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Die
Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Transportieren
eines aus stabförmigen
Artikeln gebildeten einlagigen Massenstroms von einer Eingabestation
an eine Ausgabestation, umfassend ein Transportelement mit Mulden
zur Aufnahme der Artikel quer zur Transportrichtung T, wobei dem Transportelement
eine Einrichtung zum Ausgleich von Lücken auf dem Transportelement
zugeordnet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Transportieren eines aus stabförmigen
Artikeln gebildeten einlagigen Massenstroms, umfassend die Schritte: Übernehmen
der Artikel von einer Eingabestation, Transportieren des Massenstroms
mittels eines Transportelementes in Transportrichtung T zu einer
Ausgabestation, und Ausgleich von Lücken in dem Massenstrom.
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Derartige
Verfahren und Vorrichtungen dienen in unterschiedlichen Industriebereichen
zum Fördern
von stabförmigen
Artikeln von einer Eingabestation an eine Ausgabestation, wobei
die Artikel im Bereich der Ausgabestation in einem vollständigen und lückenlosen
Los ankommen sollen. In der Tabak verarbeitenden Industrie beispielsweise
werden Zigaretten in einer entsprechenden Produktionsmaschine (als
Eingabestation) hergestellt und in einem kontinuierlichen Produkt-
bzw. Massenstrom in den Bereich der Transportvorrichtung transportiert.
Von der Transportvorrichtung wird der Massenstrom an eine Verpackungsmaschine
(Ausgabestation) übergeben. Da
jede Verpackung eine definierte Anzahl von Artikeln aufnehmen kann,
die zu einem Los zusammengefasst sind, sind Lücken auf der Transportvorrichtung
unerwünscht,
da sie das Befüllen
der Verpackungen erschweren bzw. verzögern.
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Zur
Vermeidung von Lücken
auf der Transportvorrichtung unmittelbar vor der Verpackungsmaschine
kann ein ungeordneter mehrlagiger Massenstrom mittels der Transportvorrichtung
zur Verpackungsmaschine transportiert werden, wobei die Artikel
vor dem Verpacken wieder vereinzelt werden. Solche mehrlagigen Massenströme haben
jedoch den Nachteil, das die Qualität der Artikel abnimmt. Des
weiteren ist die Vereinzelung von Artikeln vor dem Verpacken sehr
störanfällig.
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Daher
sind weitere Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mittels denen
ein einlagiger geordneter Massenstrom transportiert werden kann.
Der Massenstrom kann jedoch aus unterschiedlichen Gründen Lücken aufweisen.
Rein beispielhaft können
Artikel, in diesem Beispielfall Zigaretten, einzeln oder in Gruppen
als Probe entnommen oder bei entsprechender Qualitätsüberwachung
aufgrund negativer Prüfergebnisse
ausgeschleust werden. Des weiteren kann eine Funktionsstörung insbesondere
der Eingabestation zu Fehlstellen bzw. Lücken in den Mulden von Transportelementen
führen
Es sind daher verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt,
mittels der die beschriebenen Lücken
geschlossen bzw. ausgeglichen werden können. Aus der
US 5,366,064 ist eine Vorrichtung
bekannt, bei der mehrere Übernahme-
bzw. Übergabetrommeln sowie
eine Fülltrommel
vorgesehen sind. Im Falle einer Lücke im Massenstrom werden mehrere
Artikel (Anzahl der abgenommenen Artikel entspricht der Losgröße) vom
Transportelement von einer Übernahmetrommel
abgenommen und einer Fülltrommel zugeführt. Von
der Fülltrommel
werden die Artikel in einen Speicherschacht abgeworfen. Eine hinter
dem Speicherschacht angeordnete Übernahmetrommel führt die
ausgeschleusten Artikel an eine Übergabetrommel.
Auf der Übergabetrommel
liegen die Artikel in Aufnahmen, aus denen sie zur Rückgabe/Übergabe
an das Transportelement mechanisch ausgestoßen werden. Eine solche Vorrichtung
ist konstruktiv aufwendig und benötigt einen großen Bauraum.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Artikel durch den
Speicherschacht einerseits und das mechanische Ausstoßen aus
den Aufnahmen der Übergabetrommel
andererseits mechanisch belastet werden.
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Aus
der
DE 33 19 390 C1 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Direktübergabe der aus einer Herstellmaschine
kommenden Zigaretten an eine Packmaschine bekannt.
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Die
Einrichtung zum Ausgleich von Lücken auf
dem Transportelement ist aus einem direkt mit dem Transportelement
in Wirkverbindung stehenden Trommellauf gebildet. Der aus einer
Vielzahl von Trommeln gebildete Trommellauf steht darüber hinaus
mit einem zweiten Trommellauf in Wirkverbindung. Durch die beiden
Trommelläufe
werden unterschiedliche Wegstrecken definiert, wobei für jede Lücke eine
entsprechende Kürzung
vorgenommen wird. Die Anzahl der kürzbaren Teilwege entspricht der
Anzahl der in einer Verpackung zusammenzufassenden Artikel bzw.
Zigaretten. Diese Vorrichtung ist ebenfalls durch die große Anzahl
der Trommeln konstruktiv sehr aufwendig.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und
zuverlässige
Transportvorrichtung zu schaffen, mittels der ein Ausgleich von Lücken auf
dem Transportelement in einer die Artikel schonenden Weise sichergestellt
ist. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes
Verfahren vorzuschlagen.
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Diese
Aufgabe wir zum einen dadurch gelöst, dass die Einrichtung eine
Fülltrommel
und eine Übergabetrommel
umfasst, wobei sowohl die Fülltrommel
als auch das Transportelement mit der Übergabetrommel in Wirkverbindung
bringbar sind. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung wird eine kompakte
und sichere Einrichtung zum Ausgleich der Lücken auf dem Transportelement
vorgeschlagen. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung können am
dem Transportelement auftretende Lücken derart umsortiert werden,
dass aus einzelnen Lücken
aufeinander folgende Lücken
werden. Die Anzahl der aufeinander folgenden Lücken wird dabei so gesteuert,
dass diese dem an der Ausgabestation gewünschten Los entspricht. Am
Beispiel der Zigaretten bedeutet dies, dass die Anzahl der aufeinander
folgenden Lücken
dem Inhalt einer Zigarettenpackung entspricht. Dadurch ist die Packmaschine
in der Lage, stets ein vollständiges
Los zu verpacken. Durch die Ausbildung der Transportvorrichtung
in der beanspruchten Weise ist eine Umsortierung der Lücken gewährleistet,
die für
nachfolgende Ausgabestationen bzw. Packmaschinen problemlos verarbeitbar ist.
Des weiteren ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine hohe Funktionssicherheit
gegeben.
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Vorzugsweise
weist die Einrichtung zum Ausgleich von Lücken mindestens eine weitere
Speichertrommel auf. Für
den Fall, dass ein Ausgleich einer Lücke mangels eines Artikels
auf der entsprechenden Position der Fülltrommel nicht möglich ist und
ein Leerblock erzeugt werden muss, dient die Speichertrommel als
zusätzlicher
Puffer, um bei gefüllter
Fülltrommel
die Abnahme weiterer Artikel zu gewährleisten. Als Leerblock wird
dabei die Abnahme einer Anzahl von Artikeln, die einem Los entspricht,
bezeichnet.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Einrichtung
zwei Speichertrommeln auf. Die zweite Speichertrommel verringert
die Wahrscheinlichkeit, dass aufgrund ungünstiger Belegung der Fülltrommel
ein Leerblock zu einem Zeitpunkt erzeugt werden muss, zu dem auf
der ersten Speichertrommel nicht ausreichend Platz für die Aufnahme der
Artikel vorhanden ist. Dadurch wird der sonst notwendige Ausstoß/Ausschuss
von Artikeln vermieden.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, dass eine Trommel des Trommellaufs zu der Übergabetrommel einerseits
und die Übergabetrommel
zu den Speichertrommeln und der Fülltrommel andererseits derart
zueinander angeordnet sind, dass eine direkte Übernahme der Artikel gewährleistet
ist. Durch die enge Anordnung bzw. den geringen Abstand zwischen
den Trommeln wird durch den Verzicht auf mechanische Ausstoßelemente
oder dergleichen ein nahezu belastungsfreies Übergeben der Artikel sichergestellt.
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Vorteilhafterweise
sind sämtliche
Trommeln der Transportvorrichtung kontinuierlich angetrieben. Aufgrund
der Tatsache, dass alle bewegbaren Komponenten auch kontinuierlich
bewegt werden, ermöglicht
die Transportvorrichtung ein hohes Leistungspotential.
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Bevorzugt
sind sämtliche
Trommeln der Transportvorrichtung für einen automatisierten Betrieb
der Transportvorrichtung an eine gemeinsame Steuerung angeschlossen.
Dadurch wird eine hohe Flexibilität hinsichtlich der zu erzeugenden
Losgröße bzw.
Packungsinhalte erreicht, da lediglich die Steuerung angepasst werden
muss.
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Zum
anderen wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den eingangs genannten
Schritten dadurch gelöst,
dass der Ausgleich durch Umsortieren vorhandener Lücken erfolgt,
indem aus einzelnen Lücken
aufeinander folgende Lücken
gebildet werden. Die sich daraus ergebende Vorteile wurden bereist
im Zusammenhang mit der Transportvorrichtung erläutert, so dass an dieser Stelle
auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Weitere
vorteilhafte und bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen ergeben sich aus
den Unteransprüchen
und der Beschreibung. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung in
Seitenansicht,
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2 die
Transportvorrichtung gemäß 1 in
einer Darstellung, in der keine Lücke auf dem Transportelement
existiert,
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3 die
Transportvorrichtung gemäß 1 in
einer Darstellung, in der eine Lücke
geschlossen wird,
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4 die
Transportvorrichtung gemäß 1 in
einer Darstellung, in der ein Leerblock erzeugt wird,
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5 die
Transportvorrichtung gemäß 1 in
einer Darstellung, in der Artikel von einer Speichertrommel an eine
Fülltrommel
transportiert werden, und
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6 die
Transportvorrichtung gemäß 1 in
einer Darstellung, in der die Artikel von einer ersten Speichertrommel
an eine zweite Speichertrommel transportiert werden.
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Die
gezeigte Transportvorrichtung dient zum Transportieren stabförmiger Artikel,
wie zum Beispiel Zigaretten, Filterstäbe oder dergleichen von einer Produktionsmaschine
an eine Verpackungsmaschine. Die Transportvorrichtung kann aber
auch andere Vorrichtungen und Maschinen miteinander verbinden.
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Die
Transportvorrichtung 10, deren prinzipieller Aufbau insbesondere
der 1 zu entnehmen ist, dient zum Transportieren eines
einlagigen Massenstroms von einer Eingabestation 11 an
eine Ausgabestation 12. Dabei kann die Eingabestation 11 z.B.
eine Zigarettenherstellmaschine und die Ausgabestation 12 z.B.
eine Verpackungsmaschine sein. Andere Anordnungen oder Ausbildungen
der Eingabestation 11 und der Ausgabestation 12 sind
jedoch ebenfalls denkbar. Die Transportvorrichtung 10 umfasst
ein Transportelement 13. In der gezeigten Ausführungsform
ist das Transportelement 13 ein aus drei Trommeln 14, 15, 16 gebildeter
Trommellauf 17. Alternativ kann das Transportelement 13 auch
aus einer einzelnen Trommel 15 oder anderen geeigneten Transportbändern, -gurten
oder dergleichen gebildet sein.
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Die
Trommeln 14 bis 16 weisen auf ihrer jeweiligen
Umfangsfläche
(nicht explizit dargestellte) Mulden zur Aufnahme der stabförmigen Artikel
auf. Die Mulden verlaufen parallel zur Drehachse der Trommeln, nämlich quer
zur Transportrichtung T der Artikel (Die Transportrichtung T bzw.
die Rotationsrichtung der Trommeln ist durch Pfeile innerhalb der Trommeln
angedeutet). Dabei sind die Trommeln 14 bis 16 bzw.
die entsprechenden Mulden derart ausgebildet, dass die Artikel von
Trommel zu Trommel übergebbar
sind. Durch die Mulden bildet sich ein einlagiger und geordneter
Massenstrom auf dem Transportelement 13.
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Dem
Transportelement 13 ist eine Einrichtung 18 zum
Ausgleich von Lücken
auf dem Transportelement 13 zugeordnet. Die Einrichtung 18 ist dazu
ausgebildet, in Abhängigkeit
von entsprechenden Steuersignalen Artikel vom Transportelement 13 abzunehmen
und an geeigneter Stelle wieder dem Transportelement 13 zuzuführen. Hierzu
weist die Einrichtung 18 eine Fülltrommel 19 sowie
eine Übergabetrommel 20 auf.
Die Übergabetrommel 20 ist
sowohl mit der Fülltrommel 19 als
auch mit dem Transportelement 13, in der gezeigten Ausführung mit
der Trommel 15, in Wirkverbindung bringbar. Dazu ist die Übergabetrommel 20 quasi
als Bindeglied zwischen der Trommel 15 und der Fülltrommel 19 angeordnet. Anders
ausgedrückt rotieren
die Trommeln 15 und 20 einerseits und die Übergabetrommel 20 und
die Fülltrommel 19 andererseits
so nahe aneinander, dass eine direkte Übergabe im Bereich des geringsten
Abstandes gewährleistet
ist. Die Übergabetrommel 20 ist
im Falle der Bildung eines Leerblocks (wird im weiteren Verlauf
näher erläutert) zum
Ausschleusen der Artikel aus dem Massenstrom und im Falle des Schließens von
Lücken
auf dem Transportelement 13 zum Einschleusen in den Massenstrom
ausgebildet.
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Optional
weist die Einrichtung 18 mindestens eine weitere Speichertrommel 21 auf.
Bevorzugt ist jedoch eine Ausführung,
in der die Einrichtung 18 zwei zusätzliche Speichertrommeln 21, 22 umfasst. Selbstverständlich können der
Einrichtung 18 aber auch weitere Speichertrommeln und/oder
andere geeignete Speicherelemente zugeordnet sein. Die oder jede
Speichertrommel 21, 22 ist der Übergabetrommel 20 zugeordnet
und mit dieser in Wirkverbindung bringbar. Hierzu sind die Speichertrommeln 21, 22 und
die Übergabetrommel 20 in
bereits weiter oben beschriebener Weise zueinander angeordnet und ausgebildet.
Entsprechend der Übergabetrommel 20 verfügen auch
die Speichertrommeln 21, 22 über Mulden zur Aufnahme der
Artikel.
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Sämtliche
Trommeln 14 bis 16 sowie die Speichertrommeln 21, 22,
die Übergabetrommel 20 und
die Fülltrommel 19 sind
synchron über
separate oder synchronisierte Antriebe angetrieben. Dabei rotieren
die Trommeln 14 bis 16, die Speichertrommeln 21, 22,
die Übergabetrommel 20 und
die Fülltrommel 19 mit
gleicher Umfangsgeschwindigkeit, so dass in den Übergabebereichen zwischen den
Trommeln keine Relativgeschwindigkeit existiert. Bevorzugt sind
sämtliche
Trommeln 14 bis 16, die Speichertrommeln 21, 22,
die Übergabetrommel 20 und
die Fülltrommel 19 kontinuierlich
angetrieben, so dass sie unabhängig
davon, ob sie während
des Betriebs der Transportvorrichtung 10 im Einsatz sind
oder nicht, rotierend umlaufen.
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Die Übergabetrommel 20 weist
eine kleineren Durchmesser auf als die Fülltrommel 19. Die Speichertrommeln 21, 22 weisen
ebenfalls einen kleineren Durchmesser auf als die Fülltrommel 19. Eine
optimale Funktion wird erreicht, wenn die Anzahl der Mulden auf
der Fülltrommel 19 kein
ganzzahliges Vielfaches der Muldenanzahl auf den Speichertrommeln 21, 22 ist
und wenn die Anzahl der Mulden auf der Speichertrommel 21 kein
ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Mulden auf der Speichertrommel 22 ist.
Untereinander sind die Speichertrommeln 21, 22 mit
identischem Durchmesser ausgebildet. In der Ausführung gemäß der Zeichnung weisen die
Trommeln 14 bis 16, die untereinander den selben
Durchmesser aufweisen, einen größeren Durchmesser
als die Übergabetrommel 20 und
einen kleineren Durchmesser als die Fülltrommel 19 auf. Selbstverständlich können die
Durchmesser und die Durchmesserverhältnisse in Abhängigkeit
der jeweils relevanten Randbedingungen variieren.
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Sämtliche
Trommeln 14 bis 16 und 19 bis 22 sind
für einen
automatisierten Betrieb der Transportvorrichtung 10 an
eine gemeinsame Steuerung angeschlossen. Mittels der Steuerung wird
die Übergabe von
den Artikeln von Trommel zu Trommel unter Einbeziehung von Informationen
von der Eingabestation 11 und der Ausgabestation 12 selbsttätig ausgeführt.
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Anhand
der 2 bis 6 werden im folgenden die unterschiedlichen
Funktionsprinzipien beispielhaft näher beschrieben:
In der 2 ist
das Funktionsprinzip für
den Fall dargestellt, dass auf dem Transportelement 13 keine
Lücke auftritt.
Anders ausgedrückt
sind alle Mulden des Transportelementes 13 mit einem Artikel
gefüllt.
Die Artikel laufen von der Trommel 14 über die Trommel 15 zur
Trommel 16 und von dort direkt in einem lückenlosen
Massenstrom zur Ausgabestation 12. Eventuell auf der Fülltrommel 19 und/oder
den Speichertrommeln 21, 22 befindliche Artikel
laufen weiter um.
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Wenn
innerhalb des Massenstroms auf dem Transportelement 13 eine
Lücke auftritt,
also eine oder mehrere Mulden keinen Artikel tragen, wird die Lücke geschlossen,
indem die entsprechenden Leerstellen/Lücken durch Artikel, die an
korrespondierenden Positionen bzw. Mulden der Fülltrommel 19 bevorratet
sind, gefüllt
bzw. geschlossen werden. Mit anderen Worten werden die zur Auffüllung bzw.
zum Schließen
der Lücken
erforderlichen Artikel von der Fülltrommel 19 über die Übergabetrommel 20 wieder in
den Massenstrom auf dem Transportelement 13 eingeschleust.
Der Artikelfluss zum Ausgleich von Lücken ist der 3 zu
entnehmen, in der die „Laufwege" A der Artikel durch
die außerhalb
der Trommeln angeordnete Pfeile angedeutet sind.
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Für den Fall,
dass sich auf der bzw. in der zur Mulde des Transportelementes 13 korrespondierenden
Mulde der Fülltrommel 19,
die zum Schließen
der Lücke
geeignet wäre,
kein Artikel befindet, wird ein sogenannter Leerblock erzeugt. Das
bedeutet, dass aufeinanderfolgend so viele Artikel aus dem Massenstrom,
also von der Trommel 15 ausgeschleust werden, wie zu einem
Los gehören.
Am Beispiel der Zigarettenherstellung und -verpackung heißt dies,
dass aufeinanderfolgend so viele Lücken bzw. Leerstellen auf dem
Transportelement gebildet werden, wie Zigaretten in eine Verpacklung
passen. Mit anderen Worten werden neben der oder den bestehenden
Lücken weitere
Zigaretten vom Transportelement 13 abgenommen, so dass
insgesamt z.B. zwanzig Lücken
in Folge auf dem Transportelement 13 gebildet sind. Die
entnommenen Artikel zur Bildung des Leerblocks auf dem Transportelement 13 werden über die Übergabetrommel 20 an
die Fülltrommel 19 übergeben, vorausgesetzt,
die Fülltrommel 19 weist
freie Plätze/Mulden
auf. Ist die Fülltrommel 19 vollständig belegt,
werden die Artikel zunächst
auf die Speichertrommel 21 überführt. Sollte auch die Speichertrommel 21 keine
Kapazität
zur Aufnahme der Artikel haben, wird die in Transportrichtung der
Artikel vor der Speichertrommel 21 liegende Speichertrommel 22 gefüllt. Die „Laufwege" A der Artikel sind
wiederum durch Pfeile (die außerhalb
der Trommeln liegen) in der 4 dargestellt.
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Durch
das Schließen
von Lücken
im Massenstrom auf dem Transportelement 13 entstehen auf
der Fülltrommel 19 wieder
leere Mulden. Diese leeren Mulden werden durch Artikel, die sich
auf den Speichertrommeln 21, 22 befinden, aufgefüllt. Dabei wird
zunächst
versucht, Artikel von der der Fülltrommel 19 in
Transportrichtung näher
liegenden Speichertrommel 21 mittels der Übergabetrommel 20 an die
Fülltrommel 19 zu überführen (siehe 5).
Sollte dies nicht möglich
sein, werden Artikel von der Speichertrommel 22 mittels
der Übergabetrommel 20 an
die Speichertrommel 21 (siehe 6) oder
direkt an die Fülltrommel 19 überführt. Auf
diese Weise werden die auf den Speichertrommeln 21, 22 befindlichen
Artikel nach und nach auf die Fülltrommel 19 transportiert
und können
dann wieder zum Schließen von
Lücken
auf dem Transportelement 13 verwendet werden. Die „Laufwege" sind wiederum mit
A gekennzeichnet.
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Das
Verfahren wurde rein beispielhaft anhand des Transports von Zigaretten
beschrieben. Es ist selbstverständlich
auch für
andere stabförmige
Artikel, wie z.B. Filterstäbe
oder dergleichen einsetzbar. Zusätzlich
zur beschriebenen Variante können
auch mehrere Leerblöcke
auf den Speichertrommeln 21, 22 und/oder der Fülltrommel 19 zwischengespeichert werden.