DE10049100A1 - Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage, bei der ein Zuführtransportband (1), mehrere getrennt ansteuerbare Taktbänder (2) als Puffer und ein Beschleunigungsband (3) zum Beladen der vorbeibewegten Stückgutaufnahmen (4) der Stückgutsortieranlage mit den zugeführten Stückgütern (5) hintereinander angeordnet sind. Das nach dem Zuführband (1) erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) sind längsgeteilt, wobei jedes Teilband (2.1, 3.1) auch separat antreibbar und steuerbar ist und breiter als die Mehrzahl der Stückgüter (5) ist. Es ist eine Einrichtung (7) zur Messung der Breite, der Länge und Lage jedes zugeführten Stückgutes (5) vorgesehen. Vor dem ersten Taktband (2) ist eine Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgüter (5.1), die nicht breiter als die Teilbänder (2.1, 3.1) sind, auf die Teilbänder (2.1, 3.1) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einschleuseeinrichtung mit Puf­ ferfunktion für eine Stückgutsortieranlage. Die Einschleuse­ einrichtungen der Sortieranlage sind in Länge und Breite ent­ sprechend den größten zu sortierenden Stückgütern dimensio­ niert. Die Größenverteilung der zu sortierenden Stückgüter gehorcht jedoch der Gaußschen Normalverteilung. Weiter be­ steht bei entsprechenden Kippschalen- und Querbandsortieran­ lagen die Möglichkeit, Stückgüter, die für einzelne Kippscha­ len oder Querbänder als Stückgutaufnahmen zu groß sind, auf zwei Stückgutaufnahmen zu positionieren und ins Ziel zu transportieren. Die Stückgutaufnahmen werden so ausgelegt, dass die Grenze zwischen Stückgütern für einzelne Stückgut­ aufnahmen und Stückgütern für zwei Stückgutaufnahmen je nach Art des Stückgutes bei 5 bis 20% des Gesamtdurchsatzes liegt. Die Geometrie der Einschleusungen ist also für diesen gerin­ geren Anteil an großen Stückgütern ausgelegt.

Ein hoher Sortierdurchsatz wird in den Verteilzentren der Branchen Post und Warendistribution durch den parallelen Be­ trieb von mehreren Sortieranlagen erreicht. Soll dabei von allen Eingängen des Sortiersystems aus eine Verbindung zu al­ len Ausgängen (Zielen) vorhanden sein, so muss eine Vorsor­ tierung vorgenommen werden, bei der das Stückgut der Sortier­ anlage zugeordnet wird, in deren Bereich sich das gewünschte Ziel befindet. Es werden dabei m Vorsortieranlagen mit n Hauptsortieranlagen über m.n Verbindungsstrecken verbun­ den.

Um dem Ziel sehr nahe zu kommen, den durch Geschwindigkeit und Stückgutaufnahmeteilung der hintereinander geschalteten Sortieranlagen bestimmten theoretischen Durchsatz zu errei­ chen, gilt der Grundsatz, dass dies nur durch Zwischenschalten von ausreichender, dynamischer Pufferkapazität und Ein­ schleusleistung sicherzustellen ist. Versorgt z. B. eine Vor­ sortieranlage zusätzlich zu einer Hauptsortieranlage noch zwei andere Hauptsortieranlagen, so können diese nicht mehr ohne Puffer bedient werden, wenn die erste Hauptsortieranlage nicht aufnahmebereit ist. Die Situation ist in Fig. 1a dar­ gestellt.

Durch die Einführung eines Puffers vor jeder Hauptsortieran­ lage ist dieses Problem gelöst. Das für die erste Hauptsor­ tieranlage vorgesehene Stückgut wird in den entsprechenden Puffer geschoben und die nächsten Stückgüter HS2 und HS3 kön­ nen danach ihre Ziele erreichen (Fig. 1b).

Eine solche Einschleuseeinrichtung besteht im einzelnen aus einem Zuführtransportband, das die Stückgüter von der Vorsor­ tieranlage zum Pufferbereich, bestehend aus mehreren, hinter­ einander angeordneten Taktbändern, transportiert und einem sich an die Taktbänder anschließenden Beschleunigungsband. Dieses besitzt einen Bandförderer und ein sich anschließendes Trapezband, da die Einschleusevorrichtung einen Winkel zur Transportrichtung der Stückgutaufnahmen bildet. Das Beschleu­ nigungsband startet entsprechend der Lage und der Länge des Stückgutes zu einem definierten Zeitpunkt in Relation zu den vorbeibewegten Stückgutaufnahmen, auf die das bereitstehende Stückgut geschoben werden mit einem Beschleunigungsverlauf, der das Beladen der Aufnahmen gewährleistet. Dabei wird unab­ hängig von der Größe der Sendung (eine Sendung für eine Auf­ nahme oder für mehrere Aufnahmen) nacheinander immer nur eine Sendung eingeschleust.

Aus räumlichen wie wirtschaftlichen Gründen können die dyna­ mischen Puffer aber nicht beliebig groß gebaut werden, sodass bei ungleichmäßiger Verteilung des Materialflusses auf die drei Sortieranlagen immer noch Rückstaus auf den Vorsortier­ anlagen eintreten können, die den Gesamtdurchsatz mindern.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage zu schaffen, die eine erhöhte Puf­ ferkapazität ohne räumliche Vergrößerung der Puffer gegenüber dem Stand der Technik aufweist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Teilung des ersten Takt­ bandes (1. Pufferstufe) und des Beschleunigungsbandes der Länge nach in mehrere separat angesteuerte und angetriebene Teilbänder. Ferner ist vor dem ersten Taktband auf dem Zu­ führtransportband vor einer Vorsortieranlage kommend eine Vorrichtung zum Verteilen der Stückgüter, die nicht breiter als die Teilbänder sind, auf die Teilbänder vorgesehen.

Die Teilbänder des ersten Taktbandes transportieren die Stückgüter zum zweiten Taktband erst, wenn sich auf allen Taktbändern je ein Stückgut befindet. Die auf den einzelnen Beschleunigungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgü­ ter werden dann je nach ihrer Länge und den vorbeitranspor­ tierten leeren Stückgutaufnahmen auf eine oder mehrere Stück­ gutaufnahmen geladen.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahmen konnte die Aufnahmeka­ pazität des Puffers bei gleichem Flächenbedarf erheblich ver­ größert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen dargestellt.

So ist es vorteilhaft, das erste Taktband und das Beschleuni­ gungsband in jeweils zwei Bandhälften gleicher Breite längs zu teilen.

Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, als Vorrich­ tung zum Verteilen der Stückgüter auf die Bandhälften des ersten Taktbandes seitlich des Zuführtransportbandes Dreharm­ abweiser vorzusehen, die so gesteuert sind, dass das jeweilige Stückgut, falls es schon auf dem Zuführtransportband ent­ sprechend ausgerichtet ist, unbeeinflusst weiter transpor­ tiert wird und falls es auf eine bestimmte Bandhälfte zu schieben ist, entsprechend seiner gemessenen Lage auf dem Zu­ führtransportband und der Bandgeschwindigkeit durch den an der zur Bandhälfte entgegengesetzten Seite der Zuführtrans­ portbahn befindlichen Dreharm verschoben wird.

Für den Einschleusevorgang - gleichmäßige Aufteilung der Ein­ schleusebewegungskomponenten hinsichtlich der Transportbewe­ gung - bildet die Transportrichtung der Stückgüter beim Ein­ schleusen vorteilhafterweise einen Winkel von 45° zur Trans­ portrichtung der Stückgutaufnahmen.

Entsprechend der freien, vorbei transportierten Stückgutauf­ nahmen und der Stückgutabmessungen sind die separat auf den Beschleunigungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgü­ ter in vorteilhafter Ausgestaltung jeweils auf aufeinander­ folgende, freie Stückgutaufnahmen entsprechend der Länge des Stückgutes einzeln nacheinander ladbar.

Vorteilhaft ist es auch, dass die separat auf den Beschleuni­ gungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgüter, die jeweils aufgrund ihrer Länge für das Laden auf eine Stückgut­ aufnahme geeignet sind, auf mehrere, hintereinander befindli­ che, freie Stückgutaufnahmen parallel ladbar sind. Dadurch wird der Durchsatz erhöht.

Sind die Stückgüter breiter als ein Teilband, so ist es vor­ teilhaft, die das Stückgut aufnehmenden, nebeneinander lie­ genden Teilbänder des ersten Taktbandes und des Beschleuni­ gungsbandes jeweils einheitlich anzusteuern.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 2a ein Blockschaltbild der Verbindung zwischen Vor- und Hauptsortierer nach dem Stand der Technik ohne Puffer,

Fig. 1b ein Blockschaltbild der Verbindung zwischen Vor- und Hauptsortierer nach dem Stand der Technik mit Puffer,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ein­ schleuseeinrichtung als Draufsicht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Eingangs­ bereiches einer Einschleuseeinrichtung mit zwei Dreharmabweisern als Draufsicht,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ein­ schleusebereiches nach dem Stand der Technik und eines Einschleusebereiches annähernd gleicher Leistungsfähigkeit mit Parallelpuf­ fern und -beschleunigungsbändern.

Die Erfindung wird in dem Ausführungsbeispiel anhand einer Kippschalensortieranlage beschrieben, deren erstes Taktband und Beschleunigungsband in jeweils zwei gleiche Teilbänder längsgeteilt ist. Die Stückgüter sind entweder für eine oder für zwei Kippschalen geeignet. Dies stellt keine Einschrän­ kung hinsichtlich weiterer Ausführungen (Querbandsortierer, andere Unterteilung) dar.

Die Stückgüter 5.1, 5.2 kommen gemäß Fig. 2 auf einem Zuführ­ transportband 1 vereinzelt nacheinander von einer Vorsortier­ anlage und gelangen auf einen Puffer, bestehend aus drei hin­ tereinander angeordneten Taktbändern 2, auf denen sie takt­ weise weitertransportiert werden. Das erste Taktband ist in zwei gleich große Teiltaktbänder 2.1 längsgeteilt, die sepa­ rat angesteuert und angetrieben werden. Dementsprechend ist auch das den Taktbändern 2 folgende Beschleunigungsband 3 in zwei Beschleunigungsteilbänder 3.1 mit entsprechenden Trapez­ bändern unterteilt. Zum Verteilen der Stückgüter 5 auf die Teiltaktbänder 2.1 der ersten Stufe ist eine Vorrichtung 6 zum Verteilen der Stückgüter 5.1, die nicht breiter als die Teiltaktbänder 2.1 sind, angeordnet. Diese Vorrichtung ist als Dreharmabweiser ausgebildet. Da die Stückgüter 5 am obe­ ren Rand der Zuführtransportbahn 1 ausgerichtet zugeführt werden, ist nur ein Dreharmabweiser notwendig, der am oberen Rand angeordnet ist. Der Dreharmabweiser besitzt zwei um 180° versetzte Abweiser. Ist nicht sichergestellt, dass sich alle Stückgüter 5 auf einer Seite des Zuführtransportbandes 1 be­ finden, muss neben dem ersten Dreharmabweiser 6.1 auf der an­ deren Seite des Zuführtransportbandes 1 ein zweiter Dreharm­ abweiser 6.2 eingesetzt werden (Fig. 3).

Vor dem Dreharmabweiser befindet sich über oder unter dem Zu­ führtransportband 1 ein Sensor 7 zur Ermittlung der Länge und Breite sowie der Position jedes Stückgutes 5 auf dem Zuführ­ transportband 1, der vorteilhaft als optischer Zeilensensor realisiert ist, da Stückgüter an ihm vorbei transportiert werden. Die Messdaten gelangen in eine Steuerung, die dann abhängig davon, ob das Stückgut 5 auf ein Teilband passt, ob es auf ein oder zwei Kippschalen 4 passt oder abhängig von seiner Lage auf dem Zuführtransportband 1 den Einschleusepro­ zess steuert.

Der Einschleuseprozess erfolgt folgendermaßen:
Ein Stückgutsstrom, bestehend nur aus Stückgütern 5.1, die jeweils auf ein Teiltaktband 2.1 passen, wird alternierend einem Teiltaktband 2.1 zugeführt. Das zuerst auf das leere Teiltaktband 2.1 gelangende Stückgut 5.1 wartet am Ende des Teiltaktbandes 2.1 so lange, bis ein weiteres auf dem anderen Teiltaktband 2.1 angelangt ist. Sind oder werden die folgen­ den, nicht geteilten Taktbänder 2 frei, so wird das Stückgut- Pärchen gemeinsam weiter zum geteilten Beschleunigungs­ band 3.1 transportiert. Kommen zwei hintereinander liegende, freie Kippschalen 4 der Sortieranlage an der Einschleusung vorbei, so wird das Stückgut-Pärchen parallel eingeschleust. Die Teilung des Beschleunigungsbandes in zwei Beschleuni­ gungsteilbänder 3.1 ermöglicht eine unabhängige und deshalb genaue Positionierung der beiden Stückgüter 5.1 auf den nach­ einander vorbeilaufenden Kippschalen 4. Für Querbandsortier­ anlagen gilt das gleiche. Ein weiterer Vorteil der Teilung ist die Möglichkeit der Auflösung des Stückgut-Pärchens durch getrennte Einschleusung im Falle von nur einer freien Kipp­ schale 4, die sich zwischen zwei schon belegten befindet oder wenn ein Stückgut von seiner Länge her zwei Stückgutaufnahmen benötigt.

Stückgüter 5.2, die breiter als ein Teilband 2.1, 3.1 sind, werden von den Dreharmabweisern nicht verschoben und durch­ laufen die Bänder wie nach dem Stand der Technik bekannt, d. h. die Teilbänder werden gleich angesteuert und angetrie­ ben. Die Stückgüter 5.2 belegen dabei beide Hälften der ge­ teilten Bänder, wie in Fig. 2 mit einem Stückgut 5.2 darge­ stellt ist.

Der Gewinn an Pufferkapazität ist statistischer Natur, da die Folge von Stückgütern 5.2, die breiter als ein Teil­ band 2.1, 3.1 sind und damit ihre Lage innerhalb einer Sequenz von Stückgütern 5.1, die auf ein Teilband passen, nicht be­ einflussbar ist. Der maximale Gewinn stellt sich ein, wenn zwischen zwei breiten Stückgütern 5.2 eine gerade Anzahl von schmalen Stückgütern 5.1 erscheint, da immer Pärchen gebildet werden können. Der minimale Gewinn tritt auf, wenn sich zwi­ schen zwei breiten Stückgütern 5.2 immer eine ungerade Anzahl an schmalen Stückgütern 5.1 befindet. Statistisch wird im Mittel immer eine gerade auf eine ungerade Anzahl an schmalen Stückgütern folgen. Damit ergibt sich ein Erwartungswert von 100% für einen Gewinn von 70% an Pufferplatz für die Paral­ leleinschleusung von schmalen Stückgütern, gemischt mit einem gleichverteilten Anteil an breiten Stückgütern zwischen 10 und 20%. Der gleiche Wert gilt für die Erhöhung der Einschleusleistung durch die Verdopplung der Einschleuskanäle pro Einschleusung.

Neben der Erhöhung der Pufferkapazität von Verbindungslinien zwischen Sortierern in bestehenden Anlagen, die zu besserem dynamischen Verhalten der Gesamtanlage speziell bei Schief­ lasten beiträgt, sind noch weitere Vorteile zu nennen:

• - Mit der Paralleleinschleusung vereinfacht sich der Bu­ chungs- und Zuteilalgorithmus für die Belegung der Kipp­ schalen 4, da grundsätzlich für alle Einschleusungen zwei hintereinander liegende, freie Kippschalen 4 gebucht wer­ den können, die entweder von zwei kleinen Stückgütern 5.1 für je eine Kippschale oder einem Stückgut 5.2 für zwei Kippschalen genutzt werden. Dies verbessert für die letz­ ten Einschleusungen einer Einschleusgruppe, die immer auf einen schon stark belegten Sortierer arbeiten müssen, das dynamische Verhalten. Große Stückgüter 5.2 blockieren nicht mehr den Einschleusstrom durch Warten auf zwei zu­ fällig vorbei kommende, hintereinander liegende freie Schalen.
• - Die Leistung, also der Durchsatz einer Einschleusung er­ höht sich im gleichen Maße wie für den Gewinn an Puffer­ platz, also um den statistischen Mittelwert von 70%. Sie führt zu einer Verringerung der Investitionskosten für eine Einschleusgruppe, die für die vollständige Beschi­ ckung eines Sortierers sorgt. In Fig. 4 ist ein Vergleich zwischen der bisherigen Lösung und der Lösung mit Paral­ leleinschleusern dargestellt.

Claims (7)

1. Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stück­ gutsortieranlage, bei der ein Zuführtransportband (1), mehrere getrennt ansteuerbare Taktbänder (2) als Puffer und ein Beschleunigungsband (3) zum Beladen der vorbeibe­ wegten Stückgutaufnahmen (4) der Stückgutsortieranlage mit den zugeführten Stückgütern (5) hintereinander angeordnet sind, bei der die Stückgüter (5) auf dem Beschleunigungs­ band (3) so beschleunigt werden, dass die Stückgüter (5) jeweils auf eine oder wenn deren gemessene Länge die einer Aufnahme (4) übersteigt, auf mehrere leere Stückgutaufnah­ men geladen werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das nach dem Zuführband (1) erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) längsgeteilt sind, wobei jedes Teilband (2.1, 3.1) auch separat antreib­ bar und steuerbar ist und breiter als die Mehrzahl der Stückgüter (5) ist, dass eine Einrichtung (7) zur Messung der Breite, der Länge und Lage jedes zugeführten Stückgu­ tes (5) vorgesehen ist und dass vor dem ersten Takt­ band (2) eine Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgü­ ter (5.1), die nicht breiter als die Teilbänder (2.1, 3.1) sind, auf die Teilbänder (2.1, 3.1) angeordnet ist, wobei die Teilbänder (2.1) des ersten Taktbandes (2) die Stück­ güter (5.1) nur gemeinsam weitertransportieren und dass von den mit einzelnen Stückgütern (5.1) beladenen Be­ schleunigungsteilbändern (3.1) jeweils ein oder mehrere, aufeinander folgende, leere Stückgutaufnahmen (4) entspre­ chend der gemessenen Länge der Stückgüter (5.1) beladen werden.

2. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) jeweils in zwei Bandhälf­ ten gleicher Breite längsgeteilt sind.

3. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgüter auf die Bandhälften (2.1) des ersten Taktbandes seitlich des Zuführtransportbandes (1) Dreharmabweiser vorgesehen sind, die so gesteuert sind, dass das jeweilige Stückgut (5.1), falls es schon auf dem Zuführtransportband (1) entsprechend ausgerichtet ist, un­ beeinflusst weitertransportiert wird und falls es auf eine bestimmte Bandhälfte zu schieben ist, entsprechend der ge­ messenen Lage der Stückgüter (5.1) auf dem Zuführ­ transportband (1) und der Bandgeschwindigkeit durch den an der zur bestimmten Bandhälfte entgegengesetzten Seite be­ findlichen Dreharm verschoben wird.

4. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrichtung der Stückgüter (5) beim Einschleusen einen Winkel von 45° zur Transportrichtung der Stückgutaufnahmen (4) bildet.

5. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separat auf den Be­ schleunigungsteilbändern (3.1) gleichzeitig befindlichen Stückgüter (5.1) jeweils auf freie, aufeinander folgende Stückgutaufnahmen 84) entsprechend der Länge des jeweili­ gen Stückgutes (5.1) einzeln nacheinander ladbar sind.

6. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separat auf den Be­ schleunigungsteilbändern (3.1) gleichzeitig befindlichen Stückgüter (5.1), die jeweils aufgrund ihrer Länge für das Laden auf eine Stückgutaufnahme (4) geeignet sind, auf mehrere hintereinander befindliche, freie Stückgutaufnah­ men (4) parallel ladbar sind.

7. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Stückgütern (5.2), die breiter als ein Teilband (2.1, 3.1) sind, die das Stückgut (5.2) aufnehmenden, nebeneinanderliegenden Teil­ bänder (2.1, 3.1) des ersten Taktbandes und des Beschleuni­ gungsbandes jeweils einheitlich ansteuerbar sind.