DE102013106926A1 - Verfahren zur Erfassung des Füllgrades einer Transportstrecke - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur kontinuierlichen Erfassung des Füllgrades einer Transportstrecke zum Transportieren von Transportgütern, insbesondere zum Transportieren von Behältern oder Flaschen auf einer Transportebene, wobei die Transportgüter zumindest auf einem Transportstreckenabschnitt einen Transportgutstrom bilden, an wenigstens einer an dem Transportstreckenabschnitt vorgesehenen Messstrecke ausgehend von einer sich in Transportrichtung erstreckenden Seite dieses Transportstreckenabschnitts einen mehrreihigen dicht gepackten Transportgutstrom bilden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
- Es ist üblich und bekannt, bei Förderern oder Transportstrecken für Behälter den Füllgrad der jeweiligen Transportstrecke, d. h. beispielsweise den von einem dicht gepackten Behälterstrom eingenommenen Teil einer Transportfläche einer Transportstrecke oder eines Transportstreckenabschnitts über einen oder mehrere Schalter zu erfassen, wobei hiermit allerdings der Zustand der Befüllung der Transportstrecke mit Behältern lediglich abschnittsweise ermittelt werden kann. Bei Einsatz nur eines einzigen Schalters reduziert sich die entsprechende Information allenfalls nur darauf, dass die Transportstrecke entweder komplett mit Behältern belegt oder aber komplett frei ist.
- Die Erfassung des Füllgrades einer Transportstrecke ist aber u. a. erforderlich, um die Fördergeschwindigkeit der Transportstrecke in Abhängigkeit von der Leistung (Anzahl der behandelten Behälter je Zeiteinheit) einer der Transportstrecke vorausgehenden Behälterbehandlungsmaschine und/oder einer der Transportstrecke nachfolgenden Behälterbehandlungsmaschine zu steuern, was mit den bisher üblichen Verfahren in optimaler Weise nicht möglich ist. Insbesondere bei wechselnden Fördermengen (Anzahl der mit der Transportstrecke zu fördernden Behälter je Zeiteinheit), die beispielsweise aus augenblicklichen Leistungsänderungen der vor und/oder nach der Transportstrecke in einer Gesamtanlage angeordneten Behälterbehandlungsmaschinen resultieren, ergeben sich u. a. folgende Probleme:
Die Transportgeschwindigkeit, mit der eine einen Pulk bildenden Behältergruppe von der Einlaufseite der Transportstrecke her entlang dieser Transportstrecke zum Anschluss an weitere bereits auf der Transportstrecke vorhandene Behälter transportiert wird, ist überhöht, sodass es zu einem Aufprall zwischen den Behältern kommt, mit einer erhöhten Lärmesmission und der Gefahr eines Umfallens von Behältern.
Weiterhin kann es durch nachfolgende oder nachdrängelnde Behälter zu einem überhöhten Druck im Behälterstrom auf der Transportstrecke kommen, was u. a. zu einer erhöhte Reibung zwischen den Behältern und zu einem erhöhten Verschleiß führt, insbesondere auch mit der Gefahr einer Beschädigung der Behälterausstattung oder der diese Ausstattung bildenden Etiketten, Aufdrucke usw. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches es ermöglicht, zu jedem Zeitpunkt den aktuellen Füllgrad eines Förderers oder einer Transportstrecke für Transportgüter zu ermitteln. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
- Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Füllgrad des Förderers bzw. der Transportstrecke zu jedem Zeitpunkt bekannt ist und damit auch die Verteilung der Transportgüter auf der Transportstrecke, kann die Transportgeschwindigkeit dieser Transportstrecke zu jedem Zeitpunkt z. B. optimal an die augenblickliche Leistung einer der Transportstrecke vorausgehenden Maschine und/oder einer der Transportstrecke nachfolgenden Maschine angepasst werden, d. h. an die Transportgutmenge, die von einer vorausgehenden Maschine zugeführt und/oder an eine nachfolgende Maschine weiter transportiert werden muss.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein schonender Transport des Transportgutes bei reduzierter Lärmemission, optimaler Pufferwirkung und damit bei erhöhter Produktivität möglich.
- In Weiterbildung der Erfindung ist das Verfahren beispielsweise so ausgebildet,
dass der mehrreihige dicht gepackte Transportgutstrom durch Änderung der Transportrichtung und/oder durch Änderung der Transportgeschwindigkeit und/oder durch eine Neigung der Transportebene quer zur Transportrichtung erzeugt wird,
und/oder
dass der Füllgrad (f) als Funktion eines Quotienten aus der Differenz zwischen einer Gesamtbreite (B) des Transportstreckenabschnitts und dem Abstand zu der Gesamtbreite (B) bestimmt wird, d. h. f = (B – x)/B,
und/oder
dass die Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke und/oder des Transportstreckenabschnitts in Abhängigkeit von dem Füllgrad (f) gesteuert wird,
und/oder
dass die Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke und/oder des Transportstreckenabschnitts in Abhängigkeit von der Leistung, insbesondere von der Sollleistung (Q-Soll) einer auf die Transportstrecke folgenden Maschine und/oder einer der Transportstrecke vorausgehenden Maschine gesteuert wird,
und/oder
das die Fördergeschwindigkeit der Transportstrecke und/oder des Transportstreckenabschnitts mit einem weiteren Sensor ermittelt wird, der vorzugsweise mit dem wenigstens einem Abstandssensor eine Einheit bildet,
und/oder
dass aus dem kontinuierlich erfassten Füllgrad (f) in dem Rechner eine dem Füllgrad proportionale Größe gebildet wird,
und/oder
dass der jeweils kontinuierlich erfasste Füllgrad (f) in einem Speicher, z. B. Schieberegister einer Steuereinrichtung abgespeichert und hieraus, vorzugsweise auch unter Berücksichtigung einer Transportlänge zwischen der Messposition und der Auslaufseite der Transportstrecke die dem Füllgrad proportionale Größe gebildet wird, beispielsweise in Form eines Mittelwertes und/oder zur optimalen Steuerung der Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke oder des Transportstreckenabschnitts,
und/oder
dass der Transportstreckenabschnitt die Auslaufseite der Transportstrecke bildet,
und/oder
dass den Transportgütern vor der wenigstens einen Messstrecke eine wenigstens zweimalige Änderung der Transportrichtung aufgezwungen wird,
und/oder
dass die Transportgüter, vorzugsweise als mehrspuriger Transportgutstrom über einen die Zulaufseite der Transportstrecke bildenden Transportstreckenabschnitt in einer ersten Transportrichtung zugeführt werden, dass dann dem Transportgutstrom auf einem anschließenden Transportstreckenabschnitt eine Änderung der Transportrichtung aufgezwungen und an einem Übergang zwischen dem zweiten Transportstreckenabschnitt und einem dritten Transportstreckenabschnitt eine nochmalige Änderung der Transportrichtung aufgezwungen wird, und dass an der wenigstens einen am dritten Transportstreckenabschnitt vorgesehenen Messstrecke der Füllgrad mit dem wenigstens einen Abstandssensor ermittelt wird,
wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet sein können. - Unter „Transportgut” sind im Sinne der Erfindung insbesondere Behälter zu verstehen und dabei vor allem auch Behälter in Form von Dosen oder Flaschen aus Metall und/oder Kunststoff.
- Unter „dicht gepackter mehrreihiger Transportgutstrom” oder „dicht gepackter mehrreihiger Behälterstrom ist im Sinne der Erfindung ein Transportgutstrom oder Behälterstrom zu verstehen, in dem die Transportgüter oder Behälter in Transportrichtung sowie quer hierzu dicht an einander anschließen bzw. an einander anliegen.
- Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bzw. „ca.” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
- Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter, schematischer Darstellung und in Draufsicht einen Förderer oder eine Transportstrecke
1 für Transportgüter in Form von Behältern2 zeigt, näher erläutert. - Die Transportstrecke
1 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus mehreren Transportstreckenabschnitten3 ,4 und5 , die in einer allgemeinen Transportrichtung, welche sich zwischen einer Einlauf- oder Zulaufseite1.1 und einer Auslaufseite1.2 der Transportstrecke1 erstreckt, auf einander folgend an einander anschließen. Mit A ist dabei die Transportrichtung des Transportstreckenabschnitts3 , mit B die Transportrichtung des Transportstreckenabschnitts4 und mit C die Transportrichtung des Transportstreckenabschnittes5 bezeichnet. - Der Transportstreckenabschnitt
3 ist bei der dargestellten Ausführungsform von einer Vielzahl von Transportbändern3.1 , vorzugsweise in Form von Scharnierbandketten gebildet, die mit einem Antrieb6 endlos umlaufend angetrieben werden und senkrecht zur Transportrichtung A einander benachbart aneinander anschließen. Der Transportstreckenabschnitt3 bildet die Einlauf- oder Zulaufseite1.1 . - Analog hierzu ist der Transportstreckenabschnitt
5 von einer Vielzahl von mit einem Antrieb7 endlos umlaufend angetriebenen Transportbändern5.1 , vorzugsweise in Form von Scharnierbandketten gebildet, die senkrecht zur Transportrichtung C einander benachbart aneinander anschließen. Der Transportstreckenabschnitt5 bildet die Auslaufseite mit1.2 . - Der Transportstreckenabschnitt
4 ist als Übergang zwischen den Transportstreckenabschnitten3 und5 bei der dargestellten Ausführungsform dadurch realisiert, dass der Transportstreckenabschnitt5 mit einer der Auslaufseite1.2 entfernt liegenden Teillänge einer der Einlaufseite1.1 entfernt liegenden Teillänge des Transportstreckenabschnitts3 benachbart ist und somit die Transportbänder des Transportstreckenabschnitts4 teilweise die Transportbänder3.1 und5.1 sind. - Es versteht sich, dass die Transportrichtungen A, B und C die angestrebten, Transportrichtungen der Transportstreckenabschnitte
3 ,4 und5 sind, dass aber zumindest einzelne Behälter2 auf diesen Transportstreckenabschnitten beispielsweise durch nachdrängelnde Behälter2 zumindest temporär auch eine Transportrichtung aufweisen können, die zusätzlich eine quer zu der angestrebten Transportrichtung verlaufende Komponente aufweist. - Sämtliche Transportbänder
3.1 und5.1 sind so angeordnet, dass sie eine horizontale oder im Wesentlichen horizontale oder aber eine gegenüber der Horizontalen leicht geneigte Transportebene bilden, auf der die Behälter2 mit ihrem Boden aufstehen. Die Antriebe6 und7 befinden sich jeweils an den im Bezug auf die Transportrichtung A und C rückwärtigen Umlenkung der Transportbänder3.1 und5.1 . - Die Transportstrecken
3 –5 sind weiterhin durch äußere Führungsgeländer8 und9 seitlich begrenzt, die dem jeweiligen Verlauf der Transportstreckenabschnitte3 –5 bzw. deren Förderrichtungen A–C folgen und von denen insbesondere das Führungsgeländer9 im Bereich des Transportstreckenabschnitts4 einen Führungsgeländerabschnitt9.1 bildet, der ausgehend von der dem Transportstreckenabschnitt5 abgewandten Seite des Transportstreckenabschnitts3 an die dem Transportstreckenabschnitt3 zugewandte Seite des Transportstreckenabschnittes5 verläuft und der eine Änderung der Transportrichtung des über den Transportstreckenabschnitt3 angeförderten Behälterstroms von der Transportrichtung A in die schräg hierzu verlaufende Transportrichtung B bewirkt. - Durch die nochmalige Umlenkung der Transportrichtung des Behälterstroms am Übergang zwischen den Förderstreckenabschnitten
4 und5 bildet sich insbesondere auch in Abhängigkeit von einer Fördergeschwindigkeit V5, die der Transportstreckenabschnitt5 relativ zu einer Fördergeschwindigkeit V3 des Transportstreckenabschnittes3 aufweist, sowie beispielsweise auch in Abhängigkeit einer gewissen Neigung der Transportebene quer zur Transportrichtung ein pulkartiger Behälterstrom11 auf dem Transportstreckenabschnitt5 aus, d. h. ein Behälterstrom, in dem die Behälter2 dicht gepackt, d. h. dicht aneinander anschließen und ausgehend von dem Führungsgeländer9 in mehreren Reihen senkrecht zur Transportrichtung C angeordnet sind. - In Transportrichtung C auf den Übergang zwischen dem Transportstreckenabschnitten
4 und5 unmittelbar folgend ist am Transportstreckenabschnitt5 eine Messstrecke12 mit einem berührungslos arbeitenden Abstandssensor13 gebildet, der an der dem Führungsgeländer9 bzw. dem Transportstreckenabschnitt3 abgewandten Seite des Transportstreckenabschnittes5 oder am dortigen Führungsgeländer8 angeordnet ist. Mit dem Abstandssensor13 , der beispielsweise ein Sensor auf Ultraschall- oder Lichtbasis (z. B. Infrarotlicht-Basis) ist, wird während des Betriebes der Förderstrecke1 und einer diese Förderstrecke aufweisenden Anlage ständig der Abstand x gemessen, den der Behälterstrom11 an der Messstrecke12 bzw. an der Zulaufseite des Transportstreckenabschnittes5 aufweist. Aus diesem Abstand x wird dann unter Berücksichtigung der Breite B, die der Förderstreckenabschnitt5 senkrecht zu seiner Förderrichtung C aufweist und die beispielsweise den dortigen Abstand der Führungsgeländer8 und9 entspricht, in einer Steuer- und Rechnereinheit14 kontinuierlich der Füllgrad f des Förderstreckenabschnitts5 ermittelt, und zwar:f = (B – x)/B. - Mit diesem kontinuierlich ermittelten Füllgrad f erfolgt dann über die Steuerelektronik
14 die Steuerung der Fördergeschwindigkeit der Förderstrecke1 und dabei insbesondere auch die Steuerung der Fördergeschwindigkeit V5 des Transportstreckenabschnittes5 durch eine entsprechende Steuerung des Antriebs7 , und zwar z. B. in Abhängigkeit von der Leistung, insbesondere von der Sollleistung Q-Soll einer auf die Auslaufseite1.2 folgenden Behälterbehandlungsmaschine15 . Die Sollleistung Q-Soll ist dabei die Anzahl der Behälter2 , die (Anzahl) je Zeiteinheit, beispielsweise je Stunde von der Behälterbehandlungsmaschine15 im Soll- oder Normalbetrieb behandelt wird. - Für die Transportgeschwindigkeit V5 gilt dann beispielsweise:
V5 = (Q-Soll·d2·√3)/(f·B·2) - Hierbei ist d der maximale Durchmesser, der jeder Behälter
2 an seiner Mantel- oder Umfangsfläche aufweist. - Bevorzugt wird aus dem kontinuierlich erfassten Füllgrad (f), beispielsweise auch unter Berücksichtigung der Transportlänge zwischen der Messposition
12 und der Auslaufseite1.2 eine Steuergröße bzw. eine zum Füllgrad proportionale Größe gebildet F gebildet, die dann beispielsweise zur Steuerung der Transportgeschwindigkeit V5 in Abhängigkeit von Q-Soll dient:V5 = (Q-Soll·d2·√3)/(F·B·2) - Hierbei wird der kontinuierlich erfasste Füllgrad (f) in einem Speicher, z. B. Schieberegister der Steuereinrichtung
14 abgespeichert, und aus dem jeweils aktuellen Inhalt des Speichers beispielsweise in vorgegebenen Zeitintervallen die dem Füllgrad proportionale Größe F gebildet, beispielsweise in Form eines Mittelwertes. - Mit Hilfe der kontinuierlichen Erfassung des Füllgrades f ist somit u. a. eine optimale Steuerung der Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke
1 in der Weise möglich, dass der auf diese Transportstrecke folgenden Behälterbehandlungsmaschine15 jeweils die für eine optimale Arbeitsweise dieser Maschine notwendige Anzahl an Behältern2 zugeführt wird, ohne dass es zu einer Unterbrechung des Behälterstroms an die Behälterbehandlungsmaschine15 oder zu einer Blockierung dieses Behälterstroms kommt. - Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird. So kann anstelle des schräg verlaufenden Führungsgeländeabschnitts
9.3 auch ein anders geartetes Element zur Umlenkung des Behälterstroms vorgesehen sein, beispielsweise in Form wenigstens eines Umlenkblechs. - Unabhängig von derartigen Änderungen sowie Abwandlungen ist allen Ausführungen vorzugsweise gemeinsam, dass durch Änderung der Transportrichtung und/oder durch Änderung der Transportgeschwindigkeit und/oder durch eine Neigung der Transportebene an einer Messstrecke der Transportstrecke ein pulkartiger oder dicht gepackter mehrspuriger Behälterstrom (Behälterstrom
11 ) gebildet wird, der unmittelbar an eine sich in Transportrichtung erstreckende Seite dieser Transportstrecke oder dieses Transportstreckenabschnitts anschließt und dass mit wenigstens einem berührungslosen Abstandssensor der Abstand x ermittelt wird, den dieser Behälterstroms von der gegenüberliegenden Seite der Transportstrecke oder des Transportstreckenabschnitts aufweist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Förderer oder Transportstrecke
- 2
- Behälter
- 3–5
- Transportstreckenabschnitt
- 3.1, 5.1
- Transportband
- 6, 7
- Antrieb für die Transportbänder
3.1 und5.1 - 8, 9
- Führungsgeländer
- 9.1
- schräg verlaufender Führungsgeländerabschnitt
- 10
- Behälterstrom
- 11
- dicht gedrängter mehrspuriger Behälterstrom
- 12
- Messstrecke
- 13
- Abstandssensor
- 14
- Steuerrechner
- 15
- Behälterbehandlungsmaschine
- A, B, C
- Transportrichtung
Claims (11)
- Verfahren zur kontinuierlichen Erfassung des Füllgrades einer Transportstrecke zum Transportieren von Transportgütern (
2 ), insbesondere zum Transportieren von Behältern oder Flaschen auf einer Transportebene, wobei die Transportgüter (2 ) zumindest auf einem Transportstreckenabschnitt (5 ) einen Transportgutstrom bilden, an wenigstens einer an dem Transportstreckenabschnitt (5 ) vorgesehenen Messstrecke (12 ) ausgehend von einer sich in Transportrichtung (C) erstreckenden Seite (9 ) dieses Transportstreckenabschnitts (5 ) einen mehrreihigen dicht gepackten Transportgutstrom (11 ) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem berührungslos arbeitenden Abstandssensor (13 ) der Abstand (x) des dicht gepackten Transportgutstroms (11 ) von der anderen, in Transportrichtung (C) verlaufenden Seite des Transportstreckenabschnitts (5 ) ermittelt und hieraus der Füllgrad der Transportstrecke (1 ) oder des Transportstreckenabschnitts (5 ) bestimmt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrreihige dicht gepackte Transportgutstrom (
11 ) durch Änderung der Transportrichtung und/oder durch Änderung der Transportgeschwindigkeit (V5) und/oder durch eine Neigung der Transportebene quer zur Transportrichtung erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad (f) als Funktion eines Quotienten aus der Differenz zwischen einer Gesamtbreite (B) des Transportstreckenabschnitts (
5 ) und dem Abstand (x) zu der Gesamtbreite (B) bestimmt wird, d. h. f = (B – x)/B. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke (
1 ) und/oder des Transportstreckenabschnitts (5 ) in Abhängigkeit von dem Füllgrad (f) gesteuert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke (
1 ) und/oder des Transportstreckenabschnitts (5 ) in Abhängigkeit von der Leistung, insbesondere von der Sollleistung (Q-Soll) einer auf die Transportstrecke (1 ) folgenden Maschine (15 ) und/oder einer der Transportstrecke (1 ) vorausgehenden Maschine gesteuert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit der Transportstrecke (
1 ) und/oder des Transportstreckenabschnitts (5 ) mit einem weiteren Sensor (16 ) ermittelt wird, der vorzugsweise mit dem wenigstens einem Abstandssensor (13 ) eine Einheit bildet. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem kontinuierlich erfassten Füllgrad (f) in dem Rechner (
14 ) eine dem Füllgrad proportionale Größe gebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils kontinuierlich erfasste Füllgrad (f) in einem Speicher, z. B. Schieberegister einer Steuereinrichtung (
14 ) abgespeichert und hieraus, vorzugsweise auch unter Berücksichtigung einer Transportlänge zwischen der Messposition (12 ) und der Auslaufseite (1.2 ) der Transportstrecke (1 ) die dem Füllgrad proportionale Größe gebildet wird, beispielsweise in Form eines Mittelwertes und/oder zur optimalen Steuerung der Transportgeschwindigkeit der Transportstrecke (1 ) oder des Transportstreckenabschnitts (5 ). - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportstreckenabschnitt (
5 ) die Auslaufseite (1.2 ) der Transportstrecke (1 ) bildet. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Transportgütern (
2 ) vor der wenigstens einen Messstrecke (12 ) eine wenigstens zweimalige Änderung der Transportrichtung aufgezwungen wird. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgüter (
2 ), vorzugsweise als mehrspuriger Transportgutstrom über einen die Zulaufseite (1.1 ) der Transportstrecke bildenden Transportstreckenabschnitt (3 ) in einer ersten Transportrichtung (A) zugeführt werden, dass dann dem Transportgutstrom (4 ) auf einem anschließenden Transportstreckenabschnitt (4 ) eine Änderung der Transportrichtung aufgezwungen und an einem Übergang zwischen dem zweiten Transportstreckenabschnitt (4 ) und einem dritten Transportstreckenabschnitt (5 ) eine nochmalige Änderung der Transportrichtung aufgezwungen wird, und dass an der wenigstens einen am dritten Transportstreckenabschnitt (5 ) vorgesehenen Messstrecke (12 ) der Füllgrad mit dem wenigstens einen Abstandssensor (13 ) ermittelt wird.
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