DE102011087502A1

DE102011087502A1 - Befüllvorrichtung für die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage

Info

Publication number: DE102011087502A1
Application number: DE102011087502A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hirtreiter; Max Bloechinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: DE102011087502B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung (10) für die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern (100) mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage (200), aufweisend ein Förderband (20) wobei das Förderband (20) für die Förderung von Behältern (100) und von Kleinteilen ausgebildet ist und winklig zur Standfläche der Befüllvorrichtung (10) zumindest zwischen zwei Positionen verstellbar ist

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung für die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage sowie ein Verfahren zum Anpassen einer Befüllvorrichtung an die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage.
Es ist bekannt Befüllvorrichtungen zu verwenden, um fertiggestellte Kleinteile in Behälter abzufüllen. Beispielsweise werden solche Fertigungsanlagen im Automobilbau verwendet, um Befestigungsvorrichtungen wie Winkel oder Lochplatten herzustellen und zur Weiterverarbeitung im Betrieb in Behälter, insbesondere in sogenannten Kleinladungsträger (KLT-Behälter), abzufüllen. In diesen Behältern erfolgt der Transport zu den weiterverarbeitenden Stationen. Aufgrund der Tatsache, dass bei bekannten Fertigungsanlagen auf ein und derselben Fertigungsanlage unterschiedliche Kleinteile produziert werden können, sind Abfüllungen in unterschiedliche Behältergrößen notwendig. Bei bekannten Fertigungsanlagen wird dies dadurch sichergestellt, dass der jeweils notwendige Behälter mit einer entsprechenden an diesen Behälter angepassten Befüllvorrichtung für die Fertigungsanlage zur Verfügung gestellt wird.
Das bedeutet, dass bei einer Umstellung der Fertigungsanlage auf ein neues Kleinteil auch eine Umstellung der Befüllvorrichtung, insbesondere ein Austausch der Befüllvorrichtung, stattfinden muss. Neben den immer notwendigen Rüstzeiten für die Fertigungsanlage selbst sind damit auch unproduktive und kostenintensive Rüstzeiten für die Befüllvorrichtung bei der Befüllung von unterschiedlich großen Behältern bei bekannten Fertigungsanlagen notwendig. Dies erhöht zum einen den Zeitaufwand und zum anderen den Kostenaufwand bei bekannten Fertigungsanlagen und bei bekannten Befüllvorrichtungen. Darüber hinaus wird die Komplexität durch solche unterschiedlichen Befüllmechanismen erhöht. Grundsätzlich sind Befüllvorrichtungen bekannt und zum Beispiel in der DE 198 35 995 A1 beschrieben.
Dort wird eine Pufferung gezeigt, um von einer kontinuierlich produzierenden Fertigungsanlage in eine getacktete Abfüllung in einzelne Behälter umstellen zu können. Jedoch ist auch hier keine Variation unterschiedlicher Behältergrößen ohne eine mechanische Anpassung beziehungsweise ohne einen Austausch der Befüllvorrichtung möglich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befüllvorrichtung, wie auch ein Verfahren zum Anpassen an unterschiedliche Größen von Behältern zur Verfügung zu stellen, wobei die Anpassung mit möglichst geringem Zeitaufwand und geringem Kostenaufwand zur Verfügung gestellt wird.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Befüllvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung dient der Befüllung von unterschiedlich großen Behältern mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage. Hierfür weist eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung ein Förderband auf. Unter Kleinteilen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Teile zu verstehen, die eine grundsätzliche geometrische Erstreckung im Bereich zwischen ca. 2 und 20 cm aufweisen. Dabei handelt es sich bei solchen Kleinteilen insbesondere um metallische Kleinteile, die zum Beispiel als Verbindungselemente im Fahrzeugbau Einsatz finden. Ein Beispiel für solche Kleinteile sind Winkelverbindungen oder Plattenverbindungen, die durch ein Schneid-, Stanz und/oder Biegeverfahren in der Fertigungsanlage hergestellt werden. Dabei kann die Fertigungsanlage kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich oder taktweise die jeweiligen Kleinteile produzieren. Vorzugsweise weist die Fertigungsanlage eine Abgabestelle zum Beispiel über eine Rutsche oder über ein Förderband auf, um eine Schnittstelle zur erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung ist dafür geeignet, die Kleinteile in unterschiedlich große Behälter von der Fertigungsanlage abzufüllen. Dabei sind insbesondere besonders große Größenunterschiede bei den Behältern möglich. So sind sogenannte Kleinladungsträger (KLT-Behälter) durch eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung ebenso befüllbar, wie Großladungsträger (GLT-Behälter) beziehungsweise Großgebinde. Dies wird dadurch erzielt, dass das Förderband für die Förderung von Behältern und von Kleinteilen ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist ein erfindungsgemäßes Förderband in der Lage ohne mechanische oder andere konstruktive Umbauten sowohl Behälter, als auch Kleinteile zu fördern. Hierfür ist es vorteilhaft, dass das Förderband zum Beispiel im Wesentlichen unterbrechungsfrei ausgebildet ist. Das Förderband kann zum Beispiel ein umlaufendes Band oder ein im Wesentlichen umlaufendes Band sein, so dass sowohl Behälter als auch Kleinteile darauf Halt finden. Insbesondere kann das Förderband einen Reibschluss zwischen dem jeweiligen Kleinteil beziehungsweise dem jeweiligen Behälter und dem Förderband zur Verfügung stellen, um eine Reibförderung auszubilden. Unter einem Förderband sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung neben dem Band selbst auch alle weiteren Bauteile, wie zum Beispiel Bandführung, Bandunterstützung und Ähnliches, zu verstehen.
Eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung zeichnet sich weiter dadurch aus, dass das Förderband winklig zur Standfläche der Befüllvorrichtung zumindest zwischen zwei Positionen verstellbar ist. Unter einer winkligen Verstellung ist zu verstehen, dass kein seitliches Kippen oder Rotieren des Förderbandes erfolgt, sondern vielmehr die Anstellung des Förderbandes mit Bezug auf die Standfläche verändert wird. Dies kann dadurch erzielt werden, dass ein Ende des Förderbandes angehoben beziehungsweise ein anderes Ende des Förderbandes abgesenkt wird. Auch eine Kombination dieser beiden Mechanismen ist denkbar, wenn die Rotationsachse für diese winklige Variation zwischen den beiden Enden des Förderbandes angeordnet ist. Durch das winklige Anstellen des Förderbandes zwischen zumindest zwei Positionen kann eine Variation zwischen zumindest zwei Betriebsweisen stattfinden. Diese beiden Betriebsweisen werden im Folgenden kurz näher dargestellt.
Eine erste Betriebsart einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung ist die sogenannte „Taktbetriebsart”. Diese wird insbesondere bei kleineren Kleinteilen, die eine geometrische Abmessung von 1 bis 10 cm aufweisen eingesetzt. Dabei werden auf dem Förderband Behälter, insbesondere KLT-Behälter, gefördert, in welche von der Fertigungsanlage eingefüllt wird. Hierfür wird das Förderband im Taktbetrieb angetrieben, so dass während der Befüllung das Förderband und damit auch die Behälter an der entsprechend gewünschten Befüllposition stehenbleiben. Ist ein Behälter ausreichend gefüllt, wird ein Taktschub durchgeführt, so dass sich die Behälter um eine Position weiterbewegen, um den nächsten, noch leeren, Behälter zu befüllen.
Die zweite Betriebsart kann als „Dauerbetriebsart” bezeichnet werden. Bei dieser Betriebsart wird insbesondere bei größeren Kleinteilen insbesondere bis zu 20 cm geometrischer Abmessung, ein größerer Behälter befüllt. Dies kann ein Großladungsträger (GLT-Behälter) beziehungsweise ein Großgebinde sein. Hierfür wird auf eine Förderung von einzelnen Behältern verzichtet, da ein großer Behälter mit deutlich größerem Fassungsvermögen zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere kann ein Behälter dabei die gesamte zu produzierende Charge von der Fertigungsanlage aufnehmen. Um nun den gewünschten Transport für die Befüllung des Behälters ohne konstruktive beziehungsweise mechanische Änderungen an der Fertigungsanlage beziehungsweise der Befüllvorrichtung durchführen zu können, wird durch die winklige Verstellung des Förderbandes eine Anpassung der Position des Abgabeendes des Förderbandes an die Größe des großen Behälters durchgeführt. Das Förderband selbst wird bei dieser Betriebsart kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich betrieben, so dass von der Fertigungsanlage abgegebene beziehungsweise produzierte Kleinteile direkt auf das Förderband fallen können. Das Förderband fördert diese hergestellten Kleinteile zum Abgabeende des Förderbandes, wo sie in das gewünschte Großgebinde beziehungsweise den Großladungsträger fallen. Ein Transport der Behälter durch das Förderband findet hier nicht innerhalb der Befüllvorrichtung, sondern nachgeordnet zur Befüllvorrichtung statt.
Zwischen den beiden voranstehend beschriebenen Betriebsarten einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung ist besonders einfach, schnell und kostengünstig umstellbar. So muss keine aufwendige konstruktive Änderung oder mechanische Variation der Befüllvorrichtung stattfinden. Insbesondere ist kein Austausch oder Entfernen der Befüllvorrichtung notwendig. Vielmehr kann durch die Wahl der winkligen Anstellungen zusätzlich sogar eine Variation an unterschiedlichen Behälterhöhen im Dauerbetrieb zur Verfügung gestellt werden. Im Taktbetrieb können darüber hinaus unterschiedliche Größen von KLT-Behältern eingesetzt werden, ebenfalls ohne die Befüllvorrichtung konstruktiv ändern zu müssen. Somit kann bei einem Wechsel zwischen unterschiedlichen Kleinteilen die Befüllvorrichtung mit geringem Zeitaufwand an das entsprechende Kleinteil beziehungsweise an den entsprechend notwendigen Behälter hinsichtlich seiner Größe angepasst werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung kann das Förderband sich sowohl vor, als auch nach der Position der Befüllung weitererstrecken. So ist vor der Befüllposition das Förderband mit leeren Behältern und nach der Befüllposition das Förderband mit vollen Behältern ausgestattet. Der Bereich, welcher nicht zum Befüllen der Behälter dient, kann als Pufferzone für die leeren beziehungsweise die vollen Behälter bezeichnet werden. Die Zuführung zu dem Förderband kann durch das Förderband selbst, durch separate Mittel, wie zum Beispiel eine Rollenbahn, oder durch andere mechanische Antriebskomponenten zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann eine direkte oder indirekte Zuführung von Behältern zum Förderband im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar sein. Eine indirekte Zuführung ist zum Beispiel über Mittel in Form einer Hebeanlage denkbar.
Mit Bezug auf die beiden Betriebsarten kann ein Taktbetrieb zum Beispiel durch die Verwendung eines Frequenzumrichters durchgeführt werden. Der Dauerbetrieb ist insbesondere durch einen Wählschalter erreichbar, welcher einen Dauerantrieb des Motors für das Förderband zur Verfügung stellt. Als Motor kommt vorzugsweise ein Trommelmotor in Betracht.
Eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung ist vorzugsweise selbst örtlich variabel ausgebildet, so dass sie ohne Weiteres verschoben werden kann. Hierfür sind zum Beispiel Gleitlager als Lagerpunkte oder sogar Rollen denkbar. Mit Hilfe dieser Flexibilität kann die Befüllvorrichtung an die gewünschte Position relativ zu einer Fertigungsanlage gebracht werden. So kann ein und dieselbe erfindungsgemäße Befüllvorrichtung auch bei einer Vielzahl von Fertigungsanlagen zeitlich hintereinander eingesetzt werden. Die Rollen beziehungsweise die Gleitlager sind dabei vorzugsweise feststellbar über Bremsen, so dass die Befüllvorrichtung während des Befüllbetriebes nicht verschiebbar ist.
Eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass eine Rollenbahn vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um dem Förderband durch Schwerkraftförderung nacheinander Behälter zuzuführen. Diese Rollenbahn kann auch als Zuführpuffer verstanden werden. Insbesondere bietet die Rollenbahn damit einen Zuführpuffer für leere Behältern, welcher sicherstellt, dass auch bei diskontinuierlicher Zurverfügungstellung von leeren Behältern ein Einhalten des Taktes beim Befüllen der Behälter möglich wird. Damit wird die Nachfuhr von leeren Behältern, wie auch durch die Länge des Förderbandes das Abholen der befüllten Behälter von dem Befülltakt der Fertigungsanlage selbst entkoppelt. Insbesondere in Situationen, bei welchen das Nachführen von leeren Behältern beziehungsweise das Entfernen der befüllten Behälter manuell, also händisch durch das Bedienpersonal, erfolgt, ist eine solche Entkopplung vom Befülltakt sinnvoll. Befülltakte sind dabei zum Beispiel im Bereich von 20 Sekunden bis 2 Minuten vorgesehen, so dass insbesondere bei kurzen Befülltakten diese Entkopplung eine Reduktion des Stresses des Bedienpersonals mit sich bringt.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung das Förderband eine Befüllzone und eine Pufferzone aufweist. Dabei ist die Befüllung immer eines Behälters oder die Abgabe von Kleinteilen auf das Förderband in der Befüllzone ermöglicht. Das Förderband wird also in wenigstens zwei Bereiche unterschieden, nämlich die Befüllzone und die Pufferzone. Das Förderband ist durch das Vorsehen der Pufferzone über die Befüllzone hinaus verlängert, so dass die befüllten Behälter in der Pufferzone verbleiben, nachdem sie befüllt worden sind. Die Länge der Pufferzone ermöglicht die im voranstehenden Absatz beschriebene Entkopplung des Taktes auch auf der Beladungsseite der Befüllvorrichtung. Bedienpersonal, welches auf der Pufferzonenseite des Förderbandes die befüllten Behälter entnimmt, kann somit vom Fertigungstakt der Fertigungsanlage entkoppelt sein. Insbesondere bei besonders kurzen Taktzeiten von ca. 20 Sekunden ist dies von großem Vorteil, da die Stresssituation für das Bedienpersonal reduziert wird.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung eine Gleichgewichtsvorrichtung, insbesondere mit zumindest einem Gleichgewichtzylinder, vorgesehen ist, welche das Förderband mit Bezug auf die eingestellte winklige Position im Gleichgewicht hält. Auf diese Weise kann die Befüllvorrichtung vorzugsweise verstellt werden. Das Förderband kann in der jeweiligen Position losgelassen werden, ohne dass sich die winklige Position von selbst verstellt. Dies erhöht die Sicherheit und die Bedienfreundlichkeit einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung. Der Gleichgewichtszylinder kann dabei zum Beispiel nach dem Prinzip einer vorgespannten Gasfeder ausgebildet sein. Er verhindert unerwünschtes Herabfallen beziehungsweise unerwünschtes Ansteigen der winkligen Verstellung des Förderbandes. Dabei werden insbesondere stabile Endlagen in den beiden Endpositionen bei der winkligen Verstellung erreicht. Diese stabilen Endlagen können zum Beispiel auch durch ein Verrasten der Gleichgewichtsvorrichtung erzielt werden. Bei der Verwendung von Gleichgewichtszylindern, insbesondere nach dem Prinzop einer vorgespannten Gasfeder, sind diese vorzugsweise auf beiden Seiten des Förderbandes angeordnet. Dies führt zu einer gleichmäßigen Kraftverteilung bei der Verstellung, wie auch bei der Lagerung. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Lagerung des Förderbandes zumindest einen Teil der Lagerkräfte auch über diese Gleichgewichtsvorrichtung abträgt. Dies reduziert den Konstruktionsaufwand für eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung weiter.
Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung eine Führungsvorrichtung, insbesondere zumindest eine Führungsschiene, für die Führung des Förderbandes bei der Verstellung zwischen den zumindest zwei winkligen Positionen vorgesehen ist. Eine solche Führungsschiene dient einer Vermeidung unerwünschter winkliger Bewegung. So kann die Führungsschiene fest oder zumindest abschnittsweise fest mit einer Rollenbahn befestigt sein. Dabei kann auch ein Verkippen dieser Führungsschiene relativ zur Rollenbahn möglich sein. Die Führungsschiene kann als einfache Schiene oder auch als Kulissenführung im Zusammenspiel mit einem nasenartigen Fortsatz des Förderbandes ausgebildet sein. Auch diese Führungsschiene kann selbstverständlich vorzugsweise auf beiden Seiten des Förderbandes angeordnet sein, um beidseitig für verbesserte Kraftverhältnisse zu sorgen.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung zumindest ein Anschlag vorgesehen ist, welcher die winklige Verstellung des Förderbandes zumindest in eine Richtung, insbesondere auf eine der zumindest zwei winkligen Positionen, begrenzt. Die Begrenzung erfolgt insbesondere auf eine der gewünschten Endpositionen und ist darüber hinaus vorzugsweise in dieser Endposition in absichernder Weise ausgebildet. So kann zum Beispiel ein Verrasten in der jeweiligen Endposition erfolgen. Das Vorsehen des Anschlages verhindert darüber hinaus ein unerwünschtes weiteres Verstellen, wenn eine manuelle Variation der winkligen Position durchgeführt wird. Auch ist es durch den Anschlag möglich, dass in der jeweiligen Endposition über diesen Anschlag ein zusätzlicher Kraftübertragungsweg für die Abstützung und/oder Lagerung des Förderbandes zur Verfügung gestellt wird.
Auch ist es möglich, dass bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung zumindest eine Feststellvorrichtung für die Feststellung des Förderbandes in einer winkligen Position vorgesehen ist. Diese Feststellvorrichtung kann zum Beispiel eine Klemmschraube, insbesondere mit einer Flügelmutter, sein. Dabei ist diese Feststellvorrichtung insbesondere in Verbindung mit der Ausführungsform mit einer Führungsschiene vorgesehen. So kann mittels einer Klemmschraube als Feststellvorrichtung eine Verklemmung des Förderbandes an der Führungsschiene durchgeführt werden und auf diese Weise ein Feststellen des Förderbandes in der winkligen Position durchgeführt sein. Auch ist es möglich, dass die Feststellvorrichtung ein Einrasten oder Verrasten in einer der Endlagen durchführt. Dabei kann insbesondere auch eine Korrelation beziehungsweise eine gemeinsame Funktionseinheit mit dem Gleichgewichtszylinder bestehen.
Es ist weiter möglich, dass bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung die Rollenbahn und das Förderband zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig oder im Wesentlichen vollständig, übereinander angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform wird der notwendige Platz für eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung reduziert. Insbesondere bei der vollständigen oder im Wesentlichen vollständigen übereinander ausgebildeten Anordnung werden die notwendigen Platzbedürfnisse einer Befüllvorrichtung auf ein Minimum reduziert. Bei vollständiger Anordnung übereinander ist dabei vorzugsweise auch eine Hebevorrichtung vorgesehen. Die vollständig übereinander ausgebildete Anordnung ist insbesondere bei einer Rollenbahn und einer Förderbahn vorgesehen, welche im Wesentlichen die gleichen geometrischen Abmessungen haben. Ist die Rollenbahn oder das Förderband jedoch länger als das jeweils andere Bauteil, so ist es bevorzugt, wenn das längere Bauteil das kürzere Bauteil überlappt. Eine übereinander ausgebildete Anordnung kann beide Varianten enthalten, also sowohl die Variante, dass die Rollenbahn oberhalb des Förderbandes angeordnet ist, wie auch umgekehrt.
Ein weiterer Vorteil kann erzielt werden, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung zwischen der Rollenbahn und dem Förderband eine Hebevorrichtung angeordnet ist, um die Behälter vom Niveau der Rollenbahn auf das Niveau des Förderbandes zu bringen. Dabei kann die Hebevorrichtung je nach Relativposition von Rollenbahn und Förderband sowohl ein Anheben, als auch ein Absenken der Behälter zur Verfügung stellen. Die Hebeanlage ist insbesondere für leere Behälter ausgebildet. Auch kann die Hebeanlage über Pneumatikzylinder angetrieben werden. Vorzugsweise werden die leeren Behälter von unten nach oben gefördert, so dass die Rollenbahn für die leeren Behälter unterhalb des Förderbandes für die vollen Behälter angeordnet ist. So können leere Behälter im Kniebereich des Bedienpersonals abgelegt werden, während die gefüllten Behälter vom Förderband im Hüftbereich des Bedienpersonals, also in ergonomisch vorteilhafter Weise, abgehoben werden. Die Behälter sind dabei als KLT-Behälter vorzugsweise mit äußeren Abmessungen von ca. 400 × 300 mm (insbesondere Länge × Breite × Höhe: 396 × 297 × 147) beziehungsweise 400 × 600 mm (insbesondere Länge × Breite × Höhe: 594 × 396 × 147) ausgebildet. Darüber hinaus weisen die Behälter vorzugsweise eine Höhe von 150 mm auf. Insbesondere verbindet die Hebeanlage die beiden Enden von Förderband und Rollenbahn, also den Anfang des Förderbandes und das Ende der Rollenbahn mit Bezug auf die jeweilige Förderrichtung.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung die Rollenbahn wenigstens einen Befestigungsblock aufweist, an welchem das Förderband rotierbar gelagert ist. Mit anderen Worten kann das Förderband direkt an der Rollenbahn, nämlich an diesem Befestigungsblock gelagert sein. Damit liegt die Drehachse für die winklige Verstellung in beziehungsweise an diesem Befestigungsblock und ist damit durch die Rollenbahn örtlich definiert. Damit kann auch von einer winkligen Verstellung des Förderbandes relativ zur Rollenbahn gesprochen werden. Der Befestigungsblock kann vorzugsweise auf beiden Seiten der Rollenbahn angeordnet sein, um auch hier wieder eine symmetrische und damit bevorzugte Kraftverteilung zur Verfügung zu stellen. Auch ist es möglich, dass der Gleichgewichtszylinder an diesem Befestigungsblock angreift. Auch das Vorsehen einer mechanischen Korrelation zwischen Befestigungsblock und Führungsschiene ist denkbar.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung an dem Förderband zumindest eine Stoppervorrichtung angeordnet ist, ausgebildet für das Stoppen von jeweils einem Behälter auf dem Förderband in einer definierten Position. Dieser Stopper ist zum Beispiel ein mechanischer Schieber, der über einen Pneumatikzylinder betätigt wird. Dabei greift ein solcher mechanischer Schieber zum Beispiel in Stapelbünde der Behälter und/oder in Griffmulden von Behältern ein. Er verhindert damit das Fortbewegen entlang des Förderbandes, selbst wenn das Förderband sich bewegt. Ein solcher Stopper kann eine Relativbewegung zwischen einem sich bewegenden Förderband und dem gestoppten Behälter ermöglichen. Mit anderen Worten wird bei eingeschaltetem Stopper ein Durchrutschen des Förderbandes unter dem Behälter erzwungen. Damit kann das Weiterbewegen des Behälters beim taktweisen Betrieb mit KLT-Behältern auf dem Förderband einen Abstand nach dem Befüllen zur Verfügung stellen. Das bedeutet, dass ein Lauftakt des Förderbandes zum Bespiel 3 bis 4 cm länger ist, als die jeweilige Abmessung des Behälters. Damit ergibt sich ein Durchrutschen von ca. 3 bis 4 cm und dementsprechend auch ein auf diese Größe begrenzter Abstand zwischen benachbarten Behältern nach deren Befüllung. Auf diese Weise wird ein verbessertes Greifen des Behälters möglich, da von allen Seiten ein Zugang zum Behälter, insbesondere zu den dort vorhandenen Griffmulden, möglich wird. Auch ist es möglich, dass die Taktung des Förderbandes den halben Abmessungen des jeweiligen Behälters entspricht. Beim getackteten Abfüllbetrieb führt dies dazu, dass in ein und demselben Behälter an zwei unterschiedlichen Positionen befüllt wird. Dies führt dazu, dass sozusagen zwei Haufen innerhalb eines Behälters befüllt werden und damit eine verbesserte Verteilung des Füllgutes im Behälter erfolgt. Durch eine solche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung muss keine Variation im Taktbetrieb beziehungsweise in dem Abgabebetrieb der Fertigungsanlage erfolgen, sondern vielmehr ausschließlich die erfindungsgemäße Anpassung der Befüllvorrichtung.
Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung die Rollenbahn und das Förderband die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen. Das bedeutet, dass Rollenbahn und Förderband einen 1:1 Bezug aufweisen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein kompletter Durchlauf bei voller Befüllung der Rollenbahn möglich wird. Damit wird eine doppelte Entkopplung mit gleichen Zeitbezügen möglich. Es kann also sowohl die Befüllung mit leeren Behältern, als auch das Entladen der vollen Behälter mit gleichen Pufferzeiten entkoppelt von der Taktung der Fertigungsanlage durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, dass bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung das Förderband und/oder die Rollenbahn eine Breitenvariationseinrichtung aufweist, um die jeweilige Breite an unterschiedlich große Behälter anzupassen. Die Breitenvariationsvorrichtung kann zum Beispiel verstellbare Schienen an beiden Seiten des Förderbandes beziehungsweise der Rollenbahn und/oder an einer Seite des Förderbandes beziehungsweise der Rollenbahn aufweisen. Damit wird eine genaue Förderung des jeweiligen Behälters möglich, ohne dass das Förderband und/oder die Rollenbahn in der geometrischen Abmessung verändert werden muss. Die Verstellung der Schienen der Breitenvariationsvorrichtung kann mechanisch und/oder pneumatisch erfolgen.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anpassen einer Befüllvorrichtung, aufweisend ein Förderband für die Förderung von Behältern und von Kleinteilen an die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Förderband für die Anpassung an die jeweilige Größe des Behälters winklig zur Standfläche der Befüllvorrichtung zumindest zwischen zwei Positionen verstellt wird. Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßes Verfahren für die Anpassung an die jeweilige Größe des Behälters bei einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung anwendbar. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung erläutert worden sind.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
1 eine seitliche Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung in einer ersten Konfiguration,
2 die Ausführungsform der Befüllvorrichtung gemäß 1 in einer zweiten Konfiguration,
3 die Ausführungsform der Befüllvorrichtung gemäß der 1 und 2 in einer Draufsicht in der ersten Konfiguration, und
4 die Befüllvorrichtung der 1 bis 3 in der zweiten Konfiguration mit einem großen Behälter.
Anhand der 1 bis 4 wird eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung 10 dargestellt. In 1 und 2 sind insbesondere zwei unterschiedliche Betriebsweisen dargestellt, die für unterschiedliche Behältergrößen eingesetzt werden können.
1 zeigt die Konfiguration der Befüllvorrichtung 10 bei der ersten Betriebsweise. So weist diese Ausführungsform der Befüllvorrichtung 10 ein Förderband 20 und eine Rollenbahn 30 auf. In der Rollenbahn 30 sind eine Vielzahl von Behältern 100 angeordnet, die über die winklige Anstellung der Rollenbahn 30 schwerkraftgefördert auf eine Hebevorrichtung 70 zugeführt werden. Die Hebevorrichtung 70 ist als pneumatische Hebeanlage ausgeführt, in welcher ein beziehungsweise zwei Behälter 100 angehoben werden. Im angehobenen Zustand der Behälter 100 dienen in der Hebevorrichtung 70 zwei Pneumatikzylinder dazu, diese nach links auf das Förderband 20 zu schieben. Die Situation auf dem Förderband 20 ist insbesondere in 3 in einer Draufsicht dargestellt. Dort sind drei Behälter 100 dargestellt, die bereits die Hebevorrichtung 70 verlassen haben. Der mittlere dieser drei Behälter 100 befindet sich in der Befüllzone 22, in welcher aus der Fertigungsanlage 200 Kleinteile in den Behälter 100 befüllt werden. Der Behälter 100 links der Befüllzone 22 ist ein bereits befüllter Behälter 100, während der Behälter 100 rechts der Befüllzone 22 noch leer ist. Das bedeutet, dass nach dem Befüllen des mittleren Behälters 100 in der Befüllzone 22 das Förderband 20 den nächsten Takt hinsichtlich seiner Bewegung durchführt und damit sämtliche Behälter 100 eine Position nach links geschoben werden, siehe 3. Der vorgesehene Pufferweg der Pufferzone 24 des Förderbandes 20 dient dazu, dem Bedienpersonal eine Entkopplung des Fertigungstaktes der Fertigungsanlage 200 zur Verfügung zu stellen. So können die vollgefüllten Behälter 100 in der Pufferzone 24 des Förderbandes 20 entkoppelt von dem entsprechenden Fertigungstakt vom Bedienpersonal abgenommen werden.
Um bei einer Variation der produzierten Kleinteile in der Fertigungsanlage 200 die Befüllvorrichtung 10 erfindungsgemäß weiterzuverwenden, wird umgestellt auf den Betrieb mit einem großen Behälter 100, wie er zum Beispiel in 4 dargestellt ist. Ein solches Großgebinde oder ein Großladungsträger (GLT-Behälter) ist nicht mehr auf einem Förderband 20 transportierbar, und ist insbesondere groß genug um die ganze Charge der Produktion von Kleinteilen aus der Fertigungsanlage 200 aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform wird die Doppelfunktion des Förderbandes 20 ausgenützt, indem dieses nicht mehr für die Förderung von Behältern 100, sondern direkt der produzierten Kleinteile aus der Fertigungsanlage 200 genutzt wird. Um sicherzustellen und zu ermöglichen, dass die Kleinteile aus der Fertigungsanlage 200 in den gewünschten Behälter 100 hineinfallen können, muss das Förderband 20 in eine andere geometrische Position gebracht werden. Hierfür erfolgt eine Variation der Winkelposition relativ zur Standfläche der Befüllvorrichtung 10. Das Ergebnis dieser Variation ist in 2 dargestellt. Das Umstellen zwischen den beiden Konfigurationen gemäß 1 und 2 wird nachfolgend näher erläutert.
Ist es erwünscht von 1 in 2 eine entsprechende Konfigurationsänderung durchzuführen, so wird als erstes das Förderband 20 von den leeren beziehungsweise befüllten Behältern 100 geleert. Anschließend wird das leere Förderband 20 hinsichtlich seiner Winkelposition relativ zur Standfläche der Befüllvorrichtung 10 variiert. Hierfür erfolgt eine Rotation des Förderbandes 20 relativ zu einer Drehachse, also relativ zu einer drehbaren Lagerung. Diese drehbare Lagerung ist in einem Befestigungsblock 32 ausgeführt, welcher Teil der Rollenbahn 30 ist. An diesem Befestigungsblock 32 ist darüber hinaus eine Gleichgewichtsvorrichtung 40 vorgesehen. Diese weist bei dieser Ausführungsform zwei Gleichgewichtszylinder 42 in form einer vorgespannten Gasfeder auf. Bei Anheben des Förderbandes 20 zum Beispiel in manueller Weise, halten diese beiden Gleichgewichtszylinder 42 das Förderband 20 in der jeweiligen Position. Damit wird ein Herunterfallen des Förderbandes 20 vermieden. Um sicherzustellen, dass bei der Rotation um die einzige Drehachse im Befestigungsblock 32 das Förderband 20 eine vorgegebene Führungslinie nicht verlässt, sind zwei Führungsschienen 52 vorgesehen, die gemeinsam eine Führungsvorrichtung 50 ausbilden. Am oberen und/oder unteren Ende dieser Führungsschienen 52 ist jeweils eine Feststellvorrichtung 60 vorgesehen, die zum Beispiel mit einer Flügelmutter ausgebildet ist. So kann eine Feststellung erfolgen, die eine Entlastung des Gleichgewichtszylinders 42 für den Betrieb der Befüllvorrichtung 10 ermöglicht.
Nach der Umstellung auf die Konfiguration, wie sie in 2 dargestellt ist, kann eine Produktion über die Fertigungsanlage 200 erfolgen, die die Kleinteile direkt auf das Förderband 20 abgibt. Wie in 4 dargestellt ist, werden durch das Förderband 20 die Kleinteile nach oben transportiert und am Abgabeende des Förderbandes 20 in den großen Behälter 100 abgegeben. Wie daraus ersichtlich wird, muss weder ein konstruktiver Eingriff in die Befüllvorrichtung 10 durchgeführt, noch eine Variation der Position möglich werden. Vielmehr ist ausschließlich die winklige Variation des Förderbandes 20 als Teil der Befüllvorrichtung 10 notwendig, welche besonders schnell und kostengünstig und damit auch einfach durchgeführt werden kann. Unabhängig von den entsprechenden Rüstzeiten und der entsprechenden Abmessungen der Kleinteile der Fertigungsanlage 20 kann somit ein und dieselbe Befüllvorrichtung 10 Verwendung finden.
Die voranstehenden Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Befüllvorrichtung
12: Bedienvorrichtung
20: Förderband
22: Befüllzone
24: Pufferzone
30: Rollenbahn
32: Befestigungsblock
40: Gleichgewichtsvorrichtung
42: Gleichgewichtszylinder
50: Führungsvorrichtung
52: Führungsschiene
60: Feststellvorrichtung
70: Hebevorrichtung
80: Stoppvorrichtung
100: Behälter
200: Fertigungsanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19835995 A1 [0003]

Claims

Befüllvorrichtung (10) für die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern (100) mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage (200), aufweisend ein Förderband (20) dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (20) für die Förderung von Behältern (100) und von Kleinteilen ausgebildet ist und winklig zur Standfläche der Befüllvorrichtung (10) zumindest zwischen zwei Positionen verstellbar ist.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rollenbahn (30) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um dem Förderband (20) durch Schwerkraftförderung nacheinander Behälter (100) zuzuführen.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (20) eine Befüllzone (22) und eine Pufferzone (24) aufweist, wobei die Befüllung immer eines Behälters (100) oder die Abgabe von Kleinteilen auf das Förderband (20) in der Befüllzone (22) ermöglicht ist.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleichgewichtsvorrichtung (40), insbesondere mit zumindest einem Gleichgewichtszylinder (42), vorgesehen ist, welche das Förderband (20) mit Bezug auf die eingestellte winklige Position im Gleichgewicht hält.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsvorrichtung (50), insbesondere zumindest eine Führungsschiene (52), für die Führung des Förderbandes (20) bei der Verstellung zwischen den zumindest zwei winkligen Positionen vorgesehen ist.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschlag vorgesehen ist, welcher die winklige Verstellung des Förderbandes (20) zumindest in eine Richtung, insbesondere auf eine der zumindest zwei winkligen Positionen, begrenzt.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Feststellvorrichtung (60) für die Feststellung des Förderbandes (20) in einer winkligen Position vorgesehen ist.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder einem der darauf bezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbahn (30) und das Förderband (20) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig oder im Wesentlichen vollständig, übereinander angeordnet sind.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rollenbahn (30) und dem Förderband (20) eine Hebevorrichtung (70) angeordnet ist, um die Behälter (100) vom Niveau der Rollenbahn (30) auf das Niveau des Förderbandes (20) zu bringen.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder einem der darauf bezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbahn (30) wenigstens einen Befestigungsblock (32) aufweist, an welchem das Förderband (20) rotierbar gelagert ist.
Befüllvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Förderband (20) zumindest eine Stoppervorrichtung (80) angeordnet ist, ausgebildet für das Stoppen von jeweils einem Behälter (100) auf dem Förderband (20) in einer definierten Position.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder einem der darauf bezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbahn (30) und das Förderband (20) die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen.
Befüllvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder einem der darauf bezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (20) und/oder die Rollenbahn (30) eine Breitenvariationsvorrichtung aufweist, um die jeweilige Breite an unterschiedlich große Behälter (100) anzupassen.
Verfahren zum Anpassen einer Befüllvorrichtung (10), aufweisend ein Förderband (20) für die Förderung von Behältern (100) und von Kleinteilen, an die Befüllung von unterschiedlich großen Behältern (100) mit Kleinteilen aus einer Fertigungsanlage (200), dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (20) für die Anpassung an die jeweilige Größe des Behälters (100) winklig zur Standfläche der Befüllvorrichtung (10) zumindest zwischen zwei Positionen verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses für die Anpassung an die jeweilige Größe des Behälters (100) bei einer Befüllvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 13 angewendet wird.