DE19812248A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in eine bewegte, umlaufende Transporteinrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen in eine bewegte, umlaufende Transporteinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum Einbringen von Gegenständen, insbesondere Beutel, in eine bewegte, umlaufende Transporteinrichtung, wobei die Transporteinrichtung ohne Stillstand weiterbewegt wird, und die Gegenstände in vorgesehene Räume der Transporteinrichtung eingebracht werden. Zum anderen betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen.
Es ist bekannt, Gegenstände in hintereinander befindliche, quer zur Transportrichtung begrenzte Räume einer mit konstanter Geschwindigkeit bewegten, umlaufenden Transport einzubringen. Dazu werden die Gegenstände zunächst mittels eines parallel zur Transporteinrichtung verlaufenden Beschleunigungsbandes auf die gleiche Geschwindigkeit wie die Transporteinrichtung beschleunigt und dann in horizontaler Richtung nacheinander in die Räume geschoben.
Des weiteren ist bekannt, eine Transporteinrichtung intermittierend zu betreiben und bei jedem Stillstand der Transporteinrichtung einen Gegenstand in einen dafür vorgesehenen Raum der Transporteinrichtung zu schieben oder von oben dort hineinfallen zu lassen.
Die bekannte, mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Transporteinrichtung hat den Nachteil, daß der technische Aufwand für eine Beschleunigung der Gegenstände auf die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung relativ groß ist, und daß deshalb derartige Vorrichtungen relativ teuer sind.
Die bekannte, intermittierend arbeitende Transporteinrichtung hat den Nachteil, daß infolge der Stillstandszeiten der Transporteinrichtung nur eine relativ geringe Transportleistung erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art eine relativ hohe Transportleistung zu erreichen. Die Vorrichtung soll zudem kostengünstig sein und einen relativ geringen Verschleiß aufweisen.
Gelöst ist die Aufgabe entsprechend den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 8.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 1) ist die Geschwindigkeit einer ohne Stillstand weiterbewegten Transporteinrichtung während eines Einbring­ vorganges geringer als die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung außerhalb eines Einbringvorganges.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Anspruch 10) weist eine ohne Stillstand umlaufende Transporteinrichtung auf, deren Antrieb mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, welche in Abhängigkeit eines Einbringzeitpunktes die Transporteinrichtung verzögert, und in Abhängigkeit eines weiteren Einbringzeitpunktes die Transporteinrichtung wieder beschleunigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung haben den Vorteil, daß eine relativ hohe Transportleistung erreicht wird, da Stillstandszeiten bei Betrieb der Vorrichtung nicht vorkommen, und die Transporteinrichtung jeweils nur während eines Einbringvorganges mit einer verringerten Geschwindigkeit betrieben wird.
Die Gegenstandseinbringung erfolgt in kostengünstiger Weise, da keine auf die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung beschleunigten Gegenstände verlangt werden. Eine derartige Beschleunigungseinrichtung entfällt. Die Steuereinrichtung kann auf eine zusätzliche Programmierung einer bereits vorhandenen Steuerung reduziert werden und ist prinzipiell kostengünstiger als eine separate Beschleunigungs­ einrichtung.
Die Erfindung erlaubt einen relativ geringen Verschleiß der Vorrichtung, da Haftreibungen, wie sie bei Stillstand einer Vorrichtung vorkommen würden, vermieden werden. Dadurch werden die notwendigen Antriebskräfte verringert, ein leistungs­ schwächerer, kostengünstigerer Antrieb kann vorgesehen werden. Die Bauteile der Vorrichtung werden kleineren Verschleißkräften ausgesetzt. Zur Vermeidung eines erhöhten Verschleißes und für den Einsatz eines relativ leistungsschwachen Antriebs ist es möglich, die Transporteinrichtung derart langsam zu bewegen, daß gerade kein Stillstand der Transporteinrichtung vorkommt. Ein besonders langsamer Betrieb während eines Einbringvorganges hat zudem den Vorteil, daß die Gegenstände in relativ enge Räume eingebracht werden können, wobei die äußere Abmessung eines Gegenstandes in Transportrichtung nur unwesentlich kleiner als die innere Abmessung eines Raumes in dieser Richtung sein kann, d. h., es wird ein relativ paßgenaues Einbringen erreicht.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 und 10 bis 17 beschrieben.
Ist die Einbringgeschwindigkeit der Gegenstände in die Räume mindestens zehnmal größer als die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung (Anspruch 2), so wird eine zuverlässige Einbringung in relativ paßgenaue Räume erreicht.
Weisen die Gegenstände direkt vor dem Einschiebe- bzw. Einbringvorgang eine parallel zur Transportgeschwindigkeit ausgerichtete Geschwindigkeitskomponente auf (Anspruch 8), z. B. durch einen kurzzeitigen Kraftstoß auf die Gegenstände parallel zur Transportrichtung, so können maximale Einbringgeschwindigkeiten erreicht werden.
Die Gegenstände können in horizontaler Richtung (Anspruch 3) oder in vertikaler Richtung nach unten (Anspruch 4) in die Räume eingebracht werden. Eine horizontale Einbringung ist sehr zeitgenau mittels eines Schiebers möglich. Bei einer vertikalen Einbringung kann die Gravitation (Anspruch 5) genutzt werden, um eine relativ große Einbringgeschwindigkeit zu erreichen.
Die Gegenstände können aber auch mit einer definierten Anfangsgeschwindigkeit in die Räume abgeworfen werden (Anspruch 6). Dies hat den Vorteil, daß ein kurzer Einbringweg realisiert werden kann.
Als Einrichtung zum Einbringen eignen sich zwei gegenläufig umlaufende, einen Gegenstand zwischen sich aufnehmende Riemen (Anspruch 10). Die Riemen halten einen Gegenstand und geben ihn zu einem vom ersten Einbringzeitpunkt abhängigen Zeitpunkt an einen Raum ab. Ist der Abstand zwischen den Riemen veränderbar (Anspruch 11), so können unterschiedlich breite Gegenstände von dieser Einrichtung eingebracht werden.
Als Einrichtung zum Einbringen kann auch eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit D-förmig umlaufenden Quersiegelbacken vorgesehen sein (Anspruch 16). Bei dieser Einrichtung können von der Schlauchbeutelmaschine gefertigte Beutel mit genau vorgegebener Abwurfgeschwindigkeit in kostengünstiger Weise direkt in die Räume eingebracht werden. Eine zusätzliche Einrichtung zum Einbringen entfällt gänzlich. Die Schlauchbeutel werden entlang eines geraden Weges der D-förmigen Backenbahn mit besonders genau vorgegebener Geschwindigkeit nach unten abgegeben.
Ist die Transporteinrichtung Teil eines Kartonierers (Anspruch 12), so können in vorteilhafter Weise Beutel in Kartons eingebracht werden. Die Kartons befinden sich in geöffnetem Zustand in den Räumen und werden in erfindungsgemäßer Weise mit Beuteln versehen. Ist die Transporteinrichtung ein Becherband (Anspruch 13), so bilden die Becher des Becherbandes die Räume.
Eine besonders hohe Positioniergenauigkeit ist möglich, wenn das Trägheitsmoment und die Längendehnung der Transporteinrichtung relativ niedrig sind. Dies wird erreicht, wenn als Transporteinrichtung ein umlaufender Zahnriemen mit äquidistant am Zahnriemen angeordneten Mitnehmern vorgesehen ist, und die Mitnehmer aus einem Leichtmetall, insbesondere einer Magnesiumlegierung bestehen (Anspruch 14). Ein Zahnriemen erfährt nach einer gewissen Betriebsdauer eine deutlich geringere Längendehnung als z. B. eine Transportkette. Durch das vergleichsweise geringe Gewicht ist der Zahnriemen mitsamt den Mitnehmern deutlich genauer positionierbar und es kann ein vergleichsweise leistungsschwächerer Antrieb, der wegen seiner guten Positionierbarkeit ein Servomotor sein sollte, verwendet werden.
Ist ein Sensor zum Erkennen eines zu befüllenden Raumes vorgesehen, und ist der Sensor mit der Steuereinrichtung verbunden (Anspruch 15), so kann ein erster Einbringzeitpunkt durch die Heranführung eines Raumes vom Sensor vorgegeben werden.
Ein besonders günstiger Einbringvorgang wird erreicht, wenn zusätzlich zu dem Einbringen bei verzögerter Transporteinrichtung die Räume vor einem Einbringvorgang vergrößert und nach dem Einbringvorgang wieder verkleinert werden (Anspruch 7, Anspruch 17). Dadurch wird ein relativ enges Einbringen vermieden und der Einbringvorgang ist viel sicherer. Das Verzögern der Transporteinrichtung und die Raumvergrößerung ergänzen sich in idealer Weise für einen Einbringvorgang.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 in einer Draufsicht eine Transporteinrichtung mit zwei gegenläufig angetriebe­ nen Zahnriemen, wobei an jedem Zahnriemen Mitnehmer angebracht sind, mit zwischen Mitnehmern befindlichen Gegenständen, und mit einer Steuerein­ richtung, die mit den Antrieben der Transporteinrichtung verbunden ist;
Fig. 2 in einer Seitenansicht auf einer Transporteinrichtung transportierte, oben offene Faltschachteln, in die Schlauchbeutel eingebracht werden sollen;
Fig. 3 in einem Diagramm die Geschwindigkeit einer Transporteinrichtung in Abhän­ gigkeit der Zeit;
Fig. 4 in einer Seitenansicht einen von einer Schlauchbeutelmaschine gespendeten Schlauchbeutel, der in eine bewegte Faltschachtel eingebracht werden soll;
Fig. 5 in einer Seitenansicht einen von zwei umlaufenden Riemen gehaltenen, befüll­ ten Schlauchbeutel, der in einen Raum eines Becherbandes eingebracht werden soll, sowie
Fig. 6 in einer Seitenansicht einem von einer Schlauchbeutelmaschine mit entlang D-Kurven umlaufenden Quersiegelbacken abgegebenen Schlauchbeutel, der in eine vorbeibewegte Faltschachtel eingebracht wird.
Bei einer Vorrichtung 1 zum Einbringen von Schlauchbeuteln in Räume 2 läuft eine Transporteinrichtung 3 ohne Stillstand um (Fig. 1). Die Transporteinrichtung 3 enthält zwei geschlossene Zahnriemen 4 mit äquidistant an den Zahnriemen 4 angeordneten Mitnehmern 5. Die Mitnehmer 5 bestehen aus einer Magnesiumlegierung und sind deshalb relativ leicht. Die Transporteinrichtung 3 hat ein relativ geringes Massenträgheitsmoment und kann somit in sehr kurzer Zeit auf eine höhere oder niedrigere Umlaufgeschwindigkeit gebracht werden.
Zwischen jeweils zwei Mitnehmern 5 wird eine oben offene Faltschachtel 6 transportiert, in deren inneren Raum 2 ein Schlauchbeutel eingebracht werden soll.
Die Zahnriemen 4 laufen um Zahnräder 7, 8 um. Die Zahnräder 7 werden von Antrieben 9 gegenläufig angetrieben. Die Antriebe 9 sind mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden. Die Steuereinrichtung 10 sorgt dafür, daß die Antriebe 9 in Abhängigkeit eines Einbringzeitpunktes die Transporteinrichtung 3 verzögern, so daß ein Schlauch­ beutel bei reduzierter Transportgeschwindigkeit in eine Faltschachtel 6 eingebracht werden kann. Nach zumindest einem teilweisen Einbringen des Schlauchbeutels in die Faltschachtel 6 zu einem bestimmten Einbringzeitpunkt wird durch ein weiteres Signal der Steuereinrichtung 10 die Transporteinrichtung 3 wieder beschleunigt. Dadurch ist die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung 3 während eines Einbringvorganges geringer als die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung außerhalb eines Einbringvorganges. Die Schlauchbeutel können sicher eingebracht werden, und die Transporteinrichtung hat eine relativ hohe Transportleistung. Dadurch, daß kein Stillstand der Transporteinrichtung 3 vorkommt, wird ein Anfahren aus einem Stillstand vermieden, und die Antriebe 9, die Servomotoren sind, können relativ leistungsarm und damit kostengünstig sein.
Die Steuereinrichtung 10 könnte auch zusätzlich zu der Reduzierung der Transportge­ schwindigkeit für eine Vergrößerung der Räume 2 vor einem Einbringen der Faltschachteln 6 in die Räume 2 und für eine Vergrößerung der Räume 2 nach einem erfolgten Einbringvorgang sorgen. Dadurch, daß die Faltschachteln 6 sowohl bei reduzierter Transportgeschwindigkeit als auch in vorübergehend vergrößerte Räume 2 eingebracht werden, ist ein sehr sicheres Einbringen auch bei sehr hoher durchschnittlicher Transportgeschwindigkeit möglich. Eine Raumveränderung erfolgt durch ein kurzzeitiges Nichtsynchronlaufen der beiden Antriebe 9.
Die Zahnräder 8 können in eine Spannrichtung 11 verstellt werden, um die Zahnriemenspannung zu verändern. Durch Versetzen der Zahnriemen 4 mitsamt den Zahnrädern 7, 8 in Richtung 12 können Gegenstände 13 mit einer anderen Breite transportiert werden.
Um die Schlauchbeutel 14 in die Faltschachteln 6 zu bringen, werden die Schlauchbeutel 14 in vertikaler Richtung nach unten dem freien Fall ausgesetzt (Fig. 2). Kurz vor dem Zusammentreffen von Schlauchbeutel 14 und Faltschachtel 6, zu einem Zeitpunkt t1 (Fig. 3) ist die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung 3 auf einen minimalen Wert Vmin reduziert worden, um ein sicheres Einbringen des Schlauch­ beutels 14 in die Faltschachtel 6 zu erreichen. Zu einem Zeitpunkt t2, bei dem sich der Schlauchbeutel 14 bereits teilweise in der Faltschachtel 6 befindet, und nicht mehr aus dieser herausfallen kann, wird die Geschwindigkeit V der Transporteinrichtung 3 wieder auf einen Maximalwert Vmax erhöht, um eine hohe mittlere Transportgeschwindigkeit zu erhalten. Der Wert Vmax kann konstant über eine gewisse Zeitdauer beibehalten werden (V2max) oder stetig erreicht werden (V1max). Dadurch, daß die Einbringgeschwindigkeit VE des Schlauchbeutels mindestens zehnmal größer als die Transportgeschwindigkeit Vmin der Transporteinrichtung 3 ist, erfolgt ein sicheres Einbringen. Dieses Verhältnis wird durch geeignete Wahl der Fallhöhe des Schlauch­ beutels 14 und der Geschwindigkeitsabsenkung der Transporteinrichtung auf den Wert Vmin erreicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird ein Schlauchbeutel 14 mit einer definierten Anfangsgeschwindigkeit VE von einer Quersiegelbacke 18 einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 16 (Fig. 6) nach unten abgeworfen, um in eine vorbeibewegte Faltschachtel 6 zu gelangen. Die Schlauchbeutelmaschine 16 ist als Einrichtung (17) zum Einbringen vorgesehen und weist gegenläufige Quersiegelbacken 18 auf, die entlang eines geraden Abschnitts 22 einer D-Kurve (19) einen Folienschlauch 20 quer verschweißen und mittels einer Trenneinrichtung 21 einen Schlauchbeutel 14 vom Folienschlauch 20 abtrennen. Infolge einer konstanten Abwärtsgeschwindigkeit von Folienschlauch 20 und Quersiegelbacken 18 entlang des geraden Abschnitts 22 ist die Einbringgeschwindigkeit VE im Zeitpunkt des Beutelab­ wurfs genau vorgegeben. Durch den zusätzlichen freien Fall nach dem erfolgten Abwurf wird die Einbringgeschwindigkeit noch auf einen höheren Wert gebracht. Dieser höhere Wert ist mehr als zehnmal so groß wie der reduzierte Wert Vmin der Transporteinrichtung 3.
Ein Sensor 23 erkennt eine ankommende Faltschachtel 6, und damit deren zu befüllenden Raum 2. Der Sensor 23 ist mit der Steuereinrichtung 10 verbunden. Somit wird der Steuereinrichtung 10 eine Information über den tatsächlichen Zeitpunkt der Heranführung einer Faltschachtel 6 gegeben, und der Beutelabwurf kann diesbezüglich geregelt werden. Die Transporteinrichtung 3 ist Teil eines Kartonierers 15.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird ein von den Quersiegelbacken 18 einer Schlauchbeutelmaschine abgegebener Schlauchbeutel 14 nach unten an eine Einrichtung 17 zum Einbringen übergeben. Die Einrichtung 17 weist zwei gegenläufig umlaufende, den Schlauchbeutel 14 zwischen sich aufnehmende Riemen 24 auf. Der Abstand zwischen den Riemen 24 ist einstellbar, um unterschiedlich breite Schlauchbeutel einbringen zu können.
Die Transporteinrichtung 3 ist ein Becherband 25. Der Innenraum der Becher 26 ist der Raum 2, in den ein Schlauchbeutel 14 einzubringen ist.
Ein von den Quersiegelbacken 18 abgegebener Schlauchbeutel 14 wird durch die relativ hohe Umlaufgeschwindigkeit der Riemen 24 zusätzlich beschleunigt und mit sehr großer Geschwindigkeit VE in den Raum 2 abgeworfen. Die Riemen 24 laufen mit konstanter Geschwindigkeit um. Sie könnten aber auch taktweise betrieben werden, wobei sie den Schlauchbeutel 14 zu einem von der Steuereinrichtung vorgegebenen Zeitpunkt abwerfen.
Bezugszeichenliste
1
Vorrichtung
2
Raum
3
Transporteinrichtung
4
Zahnriemen
5
Mitnehmer
6
Faltschachtel
7
,
8
Zahnrad
9
Antrieb
10
Steuereinrichtung
11
Spannrichtung
12
Richtung
13
Gegenstand
14
Schlauchbeutel
15
Kartonierer
16
Schlauchbeutelmaschine
17
Einrichtung zum Einbringen
18
Quersiegelbacke
19
D-Kurve
20
Folienschlauch
21
Trenneinrichtung
22
gerader Abschnitt
23
Sensor
24
Riemen
25
Becherband
26
Becher

Claims (17)

1. Verfahren zum Einbringen von Gegenständen, insbesondere Beutel, in eine be­ wegte, umlaufende Transporteinrichtung, wobei die Transporteinrichtung ohne Stillstand weiterbewegt wird, und die Gegenstände in vorgesehene Räume der Transporteinrichtung eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung (3) während des Einbringvorganges geringer als die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung (3) außerhalb eines Einbringvorganges ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringgeschwin­ digkeit (VE) mindestens zehnmal größer als die Transportgeschwindigkeit (v) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in horizontaler Richtung eingeschoben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (13) in vertikaler Richtung nach unten eingebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (13) dem freien Fall ausgesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (13) mit einer definierten Anfangsgeschwindigkeit abgeworfen werden.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Räume (2) vor einem Einbringvorgang vergrößert und nach dem Einbringvorgang wieder verkleinert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (13) direkt vor dem Einschiebe- bzw. Einbringvorgang eine parallel zur Transportgeschwindigkeit (v) ausgerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweisen.
9. Vorrichtung zum Einbringen von Gegenständen, insbesondere Beutel, in eine mittels eines Antriebs bewegte, umlaufende Transporteinrichtung, wobei die Transporteinrichtung ohne Stillstand umläuft, und an der Transporteinrichtung Räume zur Aufnahme der Gegenstände vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (10) mit dem Antrieb (9) verbunden ist, die in Abhängigkeit eines Einbringzeitpunktes die Transporteinrichtung (3) verzögert, und in Abhängigkeit eines weiteren Einbringzeitpunktes wieder beschleunigt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Transportein­ richtung (3) eine Einrichtung (17) zum Einbringen der Gegenstände (13) in die Räume (2) vorgesehen ist, und daß die Einrichtung (17) zwei gegenläufig umlaufende, einen Gegenstand (13) zwischen sich aufnehmende Riemen (24) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Riemen (24) veränderbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transporteinrichtung (3) Teil eines Kartonierers (15) ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transporteinrichtung (3) ein Becherband (25) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transporteinrichtung (3) einen umlaufenden Zahnriemen (4) mit äquidistant am Zahnriemen (4) angeordneten Mitnehmern (5) enthält, und daß die Mitnehmer aus einem Leichtmetall, insbesondere einer Magnesiumlegierung bestehen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Sensor (23) zum Erkennen eines zu befüllenden Raumes (2) vorgesehen ist, und daß der Sensor (23) mit der Steuereinrichtung (10) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Transportein­ richtung (3) eine Einrichtung (17) zum Einbringen vorgesehen ist, und daß die Einrichtung (17) eine vertikale Schlauchbeutelmaschine (16) mit D-förmig umlaufenden Quersiegelbacken (18) ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit eines Einbringzeitpunktes die Räume (2) vergrößert und in Abhängigkeit eines weiteren Einbringzeitpunktes wieder verkleinert.
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