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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung vom gezählten Abstapeln von im Wesentlichen flächigen Gegenständen, insbesondere von im Wesentlichen flächigen Verpackungsmitteln, wie Blisterstreifen und/oder Briefchen, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aus.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt und kann Bestandteil einer Verpackungsmaschine sein, mittels der mit Tabletten gefüllte Blister in einer gewünschten Anzahl in Schachteln verpackt werden können. Die Vorrichtung dient hierbei dazu, die für die jeweilige Packungsgröße zu wählende Blisteranzahl in gestapelter Form auf einer Fördereinrichtung bereitzustellen, so dass der auf der Fördereinrichtung bereitgestellte Stapel einer Schachtel entsprechender Größe zugeführt werden kann.
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Die bekannte Vorrichtung zum gezählten Abstapeln von Blisterstreifen umfasst einen Vorrats- bzw. Zählschacht, in dem eine Vielzahl von Blisterstreifen in gestapelter Form vorgehalten wird. An zwei einander gegenüber liegenden Seiten des Zählschachtes sind jeweils zwei so genannte Zählradeinheiten bzw. -stufen vorgesehen, an denen jeweils ein Zählrad ausgebildet ist. Zum Antrieb sind die Zählradeinheiten mit einem gemeinsamen Zahnriemen versehen, der wiederum mittels eines Schrittmotors angetrieben ist. Dadurch können die Zählradeinheiten synchron angetrieben werden, so dass die Zählräder je nach Stellung wahlweise einen Blisterstreifen freigeben oder als Haltemittel für den Blisterstreifenstapel in dem Zählschacht dienen.
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Durch den gemeinsamen Antrieb der Zählradeinheiten mittels eines Zahnriemens ergibt sich eine schlechte Zugänglichkeit des Zählschachtes und eine komplizierte Formatverstellung, d. h. eine komplizierte Veränderung der Querabmessungen des Zählschachtes. Da der Zahnriemen auch mit einer Spanneinrichtung versehen sein muss, gestaltet sich der Antrieb für die Zählradeinheiten auch als konstruktiv aufwendig, wobei eine Vielzahl von Einzelteilen zu montieren ist.
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Auch kann durch die Spannung des Zahnriemens die Funktion des Schrittmotors beeinträchtigt werden, da eine zu große Zahnriemenspannung zu einem Aussetzen des Schrittmotors führt.
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Die Vorrichtung ist damit in einem solchen Fall außer Betrieb gesetzt.
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Die Ansteuerung des Schrittmotors erfolgt mittels einer Endstufe, die ausschließlich Befehle ausführt, die ihr mittels einer Steuereinheit zugewiesen worden sind. Zur Bestimmung der Stellung der Zählradeinheiten umfasst die Vorrichtung einen so genannten Näherungsinitiator, der mit einer der Zählradeinheiten zusammenwirkt und mittels dessen bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung durch Ausführen einer einmaligen Referenzfahrt eine Antriebsposition der Zählradeinheiten bestimmbar ist. Eine Abfrage der Antriebsposition der Zählradeinheiten während des Betriebs ist mittels des separat zu verkabelnden Näherungsinitiators aufgrund der zu hohen Laufzeiten eines eingesetzten Bussystems und der hierfür erforderlichen Klemmen nicht möglich.
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Auch ist der Durchsatz bzw. die Leistung der bekannten Vorrichtung bei dem aus dem Schrittmotor, der Endstufe, dem Näherungsinitiator und dem Zahnriemen bestehenden System aus dynamischen Gründen auf etwa 150 Zählvorgänge pro Minute beschränkt. Ferner ist bei dem bisher eingesetzten System nur alle 4 ms eine Geschwindigkeitsänderung durchführbar, da hard- und softwarebedingt eine Signalübertragung an die eine Steuereinrichtung umfassende Peripherie nur alle 4 ms möglich ist. Insbesondere bei großen Geschwindigkeitsänderungen besteht bei der bekannten Vorrichtung zudem das Risiko von Positionsverlusten des Antriebs, da bei dem eingesetzten Schrittmotor vor allem in höheren Leistungsbereichen Probleme bei der Rotor/Stator-Synchronisierung auftreten können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines rotativen Zählradprinzips eine mechanische Kopplung des Antriebs mehrerer Zählradstufen entbehrlich zu machen bei einer möglichen Erhöhungen der Zählvorgänge. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum gezählten Abstapeln von im Wesentlichen flächigen Gegenständen, insbesondere von im Wesentlichen flächigen Verpackungsmitteln, wie Blisterstreifen und/oder Briefchen, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welcher die Zählradeinheiten jeweils mit einem Einzelantrieb versehen sind, der mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, mittels der die Einzelantriebe der Zählradeinheiten auf elektronischem Wege synchron ansteuerbar sind, so dass eine synchrone Betätigung der Zählradeinheiten erfolgt, hat demgegenüber den Vorteil, dass durch Entfall einer mechanischen Kopplung der Zählradeinheiten eine verbesserte Zugänglichkeit des Zählschachtes gegeben ist und die Funktion des Zählschachtes nicht durch mechanische Bauteile beeinträchtigt werden kann, die zur Kopplung der Zählradeinheiten dienen. Auch ist der mechanische Aufbau durch das Vorsehen von Einzelantrieben für jede Zählradeinheit bedeutend vereinfacht, da Bauteile zur mechanischen Kopplung der Zählradeinheiten entfallen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung dient insbesondere zum Einsatz bei einer Verpackungsmaschine für flächige bzw. streifenförmige Gegenstände, wie Blisterstreifen oder Briefchen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet bei dieser Anwendung Stapel einer bestimmten Anzahl streifenförmiger, als Füllkörper ausgebildeter Gegenstände, welche dann mittels einer geeigneten Fördereinrichtung einer Umverpackung, wie einer Schachtel, zugeführt werden können. In der nach dem rotativen Zählradprinzip arbeitenden Vorrichtung werden die streifenförmigen Gegenstände in großer Anzahl in dem Zählschacht vorgehalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung umfassen die Einzelantriebe jeweils einen Schrittmotor, der zur Steuerung mit einer mikroprozessorgesteuerten Endstufe versehen ist. Den Schrittmotoren, die mit einer so genannten Referenzpunktlogik ausgestattet sein können, ist also jeweils eine intelligente Endstufe zugeordnet, die mit der Steuereinrichtung kommunizieren kann, so dass die jeweilige Betriebsstellung der Zählradeinheiten jeweils unmittelbar an die Steuereinheit übergeben werden kann. Eine an der Steuereinheit positionierte Bedienperson für die Vorrichtung ist somit stets über den jeweiligen Betriebszustand der Zählradeinheiten und damit der Vorrichtung informiert. Durch den Einsatz mikroprozessorgesteuerter Endstufen kann auch auf den Einsatz so genannter Näherungsinitiatoren zur Bestimmung der Ausgangsstellung der Zählräder verzichtet werden, so dass auch eine aufwendige Verdrahtung für diese entfällt.
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Vorzugsweise ist die mikroprozessorgesteuerte Endstufe mit einer Fehlererkennungseinrichtung versehen, die im Fehlerfall ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung ausgibt.
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Damit besteht im Falle einer Betriebsstörung eine gute Diagnosemöglichkeit.
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Die mikropozessorgesteuerten Endstufen steuern im Betrieb der Vorrichtung die Referenzierung und die Positionierung der jeweils zugeordneten Einzelantriebe. Die mikroprozessorgesteuerten Endstufen der Einzelantriebe können jeweils mit einem so genannten Profibus-Anschluss, d. h. mit einem Zwei-Draht-Anschluss für eine Übertragungsrate von 12 Mbit, versehen sein.
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Durch den Entfall einer aufwendigen mechanischen Kopplung der Zählradeinheiten untereinander können auch Hochleistungsschrittmotoren eingesetzt werden, die eine Leistung der Vorrichtung von mehr als 300 Zählvorgängen pro Minute ermöglichen.
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Zur Erhöhung der Betriebssicherheit können die Einzelantriebe jeweils mit einem Positionsgeber versehen sein, der die Betriebsstellung des betreffenden Einzelantriebs bzw. der diesen zugeordneten, im weitesten Sinne elliptisch ausgebildeten Zählräder ermittelt. Der Positionsgeber umfasst beispielsweise einen so genannten Hall-Sensor.
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Eine Vorgabe eines Bewegungsablaufs der Zählradeinheiten erfolgt vorzugsweise mittels eines auf der Steuereinrichtung abgelegten Datenverarbeitungsprogramms. Mittels des Datenverarbeitungsprogramms, das insbesondere vom Typ eines speicherprogrammierten Steuer-Programms ist, werden die mikroprozessorgesteuerten Endstufen angesteuert, welche wiederum die als Schrittmotoren ausgebildeten Einzelantriebe ansteuert. Die Bewegung der Schrittmotoren wird jeweils mittels der zugeordneten Endstufe gesteuert, wobei eine Rückmeldung des jeweilige Schrittmotors an die Endstufe am Bewegungsende bzw. nach jedem Takt erfolgt.
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Da die Vorrichtung nach der Erfindung keine aufwendige mechanische Konstruktion zur Kopplung der Zählradeinheiten aufweist, ist die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise so ausgeführt, dass die Querabmessungen des Zählschachtes mindestens in einer Richtung einstellbar sind. Die Einstellung der beispielsweise durch Führungsbleche festgelegten Querabmessungen gestaltet sich einfach und vergleichsweise schnell, da hierzu keine Kopplungseinrichtung wie ein Zahnriemen entfernt und/oder justiert werden muss.
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Zur Anpassung der Position der Zählradeinheiten an die Abmessungen des Zählschachtes ist zumindest eine der Zählradeinheiten verschiebbar gelagert. Damit können die den Zählradeinheiten zugeordneten Zählräder so positioniert werden, dass sie an einer optimalen Stelle an den abzustapelnden Gegenständen angreifen. Ferner kann, falls erforderlich, der Angriffspunkt der Zählräder an den abzustapelnden Gegenständen flexibel variiert werden, da sich die Zählradeinheiten bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung nicht nur verschieben, sondern einfach an eine andere Seite des Stapels versetzen können.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum gezählten Abstapeln von Blisterstreifen auf einer Fördereinrichtung; und
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2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Vorrichtung zum gezählten Abstapeln von Blisterstreifen.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist eine Abstapelvorrichtung 10 für Blisterstreifen 12 dargestellt, die oberhalb einer Fördereinrichtung 14 angeordnet ist, die zur Aufnahme mehrerer Stapel 16 von beispielsweise jeweils fünf Blisterstreifen 12 dient. Die Abstapelvorrichtung 10 und die Fördereinrichtung 14 sind Bestandteil einer ansonsten nicht näher dargestellten Verpackungsmaschine für die Blisterstreifen 12.
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Die Fördereinrichtung 14 weist zur Aufnahme der Stapel 16 eine Vielzahl von Fächern auf, von denen in 1 drei mit jeweils fünf Blisterstreifen belegte Fächer 18 und ein unbelegtes Fach 18' dargestellt sind und deren lateralen Abmessungen im Wesentlichen den lateralen Abmessungen der im Wesentlichen flächigen Blisterstreifen 12 entsprechen.
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Die Abstapelvorrichtung 10, die in 2 in Alleinstellung dargestellt ist, weist ein Gehäuse 20 auf, in welchem ein Zählschacht 22 ausgebildet ist, der zur gestapelten Aufnahme einer Vielzahl von Blisterstreifen 12 dient. Der Zählschacht 22 hat Querabmessungen, die zum einen durch die Führungsbleche 24, 26 und 28 und zum anderen durch vier paarweise einander gegenüberliegende Zählradeinheiten bzw. -stufen 30A, 30B, 30C und 30D festgelegt sind.
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Zur Anpassung des Zählschachtes 22 an die lateralen Abmessungen der Blisterstreifen 12 ist das Führungsblech 28 in Richtung eines parallel zur Richtung der Länge der Blisterstreifen 12 ausgerichteten Doppelpfeiles A und eine die beiden Zählradstufen 34 und 36 sowie die Führungsbleche 26 und 28 umfassende Baueinheit mittels einer Verstelleinrichtung 38 in Richtung eines parallel zur Richtung der Breite der Blisterstreifen 12 ausgerichteten Doppelpfeiles B verschiebbar gelagert. Das Führungsblech 28 ist mittels eines Feststellhebels 40 an einer Trägereinrichtung 42 sicherbar.
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An der Trägereinrichtung 42 sind auch die Zählradstufen 30C und 30D in Richtung des Doppelpfeils A verschiebbar gelagert, so dass der Abstand zwischen den beiden Zählerradstufen 30C und 30D in Abhängigkeit vom Format der abzustapelnden Blisterstreifen 12 mittels einer Verstelleinrichtung 44 veränderbar ist. Die Zählradstufen 30A und 30B sind an einer weiteren Trägereinrichtung 46 in Richtung des Doppelpfeils A verschiebbar gelagert, so dass auch deren Position bzw. deren Abstand zueinander verändert werden kann. Dies erfolgt mittels einer Verstelleinrichtung 48.
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Die Zählradstufen 30A, 30B, 30C und 30D umfassen jeweils ein oberes Zählrad 50 und ein unteres, mit dem oberen Zählrad 50 fluchtendes Zählrad 52. Die oberen Zählräder 50 dienen zur Entlastung des auf die unteren Zählräder 52 wirkenden Stapels an Blisterstreifen 12, so dass einer Durchbiegung der Blisterstreifen entgegengewirkt wird.
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Die im weitesten Sinne annähernd elliptisch ausgebildeten Zählräder 50 und 52 der einzelnen Zählradstufen 30A, 30B, 30C bzw. 30D sind jeweils mittels eines als Schrittmotor ausgebildeten Einzelantriebs 54 angetrieben, der mit einer mikroprozessorgesteuerten, hier nicht näher dargestellten Endstufe verbunden ist. Die im vorliegenden Fall vier Endstufen, die den Zählradstufen 30A, 30B, 30C und 30D zugeordnet sind, sind mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden, so dass die Einzelantriebe der Zählradstufen 30A, 30B, 30C und 30D auf elektronischem Wege synchron ansteuerbar sind und eine synchrone Betätigung der Zählräder 50, 52 aller Zählradstufen 30A, 30B, 30C, 30D erfolgen kann.
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Die Endstufen sind jeweils über einen Zwei-Draht-Anschluss mit einer Übertragungsrate von 12 Mbit mit der einen Steuerrechner darstellenden Steuereinrichtung verbunden.
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Die Schrittmotoren 54 der Zählradeinheiten 30A, 30B, 30C, 30D weisen jeweils einen als Hall-Sensor ausgelegten Positionsgeber auf, der zur Bestimmung der Betriebstellung der jeweiligen Zählräder 50, 52 dient.
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Die Zählräder 50, 52 weisen jeweils eine lange und eine kurze Achse auf, so dass sie wahlweise je nach Drehstellung entweder als Auflage für einen Blisterstreifen 12 dienen oder einen Blisterstreifen 12 freigeben. In letzterem Fall kann der betreffende Blisterstreifen nach unten in ein Fach 18 bzw. 18' der Fördereinrichtung 14 fallen.
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Der Bewegungsablauf der Zählräder 50, 52 wird mittels eines auf der Steuereinrichtung abgelegten Datenverarbeitungsprogramms vorgegeben.
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Die mikroprozessorgesteuerten Endstufen, die jeweils einer der Zählradstufen 30A, 30B, 30C, 30D zugeordnet sind, sind jeweils mit einer Fehlererkennungseinrichtung versehen, die im Fehlerfall ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung ausgibt.
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Insbesondere arbeitet die in 1 dargestellte Anordnung derart, dass bei einer synchron ablaufenden 180°-Drehung aller Zählräder 50, 52 der Zählradeinheiten 30A, 30B, 30C, 30D genau ein in dem Zählschacht 22 angeordneter Blisterstreifen freigegeben wird und in das unterhalb des Zählschachtes 22 angeordnete Fach 18 der Fördereinrichtung 14 fällt. Pro Drehung der Zählräder werden also zwei Blisterstreifen 12 in einem der Fächer 18 bzw. 18' abgestapelt. Der Abstapelvorgang wird so oft wiederholt, bis die gewünschte Anzahl an Blisterstreifen 12 in dem betreffenden Fach 18 der Fördereinrichtung 14 eingebracht ist. Anschließend werden die in dem gefüllten Fach 18 abgestapelten Blisterstreifen 12 einer Weiterverarbeitung zugeführt, wobei gleichzeitig ein leeres Fach 18' unterhalb des Zählschachtes 22 angeordnet wird, so dass in diesem Fach 18' ebenfalls Blisterstreifen 12 in einer gewünschten Anzahl abgestapelt werden können.
