DE102004018496B4 - Verfahren zum Antreiben einer Maschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Antreiben einer Maschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine im Probebetrieb, die wenigstens ein Modul (10) aufweist, welches über einen Stellantrieb (13) betätigt wird, wobei das Modul (10) über einen eigenen Antrieb (11) angetrieben wird, dessen Antriebsmoment erfaßt und an eine Auswerteeinheit (14) gemeldet wird und die Auswerteeinheit (14) ein entsprechendes Widerstandsmoment am Stellantrieb (13) erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben einer Maschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine im Probebetrieb, die wenigstens ein Modul aufweist, welches über einen Stellantrieb betätigt wird.
  • Ein solches Verfahren ist aus der DE 28 01 645 A1 bekannt.
  • Verpackungsmaschinen mit einem oder mehreren Modulen werden im Probebetrieb bei geöffneten Schutztüren über ein Handrad als Stellantrieb manuell betätigt, welches mechanisch mit dem Modul bzw. den Modulen über eine Königswelle gekoppelt ist. Dabei wird geprüft, ob die Verpackungsmaschine leichtgängig läuft und nicht hakt. Ist dieses nicht der Fall, äußert sich dieses in einem erhöhten Widerstandsmoment für den Bediener. Auch wenn eine weitere Person versehentlich in die Maschine greift, spürt dies der Bediener in Form eines erhöhten Widerstandsmomentes. Aufgrund der mechanischen Kopplung über die Königswelle wird also zuverlässig vermieden, daß eine schwergängige oder hakende Verpackungsmaschine beschädigt wird und Personen verletzt werden.
  • Seit einiger Zeit gibt es Bestrebungen, die Königswelle durch individuelle Antriebe für jedes Modul einer Verpackungsmaschine zu ersetzen. Ein solches Verfahren ist aus der DE 197 35 942 A1 bekannt. Dieses ist insbesondere bei verwinkelten Verpackungsmaschinen sinnvoll, da durch Umlenkgetriebe erhöhte Reibungsverluste auftreten. Bisher wurde hiervon jedoch Abstand genommen, da keine Rückkopplung mehr über die Königswelle erfolgt. Der individuelle Antrieb reagiert auf einen erhöhten Widerstand lediglich mit einem erhöhten Antriebsmoment, ohne daß sich dieses am Stellglied bemerkbar macht. Der Antrieb wird also nicht nur nicht gestoppt, sondern das Antriebsmoment sogar noch erhöht. Hierdurch kann es zu Beschädigungen an einzelnen Modulen der Verpackungsmaschine und zu einer Gefährdung von Personen kommen.
  • Aus der DE 102 17 014 A1 ist eine Antriebseinheit bekannt, die ein geregeltes Antriebsmoment bereitstellt.
    •
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart weiterzubilden, daß auch bei individuellen Antrieben für die Module die Sicherheit der beteiligten Personen gewährleistet und Beschädigungen an der Maschine vermieden werden.
  • Zur Lösung dieses Problems wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Modul über einen eigenen Antrieb angetrieben, dessen Antriebsmoment erfaßt und an eine Auswerteeinheit gemeldet wird und die Antriebseinheit ein entsprechendes Widerstandsmoment am Stellantrieb erzeugt.
  • Die Antriebsmomente der einzelnen Antriebe werden aufaddiert und ein der Summe der Antriebsmomente entsprechendes Widerstandsmoment am Stellantrieb erzeugt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt also eine, beispielsweise elektrische oder elektronische, Rückkopplung der Antriebsmomente der einzelnen Antriebe. Die Antriebsmomente sind dabei ein Maß für den dem Antrieb entgegenstehenden Widerstand infolge Schwergängigkeit oder dergleichen. Der Bediener erhält einen unmittelbaren Eindruck der aufzubringenden Kraft und kann genau wie bei einer Königswelle sofort reagieren, wenn etwas nicht stimmt.
  • Als Stellantrieb wird weiterhin vorzugsweise ein Handrad verwendet, das durch einen Bediener manuell betätigt wird, da ein Mensch immer noch am feinfühligsten reagieren kann. Alternativ kommen aber auch motorische Stellantriebe in Betracht, die elektronisch bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes der Summe der Antriebsmomente abgeschaltet werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden, beispielsweise in der Auswerteeinheit, die zurückgemeldeten Antriebsmomente der einzelnen Antriebe einzeln angezeigt und ggf. aufgezeichnet. Für den Bediener wird so erkennbar, an welchem der Module ein erhöhtes Antriebsmoment aufgetreten ist. Es kann gezielt nach dem Fehler gesucht und dieser behoben werden.
  • Um die Sicherheit der Maschine weiter zu erhöhen, kann die Drehzahl jedes einzelnen Antriebes überwacht werden. Gerät einer der Antriebe im Fehlerfall in gefahrbringende Drehzahlbereiche, kann der betreffende Antrieb oder die gesamte Maschine automatisch gestoppt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Momentengrenze für das Antriebsmoment jedes einzelnen Antriebs vorgegeben werden. Bei Überschreiten dieser Momentengrenze wird wiederum der betreffende Antrieb oder die gesamte Maschine unabhängig von der Reaktion des Bedieners, also unabhängig von Signalen des Stellantriebes, gestoppt.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine Verpackungsmaschine mit den Erfindungsmerkmalen in schematischer Blockdarstellung.
  • Die Verpackungsmaschine weist eine beliebige Anzahl von Modulen 10 auf. In den einzelnen Modulen 10 werden unterschiedliche Verpackungsschritte zum Verpacken einer Ware durchgeführt. Jedes Modul 10 verfügt über einen eigenen Antrieb 11 und einen eigenen Sensor 12, mit dem das Antriebsmoment am zugehörigen Antrieb 11 als Maß des dem Antrieb 11 entgegenstehenden Widerstandes in dem Modul 10 erfaßt wird.
  • Angetrieben wird die Verpackungsmaschine im Probebetrieb durch einen Stellantrieb, nämlich ein Handrad 13. Dieses wird von einem Bediener manuell betätigt und ist an eine Auswerteeinheit 14 angeschlossen. Dreht der Bediener am Handrad 13, wird dieses von der Auswerteeinheit 14 in Antriebssignale für die Antriebe 11 umgesetzt, die ihre zugehörigen Module 10 entsprechend antreiben. Gleichzeitig wird durch die Sensoren 12 das Antriebsmoment am jeweils zugehörigen Antrieb 11 erfaßt und der Auswerteeinheit 14 zurückgemeldet. In der Auswerteeinheit 14 werden die Antriebsmomente aufaddiert und ein der Summe der Antriebsmomente entsprechendes Widerstandsmoment am Handrad 13 erzeugt, welches der Bediener, genau wie bei einer herkömmlichen Verpackungsmaschine mit Königswelle, spürt.
  • Die Drehzahl der einzelnen Antriebe 11 wird im Handbetrieb mit Drehzahlwächtern überwacht. Die Antriebe selbst sind so ausgelegt, daß im Fehlerfall der jeweilige Antrieb 11 nicht in eine gefahrbringende Drehzahl laufen kann. Dieses wird dadurch verhindert, daß der Drehzahlwächter bei Überschreiten einer kritischen Drehzahl einen Stopp des betroffenen Moduls 10 oder der ganzen Maschine einleitet. Zusätzlich oder alternativ kann eine sicherheitsgerechte Momentengrenze für jeden Antrieb 11 vorgegeben werden. Beim Überschreiten dieser Momentengrenze wird der zugehörige Antrieb 11 des betroffenen Moduls 10 oder die gesamte Verpackungsmaschine gestoppt.
  • Optional können in der Auswerteeinheit 14 die zurückgemeldeten Antriebsmomente der einzelnen Antriebe 11 aufgezeichnet werden. Für den Bediener wird so erkennbar, an welchem der Module 10 das erhöhte Antriebsmoment aufgetreten ist. Es kann gezielt nach dem Fehler gesucht und dieser behoben werden.
    • 10
    Modul
    11
    Antrieb
    12
    Sensor
    13
    Handrad
    14
    Auswerteeinheit

Claims (5)

  1. Verfahren zum Antreiben einer Maschine, insbesondere einer Verpackungsmaschine im Probebetrieb, die wenigstens ein Modul (10) aufweist, welches über einen Stellantrieb (13) betätigt wird, wobei das Modul (10) über einen eigenen Antrieb (11) angetrieben wird, dessen Antriebsmoment erfaßt und an eine Auswerteeinheit (14) gemeldet wird und die Auswerteeinheit (14) ein entsprechendes Widerstandsmoment am Stellantrieb (13) erzeugt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Maschine mit zwei oder mehr Modulen (10) die Antriebsmomente der einzelnen Module (10) elektronisch aufaddiert und ein der Summe der Antriebsmomente entsprechendes Widerstandsmoment am Stellantrieb (13) erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmoment des Antriebs (11) gesondert erfaßt und angezeigt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebs (11) überwacht und bei Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl der Antrieb (11) gestoppt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von Signalen des Stellantriebs (13) der Antrieb (11) bei Überschreiten eines vorbestimmten Antriebsmomentes gestoppt wird.
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