DE3717146C2 - Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung - Google Patents
Austrittsvorrichtung einer VerpackungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung,
insbesondere in einer Produktionsanlage für
Zigarettenpäckchen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Austrittsvorrichtung ist aus der US-PS 3 899 863 bekannt.
Bei dieser übernimmt der Längsförderer schrittweise von
einem Einwickelrad die Päckchen und übergibt sie einem Übertragungsrad,
dem eine Weiche nachgeschaltet ist, über die fehlerhafte
Päckchen ausgesondert werden können. Diese bekannte
Vorrichtung erlaubt im Bereich des Übertragungsrades keine präzise
Positionskontrolle der Päckchen. Wegen der dichten
Aneinanderreihung der Päckchen auf dem Förderer, der dem Übertragungsrad
vorgeschaltet ist, sind Qualitätskontrollen an den
Päckchen während des Vorschubs nicht oder nur sehr eingeschränkt
möglich.
Die GB-OS 2 134 870 betrifft eine ähnliche Vorrichtung mit einem
Einwickelrad für die Herstellung von Zigarettenpäckchen, welche
anschließend rechtwinklig zur Drehachse des Einwickelrades einem
Übertragungsrad zugeführt werden, dessen Achse parallel zur
Förderrichtung auf dem vorgeschalteten Linearförderer verläuft.
Sensoren zum Prüfen der Päckchen oder Mittel zur Steuerung der
Förderer sind nicht erläutert.
Gegenstand der GB-OS 2 140 268 ist eine Vorrichtung zum Rollen
und Schneiden von Zigaretten, bei der ein Messer zum Ablängen
der Zigaretten in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit
des Zigarettenstranges gesteuert wird, um gleichbleibende
Zigarettenlängen zu erzielen.
Aus der DE-PS 33 47 457 ist eine Überwachungsvorrichtung für
Sensoren an Fließbändern bekannt, die dazu dienen, die Anwesenheit
von hergestellten Gegenständen, beispielsweise Zigarettenpäckchen,
festzustellen. Eine Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit
für diese Gegenstände ist nicht vorgesehen, vielmehr
steuern die Sensoren, beispielsweise Photosensoren, bei
Betriebsfehlern nachgeordnete Stationen im Sinne eines Anhaltens
oder Ablenkens oder Alarmvorrichtungen, ohne dabei die
Fördergeschwindigkeit zu beeinflussen.
Die FR-OS 2 452 117 hat einen pneumatischen Sensor zum Gegenstand,
der das Vorhandensein eines Produktes erfaßt. Das Produkt
liegt hierbei im Strömungsweg zwischen einer Düse und einem Empfänger.
Die GB-OS 2 161 781 beschreibt schließlich eine Vorrichtung zur
Kontrolle von Zigarettenpäckchen mit Hilfe von Photozellen, um
fehlerhafte Päckchen aussondern zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austrittsvorrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung
zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, an den Päckchen
während der Übertragung von dem Förderer zu einer anschließenden
Bearbeitungsmaschine problemlos Qualitätskontrollen vorzunehmen,
wobei mit einfachen Mitteln verhindert wird, daß bei der Übergabe
der Päckchen vom Förderer auf das Übertragungsrad Beschädigungen
an den Päckchen verursacht werden.
Bei einer Austrittsvorrichtung der angegebenen Gattung wird diese
Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind, in welchen
Abb. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer
Austrittsvorrichtung einer Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung
ist,
Abb. 2 zeigt im Schnitt und in vergrößerter Form ein Detail
aus der Abb. 1;
Abb. 3 ist ein Blockschema der Vorrichtung aus Abb. 1;
Abb. 4 ist ein Schema einer möglichen Ausführungsvariante
der Abtastmittel.
In der Abb. 1 ist mit 1 in ihrer Gesamtheit einer Ver
packungsmaschine für Zigaretten bezeichnet, von der ein Ab
schnitt aus einer Austrittsvorrichtung 2 besteht, die ein Ge
häuse 3 aufweist, welches seitlich mit einem
horizontalen Tisch 4 versehen ist, an dem entlang sich ein
Förderer 5 für die Zigarettenpäckchen 6 erstreckt.
Der Förderer 5 hat zwei Bandförderer 7 und 8,
deren Bänder 9 jeweils um vertikale Rollen 10
laufen sowie um eine vertikale Antriebsrolle
11 und die zusammen einen auf der Unterseite durch die
Oberfläche des Tisches 4 abgegrenzten Kanal 12 bilden, in dem
die Päckchen 6 schrittweise und im Kontakt miteinander in der
durch einen Pfeil 13 angezeigten Richtung weitergeleitet wer
den.
In einer einem Ende des Tisches 4 zugewandten Position ist im
Anschluß an den Förderer 5 in Richtung des Pfeiles 13 ein
Übertragungs- und Ausstoßrad 14 angeordnet, aufgezogen auf
eine Antriebswelle 15, die drehbar von dem Gehäuse 3 getragen
wird und eine parallel zu dem Pfeil 13 angeordnete Achse auf
weist.
Das Rad 14 bildet ein Mittel zum Übertragen, das dazu dient,
die Päckchen 6 von dem Förderer 5 zu entladen, und wird im
wesentlichen von einer flachen Scheibe 16 gebildet, die auf
die Welle 15 aufgezogen ist und eine Mehrzahl von umlaufen
den Sitzen oder Fenstern 17 aufweist, die gleichmäßig um die
Welle 15 verteilt sind und jeweils grundsätzlich Form und Ab
messungen haben, die denen des Schnittes eines Päckchen 6
entsprechen und die nach einer rechtwinklig zu dem Pfeil 13
verlaufenden Ebene eingearbeitet sind. Die Scheibe 16 wird
durch die Welle 15 in eine schrittweise Umdrehung versetzt,
und zwar in einer durch den Pfeil 18 angezeigten Richtung mit
einem Vorschub in Winkelschritten mit einer Weite, die dem
Winkel zwischen zwei nebeneinanderliegenden Fenstern 17 ent
spricht. Außerdem ist der zwischen dem Mittelpunkt eines
jeden Fensters 17 und der Achse der Welle 15 vorhandene Ab
stand derselbe wie der zwischen der Achse der Welle 15
und der mittleren Längsachse des Kanals 12 vorhande
ne Abstand. Wenn folglich anfangs die Scheibe 16 in eine sol
che Winkelposition gebracht wird, daß ein Fenster 17
dem Austrittsende des Kanals 12 zugewandt ist, ist es
möglich, bei jedem anschließenden Schritt ein nächstes Fen
ster 17 zu dem Austrittsende des Kanals 12 ausgerich
tet anzuordnen.
Von dem Ende des Tisches 4, angrenzend an das Austritts
ende des Kanals 12, erstreckt sich axial nach außen ein An
satz 19, der sich außerhalb des umlaufenden Randes der
Scheibe 16 befindet und an seinem freien Ende eine
Stange 20 trägt, die sich quer zu dem Pfeil 13 erstreckt und
der Oberfläche der Scheibe 16 zugewandt ist, die
auf der anderen Seite der dem Gehäuse 3 zugewandten Oberfläche
liegt. Die Stange 20 und das Gehäuse 3 tragen
Abschirmungen 21 und 22, die bezüglich der Scheibe 16
auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, um im wesentli
chen den Teil der Scheibe 16 zu verkleiden, der über die
Oberfläche des Tisches 4 herausragt. Die Abschirmungen 21
und 22 bilden um die Welle 15 herum einen im wesentli
chen halbkreisförmigen Kanal 23, dessen Weite im wesentlichen
mit der Stärke der Päckchen 6 in Richtung des
Pfeiles 13 übereinstimmt.
Die Abschirmung 22 weist ein Fenster 24 auf, das dem Kanal 12
zugewandt ist und grundsätzlich die gleichen Ab
messungen und Form aufweist wie die Fenster 17 und eine
Zugangsöffnung zu dem Kanal 23 bildet.
Der Kanal 23 erstreckt sich entlang einer Mehrzahl von Ar
beitsstationen, zu denen die mit 25 bezeichneten
Abtaststationen gehören, von denen hier nur zwei dargestellt
sind. In jeder ist ein
Abtastelement 26 angeordnet, das dazu dient,
bestimmte Eigenschaften der Päckchen 6 zu erfassen und
eventuell das Auslösen eines Ausstoßelementes 27 einer Aus
wurfstation 28 zu befehlen, die an dem umlaufenden Rand der
Scheibe 16 unterhalb der Stange 20 angeordnet ist, und das
Auslösen eines Schubelementes 29 einer Entladestation 30 zu
verhindern.
Die Entladestation 30 ist im Bereich des Rands der
Scheibe 16 angeordnet, und zwar in einer zu dem Fenster 24
diametral entgegengesetzten Position sowie in einer Posi
tion, die dem Eintrittsende eines Förderers 31 zugewandt ist,
der sich in einer rechtwinklig zu dem Pfeil 13
verlaufenden Richtung erstreckt und von der Stange 20 in ei
ner der Seite der Scheibe 16 zugewandten Position getra
gen wird, die entgegengesetzt zu der dem Gehäuse 3 zuge
wandten Seite liegt.
Nach dem, was in der Abb. 1 und insbesondere in der Abb. 2
dargestellt ist, ist entlang dem Kanal 12 und im
Kontakt mit den oberen Enden einiger in dem Kanal 12
angeordneter Päckchen 6 eine Druckplatte 32 angeord
net, die auf eine nicht gezeigte Weise von dem Gehäuse 3 ge
tragen wird und eine durchgehende Bohrung 33 aufweist, zu der
koaxial ein normalerweise im Handel befindlicher Fühler oder
Sensor 35 bekannter Art arbeitet, der ober
halb der Platte 32 angeordnet und ebenfalls auf nicht gezeig
te Weise von dem Gehäuse 3 getragen ist. In dem Beispiel der Abb. 1
und 2 arbeitet dieser Fühler pneumatisch
und hat eine Düse 34,
die dazu dient, einen gleichbleibenden Luftstrahl durch die
Bohrung 33 auf die Oberseite der Päckchen 6 auszusenden und
eine zurückkommende Druckwelle aufzufangen, die entlang dem
Strahl selbst verläuft, bis sie das Innere des pneumatischen
Fühlers 35 erreicht, in dem der Rückdruck gemessen wird.
Bei versuchsweisen Messungen hat man feststellen können, daß
dann, wenn der erwähnte, gleichbleibende Luftstrom durch die
Bohrung 33 auf eine Reihe von sich in dem Kanal
12 bewegenden Päckchen
6 trifft, der Wert des erwähnten Rückdrucks sich nach einem
periodischen Gesetz verändert, wobei er immer positiv bleibt,
sich jedoch zwischen einem Minimum, das auftritt, wenn der
Luftstrahl auf einen Grenzbereich zwischen zwei aneinander
liegenden Päckchen 6 trifft, und einem Spitzenwert, der auf
tritt, wenn der Luftstrahl auf die genaue Mittellinie der
Oberfläche eines Päckchen 6 trifft, verändert.
Eine ähnliche Druckreaktion, die sich beim Durchlaufen
jedes Päckchens 6 unter der Bohrung 33 genau wiederholt, wird
in der Vorrichtung 2 benutzt, um den Vorschub
des Förderers 5 in der im Blockschema in Abb. 3 ge
zeigten Weise zu kontrollieren.
Nach der Darstellung in dieser Abbildung erhalten die Welle
15 der Scheibe 16 sowie die Rollen 11 der Bandförderer
7 und 8 ihre Bewegung von Antriebsmitteln, die aus einem
Hauptmotor 36 der Maschine 1 bestehen. Dieser Motor 36 ist
über einen hier nicht dargestellten Direktantrieb mit der
Welle 15 verbunden, während er an die Rollen 11 über ein
Differential 37 angeschlossen ist. Das Differential 37 ist
zum Beispiel gemäß
GB-PS 2.140.268
aufgebaut und weist zwei Eingänge auf, von denen der
erste an den Ausgang des Motors 36 angeschlossen ist und der
zweite an den Ausgang eines Schrittmotors 38, der sich in ei
nem Gehäuse 39 (s. Abb. 1) unterhalb eines mittleren Ab
schnittes des Tisches 4 befindet.
Der Motor ist mit einer Steuerschaltung 40 versehen, die
einen Wandler 41 enthält, der dazu dient, ein von dem Sensor
35 empfangenes Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, ferner
eine Phasenabtastvorrichtung 42 und einen Phasenemitter 43,
der an den Motor 36 angeschlossen ist. Im
Falle eines pneumatischen Fühlers 35
ist der Wandler 41 vom pneumatisch-elektrischen Typ und sen
det ein zu dem vom Fühler 35 gemessenen Rück
druck proportionales Signal aus, während der Phasenabtaster
42 dazu dient, ein Signal entsprechend jedem
gemessenen Spitzenwert des Rückdruckes auszusenden,
d. h. beim Durchlauf der Mittellinie eines jeden Päckchens 6
unter der Düse 34.
Der Emitter 43 für ein Phasensignal dient dazu, ein Signal
in jedem theoretischen Augenblick auszusenden,
in dem die Mittellinie eines Päckchens 6 unter der Düse
34 durchlaufen müßte, um korrekt ein Fenster
17 am Ende des schrittweisen Vorschubs auf dem Förde
rer 5 zu belegen.
Die Steuerschaltung 40 hat außerdem einen Komparator 44,
dessen Eingänge die von dem Phasenabtaster 42 und dem Emitter
43 kommenden Signale empfangen, während sein Ausgang
dazu dient, an den Motor 38 ein zu der Phasendifferenz zwi
schen zwei Eingangssignalen in absolutem Wert und Zeichen
proportionales Signal auszusenden und den Motor 38 so zu
regeln, bis das Ausgangssignal annulliert
wird.
Während des Betriebes werden die Päckchen 6 so dem Kanal 12
zugeführt, daß eine ununterbrochene Reihe gebildet wird,
in der die Päckchen 6 selbst in Kontakt hintereinander angeord
net sind und schrittweise dem Übertragungsrad 14 zugeführt
werden. Jeder Vorschubschritt des Förderers 5 entspricht
grundsätzlich der Stärke eines Päckchens 6. Theoretisch gese
hen tritt folglich jedes Päckchen 6, wenn es erst einmal das
Austrittsende des Kanals 12 erreicht hat, in ein
Fenster 17 der Scheibe 16 ein, wonach diese schrittwei
se gedreht wird, um das Päckchen 6 abzutransportieren
und an die Entladestation 30 zu übertragen, nachdem es durch
die verschiedenen Kontrollstationen 25 geführt worden ist.
In jeder der Stationen 25 wird jedes Päckchen 6 einer un
terschiedlichen Qualitätskontrolle unterzogen und, wenn alle
Kontrollen positive Ergebnisse aufweisen, durch das Schubele
ment 29 an der Entladestation 30 auf den Austrittsförderer 31
übertragen. Wenn dagegen wenigstens eine Kontrolle negative
Ergebnisse aufweist, wird das Auslösen des Schubelementes 29
verhindert. Folglich überfährt das betreffende Päckchen 6 die
Station 30 und wird von der Scheibe 16 der Auswurfstation
28 zugeführt, in der das defekte Päckchen 6 durch das Auslö
sen des Ausstoßelementes 27 ausgeworfen wird.
Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung 2 ist, wie
schon gesagt, ein theoretischer Betrieb, da in der Praxis
nicht immer jedes Päckchen 6 mit Präzision durch den Förderer 5 so
weitergeleitet wird, daß es ohne das Eingreifen der Steuer
schaltung 40 auf korrekte Weise am Ende des
Kanals 12 ein entsprechendes Fenster 17 belegt. Dies ist
auf zahlreiche Umstände zurückzuführen, wie zum Beispiel
kleine Verschiebungen zwischen den Päckchen 6 und den Bändern
9 der Förderer 7 und 8, kleine Veränderungen in der Stärke
der Päckchen 6 aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Ver
packungsmaterialien und/oder Umgebungseinflüsse, beispiels
weise eine Veränderung des Feuchtigkeitsgrades usw. Wenn also
die Steuerschaltung 40 nicht eingreifen würde, befände man sich
folglich nach kurzer Zeit in der Lage, am Ende eines Vor
schubschrittes des Förderers 5 ein nur zum Teil in ein
Fenster 17 eingelegtes Päckchen 6 zu haben oder
ein Päckchen 6, das mit einem zu starken Druck gegen die
Oberfläche der Abschirmung 21 gepreßt ist, in einigen Fällen
sogar so stark, daß es ausreicht, um ein nachfolgendes Päck
chen 6 zu einem Teil in das Innere des Fensters 17
zu schieben.
In jedem Falle führt das nicht korrekte Einschieben eines
Päckchens 6 in das Fenster 17 beim
Drehen der Scheibe 16 zur Beschädigung des Päckchens 6 selbst
oder des anschließenden Päckchens 6 durch den Rand des Fen
sters 24 der Abschirmung 22.
Das Auftreten einer solchen Erscheinung wird durch die Steu
erschaltung 40 verhindert, die die Position jedes Päckchens
6 in dem Kanal 12 während des Durchlaufs
unter der Bohrung 33 der Platte 32 erfaßt und sie mit
der Position, die das Päckchen 6 in der Theorie ein
nehmen müßte, vergleicht, um mit Präzision das entsprechende
Fenster 17 zu belegen, wenn das Austrittsende des Kanals 12
erreicht ist. Für den Fall, daß zwischen der
tatsächlichen erfaßten Position und der theo
retischen Position eine Differenz besteht, verändert die
Steuerschaltung 40, indem sie über den Motor 38 auf das Differen
tial 37 einwirkt, den Vorschub des Förderers 5 so, daß die
Differenz annulliert und ein perfektes Einschieben des
Päckchens 6 in das entsprechende Fenster
17 gewährleistet wird.
Natürlich kann der Fühler 35 auch von einem anderen Typ sein
als der beschriebene pneumatische, zum Beispiel indukti
ver, kapazitiver oder optischer Art.
Außerdem könnte der Fühler auch in einem anderen als in dem
berücksichtigten Bereich angeordnet sein, zum Beispiel
am Austrittsende des Kanals 12.
Wie in der Abb. 4 dargestellt ist, könnte der Fühler 35
aus einem Paar von induktiven Fühlern 50 bestehen, die am
Auflagetisch 4 für die Päckchen 6 am Austritt aus dem Kanal
12 angebracht sind.
Die induktiven Fühler sind bezüglich
einer idealen, zur Vorschubrichtung der Päckchen 6 quer
verlaufenden Linie in versetzter Position nebeneinanderlie
gend angeordnet, so daß sich folgende drei Meßzustände er
geben können:
- - Für den Fall der korrekten Anordnung der Päckchen im Übertragungsbereich an das Rad 14 erfaßt der vordere Fühler 50 das Vorhandensein des dem Rad 14 zugewandten Randes des Päckchens, während der anschließende Fühler das Nichtvorhandensein der Päckchen erfaßt;
- - im Falle einer verzögerten Position der Päckchen gegenüber der korrekten erfassen beide Fühler 50 das Nichtvorhanden sein der Päckchen;
- - im Falle einer zu weit vorgeschobenen Position der Päckchen gegenüber der korrekten erfassen beide Fühler 50 das Vor handensein des Päckchens am Austritt des Kanals 12.
In den beiden nicht korrekten Zuständen verhält sich der Füh
ler 35 auf die schon beschriebene Weise und sendet ein Signal
an den Wandler 41 der Steuerschaltung 40, deren Betriebs
weise oben beschrieben wurde.
Für einen optimalen Betrieb des Fühlers 35 ist eine Zustim
mung nur für den Fall vorgesehen, daß das Vorhandensein ei
nes Päckchens in dem Fenster des Rades 14 erfaßt wird, das
sich in der Kontrollstation 25 unmittelbar im Anschluß an
das Austrittsende der Päckchen aus dem Kanal 12 befindet.
Claims (8)
1. Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung,
insbesondere in einer Produktionsanlage für Zigarettenpäckchen,
mit einem Förderer (5) zur Aufnahme einer Reihe von
aneinanderliegenden Päckchen (6) und zu deren schrittweisen
Weitergabe an ein Übertragungsrad (14), dessen Achse parallel
zur Längsstreckung des Förderers (5) verläuft und das über
seinem Umfang gleichmäßig verteilte Sitze (17) zur Übernahme
jeweils eines Päckchens (6) und zur schrittweisen Weitergabe
dieser Päckchen hat, wobei Antriebsmittel (36) für den Förderer
(5) und für das Übertragungsrad (14) vorgesehen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich des Förderers (5) Sensoren (35;
50) zur Abtastung der genauen Position jedes Päckchens (6) auf
dem Förderer (5) in bezug auf das Übertragungsrad (14)
angeordnet sind, und daß zwischen dem Förderer (5) und den
Antriebsmitteln (36) ein Differential (37) angeordnet ist, das
einen ersten, mit den Antriebsmitteln (36) verbundenen Eingang und einen zweiten, an einen Motor (38) angeschlossenen Eingang
hat, welcher über eine Steuerschaltung (40) von den Sensoren
(35; 50) betätigt wird.
2. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (40) einen von den Antriebsmitteln (36)
des Übertragungsrades (14) gesteuerten Emitter (43) für die
Abgabe eines ersten Phasensignals enthält, einen an die Sensoren
(35; 50) angeschlossenen Phasenabtaster (42) für die Abgabe eines
zweiten Phasensignals und einen die beiden Phasensignale
aufnehmenden Komparator (44), der ein zu einer Phasendifferenz
zwischen den beiden Phasensignalen proportionales Ausgangssignal
zur Steuerung an den Motor (38) des Förderers (5) abgibt.
3. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (38) ein elektrischer Schrittmotor ist.
4. Austrittsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (35) pneumatischer Bauart
sind und eine Düse (34) aufweisen, die einen gleichmäßigen
Strömungsstrahl gegen die Päckchen (6) richtet, wobei die
Sensoren (35) einen von dem jeweiligen Päckchen (6)
zurückkommenden Gegendruck erfassen, der einen Spitzenwert
aufweist, wenn sich das Päckchen (6) mit seiner Mittellinie
unter der Düse (34) befindet.
5. Austrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (35; 50) aus wenigstens
einem optischen, induktiven oder kapazitiven Abtastelement
bestehen.
6. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren aus einem Paar von induktiven Fühlern (50)
bestehen, die am Ende des Förderers (5) bezüglich einer quer zur
Förderrichtung verlaufenden Linie versetzt angebracht sind.
7. Austrittsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß über dem Umfang des
Übertragungsrades (14) verteilte Arbeitsstationen mit
Abtastorgan (25) zur Kontrolle bestimmter Eigenschaften der
Päckchen (6) vorgesehen sind.
8. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsstationen eine Entladestation (30) zum Ausstoßen
der Päckchen (6) aus den Sitzen (17) sowie eine Station (28) zum
Auswerfen defekter Päckchen (6) umfassen.
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