DE19530626B4

DE19530626B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Belegung eines Förderers für Gefäße

Info

Publication number: DE19530626B4
Application number: DE19530626A
Authority: DE
Inventors: Alois Schmidbauer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: DE19530626A1

Abstract

Verfahren zum Erfassen der Belegung eines Förderers für Gefäße, insbesondere Flaschen, Dosen mit einem Stau- und/oder Umlenkbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung oder Befüllung des Förderers mit Gefäßen berührungslos durch eine parallel zur Förderebene erfolgende Abstandsmessung zwischen einem stauaufwärtsliegenden Bezugsort und dem/den hintersten Gefäß(en) des gestauten Flaschenstroms erfaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der Belegung eines Förderers für Gefäße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Durch die DE 23 13 663 A ist bereits ein mehrbahniger Flaschenzuförderer mit beiderseits angeordneten Führungsgeländern bekanntgeworden, der einen Abschnitt mit einer keilförmigen Erweiterung eines Führungsgeländers aufweist, wobei in diesem Bereich der keilförmigen Erweiterung ein quer zur Förderrichtung bewegbarer Stab zum Abtasten der Belegung des Flaschenförderers angeordnet ist. Mit zunehmendem Rückstau der Flaschen wird dieser Stab proportional zur Rückstaulänge seitlich nach außen verschoben. Aus dem Maß der seitlichen Verschiebung wird ein der Staulänge entsprechendes Signal abgeleitet. Diese Vorrichtung ist nachteiligerweise wegen der zur seitlichen Verschiebung des Stabes notwendigen Kraft für leere Gefäße mit einem geringen Eigengewicht, z. B. Kunststoffflaschen oder Getränkedosen, ungeeignet bzw. nicht ausreichend genau und erfordert einen nicht unerheblichen mechanischen Bauaufwand.
Ferner ist durch die DE 42 32 413 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Förderleistung von Massentransporteuren bekannt, bei dem/der bei Erreichen einer bestimmten Rückstaulänge eine berührungslos arbeitende Meßstelle ausgelöst wird. Ungünstigerweise kann die Rückstaulänge oder der Befüllungsgrad eines Massentransporteurs nicht stufenlos über einen bestimmten Bereich erkannt werden, d. h. die berührungslos arbeitende Meßstelle liefert kein zur Staulänge bzw. dem Befüllungsgrad proportionales Signal, welches dann für eine entsprechende Regelung der Förderer verwendet werden könnte.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum einfachen und zuverlässigen Erfassen der Belegung eines Förderers für Gefäße, insbesondere Flaschen, Dosen oder dgl., anzugeben.
Diese Aufgabe wird das Verfahren betreffend durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und die Vorrichtung betreffend durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die vorgeschlagene Abstandsmessung zwischen einem stauaufwärtsliegenden Bezugsort und dem/den hintersten Gefäß(en) des gestauten Flaschenstroms kann vorteilhafterweise eine stromaufwärtige oder stromabwärtige Verlagerung des Stauendes fortlaufend berührungslos erfaßt werden. Besonders günstig ist eine Erfassung des Stauendes an mehreren über die gesamte Breite des Förderers versetzten Stellen, indem beispielsweise mehrere Meßstrahlen parallel zur Transportrichtung des Förderers nebeneinander quer zur Transportrichtung versetzt verwendet werden. Stattdessen kann auch ein einziger, quer zur Breite des Förderers verfahrbarer oder verschwenkbarer Meßstrahl eingesetzt werden. Diese Lösung gestattet eine lückenlose Abtastung des Stauendes über seine gesamte Breite.
Es ist aber auch denkbar, alternativ dazu oder zusätzlich zu der bereits genannten Ausführung einen oder mehrere quer zur Transportrichtung des Förderers verlaufende Meßstrahlen einzusetzen, mit denen ebenfalls eine Abstandsmessung von einem bestimmten Bezugsort aus zu den auf dem Förderer befindlichen Gefäßen möglich ist. Diese Lösung kann z. B. von Vorteil sein, wenn die Gefäßzufuhr durch einen seitlich an dem zu überwachenden Förderabschnitt anschließenden Förderer erfolgt, wobei die Gefäße durch ein Geländer vom zuführenden Förderer auf den zu überwachenden Förderabschnitt abgedrängt werden. Dieser Meßstrahl kann -wie bereits zuvor erwähnt- ebenfall verfahrbar oder verschwenkbar sein, um eine lückenlose Abtastung des Gefäßrückstaus in Längsrichtung des zu überwachenden Förderers erreichen zu können.
Aus der Abstandsmessung kann durch eine Auswerteinrichtung ein Signal gewonnen werden, das zur Steuerung der Geschwindigkeit des überwachten Förderabschnitts, und/oder der vor- bzw. nachgeordneten Förderabschnitte und/oder Gefäßbehandlungsmaschinen verwendet werden kann.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Fig. erläutert. Es zeigen:
1 einen mehrspurigen Gefäßförderer in einer schematischen Draufsicht mit einem seitlich anschließenden Zuförderer und
2 einen mehrspurigen Gefäßförderer mit einem rechtwinklig zulaufenden Gefäßzuförderer.
Der in 1 dargestellte Gefäßförderer 1 wird in an sich bekannter Weise durch mehrere parallel nebeneinander angeordnete Förderbänder gebildet, die einen mehrspurigen Gefäßstrom, z. B. aus einzelnen Flaschen oder Dosen 3 bestehend, aufnehmen. Der Gefäßförderer 1 besitzt seitlich angeordnete, in Längsrichtung verlaufende Führungsgeländer 7 und 5c, die die durch die Förderbänder gebildete, in der Regel horizontale Förderebene seitlich begrenzen. Der Förderer 1 wird durch einen drehzahlveränderbaren Antrieb M1 in Laufrichtung F beaufschlagt.
Die Gefäßzufuhr zum Förderer 1 erfolgt durch einen vorgeordneten, seitlich anschließenden Zuförderer 2, der ebenfalls mehrere einzelne, parallel verlaufende Förderbänder aufweisen kann, so daß auch durch den Zuförderer 2 ein mehrspuriger Gefäßstrom zugeführt werden kann. Zur Beaufschlagung des Zuförderers 2 in Laufrichtung F ist ein drehzahlveränderbarer Antrieb M2 vorhanden. Auch der Zuförderer 2 besitzt seitlich angeordnete, in Laufrichtung F verlaufende Führungsgeländer 6 und 5a, wobei das Führungsgeländer 5a durch ein im Überlappungsbereich des Zuförderers 2 mit dem Gefäßförderer 1 schräg über den Zuförderer 2 verlaufendes Leitgeländer 5b mit dem Führungsgeländer 5c des Förderers 1 verbunden ist. Durch dieses schräge Führungsgeländer 5b werden die vom Zuförderer 2 zulaufenden Gefäße 3 seitlich auf den Förderer 1 abgedrängt und laufen am Führungsgeländer 5c bis zum Auftreffen auf das Stauende 4 entlang. Bei Erreichen des Stauendes 4 auf dem Förderer 1 werden die mit ihrer Bodenfläche reibschlüssig auf den Förderbändern stehenden Gefäße durch den von den Förderbändern aufgebauten Staudruck quer über die gesamte Breite des Förderers 1 auseinander gedrängt. Vom Stauende 4 stromabwärts gesehen befinden sich die Gefäße 3 in einer kompakten, im wesentlichen lückenlosen Formation.
Um das durch die hintersten Flaschen der kompakten Formation gebildete Stauende 4 erfassen zu können, ist am stromaufwärtigen Ende des Förderers 1 wenigstens ein Sensor 8 angeordnet. Die Position des Sensors 8 bildet den Bezugsort, von dem aus der momentane Abstand zum Stauende 4 mit Hilfe eines Meßstrahles 8a gemessen wird. Bei der in 1 dargestellten Ausführung ist der Sensor 8 so ausgerichtet, daß der von ihm ausgehende Meßstrahl 8a parallel zu der Förderebene des Förderers 1 und zu dessen Laufrichtung F ausgerichtet auf die das Stauende 4 bildenden letzten Gefäße 3 trifft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Sensor 8 beispielsweise ein Lichttaster verwendet, der in seinem Gehäuse außer einem zum Aussenden eines Meßstrahles notwendigen Sender auch einen Empfänger besitzt, d. h. der von den das Stauende 4 bildenden Gefäßen 3 entgegen der Laufrichtung F reflektierte Anteil des vom Lichttaster 8 ausgehenden Meßstrahls wird von dem Empfänger registriert und in ein von der Länge des Meßstrahles 8a abhängendes Signal umgewandelt. Je weiter sich das Stauende 4 vom Lichttaster 8 stromabwärts entfernt, um so geringer ist beispielsweise die Helligkeit des zum Lichttaster 8 zurückkehrenden, reflektierten Anteils des Meßstrahls 8a bzw. um so länger ist die Laufzeit im Falle einer Laufzeitmessung. Nähert sich dagegen das Stauende 4 stromaufwärts dem Lichttaster 8, um so stärker wird die vom Empfänger des Lichttasters 8 registrierte Helligkeit bzw. um so kürzer die Laufzeit des von den letzten Gefäßen 3 reflektierten Meßstrahls 8a, der vom Lichttaster 8 ausgesendet wird. Aus der beschriebenen Abstandsmessung zwischen dem von der Lage des Lichttasters 8 bestimmten Bezugsort und dem durch die letzten Gefäße 3 gebildeten Stauendes 4 kann ein zur Abstandslänge proportionales Signal gewonnen werden. Die berührungslose Abstandsmessung kann fortlaufend, d. h. kontinuierlich durchgeführt werden, wodurch Lageveränderungen des Stauendes 4 weitgehend stufenlos erfaßt werden können.
Der Ausgang des Lichttasters 8 steht mit einer Auswert- und Steuereinrichtung 10 in Verbindung, die zur Steuerung der Fördergeschwindigkeit des Zuförderers 2 und/oder Förderers 1 mit den drehzahlveränderbaren Antrieben M1 und/oder M2 in Verbindung steht. Der Steuereinrichtung 10 kann beispielsweise eine bestimmte Sollage des Stauendes 4 vorgegeben werden, die im störungsfreien Betrieb annähernd angestrebt werden sollte. Verlagert sich das Stauende 4 beispielsweise wegen zu geringer Gefäßzufuhr durch den Zuförderer 2 vom Lichttaster 8 stromabwärts, kann die Steuerung 10 beispielsweise die Drehzahl des Antriebs M2 erhöhen, um die Gefäßzufuhr durch den Zuförderer 2 zu steigern. Im entgegengesetzten Fall kann bei einer stromaufwärtigen Annäherung des Stauendes 4 zum Lichttaster 8 hin die Drehzahl des Antriebs M2 durch die Steuereinrichtung 10 reduziert werden, vorzugsweise stufenlos proportional zur Abstandsverringerung des Stauendes 4 zum Lichttaster 8, wodurch das Stauende 4 wieder an die vorgegebene Sollage herangeführt werden kann. Nähert sich das Stauende 4 trotz dieser Maßnahme, beispielsweise durch eine stromabwärts des Förderers 1 gelegene Störung, weiter dem Lichttaster 8, kann die Steuerung 10 zusätzlich die Drehzahl des Antriebs M1 und damit die Fördergeschwindigkeit des Förderers 1 verringern oder ggf. diesen völlig stillsetzen. Die Abstandsmessung kann darüber hinaus auch zur Beeinflussung der Produktionsleistung von Gefäßbehandlungsmaschinen verwendet werden, die beispielsweise dem Zuförderer 2 vorgeordnet oder dem Förderer 1 nachgeordnet sind.
Wie in 1 gestrichelt angedeutet ist, können quer zur Laufrichtung F über die gesamte Breite des Förderers 1 seitlich versetzt mehrere Lichttaster angeordnet sein, deren Meßstrahlen parallel zum Meßstrahl 8a verlaufend ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann die Belegung des Zuförderers 1 über dessen gesamte Breite zwischen den Führungsgeländern 7 und 5c berührungslos ermittelt werden. Aus den Abstandsmessungen der einzelnen Sensoren kann beispielsweise ein Mittelwert gebildet werden. Die Befüllung des Förderers 1 über seine gesamte Breite kann auch durch einen quer zur Laufrichtung F verschiebbaren oder durch einen um eine normal zur Förderebene des Förderers 1 ausgerichtete Drehachse schwenkbaren Lichttaster 8 ermittelt werden. Zum Verfahren oder Verschwenken des Sensors kann eine nicht dargestellte, vorzugsweise motorische Betätigungseinrichtung eingesetzt werden.
Wie ferner aus der 1 ersichtlich ist, kann/können zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Sensor 8 oder anstelle dessen ein oder mehrere Sensoren 9 an einer Längsseite des Zuförderers 1, insbesondere der dem Zuförderer 2 gegenüberliegenden Längsseite, angeordnet sein. Die von dem/den Sensor(en) 9 ausgehenden Meßstrahlen 9a können im wesentlichen quer zur Laufrichtung F und Längserstreckung des Förderers 1 ausgerichtet sein. Wie bereits zu den Sensoren 8 ausgeführt, können ebenfalls mehrere Sensoren 9 in Längsrichtung des Förderers 1 versetzt angeordnet sein oder kann ein einzelner Sensor 9 (Lichttaster) entlang der Laufrichtung F verfahrbar oder um eine zur Förderebene normal stehende Achse verschwenkbar sein. Auch auf diese Weise kann die Belegung bzw. das Stauende 4 auf dem Förderer 1 berührungslos durch eine Abstandsmessung ermittelt werden und in Verbindung mit der Auswert- und Steuereinrichtung 10 zur Geschwindigkeitssteuerung der Förderantriebe verwendet werden.
Die in 2 dargestellte Transporteuranordnung unterscheidet sich von der Ausführung in 1 in der rechtwinkligen Anordnung des Zuförderers 2 zum Förderer 1. Bei dieser sogenannten Eckzuführung kann jedoch die Erfassung des Stauendes 4 auf dem Förderer 1 in gleicher Weise wie zuvor in Verbindung mit 1 beschrieben durch eine berührungslose Messung des horizontalen Abstands des Stauendes 4 von dem am Bezugsort angeordneten Sensor 8 erfolgen.
Zur berührungslosen Abstandsmessung können alle hierfür geeigneten Sensoren verwendet werden. Die Durchführbarkeit der Erfindung ist nicht auf den Einsatz von Lichttastern beschränkt. Als Meßstrahl kann beispielsweise Licht aus dem sichtbaren oder auch unsichtbaren Bereich eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist Infrarotstrahlung. Es ist auch denkbar, Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen einzusetzen.

Claims

Verfahren zum Erfassen der Belegung eines Förderers für Gefäße, insbesondere Flaschen, Dosen mit einem Stau- und/oder Umlenkbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung oder Befüllung des Förderers mit Gefäßen berührungslos durch eine parallel zur Förderebene erfolgende Abstandsmessung zwischen einem stauaufwärtsliegenden Bezugsort und dem/den hintersten Gefäß(en) des gestauten Flaschenstroms erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand fortlaufend gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Bezugsorten aus gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Messungen ein Mittelwert gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmessung mittels Licht oder Infrarot oder Schallwellen, vorzugsweise Ultraschall, ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmessung durch einen parallel zur Förderebene verlaufenden Meßstrahl erfolgt, wobei die Länge des von einem oder mehreren Gefäßen reflektierten Meßstrahls bis zu einem den Meßstrahl am Bezugsort aufnehmenden Empfänger aus der aufgefangenen Helligkeit oder einer Laufzeitmessung festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl von einem am Bezugsort positionierten Sender abgegeben und dem am gleichen Bezugsort angeordneten Empfänger aufgefangen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl parallel zur Laufrichtung des Förderers ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl quer oder schiefwinklig zur Laufrichtung des Förderers verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung des Förderers durch mehrere zueinander versetzte Meßstrahlen mit gleicher oder voneinander abweichender Strahlausrichtung erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßstrahlen parallel nebeneinander verlaufen und eine zur Förderebene parallele Meßebene aufspannen, wobei die Meßstrahlen vorzugsweise parallel zur Laufrichtung des Förderers ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl relativ zum Förderer verfahrbar oder schwenkbar ist, wobei der Meßstrahl vorzugsweise eine zur Förderebene parallele Meßebene lückenlos durchfährt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abstandsmessung ein Signal zur Beeinflussung der Geschwindigkeit des Förderers, insbesondere einzelner Abschnitte des Förderers, gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über- oder Unterschreitung eines vorgebbaren Abstandes oder Abstandsbereiches des Stauendes zu dem Bezugsort die Fördergeschwindigkeit entweder erhöht oder verringert wird, insbesondere eine stufenweise oder kontinuierliche, zum gemessenen Abstand proportionale Veränderung der Fördergeschwindigkeit erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer mehrere unabhängig voneinander mit unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbare Abschnitte aufweist, wobei der dem das Stauende aufnehmende Abschnitt in Förderrichtung vorgeordnete Abschnitt in Abhängigkeit des gemessenen Abstandes geschwindigkeitsgeregelt wird.
Vorrichtung zum Erfassen der Belegung eines Förderers (1) für Gefäße (3) mit einem Stau- und/oder Umlenkbereich (4), insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung oder Befüllung des Förderers (1) mit Gefäßen berührungslos durch eine parallel zur Förderebene erfolgende Messung des Abstandes zwischen einem an einem stauaufwärtsliegenden Bezugsort angeordneten Sensor (8, 9) und dem/den hintersten Gefäß(en) (3') des gestauten Flaschenstroms erfaßt wird.