links des freien Endes des Detektorarms 42 zur Ruhe. Jetzt nimmt die Schaltkurve 28 die in Fig. 2 gezeigte Winkelstellung ein, so daß sich der Arm 42 frei vor dem Vorsprung 44 abwärts bewegen kann, d.h. über die in Fig. 1 gezeigte Stellung hinaus. Da der Arm 42 keinen Widerstand antrifft, bleiben die Kontakte 36 der Arme 30 und 34 zusammen, so daß der Schalter 40 geschlossen bleibt.

Wenn jetzt in einem nachfolgenden Arbeitsgang keine Zigaretten in einen der Schächte 2 gelangen, wobei ein sogenannter "Mangelzustand" besteht, bewirkt die Feder 20, daß der entsprechende Tastkopf 16 weiter in diesen Schacht hineinragt, nämlich bis zur strichpunktierten Linie 16B. Da jetzt der Vorsprung 44 mit dem Ende des Detektorarmes fluchtet, kann dieser sowie auch der

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die letzte Anstiegsbewegung der Schaltkurve 28, daß sich der Arm 30 vom Arm 34 abhebt und damit die Kontakte des Schalters 40 unterbricht.

Der Schalter 40 der Fig. 3 ist mit einem Glättungsfilter verbunden, das aus zwei zum Schalter parallelgelegten Kondensatoren C1 und C2 und einem zwischen die Kondensatoren geschalteten Widerstand R2 besteht. Eine

IQ geglättete Gleichspannung V von ca. 16 V liegt am Widerstand R1 auf einer Seite des Schalters 40 an, dessen andere Seite an Nullspannung OV geführt ist. Die vorstehend beschriebene öffnung des Schalters 40 erzeugt ein hochpegeliges Fehlersignal über einen Spannungs-

IQ anstieg am Widerstand R2. Dieses Signal wird durch einen Zusatzverstärker A1 geformt und einem Flipflop F1 oder einem Zähler vom Typ D eingespeist.

Am Flipflop F1 ist auch ein Triggerkreis mit einem Stroboskopschalter S1 angeschlossen, der durch ein Drehkennzeichen (nicht gezeigt) mit der Arbeitsdrehzahl der Maschine impulsgesteuert wird und der über einen Zusatzverstärker A2 und eine Impulsinversionsschaltung 11 an den Flipflop F1 geführt ist. Ein Triggerimpuls von S1 überträgt somit das hochpegelige Fehlersignal von der Eingangs- zur Ausgangsseite des Flipflops F1, worauf es über eine Inversionsstufe 12 den Transistorschalter S2 löscht und damit ein Relais L1 abfallen läßt, um den Hauptantriebsmotor der Verpackungsmaschine abzuschalten.

Da die Maschine mindestens zwei Arbeitszyklen braucht, ehe sie anhält, erzeugt die nächste öffnung des Schalters 40 ein zweites Fehlersignal, wenn beim zweiten Zyklus der Schacht 2 noch immer ohne Zigaretten C ist, dessen Wirkung darin besteht, den Schalter S2 abgeschaltet zu lassen und damit einen Neuanlauf des Haupt-

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motors zu verhindern. Wenn sich andererseits der Schacht 2 unmittelbar nach dem ersten Fehlersignal mit Zigaretten füllt, bleibt der Schalter 40 geschlossen, wobei ein niederpegeliges Signal am Eingang des Flipflops F1 ansteht, das wiederum ein Schließen des Schalters S2 bewirkt, wodurch der Motor durch die Wirkung der nachfolgend beschriebenen Bauelemente wieder anlaufen kann.

Mit dem Ausgang des Flipflops F1 ist auch ein Eingang eines UND-Gliedes G1 verbunden, wobei ein zweiter Eingang für G1 eine weitere Inversionsstufe 13 an der Eingangsseite des Flipflops F1 durchläuft. Somit wird das

am Eingang des Flipflops F1 anstehende niederpegelige Signal des Schalters 40 umgekehrt, wodurch am zweiten Eingang des Schaltgliedes G1 ein hochpegeliges Signal anliegt, das zusammen mit dem hochpegeligen Ausgangssignal des Flipflops F1 am ersten Eingang des Schaltgliedes G1 ein hochpegeliges Ausgangssignal des Schaltgliedes G1 erzeugt. Dies wird einem weiteren Flipflop F2 eingespeist, der ebenso durch den Schalter S1 getriggert wird; das sich ergebende Ausgangssignal von F2 gelangt über einen Kondensator C3 und einen Widerstand R3 an einen Transistorschalter S3, der bewirkt, daß ein Relais L2 den Hauptmotor dadurch wieder anlaufen läßt, daß ein Schalter S5 parallel zur Handstarttaste S6 geschaltet bleibt.

Um sicherzustellen, daß der Motor nur dann wieder anlaufen kann, wenn während des Abbremsens der Maschine einem Fehlersignal ein Gutsignal unmittelbar folgt, ist auch eine Zeitverzögerungsschaltung vorgesehen. Ein UND-Glied G2 erhält Eingangssignale vom Triggerkreis Ii des Schalters S1 und vom Fehlerkreis des Schalters 40,

d.h. vom Eingang des Flipflops F1. Wenn am Schaltglied 35 G2 das erste hochpegelige Fehlersignal vom Schalter 40 und ein Impuls vom Schalter S1 anliegen, so gelangt das daraus entstehende hochpegelige Signal an einen Zusatz- ~¹²~

verstärker A3 und an eine Diode D1, die zu einem hochohmigen Widerstand R3 parallelgeschaltet ist, um einen Kondensator C4 aufzuladen. Ein nachfolgendes niederpegeliges Gutsignal vom Schalter 40 bewirkt, daß das Ausgangssignal des Schaltgliedes G2 niederpegelig wird, wobei sich der Kondensator C4 über den Widerstand R4 (nach einer Entladungsdauer von ca. 1 Sekunde) soweit entlädt, daß das entstehende niederpegelige Signal einem Verstärker A4 eingespeist werden kann, der in Reihe mit einer Inversionsstufe 14 und einem Widerstand R5 geschaltet ist, um einen Transistorschalter S4 anzusteuern. Der Schalter S4 ist an den Wiederanlaufschalter S3 gekoppelt, so daß er bei Ansteuerung den Schalter S3 am Schließen verhindert und das Wiederanlaufrelais L2 zuschaltet. Während der Entladungsperiode des Kondensators C4 bleibt jedoch der Schalter S3 unterbrochen, so daß das zweite Gutsignal des Schalters 40 den Motor wieder anlaufen läßt.

Claims

& Patentansprüche

!Verfahren zum Steuern einer Maschine zur Beförderung von strangartigen Gegenständen, wie eine Zigai| rettenverpackungsmaschine, bei der die Gegenstände

intermittierend und nebeneinander liegend in einem

IJ Schacht befördert werden, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gegenstände im Ruhezustand zwischen zwei intermittierenden Fördergängen im Schachtabgegriffen werden, daß ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn kein Gegenstand abgegriffen wird, daß beim Anliegen eines Fehlersignals das Anhalten der Maschine eingeleitet wird und diese wieder anläuft, wenn kein weiteres Fehlersignal während einer bestimmten Zeitspanne anliegt.
2. Vorrichtung zum Steuern einer Maschine zum Befördern von strangartigen Gegenständen wie Zigaretten mit einer Vorrichtung, die mindestens einen Schacht bildet, dem die Gegenstände intermittierend und nebeneinanderliegend zugeführt werden sowie mit einem Detektor zum Abtasten der Gegenstände im Schacht, wenn sie zwischen intermittierenden Zufuhrgängen in Ruhelage sind, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (R1, C1; R2, C2, A1) zum Erzeugen eines Fehlersignals, wenn kein Gegenstand im Schacht abgegriffen wird,und durch Steuervorrichtungen (F1, 12, S2; F2, C3, R3, S3), welche das Anhalten der Maschine beim Anliegen eines Fehlersignals bewirken und das Wiederanlaufen der Maschine, wenn kein Fehlersignal während einer vorgegebenen Zeitspanne ansteht.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

35 daß die Steuervorrichtung eine Triggerschaltung (A2, 11) enthält, die mit den intermittierenden Förder-

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1 gangen taktimpulsgesteuert wird und die Maschine anhält, wenn zwei aufeinanderfolgende Fehlersignale von Detektor (40) her anliegen.

5 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung auch eine Zeitverzögerungsschaltung (G2, A3, C
4, R4) enthält, um sicherzustellen, daß ein einem ersten Fehlersignal folgendes Gutsignal nur dann wirkt, wenn es während einer 10 vorgegebenen Verzögerungszeit anliegt.
5. Vorrichtung nach eineni der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung mindestens einen Zähler oder ein Flipflop (F1, F2) enthält.