DE19704406C1

DE19704406C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Materialflusses von Gegenständen, insbesondere Flaschen, auf mehrbahnigen Transporteuren

Info

Publication number: DE19704406C1
Application number: DE19704406A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Dipl Ing Lerbs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2017-02-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen des Mate rialflusses von Gegenständen auf mehrbahnigen Transporteuren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Insbesondere bei Flaschenabfüllanlagen besteht ein wichtiges Kriterium darin, daß das Laufverhalten der Flaschen auf den Transportbändern, die die Flaschen zu- oder abführen, genau erfaßt wird. So wird bspw. das Tempo eines Flaschenfüllers verringert, wenn sich im Bereich des Abtransporteurs die Flaschenzahl erhöht und sich die Flaschen stauen. Bei einem vollständigen Stau wird der Flaschenfüller ganz abgestellt, so daß die Stausituation behoben werden kann. Durch diese Maßnahmen ergeben sich in nachteiliger Weise Still standszeiten der gesamten Flaschenfüllanlage.

Weitere Bedingungen, die von der Getränkeindustrie an die Betriebsweise von Flaschenfüllanlagen gestellt werden, beste hen darin, daß insbesondere Mehrwegflaschen möglichst scho nend behandelt werden. Weiterhin sollen immer höhere Leistun gen der Flaschenfüllanlagen, also Füllungen pro Zeiteinheit erreicht werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung nach der DE-OS 23 13 663 wird der Stau auf mehrbahnigen Transporteuren durch mechanische Stauschalter signalisiert. Der Stauschalter reagiert dabei auf eine mechanische Berührung einer oder mehrerer Flaschen, wobei bspw. eine von den Flaschen weggedrückte Stauklappe einen mechanischen Schalter betätigt. Die Stauklappe ist dazu am Transporteur seitlich angeordnet und wird erst dann mecha nisch ausgelenkt, wenn sich eine größere Anzahl von Flaschen auf dem Transporteur nebeneinander angestaut hat und diese einen ausreichenden Druck auf die Stauklappe ausüben. Der Stauschalter liefert also nur ein EIN-/AUS-Signal, also nur die Information darüber, ob ein Stau vorhanden ist oder nicht. Die zeitliche Entwicklung des Materialflusses, die möglicherweise zu einem Stau führt, wird somit nicht erfaßt.

Die beschriebenen Stauprobleme treten insbesondere bei mehre ren hintereinandergeschalteten Transporteuren auf, wobei zwischen jeweils zwei Transporteuren eine schräg zur Trans portrichtung angeordnete Geländerführung vorgesehen ist. Gerade in diesem Bereich ist eine Überwachung des Material flusses notwendig, jedoch werden durch die bekannten Stau klappen die Flaschen zusätzlich mechanisch belastet, so daß sich die Gefahr eines Staus erhöht.

In der nicht vorveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 195 30 626 A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Ver fahrens zum Erfassen des Materialflusses von Gegenständen, insbesondere Flaschen, auf mehrbahnigen Transporteuren be schrieben, bei dem die Gegenstände auf einem mehrbahnigen Transporteur transportiert werden und bei dem mit Hilfe eines Stauschalters ein Stau von Gegenständen auf dem Transporteur festgestellt wird. Bei diesem Verfahren wird die Bewegung von im Querschnitt kreisförmigen Gegenständen durch einen Stau schalter mit zwei am Transporteur angeordneten, im Refle xionsmodus arbeitenden Lichtschranken berührungslos gemessen, wobei die Lichtschranken in einem solchen gegenseitigen Ab stand in Laufrichtung des Transporteurs angeordnet sind, daß beim Durchfluß der transportierten Gegenstände oder Flaschen wenigstens eine Lichtschranke ein Ein-Signal gibt, und wobei die Ausgangssignale der Lichtschranken zur Steuerung der Transporteure und gegebenenfalls weiterer Vorrichtungen ver wendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen des Materialflusses von Gegen ständen auf mehrbahnigen Transporteuren derart auszugestalten und weiterzubilden, daß der Materialfluß berüh rungslos erfaßt wird und weiterhin die Geschwindigkeit des Materialflusses gemessen werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Verfahrens näher erläutert, das in einer Flaschenbearbeitungs- bzw. -füllanla ge angewendet wird. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hinge wiesen, daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei Anlagen zum Transport anderer Gegenstände mit kreis förmigem Querschnitt verwendet werden kann.

Die zugrundeliegende Erkenntnis besteht darin, einen Stau schalter mit zwei im Reflexionsmodus berührungslos arbeiten den Lichtschranken zu verwenden, deren Sichtbereich so ausge staltet ist, daß sie nur Flaschen erfassen, die sich am Rand des Transporteurs im Bereich der Lichtschranken aufhalten. Weiterhin sind die beiden Lichtschranken im einem solchen gegenseitigen Abstand in Laufrichtung des Transporteurs an geordnet, daß beim Durchfluß der transportierten Gegenstände oder Flaschen sichergestellt ist, daß wenigstens eine Lichtschranke ein EIN-Signal erzeugt. Mit diesem Verfahren ist demnach eine berührungslose Erfassung des Flaschenflusses auch auf einem mehrbahnigen Transporteur möglich. Es wird nicht die Bewegung aller Flaschen, sondern nur die Bewegung der sich am Rand des Transporteurs befindenden Flaschen er faßt.

Aus dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren ergeben sich verschiedene Möglichkeiten der Steuerung der gesamten Fla schenbearbeitungsanlage, die einen Transporteur mit einem erfindungsgemäß betriebenen Stauschalter aufweist.

Zunächst ergibt sich, daß bei einem Stau der Flaschen auf dem Transporteur mindestens eine der Lichtschranken ein dauerndes EIN-Signal erzeugt, das zur Bestimmung einer Stausituation ausgewertet wird. Im Gegensatz zu bspw. einem Stauschalter mit nur einer Lichtschranke ist hier erfindungsgemäß ausge schlossen, daß bei einem Stau jede Lichtschranke gerade in eine Lücke zwischen zwei aneinandergrenzende Flaschen sieht und ein dauerhaftes AUS-Signal erzeugt, das nicht zu einer Erfassung der Stausituation führt. Im Gegenteil sieht immer mindestens eine Lichtschranke die Oberfläche einer Flasche.

Wird nun durch den erfindungsgemäßen Stauschalter ein Stau signalisiert, so wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung der Antriebsmotor des betroffenen oder eines benachbarten Trans porteurs oder die Arbeitsgeschwindigkeit wie z. B. eines Fla schenfüllers, einer Etikettiermaschine oder dergleichen redu ziert und ggfs. abgeschaltet. Danach löst sich entweder der Stau selber auf oder es muß von außen die Stausituation beho ben werden.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Messung der Beladung des Transporteurs berührungslos erfolgt, also ohne mechanische Einwirkung auf die Flaschen selbst. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Flaschen nicht zusätzlich durch einen Stau schalter mechanisch belastet werden, wodurch die Anforderun gen der Getränkeindustrie an eine möglichst schonende Bear beitung von Mehrwegflaschen besser erfüllt werden, als es im Stand der Technik möglich ist. Wegen der berührungslosen Messung ergibt sich die Möglichkeit, die Anzahl der Stau schalter innerhalb einer Flaschenbearbeitungsanlage zu erhö hen, um eine genauere Überwachung des Materialflusses durch führen zu können, ohne daß störend in den Fluß der Flaschen eingegriffen wird.

Für die Bestimmung einer Stausituation ist es weiterhin vor teilhaft, den Stauschalter in einem Bereich des mehrbahnige Transporteurs anzuordnen, in dem sich die Flaschen normaler weise als letztes stauen. Dadurch wird gewährleistet, daß nicht schon bei einem vorübergehenden bzw. teilweisen Stau die Steuerung zu einer Beeinflussung der Anlage veranlaßt wird.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung der Anlage ergibt sich aus der laufenden Analyse des Ausgangssignals von mindestens einer der Lichtschranken während eines normal verlaufenden Flaschentransportes. Aus dem wechselnden EIN-/AUS-Signal läßt sich mit Hilfe der Steuereinrichtung die Geschwindigkeit der Flaschen bestimmen. Aus der Geschwindigkeit des Flaschen flusses wiederum kann frühzeitig erfaßt werden, ob sich ein Flaschenmangel oder ein Flaschenstau entwickeln wird.

Eine entsprechende Steuerung der Anlage kann aufgrund dieser Situationserfassung durchgeführt werden. So können bei einem sich abzeichnenden Flaschenmangel die Arbeitsgeschwindigkeit der zuliefernden Transporteure erhöht oder die Arbeitsge schwindigkeit eines Flaschenfüllers oder einer Etikettierma schine verlangsamt werden.

Die in Anspruch 10 beschriebene Vorrichtung zur Erfassung des Materialflusses von Gegenständen, insbesondere Flaschen, auf mehrbahnigen Transporteuren dient zur Durchführung eines der zuvor beschriebenen Verfahren.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dimensionierung des Sichtfeldes der Lichtschranken ein wesentlicher Aspekt. Unter dem Begriff Sichtfeld ist der räumliche Bereich zu verstehen, in dem die Lichtschranke Gegenstände aufgrund einer Reflexion des abgestrahlten Lichtstrahles erkennt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist nun Lichtschranken auf, die die Flaschen nur innerhalb eines engen Bereiches am Rand des mehrbahnigen Transporteurs erkennen können. Flaschen, die sich außerhalb der Sichtweite der Lichtschranken befinden, werden nicht erfaßt.

Somit ist auch bei einem dichten Flaschenfluß gewährleistet, daß von den Lichtschranken ein wechselndes Signal erzeugt wird. Denn die Lichtschranken schauen wechselweise in das Sichtfeld und in die Rundungsvertiefung zwischen zwei anein anderliegenden Flaschen und erzeugen ein EIN-/AUS-Signal.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Lichtschalter so am Rand des Transporteurs anzuordnen, daß die abgestrahlten Sende strahlen im wesentlichen senkrecht zu der Transportrichtung des Transporteurs ausgerichtet ist. Dadurch wird in vorteil hafter Weise gewährleistet, daß die Flaschen genau erfaßt werden.

Weiterhin ist der Stauschalter in bevorzugter Weise mit einer Halterung an dem Transporteur angeordnet, die eine Justierung des Abstandes der Lichtschranken zueinander ermöglicht. Damit läßt sich der Stauschalter in einfacher Weise an unterschied liche Flaschendurchmesser anpassen. Dazu ist weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Abstand der Licht schranken relativ zum Transporteur verstellt werden kann, um die nachzuweisenden Flaschen in das vorgegebene Sichtfeld der Lichtschranken zu bringen.

In entsprechender Weise können auch Lichtschranken verwendet werden, bei denen die Tiefe des Sichtfeldes verändert werden kann.

Ein bevorzugtes Asuführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 in einem schematischen Querschnitt eine erfindungs gemäße Vorrichtung zur Erfassung des Materialflus ses von Flaschen auf mehrbahnigen Transporteuren,

Fig. 2 eine Detailansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung ver schiedener Schwellwerteinstellungen.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Erfassen des Materialflus ses von Flaschen 1 auf mehrbahnigen Transporteuren 2, bei der zwei Lichtschranken 3 und 4 einen Stauschalter bilden. Beide Lichtschranken 3 und 4 sind am Transporteur 2 angeordnet und strahlen Sendestrahlen 5 und 6 in Richtung auf die auf dem Transporteur 2 angeordneten Flaschen 1 ab. Dabei sind die beiden Sendestrahlen 5 und 6 vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Laufrichtung des Trans porteurs 2 ist "I".

Die Lichtschranken 3 und 4 arbeiten im Reflexionsmodus, so daß sie das von den Flaschen 1 ggfs. reflektierte Licht emp fangen und auf die Intensität hin analysieren. Die Licht schranken 3 und 4 weisen zudem ein Sichtfeld mit einer be grenzten Tiefe auf, so daß sie nur bis zu einer vorgegebenen Entfernung eine Flasche 1 registrieren können. Weiter als die maximale Tiefe des Sichtfeldes angeordnete Flaschen 1 werden somit nicht erkannt. Da die Lichtschranken 3 und 4 am Rand des Transporteurs 2 angeordnet sind, werden daher nur die am Rand des Transporteurs entlanglaufenden Flaschen 1 erkannt.

Die Lichtschranken 3 und 4 weisen nun erfindungsgemäß einen Abstand "I" in Transportrichtung des Transporteurs 2 auf, der maximal der Breite der zu erkennenden Flaschen 1 ist. Wie in Fig. 1 und insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, führt diese Abstandswahl der Lichtschranken 3 und 4 dazu, daß in Anwesenheit von Flaschen 1 immer mindestens eine Lichtschran ke 3 oder 4 eine Flasche 1 registriert und ein EIN-Signal erzeugt. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist dies die Lichtschranke 4. Der von der Lichtschranke 3 abgegebene Sen destrahl 5 verläuft zu tief im Bereich der Rundungsvertiefung zwischen zwei aneinanderliegenden Flaschen 1 und liefert somit ein AUS-Signal.

Für eine genaue Justierung der Lichtschranken 3 und 4 ist es vorteilhaft, wenn die Sendestrahlen 5 und 6 der Lichtschran ken 3 und 4 senkrecht zur Transportrichtung des Transporteurs 2 angeordnet sind. Dieses ist im Detail in Fig. 3 darge stellt, wobei die Flaschen 1 an einer Geländerführung 8 ent langlaufen. In Fig. 3 ist auch gezeigt, daß die Schwellwerte für das Umschalten der Lichtschranken 3 und 4 vom EIN- in den AUS-Zustand und umgekehrt unterschiedliche Werte annehmen können. Dabei kann die Schwelle der Umschaltung einerseits bei einem relativ nah zur Lichtschranke 3 bzw. 4 liegenden Punkt der Oberfläche einer Flasche 1 eingestellt sein. Ande rerseits kann eine Schwellwerteinstellung auch bei einem weiter von der Lichtschranke 3 bzw. 4 liegenden Punkt vor genommen werden.

Sind in bevorzugter Weise die Schwellwerte beider Licht schranken 3 und 4, wie in Fig. 3 gezeigt ist, gleich einge stellt, so werden die Flanken der EIN-/AUS-Signale in iden tischer Weise erzeugt, so daß sich für unterschiedliche Schwellwerte die in Fig. 3 dargestellten Abstände ergeben, die mit "X" bzw. "Y" gekennzeichnet sind und jeweils gerade dem Flaschendurchmesser 1a entsprechen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Lichtschranken 3 und 4 auf einer Halterung 7 verschiebbar befestigt, so daß der gegenseitige Abstand "A" der Lichtschranken 3 und 4 auf unter schiedliche Flaschenbreiten eingestellt werden kann. Aus dem gleichen Grund ist die Halterung 7 zudem so ausgestaltet, daß der Abstand "B" der Lichtschranken 3 und 4 zum Transporteur 2 variabel eingestellt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Flaschen

1

a Flaschendurchmesser

2

Transporteur

3

Lichtschranke

4

Lichtschranke

5

Sendestrahl

6

Sendestrahl

7

Halterung

8

Geländerführung
A Abstand der Lichtschranken

3

,

4

B Abstand der Lichtschranken vom Transporteur
X Abstand von Schwellwerten
YAbstand von Schwellwerten
I Laufrichtung des Transporteurs

2

Claims

1. Verfahren zum Erfassen des Materialflusses von Gegen ständen, insbesondere Flaschen, auf mehrbahnigen Trans porteuren,

1. - bei dem die Gegenstände auf einem mehrbahnigen Transporteur transportiert werden und
2. - bei dem mit Hilfe eines Stauschalters ein Stau von Gegenständen auf dem Transporteur festgestellt wird,

dadurch gekennzeichnet,

1. - daß die Bewegung von im Querschnitt kreisförmigen Gegenständen durch einen Stauschalter mit zwei am Transporteur angeordneten, im Reflexionsmodus ar beitenden Lichtschranken berührungslos gemessen wird, wobei die Lichtschranken ein Sichtfeld mit einer vorgegebenen Tiefe im Bereich der sich direkt am Rand des Transporteurs befindenden Gegenstände aufweisen,
2. - daß die Lichtschranken in einem solchen gegenseiti gen Abstand in Laufrichtung des Transporteurs an geordnet sind, daß beim Durchfluß der transportier ten Gegenstände oder Flaschen wenigstens eine Lichtschranke ein EIN-Signal gibt und
3. - daß die Ausgangssignale der Lichtschranken zur Steuerung der Transporteure und ggfs. weiterer Vor richtungen verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei einem dauernden EIN-Signal min destens einer Lichtschranke ein Stauzustand erkannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei Bestimmung des Stauzustandes die Arbeitsgeschwindigkeit weiterer Arbeitsstationen der Anlage ggfs. auf Null verringert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei einem dauernden AUS-Signal beider Lichtschranken der Zustand erkannt wird, daß sich keine Flaschen im Sichtfeld der Lichtschranken aufhal ten.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei einem zwischen EIN und AUS wechselnden Signal beider Lichtschranken der Zustand erkannt wird, daß sich bewegende Gegenstände im Sicht feld der Lichtschranken aufhalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß aus dem Ausgangssignal mindestens einer der Lichtschranken die Geschwindigkeit der sich im Sichtfeld der Lichtschranken aufhaltenden Gegenstände berechnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß mit Hilfe der berechneten Geschwin digkeit der auf dem Transporteur transportierten Gegen stände die Transportgeschwindigkeit des entsprechenden Transporteurs geregelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge kennzeichnet, daß aus der berechneten Ge schwindigkeit der auf dem Transporteur transportierten Gegenstände die Arbeitsgeschwindigkeit weiterer mit dem entsprechenden Transporteur direkt oder indirekt ver bundener Arbeitsstationen einer Anlage geregelt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stauschalter für eine Überwachung der Transportgeschwin digkeit oder der Feststellung eines Staus entlang eines oder mehrerer hintereinandergeschalteter Transporteure verwendet werden.

10. Vorrichtung zum Erfassen des Materialflusses von Gegen ständen, insbesondere Flaschen (1) auf mehrbahnigen Transporteuren (2)

1. - mit einem an einem Transporteur (2) angeordneten Stauschalter,

dadurch gekennzeichnet,

1. - daß der Stauschalter zwei Lichtschranken (3, 4) aufweist, die am Transporteur (2) angeordnet sind,
2. - daß die Lichtschranken (3, 4) im Reflexionsmodus berührungslos arbeiten und ein Sichtfeld mit einer vorgegebenen Tiefe im Bereich der sich direkt am Rand des Transporteurs (2) befindenden Gegenstände bzw. Flaschen (1) aufweisen und
3. - daß die Lichtschranken in einem solchen gegenseiti gen Abstand in Laufrichtung "I" des Transporteurs (2) angeordnet sind, daß beim Durchfluß der trans portierten Gegenstände oder Flaschen (1) wenigstens eine Lichtschranke (3 oder 4) ein EIN-Signal gibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sende- und Empfangs strahlen (5, 6) der Lichtschranken (3, 4) im wesentli chen senkrecht zur Transportrichtung des Transporteurs (2) ausgerichtet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Licht schranken (3, 4) zueinander einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß der Ab stand der Lichtschranken (3, 4) zum Transporteur (2) einstellbar ist.