DE102009052292B3

DE102009052292B3 - Vorrichtung zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten

Info

Publication number: DE102009052292B3
Application number: DE102009052292A
Authority: DE
Original assignee: Fritz Collischan GmbH and Co KG
Current assignee: Collischan & Co Kg De GmbH
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: IL219586A0; PL2499603T3; PT2499603T; ES2582584T3; CY1117821T1; HUE029032T2; HRP20160846T1; US9202165B2; SI2499603T1; EP2499603A1; US20120228321A1; CN102640172A; RS54951B1; WO2011054974A1; HK1172721A1; IL219586A; DE202010018110U1; CN102640172B; EP2499603B1

Abstract

Vorrichtung zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten, mit einer ersten Zuführeinrichtung zum Vorzählen einer ersten festgelegten Teilmenge einer Sollanzahl der Objekte und einer zweiten Zuführeinrichtung zum vorzugsweise vereinzelten Zuführen einer zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte, wobei die Vorrichtung (1, 7, 10) so ausgebildet ist, dass die Anzahl der Objekte der ersten Teilmenge an eine Steuerungseinrichtung (5) übermittelt wird, die die zweite Zuführeinrichtung so steuert, dass der zweiten Teilmenge der Objekte so viele Objekte zugeführt werden, dass die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz zwischen der ersten Teilmenge und der Sollanzahl der Objekte entspricht, und die erste Teilmenge der Objekte zu der zweiten Teilmenge der Objekte geschüttet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten, mit einer ersten Förderstrecke zum Zuführen einer ersten festgelegten Teilmenge einer Sollanzahl der Objekte an ein erstes Zählmodul und einer zweiten Förderstrecke zum Zuführen einer zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte an das erste oder ein zweites Zählmodul.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten bekannt, mit denen Produkte wie Tabletten, Pellets, bestimmte Lebensmittel oder elektronische Bauteile gezählt werden können, sodass anschließend eine genau festgelegte Anzahl der Produkte weiterverarbeitet oder verpackt werden kann. Bei derartigen Zählvorrichtungen gelangen die Objekte aus einem Fülltrichter in parallel angeordnete Förderrinnen, die im Laufe des Dosiervorgangs nach und nach geschlossen werden.
In der DE 10 2008 019 486 A1 wird ein Zähl- und Abfüllmodul vorgeschlagen, das für kleinteilige Produkte wie Tabletten, Kapseln, Dragees oder dergleichen vorgesehen ist. Diese Vorrichtung umfasst mehrere Förderstrecken, die als Vibrationsförderer ausgebildet sein können. Zur Kontrolle des Zählergebnisses ist dem Zählmodul ein optischer Sensor vorgeschaltet.
Daneben sind andere Vorrichtungen bekannt, bei denen die Dosierung durch das Gewicht gesteuert wird. Da die Masse der einzelnen Objekte in der Praxis Schwankungen unterliegt, kann anhand des erfassten Gesamtgewichts nur näherungsweise auf die genaue Anzahl der Objekte geschlossen werden. In bestimmten Fällen ist es jedoch erforderlich, die genaue Anzahl der Objekte zu bestimmen, was mit herkömmlichen Vorrichtungen wegen der gewichtsgesteuerten Dosierung nicht möglich ist.
In der DE 37 22 978 A1 wird ein Verfahren und eine Anordnung zur gewichtsgenauen Abgabe von vorbestimmten Gewichtsmengen von Schüttgütern beschrieben. Diese Vorrichtung ist für Schüttgüter vorgesehen, die gewichtsbezogen portioniert und verladen werden. Dazu wird zunächst eine Teilmenge des Sollgewichts abgegeben, anschließend wird die verbleibende Restmenge im Rahmen einer Feindosierung zugeführt, um ein Sollgewicht zu erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten anzugeben, mit der eine festgelegte Sollanzahl der Objekte schnell und genau gezählt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass die Anzahl der Objekte der ersten Teilmenge an eine Steuerungseinrichtung übermittelt wird, die die zweite Förderstrecke so steuert, dass der zweiten Teilmenge der Objekte so viele Objekte zugeführt werden, dass die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz zwischen der Sollanzahl der Objekte und der ersten Teilmenge entspricht, und die erste Teilmenge der Objekte und die zweite Teilmenge der Objekte zusammengeschüttet wird, wobei die Steuerungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie während des Zuführens der zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte ein Vorzählen der ersten Teilmenge des nächsten Zählvorgangs steuert.
Die Erfindung beruht auf der Idee, dass die Dosierung von als Schüttgut vorliegenden Objekten nicht in Abhängigkeit des erfassten Gewichts, sondern stattdessen anhand der einzelnen gezählten Objekte erfolgen kann, sodass sichergestellt ist, dass die festgelegte Sollanzahl der Objekte genau eingehalten wird. Dazu erfolgt das Vorzählen einer ersten festgelegten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte über eine erste Förderstrecke, wobei die genaue Anzahl der Objekte erfasst wird. Anschließend wird die zweite Förderstrecke so gesteuert, dass diese so viele Objekte zuführt, dass die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz zwischen der Sollanzahl der Objekte und der ersten Teilmenge entspricht. Die Förderung und das Zählen der zweiten Teilmenge der Objekte erfolgt langsamer als bei der ersten Teilmenge, da es mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden muss, um die festgelegte Sollanzahl der Objekte nicht zu überschreiten.
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Behälter aufweist, in den die erste Teilmenge der Sollanzahl der Objekte nach dem Vorzählen geschüttet wird. Dieser Behälter dient als Zwischenspeicher, in dem die gezählten Objekte gesammelt werden, bis die zweite Teilmenge der Objekte gezählt worden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung während des Zuführens der zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte ein Vorzählen der ersten Teilmenge des nächsten Zählvorgangs steuert. Dadurch ist es möglich, die zweite Teilmenge zuzuführen und zu zählen, während gleichzeitig die erste Teilmenge der Objekte des nächsten Zählvorgangs zugeführt und gezählt wird. Somit kann das Zählen der ersten Teilmenge und der zweiten Teilmenge der Objekte zeitlich verzahnt bzw. parallel durchgeführt werden, sodass die Sollanzahl der Objekte insgesamt schneller gezählt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die erste und/oder die zweite Förderstrecke als Vibrationsförderstrecke, insbesondere als Vibrationsrinne, ausgebildet sein. Über diese Vibrationsrinne kann das Schüttgut kontrolliert gefördert werden, wobei die Menge und die Geschwindigkeit des geförderten Schüttguts mittels der Steuerungseinrichtung über die Stärke der Vibration eingestellt werden kann. Alternativ kann die erste und/oder die zweite Förderstrecke mittels eines Servomotors angetrieben werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Vibrationsförderstrecke bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Steuerungseinrichtung anhand der gezählten Objekte derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Geschwindigkeit der zugeführten Objekte bei Annäherung an die festgelegte Teilmenge der Objekte verringert wird. Dementsprechend werden die Objekte am Anfang eines Zählvorgangs über die Vibrationsförderstrecke vergleichsweise schnell zugeführt, vor dem Erreichen der Sollanzahl der ersten und/oder zweiten Teilmenge der Objekte wird die Fördergeschwindigkeit verringert, sodass diese Sollanzahl genau eingehalten werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass sie ein Zählmodul zum Zählen der Objekte oder ein erstes Zählmodul zum Zählen der ersten Teilmenge und ein zweites Zählmodul zum Zählen der zweiten Teilmenge der Objekte aufweist, wobei die Zählmodule vorzugsweise zum berührungslosen Zählen der Objekte ausgebildet sind. Die Zählmodule können der Vibrationsrinne nachgeschaltet sein, sodass die Objekte die Vibrationsrinne im freien Fall verlassen und dabei gezählt werden. Die Zählmodule sind in der Lage, die Anzahl der Objekte über entsprechende Sensoren höchst präzise zu erfassen, selbst wenn ein Objekt ganz oder teilweise von einem anderen Objekt verdeckt sein sollte.
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Zählmodul kann von unterschiedlichen Messverfahren Gebrauch machen, beispielsweise kann es zum optischen und/oder elektromagnetischen und/oder kapazitiven und/oder akustischen Erfassen der Objekte ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die erste Förderstrecke eine Klappe aufweist, die beim Erreichen der Sollanzahl der ersten Teilmenge der Objekte geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Strom der geförderten Objekte beim Erreichen der ersten Sollanzahl der Objekte unterbrochen, sodass keine weiteren Objekte mehr über die erste Förderstrecke zugeführt werden. Die restlichen benötigten Objekte werden dann ausschließlich über die zweite Förderstrecke zugeführt.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die erste und die zweite Förderstrecke separat voneinander regelbar sind. Auf diese Weise kann, wenn die erste Teilmenge der Objekte vollständig ist, die Förderung durch die erste Förderstrecke beendet werden, beispielsweise durch Schließen der Klappe, worauf die erste Förderstrecke angehalten wird. Das Zuführen und Zählen der zweiten Teilmenge der Objekte erfolgt anschließend, indem lediglich die zweite Förderstrecke angetrieben wird. Dadurch wird verhindert, dass sich bei der ersten Förderstrecke die Objekte vor der Klappe stauen, was ansonsten die genaue Zählung der einzelnen Objekte erschweren würde.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass mittels der ersten Förderstrecke 90 bis 95% der Sollanzahl der Objekte zuführbar sind, die Differenz zur Sollanzahl der Objekte wird durch die zweite Förderstrecke zugeführt.
Falls in Ausnahmefällen zu viele Objekte gefördert wurden, wenn also die geförderte und gezählte zweite Teilmenge der Objekte größer ist als die Differenz zwischen der ersten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte und der Sollanzahl, kann die zweite Teilmenge der Objekte verworfen werden, indem sie beispielsweise in einen speziellen Behälter geschüttet wird. Anschließend wird nochmals eine zweite Teilmenge der Objekte zugeführt und gezählt, sodass die Sollanzahl der Objekte exakt erreicht wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss somit allenfalls die vergleichsweise kleine zweite Teilmenge der Objekte verworfen werden, nicht jedoch die größere erste Teilmenge der Objekte. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei bestimmten Anwendungen ausgesonderte Objekte nicht nochmals in den Dosiervorgang eingeschleust werden dürfen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst eine erste Förderstrecke zum Vorzählen einer ersten festgelegten Teilmenge einer Sollanzahl von Objekten, die als Schüttgut zugeführt werden. Bei den Objekten kann es sich beispielsweise um Tabletten, Kapseln, elektronische Bauteile oder Pellets handeln. Die erste Förderstrecke umfasst eine vergleichsweise breite Vibrationsrinne 2, über die die Objekte zugeführt werden. Die erzeugten Vibrationen bewirken, dass sich alle Objekte stromförmig entlang der Vibrationsrinne 2 bewegen. Daneben umfasst die Vorrichtung 1 eine zweite Förderstrecke zum Zuführen einer zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte. Die zweite Förderstrecke umfasst eine Vibrationsrinne 3, die kleiner bzw. schmaler als die erste Vibrationsrinne 2 ausgebildet ist. Die erste und die zweite Förderstrecke sind jeweils über Antriebsmittel separat voneinander antreibbar, sodass in einem bestimmten Betriebszustand von einer Förderstrecke Objekte gefördert werden, während die andere Förderstrecke im Stillstand ist. Beide Förderstrecken sind als Vibrationsförderstrecken ausgebildet, bei denen durch die Steuerung oder Regelung der Vibrationsbewegung die Menge und die Geschwindigkeit des geförderten Schüttguts einstellbar ist.
Mit der Vorrichtung 1 kann eine bestimmte, beliebig festlegbare Sollanzahl von Objekten, beispielsweise 100 Stück, gezählt werden. Diese Sollanzahl setzt sich zusammen aus einer ersten festgelegten Teilmenge, die über die erste Förderstrecke zugeführt wird und einer zweiten Teilmenge, die über die zweite Förderstrecke zugeführt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Teilmenge 95 Objekte und die zweite Teilmenge 5 Objekte. Nach dem Erreichen des offenen Endes der Vibrationsrinne 2 fallen die Objekte von der Vibrationsrinne 2 nach unten. Während sich die Objekte im freien Fall befinden, werden sie von einem Zählmodul 4 gezählt, das in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt ist. Das Zählmodul 4 weist Sensoren auf, die die Anzahl der passierenden Objekte mit hoher Genauigkeit messen können, selbst wenn die Objekte sich gegenseitig teilweise oder ganz verdecken. Dementsprechend werden über die erste Förderstrecke in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Objekte als Schüttgut zugeführt, bis 95 Objekte gezählt worden sind. Während der Förderung der Objekte wird die Vibrationsrinne 2 durch eine schematisch dargestellte Steuerungseinrichtung derart gesteuert, dass die Geschwindigkeit der zugeführten Objekte bei Annäherung an die festgelegte, 95 Objekte umfassende Teilmenge der Sollanzahl verringert wird. Die weitere Zufuhr von Objekten wird durch eine in 1 nicht gezeigte Klappe verhindert, durch die die Vibrationsrinne 2 verschlossen wird. Dadurch wird verhindert, dass versehentlich zu viele Objekte zugeführt werden. Es ist allerdings möglich, dass die erste Teilmenge der Objekte nicht genau 95 Objekte umfasst, stattdessen könnten auch 93 oder 97 Objekte durch das Zählmodul 4 gezählt werden. Anschließend wird die Anzahl der gezählten Objekte der ersten Teilmenge an eine Steuerungseinrichtung 5 übermittelt, die dann die zweite Förderstrecke mit der Vibrationsrinne 3 so steuert, dass der zweiten Teilmenge der Objekte so viele Objekte zugeführt werden, dass die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz zwischen der ersten Teilmenge und der Sollanzahl der Objekte entspricht. Wenn die erste Teilmenge 95 Objekte umfasst, werden über die Vibrationsrinne 3 somit fünf weitere Objekte zugeführt, wenn die erste Teilmenge 97 Objekte umfasst, werden lediglich drei weitere Objekte über die Vibrationsrinne 3 zugeführt. Von der Vibrationsrinne 3 gelangen die Objekte im freien Fall zu dem Zählmodul 4, von dem sie beim Passieren gezählt werden. Wenn die Summe der Objekte der ersten Teilmenge und der Objekte der zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte entspricht, werden die Objekte über einen Auslauftrichter 6 zur Abfüllung, Verpackung oder für weitere Verarbeitungsschritte bereitgestellt.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Vorrichtung 7, wobei für übereinstimmende Bestandteile dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurden. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 7 als Vibrationsrinnen 2, 3 ausgebildete Förderstrecken, denen ein Zählmodul 4 nachgeschaltet ist. Die Regelung der Vibrationsrinnen 2, 3 erfolgt über die Steuerungseinrichtung 5.
Unterhalb der Vibrationsrinne 2 befindet sich ein Behälter 8, sodass die Objekte nach dem Passieren des Zählmoduls 4 in dem Behälter 8 gesammelt werden. Unterhalb der Vibrationsrinne 3 befindet sich ein Behälter 9, in den die Objekte von der Vibrationsrinne 3 nach dem Passieren des Zählmoduls 4 gelangen.
Während die zweite Teilmenge der Objekte über die Vibrationsrinne 3 gezählt und in dem Behälter 9 gesammelt wird, wird von der Steuerungseinrichtung 5, die über nicht näher dargestellte Leitungen mit den einzelnen Komponenten der Vorrichtung 7 verbunden ist, das Vorzählen der ersten Teilmenge der Objekte des nächsten Dosier- und Zählvorgangs ausgelöst und gesteuert, sodass die beiden Zählvorgänge zeitlich ineinander greifen. Da über die Vibrationsrinnen 2, 3 zumindest in bestimmten Betriebszuständen Objekte gleichzeitig zugeführt werden, kann mit der Vorrichtung 7 das Zählen einer bestimmten Sollanzahl von Objekten mit hoher Genauigkeit schneller durchgeführt werden im Vergleich zu einer Vorrichtung, die lediglich eine einzige Förderstrecke aufweist.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum für übereinstimmende Bestandteile dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen verwendet wurden. Die Vorrichtung 10 umfasst als Vibrationsrinnen 2, 3 ausgebildete Förderstrecken, wobei die Objekte von der Vibrationsrinne 2 in den Behälter 8 und von der Vibrationsrinne 3 in den Behälter 9 fallen. Anders als bei den vorherigen Ausführungsbeispielen ist jeder Förderstrecke ein separates Zählmodul zugeordnet. Die von der Vibrationsrinne 2 zugeführten Objekte werden von dem Zählmodul 11 erfasst, die über die Vibrationsrinne 3 zugeführten Objekte werden über das Zählmodul 12 erfasst. Durch die Verwendung zweier getrennter Zählmodule kann die Genauigkeit weiter verbessert werden, da die gezählten Objekte eindeutig der jeweiligen Förderstrecke zugeordnet werden können.
In Ausnahmefällen kann es vorkommen, dass die Anzahl der Objekte in dem Behälter 9 nicht mit der Differenz zwischen der Sollanzahl der Objekte und der Anzahl der Objekte in dem Behälter 8 übereinstimmt, beispielsweise wenn sich in dem Behälter 8 95 Objekte und in dem Behälter 9 sechs Objekte befinden. Wenn die Steuerungseinrichtung 5 diesen Fehler bemerkt, kann der Inhalt des Behälters 9 in einen Behälter 13 geschüttet werden, wodurch die Objekte des Behälters 9 ausgesondert werden. Die Anzahl der Objekte des Schüttguts, die beim Überschreiten der Sollanzahl der Objekte ausgesondert werden müssen, ist allerdings vorteilhaft klein im Vergleich zur Sollanzahl der Objekte. Nach dem Verwerfen der Objekte des Behälters 9 und dem Ausschütten in den Behälter 13 wird durch die Steuerungseinrichtung 5 ein neuer Zählvorgang ausgelöst, indem der geleerte Behälter 9 über die Vibrationsrinne 3 wieder mit Objekten befüllt wird, bis die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz entspricht. Der in der Zeichnung gezeigte Behälter 13 ist allerdings optional, im Hinblick auf die äußerst genaue Zählung durch die Zählmodule 11, 12 sind auch Ausführungen ohne Behälter 13 möglich.

Claims

Vorrichtung zum Zählen von als Schüttgut zugeführten Objekten, mit – einer ersten Förderstrecke zum Zuführen einer ersten festgelegten Teilmenge einer Sollanzahl der Objekte an ein erstes Zählmodul (4, 11) und – einer zweiten Förderstrecke zum Zuführen einer zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte an das erste oder ein zweites Zählmodul (12), wobei – die Vorrichtung (1, 7, 10) so ausgebildet ist, dass die Anzahl der Objekte der ersten Teilmenge an eine Steuerungseinrichtung (5) übermittelt wird, die die zweite Förderstrecke so steuert, dass der zweiten Teilmenge der Objekte so viele Objekte zugeführt werden, dass die zweite Teilmenge der Objekte der Differenz zwischen der Sollanzahl der Objekte und der ersten Teilmenge entspricht, und – die erste Teilmenge der Objekte und die zweite Teilmenge der Objekte zusammengeschüttet wird, wobei – die Steuerungseinrichtung (5) so ausgebildet ist, dass sie während des Zuführens der zweiten Teilmenge der Sollanzahl der Objekte ein Vorzählen der ersten Teilmenge des nächsten Zählvorgangs steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Behälter (8) aufweist, in den die erste Teilmenge der Sollanzahl der Objekte nach dem Vorzählen geschüttet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Förderstrecke als Vibrationsförderstrecke, insbesondere als Vibrationsrinne (2, 3), ausgebildet ist bzw. sind oder dass die erste und/oder die zweite Förderstrecke mittels eines Servomotors angetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsförderstrecke durch die Steuerungseinrichtung (5) anhand der gezählten Objekte derart gesteuert oder geregelt wird, dass die Geschwindigkeit der zugeführten Objekte bei Annäherung an die festgelegte Teilmenge der Objekte verringert wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählmodule (4, 11, 12) zum berührungslosen Zählen der Objekte ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählmodule (4, 11, 12) zum optischen und/oder elektromagnetischen und/oder kapazitiven und/oder akustischen Erfassen der Objekte ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Förderstrecke eine Klappe aufweist, die beim Erreichen der Sollanzahl der ersten Teilmenge der Objekte durch die Steuerungseinrichtung (5) geschlossen wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Förderstrecke separat voneinander regelbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass mittels der ersten Förderstrecke 90 bis 95% der Sollanzahl der Objekte zuführbar sind.