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Die Erfindung betrifft ein System zum Befüllen eines Behälters mit über ein Transportband angeliefertem Fördergut, beispielsweise mit Baukomponenten aus Kunststoffmaterial oder Metall für elektrische Installationsgeräte, wie Steckdosen, Schalter oder dergleichen.
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Aus der
DE 34 20 014 A1 ist ein mobiles Magazin für längliche Werkstücke mit im Wesentlichen zylindrischem Querschnitt bekannt. Um ein Durcheinanderfallen der mittels einer Zuführeinrichtung aus einer vorhergehenden Bearbeitungsstation zu dem Magazin zugeführten Werkstücke zu verhindern, werden die Werkstücke mittels über Umlenkrollen gelegter Tragegurte aufgefangen, welche eine nach oben offene Gurtschleife bilden, die sich nach Maßgabe der zugeführten Werkstückanzahl vergrößert. Die Werkstücke fallen durch einen von den Umlenkrollen gebildeten Einführspalt, welcher eine dem Durchmesser der zugeführten Werkstücke nur geringfügig übersteigende Breite aufweist. Das Ausführen der Werkstücke geschieht mittels die Werkstücke einzeln erfassender Austragsräder unter entsprechender Verkleinerung der Gurtschleife.
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Aus der
US 39 50 920 A ist eine Vorrichtung zum portionsweisen Sammeln stabförmiger Gegenstände bekannt, welche ein an ihrem einen Ende lösbar befestigtes Sammelband aufweist, das nach unten hin einen mit einem Einführungskanal in Verbindung stehenden Sammelraum begrenzt, in welchem im Bereich unmittelbar vor der Einführungskanalmündung Organe, z. B. eine Lichtschranke zur Feststellung des Vorhandenseins von Gegenständen angeordnet sind. Zur Verlängerung des den Sammelraum abgrenzenden Bandteils ist ein von den vorstehend genannten Organen gesteuertes Antriebsorgan vorgesehen, welches eine Förderwalze für das Band treibt, das zwischen dieser Förderwalze und einem von einem Gewicht oder einer Feder beaufschlagten Widerlager festgehalten wird.
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Aus der
US 27 67 536 A ist ein Sammelsystem für langgestreckte Gegenstände bekannt, mit einem Sammelgefäß, an dessen Oberseite die Gegenstände in einen flachen Kanal entladen werden, wozu ein die Gegenstände tragendes Band über die Oberfläche des Sammelgefäßes gespannt ist, welches sich mit zunehmender Entladung der Gegenstände vom Boden des Sammelgefäßes in Richtung zur Oberseite des Gefäßes hin bewegt.
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Aus der
EP 00 42 199 A1 ist eine automatische Verpackungsmaschine bekannt, bei welcher die zu verpackenden Gegenstände übereinander in einen Behälter eingebracht werden, wobei ein in Form eines Bandes ausgebildeter behelfsmäßiger Boden die eingebrachten Gegenstände in Abhängigkeit des Verpackungsgrades schrittweise in Richtung zum Boden des Behälters hin transportiert. Der behelfsmäßige Boden weist eine Öffnung auf, so dass der behelfsmäßige Boden nach vollständiger Befüllung des Behälters in Richtung Oberseite des gefülltes Behälters zurückbewegt und aus dem gefüllten Behälter entfernt werden kann.
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Aus der
DE 202 01 179 U1 ist eine Gurtmulde für die Aufnahme einer Vielzahl zu bündelnder Stäbe, Rohre und ähnlich langer Halbzeuge bekannt, welche zwischen sich einfassende Paare von Ständern vorgesehen sind, die an ihren oberen freien Enden ortsfeste Rollkörper für einen Gurt, eine Kette oder vergleichbare Mittel für das Bündeln von Halbzeugen aufweisen, wobei diese Mittel beiderseits bei dem Befüllen der Gurtmulde aus einer im Wesentlichen gestreckten Lage synchron mit der Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung nachgeführt werden.
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Aus der
DE 198 13 808 A1 ist eine Vorrichtung zum Sammeln von langgestrecktem Material zur Bildung von Bündeln in einer zwischen zwei Rahmenteilen liegenden Mulde bekannt, in die das Material über eine Ablaufsschräge hineinrollt oder geschoben wird. Ein am Kopf des jeweiligen Rahmenteils in Höhe der obersten Lage quergespannter Gurt wirkt mit Umlenkungen zusammen, trägt das in die Mulde hineinrollende Material und sinkt entsprechend dem Materialfluss schrittweise bis zum Muldengrund ab. Im Einlaufbereich zur Mulde ist eine Lichtschranke angeordnet, die durch in die Mulde hineinfallendes Material unterbrochen wird. Durch die Unterbrechung wird ein Impuls ausgelöst, der das schrittweise Absenken des Gurtes bis zum Muldengrund im Rhythmus des Materialzuflusses bewirkt.
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Aus der
DE 93 06 842 U1 ist eine Einrichtung zum Befüllen von Behältern mit Gegenständen bekannt, bei der große Beschleunigungen und Verzögerungen des Behälters vor und nach der Befüllung mit Gegenständen vermieden werden, wobei trotzdem ein hoher Durchsatz der Befüllungseinrichtung erzielt wird. Zum Aufnehmen und Haltern von Gegenständen ist eine mittels einer Antriebseinrichtung horizontal und vertikal verfahrbare Gegenstandshalterungseinrichtung, wie Greifkopf, Saugkopf oder schaltbarer Magnetkopf vorgesehen. Die Gegenstandshalteeinrichtung ist mit gleicher Geschwindigkeit wie ein zu beladender Behälter und parallel zu dem Behälter verfahrbar, so dass gehalterte Gegenstände zielgenau in den Behälter einbringbar sind.
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Allgemein ist das Befüllen eines Behälters mit relativ hoher Innenhöhe problematisch, wenn das von einem Transportband auf den Behälter-Boden auftreffende Fördergut eine zu große Fallhöhe überwinden muss. Es besteht die Gefahr einer Beschädigung des Fördergutes beim Aufprall auf den Behälter-Boden oder beim Aufprall auf bereits im Behälter befindliches Fördergut.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Befüllen eines Behälters mit Fördergut anzugeben, bei dem die Gefahr der Beschädigung des Fördergutes infolge des Aufpralls im Behälter reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zum Befüllen eines Behälters mit über ein Transportband angeliefertem Fördergut, wobei ein Abdeckband über die Öffnung des Behälters gespannt ist, wobei das während des Füllvorganges mit Fördergut beladene Abdeckband in Abhängigkeit des Füllgrades des Behälters derart kontinuierlich tiefer in den Behälter-Innenraum eintaucht, dass die Fallhöhe für das Fördergut zwischen Transportband und der Oberfläche des Behälterinhalts stets einem vorgegebenem Sollwert entspricht, wobei das Abdeckband während des Füllvorganges des Behälters unter Einsatz einer Abdeckband-Antriebseinrichtung von einer Rolle abwickelbar ist, der Vortrieb des Abdeckbandes über Antriebsrollen erfolgt, eine Abdeckband-Greifvorrichtung zur Arretierung des Endes des Abdeckbandes sowie eine Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung für die Linearbewegung der Abdeckband-Greifvorrichtung über die Öffnung des Behälters vorgesehen sind und wobei eine Abdeckband-Trennvorrichtung für das Abtrennen des Abdeckbandes von der Rolle und durch eine Trennvorrichtungs-Antriebseinrichtung für die Linearbewegung der Abdeckband-Trennvorrichtung längs des Abdeckbandes vorgesehen ist.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Fallhöhe des Förderguts während des Befüllens des Behälters kontinuierlich auf ein Minimum begrenzt wird. Somit wird das Risiko einer Beschädigung (Absplitterung, Verbiegen) insbesondere bei empfindlichem Fördergut minimiert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
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1–3 verschiedene Phasen des Befüllens eines Behälters unter Einsatz der vorgeschlagenen Einrichtung,
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4 eine optionale Einrichtung mit verfahrbarem Transportband,
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5 eine Einrichtung mit Antriebsrollen zum Abrollen des Abdeckbandes,
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6 eine Weiterbildung der in 5 angedeuteten Einrichtung mit verschiebbaren Antriebsrollen,
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7 eine Sicht auf einen Behälter mit verfahrbarer Abdeckband-Greifvorrichtung,
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8–10 Skizzen zur Steuerung/Regelung der Einrichtung (des Systems) zum Befüllen von Behältern mit Fördergut.
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In den 1–3 sind verschiedene Phasen des Befüllens eines Behälters unter Einsatz der vorgeschlagenen Einrichtung dargestellt. In 1 ist ein quaderförmiger, oben offener Behälter 1 (Material-Transport-Behälter MTB, Eurocontainer) mit Behälter-Boden 2, zwei sich gegenüberliegenden Behälter-Seitenwänden 3, 4, Behälter-Oberkante 7 und Behälter-Innenhöhe 8 zu erkennen. Ein Transportband 10 ragt mit seinem Ende über den Behälter 1, so dass mittels des Transportbandes 10 transportiertes Fördergut 12 in den Behälter 1 eingefüllt werden kann. Das Fördergut 12 wird beispielsweise durch einen Fertigungsautomaten produziert und auf das Transportband 10 gelegt.
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Um die Fallhöhe – welche bei leerem Behälter
1 größer als die Behälter-Innenhöhe
8 ist – zu reduzieren, ist die Öffnung des Behälters
1 mit einem Abdeckband
16 abgedeckt. Dieses Abdeckband
16 wird von einer Rolle
15 abgewickelt, welche oberhalb der Behälter-Seitenwand
3 des Behälters
1 angeordnet ist. Das Ende des Abdeckbandes
10 wird von einer Abdeckband-Greifvorrichtung
21 fixiert, welche sich oberhalb der Behälter-Seitenwand
4 des Behälters
1 befindet. Zum Abschneiden des Abdeckbandes
16 von der Rolle
15 ist eine Abdeckband-Trennvorrichtung
26 vorgesehen. Eine Füllstands-Erfassungseinrichtung
30 überwacht die Öffnung des Behälters
1. Mit den Bezugszeichen A und B sind die beiden möglichen Endpositionen der Abdeckband-Greifvorrichtung
21 gezeigt:
| Endposition A: | die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 befindet sich unterhalb der |
| | Rolle 15 und oberhalb der Behälter-Seitenwand 3, |
| Endposition B: | die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 befindet sich oberhalb der |
| | Behälter-Seitenwand 4. |
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Während 1 die Start-Phase beim Befüllen des noch leeren Behälters 1 zeigt, ist in 2 ein etwa halb mit Fördergut 12 gefüllter Behälter 1 dargestellt. Während des Befüllens des Behälters 1 wird das Abdeckband 16 kontinuierlich von der Rolle 15 abgewickelt, wodurch das Abdeckband 16 – bedingt durch das Gewicht des auf dem Abdeckband 10 lastenden Fördergutes 12 – kontinuierlich tiefer in den Behälter-Innenraum eintaucht. 3 zeigt einen fast vollständig mit Fördergut 12 befüllten Behälter 1, wobei insbesondere gut zu erkennen ist, dass sich das abgewickelte Abdeckband 16 der Kontur des Behälter-Innenraumes (Behälter-Boden 2, Behälter-Seitenwände 3, 4) anschmiegt.
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Dabei ist im Hinblick auf das Gewicht und die Fallhöhe des Fördergutes 12 auf eine genügend reißfeste Ausführung des Abdeckbandes 16 zu achten. Hierzu werden bei Einsatz eines Papierbandes als Abdeckband 16 die Papier-Ausgangsstoffe mit entsprechenden Kunststoffen respektive Papier-Chemikalien versetzt. Für den Austausch der in einem Maschinengestell montierten Rolle 15 kann ein Schnellwechselsystem Verwendung finden.
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In 4 ist eine optionale Einrichtung mit verfahrbarem Transportband dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird das Transportband 10 mittels einer Transportband-Verschiebeeinrichtung – siehe Ziffern 13 in den 8, 9, 10 – während des Befüllens des Behälters 1 derart über der Öffnung des Behälters 1 in x-Richtung verschoben, dass das Ende während des Befüllvorganges sukzessive die gesamte Öffnung überstreicht. Hierdurch ergibt sich eine sehr gleichmäßige Befüllung des Behälters 1.
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In 5 ist eine Einrichtung mit Antriebsrollen zum Abrollen des Abdeckbandes dargestellt. Das Abdeckband 16 wird mittels Antriebsrollen 18 und einer Antriebseinrichtung – siehe die Ziffern 17 in den 8, 9, 10 – mit gewünschter Geschwindigkeit von der Rolle 15 abgewickelt. Alternativ kann die Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 auch unmittelbar auf die Rolle 15 einwirken und eine gewünschte Drehgeschwindigkeit der Rolle 15 vorgeben.
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In 6 ist eine Weiterbildung der in 5 angedeuteten Einrichtung mit verschiebbaren Antriebsrollen dargestellt. In Erweiterung der Ausführungsform gemäß 5 sind die Antriebsrollen 18 mittels einer Antriebsrollen-Verstelleinrichtung 19 in x-Richtung verschiebbar, was z. B. im Zusammenhang mit der Aktivierung/Deaktivierung einer Abdeckband-Trennvorrichtung 26 sinnvoll ist.
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In 7 ist eine Sicht auf einen Behälter mit verfahrbarer Abdeckband-Greifvorrichtung dargestellt. Es ist der Behälter 1 mit seinen vorstehend bereits erwähnten, sich gegenüberliegenden Behälter-Seitenwänden 3, 4 sowie seinen weiteren, sich gegenüberliegenden Behälter-Seitenwänden 5, 6 zu erkennen. Die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 ist endseitig z. B. längs zweier, parallel zu den Behälter-Seitenwänden 5 bzw. 6 angeordneter Bandzylinder 23 bzw. 24 in x-Richtung bewegbar. Die in der gleichen Ebene orthogonal hierzu verlaufende y-Richtung ist ebenfalls angegeben. Die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 ist mittels einer Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung – siehe Ziffer 22 in den 8, 9, 10 – zwischen den Endpositionen A (nahe der Behälter-Seitenwand 3) und B (nahe der Behälter-Seitenwand 4) verfahrbar.
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Das Befüllen eines Behälters läuft in folgenden Phasen (Verfahrensschritten, Schrittfolge) ab:
- 1. Schritt: Die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 befindet sich in der Endposition A und greift das Ende des von der Rolle 15 ein vorgegebenes Stück abrollenden Abdeckbandes 16 – siehe Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung 22 und Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 in den 8, 9, 10.
- 2. Schritt: Die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 wird von der Endposition A in Richtung zur Endposition B bewegt – siehe Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung 22 für die Durchführung dieser Linearbewegung über die Öffnung des Behälters in den 8, 9, 10 –, wobei gleichzeitig das Abdeckband 16 von der Rolle 15 abgewickelt wird – siehe Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 in den 8, 9, 10 –, so dass sich die in 1 gezeigte Anordnung mit dem die Öffnung des Behälters 1 abdeckendem (respektive über die Öffnung des Behälters gespanntem) Abdeckbandband 16 ergibt.
- 3. Schritt: Das Transportband 10 wird eingeschaltet – siehe Transportband-Antriebseinrichtung 11 in den 8, 9, 10 – so dass der Behälter 1 mit dem Fördergut 12 befüllt wird. Gleichzeitig wird das Abdeckband 16 während des Füllvorganges derart von der Rolle 15 abgewickelt, – siehe Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 in den 8, 9, 10 –, dass sich das im Behälter 1 befindliche Fördergut 12 während des Füllvorganges in etwa auf der Höhe der Behälter-Oberkante 7 befindet. Auf diese Weise wird die Fallhöhe des Fördergutes minimiert. Es ergeben sich die in den 2 und 3 gezeigten Anordnungen.
- 4. Schritt: Nachdem der Behälter vollständig oder in vorgegebener Art befüllt ist, werden das Transportband 10 und die Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 für die Rolle 15 abgeschaltet.
- 5. Schritt: Das Ende des Abdeckbandes 16 wird von der Abdeckband-Greifvorrichtung 21 gelöst – siehe Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung 22.6
- 6. Schritt: Die Antriebsrollen-Verstelleinrichtung 19 verschiebt die Antriebsrollen 18 in Richtung zur Abdeckband-Trennvorrichtung 26, wie unter 6 angedeutet. Die Abdeckband-Trennvorrichtung 26 wird aktiviert – siehe Trennvorrichtungs-Antriebseinrichtung (z. B. Bandzylinder) 27 in den 8, 9, 10 – so dass das Abdeckband 16 in Höhe der Behälter-Oberkante 7 beispielsweise mittels eines sich in y-Richtung (siehe 7) längs des Abdeckbandes 16 linear bewegenden Messers durchtrennt wird.
- 7. Schritt: Nunmehr kann der befüllte Behälter 1 entfernt und durch einen leeren Behälter 1 ersetzt werden.
- 8. Schritt: Die Abdeckband-Greifvorrichtung 21 wird von der Endposition B in Richtung zur Endposition A bewegt – siehe Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung 22 in den 8, 9, 10.
- 9. Schritt: siehe 1. Schritt
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Während des 3. Schrittes kann das Transportband 10 mit Hilfe der Transportband-Verschiebeeinrichtung 13 linear längs der Öffnung des Behälters 1 verfahren werden, um den Behälter 1 gleichmäßiger mit Fördergut 12 zu befüllen, wie vorstehend unter 4 erläutert.
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In den 8–10 sind Skizzen zur Steuerung/Regelung der Einrichtung (des Systems) zum Befüllen eines Behälters mit Fördergut dargestellt. Es ist eine Steuer-/Regeleinrichtung 29 gezeigt, welche die Transportband-Antriebseinrichtung 11, die Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 (der Rolle 15 oder der Antriebsrollen 18), die Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung 22, die Antriebsrollen-Verstelleinrichtung 19, die Trennvorrichtungs-Antriebseinrichtung 27 und optional die Transportband-Verschiebeeinrichtung 13 entsprechend der vorstehend erläuterten Schrittfolge ansteuert. Wesentliches Kriterium bei der Befüllung des Behälters ist es, die Fallhöhe des Fördergutes auf ein Minimum zu reduzieren. Es wird ein Sollwert für die Fallhöhe des Förderguts vorgegeben. Vorstehend ist bereits angedeutet, dass zur Erfassung einer Abweichung zwischen Sollwert und aktuellem Istwert der Fallhöhe die Detektion der Behälter-Oberkante 7 mittels einer Füllstands-Erfassungseinrichtung 30 erfolgen kann. Die von der Füllstands-Erfassungseinrichtung 30 in Abhängigkeit des aktuellen Füllstandes erzeugten Signale werden der Steuer-/Regeleinrichtung 29 zugeleitet, welche die Ansteuerung der Abdeckband-Antriebseinrichtung 17 und/oder der Transportband-Antriebseinrichtung 11 und gegebenenfalls der Transportband-Verschiebeeinrichtung 13 entsprechend der aktuell erfassten Situation vornimmt, z. B. durch Beschleunigen/Reduzieren der Drehgeschwindigkeit der Rolle 15 und/oder Beschleunigen/Reduzieren der Fördergeschwindigkeit des Transportbandes 10.
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Alternativ oder ergänzend zu einer Füllstands-Erfassungseinrichtung 30 kann ein Fördergut-Mengenzähler 31 vorgesehen sein und Eingangssignale an die Steuer-/Regeleinrichtung 29 abgeben, wie in 9 gezeigt. Der Fördergut-Mengenzähler 31 übermittelt der Steuer-/Regeleinrichtung 29 die aktuelle Anzahl der dem Transportband 10 übergebenen und damit dem Behälter 1 zugeführten Teile (Fördergut 12). Es besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen dieser aktuellen Anzahl der Teile und (bei Berücksichtung des Raumbedarfs eines Teils) dem aktuellen Füllungsgrad des Behälters 1 und damit der erforderlichen Länge des von der Rolle 15 abzuwickelnden Abdeckbandes 16. Dementsprechend lassen sich beispielsweise offline Zusammenhänge zwischen der dem Behälter 1 zugeführten Teile (Fördergut 12) und der Länge des von der Rolle 15 abzuwickelnden Abdeckbandes 16 festlegen, in der Steuer-/Regeleinrichtung 29 abspeichern und dann online entsprechend der aktuellen Anzahl für die Steuerung/Regelung abgreifen, um derart den Istwert der Fallhöhe nachzubilden.
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Alternativ oder ergänzend zu einer Füllstands-Erfassungseinrichtung 30 kann eine Gewichts-Erfassungseinrichtung 32 vorgesehen sein und Eingangssignale an die Steuer-/Regeleinrichtung 29 abgeben, wie in 10 gezeigt. Die Gewichts-Erfassungseinrichtung 32 übermittelt der Steuer-/Regeleinrichtung 29 das aktuelle Gewicht des Behälters 1. Es besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen diesem aktuellen Gewicht und (bei Berücksichtung des Gewichts und des Raumbedarfs eines Teils) dem aktuellen Füllungsgrad des Behälters 1 und damit der erforderlichen Länge des von der Rolle 15 abzuwickelnden Abdeckbandes 16. Dementsprechend lassen sich beispielsweise offline Zusammenhänge zwischen dem Gewicht des Behälters 1, der dem Behälter 1 zugeführten Teile (Fördergut 12) und der Länge des von der Rolle 15 abzuwickelnden Abdeckbandes 16 festlegen, in der Steuer-/Regeleinrichtung 29 abspeichern und dann online entsprechend dem aktuellen Gewicht für die Steuerung/Regelung abgreifen, um derart den Istwert der Fallhöhe nachzubilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Behälter-Boden
- 3
- erste Behälter-Seitenwand
- 4
- zweite Behälter-Seitenwand
- 5
- dritte Behälter-Seitenwand
- 6
- vierte Behälter-Seitenwand
- 7
- Behälter-Oberkante
- 8
- Behälter-Innenhöhe
- 9
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- 10
- Transportband
- 11
- Transportband-Antriebseinrichtung
- 12
- Fördergut
- 13
- Transportband-Verschiebeeinrichtung
- 14
-
- 15
- Rolle
- 16
- Abdeckband
- 17
- Abdeckbarid-Antriebseinrichtung
- 18
- Antriebsrollen
- 19
- Antriebsrollen-Verstelleinrichtung
- 20
-
- 21
- Abdeckband-Greifvorrichtung
- 22
- Greifvorrichtungs-Antriebseinrichtung
- 23
- Bandzylinder
- 24
- Bandzylinder
- 25
-
- 26
- Abdeckband-Trennvorrichtung
- 27
- Trennvorrichtungs-Antriebseinrichtung
- 28
-
- 29
- Steuer-/Regeleinrichtung
- 30
- Füllstands-Erfassungseinrichtung
- 31
- Fördergut-Mengenzähler
- 32
- Gewichts-Erfassungseinrichtung
- A, B
- Endpositionen der Abdeckband-Greifvorrichtung
