DE19641988A1

DE19641988A1 - Verpackungsmaschine mit optischen Überwachungsorganen

Info

Publication number: DE19641988A1
Application number: DE19641988A
Authority: DE
Inventors: Heinz Focke
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-04-16
Also published as: DE59706367D1; EP0836101A2; EP0836101A3; US6150946A; EP0836101B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit wenig stens einem optoelektronischen Überwachungsorgan, insbeson dere für die Steuerung von Materialbahnen und/oder Zuschnit ten aus Verpackungsmaterial, wobei das Überwachungsorgan we nigstens einen optischen Sender und vorzugsweise gegenüber liegend einen Empfänger aufweist.

Zur Steuerung von Materialbahnen aus Verpackungsmaterial und/oder von Zuschnitten innerhalb einer Verpackungsmaschine oder im Bereich von einer Verpackungsmaschine zugeordneten Aggregaten und Maschinen werden optoelektronische Überwa chungsorgane eingesetzt. Diese bestehen vorwiegend aus einem optischen Sender, nämlich einer Lichtdiode und einem Empfän ger, üblicherweise einer Fotozelle. Das so ausgebildete Über wachungsorgan dient beispielsweise zur Kantensteuerung von Materialbahnen oder Zuschnitten. Es kann auch eingesetzt wer den bei der (ständigen) Überprüfung des Vorhandenseins von Gegenständen, zum Beispiel des Verpackungsinhalts. Schließ lich werden optoelektronische Überwachungsorgane auch zum Ab tasten von Steuermarken an Materialbahnen oder Zuschnitten eingesetzt.

Optoelektronische Überwachungsorgane sind empfindlich gegen über Verschmutzungen. Dies gilt vor allem dann, wenn Überwa chungsorgane mit kleiner Baugröße und/oder schwacher Licht leistung eingesetzt werden. Eine Verschmutzung durch Staub, Schmieröl oder auch durch Rückstände des zu verpackenden Gu tes führt zu einer Minderleistung bzw. zu Fehlreaktionen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, optoelektronische Überwachungsorgane in Verbindung mit Verpackungsmaschinen und diesen zugeordneten Aggregaten so auszubilden, daß auftre tende Verschmutzungen die Funktion des Überwachungsorgans nicht beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekenn zeichnet, daß im Bereich von Sender und/oder Empfänger vor zugsweise ständig ein vom Sender und/oder Empfänger weg ge richteter Gas- bzw. Luftstrom erzeugt wird.

Die langfristige Betriebsbereitschaft von optoelektronischen Überwachungsorganen setzt voraus, daß diese nicht durch Staub und andere Verunreinigungen ganz oder teilweise unwirksam werden. Der Erfindungsgedanke besteht nun darin, einen Gas-, insbesondere Luftstrom so im Bereich des Überwachungsorgans zu erzeugen, daß sich keine Partikel auf den optoelektroni schen Organen ab lagern können oder auf diese Organe umgeben den Gehäusen etc. Ziel der Erfindung ist demnach, durch Luft strömung den Zutritt von Verunreinigungen aus der Luft zu verhindern.

Eine in der Verpackungstechnik häufig eingesetzte Ausgestal tung eines Überwachungsorgans ist mit einem U-förmigen Ge häuse oder Träger versehen - sogenannte Gabellichtschranke -, wobei Sender und Empfänger jeweils in einem Schenkel des U-förmigen Gehäuses bzw. einem entsprechenden Gehäuseteil un tergebracht sind. Mindestens einander zugekehrte Wandungen des Gehäuses bzw. der Teilgehäuse bestehen aus lichtdurchläs sigem Material. Erfindungsgemäß wird der Luftstrom so auf das Gehäuse gerichtet, daß mindestens die Bereiche für den Licht durchtritt frei von Ablagerungen von Staub etc. gehalten wer den. Dabei wird vorzugsweise der Luftstrom in das Gehäuse selbst geleitet. Dieses ist an geeigneten Stellen mit Luft bohrungen versehen, die gezielte Luftströme in den von Staub etc. freizuhaltenden Bereich außerhalb des Gehäuses richten, insbesondere in einen durch die U-förmige Gestalt des Gehäu ses gebildeten Kontrollraum zwischen den Schenkeln des Gehäu ses.

Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag ist dem Überwachungs organ ein Verstärker zugeordnet, der mit Abstand vom Überwa chungsorgan positioniert ist. Verstärker und Überwachungsor gan sind über elektrische Leitungen und zusätzlich über Luft leitungen miteinander verbunden. Die Reinigungsluft für das Überwachungsorgan wird demnach über den Verstärker dem Über wachungsorgan bzw. dem Gehäuse desselben zugeführt.

Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß eine Luftleitung einerseits und Elektroleitungen für die Stromversorgung des Überwachungsorgans zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Luftleitung und Elektroleitung können dabei nebeneinander po sitioniert sein. Besonders vorteilhaft ist aber eine Ausfüh rung, bei der Luftleitung und Elektroleitung konzentrisch zu einander angeordnet sind. Die Elektroleitung ist dabei inner halb der Luftleitung positioniert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Überwachungsorgan im Quer- bzw. Vertikalschnitt in der Schnittebene I-I der Fig. 2,

Fig. 2 das Überwachungsorgan gemäß Fig. 1 in Seiten- bzw. Stirnansicht,

Fig. 3 eine Verstärkereinheit in Ansicht.

In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel für ein opto elektronisches Überwachungsorgan 10 eine Gabellichtschranke gezeigt. Diese wird vorwiegend in der Verpackungstechnik ein gesetzt, beispielsweise zur Positionskontrolle und -steuerung von Materialbahnen aus Verpackungsmaterial etc.

Das Überwachungsorgan 10 ist mit über optische Effekte zusam menwirkenden Einzelorganen ausgestattet, nämlich mit einem Sender 11 und einem Empfänger 12. Als Sender 11 dient vor zugsweise eine Leuchtdiode. Als Empfänger 12 dient eine Foto zelle. Vom Sender 11 wird ein Lichtstrahl auf den Empfänger 12 gerichtet. Zwischen Sender 11 und Empfänger 12 wird der zu überwachende Gegenstand hindurchgeführt, beispielsweise die Materialbahn.

Sender 11 und Empfänger 12 sind in einem Gehäuse 13 unterge bracht. Das Gehäuse hat insgesamt eine U-förmige Gestalt. In einem Schenkel des Gehäuses 13, nämlich in einem Teilgehäuse 14, befindet sich der Sender 11. In einem anderen, mit Ab stand angeordneten Teilgehäuse 15 ist der Empfänger 12 unter gebracht. Dieser sitzt auf einer Platine 16 mit elektrischen Bauteilen. Die Teilgehäuse 14, 15 sind an einer Tragplatte 17 angebracht. Diese dient auch zur Befestigung des Senders 11 und des Empfängers 12, letzterer über die Platine 16. Eine zwischen den Teilgehäusen 14, 15 angebrachte Bohrung 18 dient zur Befestigung des Überwachungsorgans an einem Träger der (Verpackungs-)Maschine.

Die Teilgehäuse 14, 15 bestehen aus lichtdurchlässigem bzw. durchsichtigem Material, insbesondere Kunststoff. Alternativ kann das Gehäuse 13 so ausgebildet sein, daß wenigstens ein ander zugekehrte Wandungen 19, 20 des Gehäuses 13 aus licht durchlässigem Material bestehen, um einen Lichtstrahl von dem Sender 11 zum Empfänger 12 durchzulassen.

Um eine Verschmutzung durch Staub, Materialpartikel etc. des Überwachungsorgans 10 zu vermeiden, wird ein Gasstrom, insbe sondere ein Luftstrom ständig oder taktweise an gezielte Be reiche des Überwachungsorgans 10 gerichtet. Der Luftstrom wird so geführt, daß der Bereich zwischen Sender 11 und Empfänger 12 freigehalten, etwaige Partikel etc. weggeblasen werden. Der Luftstrom ist demnach so gerichtet, daß eine Luftströmung in Richtung von den optoelektronischen Organen weg gerichtet ist. Im vorliegenden Falle wird der Bereich zwischen den Teilgehäusen 14, 15, also ein Kontrollraum 37, freigehalten. Der Luftstrom ist so gerichtet, daß eine Strö mung zu den freien Seiten dieses Kontrollraums 37 gerichtet ist.

Der Luftstrom bzw. die Freihaltungsluft wird bei dem gezeig ten Ausführungsbeispiel über eine Luftleitung 21, die als Schlauch ausgebildet sein kann, in das Gehäuse 13 des Überwa chungsorgans 10 geleitet. Bei dem vorliegenden Ausführungs beispiel tritt die Reinigungsluft in das dem Empfänger 12 zu geordnete Teilgehäuse 15 ein. Die Luftleitung 21 tritt über eine mit Abdichtung 22 versehene Öffnung 23 über die Trag platte 17 in das Teilgehäuse 15 ein. Über seitliche, radial gerichtete Austrittsbohrungen 24 gelangt die Reinigungsluft in das Teilgehäuse 15. Dieses ist in seitlichen Bereichen (nicht gezeigt) mit dem Teilgehäuse 14 verbunden, so daß vom Teilgehäuse 15 Reinigungsluft, also Luft unter Druck, auch in das Teilgehäuse 14 gelangt.

Das Gehäuse 13 bzw. die Teilgehäuse 14, 15 sind mit Luftlö chern 25, 26 versehen, durch die die Reinigungsluft aus dem Gehäuse 13 bzw. den Teilgehäusen 14 und 15 herausströmt, und zwar gezielt in den Bereich zwischen den einander gegenüber liegenden Wandungen 19, 20, also in den Kontrollraum, und aus diesem wieder heraus. Diese unter Druck stehende Luft bewirkt eine Freihaltung der Oberflächen der Wandungen 19, 20. Die Luftlöcher 25, 26 wirken aufgrund ihrer Größe wie Luftdüsen.

Die Luftlöcher 25, 26 sind dem Reinigungszweck entsprechend positioniert. Eine Anzahl von Luftlöchern 25, nämlich je drei, befindet sich im Bereich einer Kehle der Wandung 19 oder 20 einerseits und einer quergerichteten Verbindungswand 27 zwischen den Wandungen 19 und 20. Diese Luftlöcher 25 sind schräggerichtet und damit auf die jeweils gegenüberliegende Wandung 19, 20. Weitere Luftlöcher 26 befinden sich im Be reich der Verbindungswand 27, und zwar zu beiden Seiten der Bohrung 18. Dadurch wird eine ständige Luftströmung aus dem Innenraum des Überwachungsorgans, also aus dem Kontrollraum 37 heraus, bewirkt.

Durch die Positionierung der Luftlöcher 25, 26 wird auch be wirkt, daß Ablagerungen von den Wandungen 19, 20 beseitigt und über die freien Seiten des U-förmigen Gehäuses 13 wegge blasen werden.

Zu dem Überwachungsorgan 10 führen elektrische Leitungen. Diese sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Ka bel 28 zusammengefaßt. Luftleitung 21 und Kabel 28 bilden eine Einheit. Im vorliegenden Falle ist das Kabel 28 inner halb der Luftleitung 21 angeordnet. Die Luftleitung 21 ist so bemessen, daß ein freier, ringförmiger Querschnitt für die Luftführung gegenüber dem Kabel 28 verbleibt. Das Kabel 28 tritt am freien Ende aus der Luftleitung 21 aus, und zwar in dem Gehäuse 13 bzw. Teilgehäuse 15. Das Kabel 28 ist in die sem Endbereich mit einer Abdichtung 29 gegenüber der Luftlei tung 21 abgedichtet.

Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß dem Überwa chungsorgan 10 ein Verstärker 30 zugeordnet ist. Diese Ein heit ist mit Abstand von dem Überwachungsorgan an der Ma schine positioniert. Der Abstand kann beispielsweise 50cm be tragen.

Der Verstärker 30 besteht aus einem Verstärkergehäuse 31. In nerhalb desselben ist eine elektrische Steuereinheit 32 ange ordnet. Zu dieser führt das Kabel 28 vom Überwachungsorgan 10.

Die Steuereinheit 32 ist im vorliegenden Falle in die Versor gung des Überwachungsorgans 10 mit (Reinigungs-)Luft einbezo gen. Zu der Steuereinheit 32 führt eine Elektroleitung 33 und eine separate Luftleitung 34. Diese ist an eine Druckluft quelle (nicht gezeigt) angeschlossen, die das System mit (öl freier) Druckluft versorgt.

Innerhalb des Verstärkers 30 ist ein Luftkanal 35 gebildet, der außerhalb des Bereichs der Steuereinheit 32 von der Mün dung der Luftleitung 34 zu einem gemeinsamen Anschluß 36 führt. Dieser ist an einer gegenüber der Eintrittsseite von Luftleitung 34 und Elektroleitung 33 quergerichteten Seiten wand gebildet. In den als Stutzen ausgebildeten Anschluß 36 führt der Luftkanal 35. An dessen Ende schließt die Luftlei tung 21 an. Das Kabel 28 führt von der Steuereinheit 32 kom mend in den Anschluß 36 und damit in das Ende der Luftleitung 21. Diese ist in dem Anschluß 36 verankert. Der Luftkanal 35 ist innerhalb des Verstärkergehäuses 31 in einer Einbettmasse aus Kunststoff oder dergleichen gebildet.

Das Prinzip der Freihaltung von optoelektronischen Überwa chungsorganen gegen Verunreinigungen kann auch vorteilhaft in der Weise eingesetzt werden, daß ein Lichtleitkabel zur Zu führung der Lichtsignale dient von einer entferntliegenden Lichtquelle, zum Beispiel Diode. Das Lichtleitkabel kann da bei (zentrisch) innerhalb einer Leitung, eines Rohrs oder Schlauchs als Luftleitung geführt sein. Das Rohr oder der gleichen hat einen entsprechend größeren Durchmesser, wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel. Am Ende des Rohrs oder dergleichen strömt die Luft aus diesem aus und hält dabei das innerhalb des Rohrs liegende Ende des Lichtleitkabels frei.

Die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Überwachungsorgane im Zusammenhang mit Verpackungsmaschinen oder ähnlichen Aggregaten. Das System der Reinigung von opto elektronischen Überwachungsorganen mittels strömenden Reini gungsgases, insbesondere mittels strömender Luft, kann auch bei anderen Überwachungsorganen eingesetzt werden, auch in Verbindung mit anderen Maschinen und Aggregaten, unabhängig von deren Anwendungsbereich.

Bezugszeichenliste

10

Überwachungsorgan

11

Sender

12

Empfänger

13

Gehäuse

14

Teilgehäuse

15

Teilgehäuse

16

Platine

17

Tragplatte

18

Bohrung

19

Wandung

20

Wandung

21

Luftleitung

22

Abdichtung

23

Öffnung

24

Austrittsbohrung

25

Luftloch

26

Luftloch

27

Verbindungswand

28

Kabel

29

Abdichtung

30

Verstärker

31

Verstärkergehäuse

32

Steuereinheit

33

Elektroleitung

34

Luftleitung

35

Luftkanal

36

Anschluß

37

Kontrollraum.

Claims

1. Verpackungsmaschine mit wenigstens einem optoelektroni schen Überwachungsorgan (10) für insbesondere Materialbahnen und/oder Zuschnitten aus Verpackungsmaterial, wobei das Über wachungsorgan (10) wenigstens einen (optischen) Sender (11) und vorzugsweise gegenüberliegend einen Empfänger (12) auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Sender (11) und/oder Empfänger (12) vorzugsweise ständig ein vom Sender (11) und/oder Empfänger (12) weg gerichteter Gas- bzw. Luft strom erzeugt wird.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Sender (11) und/oder Empfänger (12) in einem gemeinsamen Gehäuse (13) bzw. in Teilgehäusen (14, 15) mit wenigstens einem lichtdurchlässigen Fenster bzw. einer licht durchlässigen Wandung (19, 20) angeordnet sind und der Luft strom so gerichtet ist, daß die Wandung (19, 20) des Gehäuses (13; 14, 15) frei von Verunreinigungen, Staub etc. gehalten ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Überwachungsorgan (10) aus einem U-för migen Gehäuse (13) besteht mit als Teilgehäuse (14, 15) aus gebildeten Schenkeln aus durchsichtigem i;zw. lichtdurchlässi gem Werkstoff besteht, bei dem in einem Schenkel bzw. Teilge häuse (14) ein Sender (11) und in einem anderen Schenkel bzw. Teilgehäuse (15) ein Empfänger (12) angeordnet ist, wobei ein Luftstrom in einen Zwischenraum - Kontrollraum (37) - zwischen den Schenkeln bzw. Teilgehäusen (14, 15) derart leitbar ist, daß eine Luftströmung zu den freien Seiten des Überwachungsorgans (10) bzw. des Kontrollraums (37) gerichtet ist.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder einem der wei teren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gas, insbeson dere Luft, unter Druck in das Gehäuse (13) bzw. in die Teil gehäuse (14, 15) leitbar ist und aus diesem bzw. diesen über Luftlöcher (25, 26) in Wandungen des Gehäuses (13; 14, 15) austritt, derart, daß Luftströme aufeinander zugekehrte Wan dungen (19, 20) des Gehäuses (13; 14, 15) gerichtet sind.

5. Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß Luftlöcher (25) im Bereich eines Winkels zwi schen den einander gegenüberliegenden Wandungen (19, 20) ei nerseits und einer quergerichteten Verbindungswand (27) ange ordnet sind, derart, daß die Luftlöcher (25) schräg auf die jeweils gegenüberliegende Wandung (19, 20) gerichtet sind.

6. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder einem der wei teren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft unter Druck durch eine gemeinsame Luftleitung (21) dem Überwa chungsorgan (10) zuführbar ist, wobei ein ebenfalls zum Über wachungsorgan (10) führendes (elektrisches) Kabel (28) mit der Luftleitung (21) eine Einheit bildet, insbesondere inner halb der Luftleitung (21) angeordnet ist, derart, daß diese einen Luftkanal mit ringförmigem Querschnitt bildet.

7. Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kabel (28) innerhalb der Luftleitung (21) am freien Ende derselben durch Abdichtungen (29) abgedichtet ist und daß die Luftleitung (21) innerhalb des Gehäuses (13, 15) seitwärts gerichtete Austrittsbohrungen (27) für die Luft aufweist.

8. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder einem der wei teren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überwa chungsorgan (10) ein von diesem entfernt positionierter Ver stärker (30) zugeordnet ist, wobei die Luftleitung (21) mit dem Verstärker (30) bzw. einem Verstärkergehäuse (31) verbun den und über eine an das Verstärkergehäuse (31) anschließende Luftleitung (34) mit einer Druckluftquelle verbunden ist.

9. Verpackungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß innerhalb des Verstärkergehäuses (31) ein Luft kanal (35) von der Luftleitung (34) zur Luftleitung (21) ge bildet ist.

10. Verpackungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß über einen Anschluß (36) die Luftleitung (21) und das innerhalb derselben verlaufende Kabel (28) an den Verstärker (30) anschließen.