DE102013102807B3

DE102013102807B3 - Speichereinrichtung mit variabler Speicherkapazität und Verfahren zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms

Info

Publication number: DE102013102807B3
Application number: DE201310102807
Authority: DE
Inventors: Ralf Stöcker
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2033-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung (10) mit variabler Speicherkapazität, ausgebildet und eingerichtet zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms (11), umfassend ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) bildendes Förderelement (12), das einen Eingabebereich E, in dem der Massenstrom (11) der Speichereinrichtung (10) zugeführt wird, mit einem Ausgabebereich A, in dem der Massenstrom (11) aus der Speichereinrichtung (10) ausgeschleust wird, verbindet, derart, dass die Speichereinrichtung (10) nach dem Prinzip „First in – First out” (FiFo-Prinzip) arbeitet, wobei das Förderelement (12) einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich (13) und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich (14) aufweist, und sich der Speicherbereich (13) und der Rückführbereich (14) in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung (10) kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes (12) konstant ist, wobei das Förderelement (12) mittels Führungsmitteln (15, 16) im Speicherbereich (13) einerseits und im Rückführbereich (14) andererseits, vorzugsweise unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel (15) im Speicherbereich (13) zwei vertikal gerichtete Achsen (17, 18) umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder (19) drehbar gelagert, so dass das Förderelement (12) schleifenartig um die Speicherräder (19) geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen (17, 18) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel (16) im Rückführbereich (14) zwei vertikal gerichtete Achsen (20, 21), auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder (22) drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen (23, 24), auf denen Umlenkrollen (25) drehbar gelagert sind, umfasst, die sich dadurch auszeichnet, dass die Speichereinrichtung (10) ein weiteres Fördermittel (26) umfasst, das einen Eingabebereich E mit einem Ausgabebereich A derselben Speichereinrichtung (10) verbindet und somit mindestens eine zusätzliche Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) innerhalb der Speichereinrichtung (10) bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Speichereinrichtung mit variabler Speicherkapazität, ausgebildet und eingerichtet zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms, umfassend ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom bildendes Förderelement, das einen Eingabebereich E, in dem der Massenstrom der Speichereinrichtung zugeführt wird, mit einem Ausgabebereich A, in dem der Massenstrom aus der Speichereinrichtung ausgeschleust wird, verbindet, derart, dass die Speichereinrichtung nach dem Prinzip ”First in – First out” (FiFo-Prinzip) arbeitet, wobei das Förderelement einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich aufweist, und sich der Speicherbereich und der Rückführbereich in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes konstant ist, wobei das Förderelement mittels Führungsmitteln im Speicherbereich einerseits und im Rückführbereich andererseits, vorzugsweise unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel im Speicherbereich zwei vertikal gerichtete Achsen umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder drehbar gelagert, so dass das Förderelement schleifenartig um die Speicherräder geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel im Rückführbereich zwei vertikal gerichtete Achsen, auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen, auf denen Umlenkrollen drehbar gelagert sind, umfasst.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms in einer zwischen einer den Massenstrom zuführenden Maschine und einer den Massenstrom abnehmenden Maschine angeordneten Speichereinrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend die Schritte: Zuführen des Massenstroms in den Eingabebereich E der Speichereinrichtung, Speichern des Massenstroms nach dem Prinzip ”First in – First out” (FiFo-Prinzip) beim Transportieren desselben durch die Speichereinrichtung, wobei der Massenstrom auf einem kontinuierlichen, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom bildenden Förderelement liegend schleifenartig durch einen Speicherbereich der Speichereinrichtung transportiert wird, wobei sich die Größe des Speicherbereichs in Abhängigkeit von der Menge der dem Förderelement zugeführten Artikel und der Menge der vom Förderelement abgenommenen Artikel variabel an die benötigte Speicherkapazität anpasst, und Ausschleusen des Massenstroms im Ausgabebereich A der Speichereinrichtung.
Solche Speichereinrichtungen und Verfahren kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz, um als Ausgleichskomponente zwischen zwei oder mehr Produktionsmaschinen unterschiedliche Produktionsgeschwindigkeiten, Kapazitätsunterschiede, Störungen, Stillstandzeiten oder dergleichen der Produktionsmaschinen aufzufangen bzw. auszugleichen. Beispielsweise ist eine solche Speichereinrichtung zwischen einer Zigarettenherstellungsmaschine und einer Packmaschine angeordnet, um Leistungsschwankungen und/oder Stillstandzeiten einer oder beider Produktionsmaschinen zu kompensieren. In einem anderen Beispiel ist eine solche Speichereinrichtung zwischen einer Filterherstellungsmaschine und einer Filteransetzmaschine angeordnet. Die Speichereinrichtung hat die Aufgabe, Schwankungen zwischen dem zugeführten Massenstrom und dem abgenommenen Massenstrom unabhängig vom Grund der Schwankungen zu kompensieren, ohne dass die Produktion gestoppt werden muss. Im Folgenden werden solche Produktionsmaschinen, die der Speichereinrichtung stabförmige Artikel im Massenstrom zuführen, als ”Maker” bezeichnet. Die Produktionsmaschinen, die der Speichereinrichtung stabförmige Artikel im Massenstrom abnehmen, werden als Packer bezeichnet. Das kontinuierliche Förderelement bzw. der mehrlagige Speicherbereich und der mehrlagige Rückführbereich sind dazu in der Länge kompensierbar, um die Artikel tragende Transport- und Speicherstrecke zwischen dem Eingabebereich E und dem Ausgabebereich A zu variieren, nämlich zu verlängern, wenn die die Artikel zuführende Produktionsmaschine eine höhere Leistung aufweist als die abnehmende Produktionsmaschine, oder zu verkürzen, wenn die zuführende Produktionsmaschine eine geringere Leistung aufweist als die abnehmende Produktionsmaschine.
Aus der EP 1 445 218 B1 aus dem Hause der Anmelderin ist eine Speichereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt. Solche Speichervorrichtungen wie auch weitere aus der Praxis bekannte Speichereinrichtungen haben aus unterschiedlichen Gründen ihre Belastungs- und/oder Kapazitätsgrenzen erreicht. So sind die bekannten Speichereinrichtungen wegen der einkanaligen Ausbildung bezüglich ihrer Variabilität und Kapazität beschränkt. Eine weitere Limitierung besteht in der maximalen Belastung bezüglich der Speicherräder und/oder des Förderelementes. Dabei ist zu bedenken, dass die Förderelemente eine Länge von 200 m oder mehr aufweisen können und schleifenartig geführt sind. Auf diesen Förderelementen, die aufgrund der schleifenartigen Führung Kurvenabschnitten und linearen Abschnitten folgen, werden die üblicherweise mehrlagigen Massenströme transportiert. Des Weiteren haben die Leistungssteigerungen der Produktionsmaschinen dazu geführt, dass die Stackhöhe des Massenstroms, also die Höhe des durch die mehreren Lagen stabförmiger Artikel gebildeten Massenstroms, erhöht worden ist, wobei Massenströme mit großen Stackhöhen gerade in den Kurvenabschnitten zu so genannten V-Ausbrüchen, also dem Auffächern des Massenstroms im Radius einerseits und/oder in der Höhe andererseits, neigen.
Die DE 696 15 865 T2 beschreibt eine Förderanlage für stabförmige Gegenstände.
Unabhängig von sämtlichen Randbedingungen, insbesondere unabhängig von der Länge des Förderelementes und/oder der Leistungsfähigkeit der zuführenden und abnehmenden Produktionsmaschinen, müssen alle Artikel, ob als einzelne Artikel oder als aus mehreren Artikeln gebildete Lage oder im Regelfall als mehrlagiger Massenstrom, der schleifenartigen Führung des Förderelementes folgen. Anders ausgedrückt werden alle Artikel stets wendelförmig durch die Speichereinrichtung transportiert, selbst wenn die die Artikel abnehmende Produktionsmaschine eine höhere Leistungsfähigkeit aufweist als die zuführende Produktionsmaschine. Eine weitere Erhöhung der Leistungskapazität der Speichereinrichtung bzw. ein höherer Artikeldurchsatz durch die bekannten Speichereinrichtungen ist nicht ohne eine weitere Belastungen für die Artikel und die Maschinenteile der Speichereinrichtung möglich. Die unerwünschte Erhöhung der Belastung auf die Artikel würde aufgrund einer noch größeren Stackhöhe weiter steigen. Das Problem der V-Ausbrüche insbesondere in den Kurvenführungen würde sich verschärfen. Auch könnte es aufgrund der hohen Lasten zu einer Beschädigung bzw. zum Riss des Förderelementes sowie zu Beschädigungen der Speicherräder kommen. Die Leistungsfähigkeit der Produktionsmaschinen, also insbesondere vom Maker und Packer, ist in den letzten Jahren – wie erwähnt – deutlich gesteigert worden. Dieser Trend zur Leistungssteigerung hält auch zukünftig an, weshalb bekannte Speichereinrichtungen an ihre Kapazitäts- und Belastungsgrenzen stoßen.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine die zu transportierenden und speichernden stabförmigen Artikel sowie Maschinenteile der Speichereinrichtung schonende Speichereinrichtung verbesserter Leistungsfähigkeit zu schaffen. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.
Die genannte Aufgabe kann auf unterschiedliche Weise jeweils eigenständig gelöst werden, da unterschiedliche (Teil-)Belastungen beim Transport und der Speicherung auf die Artikel oder die Speichereinrichtung wirken können. Die Aufgabe wird jedoch zunächst übergeordnet und für alle Ausführungsformen gemeinsam durch eine Speichereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Speichereinrichtung ein weiteres Fördermittel umfasst, das einen Eingabebereich E mit einem Ausgabebereich A derselben Speichereinrichtung verbindet und somit mindestens eine zusätzliche Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom innerhalb der Speichereinrichtung bildet, wobei das weitere Fördermittel ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für einen Massenstrom oder Teile davon bildendes Förderelement umfasst, das einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich aufweist, und sich der Speicherbereich und der Rückführbereich in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes konstant ist, wobei das Förderelement mittels Führungsmitteln im Speicherbereich einerseits und im Rückführbereich andererseits unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel im Speicherbereich zwei vertikal gerichtete Achsen umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder drehbar gelagert, so dass das Förderelement schleifenartig um die Speicherräder geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel im Rückführbereich zwei vertikal gerichtete Achsen, auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen, auf denen Umlenkrollen drehbar gelagert sind, umfasst. Alle Ausführungsformen der Erfindung sind nämlich einheitlich dadurch gekennzeichnet, dass eine mindestens zweikanalige Ausbildung innerhalb der Speichereinrichtung geschaffen ist. Mit anderen Worten sind durch die erfindungsgemäße Ausbildung innerhalb derselben Speichereinrichtung mindestens zwei separate, unabhängige Transport- und Speicherstrecken geschaffen. Das bedeutet, dass der zugeführte Massenstrom auf unterschiedlichen Wegen durch die Speichereinrichtung geführt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Mehrkanalausbildung kann ein zugeführter Massenstrom zu Zwecken der Lastenaufteilung aufgeteilt werden. Die Aufteilung des Massenstroms ermöglicht die Reduzierung der Stackhöhe und damit die Reduzierung der Belastung auf die Artikel selbst sowie die Maschinenteile. Außerdem kann der Artikeldurchsatz durch die Erfindung signifikant erhöht werden, da eine zusätzliche, direkte Verbindung zwischen dem Eingabebereich E und dem Ausgabebereich A hergestellt ist. Das zusätzliche, schleifenfreie Förderelement bildet quasi einen kurvenfreien und umlenkfreien Bypass zum schleifenartig geführten Speicherbereich. Man könnte aber auch umgekehrt sagen, dass der schleifenartig geführte Speicherbereich einen Bypass bildet für die ausschließlich lineare Transport- und Speicherstrecke. Der Massenstromteiler als T-Verzweigung stellt sicher, dass ein einzelner, einkanalig zugeführter Massenstrom in zwei Teilströme variabel teilbar ist. Der gesamte Massenstrom kann auch vollständig der einen oder der anderen Transport- und Speicherstrecke zugeführt werden. Die Massenstromzusammenführung als Y-Zusammenführung führt die beiden Teilströme wieder zusammen, so dass der Massenstrom die Speichereinrichtung wieder einkanalig verlässt. Diese Ausführungsform stellt eine besonders einfache und direkte zusätzliche Verbindung zwischen dem Eingabebereich E und dem Ausgabebereich A her. Die Achsen können relativ zueinander bewegbar ausgebildet sein. Diese Doppelstockausbildung der aus im Wesentlichen zwei baugleichen Teilspeichern gebildeten Speichereinrichtung, die auch eigenständig die Aufgabe lösen kann, schafft den Vorteil, dass die Leistungskapazität der Speichereinrichtung bei bezüglich der Stellfläche („footprint”) gleichbleibendem Platzbedarf verdoppelt werden kann. Bei gleichbleibender Leistungskapazität kann der Platzbedarf halbiert werden. Es besteht also die Möglichkeit, aus einer Speichereinrichtung mit 1 × 10 Speicherebenen (10 übereinander angeordnete Lagen des Förderelementes) eine Speichereinrichtung mit 2 × 5 Speicherebenen (2 unabhängige Förderelemente mit jeweils 5 übereinander angeordneten Lagen des entsprechenden Förderelementes) zu schaffen, womit je Teilspeicher ein Förderelement mit lediglich halber Länge und somit halber Last/Zugkraft eingesetzt werden kann bzw. eingesetzt ist. Damit wird ein größerer Artikeldurchsatz bei reduzierter Belastung für die Artikel und die Maschinenteile der Speichereinrichtung erreicht. Durch das Vorsehen zweier kontinuierlicher und schleifenartig geführter Förderelemente kann die Stackhöhe auf dem Förderelement nämlich deutlich reduziert werden. Damit können auch die Belastungen auf die Maschinenteile, nämlich insbesondere die Förderelemente und die Speicherräder, reduziert werden. Im Weiteren erhöht diese Ausbildung die Flexibilität.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die unabhängigen Transport- und Speicherstrecken der Speichereinrichtung miteinander in Wirkverbindung stehen, derart, dass ein der Speichereinrichtung zugeführter Massenstrom innerhalb der Speichereinrichtung auf die unterschiedlichen Transport- und Speicherstrecken aufteilbar und/oder wieder zusammenführbar ist. Durch die Wirkverbindung, also eine einen Artikeltransfer von der einen Transport- und Speicherstrecke auf die andere Transport- und Speicherstrecke und umgekehrt gewährleistende Verbindung, ist eine hohe Variabilität der Speichereinrichtung geschaffen.
Zweckmäßigerweise umfasst die Speichereinrichtung eine Einlaufscheibe und eine Auslaufscheibe, die Bestandteil der Führungsmittel im Speicherbereich und/oder im Rückführbereich des schleifenartig geführten Förderelementes sind, wobei die Einlaufscheibe und die Auslaufscheibe einen identischen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der Speicherräder. Damit wird auf einfache und effektive Weise das Zuführen und Ausschleusen des Massenstroms erleichtert, und zwar auf eine platzsparende und positionsflexible Weise. Des Weiteren ermöglicht diese Ausbildung auf besonders einfache Weise eine kurvenfreie Direktverbindung zwischen Maker und Packer.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Durchmesser der Speicherräder größer als der Umfang der Umlenkräder, und/oder der Durchmesser der Umlenkräder ist größer als der Umfang der Umlenkrollen. Damit ist eine kompakte Bauweise realisierbar.
Vorzugsweise sind den Förderelementen im Eingabebereich E der Speichereinrichtung ein Massenstromteiler zum Aufteilen des der Speichereinrichtung zugeführten Massenstroms in Teilströme auf die beiden Transport- und Speicherstrecken und im Ausgabebereich A der Speichereinrichtung eine Massenstromzusammenführung zum Zusammenführen der Teilströme von den beiden Transport- und Speicherstrecken zugeordnet. Damit stehen diese beiden Teilspeicher miteinander in Wirkverbindung.
Vorteilhafterweise weist jedes Förderelement einen eigenen Eingabebereich E₁ und E₂ und einen eigenen Ausgabebereich A₁ und A₂ auf. Dadurch ist eine durchgängige Zweikanalausbildung mit den genannten Vorteilen realisiert. Die einzelnen Teilströme kommen während des gesamten Transports durch die Speichereinrichtung nicht miteinander in Kontakt. Diese Ausbildung ist besonders vorteilhaft, wenn die vorgeordnete Herstellungsmaschine (Maker) zweibahnig ausgebildet ist, so dass eine Baugruppe zur Zusammenführung der zwei Bahnen vollständig entfallen kann. Hierdurch werden die Herstellkosten der Herstellungsmaschine reduziert und zugleich die zu fördernden Artikel schonend behandelt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem schleifenartig geführten Förderelement ein weiteres Fördermittel, nämlich ein Förderkanal zur Bildung einer kurvenfreien Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom oder Teilen davon zugeordnet ist, wobei jeder Förderkanal, der mindestens zwei einander gegenüberliegende Seitenwände umfasst, eine Verbindung zwischen einem im Eingabebereich E eines Teilspeichers der Speichereinrichtung angeordneten Massenstromteiler zum Aufteilen des der Speichereinrichtung zugeführten Massenstroms in Teilströme auf die jeweils beiden Transport- und Speicherstrecken und einer im Ausgabebereich A des Teilspeichers angeordneten Massenstromzusammenführung zum Zusammenführen der Teilströme von den beiden Transport- und Speicherstrecken herstellt. Mit der Vierkanalausbildung ist die Flexibilität noch einmal erhöht. Die Lastenverteilung kann noch artikelschonender und damit auch maschinenschonender erfolgen.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass der zugeführte Massenstrom mindestens teilweise mittels eines weiteren Fördermittels auf einer zusätzlichen Transport- und Speicherstrecke innerhalb der Speichereinrichtung vom Eingabebereich E nach dem Prinzip „First in – First out” zum Ausgabebereich A transportiert wird, wobei die Höhe des Massenstroms und/oder von Teilströmen, also die so genannte Stackhöhe, innerhalb der Speichereinrichtung durch Aufteilen des Massenstrom und/oder von Teilströmen auf mindestens zwei separate Transport- und Speicherstrecken innerhalb der Speichereinrichtung automatisch geregelt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also eine Lastenaufteilung ermöglicht, insbesondere für den Fall, dass die Menge der zugeführten Artikel sehr viel größer ist als die Menge der abgenommenen Artikel. In Abhängigkeit der jeweiligen Leistungskapazitäten der die Artikel bzw. den Massenstrom zuführenden Maschine und der die Artikel bzw. den Massenstrom abnehmenden Maschine kann optional zwischen einem einkanaligen oder mehrkanaligen Transport des Massenstroms durch ein und dieselbe Speichervorrichtung gewählt werden. Es wird ermittelt, wie hoch die jeweiligen Stackhöhen, vorzugsweise im Bereich von Massenstromteilern, sind. Sollte eine vorgebebene Stackhöhe erreicht oder überschritten sein, kann mindestens ein Teilstrom auf eine zweite Transport- und Speicherstrecke abgeleitet oder umgeleitet werden, so dass die Höhe des Massenstroms bzw. der Teilströme dadurch geregelt wird.
Zweckmäßigerweise werden der Massenstrom und/oder Teilströme kurvenfrei vom Eingabebereich E zum Ausgabebereich A durch die Speichereinrichtung transportiert. Das bedeutet, dass der Massenstrom und/oder Teilströme ausschließlich linear, allenfalls mit Umlenkungen, auf kurzem und geradem Wege direkt vom Eingabebereich E zum Ausgabebereich A transportiert werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Querschnitt von den Massenstrom und/oder Teilströme vertikal nach oben oder unten leitenden und/oder fördernden Leitschächten und/oder Leitkanälen und/oder Förderkanälen und/oder Vertikalförderern insbesondere im Bereich von Massenstromteilern und/oder Massenstromzusammenführungen automatisch an den Querschnitt des zu leitenden und/oder zu fördernden Querschnitt des Massenstroms und/oder der Teilströme angepasst wird. Durch die Steuerung und/oder Regelung der Stackhöhe kann sich auch der Querschnitt des Massenstroms bzw. des jeweiligen Teilstroms ändern. Um eine sichere Führung des Massenstroms bzw. Teilstroms zu gewährleisten, ist eine entsprechende Anpassung der Leit- und/oder Förderorgane notwendig.
Vorteilhafterweise werden Absperreinrichtungen im Bereich von Massenstromteilern zur Regelung der Aufteilung des Massenstroms und/oder der Teilströme automatisch gesteuert.
Die sich aus den einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensschritten ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit der Speichereinrichtung beschrieben, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Passagen verwiesen wird.
Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Weiterbildungen der Speichereinrichtung sowie des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Speichereinrichtungen sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer bezüglich eines Grundprinzips der schleifenartigen Führung des Förderelementes gattungsbildenden Speichereinrichtung in perspektivischer Ansicht von schräg oben, gemäß dem Stand der Technik,
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht, wobei die Speichereinrichtung beispielhaft zwischen einer Zigarettenherstellungsmaschine als Maker und einem Packer angeordnet ist,
3 die Speichereinrichtung gemäß 2 in Draufsicht,
4 eine schematische Darstellung eines Massenstromteilers mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung in vergrößerter Ansicht,
5 eine schematische Darstellung eines Vertikalförderers,
6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht,
7 die Speichereinrichtung gemäß 6 in Draufsicht,
8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Vertikalförderers,
9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht,
10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht, wobei die Speichereinrichtung beispielhaft zwischen einer Filterherstellungsmaschine als Maker und zwei Filtersendereinrichtungen angeordnet ist,
11 die Speichereinrichtung gemäß 10 in Draufsicht,
12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht,
13 die Speichereinrichtung gemäß 12 in Draufsicht,
14 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht,
15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Speichereinrichtung in Seitenansicht,
16 ein Blockdiagramm einer Steuer- und Regelungsanordnung zur Steuerung der zuvor dargestellten Speichereinrichtungen, und
17 ein Blockschaltbild der Steuer- und Regelungseinrichtung für die Speichereinrichtungen.
In der Zeichnung dargestellte Speichereinrichtungen dienen zum Transportieren und Speichern von aus Zigaretten gebildeten mehrlagigen Massenströmen zwischen einem „Maker” und einem „Packer” der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Erfindung bezieht sich jedoch in gleicher Weise auch auf Speichereinrichtungen zum Transportieren und Speichern von Filtern sowie anderen stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie in einlagigen oder mehrlagigen Massenströmen zwischen beliebigen Produktionsmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie, zu denen neben den reinen Herstellungsmaschinen zum Produzieren von Zigaretten, Filtern oder dergleichen insbesondere auch Filtersender, Filteransetzmaschinen sowie weitere in der Produktion von Filter- und/oder Tabakprodukten einsetzbare Maschinen gehören.
Die 1 dient dazu, ein Grundprinzip der hinsichtlich der schleifenartigen Führung des Förderelementes gattungsbildenden Speichereinrichtung, von dem auch die erfindungsgemäße Speichereinrichtung 10 Gebrauch macht, beispielhaft darzustellen, wobei eine solche Speichereinrichtung insbesondere in Bezug auf die erfindungsgemäße Ausbildung des mehrlagigen Speicherbereichs weitergebildet wird, weshalb in den 2 bis 15 der Rückführbereich nur schematisch angedeutet ist.
Es können jedoch auch andere Führungen insbesondere im aktiven Rückführbereich mit variabler Länge vorgesehen sein, nämlich beispielsweise nur Umlenkräder mit einer vertikalen Achse oder nur Umlenkräder/Umlenkrollen mit einer horizontalen Achse. Die in der 1 dargestellte Speichereinrichtung 10 ist, wie auch die Speichereinrichtungen 10 der weiteren Figuren, zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms 11 ausgebildet und eingerichtet und umfasst ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 bildendes Förderelement 12. Das Förderelement 12 verbindet einen Eingabebereich E, in dem der Massenstrom 11 der Speichereinrichtung 10 zugeführt wird, mit einem Ausgabebereich A, in dem der Massenstrom 11 aus der Speichereinrichtung 10 ausgeschleust wird, derart, dass die Speichereinrichtung 10 nach dem Prinzip „First in – First out” (FiFo-Prinzip) arbeitet. Der Eingabebereich E definiert „körperlich” quasi den Beginn der Speichereinrichtung 10. Entsprechend definiert der Ausgabebereich A das Ende der Speichereinrichtung 10. Das Förderelement 12 weist einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich 13 und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich 14 auf. Der mehrlagige Speicherbereich 13 wird auch als Volltrum bezeichnet und bildet eine erste den Massenstrom 11 tragende Transport- und Speicherstrecke. Der mehrlagige Rückführbereich 14 wird auch als Leertrum bezeichnet. Der Speicherbereich 13 und der Rückführbereich 14 kompensieren sich in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung 10, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes 12 konstant ist. Die Kompensation erfolgt vorzugsweise automatisch über entsprechende Antriebe für das Förderelement 12 im Bereich des Speicherbereichs 13 und des Rückführbereichs 14. Optional kann die Kompensation jedoch auch oder zusätzlich über einen Antrieb erfolgen, welcher einen Schlitten, der den Rückführbereich 14 mit dem Speicherbereich 13 als Schnittstelle verbindet, mittels Reibrad, Zahnstange oder dergleichen antreibt.
Das Förderelement 12, vorzugsweise eine aus einzelnen Gliedern gebildete, endlose Förderkette, ist mittels Führungsmitteln 15, 16 im Speicherbereich 13 einerseits und im Rückführbereich 14 andererseits unterschiedlich geführt. Das Führungsmittel 15 im Speicherbereich 13 umfasst zwei – im Wesentlichen – vertikal gerichtete Achsen 17, 18, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder 19 mit einem Abstand zueinander drehbar gelagert sind, so dass das Förderelement 12 im Speicherbereich 13 schleifenartig um die Speicherräder 19 geführt ist. Jede Achse 17 bzw. 18 mit den zugehörigen Speicherrädern 19 stellt ein Führungselement 15a bzw. 15b dar, wobei die Führungselemente 15a, 15b bezüglich der Achsen 17, 18 und der Speicherräder 19 und deren Anordnung auf den Achsen 17, 18 konstruktiv vorzugsweise identisch ausgebildet sind. Durch die schleifenartige Führung des Förderelementes 12 um die Führungselemente 15a, 15b des Führungsmittels 15 herum weist das Förderelement 12 um die Speicherräder 19 herum kurvenförmige Abschnitte auf, während zwischen den Speicherrädern 19 benachbarter Achsen 17, 18 lineare, nämlich kurvenfreie Abschnitte ausgebildet sind. Zur Veränderung der Größe bzw. Länge des Speicherbereichs 13 sind die beiden Führungsmittel 15a, 15b mit ihren jeweiligen Achsen 17, 18 und den darauf angeordneten Speicherrädern 19 optional relativ zueinander bewegbar ausgebildet. Vorzugsweise ist dann ein Führungselement 15a ortsfest ausgebildet, während das andere Führungselement 15b auf das Führungselement 15a zu und von diesem weg bewegbar ist.
Das Führungsmittel 16 im Rückführbereich 14 ist gegenüber dem Führungsmittel 15 des Speicherbereichs 13 vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet. Das Führungsmittel 16 selbst weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei ebenfalls unterschiedliche Führungselemente 16a, 16b auf, wobei das Führungselement 16a zwei – im Wesentlichen – vertikal gerichtete Achsen 20, 21, auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder 22 drehbar gelagert sind, und das Führungselement 16b mindestens zwei – im Wesentlichen – horizontal gerichtete Achsen 23, 24, auf denen Umlenkrollen 25 drehbar gelagert sind, umfasst. Zur Veränderung der Größe bzw. Länge des Rückführbereichs 14 und Kompensation einer Längenänderung im Speicherbereich 13 ist das Führungselement 16a mit den vertikal gerichteten Achsen 20, 21 optional relativ zu dem Führungselement 16b mit den horizontalen Achsen 23, 24 bewegbar ausgebildet. Das Führungselement 16b ist dann bezüglich der Längenkompensation von Speicherbereich 13 und Rückführbereich 14 ortsfest ausgebildet, während das Führungselement 16a auf das Führungselement 16b zu und von diesem weg bewegbar ist.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Führungsmittel 16 ausschließlich vertikal gerichtete Achsen auf, auf denen Umlenkräder drehbar gelagert sind. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Führungsmittel 16 ausschließlich horizontal gerichtete Achsen auf, auf denen Umlenkrollen drehbar gelagert sind.
Die bewegbaren Führungselemente 15b und 16a können daher als aktives Führungselement bezeichnet werden, während die anderen Führungselemente 15a und 16b als passives Führungselement bezeichnet werden können.
Einen solchen konstruktiven Aufbau weist auch die erfindungsgemäße Speichereinrichtung 10 auf. Die in der 1 dargestellte Speichereinrichtung 10 weist darüber hinaus weitere Merkmale auf, beispielsweise eine im Speicherbereich angeordnete Einlaufscheibe 32, die nicht zur Gattungsbildung beitragen sondern bevorzugte Weiterbildungen darstellen. Im Ausführungsbeispiel ist die Einlaufscheibe 32 beispielsweise oberhalb der Speicherräder 19 drehbar gelagert.
Diese Speichereinrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass sie ein weiteres Fördermittel 26 umfasst, das einen Eingabebereich E mit einem Ausgabebereich A derselben Speichereinrichtung 10 verbindet und somit mindestens eine zusätzliche Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 innerhalb der Speichereinrichtung 10 bildet. Es existieren somit zwei separate Transport- und Speicherstrecken innerhalb der Speichereinrichtung 10, so dass der Massenstrom 11 wahlweise vollständig dem Förderelement 12 oder vollständig dem Fördermittel 26 oder variabel aufgeteilt sowohl dem Förderelement 12 als auch dem Fördermittel 26 zugeführt werden kann. Durch die Erfindung ist ein mindestens zweikanaliger FiFo-Massenstromspeicher geschaffen. Beide Transport- und Speicherstrecken, die unabhängig voneinander einen oder den Eingabebereich E mit einem oder dem Ausgabebereich A verbinden, sind nämlich nach dem FiFo-Prinzip ausgebildet.
Die im Folgenden beschriebenen Merkmale und Weiterbildungen stellen für sich betrachtet oder in Kombination miteinander bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Merkmale, die in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung zusammengefasst oder in einer gemeinsamen Ausführungsform beschrieben sind, auch funktional eigenständig die weiter oben beschriebene Speichereinrichtung 10 weiterbilden können.
In den 2 bis 15 ist die Speichereinrichtung 10, die als Einzelkomponente ausgebildet ist, vorzugsweise Bestandteil einer Produktionsanordnung 27, die eingangsseitig einen Maker 28 und ausgangsseitig einen Packer 29 umfasst. Anstelle des Makers 28 und des Packers 29 können auch andere Produktionsmaschinen Bestandteil der Produktionsanordnung 27 sein. Vom Maker 28 wird ein Massenstrom 11 über entsprechende Förderer, also z. B. Aufwärtsförderer 30, Abwärtsförderer, Leitungen oder Horizontalförderer 125, 126, die vorzugsweise nicht Bestandteil der Speichereinrichtung 10 sind, der Speichereinrichtung 10 zugeführt. Von der Speichereinrichtung 10 wird der Massenstrom 11 über entsprechende Förderer, also z. B. Aufwärtsförderer, Horizontalförderer 127, Abwärtsförderer 31, Leitungen oder dergleichen, die vorzugsweise nicht Bestandteil der Speichereinrichtung 10 sind, dem Packer 29 zugeführt.
Die beiden durch das Förderelement 12 einerseits und das weitere Fördermittel 26 andererseits gebildeten unabhängigen Transport- und Speicherstrecken der Speichereinrichtung 10 stehen miteinander in Wirkverbindung, derart, dass ein der Speichereinrichtung 10 zugeführter Massenstrom 11 innerhalb der Speichereinrichtung 10 auf die unterschiedlichen Transport- und Speicherstrecken aufteilbar und/oder wieder zusammenführbar ist. Es ist durch diese Wirkverbindung, die durch eine konstruktiv gestaltete Verbindung, beispielsweise eine Verzweigung, eine Zusammenführung oder dergleichen als Verbindungselement hergestellt ist, ein Ausgleich zwischen den beiden Transport- und Speicherstrecken gewährleistet. Das bedeutet, dass der Massenstrom 11 als Ganzes oder in Teilströmen auf unterschiedlichen Wegen durch die Speichereinrichtung 10 transportiert werden kann.
Mindestens eine der Transport- und Speicherstrecken ist vom Eingabebereich E bis zum Ausgabebereich A kurvenfrei ausgebildet. Mit anderen Worten ist eine Transport- und Speicherstrecke, vorzugsweise diejenige des weiteren Fördermittels 26, als lineare Bypassförderstrecke ausgebildet, so dass der Massenstrom 11 oder Teile davon ausschließlich linear und/oder um eine horizontal gerichtete Achse geführt wird. Die Linear- und Umlenkführung des Massenstroms 11 vermeidet jede Art der Führung um eine vertikale Achse, bei der der Massenstrom 11 auf dem Förderelement 12 liegend um kurvige Abschnitte geführt wird.
Vorzugsweise umfasst die Speichereinrichtung 10 eine Einlaufscheibe 32 und eine Auslaufscheibe 33, die Bestandteil der Führungsmittel 15, 16 im Speicherbereich 13 und/oder im Rückführbereich 14 des schleifenartig geführten Förderelementes 12 sein können, wobei die Einlaufscheibe 32 und die Auslaufscheibe 33 einen identischen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der Speicherräder 19. Der Durchmesser von Einlaufscheibe 32 und Auslaufscheibe 33 ist bevorzugt mindestens 200 mm größer als der Durchmesser der Speicherräder 19. Die Einlaufscheibe 32 kann oberhalb oder unterhalb des schleifenartig geführten Förderelementes 12 angeordnet sein. Entsprechendes gilt für die Auslaufscheiben 33. Die Einlaufscheibe 32 ist auf einer Achse drehbar gelagert. Diese Achse kann z. B. eine der Achsen 17, 18 des Speichermittels 15 sein. Bevorzugt ist die Einlaufscheibe 32 jedoch auf einer separaten Achse 34 drehbar gelagert. Die Auslaufscheibe 33 ist ebenfalls auf einer Ache drehbar gelagert. Diese Achse ist bevorzugt eine separate Achse 35. Vorzugsweise liegen alle Achsen 17, 18 des Führungsmittels 15 vom Speicherbereich 13 sowie die Achsen 34, 35 in derselben vertikalen Ebene K (siehe z. B. 3). Damit stehen sowohl die Einlaufscheibe 32 als auch die Auslaufscheibe 33 zu beiden Seiten der Speichereinrichtung 10 gleichmäßig über. Die Speicherräder 19 weisen untereinander einen identischen Durchmesser auf, wodurch auf einfache Weise ermöglicht wird, dass wenigstens eine Transport- und Speicherstrecke kurvenfrei ausgeführt ist. Der Durchmesser der Speicherräder 19 im Speicherbereich 13 ist jedoch größer als der Umfang der Umlenkräder 22 im Rückführbereich 14, und/oder der Durchmesser der Umlenkräder 22 im Rückführbereich 14 ist größer als der Umfang der Umlenkrollen 25 im Rückführbereich 14, so dass die Führungselemente 16a und 16b des Führungsmittels 16 im Rückführbereich 14 mindestens bezüglich der Ausrichtung der Achsen 20, 21 bzw. 23, 24 und der Größe der Durchmesser unterschiedlich gegenüber dem Führungsmittel 15 ausgebildet sind. Die Achsen 17, 18, 34, 35 stehen vorzugsweise senkrecht zu den Speicherräder 19, der Einlaufscheibe 32 und der Auslaufscheibe 33.
Im Folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung 10 mit Bezug auf die 2 bis 5 näher beschrieben. Diese umfasst als weiteres Fördermittel 26 ein kontinuierliches, schleifenfrei geführtes Förderelement 36 zur Bildung einer kurven- und umlenkfreien zweiten Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 oder Teilen innerhalb derselben Speichereinrichtung 10 davon. Das Förderelement 36 weist einen Speicherbereich 37 und einen Rückführbereich 38 auf (siehe z. B. 4). Das schleifenfrei geführte Förderelement 36 stellt eine Verbindung zwischen einem im Eingabebereich E der Speichereinrichtung 10 angeordneten Massenstromteiler 39 zum Aufteilen des der Speichereinrichtung 10 zugeführten Massenstroms 11 in die Teilströme 11a, 11b auf die beiden Transport- und Speicherstrecken und einer im Ausgabebereich A der Speichereinrichtung 10 angeordneten Massenstromzusammenführung 40 zum Zusammenführen der Teilströme 11a, 11b von den beiden Transport- und Speicherstrecken her. Das Förderelement 36 ist vorzugsweise eine endlos umlaufende Förderkette mit einer ausschließlich linearen, kurven- und umlenkfreien Transport- und Speicherstrecke. Der Massenstromteiler 39 ist im Eingabebereich E angeordnet und definiert den „baulichen” Beginn der Speichereinrichtung 10. Die Massenstromzusammenführung 40 ist im Ausgabebereich A angeordnet und definiert das „bauliche” Ende der Speichereinrichtung 10.
Eingangsseitig weist der Massenstromteiler 39 einen Anschluss für den Förderer 30 auf, mittels dem der Massenstrom 11 einkanalig an die Speichereinrichtung 10 herangeführt wird. Ausgangsseitig weist der Massenstromteiler 39 zwei Anschlüsse auf, weshalb der Massenstromteiler 39 auch als T-Verzweigung bezeichnet wird. Einer der beiden ausgangsseitigen Anschlüsse dient zum Anschluss des Förderelementes 36. Der andere Anschluss dient zum Anschluss der Einlaufscheibe 32, und damit zum schleifenartig geführten Förderelement 12. Mit anderen Worten ist durch den Massenstromteiler 39 ein eingehender Massenstrom 11 in einen ersten Teilstrom 11a zur Einlaufscheibe 32 und einen zweiten Teilstrom 11b zum Förderelement 36 aufteilbar. Das als Aufwärtswendelförderer ausgebildete, schleifenartig geführte Förderelement 12 überbrückt die Höhendifferenz zwischen der Einlaufscheibe 32 und den einzelnen Speicherrädern 19 und der Auslaufscheibe 33 vorzugsweise durch eine Art Rampenbildung in den linearen Streckenabschnitten des Förderelementes 12, während die kurvenförmigen Streckenabschnitte horizontal verlaufen, indem die Einlaufscheibe 32, die Speicherräder 19 sowie die Auslaufscheibe 33 horizontal ausgerichtet sind. Die linearen, rampenförmigen Streckenabschnitte können neben Abschnitten mit positiver Steigung auch Abschnitte mit negativer Steigung aufweisen.
Die Massenstromzusammenführung 40 weist eingangsseitig zwei Anschlüsse und ausgangsseitig einen Anschluss auf. Einer der beiden eingangsseitigen Anschlüsse dient zum Anschluss des Förderelementes 36. Der andere Anschluss dient zum Anschluss der Auslaufscheibe 33. Die Massenstromzusammenführung 40 als Y-Zusammenführung dient demnach zum Vereinigen der beiden Teilströme 11a, 11b zu einem gemeinsamen Massenstrom 11, so dass der Massenstrom 11 die Speichereinrichtung 10 einkanalig verlässt. Das Prinzip einer Massenstromzusammenführung 40 ist z. B. der DE 10 2009 009 831 A1 zu entnehmen. Der Inhalt des genannten Dokumentes soll daher ebenfalls Bestandteil dieser Anmeldung sein.
In der 4 ist eine beispielhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Massenstromteilers 39 der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung 10 dargestellt. Der Massenstromteiler 39 weist eine automatisch gesteuerte Absperreinrichtung 41 auf und ist zum variablen Aufteilen des zugeführten Massenstroms 11 in zwei Teilströme 11a, 11b ausgebildet und eingerichtet, wobei ein Teilstrom 11a in den durch das schleifenartig geführte Förderelement 12 gebildeten Speicherbereich 13 und der andere Teilstrom 11b in den durch das schleifenfrei geführte Förderelement 36 gebildeten Speicherbereich 37 gelenkt wird. Der Massenstromteiler 39 umfasst ein erstes, um mehrere Antriebs- und/oder Umlenkrollen 42 geführtes, umlaufendes Förderelement 43, das mit einer Geschwindigkeit v₁ angetrieben ist, sowie ein zweites, umlaufendes Förderelement 44, das mit einer Geschwindigkeit v₂ angetrieben ist. Das erste Förderelement 43 ist durch die mindestens vereinzelt beweg- bzw. verstellbaren Antriebs- und/oder Umlenkrollen 42 bezüglich seiner Artikel bzw. Massenstrom 11 tragenden Länge variabel ausgebildet, so dass der Abstand a zwischen dem ersten, umlaufenden Förderelement 43 des Massenstromteilers 39 und dem Förderelement 36, das mit einer Geschwindigkeit v₃ angetrieben ist, variabel bzw. einstellbar ist. Der Abstand a kann unabhängig von seiner Größe auch durch das zweite Förderelement 44, das als Bandschwert ausgebildet ist, überbrückt werden, wobei das Förderelement 44 zum Vergrößern und Verkleinern des Abstandes a linear hin und her bewegbar ausgebildet ist. Der nach unten umgelenkte Teilstrom 11a wird durch ein in der Position verstellbares Leitelement 45 in Richtung eines weiteren mit der Geschwindigkeit v₄ angetriebenen, umlaufenden Förderelementes 46 geleitet, wobei das Förderelement 46 die durchgängige Verbindung zur Einlaufscheibe 32 herstellt. Anders ausgedrückt wird der Teilstrom 11a über einen vertikalen Leitschacht 47, dessen Querschnitt durch das verstellbare Leitelement 45 variabel ist, und das Förderelement 46 an die Einlaufscheibe 32 und somit an das schleifenartig geführte Förderelement 12 übergeben. Den Förderelementen 36, 43, 44, 46 bzw. deren Antrieben sind jeweils Drehzahlgeber 118 und/oder Positionslagegeber 114 und Drehzahlregler 116 und/oder Positionslageregler 112 und letztere zusammengefasst als Antriebsregler 108 zugeordnet. Die Drehzahlgeber 118 und Positionslagegeber 114 werden nachfolgend auch allgemein als Messmittel 48 bezeichnet. Die Antriebsmotoren 117 mit ihren jeweils zugeordneten Drehzahlgebern 118 und/oder Positionslagegebern 114 werden nachfolgend auch zusammenfassend als Antriebe 107 (siehe z. B. 16) bezeichnet.
Die Messmittel 48 der Massenstromteiler 39 sind an eine Steuer- und Regelungseinrichtung 103 angeschlossen. Genauer sind die Messmittel 48 mit der zentralen Steuer- und Regelungseinrichtung 103 verbunden. Im Bereich der Förderelemente 43, 44 und/oder im Bereich des Förderelementes 36 sind weiterhin Detektionsmittel 50 zum Ermitteln der Höhe des Massenstroms 11 bzw. des Teilstroms 11b und/oder des Teilstroms 11a (der so genannte Stackhöhe S_H1) angeordnet, die ebenfalls mit der Steuer- und Regelungseinrichtung 103 verbunden sind. Die elektronische und programmierbare Steuer- und Regelungseinrichtung 103, die weiter unten genauer beschrieben wird, weist des Weiteren eine Signalschnittstelle zum Anschluss einer Steuereinrichtung 104 des Makers 28 und eine Signalschnittstelle zum Anschluss einer Steuereinrichtung 105 des Packers 29 auf.
Das Förderelement 44 bzw. das Bandschwert wird mit der Geschwindigkeit v₂ angetrieben, die grundsätzlich der Geschwindigkeit v₁ des Förderelementes 43 entspricht. Wenn allerdings das Bandschwert zur Veränderung des Abstandes a mit einer Geschwindigkeit v_BS bewegt wird, ist diese Geschwindigkeit v_BS bei der Steuerung/Regelung der Geschwindigkeit v₂ zu berücksichtigen. Anders ausgedrückt muss die Geschwindigkeit v₂ reduziert werden, wenn das Bandschwert zur Reduzierung des Abstandes a auf das Förderelement 36 zu bewegt wird. Die Geschwindigkeit v₂ muss erhöht werden, wenn das Bandschwert zur Vergrößerung des Abstandes a vom Förderelement 36 weg bewegt wird. Die Geschwindigkeit v₂ muss also um den Betrag der Geschwindigkeit v_BS angepasst/kompensiert werden, damit v₂ sowohl im Stillstand des Bandschwertes als auch im Bewegungszustand des Bandschwertes gleich v₁ ist.
Wie weiter oben erwähnt, ist die Auslaufscheibe 33 oberhalb der Speicherräder 19 angeordnet. Um den Massenstrom 11 bzw. den Teilstrom 11a wieder nach unten in den Bereich der Massenstromzusammenführung 40 zu führen, ist dieser ein Vertikalförderer 51 zugeordnet, der sich über ein den Massenstrom 11 bzw. Teilstrom 11a mindestens zweiseitig führendes Umlenkelement 49 an das um die Auslaufscheibe 33 geführte Förderelement 12 anschließt. Eine bespielhafte erfindungsgemäße Ausführungsform eines solchen Vertikalförderers 51 ist in der 5 dargestellt. Dieser Vertikalförderer 51 stellt über die Massenstromzusammenführung 40 eine Verbindung zwischen der aus dem schleifenartig geführten Förderelement 12 gebildeten Transport- und Speicherstrecke und der aus dem schleifenfrei geführten Förderelement 36 gebildeten Transport- und Speicherstrecke her.
Dem Vertikalförderer 51 kann optional auch noch ein weiteres umlaufend angetriebenes Förderelement 52 vorgeordnet sein, mittels dem der Massenstrom 11 bzw. der Teilstrom 11a von der Auslaufscheibe 33 über das Umlenkelement 49 an den Vertikalförderer 51 transportierbar ist. Zur Bildung eines mindestens zweiseitig geführten Leitkanals 53 ist im Abstand zum Förderelement 52 ein Leitblech 54 angeordnet. Dem Leitkanal 53 ist ein zusätzliches Detektionsmittel 55 zum Ermitteln der Höhe des Massenstroms 11 bzw. des Teilstroms 11a (der so genannte Stackhöhe S_H2) zugeordnet, das ebenfalls an die Steuer- und Regelungseinrichtung 103 angeschlossen sein kann.
Der den Massenstrom 11 bzw. den Teilstrom 11a von oben nach unten (passiv) leitende und/oder (aktiv) fördernde Vertikalförderer 51 weist einen Leitkanal 56 auf, der mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenwände 57, 58 umfasst. Der Querschnitt des Leitkanals 56 ist automatisch gesteuert veränderbar. Dazu ist eine der Seitenwände bewegbar ausgebildet. In der beschriebenen Ausführungsform ist die Seitenwand 58 auf die andere Seitenwand 57 zu und von dieser weg bewegbar ausgebildet. Der bewegbaren Seitenwand 58 ist zum Verändern des Querschnitts ein Betätigungsmittel 59 zugeordnet. Das Betätigungsmittel 59 umfasst optional zwei Pneumatikzylinder 60, 61. Selbstverständlich sind weitere Betätigungsmittel 59, wie z. B. Schrittmotoren, Schwenk- und/oder Hebelmechanismen oder dergleichen einsetzbar.
Zusätzlich kann dem Leitkanal 56 eine Lifteinrichtung 62 zugeordnet sein, um insbesondere bei der Erstbefüllung des Speicherbereichs 13 des Förderelementes 12 bzw. genauer des Vertikalförderers 51 ein Abholen des Massenstroms 11 bzw. Teilstroms 11a aus der oberen Position sicherzustellen. Die Lifteinrichtung 62 umfasst ein außerhalb des Leitkanals 56 angeordnetes Antriebselement 63 und ein schwenkbar am Antriebselement 63 angeordnetes Schwertelement 64. Das Schwertelement 64 ist zum Eingriff in den Leitkanal 56 aus einer Durchlaufposition in eine Liftposition und zurück schwenkbar. Das Antriebselement 63 ist vorzugsweise ein umlaufend antreibbares Förderelement, an dem das Schwertelement 64 ortsfest und schwenkbar angeordnet ist. In der oberen Abholposition ist das Schwertelement 64 derart in den Leitkanal 56 schwenkbar, dass sich das Schwertelement 64 über den gesamten, jeweiligen Querschnitt erstreckt. In dieser Position ist das Schwertelement 64 ausgeklappt und fixiert (siehe 5). Sobald die untere Freigabeposition des Schwertelementes 64 durch Weitertransport des Förderelementes erreicht ist, ist die Fixierung des Schwertelementes 64 lösbar, so dass das Schwertelement 64 quasi hängend an dem Förderelement wieder nach oben transportierbar ist. Ortsfest ist das Schwertelement 64 in jeder Position, da es mit dem Förderelement umlaufend bewegbar ist. Grundsätzlich kann das Förderelement auf Standby oder Off gestellt sein. Lediglich bei einer Erst- oder Neubefüllung des vertikalen Leitkanals 56 ist das Förderelement aktivierbar. Zur Vermeidung von Kollisionen des Schwertelementes 64 mit einer der Seitenwände 57, 58 sind diese mit Öffnungen versehen, die zum Durchtritt des Schwertelementes 64 ausgebildet und eingerichtet sind. Das Schwertelement 64 ist rechenförmig ausgebildet, um eine gleichmäßige Auflage für die Artikel zu bilden. Mit dieser Ausführungsform ist eine Art Paternoster-Liftprinzip realisiert, das auch auf andere Weise mit entsprechender Funktionalität ausgebildet sein kann.
Mit den 6 und 7 wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung 10 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Einlaufscheibe 32 oberhalb der Speicherräder 19 angeordnet. Entsprechend ist die Auslaufscheibe 33 unterhalb der Speicherräder 19 angeordnet. Demnach ist das schleifenartig geführte Förderelement 12 als Abwärtswendelförderer ausgebildet. Im Eingangsbereich E ist korrespondierend zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform ebenfalls ein funktionell gleicher, baulich jedoch abweichender Massenstromteiler 139 als T-Verzweigung angeordnet. Im Ausgabebereich A ist entsprechend die bereits beschriebene Massenstromzusammenführung 140 als horizontale Y-Zusammenführung angeordnet. Optional kann diese Speichereinrichtung 10 weitere Förderelemente 65 umfassen, die eine durchgehende Verbindung zwischen der Auslaufscheibe 33 und der Massenstromzusammenführung 140 herstellen. Der Massenstromteiler 139 befindet sich etwa in der Ebene der Einlaufscheibe 32. Die Massenstromzusammenführung 140 befindet sich etwa in der Ebene der Auslaufscheibe 33.
Das weitere Fördermittel 26 zur zweikanaligen Ausbildung der Speichereinrichtung 10 umfasst in dieser Ausführungsform einen Förderkanal 66 zur Bildung einer kurvenfreien Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 oder Teilen davon. Dieser Förderkanal 66 stellt eine Verbindung zwischen dem Massenstromteiler 139 und der Massenstromzusammenführung 140 her. Sowohl der Massenstromteiler 139 als auch die Massenstromzusammenführung 140 können in der weiter oben bereits beschriebenen Weise ausgebildet sein. Der Förderkanal 66 leitet oder fördert den Massenstrom 11 oder Teile davon vertikal von oben nach unten. Dazu umfasst der Förderkanal 66 mindestens zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 67, 68. Vorzugsweise ist der Förderkanal 66 ausgebildet wie der zuvor beschriebene Vertikalförderer 51, weshalb auf eine erneute Beschreibung des vergleichbar aufgebauten und ausgebildeten Vertikalförderers 51 an dieser Stelle verzichtet wird.
Anhand der 8 wird eine weitere, vereinfachte Variante des Massenstromteilers 239 dargestellt. Im (Ein-)Mündungsbereich des Vertikalförderers 51 sind mindestens zwei umlaufend angetriebene Förderelemente 69, 70 angeordnet. Ein Förderelement 69 dient zum einkanaligen Zuführen des Massenstroms 11 in den Bereich des Massenstromteilers 239, wobei dieses Förderelement 69 vorzugsweise nicht Bestandteil der Speichereinrichtung 10 ist. Das andere Förderelement 70 dient zum Weitertransport des Massenstroms 11 bzw. des Teilstroms 11a zur Einlaufscheibe 32 und somit zum schleifenartig geführten Förderelement 12. Durch eine automatisch gesteuerte Absperreinrichtung 71 ist die Größe des Abstands zwischen den beiden Förderelementen 69, 70 variabel verstellbar. Anders ausgedrückt ist die Größe der Mündung in den Vertikalförderer 51 veränderbar. Die Absperreinrichtung 71 ist vorzugsweise ein Bandschwert, das linear verstellbar ausgebildet ist. Zusätzlich zu den umlaufend angetriebenen Förderelementen 69, 70 kann zur Bildung eines mindestens zweiseitig geführten Leitkanals 72 im Abstand zu den Förderelementen 69, 70 ein Leitblech 73 angeordnet sein. Dem Leitkanal 72 ist optional mindestens ein zusätzliches Detektionsmittel 74 zum Ermitteln der Höhe des Massenstroms 11 bzw. des Teilstroms 11a (der so genannte Stackhöhe S_H2) zugeordnet, das an die Steuer- und Regelungseinrichtung 103 angeschlossen sein kann. Der Vertikalförderer 51 verbindet den Massenstromteiler 239 mit einer Massenstromzusammenführung 240.
Die 9 zeigt eine Variante zur Ausführungsform gemäß den 6 bis 8, wobei die Beschreibung zu der Ausführungsform gemäß den 6 bis 8 grundsätzlich auch auf die Variante gemäß der 9 zutrifft. Allerdings ist der Massenstromteiler 339 bei der letztgenannten Ausführungsform in einer Ebene zwischen der Ebene der Einlaufscheibe 32 und der Ebene der Auslaufscheibe 33 angeordnet. Entsprechend ist zwischen dem Massenstromteiler 339 und der Einlaufscheibe 32 zusätzlich ein Fördermittel 75 angeordnet, das vorzugsweise in Transportrichtung T ein horizontales Förderelement, ein vertikales Förderelement und wieder ein horizontales Förderelement mit entsprechenden Umlenkungen umfasst. Die Massenstromzusammenführung 340 ist dort als vertikale Y-Zusammenführung ausgebildet, welche zu der horizontalen Massenstromzusammenführung 40, 140, 240 in den 2, 5, 6, 8 baulich verschieden ausgebildet ist, nämlich beispielsweise wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 040 173 A1 .
Die 10 bis 15 zeigen weitere Ausführungsformen, bei denen das zusätzliche Förderelement 26 ebenfalls schleifenartig, nämlich wie das Förderelement 12, ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Speichereinrichtung 10 aus zwei Teilspeichern 10a, 10b im Wesentlichen gleicher Bauart gebildet. Die beiden Teilspeicher 10a, 10b sind in den Ausführungsbeispielen übereinander angeordnet. Das zusätzliche Fördermittel 26, also der Teilspeicher 10a, ist im Wesentlichen identisch zum Förderelement 12, also dem Teilspeicher 10b ausgebildet und eingerichtet. Der Teilspeicher 10a, welcher oberhalb des Teilspeichers 10b angeordnet ist, umfasst zur mehrkanaligen Ausbildung der Speichereinrichtung 10 ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für einen Massenstrom 11 oder Teile davon bildendes Förderelement 76, das einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich 77 und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich 78 aufweist, und sich der Speicherbereich 77 und der Rückführbereich 78 in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung 10 kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes 76 konstant ist, wobei das Förderelement 76 mittels Führungsmitteln 79, 80 im Speicherbereich 77 einerseits und im Rückführbereich 78 andererseits unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel 79 im Speicherbereich 77 zwei vertikal gerichtete Achsen 81, 82 umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder 83 drehbar gelagert, so dass das Förderelement 76 schleifenartig um die Speicherräder 83 geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen 81, 82 relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel 80 im Rückführbereich 78 zwei vertikal gerichtete Achsen 84, 85, auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder 86 drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen 87, 88, auf denen Umlenkrollen 89 drehbar gelagert sind, umfasst. Vorzugsweise sind die vertikal gerichteten Achsen 84, 85 und/oder die horizontal gerichteten Achsen 87, 88 relativ zueinander bewegbar ausgebildet. Der Rückführbereich 78 ist nur schematisch angedeutet, weshalb dessen einzelne Komponenten den 10 bis 15 nicht explizit zu entnehmen sind. Mit Bezug auf die 1 werden die korrespondierenden Komponenten für eine Mehrzahl von Ausführungsformen jedoch deutlich. Die weiteren zum Teilspeicher 10b beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen treffen in gleicher Weise auf den Teilspeicher 10a zu.
Den beiden Förderelementen 12 und 76 der beiden übereinander angeordneten Teilspeicher 10a, 10b ist bei den Ausführungsformen gemäß den 10 bis 13 im gemeinsamen Eingabebereich E ein Massenstromteiler 90 vorgeordnet, mittels dem der einkanalig zugeführte Massenstrom 11 auf zwei Teilströme 11a und 11b aufteilbar ist, wobei der Massenstromteiler als stationäre oder bewegbare Massenstromweiche ausgebildet ist. Einer der Teilströme 11a kann mittels des Förderelementes 12 des Teilspeichers 10b zum Ausgabebereich A transportiert werden. Der andere Teilstrom 11b kann mittels des Förderelementes 76 des Teilspeichers 10a zum Ausgabebereich A transportiert werden. Um den Teilstrom 11b von dem oberen Förderelement 76 bzw. Teilspeicher 10a in den Ausgabebereich A zu transportieren, ist zusätzlich ein Vertikalförderer 91 vorgesehen, der dem zuvor beschriebenen Vertikalförderer 51 entsprechen kann. Zur Verbindung zwischen einer Auslaufscheibe 92 des oberen Teilspeichers 10a und dem Vertikalförderer 91 können weitere Fördermittel 93 umfassend umlaufend angetriebene Förderelemente vorgesehen sein. Im Ausgabebereich A kann den Förderelementen 12, 76 eine Massenstromzusammenführung 94 zugordnet sein (siehe z. B. 12). In der in 10 dargestellten Ausführungsform sind zwei Ausgabebereiche A vorgesehen, so dass zwei Packer 29 oder Filterstabfördereinrichtungen mit den Teilströmen 11a, 11b gleichzeitig versorgbar sind. Zwischen den beiden Ausgabebereichen A kann ein Ausgleichsförderer 95 vorgesehen sein, der die beiden Ausgabebereiche A verbindet bzw. ebenfalls eine Art Massenstromzusammenführung bilden kann.
Bei der Ausführungsform gemäß den 12 und 13 ist jedem schleifenartig geführten Förderelement 12, 76 ein weiteres Fördermittel 96, 97, nämlich jeweils ein Förderkanal zur Bildung einer kurvenfreien Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 oder Teilen davon zugeordnet ist. Damit ist eine vierkanalige Speichereinrichtung 10 geschaffen, denn der Massenstrom 11 ist zunächst mittels des Massenstromteilers 90 in die beiden Teilströme 11a, 11b aufteilbar, wobei der Teilstrom 11a wiederum auf zwei Teilströme 11a ₁, 11a ₂ und der Teilstrom 11b auf zwei Teilströme 11b ₁, 11b ₂ aufteilbar sind. Dazu sind jedem Teilspeicher 10a, 10b in dessen Eingabebereich ein Massenstromteiler 98, 99 sowie in dessen Ausgabebereich eine Massenstromzusammenführung 100, 101 zugeordnet. Jeder Teilspeicher 10a, 10b entspricht somit im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß den 6 bis 8, weshalb die Beschreibung zu der Ausführungsform gemäß den 6 bis 8 auch für die beiden Teilspeicher 10a, 10b zutrifft.
In den Ausführungsformen der 10 bis 13 weist die Speichereinrichtung 10 einen gemeinsamen Eingabebereich E auf. Damit ist eine einkanalige Zuführung des Massenstroms 11 realisiert. In den Ausführungsformen der 14 und 15 ist eine zweikanalige Zuführung des Massenstroms 11 vorgesehen, so dass zwei unterschiedliche Eingabebereiche E₁ und E₂ existieren. Hiermit wird der Möglichkeit Rechnung getragen, die Massenströme von zwei Makern oder von einem Maker mit einem zweibahnigen Ausgang aufzunehmen. Auch ausgangsseitig sind zwei unterschiedliche Ausgabebereiche A₁ und A₂ vorgesehen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß der 14 im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß der 10, während die Ausführungsform gemäß der 15 im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß der 12 entspricht.
Der Speichereinrichtung 10 ist eine Steuer- und Regelungsanordnung 102 zugeordnet, wie in 16 dargestellt. Zentrale Steuer- und Regelungskomponente der Steuer- und Regelungsanordnung 102 ist eine Steuer- und Regelungseinrichtung 103. Diese Steuer- und Regelungseinrichtung 103 ist bevorzugt mit einer Steuereinrichtung 104 einer eingangsseitig angeordneten Maschine, z. B. dem Maker 28, und mit einer Steuereinrichtung 105 einer ausgangsseitig angeordneten Maschine, z. B. dem Packer 29, verbunden, insbesondere zum Austausch von Signalen. Des Weiteren sind sämtliche steuerungs- und/oder regelungstechnisch relevanten Komponenten, insbesondere sämtlichen zuvor beschriebenen Antriebe, Antriebsmotoren, Detektionsmitteln, Regler, Sensoren oder dergleichen für das Steuern und Regeln der Antriebsgeschwindigkeiten der Fördermittel und Förderelemente sowie der Absperreinrichtungen und dergleichen mit der Steuer- und Regelungseinrichtung 103 verbunden. Rein beispielhaft und vereinfacht sind die Sensoren pauschal mit der Bezugsziffer 106 bezeichnet. Antriebe bzw. Antriebsmotoren werden vereinfacht mit der Bezugsziffer 107 bezeichnet. Die Bezugsziffer 108 beschreibt Antriebsregler oder dergleichen. Dieses Blockdiagramm gemäß 16 zeigt lediglich das Prinzip des Aufbaus der Steuer- und Regelungsanordnung 102. Die Anzahl der angeschlossenen Komponenten kann ebenso variieren wie die Funktion derselben.
Die 17 zeigt Details zum Aufbau der in der 16 gezeigten Steuer- und Regelungseinrichtung 103. Die gezeigte Steuer- und Regelungseinrichtung 103 ist beispielhaft zur Steuerung und Regelung der Bildung der Stackhöhe innerhalb der Speichereinrichtung 10 sowie der entsprechenden Absperreinrichtung 41 und des Leitelementes 45 mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß 4 ausgebildet und eingerichtet. Sie umfasst z. B. einen Signalkoppler bzw. Signalwandler 109, um die Signale der Steuerungseinrichtungen 104, 105 der vor- und nachgeordneten Maschinen verarbeiten zu können. Des Weiteren umfasst die Steuer- und Regelungseinrichtung 103 einen so genannten Multiplizierer 110, ein Bewertungsmodul 111 sowie einen Positionsregler 112. Zwischen dem Bewertungsmodul 111 und dem Positionsregler 112 ist ein Summationspunkt 113 vorgesehen, an den auch ein Positionslagegeber 114 der Absperreinrichtung 41 angeschlossen ist, welcher den Positionswert bereitstellt. Diese Steuer- und Regelungseinrichtung 103 ist über einen Summationspunkt 115 mit einem Drehzahlregler 116 verbunden, der wiederum den Antriebsmotor 117 der Absperreinrichtung 41 regelt. Mit dem Antriebsmotor 117 und dem Positionslagegeber 114 steht ein Drehzahlgeber 118 in Wirkverbindung, welcher mit dem Summationspunkt 115 verbunden ist und den Drehzahlistwert bereitstellt. Der eigentliche Steuer- und Regelungsvorgang wird weiter unten im Zusammenhang mit der Verfahrensbeschreibung näher erläutert.
Im Weiteren werden einzelne Merkmale beschrieben, die die erfindungsgemäße Speichereinrichtung 10 vorteilhaft weiterbilden können. Bezogen auf das kontinuierliche Förderelement 12 der Speichereinrichtung 10 in den Ausführungsformen der 2 bis 9 liegen der mehrlagige Speicherbereich 13 und der mehrlagige Rückführbereich 14 in derselben horizontalen Ebene hintereinander. Die beiden bewegbaren und daher als aktiv bezeichneten Führungselemente 15b und 16a sind vorzugsweise an einem gemeinsamen Schlitten 118 angeordnet. Der Schlitten 118 ist im Ausführungsbeispiel antriebslos und lediglich durch die dem Förderelement 12 im Speicherbereich 13 und im Rückführbereich 14 zugeordneten Antriebsmitteln bewegbar. Dem Schlitten 118 kann jedoch in einer alternativen Ausführungsform auch ein separater Antrieb zugeordnet sein. Des Weiteren können auch die als passiv bezeichneten Führungselemente, die nicht an der Längenkompensation zur Veränderung der Speicherkapazität beteiligt sind, nämlich insbesondere das Führungselement 16b, bewegbar ausgebildet sein, beispielsweise zu Zwecken der Veränderung der Spannung des Förderelementes 12. Dazu können die Achsen 23, 24 mit den Umlenkrollen 25 mindestens teilweise auf mindestens einer Seite der Speichereinrichtung 10 an einem bewegbaren Rahmen 119 oder dergleichen angeordnet sein, der mittels nicht gezeigten Antriebsmitteln verfahrbar ist. Anstelle der Umlenkrollen 25 können auch Umlenkräder vorgesehen sein. Diese für einen Teilspeicher 10b beschriebenen Merkmale können in entsprechender Weise bei dem Teilspeicher 10a vorgesehen sein.
Im Folgenden wird das Verfahrensprinzip der zweikanaligen Massenstromführung innerhalb einer Speichereinrichtung 10 anhand der Ausführungsform der 2 bis 5 näher erläutert. Das Verfahren dient zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms 11 in einer zwischen einer den Massenstrom 11 zuführenden Maschine und einer den Massenstrom 11 abnehmenden Maschine angeordneten Speichereinrichtung 10. Besonders ist eine Speichereinrichtung 10 in der zuvor beschriebenen Ausgestaltung für die Durchführung des Verfahrens geeignet. Der Speichereinrichtung 10 wird ein Massenstrom 11 in den Eingabebereich E zugeführt. Nach dem Prinzip „First in – First out” (FiFo-Prinzip) wird der Massenstrom 11 beim Transportieren desselben durch die Speichereinrichtung 10 gespeichert, wobei der Massenstrom 11 auf einem kontinuierlichen, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom 11 bildenden Förderelement 12 liegend schleifenartig durch einen Speicherbereich 13 der Speichereinrichtung 10 transportiert wird, wobei sich die Größe des Speicherbereichs 13 in Abhängigkeit von der Menge der dem Förderelement 12 zugeführten Artikel und der Menge der vom Förderelement 12 abgenommenen Artikel variabel an die benötigte Speicherkapazität anpasst. Im Ausgabebereich A wird der Massenstrom 11 von der Speichereinrichtung 10 an eine nachgeordnete Maschine zur Weiterverarbeitung der Artikel abgegeben bzw. übergeben.
Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der zugeführte Massenstrom 11 mindestens teilweise mittels eines weiteren Fördermittels 26 auf einer zusätzlichen Transport- und Speicherstrecke innerhalb der Speichereinrichtung 10 vom Eingabebereich E zum Ausgabebereich A transportiert wird.
Vorzugsweise wird die Höhe des Massenstroms 11 und/oder von Teilströmen 11a, 11b, 11a ₁, 11a ₂, 11b ₁, 11b ₂, also die so genannte Stackhöhe, innerhalb der Speichereinrichtung 10 durch Aufteilen des Massenstrom 11 und/oder von Teilströmen 11a, 11b auf mindestens zwei separate Transport- und Speicherstrecken innerhalb der Speichereinrichtung 10 automatisch geregelt. Der Massenstrom 11 und/oder Teilströme 11a, 11b, 11a ₁, 11a ₂, 11b ₁, 11b ₂ werden kurvenfrei durch die Speichereinrichtung 10 transportiert. Der Querschnitt von den Massenstrom 11 und/oder Teilströme 11a, 11b, 11a ₁, 11a ₂, 11b ₁, 11b ₂ vertikal nach oben oder unten leitenden und/oder fördernden Leitschächten 47 und/oder Leitkanälen 56 und/oder Förderkanälen 66 und/oder Vertikalförderern 51, 91 insbesondere im Bereich von Massenstromteilern 39, 97, 98 und/oder Massenstromzusammenführungen 40, 94, 100, 101 wird automatisch an den Querschnitt des zu leitenden und/oder zu fördernden Querschnitt des Massenstroms 11 und/oder der Teilströme 11a, 11b, 11a ₁, 11a ₂, 11b ₁, 11b ₂ angepasst. Zusätzlich werden Absperreinrichtungen 41, 71 im Bereich von Massenstromteilern 39 zur Regelung der Aufteilung des Massenstroms 11 und/oder der Teilströme 11a, 11b, 11a ₁, 11a ₂, 11b ₁, 11b ₂ automatisch gesteuert.
Konkret wird das Verfahren für eine Speichereinrichtung 10 beschrieben, die ein schleifenartig geführtes Förderelement 12 und ein schleifenfreies Förderelement 26 umfasst, und die an eine weiter oben beschriebene Steuer- und Regelungsanordnung 102 angeschlossen ist, wobei der Massenstrom 11 im Bereich des Massenstromteilers 39 in die Teilströme 11a und 11b geteilt wird.
Es werden zunächst die Effektivitätsdaten, insbesondere der Leistungsgrad L104 (Efficiency) der den Massenstrom 11 zuführenden Maschine mittels des Signalwandlers 109 eingelesen. Entsprechend werden die Effektivitätsdaten, insbesondere der Leistungsgrad L105 (Efficiency) der den Massenstrom 11 abnehmenden Maschine mittels des Signalwandlers 109 eingelesen. Mit dem Multiplizierer 110 wird aus den Nutzungsgraden der vor- und nachgeordneten Maschinen erst ein Durchgangsfaktor und daraus ein Ableitfaktor ermittelt, so dass auf der Basis dieses Ableitfaktors die Positionen des Leitelementes 45 und der Absperreinrichtung 41 im Bereich des Massenstromteiler 39 sowie der bewegbaren Seitenwand 58 des Vertikalschachtes 51 im Bereich der Massenstromzusammenführung 40 vorgegeben und entsprechend verfahren werden. Ein Beispiel einer solchen Ermittlung sieht wie folgt aus. Der Leistungsgrad der vorgeordneten Maschine (z. B. Maker 28) beträgt 90%. Der Leistungsgrad der nachgeordneten Maschine (z. B. Packer 29) beträgt 85%. Daraus ergibt sich ein Durchgangsfaktor von 90% × 85% = 76,5% = 0,765. Der Ableitfaktor beträgt entsprechend 1 – 0,765 = 0,235.
Bei der Produktionsaufnahme und/oder bei der Erstbefüllung der zweikanaligen Speichereinrichtung 10 wird zunächst die vorgeordnete Maschine mit einer Zuführgeschwindigkeit v₁₂ gestartet. Dann werden zunächst das Förderelement 43 mit v₁ und das Förderelement 44 als Bandschwert mit v₂ angetrieben, wobei zunächst v₁ = v₂. Die Stackhöhe S_H1 des einlaufenden Massenstroms 11 wird im Bereich des Förderelementes 43 mit einem Detektionsmittel 50 kontinuierlich erfasst. Anschließend wird die nachgeordnete Maschine mit einer Abnahmegeschwindigkeit v₁₃ gestartet. Im Anschluss wird das weitere, kurvenfreie Förderelement 36 zur Bildung der zweiten Transport- und Speicherstrecke der Speichereinrichtung 10 mit einer Geschwindigkeit v₃ gestartet. Das schleifenartig geführte Förderelement 12 der Speichereinrichtung 10 zur Bildung der ersten Transport- und Speicherstrecke sowie das dem Förderelement 12 vorgeordnete Förderelement 46 werden eingangsseitig mit einer Geschwindigkeit v₄ gestartet, während das Förderelement 12 ausgangsseitig mit einer Geschwindigkeit v₅ angetrieben wird (siehe z. B. 2 in Verbindung mit 4 und 5). Durch die beiden separaten Antriebe des Förderelementes 12 im Eingabebereich E und Ausgabebereich A ist die Größe des Speicherbereiches 13 automatisch und variabel einstellbar.
Weiterhin werden die Stackhöhen S_H2 des Massenstroms 11 in beiden FiFo-Teilspeichern, nämlich für den Massenstrom bzw. Teilstrom 11b auf dem weiteren, schleifenfreien Förderelement 36 sowie für den Massenstrom bzw. Teilstrom 11a auf dem schleifenartig geführten Förderelement 12, kontinuierlich erfasst. Der Teilstrom 11b wird kurven- und umlenkungsfrei direkt durch das Förderelement 36 vom Massenstromteiler 39 im Eingabebereich E zur Massenstromzusammenführung 40 im Ausgabebereich A transportiert. Der Teilstrom 11a wird durch das Förderelement 12 vom Massenstromteiler 39 schleifenartig in einer Aufwärtswendelführung in einen Bereich oberhalb der Massenstromzusammenführung 40 transportiert. In dieser Position wird der Teilstrom 11a durch die Lifteinrichtung 62 abgeholt. Durch das Absenken der Lifteinrichtung 62 bzw. das rechenartig ausgebildete Schwertelement 64 füllt sich der Leitkanal 56, dessen Querschnitt durch die bewegbare Seitenwand 58 auf die Größe des Teilstroms 11a eingestellt ist. Im unteren Bereich des Leitkanals 56 wird der Teilstrom 11a dann mit dem Teilstrom 11b wieder zum Massenstrom 11 vereint.
Während des Produktionsbetriebs entsprechen die Geschwindigkeiten v₁ und v₂ der Förderelemente 43 und 44 im Wesentlichen der Zuführgeschwindigkeit v₁₂ der zuführenden Maschine. Die Fördergeschwindigkeit v₄ des Förderelementes 46 und des Förderelementes 12 wird proportional zur Zuführgeschwindigkeit v₁₂ der zuführenden Maschine geregelt. Das Verhältnis der Geschwindigkeit v₄ zur Geschwindigkeit v₁₂ wird durch das Verhältnis der vorgegebenen und zugeordneten Stackhöhen der Massenströme 11 bestimmt. Durch die Detektionsmittel 50 werden die Massenströme 11 bzw. Teilströme 11a, 11b kontinuierlich überwacht. Im Falle einer Abweichung von einem zulässigen Toleranzband werden die Geschwindigkeiten v₁ und/oder v₂ und/oder v₄ entsprechend nachgeregelt.
Dieses zuvor beschriebene Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens trifft im Wesentlichen auch für die weiteren Ausführungsformen zu.
Weiter oben wurde die Produktionsaufnahme bzw. Erstbefüllung beschrieben. Im Folgenden wird noch das Produktionsende bzw. der Leerfahrbetrieb der Speichereinrichtung 10 anhand der 2 bis 5 näher beschrieben. Die der Speichereinrichtung 10 vorgeordnete Herstellungsmaschine 28 wird heruntergefahren bzw. gestoppt. Anschließend werden ein horizontaler Eingabeförderer 125, der vertikale Aufwärtsförderer 30, ggf. ein weiteres horizontales Förderelement 126, das Förderelement 43 sowie das Förderelement 44 der Absperreinrichtung 41 gestoppt, sobald Sensormodule 50 auf dem Förderelement 43 und dem Förderelement 44 der Absperreinrichtung 41 keine Artikel mehr erkennen. Dann wird der eingangsseitige Antrieb des Förderelementes 12 gestoppt, sobald ein eingangsseitig zugeordnetes Sensormodul keine Artikel mehr detektiert. Anschließend wird die ausgangsseitige Geschwindigkeit v₅ des Förderelementes 12 mittels des ausgangsseitigen Antriebs des Förderelementes 12 weiterhin proportional zur Produktionsgeschwindigkeit v₁₃ der abfördernden Maschine 29 geregelt. Die Geschwindigkeit eines Abgabeförderers (z. B. Horizontalförderer 127 und/oder Abwärtsförderer 31 (siehe z. B. 2)) entspricht weiterhin der Produktionsgeschwindigkeit v₁₃ der abfördernden Maschine 29. Dann werden das Fördermittel 26 bzw. das Förderelement 36, der ausgangsseitige Antrieb des Förderelementes 12 und der Abgabeförderer 127, 31 gestoppt, sobald der Stoppbefehl von der Steuereinrichtung 105 der abfördernden Maschine 29 der Steuerung 103 der Speichervorrichtung 10 übermittelt wurde.
Für einen schnellen Markenwechsel, den so genannten „Quick Brand Change” (kurz QBC), wird die Speichereinrichtung 10 zunächst im zuvor beschriebenen Leerfahrbetrieb zum Ausschleusen der bisherigen Artikel betrieben, um direkt im Anschluss die Speichereinrichtung 10 im zuvor beschriebenen Erstbefüllungsbetrieb zum Befüllen mit den neuen Artikeln zu betreiben.

Claims

Speichereinrichtung (10) mit variabler Speicherkapazität, ausgebildet und eingerichtet zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms (11), umfassend ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) bildendes Förderelement (12), das einen Eingabebereich E, in dem der Massenstrom (11) der Speichereinrichtung (10) zugeführt wird, mit einem Ausgabebereich A, in dem der Massenstrom (11) aus der Speichereinrichtung (10) ausgeschleust wird, verbindet, derart, dass die Speichereinrichtung (10) nach dem Prinzip ”First in – First out” (FiFo-Prinzip) arbeitet, wobei das Förderelement (12) einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich (13) und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich (14) aufweist, und sich der Speicherbereich (13) und der Rückführbereich (14) in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung (10) kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes (12) konstant ist, wobei das Förderelement (12) mittels Führungsmitteln (15, 16) im Speicherbereich (13) einerseits und im Rückführbereich (14) andererseits, vorzugsweise unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel (15) im Speicherbereich (13) zwei vertikal gerichtete Achsen (17, 18) umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder (19) drehbar gelagert, so dass das Förderelement (12) schleifenartig um die Speicherräder (19) geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen (17, 18) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel (16) im Rückführbereich (14) zwei vertikal gerichtete Achsen (20, 21), auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder (22) drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen (23, 24), auf denen Umlenkrollen (25) drehbar gelagert sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (10) ein weiteres Fördermittel (26) umfasst, das einen Eingabebereich E mit einem Ausgabebereich A derselben Speichereinrichtung (10) verbindet und somit mindestens eine zusätzliche Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) innerhalb der Speichereinrichtung (10) bildet, wobei das weitere Fördermittel (26) ein kontinuierliches, eine Transport- und Speicherstrecke für einen Massenstrom (11) oder Teile davon bildendes Förderelement (76) umfasst, das einen mehrlagigen, üblicherweise mit Artikeln versehenen Speicherbereich (77) und einen mehrlagigen, üblicherweise artikelfreien Rückführbereich (78) aufweist, und sich der Speicherbereich (77) und der Rückführbereich (78) in der Länge je nach Füllstand der Speichereinrichtung (10) kompensieren, derart, dass die gesamte Länge des Förderelementes (76) konstant ist, wobei das Förderelement (76) mittels Führungsmitteln (79) im Speicherbereich (77) einerseits und im Rückführbereich (78) andererseits unterschiedlich geführt ist, derart, dass das Führungsmittel (79) im Speicherbereich (77) zwei vertikal gerichtete Achsen (81, 82) umfasst, auf denen jeweils mindestens zwei Speicherräder (83) drehbar gelagert sind, so dass das Förderelement (76) schleifenartig um die Speicherräder (83) geführt ist, wobei die vertikal gerichteten Achsen (81, 82) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind, und dass das Führungsmittel im Rückführbereich (78) zwei vertikal gerichtete Achsen (84, 85), auf denen jeweils mindestens zwei Umlenkräder (86) drehbar gelagert sind, und/oder mindestens zwei horizontal gerichtete Achsen (87, 88), auf denen Umlenkrollen (89) drehbar gelagert sind, umfasst.
Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängigen Transport- und Speicherstrecken der Speichereinrichtung (10) miteinander in Wirkverbindung stehen, derart, dass ein der Speichereinrichtung (10) zugeführter Massenstrom (11) innerhalb der Speichereinrichtung (10) auf die unterschiedlichen Transport- und Speicherstrecken aufteilbar und/oder wieder zusammenführbar ist.
Speichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (10) eine Einlaufscheibe (32) und eine Auslaufscheibe (33) umfasst, die Bestandteil der Führungsmittel (15, 16) im Speicherbereich (13) und/oder im Rückführbereich (14) des schleifenartig geführten Förderelementes (12) sind, wobei die Einlaufscheibe (32) und die Auslaufscheibe (33) einen identischen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der Speicherräder (19).
Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Speicherräder (19) größer als der Umfang der Umlenkräder (22), und/oder der Durchmesser der Umlenkräder (22) größer als der Umfang der Umlenkrollen (25) ist.
Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Förderelementen (12, 76) im Eingabebereich E der Speichereinrichtung (10) ein Massenstromteiler (90) zum Aufteilen des der Speichereinrichtung (10) zugeführten Massenstroms (11) in Teilströme (11a, 11b) auf die beiden Transport- und Speicherstrecken und im Ausgabebereich A der Speichereinrichtung (10) eine Massenstromzusammenführung (94) zum Zusammenführen der Teilströme (11a, 11b) von den beiden Transport- und Speicherstrecken zugeordnet sind.
Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Förderelement (12, 76) einen eigenen Eingabebereich E1, E2 und einen eigenen Ausgabebereich A1, A2 aufweist.
Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem schleifenartig geführten Förderelement (12, 76) ein weiteres Fördermittel (96, 97), nämlich ein Förderkanal zur Bildung einer kurvenfreien Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) oder Teilen davon zugeordnet ist, wobei jeder Förderkanal, der mindestens zwei einander gegenüberliegende Seitenwände umfasst, eine Verbindung zwischen einem im Eingabebereich E eines Teilspeichers (10a, 10b) der Speichereinrichtung (10) angeordneten Massenstromteiler (98, 99) zum Aufteilen des der Speichereinrichtung (10) zugeführten Massenstroms (11) in Teilströme (11a1, 11a2; 11b1, 11b2) auf die jeweils beiden Transport- und Speicherstrecken und einer im Ausgabebereich A des Teilspeichers angeordneten Massenstromzusammenführung (100, 101) zum Zusammenführen der Teilströme (11a1, 11a2; 11b1, 11b2) von den beiden Transport- und Speicherstrecken herstellt.
Verfahren zum Transportieren und Speichern eines aus stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie gebildeten, mehrlagigen Massenstroms (11) in einer zwischen einer den Massenstrom (11) zuführenden Maschine und einer den Massenstrom (11) abnehmenden Maschine angeordneten Speichereinrichtung (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend die Schritte: – Zuführen des Massenstroms (11) in den Eingabebereich E der Speichereinrichtung (10), – Speichern des Massenstroms (11) nach dem Prinzip ”First in – First out” (FiFo-Prinzip) beim Transportieren desselben durch die Speichereinrichtung (10), wobei der Massenstrom (11) auf einem kontinuierlichen, eine Transport- und Speicherstrecke für den Massenstrom (11) bildenden Förderelement (12) liegend schleifenartig durch einen Speicherbereich (13) der Speichereinrichtung (10) transportiert wird, wobei sich die Größe des Speicherbereichs (13) in Abhängigkeit von der Menge der dem Förderelement (12) zugeführten Artikel und der Menge der vom Förderelement (12) abgenommenen Artikel variabel an die benötigte Speicherkapazität anpasst, und – Ausschleusen des Massenstroms (11) im Ausgabebereich A der Speichereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Massenstrom (11) mindestens teilweise mittels eines weiteren Fördermittels (26) auf einer zusätzlichen Transport- und Speicherstrecke innerhalb der Speichereinrichtung (10) vom Eingabebereich E nach dem Prinzip ”First in – First out” zum Ausgabebereich A transportiert wird, wobei die Höhe des Massenstroms (11) und/oder von Teilströmen (11a, 11b, 11a1, 11a2, 11b1, 11b2), also die so genannte Stackhöhe, innerhalb der Speichereinrichtung (10) durch Aufteilen des Massenstrom (11) und/oder von Teilströmen (11a, 11b) auf mindestens zwei separate Transport- und Speicherstrecken innerhalb der Speichereinrichtung (10) automatisch geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt von den Massenstrom (11) und/oder Teilströme (11a, 11b, 11a1, 11a2, 11b1, 11b2) vertikal nach oben oder unten leitenden und/oder fördernden Leitschächten (47) und/oder Leitkanälen (56) und/oder Förderkanälen (66) und/oder Vertikalförderern (51, 91) insbesondere im Bereich von Massenstromteilern (39, 139, 239, 339, 97, 98) und/oder Massenstromzusammenführungen (40, 140, 240, 340, 94, 100, 101) automatisch an den Querschnitt des zu leitenden und/oder zu fördernden Querschnitt des Massenstroms (11) und/oder der Teilströme (11a, 11b, 11a1, 11a2, 11b1, 11b2) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Absperreinrichtungen (41, 71) im Bereich von Massenstromteilern (39) zur Regelung der Aufteilung des Massenstroms (11) und/oder der Teilströme (11a, 11b, 11a1, 11a2, 11b1, 11b2) automatisch gesteuert werden.