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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum Beschleunigen oder Verzögern von
in einem Fördersystem
transportierten Fördergütern und
zum Einschleusen der Fördergüter in bewegte
Förderbehälter, mit
auf einander gegenüberliegenden
Seiten angeordneten und motorisch antreibbaren Transportbändern oder
-rollen, welche das jeweils aktuell dazwischen befindliche Fördergut
transportieren und dabei beschleunigen oder verzögern, wobei die von den Transportbändern oder
-rollen auf das sich dazwischen befindende Fördergut ausgeübte Normalkraft
in Abhängigkeit
von der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
regelbar ist und wobei die Transportbänder oder -rollen auf einer
Schlittenanordnung abschnittsweise im Wesentlichen synchron mit
den bewegten Förderbehältern verfahrbar
sind.
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Es
ist bekannt, Fördergüter in Band-
oder Rollenfördersystemen
mit hoher Geschwindigkeit zu transportieren. An bestimmten Stellen
des Fördersystems
kann es erforderlich sein, die Fördergüter gezielt
zu beschleunigen oder abzubremsen, um eine störungsfreie Weiterbehandlung
der Fördergüter zu ermöglichen.
Ein Beispiel hierfür
sind Sortieranlagen für
flache Sendungen, wie Briefe, Postkarten, Großbriefe und dergleichen, die
nach Erfassung von auf ihren Oberflächen angegebenen Verteilinformationen
in spezielle taschenförmige
Behälter
(Speichertaschen) eingeschleust werden, um nach einem weiteren Transport
entsprechend den Verteilinformationen gezielt abgegeben zu werden.
Das Einschleusen der Sendungen in die Behälter soll unabhängig von
der Sendungsgeometrie, mit hoher Geschwindigkeit und unter Schonung
der Sendungen und Behälter
erfolgen. Die kinetische Energie der mit hoher Geschwindigkeit transportierten
Sendungen muss dabei abgebaut werden, was durch Verzögerungseinrichtungen
unmittelbar vor den Be hältern
oder innerhalb dieser geschehen kann, wobei letzteres mit erhöhtem Aufwand
verbunden ist.
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Aus
der
EP 0 608 161 A1 ist
eine Sortiervorrichtung bekannt, bei welcher die Sendungen mittels einer
kanalförmigen, örtlich festen
Zuführvorrichtung von
außen
seitlich in die Speichertaschen transportiert werden. Diese in einer
geschlossenen Schleife umlaufenden Speichertaschen werden dazu an
der Zuführvorrichtung
horizontal vorbeibewegt. Später fallen
die Sendungen durch gezieltes Öffnen
von Klappen gemäß der Sortiervorschrift
aus den Speichertaschen in darunter befindliche Sortierbehälter. Um
das Einschleusen der Sendungen in die Speichertaschen zu verbessern,
ist es aus der
EP 0
851 793 B1 bekannt, den Endabschnitt der Zuführvorrichtung
so schwenkbar auszuführen,
dass er während der
Einschleusung der jeweiligen Sendung mit im Wesentlichen gleicher
Richtung und Geschwindigkeit wie die bewegte Speichertasche mitgeschwenkt
und nach Einschleusung wieder zurückgeschwenkt wird. Der Förderkanal
wird in bekannter Weise von auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten
und motorisch antreibbaren Transportbändern (Seitenbändern) und
einem Unterflurband gebildet.
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Neben
den genannten Beispielen sind auch Situationen denkbar, in denen
Fördergüter kurzzeitig beschleunigt
werden müssen,
bevor sie weiterverarbeitet werden können.
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Bei
der aus der eingangs genannten
DE 43 27 954 A1 bekannten Anordnung werden
Fördergüter zwischen
zwei motorisch antreibbaren Transportbändern beschleunigt oder verzögert, wobei
die von den Transportbändern
durch Federkraft auf das sich dazwischen befindende Fördergut
ausgeübte
Normalkraft in Abhängigkeit
von der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
regelbar ist. Dies ist ebenfalls aus der
DE 199 26 885 A1 bekannt.
Auch die
US 5 097 939 und
US 3 170 564 zeigen jeweils Anordnungen,
in denen Fördergüter zwischen
zwei Transportbändern
mit veränderbarem
Abstand transportiert werden. Zum Einschleusen der Fördergüter in bewegte
Förderbehälter sind
bei der aus der erwähnten
DE 43 27 954 A1 bekannten
Anordnung die Transportbänder
auf einer Schlittenanordnung abschnittsweise im Wesentlichen synchron
mit den Förderbehältern verschwenk- oder verfahrbar,
so wie dies auch aus der
EP
1 050 494 A1 oder der
DE
699 06 410 bekannt ist. Aus der
DE 100 30 226 A1 ist es bekannt,
zur Steuerung der Übergabe
von Fördergütern in
bewegte Förderbehälter, die
Ankunftspositionen der ankommenden Fördergüter zu erfassen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelung der Beschleunigung
oder Verzögerung beim
Einschleusen von Fördergütern in
bewegte Förderbehälter weiter
zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe dadurch gelöst,
dass bei der Anordnung der eingangs angegebenen Art die einander
gegenüberliegenden Transportbänder oder
-rollen auf zwei getrennten Schlitten der Schlittenanordnung angeordnet
sind und dass die beiden Schlitten getrennt voneinander antreibbar
sind, wobei ihr Abstand in Abhängigkeit von
der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
regelbar ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Durch
die Aufteilung der einander gegenüberliegenden Transportbänder bzw.
-rollen auf zwei getrennt antreibbare Schlitten wird die jeweils
zu bewegende Masse verringert, so dass bei gleichen Antriebsleistungen
höhere
Beschleunigungen der Schlitten möglich
sind. Aus demselben Grund können
die beiden Schlitten in vorteilhafter Weise jeweils über eine
Gelenkwelle (Kardanwelle) mit einem ortsfesten Antrieb für die Transportbänder oder
-rollen verbunden sein, so dass dieser nicht mitbewegt werden muss.
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Die
auf das Fördergut
ausgeübte
Normalkraft ist über
den Abstand der beiden Schlitten und damit über den Abstand der einander
gegenüberliegenden
Transportbänder
oder -rollen in Abhängigkeit von
der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
regelbar, wobei vorzugsweise zumindest eines der Trans portbänder oder
eine der Transportrollen unter der Kraft einer Feder an dem Fördergut
anliegt.
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Zur
Regelung des Abstandes können
die Schlitten und damit die einander gegenüberliegenden Transportbänder oder
-rollen auf beiden Seiten symmetrisch aufeinander zu oder voneinander
weg verstellt werden, so dass dadurch die mechanische Beanspruchung
des Förderguts
beim Einlaufen in die erfindungsgemäße Anordnung nicht einseitig
sondern auf beiden Fördergutseiten
jeweils vermindert erfolgt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung
kann diese Kraft in Abhängigkeit
von der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
bedarfsgerecht und geregelt ausübt
werden, so dass das Fördergut
geschont wird. Insbesondere wird die Normalkraft nur während des
Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgangs
aufgebracht. Um dabei die Normalkraft exakt dosieren zu können, ist
vorzugsweise auf zumindest einer der beiden einander gegenüberliegenden Seiten
eine Messeinrichtung vorgesehen, die die von den Transportbändern oder
-rollen auf das dazwischen befindliche Fördergut ausgeübte Normalkraft erfasst,
wobei die erfasste Normalkraft den Istwert für die Regelung, z. B. die Abstandsregelung
der einander gegenüberliegenden
Transportbänder
oder -rollen, bildet und der zugehörige Sollwert in Abhängigkeit
von der Größe der Beschleunigung
oder Verzögerung
vorgebbar ist. Die Erfassung der Normalkraft kann direkt über einen
Kraft- oder Druckaufnehmer oder indirekt beispielsweise durch Messen
des Drehmoments oder der Stromaufnahme der die Normalkraft erzeugenden
Stellmittel erfolgen.
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Da
die Normalkraft vorzugsweise nur während des Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsvorgangs
aufgebracht werden soll, kann entsprechend einer Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Anordnung
eine Einrichtung zur Erfassung mindestens zweier Positionen des
Förderguts
in der Anordnung vorgesehen werden, wobei die Regelung der Normalkraft
oder des Abstandes der Transportbänder oder -rollen in Abhängigkeit
von der jeweils erfassten Position ein- oder ausschaltbar ist.
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Weiterhin
kann in vorteilhafter Weise der erfindungsgemäßen Anordnung eine Einrichtung
vorgeordnet sein, die die Dicke des zur Anordnung gelangenden Förderguts
erfasst, wobei der Anfangsabstand der einander gegenüberliegenden
Transportbänder
oder -rollen in Abhängigkeit
von der erfassten Dicke einstellbar ist, so dass dann nur die zum
Transport des Förderguts
erforderlichen Normalkräfte
wirken. Während
des darauffolgenden Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgangs wird die Normalkraft
je nach Höhe
der Beschleunigung- oder Verzögerung
erhöht,
um nach Beendigung des Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsvorgangs
wieder auf den Anfangswert reduziert zu werden.
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Zur
weiteren Erläuterung
der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen;
im Einzelnen zeigen
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1 eine
Prinzipdarstellung einer an sich bekannten Anordnung zum Beschleunigen
oder Verzögern
von in einem Fördersystem
transportierten Fördergütern, die
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2 und 3 ein
Beispiel für
die Verwendung der bekannten Anordnung in einer Sortiervorrichtung
in Drauf- und Seitenansicht,
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4 ein
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anordnung
mit zwei getrennt verfahrbaren Schlitten in detaillierterer Darstellung,
die
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5 und 6 ein
Beispiel für
die beiden Schlitten in unterschiedlichen Verfahrstellungen und
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7 ein
Beispiel für
die Verläufe
der Verfahrgeschwindigkeiten und gefahrenen Wegstrecken der beiden
Schlitten sowie des Abstands zwischen ihnen.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung ein Beispiel für eine an sich bekannte Anordnung 1,
die von einem Fördersystem 2,
hier einem Bandfördersystem,
Fördergüter 3 zur
gezielten Beschleunigung oder Verzögerung erhält. Dazu weist die Anordnung 1 zwei
einander gegenüberliegende
Transportbänder 4 und 5 auf,
die von einem Elektromotor 6 angetrieben werden und so
das sich jeweils aktuell zwischen ihnen befindliche Fördergut 3 transportieren
und erforderlichenfalls beschleunigen bzw. verzögern. Das Transportband 4 ist
mittels einer steuerbaren Stellvorrichtung 7 in Richtung
auf das gegenüberliegende Transportband 5 zu
bzw. von diesem weg bewegbar, so dass auf diese Weise der Abstand
zwischen den beiden Transportbändern 4 und 5 einstellbar
ist. Ein Druck- oder Kraftaufnehmer 8 erfasst die von den Transportbändern 4 und 5 auf
das Fördergut 3 ausgeübte Normalkraft
und stellt diese einem Regler 9 als Istwert zur Verfügung. Den
zugehörigen
Sollwert erhält
der Regler 9 von einer Steuerung 10, die den Sollwert
der Normalkraft in Abhängigkeit
von der Größe der Beschleunigung
bzw. Verzögerung
des Förderguts 3 z.
B. aus einer Tabelle ermittelt oder berechnet. Je größer die
Beschleunigung bzw. Verzögerung
ist, umso größer ist
die auf das Fördergut 3 auszuübende Normalkraft.
Soll das Fördergut 3 ohne Geschwindigkeitsänderung
weitertransportiert werden, so wird nur die zum Transport erforderliche
Normalkraft erzeugt. In die Ermittlung der jeweils optimalen Normalkraft
können
weitere Parameter, wie z.B. die Oberflächenbeschaffenheit und das
Gewicht der Fördergüter 3,
eingehen. Weiterhin kann in Abhängigkeit
von der Dicke der Fördergüter 3 der
Anfangsabstand beider Transportbänder 4 und 5 bei
Ankunft des jeweiligen Förderguts 3 eingestellt
werden, so dass einerseits eine Beschädigung des Förderguts 3 aufgrund
eines zu geringen Abstands vermieden wird und andererseits zur Einstellung
der Normalkraft von Anfang an nur minimale Stellwegänderungen
erforderlich sind. Die genannte Parameter können der Steuerung 10 von
einer übergeordneten
Automatisierung zur Verfügung
gestellt werden oder, wie im Falle des Gewichts und der Dicke, an
einer geeigneten stelle in dem Fördersystem 2 gemessen
werden.
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Anstelle
der hier gezeigten Transportbänder 4 und 5 können gleichwirkende
Transportrollen Verwendung finden.
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Die 2 und 3 zeigen
ein Beispiel für die
Verwendung der Anordnung 1 in einer Sortiervorrichtung
mit einer an dem Fördersystem 2 angeschlossenen
Zuführvorrichtung 11 um
die Fördergüter 3,
hier Briefsendungen oder dergleichen, in einen Fördergutbehälter 12 einzuschleusen.
Der zur Zuführvorrichtung 11 hin
offene Fördergutbehälter 12 wird
mittels einer hier nicht gezeigten Fördereinrichtung mit konstanter
Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils 13 bewegt. Die Zuführvorrichtung 11 weist
einen um eine Drehachse schwenkbaren Förderkanal 14 und einen
Verzögerungskanal 15 auf,
der von der Anordnung 1 gebildet wird und über eine
Schleppkupplung 16 mit dem Förderkanal 14 verbunden
ist. Die Anordnung 1 (Verzögerungskanal 15) ist
entsprechend dem Doppelpfeil 17 parallel zu der Bewegungsrichtung 5 des
Fördergutbehälters 12 bewegbar
und nimmt dabei über
die Schleppkupplung 16 den Förderkanal 14 mit.
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Die
Zuführvorrichtung 11 mit
den Kanälen 14 und 15 und
der Fördergutbehälter 12 sind
hier in drei aufeinanderfolgenden Bewegungsstellungen (zwei Endstellungen
und eine Mittelstellung) dargestellt. Der Fördergutbehälter 12 ist nur einer
aus einer Vielzahl gleicher Förderbehälter, die
in Bewegungsrichtung 13 mit minimalem Abstand aufeinanderfolgen und
hier der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeigt sind.
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Während der
Einschleusung des Förderguts 3 in
den Fördergutbehälter 12 bewegt
sich der Verzögerungskanal 15 synchron
zu dem Fördergutbehälter 12 mit
derselben Geschwindigkeit. Die Einschleusung des Förderguts 3 in
den Fördergutbehälter 12 erfolgt
so auch bei minimalen Innenweiten der Fördergutbehälter 12 verklemmungsfrei.
Dabei wird das Fördergut 3 in
dem Verzögerungskanal 15 abgebremst,
so dass sein Aufprall im Fördergutbehälter 12 vermindert
und es nicht beschädigt
wird. Nach vollständiger
Aufnahme eines Förderguts 3 in
den Fördergutbehälter 12 fährt der
Verzögerungskanal 15 zurück und wird
anschließend
wieder auf die Geschwindigkeit des nächsten Fördergutbehälters 12 beschleunigt,
um das nächste
Fördergut 3 zuzuführen.
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Generell
ist es nicht erforderlich, dass jeder der Fördergutbehälter 12 sukzessiv
beladen wird. So kann z. B. vorgesehen werden, dass nur jeder zweite oder
n-te Fördergutbehälter beladen
wird, wobei dann zwei bzw. n Zuführvorrichtungen 11 in
Förderrichtung 13 versetzt
angeordnet werden.
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Die
Kanäle 14 und 15 bestehen
aus zwei einander gegenüberliegenden
Seitenbändern 18 und
einem Unterflurband 19, wobei die Seitenbänder des Verzögerungskanals 15 von
den Transportbändern 4 und 5 der
Anordnung 1 gebildet werden.
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Wie 3 zeigt,
weist die Anordnung 1 (Verzögerungskanal 15) Lichtschranken 20, 21 und 22 zur
Erfassung unterschiedlicher Positionen des Förderguts 3 in der
Anordnung 1 auf. Die Lichtschranke 20 erfasst über die
Rückkante
des Förderguts 3 den Zeitpunkt,
wenn das Fördergut 3 unabhängig von
seiner jeweiligen Größe so weit
zwischen die Transportbänder 4 und 5 gelangt
ist, dass es von diesen sicher beschleunigt oder abgebremst werden
kann. Zu diesem Zeitpunkt wird der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsvorgang
gestartet und die dafür
ermittelte Normalkraft auf das Fördergut 3 erzeugt.
Nach einer vorgegebenen Zeit oder wenn, wie hier gezeigt, die Lichtschranke 21 die
Rückkante
des Förderguts 3 erfasst,
wird der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsvorgang beendet und
gleichzeitig die auf das Fördergut 3 ausgeübte Normalkraft
wieder reduziert. Die Lichtschranke 22 erkennt über die
Rückkante
des Förderguts 3 die
vollständiger
Aufnahme des Förderguts 3 in
dem Fördergutbehälter 12,
woraufhin der Verzögerungskanal 15 zurückgefahren
und anschließend
wieder auf die Geschwindigkeit des nächsten Fördergutbehälters 12 beschleunigt
wird, um das nächste
Fördergut 3 zuzuführen.
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4 zeigt
in detaillierterer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung,
wobei für
gleiche Teile der Anordnung dieselben Bezugzeichen wie in den 1 bis 3 verwendet
werden. Die beiden einander gegenüberliegenden Transportbänder 4 und 5 der
Anordnung 1 sind in einem Rahmengestell auf zwei getrennten Schlitten 23 und 24 angeordnet,
die auf Führungsstangen 25 parallel
zu den hier nicht gezeigten bewegten Förderbehältern 12 und im Wesentlichen synchron
mit diesen verfahrbar sind. Die beiden Schlitten 23 und 24 werden
getrennt voneinander über
Zahnriemen 26, 27 durch zwei Servomotoren 28 bzw. 29 angetrieben.
Die beiden Schlitten 23 und 24 sind ferner jeweils über eine
Gelenkwelle 30 bzw. 31 mit einem ortsfesten Servoantrieb 32 für die Transportbänder 4 und 5 verbunden.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
arbeitet der Schlitten 23 als Master und der Schlitten 24 als
Slave. Der Master 23 wird synchron zu den zu beladenden
Fördergutbehältern 12 (vgl. 1 bis 3)
verfahren, während
der Slave 24 im Sinne der Einstellung eines vorgegebenen
Abstands zwischen den Transportbändern 4 und 5 verfahren
wird. Der Master 23 läuft
in Förderrichtung 13 der
Fördergutbehälter gesehen
vor dem Slave 24.
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Die 5 und 6 zeigen
jeweils in schematischer Darstellung die über die Zahnriemen 26 und 27 durch
die zwei Servomotoren 28 und 29 angetriebenen
Schlitten 23 und 24. Dabei ist der als Slave fungierende
Schlitten 24 gegenüber
seinem Antrieb derart über
eine Feder 33 vorgespannt, dass er in jeder Antriebsposition
innerhalb eines durch einen Anschlag 34 begrenzten Bewegungsbereichs entgegen
der Kraft der Feder 33 in Richtung von dem Master-Schlitten 23 weg
bewegbar ist.
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Bei
der in 5 gezeigten Antriebsposition sind beide Schlitten 23 und 24 soweit
voneinander entfernt, dass zwischen den Transportbändern 4 und 5 ein
Abstand besteht und der Slave-Schlitten 24 durch die Feder 33 und
den Anschlag 34 in eine Endstellung seines Bewegungsbereichs
gedrückt
wird. Je nachdem, wie die beiden Schlitten 23 und 24 relativ
zueinander verfahren werden, können
so unterschiedliche Abstände
zwischen den Transportbändern 4 und 5 eingestellt
werden.
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Bei
der in 6 gezeigten Antriebsposition sind die beiden Schlitten 23 und 24 aufeinander
zugefahren, wobei die Transportbänder 4 und 5 an
einem sich zwischen ihnen befindenden Transportgut 3 anliegen.
Dabei wird der Schlitten 24 entgegen der Kraft der Feder 33 aus
der Endstellung seines Bewegungsbereichs herausbewegt, so dass die
auf das Transportgut 3 einwirkende Normalkraft von der
Feder 33 aufgebracht wird. Durch Ändern des Abstands zwischen
den Schlitten 23 und 24 kann die Federauslenkung
und damit die Feder- bzw. Normalkraft variiert werden.
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Alternativ
zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel
kann die Feder 33 auch an dem anderen Schlitten 23 oder
an einer der beiden Transportbänder 4, 5 angreifen.
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7 zeigt
beispielhaft die Verfahrgeschwindigkeiten v und die gefahrenen Wegstrecken
s des Masters 23 (durchgezogene Kurvenverläufe) und
des Slave 24 (gestrichelte Kurvenverläufe) sowie den Abstand d zwischen
den Transportbändern 4 und 5 über die
Zeit t. Ausgehend von einer Anfangsstellung wird der von den beiden
Transportbändern 4 und 5 gebildete
Verzögerungskanal 15 in
einer ersten Phase I so lange beschleunigt, bis er die Geschwindigkeit
v0 des Fördergutbehälters 4 erreicht.
In der nachfolgenden Phase II erfolgt bei der Geschwindigkeit v0 die Einschleusung des Förderguts 3 in den Fördergutbehälter 4.
Nach erfolgter Einschleusung wird in der nächsten Phase III der Verzögerungskanal 15 bis
auf Null angebremst und anschließend in den Phase IV und V
mit möglichst
hoher Geschwindigkeit zurück
in die Anfangsstellung zurück
bewegt.
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Bevor
ein Fördergut 3 zwischen
die Transportbänder 4 und 5 einläuft, wird
der Abstand d1 zwischen Master 23 und
Slave 24 abhängig
von der Dicke des Förderguts 3 eingestellt,
so dass nur die zum Transport erforderlichen Normalkräfte wirken.
Wenn das Fördergut 3 von
den Transportbändern 4 und 5 erfasst
worden ist, wird in der Phase II durch kurzzeitige Geschwindigkeitserhöhung des
Slave 24 der Abstand d verringert, wobei die zum Verzögern des
Förderguts 3 notwendige
Normalkraft erzeugt wird. Die zum Regeln der Normalkraft erforderliche
Kraftmessung kann direkt an dem Slave 24 oder indirekt über das
Drehmoment oder die Stromaufnahme des Servomotors 29 erfolgen.
Nach Einstellung der Normalkraft fahren Master 23 und Slave 24 synchron,
bis die Verzögerung
des Förderguts 3 abgeschlossen
ist. Dann beginnt der Slave 24 vor dem Master 23 damit, seine
Geschwindigkeit v zu verringern, damit sich ein neuer Abstand d2 zwischen den Transportbändern 4 und 5 einstellt,
so dass das nachfolgende Transportgut schlupffrei einlaufen kann.