CH714510A2 - Zwischenspeicher mit an Ketten angehängten Produkteträgergondeln. - Google Patents

Abstract

Der Zwischenspeicher besitzt beidseits der Produktförderstrecke angeordnete umlaufende Endlosketten, die über obere und untere Umlenkungen vertikale Kettenschlaufen durchlaufen. An den Ketten sind Produkteträgergondeln mit Produktträgern angehängt, die zur Aufnahme ankommender Produkte und zur Förderung der Produkte zu einem Produktauslauf dienen. Die Ketten durchlaufen je eine einlaufseitige und eine auslaufseitige vertikale Schlaufe (4, 5). Die oberen Umlenkungen der Kettenschlaufen sind vertikal gegenläufig verschiebbar.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen in eine Produktförderstrecke integrierten Zwischenspeicher zur Aufnahme gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] In modernen Produktionslinien in der Nahrungsmittelindustrie steht die Effizienz immer mehr im Vordergrund. Frisch produzierte Stückgüter, wie beispielsweise Schokoladetafeln oder Schokoriegel, sowie allerlei Biskuits, sollen auf dem «kürzesten Weg in die Verpackung gelangen. Hierfür werden in Abhängigkeit von der Produktionsleistung eine oder mehrere Verpackungsmaschinen neben der Hauptbandlinie platziert und über Austrageinheiten mit der nötigen Anzahl von Produkten bedient. Hierbei sollen die Verpackungsmaschinen möglichst lückenlos, staudrucklos und kontinuierlich mit Produkt beschickt werden. Die Übernahme der Produkte von der Produktion und die Andienung der Produkte zu den Verpackungsmaschinen erfolgen hauptsächlich mittels Förderbändern. Da zumeist mehrere Verpackungsmaschinen zu einem sog. Verpackungsast hintereinander in Reihe angeordnet sind, ist bei einer Störung einer Maschine sogleich der ganze Verpackungsast gestoppt und steht somit der Verpackungslinie nicht mehr zur Verfügung. Da die Produktion möglichst konstant durchlaufen sollte, um eine gleichmässige Qualität der Produkte zu ermöglichen, würde in Folge von Stopps in der Verpackung eine entsprechende Anzahl von Produkten in den Überlauf gehen und wären somit Ausschuss, um dies zu vermeiden, werden Zwischenspeicher eingesetzt, die eine gewisse Anzahl an Produkten aufnehmen können, die sonst in den Überlauf gegangen wären. Durch den Einsatz solcher Zwischenspeicher kann somit die Effizienz der ganzen Verpackungslinie erhöht werden, weil dann bei einer richtigen Dimensionierung (Grösse des Zwischenspeichers) kein Überlauf mehr entstehen sollte.

[0003] Normalerweise sollte die Gesamtleistung der Verpackungsanlage mindestens um 20% grösser sein als die Produktionsleistung. Ist dies der Fall, so kann die Geschwindigkeit der nachgeschalteten Verpackungsmaschinen in Abhängigkeit des Speicherfüllstands erhöht werden. Je höher der Füllgrad des Speichers, desto schneller können die Verpackungsmaschinen mit Produkt aus dem Speicher beschickt werden. Dadurch kann frühzeitig einer drohenden Überfüllung des Speichers entgegen gewirkt werden. Typischerweise steht ein solcher Zwischenspeicher am Linienende und kann dann bis zu zwei Verpackungsmaschinen mit Produkt zu beschicken. Ein solcher Zwischenspeicher funktioniert nach dem Prinzip «First-in-First-out» (FIFO), das für die Handhabung von unverpackten Lebensmitteln zumeist vorgeschrieben ist. Hierbei ist der Zwischenspeicher funktionell in den Produktionsfluss eingeschlauft und die Reihenfolge der Produkte bleibt erhalten, eine Durchmischung wird vermieden und die Rückverfolgbarkeit bleibt erhalten.

[0004] Bekannte Zwischenspeicher für diesen Einsatz sind z.B. Vertikalspeicher, die die Höhe des Raumes ausnutzen und eine geringe Standfläche benötigen. Diese Vertikalspeicher besitzen je eine auf jeder Seite der Förderstrecke in einem Gestell synchron umlaufende Endloskette, wobei zwischen den beiden Ketten quer zur Förderrichtung Produktträger angeordnet sind. Das endlose Kettenpaar läuft in vertikalen Schlaufen über fixe obere und untere Umlenkungen, die im Gestell ortsfest positioniert sind. In diese paarweise angeordneten Kettenschlaufen sind vertikal bewegbare Schlitten mit Umlenkungen eingeschlauft, die die Ketten in einen oberen und einen unteren Bereich aufteilen. Durch eine Verschiebung der Schlitten nach oben wird der obere Bereich der Ketten verkürzt und gleichzeitig der untere Bereich verlängert, während eine Verschiebung der Schlitten nach unten umgekehrt wirkt.

[0005] Das Kettenpaar ist gleichmässig umlaufend mit Mitnehmerbolzen bestückt, in die Produkteträgergondeln umlaufend drehbar eingehängt sind. Diese Gondeln besitzen zumeist vier bis sechs flache Produkteträger oder -tablare, auf die am Einlauf des Zwischenspeichers die Produktreihen zumeist in frontaler Richtung taktweise beladen werden können.

[0006] Die eingespeicherten Produktreihen werden durch den oberen Bereich des Zwischenspeichers zu dessen Auslauf hin transportiert. Der Transport durch den Speicher erfolgt taktweise, synchronisiert mit der Taktrate der Produktreihen auf dem einlaufenden Hauptband. Sobald die minimale Durchlaufstrecke im oberen Bereich des Zwischenspeichers mit Produktreihen befüllt ist, kann mit der taktweisen Austragung der Produktreihen im Auslauf des Zwischenspeichers begonnen werden. Ein Auslaufantrieb des Zwischenspeichers bewegt das mit Produkteträgergondeln bestückte Kettenpaar in abwärts führender Richtung zur Auslaufebene hin. Der Auslaufantrieb des Zwischenspeichers ist synchronisiert mit der Verpackungsgeschwindigkeit. Somit richtet sich die Taktrate der abwärts bewegten Kette immer nach der momentanen Verpackungsgeschwindigkeit, die, wie vorgängig beschrieben, entsprechend dem Füllstand des Zwischenspeichers gesteuert wird.

[0007] Diese bekannten Zwischenspeicher benötigen wegen der fest angeordneten Umlenkungen selbst bei maximal verkürztem oberen Bereich eine grosse Mindestbefüllung, d.h. eine grosse Zahl an befüllten Produktträgern zwischen Einlauf und Auslauf. Die Mindestbefüllung hängt von der Bauhöhe des Speichers und der Anzahl der Kettenschlaufen ab. Da diese Speicher oft sehr hoch sind (z.B. 8 m) und der obere Kettenstrang immer mit Produkt befüllt sein muss, sind also ca. 360 Produktreihen für die Mindestbefüllung nötig. Diese grosse Anzahl an Produktreihen muss beim Start und am Ende eines jeden Produktionslaufs befüllt und entleert werden. Bei einer Leistung von beispielsweise 30 Reihen pro Minute ergibt dies 22 min. Totzeit (Ineffizienz) pro Produktionslauf.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Zwischenspeicher zu beheben.

[0009] Erfindungsgemäss wird dies mit einem Zwischenspeicher der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

[0010] Im Folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Zwischenspeichers beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zwischenspeichers

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Zwischenspeichers.

[0011] In einem Gestell 1 sind in an sich bekannter Weise zwei beidseits der Förderstrecke umlaufende Endlosketten 2 in zwei vertikalen Schlaufen, einer einlaufseifigen oder vorderen Schlaufe 3 und einer auslaufseifigen oder hinteren Schlaufe 4, angeordnet. Die oberen Enden der vorderen Kettenschlaufen laufen über Umlenkungen, die an vertikal verschiebbaren vorderen Schlitten 5 angeordnet sind. Entsprechend laufen die die oberen Enden der hinteren Kettenschlaufen über Umlenkungen an hinteren vertikal verschiebbaren Schlitten 6. Die Umlenkungen sind beispielsweise als Kettenräder ausgeführt. Diese vertikal verschiebbaren Paare von Schlitten und Kettenumlenkungen sind jeweils mit einem Querträger mechanisch miteinander verbunden. Die vorderen und hinteren verschiebbaren Schlitten sind beidseitig in Führungsprofilen 7 formschlüssig geführt. Die Führungsprofile sind vertikal angeordnet und im Gestell integriert. Auf jeder Seite ist die vordere mit der hinteren vertikal verschiebbaren Kettenschlaufe mittels eines Zugelements 8 mechanisch gekoppelt. Die Zugelemente können als Kette, Seil oder Zahnriemen ausgeführt werden und sind im oberen Gestellrahmen über je zwei Umlenkrollen 9 umgelenkt und beidseitig zentrisch an den Schlitten befestigt. Somit sind die vorderen Kettenschlaufen mit den hinteren Kettenschlaufen vertikal gegenläufig bewegbar. Wenn die vorderen Kettenschlaufen vertikal nach oben verlängert werden, dann verkürzen sich die hinteren Kettenschlaufen um die gleiche Länge vertikal nach unten und umgekehrt.

[0012] Im unteren Bereich werden die beiden Ketten über drei ortsfeste Wellen umgelenkt, die jeweils mit einem Kettenradpaar bestückt sind. Die vordere untere Welle dient als Antriebswelle 10 und wird als Einlaufantrieb mit einem Servomotor 11 angetrieben. Die mittlere untere Welle dient als Auslaufantrieb 12 des Zwischenspeichers und ist ebenfalls mit einem Servomotor 13 angetrieben. Die hintere untere Welle dient als Spannwelle 14 für das endlose umlaufende Kettenpaar. Diese Welle wird hierfür über eine paarweise angeordnete Gewindespindel-Mechanik 15 in vertikaler Richtung nach unten positioniert, um die Kettenpaare definiert zu spannen.

[0013] Das endlose Kettenpaar ist in an sich bekannter Weise umlaufend mit auf Bolzen eingehängten Produkteträgergondeln 16 bestückt. Am Einlauf 17 des Zwischenspeichers werden frontal auf einem Hauptband 18 zugeführte Produktreihen 19 auf bereitgestellte Produkteträgertablare 20 gefahren. Hierfür reicht eine bestimmte Geschwindigkeit aus, damit die einzelnen Produkte auf das bereitgestellte Tablar rutschen. Der Einlaufantrieb 10 bewegt die Kette der vorderen Kettenschlaufe taktweise vertikal nach oben, synchronisiert mit der frontal zugeführten Reihenleistung. Die Produktreihen könnten auch lateral angedient und dann in frontaler Richtung eingeschoben werden.

[0014] Die mit Produktreihen befüllten Produkteträgergondeln werden nach oben über die vordere vertikal verschiebbare Kettenumlenkung getaktet und gelangen über den abwärts führenden hinteren Strang der vorderen Schlaufe zur Auslaufebene. Dort befindet sich der Produktauslauf, und die Produkte werden mit einem an sich bekannten Ausschieber auf das Queraustrageband 21 geschoben. Auf diesem gelangen sie in lateraler Richtung, ggf. über nachgeschaltete Lückenschliessbänder, zur Verpackungsmaschine.

[0015] Bei einem Stopp der nachgeschalteten Verpackungsanlage kann der Zwischenspeicher weiterhin Produktreihen aufnehmen. Dafür werden beim Einspeichern die vorderen verschiebbaren Kettenumlenkungen in vertikaler Richtung nach oben bewegt, d.h. die vordere Schlaufe wird nach oben hin verlängert. Gleichzeitig wird die hintere Schlaufe nach unten hin verkürzt, damit beim Einspeichern entsprechend leere Produkteträgergondeln aus der hinteren Schlaufe zur Verfügung stehen. In der vorderen Schlaufe befinden sich immer die mit Produkt befüllten Produkteträgergondeln und in der hinteren Schlaufe immer die entleerten Produkteträgergondeln. Sind Einlaufleistung und Auslaufleistung gleich gross, so verändern die vordere befüllte und die hintere entleerte Schlaufe ihre Position nicht. Nur eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Einlaufleistung und Auslaufleistung führt zu einer entsprechenden Verlängerung oder Verkürzung der beiden Schlaufen. Ist die Einlaufleistung grösser als die Auslaufleistung wird der Zwischenspeicher befüllt. Dies führt zu einer Verlängerung der vorderen Schlaufe nach oben und zu einer Verkürzung der hinteren Schlaufe nach unten. Ist die Einlaufleistung kleiner als die Auslaufleistung, dann wird der Speicher entleert und die vordere Schlaufe wird nach unten verkürzt und die hintere Schlaufe entsprechend nach oben verlängert.

[0016] Mittels einer integrierten elektrischen Steuerungseinrichtung kann der Füllstand des Zwischenspeichers ermittelt werden. In Abhängigkeit des Füllstands wird die Geschwindigkeit der Verpackungsmaschinen über Sollwertvorgabe geregelt. Je höher der Füllstand desto schneller laufen die nachgeschalteten Verpackungsmaschinen. Damit kann einer Überfüllung des Zwischenspeichers dynamisch entgegengewirkt werden.

[0017] Ein Hauptvorteil des erfindungsgemässen Zwischenspeichers ist die sehr kleine Mindestbefüllung. Die Mindestbefüllung ist die Menge an Produktreihen, die nötig ist, um die Strecke vom Einlauf zum Auslauf des Zwischenspeichers, zu befüllen. Im vorliegenden Fall ist dies lediglich die Wegstrecke von der Einlaufebene über die vordere Kettenumlenkung und wieder zur Auslaufebene hin, d.h. nur ca. 30 Produktreihen. Dies ist um etwa den Faktor zehn weniger als bei bekannten Zwischenspeichern dieser Art.

[0018] Da der erfindungsgemässe Zwischenspeicher mit nur einer Schlaufe auskommt, die mit Produkt befüllt wird, kann deren Umlenkdurchmesser vergleichsweise gross dimensioniert werden, ohne grösseren Einfluss auf die Aussenabmes-sungen. Auf Grund des grossen Umlenkdurchmessers können die befüllten Produkteträgergondeln zueinander viel näher beabstandet werden, ohne dass diese in der Umlenkung kollidieren. Dies führt zu einer massgeblich höheren Packungsdichte der Produkteträgergondeln auf den Ketten und somit zu einer höheren Speicherkapazität. Durch die reduzierten Abstände zwischen den Gondeln werden höhere Taktleistungen bei Einlauf und Auslauf des Zwischenspeichers ermöglicht. Als Folge sind Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit des erfindungsgemässen Zwischenspeichers deutlich höher als vom Stand der Technik bekannt.

[0019] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Zwischenspeichers besteht darin, dass durch die reduzierte Kettenlänge wesentlich weniger Produkteträgergondeln im Umlauf sind. Somit reduziert sich auch der Reinigungsaufwand. Werden bei bekannten Speichern je nach Grösse noch vier bis sechs Stunden Reinigungszeit benötigt, so benötigt man beim erfindungsgemässen Zwischenspeicher nur noch rund die Hälfte. Da Reinigungszeit auch Totzeit ist, in der nicht produziert werden kann, trägt der neue Zwischenspeicher auch hier zusätzlich zu einer wesentlichen Effizienzerhöhung bei.

[0020] Zur Erreichung einer bestimmten Speicherkapazität ist ausserdem weniger Grundfläche und Raum erforderlich, was zusätzlich zur Kostenreduktion beiträgt.

Claims (5)

1. Patentansprüche

   1. Zwischenspeicher in einer Produktförderstrecke mit beidseits der Produktförderstrecke angeordneten umlaufenden Endlosketten, die über obere und untere Umlenkungen vertikale Kettenschlaufen durchlaufen, und mit an den Ketten angehängten Produkteträgergondeln mit Produktträgern zur Aufnahme von an einem Produkteinlauf ankommenden Produkten und zur Förderung der Produkte zu einem Produktauslauf, dadurch gekennzeichnet, dass die Ketten eine einlaufseitige und eine auslaufseitige vertikale Schlaufe durchlaufen und die oberen Umlenkungen der Kettenschlaufen vertikal gegenläufig verschiebbar sind.
2. 2. Zwischenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einlaufseitige Schlaufe befüllte Produktträger vom Produkteinlauf zum Produktauslauf und die auslaufseitige Schlaufe entleerte Produktträger vom Produktauslauf zum Produkteinlauf fördert.
3. 3. Zwischenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Umlenkungen an vertikal verschiebbaren Schlitten angeordnet sind.
4. 4. Zwischenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten in vertikal angeordneten Schienen geführt sind.
5. 5. Zwischenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Umlenkungen der beiden Schlaufen beidseitig durch Zugelemente miteinander verbunden sind.