DE4332454C2 - Verfahren zum Erzeugen einer gleichmäßigen Befüllung von Gassen mit Artikeln und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Ober­ begriff des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrich­ tungsanspruchs 5.

Das Verfahren betrifft die Lösung eines lange be­ kannten Problems, nämlich eine Vielzahl rotationssym­ metrischer Artikel, welche in einem mehrspurigen Artikel­ strom angefördert werden, spurweise gleichmäßig in mehrere parallel angeordnete Gassen einlaufen zu las­ sen, wobei der mehrspurige Flaschenstrom eine soge­ nannte Kugelpackungsformation aufweist und jede Spur des Flaschenstroms in eine separate Gasse geleitet werden soll.

Aus den Gassen werden die Flaschen üblicherweise durch eine Artikelverarbeitungsmaschine paketweise wieder entnommen, beispielsweise um die Artikel in ei­ nen Sammelbehälter einzusetzen. Daher müssen die Gassen eine Mindestbefüllung aufweisen.

Ein Hauptgrund für die Schwierigkeiten, eine gleich­ mäßige Befüllung zu erreichen, liegt in den stochastisch auftretenden Lücken im Flaschenstrom. Dadurch kommt es zu einer Unterfüllung einzelner Gassen ge­ genüber den anderen Gassen. Um diese stochastisch auftretende Unterfüllung zu kompensieren, werden nach dem Stand der Technik grundsätzlich eine größere Anzahl von Artikeln in den Zulaufbereich gefördert, als aus den Gassen von der Artikelverarbei­ tungsmaschine entnommen werden. Es entsteht somit keine Unterfüllung der Gassen, sondern eine stocha­ stisch schwankende Überfüllung der Gassen. Die über­ zähligen Artikel, welche in den Gassen keinen Platz fin­ den, drängt es in einen Überlauf.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 34 18 736 bekannt. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung laufen die Artikel ständig in einer größeren Anzahl in den Eingangsbereich des Zulaufbereiches als auf der Ausgangsseite des Zulaufbereichs von einer nachgeordneten Maschine entnommen werden. Die überzähligen Artikel werden in einen Rücklauf geleitet und erneut dem Artikelstrom zugeführt.

Dieses Überangebot hat nachteilig zur Folge, daß die Artikel ständig aneinanderstoßen und dadurch nicht un­ bedeutenden Lärm verursachen. Weiters wird die spur­ weise Anordnung der Artikel im Artikelstrom zerstört, bevor die Artikel in die Gassen einlaufen können. Die Artikel sind somit nachteilig nicht mehr spurweise ange­ ordnet, sondern treten pulkweise auf. Durch das Anein­ anderstoßen besteht zudem, besonders bei leistungs­ starken Maschinen mit einer einhergehenden hohen Transportgeschwindigkeit, eine erhöhte Gefahr, daß Artikel umfallen und Störungen verursachen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu beschreiben, womit die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und insbeson­ dere ein lärmarmer störungsfreier Betrieb bei gleichzei­ tig hoher Leistung möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vor­ richtungsanspruchs 5.

Weiterbildungen der Erfindung und besondere Aus­ gestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteran­ sprüche.

Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zu eigen, daß es nicht notwendig ist, ständig Artikel in einer größeren Anzahl in den Zulaufbereich zu fördern, als von der nachgeordneten Artikelverarbeitungsmaschine aus den Gassen entnommen werden. Erst wenn eine Gasse einen gewissen Befüllungsgrad unterschritten hat und eine weitere Abnahme der Befüllung dieser Gasse das ordnungsgemäße Funktionieren der nachfolgenden Artikelverarbeitungsmaschine beeinträchtigen könnte, werden Maßnahmen ergriffen, diese Unterfüllung wie­ der auszugleichen.

Nachfolgend wird ein mögliches Ausführungsbeispiel anhand der Bezugszeichenliste und der Zeichnungen näher erläutert.

Die Beschreibung bezieht sich auf ein Beispiel, bei dem Flaschen verarbeitet werden, es ist jedoch ebenso möglich andere rotationssysmetrische Artikel z. B. Do­ sen in ebensolcher Weise zu verarbeiten.

Die Figuren zeigen im einzelnen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung von oben betrachtet in störungsfreien Betrieb,

Fig. 2 die Maschine aus Fig. 1 mit einer unterfüllten Gasse,

Fig. 3 den Beginn des erfindungsgemäßen Aus­ gleichsvorgangs zur Kompensation der Unterfüllung ei­ ner Gasse,

Fig. 4 den Ausgleichsvorgang in einer fortgeschritte­ nen Phase,

Fig. 5 wieder gleichmäßig befüllte Gassen und über­ zählige Flaschen im Rücklauf,

Fig. 6 die Wiederaufnahme des Normalbetriebs nach erfolgtem Ausgleich,

Fig. 7 in Blockschaltbild der Steuerung und der An­ triebe.

Anhand der Fig. 1 werden die wesentlichen Elemente näher erläutert: Der mehrspurige Flaschenstrom 1 wird durch einen ersten Förderer 2 angefördert find über ein Überschubblech 3 bis in den Zulaufbereich 4 für die Gassen 5 transportiert. Der Zulaufbereich 4 weist einen zweiten Förderer 4a auf, welcher die Flaschen nachdem diese über die Kante 3a das Überschubbleches 3 trans­ portiert wurden, vom Zulaufbereich 4 aus in die Gassen 5 bringt. Für jede Spur des Flaschenstroms 1 ist eine Gasse 5 vorgesehen. Die Flaschen laufen im Normalbetrieb reihenweise und nahezu geradlinig von der Kante 3a aus in die Gassen 5. Hier eine kurze Erläuterung der Funk­ tion des Überschubbleches 3: Der Flaschenstrom 1 wird in einer sogenannten Kugelpackung, bei der die Fla­ schen zueinander im Winkel von 60 Grad stehen, über das Überschubblech 3 transportiert. Durch die in einem Winkel von 30 Grad angeordnete schräge Abrißkante 3a am Überschubblech 3 ergibt sich, daß sich die Fla­ schen auf dem Zulaufbereich 4 nicht mehr in der soge­ nannten Kugelpackung befinden, sondern nebeneinan­ der stehen. Dies erlaubt einen direkten Weitertransport der Flaschen bis in die Gassen 5, ohne daß die Flaschen stark aneinanderstoßen.

Oberhalb der Gassen 5 ist ein Sensor 6 angebracht, der zur Überwachung des Befüllungsgrades der einzel­ nen Gassen 5 dient. Ein Rückförderer 7 befindet sich am Rand des Zulaufbereiches 4. Im Zulaufbereich 4 begin­ nen Transportbänder 4a, welche bis an das Ende der Gassen 5 führen.

Dem Ende der Gassen 5 nachgeordnet ist eine Ma­ schine 8 die aus Gründen der Übersicht nur als schraf­ fiertes Rechteck dargestellt ist. Die Flaschen stauen sich am Ende der Gassen 5 über eine gewisse Strecke, in der Fachsprache Staubereich genannt. Aus diesem Stau nimmt die Maschine 8 eine Gruppe von Flaschen heraus und setzt diese Gruppe beispielsweise in Kästen ab. Die Menge der von der Maschine 8 entnommenen Flaschen muß ständig nachgefördert werden, damit die Maschine sofort wieder die nächste Gruppe von Flaschen entneh­ men kann.

Im mehrspurigen Flaschenstrom 1 treten in der Ku­ gelpackung stochastisch verteilt Lücken in den einzel­ nen Spuren auf. Dies führt dazu, daß in derjenigen Gas­ se in welche diese lückenhafte Spur einläuft eine Unter­ füllung gegenüber den anderen Gassen entsteht. Auf­ grund der stochastischen Verteilung der Lücken kann sich im Idealfall die Unterfüllung einer Gasse gegenüber den anderen Gassen zufällig kompensieren, etwa dann, wenn die Lücken auf alle Spuren des Flaschenstroms gleichmäßig verteilt auftreten. Dann sind zwar insge­ samt weniger Flaschen in den Gassen, was aber durch eine Erhöhung der durch den ersten Förderer 2 angeför­ derten Flaschenzahl leicht ausgeglichen werden kann.

Bei störungsfreiem Betrieb sind die Geschwindigkei­ ten des Transportbandes 2 des Zulaufbereichs 4 und die von der Maschine 8 entnommene Menge an Flaschen so aufeinander abgestimmt, daß die Gassen 5 immer einen vorgegebenen Befüllungsgrad aufweisen.

Treten die Lücken jedoch nicht gleichmäßig verteilt über alle Spuren im Flaschenstrom auf, sondern gehäuft in einer Spur, so führt dies im schlimmsten Fall dazu, daß die Maschine 8 in einer Gasse keine Flaschen mehr vorfindet. Die gesamte Anlage muß dann angehalten werden, weil sonst die Kästen nicht gemäß befüllt werden würden.

Fig. 2 zeigt nun eine Abweichung vom Soll-Zustand in Form einer Unterfüllung in der Gasse 5c. Diese Un­ terfüllung ist noch nicht so stark, daß dadurch die Funk­ tion der Maschine 8 gefährdet wäre. Da jedoch die Ge­ fahr besteht, daß die Gasse 5c aufgrund weiteres Lüc­ ken im Flaschenstrom 1 zunehmend weniger befüllt wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, bereits jetzt geeignete Maßnahmen zur Kompensation der Unterfül­ lung einzuleiten.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Reaktion auf eine erkannte Unterfüllung einer Gasse gezeigt: Die Maschine 8 entnimmt pro Zeiteinheit weniger Fla­ schen aus den Gassen 5, der erste Förderer 2 und der zweite Förderer 4a transportieren pro Zeiteinheit un­ vermindert viele Flaschen. Der Staubereich in den Gas­ sen 5 verlängert sich dadurch und die Flaschen stauen sich in der Gasse 5a zurück bis in den Zuführbereich 4. Um zu verhindern, daß die sich in den Zuführbereich 4 zurückstauenden Flaschen und die vom ersten Förderer 2 nachförderten Flaschen einem verkeilten Pulk im Zu­ laufbereich 4 bilden, wird der erste Förderer 2 abge­ schaltet.

Da der zweite Förderer 4a des Zulaufbereiches 4 mit den Böden der Flaschen in Reibschluß steht, aber die Flaschen nicht in die Gasse 5a einlaufen können, werden die Flaschen mit einer vom Reibwert zwischen Fla­ schenboden und zweitem Förderer 4a abhängigen Kraft aneinander gedrückt. Aufgrund der abgerundeten Form gleiten die Flaschen nun aneinander ab und erhalten eine schräge Bewegungsrichtung. Die Flaschen werden im Zulaufbereich 4 etwa in Richtung der eingezeichne­ ten Pfeile seitlich verschoben und gelangen so in die Gasse 5b. In die Gasse 5b können jedoch nur einige wenige der im Zuführbereich 4 befindlichen Flaschen einlaufen, dann stauen sich auch die Flaschen aus der Gasse 5b bis in den Zuführbereich 4 zurück.

Fig. 4 zeigt die Situation mit einer vollständig gefüll­ ten Gasse 5b. Nun gleiten die Flaschen vom Zuführbe­ reich 4 in diejenige Gasse, in welcher noch Platz ist. Auf diese Weise gelangen gerade in die unterfüllte Gasse 5c diejenigen Flaschen, die nicht mehr in die anderen Gas­ sen einlaufen konnten. Diejenigen Flaschen welche in keine der Gassen S mehr einlaufen können schiebt es auf den Rückförderer 7.

Die Fig. 5 zeigt den erfolgten Ausgleich mit wieder gleichmäßig befüllten Gassen 5 und den überzähligen Flaschen im Rückförderer 7. Der erste Förderer 2 för­ dert nun wieder in normaler, zuvor beschriebener Wei­ se, der Flaschenstrom 1 wird wieder über das Über­ schubblech 3 geschoben und an der Abrißkante 3a ent­ steht wieder eine neue Reihe nebeneinanderstehender Flaschen, die vom Zulaufbereich 4 aus in die Gassen 5 einlaufen.

Der Rückförderer 7 endet an einer Stelle außerhalb des in der Zeichnung gezeigten Bereichs wieder auf dem ersten Förderer 2, wo die überzähligen Flaschen dem Flaschenstrom 1 wieder zugeführt werden.

Fig. 6 zeigt den Normalbetrieb nach dem erfolgreich durchgeführten Ausgleich.

Die Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsge­ mäße Vorrichtung. Die Sensoren 6 sind an ein Steuerge­ rät 10 angeschlossen, welches die vom Sensoren 6 ermit­ telte Information über den Befüllungsgrad der Gassen 5 erhält. An das Steuergerät 9 ist der regelbare Antrieb 10 für das den ersten Förderer 2, der regelbare Antrieb 11 für den zweiten Förderer 4a und der Antrieb 12 für die Artikelbearbeitungsmaschine 8 angeschlossen. Die drei Antriebe 10, 11, und 12 sind in ihrer Geschwindigkeit individuell einstellbar. Dies erlaubt das zuvor beschrie­ bene aufeinander abgestimmte Ändern der Förderlei­ stung in die Gassen 5 bzw. der Artikelbearbeitungslei­ stung.

Das beschriebene Beispiel einer Flaschenbearbei­ tungsanlage stellt keineswegs den einzigen Anwen­ dungsbereich der Erfindung dar, die Erfindung ist auf alle Probleme, die mit dem gleichmäßigen Aufteilen von einer Vielzahl von einzelnen Artikeln im Zusammen­ hang stehen anwendbar.

Bezugszeichenliste

1

Flaschenstrom

1

a Flaschen

2

Transportband

3

Überschubblech

3

a Abrißkante

4

Zulaufbereich

5

Gasse

6

Sensor

7

Rückförderer

8

Artikelbearbeitungsmaschine

9

Steuergerät

10

Antrieb für Transportband

11

Antrieb für Zulaufbereich und Gassen

12

Antrieb für die Artikelbearbeitungsmaschine

Claims (5)

1. Verfahren um Erzeugen einer gleichmäßigen Befüllung von Gassen mit Artikeln, wobei

• 1. - durch einen ersten Förderer (2) ein Artikel­ strom (1) in Kugelpackungsformation in Rich­ tung eines Zulaufbereiches (4) transportiert wird,
• 2. - von dem Zulaufbereich (4) aus die Artikel durch einen zweiten Förderer (4a) in die Gas­ sen (5) einlaufen,
• 3. - durch eine Artikelverarbeitungsmaschine (8) die Artikel aus den Gassen (5) entnommen werden, eine stochastisch auftretende Unterfüllung einzelner Gassen (5c) ausgeglichen werden kann, indem pro Zeiteinheit eine größere An­ zahl von Artikeln vom Zulaufbereich (4) aus in Richtung der Gassen (5) transportiert wird, als pro Zeiteinheit von der Artikelverarbeitungs­ maschine (8) aus den Gassen (5) entnommen wird und
• 4. - der eine Teil der überzähligen Artikel vom Zulaufbereich (4) aus in die unterfüllte Gasse (5c) einläuft, der andere Teil vom Zulaufbe­ reich (4) aus in einen Rücklauf (7) abgedrängt wird

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. - der jeweilige Befüllungsgrad der Gassen (5) erfaßt wird und
• 2. - erst beim Überschreiten eines vorgegebe­ nen Unterschiedes im Befüllungsgrad zwi­ schen den Gassen (5) pro Zeiteinheit eine grö­ ßere Anzahl von Artikeln vom Zulaufbereich (4) aus in Richtung der Gassen (5) transportiert wird, als pro Zeiteinheit von der Artikelverar­ beitungsmaschine (8) aus den Gassen (5) ent­ nommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• 1. - beim Überschreiten des vorgegebenen Un­ terschiedes für einen vorgegebenen Zeitraum die Anzahl der pro Zeiteinheit von der Artikel­ verarbeitungsmaschine (8) aus den Gassen (5) entnommenen Artikel verringert wird, während die Anzahl der Artikel, die pro Zeiteinheit vom Zulaufbereich (4) aus in Richtung der Gassen (5) transportiert werden, unverändert bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Überschreiten des vorgegebenen Unter­ schiedes die Anzahl der Artikel, welche die Ar­ tikelverarbeitungsmaschine (8) pro Zeiteinheit aus den Gassen (5) entnimmt, verringert wird, die Artikel vom Zulaufbereich (4) aus in Richtung der Gassen (5) in unveränderter An­ zahl pro Zeiteinheit transportiert werden, bis mindestens eine Gasse (5a) soweit befüllt ist, daß sich die Artikel aus der mindestens einen Gasse (5a) bis in den Zulaufbereich (4) zurück­ stauen und daraufhin der den Artikelstrom (1) in Richtung Zulaufbereich (4) transportierende erste Förderer (2) angehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den Artikelstrom (1) in Richtung Zulaufbe­ reich (4) transportierende erste Förderer (2) solange angehalten wird, bis die in den Zulauf­ bereich (4) zurückgestauten Artikel in die un­ terfüllten Gassen eingelaufen sind und/oder in den Rückförderer (7) abgedrängt wurden.

5. Vorrichtung zum Erzeugen einer gleichmäßigen Befüllung von Gassen mit Artikeln, bestehend aus

• 1. - einem ersten Förderer (2) der einen Artikel­ strom (1) in Kugelpackungsformation in Rich­ tung eines Zulaufbereiches (4) transportiert,
• 2. - einem Zulaufbereich (4), der mit einem zweiten Förderer (4a) ausgestattet ist, von dem aus zumindest ein Teil der Artikel in die Gas­ sen (5) einlaufen,
• 3. - einer Artikelverarbeitungsmaschine (8) welche die Artikel aus den Gassen (5) ent­ nimmt,
• 4. - einem Rücklauf (7) auf den diejenigen Arti­ kel, die nicht in die Gassen (5) einlaufen gelan­ gen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. - ein Steuergerät (9) vorgesehen ist, mit dem die Antriebe für den ersten Förderer (2), für den zweiten Förderer (4a) und für die Arti­ kelverarbeitungsmaschine (8) individuell steuerbar sind,
• 2. - ein Sensor (6) den Befüllungsgrad der ein­ zelnen Gassen erfaßt und an das Steuergerät (9) Informationen über den Befüllungsgrad der Gassen (5) übermittelt und durch das Steuer­ gerät (9) anhand der vom Sensor (6) gelieferten Informationen die Antriebe (10, 11, 12) für den ersten Förderer (2), für den zweiten Förderer (4a) und für die Artikelverarbeitungsmaschine (8) beeinflußbar sind,
• 3. - das Steuergerät (9) diese Antriebe derart steuert, daß erst beim Überschreiten eines vorgegebe­ nen Unterschiedes im Befüllungsgrad zwi­ schen den Gassen (5) pro Zeiteinheit eine grö­ ßere Anzahl von Artikeln vom Zulaufbereich (4) aus in Richtung der Gassen (5) transportiert wird, als pro Zeiteinheit von der Artikelverar­ beitungsmaschine (8) aus den Gassen (5) ent­ nommen wird.