DE202011109327U1

DE202011109327U1 - Vorrichtung zum Gruppieren von Verpackungen

Info

Publication number: DE202011109327U1
Application number: DE201120109327
Authority: DE
Original assignee: OLI SPEZIALANLAGEN GmbH; OLI-SPEZIALANLAGEN GmbH
Current assignee: OLI SPEZIALANLAGEN GmbH; OLI-SPEZIALANLAGEN GmbH
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2021-12-22

Abstract

Vorrichtung (1) zum Gruppieren von Verpackungen (2), insbesondere von mit Schüttgut befüllten Beuteln, wobei eine synchronisierte Bereitstellung mittels einer Transporteinrichtung nach einem durch eine nachgeordnete Wendestation (3) vorgegebenen Takt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung eine erste lineare Bewegungseinheit (B1) aufweist, die die liegenden Verpackungen (2) in zueinander unbestimmten Abständen mit der Geschwindigkeit (VB1) bewegt, und eine zweite lineare Bewegungseinheit (B2) aufweist, die der ersten Bewegungseinheit (B1) nachgeordnet ist und die liegenden Verpackungen (2) mit der Geschwindigkeit (VB2) bewegt, wobei das Verhältnis der Geschwindigkeiten (VB1) und (VB2) derart einstellbar ist, dass die Verpackungen (2) auf der zweiten Bewegungseinheit (B2) einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisen und der Wendestation (3) kontinuierlich zuführbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gruppieren von Verpackungen, insbesondere von mit Schüttgut befüllten Beuteln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere in der Lebensmittelindustrie sind Transporteinrichtungen bekannt, die eine automatische Handhabung von Verpackungen ermöglicht. Diese Verpackungen betreffen beispielsweise Beutel, in denen Fertiggerichte, Suppen- und Gewürzmischungen, vorgefertigte Speisen und dergleichen eingefüllt sind. Die Beutel oder Tüten werden zwischen verschiedenen Wendestationen automatisch bewegt, wobei innerhalb einer Transporteinrichtung eine Vielzahl von Beuteln oder Tüten zur gleichen Zeit bewegt werden. Vorliegend wird unter Beuteln sowohl ein einzelnes zu bewegendes Gut als auch eine Vielzahl von bewegten Gütern verstanden, die einer Wendestation bereitgestellt werden. Die Wendestation kann an einer Kommissionierstation vorgesehen sein, in der insbesondere eine vorgegebene Anzahl von liegenden Beuteln in einer Verpackung stehend kommissioniert werden.
Eine derartige intermittierende Vorrichtung zum Gruppieren von Beuteln ist beispielsweise in der EP 0700832 A2 beschrieben. Dabei liegen die Beutel schon bei der Gruppierung mit Druck aneinander an, was nicht immer wünschenswert ist, da der Inhalt der beutel verformt werden kann. Ein über vier Rollen geführtes Transportband ist von oben nach unten geführt. Dies ist ein aufwändiger und störanfälliger Mechanismus, der nur eine intermittierende Arbeitsweise mit dadurch beschränkter Taktung ermöglicht.
Hinsichtlich des Transportes der Beutel kann unterschieden werden zwischen einem unregelmäßigen, ungeordneten Transport der einzelnen Beutel und einem Transport, bei dem sich die Beutel in einer definierten Position oder einer definierten Bewegung befindet. Beispielsweise können die Beutel ungeordnet auf einem Band transportiert werden, ohne dass diese sowohl relativ zur Transportposition als auch betreffend die Positionen und Abstände der einzelnen Beutel untereinander definiert sind. Folglich stellt der Übergang einer ungeordneten Transportposition der Beutel in eine geordnete Transportposition, beispielsweise in ein Magazin, eine Aufgabe im Materialfluss dar, die häufig nur mit erhöhtem Aufwand zu lösen ist.
Aus dem Stand der Technik sind Staustrecken bekannt, die durch Stopper gebildet werden, gegen die Beutel gelangen und vorübergehend zum Stillstand kommen. Insbesondere sind hier intermittierende Systeme bekannt, d. h. Systeme bei denen die Beutel per Start/Stop zu einer Station gefördert werden. Befinden sich beispielsweise mehrere Güter auf einem Transportband, so können diese trotz der Weiterbewegung des Transportbandes gegen einen Stopper gelangen und sich auf dem durchlaufenden Transportband aufstauen. Eine derartige intermittierende Güterzufuhr verlangsamt den Prozess. Durch eine getaktete Bewegung des Stoppers können einzelne Güter zu einem bestimmbaren Zeitpunkt dem Weitertransport folgen, so dass im Ergebnis ein definierter Abstand von Beutel zu Beutel gebildet wird. Insbesondere bei der Handhabung von Tüten oder Beuteln im Bereich der lebensmittelverarbeitenden Industrie ist die Bildung von Staustrecken technisch häufig nicht umsetzbar. Die zeitgenaue Eintaktung der Güter in eine Wendestation stellt daher insbesondere bei beutel- oder tütenartigen Gütern eine besondere Herausforderung dar.
Aus der DE 40 22 349 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur Stapelbildung von Briefen, Zeitungen, Zeitschriften, Faltblättern, Karten, aber auch von Filmtüten und dergleichen dient. Bei dieser Vorrichtung stehen zwar die auf der Abstellfläche der Sammeleinrichtung abgestellten Teile unter einem gewissen Druck in Längsrichtung des Stapels, jedoch liegen während der Zufuhr zu der Sammeleinrichtung die zu gruppierenden Gegenstände lose in den Fächern des Transportbandes. Würde eine solche Vorrichtung zur Gruppierung von Beuteln verwendet, welche eine aus Einzelteilen bestehende Ware enthalten, beispielsweise Bonbons, dann würde sich die Ware auch dann, wenn sie beim Einführen der Beutel in die Fächer gleichmäßig im Beutel verteilt ist, vor Übergabe der Beutel an die Sammeleinrichtung im unteren Teil des Beutels sammeln, weil das Transportband von oben nach unten verlaufend an der Abstellfläche vorbeigeführt ist, um die Beutel stehend an die Sammeleinrichtung übergeben zu können.
Da bei der Gruppierung von Beuteln, deren aus Einzelteilen bestehende Ware möglichst gleichmäßig im Beutel verteilt sein soll, eine solche Ansammlung der Ware im unteren Teil des Beutels vor der Übergabe an die Sammeleinrichtung störend ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gruppierung von Beuteln zu schaffen, bei der die gleichmäßige Verteilung der in den Beuteln enthaltenen Ware zumindest bis zur Übergabe der Beutel an die Sammeleinrichtung aufrechterhalten wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur synchronisierten Bereitstellung von Verpackungen an einer Wendestation zu schaffen, die die vorgenannten Probleme des Standes der Technik überwinden, wobei die Vorrichtung einen einfachen Aufbau aufweisen soll und durch eine geringe Störanfälligkeit ausgezeichnet sein soll. Insbesondere soll eine kontinuierliche Bereitstellung von mit Schüttgut befüllten Beuteln mit hoher Geschwindigkeit an eine Wendestation und anschließend in eine Verpackung erfolgen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Transporteinrichtung eine erste Bewegungseinheit aufweist, die beispielsweise Beutel in zueinander unbestimmten Abständen mit der Geschwindigkeit VB1 bewegt, und ferner eine zweite Bewegungseinheit aufweist, die der ersten Bewegungseinheit nachgeordnet ist und die Beutel mit der Geschwindigkeit VB2 bewegt. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten VB1 und VB2 ist dabei derart dynamisch einstellbar, dass die Beutel auf der zweiten Bewegungseinheit gleich beabstandet zueinander ist und der Wendestation im vorgegebenen Takt zuführbar ist.
Hierdurch werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und ein kontinuierliches Bereitstellen von mit Schüttgut befüllten Beuteln mit hoher Geschwindigkeit zur Verfügung gestellt. Ferner wird durch die Erfindung ein System mit kompakter Bauform geschaffen, welches mechanisch einfach aufgebaut ist und an unterschiedliche Größen einfach anpassbar ist.
Die taktgenaue Bereitstellung von Beuteln wird durch die erfindungsgemäße Transporteinrichtung und die darauf folgende Wendestation ermöglicht. Die Transporteinrichtung umfasst wenigstens zwei Bewegungseinheiten, wobei die Beutel keinen definierten Abstand zueinander aufweisen, so dass die einzelnen Beutel in zueinander unterschiedlichen und unbestimmten Abständen mit oder auf der ersten Bewegungseinheit transportiert werden. Damit ist der Ausgangszustand der Beutel beschrieben, wobei die unregelmäßig angeordneten Beutel nachfolgend in ihrem Abstand untereinander gleichgeordnet werden.
Diese Gleichordnung erfolgt durch eine zweite Bewegungseinheit, die der ersten Bewegungseinheit nachgeordnet ist. Folglich werden die Beutel von der ersten Bewegungseinheit an die zweite Bewegungseinheit übergeben. Die zweite Bewegungseinheit wird mit einer Geschwindigkeit betrieben, die in ein bestimmtes Verhältnis zur Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit gesetzt wird.
Das Verhältnis der Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit relativ zur Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit wird derart dynamisch eingestellt, dass die Beutel auf der zweiten Bewegungseinheit gleich beabstandet zueinander ist und der Wendestation im vorgegebenen Takt zuführbar ist. Die dynamische Einstellung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten erfolgt in Abhängigkeit jedes einzelnen Abstandes zwischen zwei Beuteln, die sich noch in oder auf der ersten Bewegungseinheit befinden. Durch die unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten der beiden Bewegungseinheiten kann ein undefinierter Abstand zwischen zwei Beuteln in einen definierten Abstand überführt werden. Daher erfolgt die dynamische Einstellung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten für jeden Abstand zwischen zwei Beuteln separat. Im Ergebnis ist eine taktgenaue Bereitstellung von einzelnen nicht mit Druck aufeinanderliegenden Beuteln an der Wendestation möglich, da über das Weg-Zeit-Gesetz mit bekanntem Abstand zwischen zwei Beuteln ein definiertes und vorgegebenes Verhältnis zum Zeittakt über eine Geschwindigkeitsregelung der zweiten Bewegungseinheit ermöglicht ist, ohne eine Staustrecke zu bilden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wendestation mehrere starre Aufnahmefächer zur Aufnahme jeweils eines Beutels aufweist. Dies ermöglicht eine die Beutel schonende, schnelle und kontinuierliche Beschickung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wendestation als Wenderad mit zumindest fünf Aufnahmefächern, vorzugsweise acht Aufnahmefächern vorgesehen ist. Hierdurch lassen sich hohe Taktraten realisieren. Dabei ist die Anzahl der Aufnahmefächer von der Form, Art und Größe der Beutel und deren Inhalts sowie dem Durchmesser des Wenderads abhängig.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wendestation aus zwei oder mehreren parallel angeordneten und voneinander beabstandeten Kreisscheiben gebildet ist, in deren Kreissegmenten Ausnehmungen als Aufnahmefächer vorgesehen sind. Dies erlaubt eine einfache Montage und ermöglicht das Hineinragen der Bewegungseinrichtung in das Wenderad oder beispielsweise das Hineinragen des Wenderads in den Ablagetisch.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmefächer als Schlitze mit im wesentlichen gleichbleibender Schlitzbreite ausgebildet sind. Hierdurch wird der Beutelinhalt im Aufnahmefach nicht zusammengedrückt.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmefächer als Schlitze mit sich verringernder Schlitzbreite, beispielsweise konisch oder hallinsenförmig ausgebildet sind. Dies kann hilfreich sein, um das Absinken des Schüttguts in den Beuteln beim senkrecht stellen zu verhindern.
Noch eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wendestation aus Metall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, oder einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyamid, hergestellt ist. Hierdurch wird eine leichte aber robuste kostengünstig herstellbare Lösung bereitgestellt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Transporteinrichtung bewegt die erste Bewegungseinheit die Beutel mit einer konstanten Geschwindigkeit, so dass die Einstellbarkeit des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der ersten sowie der zweiten Bewegungseinheit über eine dynamische Änderung der Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit erfolgt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die zweite Bewegungseinheit mit einer konstanten Geschwindigkeit zu betreiben, so dass die Einstellbarkeit des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der ersten und der zweiten Bewegungseinheit über eine dynamische Änderung der Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit erfolgt.
Eine mögliche Ausführungsform der ersten und/oder der zweiten Bewegungseinheit kann ein Transportband umfassen, auf dem der Beutel zum Transport aufliegt. Beispielsweise kommen hier Zuweisungssysteme zur Anwendung, die bei hohen Taktgeschwindigkeiten von 180 bis 500 Beuteln pro Minute ggf. Oberläufer oder Andruckrollen aufweisen könne, um Schlupf zu verhindern. Jedoch können die Bewegungseinheiten jede weitere bekannte Form von Transportmitteln umfassen, so dass diese beispielsweise Unterdruckgreifer besitzen können oder die Beutel in sonstiger Weise greifen oder transportieren.
Das Beutel werden über eine vorgeordnete Bewegungseinheit an die erste Bewegungseinheit überführt, die ebenfalls als Transportband ausgebildet sein kann. Dabei weist die vorgeordnete Bewegungseinheit eine Geschwindigkeit auf, die kleiner ist als die Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung. Damit wird sichergestellt, dass sich im Übergang zwischen der vorgeordneten Bewegungseinheit und der ersten Bewegungseinheit kein Stau an Beuteln bilden kann, da dieses im Übergang von der vorgeordneten zur ersten Bewegungseinheit beschleunigt wird.
Die Beutel müssen zur Einhaltung des vorgegebenen Taktes mit einem festen Abstand X_soll zueinander mit der zweiten Bewegungseinheit der Wendestation zugeführt werden. Entspricht der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln auf der ersten Bewegungseinheit dem vorgegebenen festen Abstand X_soll, so entspricht die Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit der Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit. Eine Änderung des Abstandes ist folglich nicht erforderlich, so dass bei gleicher Geschwindigkeit beider Bewegungseinheiten die Beutel ohne Änderung ihres Abstandes zueinander von der ersten Bewegungseinheit an die zweite Bewegungseinheit überführt werden.
Ist der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln auf der ersten Bewegungseinheit größer als der feste Abstand X_soll so wird die Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit größer als die Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit eingestellt. Im Ergebnis wird der tatsächliche Abstand verkleinert, wobei die Differenz der Betriebsgeschwindigkeiten der Bewegungseinheiten über eine bestimmte Zeit in einer bestimmten Höhe eingestellt wird, bis sich der tatsächliche Abstand X_ist dem geforderten festen Abstand X_soll angleicht. Im Ergebnis erfolgt eine Verdichtung der Beutelfolge, so dass bei dynamischer Regelung alle auf der zweiten Bewegungseinheit befindlichen Beutel den gleichen Abstand zueinander aufweisen, der dem festen Abstand X_soll entspricht.
Entspricht der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln auf der ersten Bewegungseinheit einem Abstand, der kleiner als der feste Abstand X_soll ist, so wird die Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit gegenüber der Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit temporär verringert. Im Ergebnis wird der Abstand zwischen den Beuteln, die einerseits auf der ersten Bewegungseinheit und andererseits auf der zweiten Bewegungseinheit aufliegen, auseinandergezogen, bis der tatsächliche Abstand X_ist dem geforderten festen Abstand X_soll entspricht. Die Änderung der Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit wird für jeden einzelnen Abstand zwischen zwei Beuteln vorgenommen, so dass sich die Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit kontinuierlich und dynamisch ändert.
Die erfindungsgemäße Transporteinrichtung umfasst eine dritte Bewegungseinheit, die zwischen der zweiten Bewegungseinheit und der Wendestation angeordnet ist, um eine Synchronisation zwischen dem Beutel und der Wendestation zu schaffen. Die Synchronisation erfolgt dabei zwischen dem vorgegebenen Takt der Wendestation und der dynamischen Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit, wobei durch den festen Abstand X_soll der einzelnen Beutel untereinander die taktgenaue Übergabe der Beutels an die Wendestation lediglich durch eine dynamische Geschwindigkeitsregelung der dritten Bewegungseinheit ermöglicht ist.
In den Beuteln kann ein Inhalt aus dem Warenbereich der Lebensmittel aufgenommen sein. Insbesondere seien Fertiggerichte, Tütensuppen oder dergleichen genannt, die sowohl eine Vielzahl von Arbeitsstationen durchlaufen als auch durch eine Wendestation zu ihrer Kommissionierung erreichen müssen, um eine vorgegebene Anzahl von einzelnen insbesondere liegenden Beuteln oder Tüten in stehend einen Karton, z. B. eine Displayverpackung zu verpacken. Dabei ist es erforderlich, den Beutel oder die Tüte in der Lage zu ändern, so dass die Wendestation bzw. Aufrichtstation für die Beutel vorgesehen ist. Zur Aufnahme der insbesondere liegenden Beutel oder Tüten in der Wendestation kann diese taschenartige Aufnahmefächer aufweisen. In einer im wesentlichen kreisförmigen Wendestation können dabei beispielsweise sechs bis ach starre Aufnahmefächer vorgesehen sein. Im Anschluss an die Wendestation kann eine vierte Bewegungseinheit zum Weitertransport der in einen Karton aufgenommenen gewendeten Tüten oder Beutel vorgesehen sein.
Zur Erfassung der Position der Beutels auf der ersten Bewegungseinheit ist ein erster Sensor vorgesehen, der beispielsweise als optischer, magnetischer oder induktiver Sensor ausgeführt sein kann. Insbesondere sind Infrarot- oder UV-Sensoren mögliche Ausführungsformen, wobei auch ein taktiler Sensor zur Detektion der Position des Beuteles auf dem ersten Band verwendet werden kann. Ein zweiter Sensor kann zur Bestimmung der Position der Beutel auf der zweiten oder dritten Bewegungseinheit vorgesehen sein. Mit dem ersten Sensor ist der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei Beuteln detektierbar, wobei der zweite Sensor zur Steuerung der Synchronisation der dritten Bewegungseinheit die Position der Beutels auf der dritten Bewegungseinheit detektiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Bewegungseinheiten mittels jeweils zugeordneter Servomotoren betreibbar, wobei der Betrieb über eine zentrale Steuerung erfolgt. Ferner sind die Sensoren mit der Steuerung verbunden, um die jeweiligen Positionen als Eingangsgröße zur Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit der Servomotoren bereitzustellen. Dabei handelt es sich um einen positionierbaren Antrieb.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Eintakten von Beuteln in eine Wendestation, wobei die Transporteinrichtung mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Bewegungseinheit ausgestattet wird, die mit den erfindungsgemäß definierten Geschwindigkeiten betrieben werden. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren derart dynamisch gesteuert, dass die Beutel auf der zweiten Bewegungseinheit einen gleichen Abstand zueinander einnehmen und anschließend der Wendestation im vorgegebenen Takt zugeführt werden können. Folglich betrifft das Verfahren ein Steuerungsverfahren zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Transporteinrichtung unter Verwendung der voranstehend beschriebenen Vorrichtung.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung von Beutel an eine Wendestation;
2 eine perspektivische Ansicht eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit einer dritten Bewegungseinheit und einer Wendestation.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 1 dient zur genauen Eintaktung von Beutel 2 in eine Wendestation 3. Hierfür besitzt die Wendestation 3 Aufnahmefächer 4, die zur Aufnahme der Beutel 2 ausgebildet sind, wobei die Beutel 2 durch die Rotation der Wendestation 3 ihre Lage um etwa 90° ändern. Die Wendestation 3 dreht mit einer gleich bleibenden Geschwindigkeit, wobei die Aufnahmefächer 4 in gleichem Abstand über den Umfang der Wendestation 3 verteilt sind. Folglich ist eine definierte Eintaktung der Beutel 2 in die Aufnahmefächer 4 erforderlich, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ermöglicht ist. Daher wird im Folgenden der Fluss der Beutel 2 genauer beschrieben.
Die Beutel 2 werden mit einer vorgeordneten Bewegungseinheit B0 der Vorrichtung 1 zugeführt. Die vorgeordnete Bewegungseinheit B0 bewegt die Beutel 2 mit der Geschwindigkeit VB0. Die Bewegungseinheiten B0, B1, B2 und B3 sind als Transportbänder ausgeführt, deren Laufrichtung durch Pfeile angedeutet ist. Folglich bewegt sich die vorgeordnete Bewegungseinheit B0 mit der Geschwindigkeit VB0, die erste Bewegungseinheit B1 mit der Geschwindigkeit VB1, die zweite Bewegungseinheit B2 mit der Geschwindigkeit VB2 und die dritte Bewegungseinheit B3 mit der Geschwindigkeit VB3.
Die Beutel 2 befindet sich auf der vorgeordneten Bewegungseinheit B0 in einem ungeordneten, chaotischen Zustand. Beim Übergang von der vorgeordneten Bewegungseinheit B0 zur ersten Bewegungseinheit B1 werden die Beutel 2 beschleunigt, indem die Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit VB1 größer gewählt wird als die Geschwindigkeit VB0 der vorgeordneten Bewegungseinheit B0. Damit wird zunächst sichergestellt, dass die Beutel 2 vereinzelt werden. Durch die Beschleunigung der Beutel 2 entsteht ein umdefinierter Abstand zwischen den Beuteln 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1, so dass die Beutel 2 einen tatsächlichen Abstand X_ist zueinander aufweisen, der von Beutel 2 zu Beutel 2 unterschiedlich groß ist. Durch einen ersten Sensor 6 wird die Position der Beutel 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1 erfasst. Der ersten Bewegungseinheit B1 folgt die zweite Bewegungseinheit B2, an die die Beutel 2 übergeben werden.
Die Geschwindigkeit VB2 der zweiten Bewegungseinheit B2 wird dabei der Geschwindigkeit VB1 der ersten Bewegungseinheit B1 derart dynamisch in ein Verhältnis gesetzt, dass der Abstand der Beutel X_ist auf der ersten Bewegungseinheit dem geforderten festen Abstand X_soll auf der zweiten Bewegungseinheit B2 überführt wird. Der feste Abstand X_soll ist notwendig, um die Einhaltung des vorgegebenen Taktes der Eintaktung der Beutel 2 in die Wendestation 3 einzuhalten. Wenn der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1 gleich dem festen Abstand X_soll ist, wird die Geschwindigkeit VB2 der zweiten Bewegungseinheit B2 der Geschwindigkeit VB1 der ersten Bewegungseinheit B1 angepasst. Folglich entsteht im Übergang der Beutel 2 von der ersten Bewegungseinheit B1 auf die zweite Bewegungseinheit B2 keine Änderung des Abstandes. Wenn jedoch der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1 größer als der feste Abstand X_soll ist, wird die Geschwindigkeit VB1 der ersten Bewegungseinheit B1 größer als die Geschwindigkeit VB2 der zweiten Bewegungseinheit B2 eingestellt.
Im dritten Fall ist der tatsächliche Abstand X_ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beuteln auf der ersten Bewegungseinheit B1 kleiner als der feste Abstand X_soll, so dass die Geschwindigkeit VB1 der ersten Bewegungseinheit B1 kleiner als die Geschwindigkeit VB2 der zweiten Bewegungseinheit B2 ist. Im Ergebnis weist die Beutel 2 während des Transportes auf der zweiten Bewegungseinheit B2 einen jeweils gleichen Abstand X_soll zueinander auf, so dass eine Eintaktung der Beutel 2 in die Aufnahmefächer 4 der mit fester Geschwindigkeit rotierenden Wendestation 3 eingetaktet werden können.
Der zweiten Bewegungseinheit B2 folgt eine dritte Bewegungseinheit B3, die die Beutel mit der Geschwindigkeit VB3 bewegt. Die dritte Bewegungseinheit B3 dient der Synchronisation zwischen dem Beutel 2 und der Wendestation 3, um die dynamische Änderung der Geschwindigkeit VB2 der zweiten Bewegungseinheit B2 und der konstanten Rotation der Wendestation 3 und damit der Aufnahmefächer 4 auszugleichen. Zur Bestimmung der Position der Beutel 2 auf der dritten Bewegungseinheit B3 ist ein zweiter Sensor 7 vorgesehen, der wie auch der Sensor 6 zur Detektion der Abstände X_ist der Beutel 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1 dient.
Die Bewegungseinheiten B1, B2 und B3 sind durch zugeordnete Servomotoren betrieben, wobei die erste Bewegungseinheit B2 mit einem ersten Servomotor M1, die zweite Bewegungseinheit B mit einem zweiten Servomotor M2 und die dritte Bewegungseinheit B3 mit dem dritten Servomotor M3 betrieben wird.
Die Sensoren 6 und 7 sowie die Servomotoren M1, M2 und M3 sind mit einer Steuerung 5 verbunden. Diese ermöglicht eine dynamische Ansteuerung der Geschwindigkeiten der Servomotoren M1, M2 und M3 in Abhängigkeit der Messsignale der Sensoren 6 und 7. Wird über den ersten Sensor 6 der tatsächliche Abstand X_ist der Beutel 2 auf der ersten Bewegungseinheit B1 bestimmt, kann über einen Algorithmus die Differenz zwischen X_soll und X_ist berechnet werden. Über das Weg-Zeit-Gesetz kann die Betriebsgeschwindigkeit des zweiten Servomotors M2 gegenüber dem ersten Servomotor M1 derart geändert werden, dass der Abstand X_ist in den Abstand X_soll zwischen zwei Beuteln 2 überführt wird. Ebenso ermöglicht der Betrieb des dritten Servomotors M3 abhängig vom Messsignal des zweiten Sensors 7 eine dynamische Änderung der Geschwindigkeit VB3 der dritten Bewegungseinheit B3, um den Beutel 2 taktgenau in die Aufnahmefächer 4 der Wendestation 3 einzutakten.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit einer dritten Bewegungseinheit B3 und einer Wendestation 3. Dabei führt die als Förderband ausgebildete lineare Bewegungseinheit B3 die darauf flach liegenden (nicht gezeigten) Beutel an die als Wenderad ausgebildete Wendestation 3 heran. Die Beutel passieren dabei den zweiten Sensor 7. Die Wendestation besteht im wesentlichen aus zwei parallel angeordneten Kreisscheiben 11, die voneinander um die Breite der Bewegungseinheit B3 beabstandet sind, so dass diese in die Wendestation 3 hineinreichen kann. Die Wendestation weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs in den oberen Kreissegmenten angeordnete Aufnahmefächer 4 auf, die als schlitzförmige Aussparungen mit gleichbleibender Schlitzbreite ausgebildet sind. Die Wendestation ist auf einer Welle angebracht, die in einem Lager 9 am Untergestell 12 gelagert ist. Der Antrieb der Bewegungseinheiten erfolgt im vorliegenden Beispiel mittels Riementrieb 10 und Servomotor.
Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die flach liegenden Beutel mittels linearer Bewegungseinheiten (B3) kontinuierlich an dem Sensor 7 vorbei in die Wendestation 3 hineingeführt, und einzeln in die jeweiligen Aufnahmefächer gefördert. Durch die Umdrehung der Wendestation 3 werden die Beutel um ca. 90° gedreht und stehend auf den Ablagetisch 8, der in das Wenderad hineinragt, oder eine darauf aufgestellte Verpackung abgelegt. Durch den kontinuierlichen Vorgang lassen sich Taktungen von bis zu 300 Beutel/Minute erreichen. Dabei wird das in den Beuteln aufbewahrte Schüttgut schonend behandelt und bleibt in den Beuteln gleichmäßig verteilt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Beutel
3: Wendestation
4: Aufnahmefach
5: Steuerung
6: erster Sensor
7: zweiter Sensor
8: Ablagetisch
9: Lager
10: Riementrieb
11: Kreisscheibe
12: Untergestell
B0: vorgeordnete Bewegungseinheit
B1: erste Bewegungseinheit
B2: zweite Bewegungseinheit
B3: dritte Bewegungseinheit
M1: erster Servomotor
M2: zweiter Servomotor
M3: dritter Servomotor
VB0: Geschwindigkeit der vorgeordneten Bewegungseinheit
VB1: Geschwindigkeit der ersten Bewegungseinheit
VB2: Geschwindigkeit der zweiten Bewegungseinheit
VB3: Geschwindigkeit der dritten Bewegungseinheit
X_ist: tatsächlicher Abstand zwischen dem Beutel
K_soll: fester Abstand zwischen dem Beutel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0700832 A2 [0003]
DE 4022349 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung (1) zum Gruppieren von Verpackungen (2), insbesondere von mit Schüttgut befüllten Beuteln, wobei eine synchronisierte Bereitstellung mittels einer Transporteinrichtung nach einem durch eine nachgeordnete Wendestation (3) vorgegebenen Takt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung eine erste lineare Bewegungseinheit (B1) aufweist, die die liegenden Verpackungen (2) in zueinander unbestimmten Abständen mit der Geschwindigkeit (VB1) bewegt, und eine zweite lineare Bewegungseinheit (B2) aufweist, die der ersten Bewegungseinheit (B1) nachgeordnet ist und die liegenden Verpackungen (2) mit der Geschwindigkeit (VB2) bewegt, wobei das Verhältnis der Geschwindigkeiten (VB1) und (VB2) derart einstellbar ist, dass die Verpackungen (2) auf der zweiten Bewegungseinheit (B2) einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisen und der Wendestation (3) kontinuierlich zuführbar sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendestation (3) mehrere starre Aufnahmefächer (4) zur Aufnahme jeweils eines Beutels (2) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendestation (3) als Wenderad mit zumindest fünf Aufnahmefächern (4), vorzugsweise acht Aufnahmefächern (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendestation aus zwei oder mehreren parallel angeordneten und voneinander beabstandeten Kreisscheiben gebildet ist, in deren Kreissegmenten Ausnehmungen als Aufnahmefächer (4) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefächer (4) als Schlitze mit im wesentlichen gleichbleibender Schlitzbreite ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefächer (4) als Schlitze mit sich verringernder Schlitzbreite ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendestation aus Metall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, oder einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyamid, hergestellt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungseinheit (B1) die Verpackungen (2) mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt und die Einstellbarkeit des Verhältnisses der ersten Geschwindigkeiten (VB1) und der zweiten Geschwindigkeit (VB2) über eine dynamische Änderung der ersten Geschwindigkeit (VB1) der ersten Bewegungseinheit (B1) und/oder der zweiten Geschwindigkeit (VB2) der zweiten Bewegungseinheit (B2) erfolgt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungseinheit (B1) und/oder die zweite Bewegungseinheit (B2) als Transportband (B1) und (B2) ausgebildet ist, auf denen die Verpackung (2) zum Transport aufliegt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der ersten Bewegungseinheit (B1) eine weitere vorgeordnete Bewegungseinheit (B0) angeordnet ist, über die die Verpackungen (2) an die erste Bewegungseinheit (B1) überführbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgeordnete Bewegungseinheit (B0) eine Geschwindigkeit (VB0) aufweist, wobei die Geschwindigkeit (VB1) der ersten Bewegungseinheit (B1) größer ist als die Geschwindigkeit (VB0) der vorgeordneten Bewegungseinheit (B0).
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungen (2) zur Einhaltung des vorgegebenen Taktes in einem festen Abstand (X_soll) zueinander mit der zweiten Bewegungseinheit (B2) der Wendestation (3) zuführbar sind, wobei die Geschwindigkeit (VB1) der ersten Bewegungseinheit (B1) gleich der Geschwindigkeit (VB2) der zweiten Bewegungseinheit (B2) ist, wenn der tatsächliche Abstand (X_ist) zwischen zwei aufeinander folgenden Verpackungen (2) auf der ersten Bewegungseinheit (B1) gleich dem festen Abstand (X_soll) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (VB1) der ersten Bewegungseinheit (B1) größer als die Geschwindigkeit (VB2) der zweiten Bewegungseinheit (B2) ist, wenn der tatsächliche Abstand (X_ist) zwischen zwei aufeinander folgenden Beuteln (2) auf der ersten Bewegungseinheit (B1) größer als der feste Abstand (X_soll) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (VB1) der ersten Bewegungseinheit (B1) kleiner als die Geschwindigkeit (VB2) der zweiten Bewegungseinheit (B2) ist, wenn der tatsächliche Abstand (X_ist) zwischen zwei aufeinander folgenden Verpackungen (2) auf der ersten Bewegungseinheit (B1) kleiner als der feste Abstand (X_soll) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Bewegungseinheit (B3) vorgesehen ist, die zwischen der zweiten Bewegungseinheit (B2) und der Wendestation (3) angeordnet ist, um eine Synchronisation zwischen der Verpackung (2) und der Wendestation (3) zu schaffen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sensor (6) vorgesehen ist, um die Position der Verpackung (2) auf der ersten Bewegungseinheit (B1) zu detektieren.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Sensor (7) vorgesehen ist, um die Position der Verpackung (2) auf der dritten Bewegungseinheit (B3) zu detektieren.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheiten (B1, B2, B3) mittels jeweils zugeordneter Servomotoren (M1, M2, M3) betrieben sind, wobei der Betrieb über eine zentrale Steuerung (5) erfolgt.