DE3717146C2 - Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung, insbesondere in einer Produktionsanlage für Zigarettenpäckchen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Austrittsvorrichtung ist aus der US-PS 3 899 863 bekannt. Bei dieser übernimmt der Längsförderer schrittweise von einem Einwickelrad die Päckchen und übergibt sie einem Übertragungsrad, dem eine Weiche nachgeschaltet ist, über die fehlerhafte Päckchen ausgesondert werden können. Diese bekannte Vorrichtung erlaubt im Bereich des Übertragungsrades keine präzise Positionskontrolle der Päckchen. Wegen der dichten Aneinanderreihung der Päckchen auf dem Förderer, der dem Übertragungsrad vorgeschaltet ist, sind Qualitätskontrollen an den Päckchen während des Vorschubs nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich.

Die GB-OS 2 134 870 betrifft eine ähnliche Vorrichtung mit einem Einwickelrad für die Herstellung von Zigarettenpäckchen, welche anschließend rechtwinklig zur Drehachse des Einwickelrades einem Übertragungsrad zugeführt werden, dessen Achse parallel zur Förderrichtung auf dem vorgeschalteten Linearförderer verläuft. Sensoren zum Prüfen der Päckchen oder Mittel zur Steuerung der Förderer sind nicht erläutert.

Gegenstand der GB-OS 2 140 268 ist eine Vorrichtung zum Rollen und Schneiden von Zigaretten, bei der ein Messer zum Ablängen der Zigaretten in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Zigarettenstranges gesteuert wird, um gleichbleibende Zigarettenlängen zu erzielen.

Aus der DE-PS 33 47 457 ist eine Überwachungsvorrichtung für Sensoren an Fließbändern bekannt, die dazu dienen, die Anwesenheit von hergestellten Gegenständen, beispielsweise Zigarettenpäckchen, festzustellen. Eine Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit für diese Gegenstände ist nicht vorgesehen, vielmehr steuern die Sensoren, beispielsweise Photosensoren, bei Betriebsfehlern nachgeordnete Stationen im Sinne eines Anhaltens oder Ablenkens oder Alarmvorrichtungen, ohne dabei die Fördergeschwindigkeit zu beeinflussen.

Die FR-OS 2 452 117 hat einen pneumatischen Sensor zum Gegenstand, der das Vorhandensein eines Produktes erfaßt. Das Produkt liegt hierbei im Strömungsweg zwischen einer Düse und einem Empfänger.

Die GB-OS 2 161 781 beschreibt schließlich eine Vorrichtung zur Kontrolle von Zigarettenpäckchen mit Hilfe von Photozellen, um fehlerhafte Päckchen aussondern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austrittsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, an den Päckchen während der Übertragung von dem Förderer zu einer anschließenden Bearbeitungsmaschine problemlos Qualitätskontrollen vorzunehmen, wobei mit einfachen Mitteln verhindert wird, daß bei der Übergabe der Päckchen vom Förderer auf das Übertragungsrad Beschädigungen an den Päckchen verursacht werden.

Bei einer Austrittsvorrichtung der angegebenen Gattung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind, in welchen

Abb. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Austrittsvorrichtung einer Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung ist,

Abb. 2 zeigt im Schnitt und in vergrößerter Form ein Detail aus der Abb. 1;

Abb. 3 ist ein Blockschema der Vorrichtung aus Abb. 1;

Abb. 4 ist ein Schema einer möglichen Ausführungsvariante der Abtastmittel.

In der Abb. 1 ist mit 1 in ihrer Gesamtheit einer Ver­ packungsmaschine für Zigaretten bezeichnet, von der ein Ab­ schnitt aus einer Austrittsvorrichtung 2 besteht, die ein Ge­ häuse 3 aufweist, welches seitlich mit einem horizontalen Tisch 4 versehen ist, an dem entlang sich ein Förderer 5 für die Zigarettenpäckchen 6 erstreckt. Der Förderer 5 hat zwei Bandförderer 7 und 8, deren Bänder 9 jeweils um vertikale Rollen 10 laufen sowie um eine vertikale Antriebsrolle 11 und die zusammen einen auf der Unterseite durch die Oberfläche des Tisches 4 abgegrenzten Kanal 12 bilden, in dem die Päckchen 6 schrittweise und im Kontakt miteinander in der durch einen Pfeil 13 angezeigten Richtung weitergeleitet wer­ den.

In einer einem Ende des Tisches 4 zugewandten Position ist im Anschluß an den Förderer 5 in Richtung des Pfeiles 13 ein Übertragungs- und Ausstoßrad 14 angeordnet, aufgezogen auf eine Antriebswelle 15, die drehbar von dem Gehäuse 3 getragen wird und eine parallel zu dem Pfeil 13 angeordnete Achse auf­ weist.

Das Rad 14 bildet ein Mittel zum Übertragen, das dazu dient, die Päckchen 6 von dem Förderer 5 zu entladen, und wird im wesentlichen von einer flachen Scheibe 16 gebildet, die auf die Welle 15 aufgezogen ist und eine Mehrzahl von umlaufen­ den Sitzen oder Fenstern 17 aufweist, die gleichmäßig um die Welle 15 verteilt sind und jeweils grundsätzlich Form und Ab­ messungen haben, die denen des Schnittes eines Päckchen 6 entsprechen und die nach einer rechtwinklig zu dem Pfeil 13 verlaufenden Ebene eingearbeitet sind. Die Scheibe 16 wird durch die Welle 15 in eine schrittweise Umdrehung versetzt, und zwar in einer durch den Pfeil 18 angezeigten Richtung mit einem Vorschub in Winkelschritten mit einer Weite, die dem Winkel zwischen zwei nebeneinanderliegenden Fenstern 17 ent­ spricht. Außerdem ist der zwischen dem Mittelpunkt eines jeden Fensters 17 und der Achse der Welle 15 vorhandene Ab­ stand derselbe wie der zwischen der Achse der Welle 15 und der mittleren Längsachse des Kanals 12 vorhande­ ne Abstand. Wenn folglich anfangs die Scheibe 16 in eine sol­ che Winkelposition gebracht wird, daß ein Fenster 17 dem Austrittsende des Kanals 12 zugewandt ist, ist es möglich, bei jedem anschließenden Schritt ein nächstes Fen­ ster 17 zu dem Austrittsende des Kanals 12 ausgerich­ tet anzuordnen.

Von dem Ende des Tisches 4, angrenzend an das Austritts­ ende des Kanals 12, erstreckt sich axial nach außen ein An­ satz 19, der sich außerhalb des umlaufenden Randes der Scheibe 16 befindet und an seinem freien Ende eine Stange 20 trägt, die sich quer zu dem Pfeil 13 erstreckt und der Oberfläche der Scheibe 16 zugewandt ist, die auf der anderen Seite der dem Gehäuse 3 zugewandten Oberfläche liegt. Die Stange 20 und das Gehäuse 3 tragen Abschirmungen 21 und 22, die bezüglich der Scheibe 16 auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, um im wesentli­ chen den Teil der Scheibe 16 zu verkleiden, der über die Oberfläche des Tisches 4 herausragt. Die Abschirmungen 21 und 22 bilden um die Welle 15 herum einen im wesentli­ chen halbkreisförmigen Kanal 23, dessen Weite im wesentlichen mit der Stärke der Päckchen 6 in Richtung des Pfeiles 13 übereinstimmt.

Die Abschirmung 22 weist ein Fenster 24 auf, das dem Kanal 12 zugewandt ist und grundsätzlich die gleichen Ab­ messungen und Form aufweist wie die Fenster 17 und eine Zugangsöffnung zu dem Kanal 23 bildet.

Der Kanal 23 erstreckt sich entlang einer Mehrzahl von Ar­ beitsstationen, zu denen die mit 25 bezeichneten Abtaststationen gehören, von denen hier nur zwei dargestellt sind. In jeder ist ein Abtastelement 26 angeordnet, das dazu dient, bestimmte Eigenschaften der Päckchen 6 zu erfassen und eventuell das Auslösen eines Ausstoßelementes 27 einer Aus­ wurfstation 28 zu befehlen, die an dem umlaufenden Rand der Scheibe 16 unterhalb der Stange 20 angeordnet ist, und das Auslösen eines Schubelementes 29 einer Entladestation 30 zu verhindern.

Die Entladestation 30 ist im Bereich des Rands der Scheibe 16 angeordnet, und zwar in einer zu dem Fenster 24 diametral entgegengesetzten Position sowie in einer Posi­ tion, die dem Eintrittsende eines Förderers 31 zugewandt ist, der sich in einer rechtwinklig zu dem Pfeil 13 verlaufenden Richtung erstreckt und von der Stange 20 in ei­ ner der Seite der Scheibe 16 zugewandten Position getra­ gen wird, die entgegengesetzt zu der dem Gehäuse 3 zuge­ wandten Seite liegt.

Nach dem, was in der Abb. 1 und insbesondere in der Abb. 2 dargestellt ist, ist entlang dem Kanal 12 und im Kontakt mit den oberen Enden einiger in dem Kanal 12 angeordneter Päckchen 6 eine Druckplatte 32 angeord­ net, die auf eine nicht gezeigte Weise von dem Gehäuse 3 ge­ tragen wird und eine durchgehende Bohrung 33 aufweist, zu der koaxial ein normalerweise im Handel befindlicher Fühler oder Sensor 35 bekannter Art arbeitet, der ober­ halb der Platte 32 angeordnet und ebenfalls auf nicht gezeig­ te Weise von dem Gehäuse 3 getragen ist. In dem Beispiel der Abb. 1 und 2 arbeitet dieser Fühler pneumatisch und hat eine Düse 34, die dazu dient, einen gleichbleibenden Luftstrahl durch die Bohrung 33 auf die Oberseite der Päckchen 6 auszusenden und eine zurückkommende Druckwelle aufzufangen, die entlang dem Strahl selbst verläuft, bis sie das Innere des pneumatischen Fühlers 35 erreicht, in dem der Rückdruck gemessen wird.

Bei versuchsweisen Messungen hat man feststellen können, daß dann, wenn der erwähnte, gleichbleibende Luftstrom durch die Bohrung 33 auf eine Reihe von sich in dem Kanal 12 bewegenden Päckchen 6 trifft, der Wert des erwähnten Rückdrucks sich nach einem periodischen Gesetz verändert, wobei er immer positiv bleibt, sich jedoch zwischen einem Minimum, das auftritt, wenn der Luftstrahl auf einen Grenzbereich zwischen zwei aneinander­ liegenden Päckchen 6 trifft, und einem Spitzenwert, der auf­ tritt, wenn der Luftstrahl auf die genaue Mittellinie der Oberfläche eines Päckchen 6 trifft, verändert.

Eine ähnliche Druckreaktion, die sich beim Durchlaufen jedes Päckchens 6 unter der Bohrung 33 genau wiederholt, wird in der Vorrichtung 2 benutzt, um den Vorschub des Förderers 5 in der im Blockschema in Abb. 3 ge­ zeigten Weise zu kontrollieren.

Nach der Darstellung in dieser Abbildung erhalten die Welle 15 der Scheibe 16 sowie die Rollen 11 der Bandförderer 7 und 8 ihre Bewegung von Antriebsmitteln, die aus einem Hauptmotor 36 der Maschine 1 bestehen. Dieser Motor 36 ist über einen hier nicht dargestellten Direktantrieb mit der Welle 15 verbunden, während er an die Rollen 11 über ein Differential 37 angeschlossen ist. Das Differential 37 ist zum Beispiel gemäß GB-PS 2.140.268 aufgebaut und weist zwei Eingänge auf, von denen der erste an den Ausgang des Motors 36 angeschlossen ist und der zweite an den Ausgang eines Schrittmotors 38, der sich in ei­ nem Gehäuse 39 (s. Abb. 1) unterhalb eines mittleren Ab­ schnittes des Tisches 4 befindet.

Der Motor ist mit einer Steuerschaltung 40 versehen, die einen Wandler 41 enthält, der dazu dient, ein von dem Sensor 35 empfangenes Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, ferner eine Phasenabtastvorrichtung 42 und einen Phasenemitter 43, der an den Motor 36 angeschlossen ist. Im Falle eines pneumatischen Fühlers 35 ist der Wandler 41 vom pneumatisch-elektrischen Typ und sen­ det ein zu dem vom Fühler 35 gemessenen Rück­ druck proportionales Signal aus, während der Phasenabtaster 42 dazu dient, ein Signal entsprechend jedem gemessenen Spitzenwert des Rückdruckes auszusenden, d. h. beim Durchlauf der Mittellinie eines jeden Päckchens 6 unter der Düse 34.

Der Emitter 43 für ein Phasensignal dient dazu, ein Signal in jedem theoretischen Augenblick auszusenden, in dem die Mittellinie eines Päckchens 6 unter der Düse 34 durchlaufen müßte, um korrekt ein Fenster 17 am Ende des schrittweisen Vorschubs auf dem Förde­ rer 5 zu belegen.

Die Steuerschaltung 40 hat außerdem einen Komparator 44, dessen Eingänge die von dem Phasenabtaster 42 und dem Emitter 43 kommenden Signale empfangen, während sein Ausgang dazu dient, an den Motor 38 ein zu der Phasendifferenz zwi­ schen zwei Eingangssignalen in absolutem Wert und Zeichen proportionales Signal auszusenden und den Motor 38 so zu regeln, bis das Ausgangssignal annulliert wird.

Während des Betriebes werden die Päckchen 6 so dem Kanal 12 zugeführt, daß eine ununterbrochene Reihe gebildet wird, in der die Päckchen 6 selbst in Kontakt hintereinander angeord­ net sind und schrittweise dem Übertragungsrad 14 zugeführt werden. Jeder Vorschubschritt des Förderers 5 entspricht grundsätzlich der Stärke eines Päckchens 6. Theoretisch gese­ hen tritt folglich jedes Päckchen 6, wenn es erst einmal das Austrittsende des Kanals 12 erreicht hat, in ein Fenster 17 der Scheibe 16 ein, wonach diese schrittwei­ se gedreht wird, um das Päckchen 6 abzutransportieren und an die Entladestation 30 zu übertragen, nachdem es durch die verschiedenen Kontrollstationen 25 geführt worden ist.

In jeder der Stationen 25 wird jedes Päckchen 6 einer un­ terschiedlichen Qualitätskontrolle unterzogen und, wenn alle Kontrollen positive Ergebnisse aufweisen, durch das Schubele­ ment 29 an der Entladestation 30 auf den Austrittsförderer 31 übertragen. Wenn dagegen wenigstens eine Kontrolle negative Ergebnisse aufweist, wird das Auslösen des Schubelementes 29 verhindert. Folglich überfährt das betreffende Päckchen 6 die Station 30 und wird von der Scheibe 16 der Auswurfstation 28 zugeführt, in der das defekte Päckchen 6 durch das Auslö­ sen des Ausstoßelementes 27 ausgeworfen wird.

Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung 2 ist, wie schon gesagt, ein theoretischer Betrieb, da in der Praxis nicht immer jedes Päckchen 6 mit Präzision durch den Förderer 5 so weitergeleitet wird, daß es ohne das Eingreifen der Steuer­ schaltung 40 auf korrekte Weise am Ende des Kanals 12 ein entsprechendes Fenster 17 belegt. Dies ist auf zahlreiche Umstände zurückzuführen, wie zum Beispiel kleine Verschiebungen zwischen den Päckchen 6 und den Bändern 9 der Förderer 7 und 8, kleine Veränderungen in der Stärke der Päckchen 6 aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Ver­ packungsmaterialien und/oder Umgebungseinflüsse, beispiels­ weise eine Veränderung des Feuchtigkeitsgrades usw. Wenn also die Steuerschaltung 40 nicht eingreifen würde, befände man sich folglich nach kurzer Zeit in der Lage, am Ende eines Vor­ schubschrittes des Förderers 5 ein nur zum Teil in ein Fenster 17 eingelegtes Päckchen 6 zu haben oder ein Päckchen 6, das mit einem zu starken Druck gegen die Oberfläche der Abschirmung 21 gepreßt ist, in einigen Fällen sogar so stark, daß es ausreicht, um ein nachfolgendes Päck­ chen 6 zu einem Teil in das Innere des Fensters 17 zu schieben.

In jedem Falle führt das nicht korrekte Einschieben eines Päckchens 6 in das Fenster 17 beim Drehen der Scheibe 16 zur Beschädigung des Päckchens 6 selbst oder des anschließenden Päckchens 6 durch den Rand des Fen­ sters 24 der Abschirmung 22.

Das Auftreten einer solchen Erscheinung wird durch die Steu­ erschaltung 40 verhindert, die die Position jedes Päckchens 6 in dem Kanal 12 während des Durchlaufs unter der Bohrung 33 der Platte 32 erfaßt und sie mit der Position, die das Päckchen 6 in der Theorie ein­ nehmen müßte, vergleicht, um mit Präzision das entsprechende Fenster 17 zu belegen, wenn das Austrittsende des Kanals 12 erreicht ist. Für den Fall, daß zwischen der tatsächlichen erfaßten Position und der theo­ retischen Position eine Differenz besteht, verändert die Steuerschaltung 40, indem sie über den Motor 38 auf das Differen­ tial 37 einwirkt, den Vorschub des Förderers 5 so, daß die Differenz annulliert und ein perfektes Einschieben des Päckchens 6 in das entsprechende Fenster 17 gewährleistet wird.

Natürlich kann der Fühler 35 auch von einem anderen Typ sein als der beschriebene pneumatische, zum Beispiel indukti­ ver, kapazitiver oder optischer Art.

Außerdem könnte der Fühler auch in einem anderen als in dem berücksichtigten Bereich angeordnet sein, zum Beispiel am Austrittsende des Kanals 12.

Wie in der Abb. 4 dargestellt ist, könnte der Fühler 35 aus einem Paar von induktiven Fühlern 50 bestehen, die am Auflagetisch 4 für die Päckchen 6 am Austritt aus dem Kanal 12 angebracht sind.

Die induktiven Fühler sind bezüglich einer idealen, zur Vorschubrichtung der Päckchen 6 quer verlaufenden Linie in versetzter Position nebeneinanderlie­ gend angeordnet, so daß sich folgende drei Meßzustände er­ geben können:

• - Für den Fall der korrekten Anordnung der Päckchen im Übertragungsbereich an das Rad 14 erfaßt der vordere Fühler 50 das Vorhandensein des dem Rad 14 zugewandten Randes des Päckchens, während der anschließende Fühler das Nichtvorhandensein der Päckchen erfaßt;
• - im Falle einer verzögerten Position der Päckchen gegenüber der korrekten erfassen beide Fühler 50 das Nichtvorhanden­ sein der Päckchen;
• - im Falle einer zu weit vorgeschobenen Position der Päckchen gegenüber der korrekten erfassen beide Fühler 50 das Vor­ handensein des Päckchens am Austritt des Kanals 12.

In den beiden nicht korrekten Zuständen verhält sich der Füh­ ler 35 auf die schon beschriebene Weise und sendet ein Signal an den Wandler 41 der Steuerschaltung 40, deren Betriebs­ weise oben beschrieben wurde.

Für einen optimalen Betrieb des Fühlers 35 ist eine Zustim­ mung nur für den Fall vorgesehen, daß das Vorhandensein ei­ nes Päckchens in dem Fenster des Rades 14 erfaßt wird, das sich in der Kontrollstation 25 unmittelbar im Anschluß an das Austrittsende der Päckchen aus dem Kanal 12 befindet.

Claims (8)

1. Austrittsvorrichtung einer Verpackungseinrichtung, insbesondere in einer Produktionsanlage für Zigarettenpäckchen, mit einem Förderer (5) zur Aufnahme einer Reihe von aneinanderliegenden Päckchen (6) und zu deren schrittweisen Weitergabe an ein Übertragungsrad (14), dessen Achse parallel zur Längsstreckung des Förderers (5) verläuft und das über seinem Umfang gleichmäßig verteilte Sitze (17) zur Übernahme jeweils eines Päckchens (6) und zur schrittweisen Weitergabe dieser Päckchen hat, wobei Antriebsmittel (36) für den Förderer (5) und für das Übertragungsrad (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Förderers (5) Sensoren (35; 50) zur Abtastung der genauen Position jedes Päckchens (6) auf dem Förderer (5) in bezug auf das Übertragungsrad (14) angeordnet sind, und daß zwischen dem Förderer (5) und den Antriebsmitteln (36) ein Differential (37) angeordnet ist, das einen ersten, mit den Antriebsmitteln (36) verbundenen Eingang und einen zweiten, an einen Motor (38) angeschlossenen Eingang hat, welcher über eine Steuerschaltung (40) von den Sensoren (35; 50) betätigt wird.

2. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (40) einen von den Antriebsmitteln (36) des Übertragungsrades (14) gesteuerten Emitter (43) für die Abgabe eines ersten Phasensignals enthält, einen an die Sensoren (35; 50) angeschlossenen Phasenabtaster (42) für die Abgabe eines zweiten Phasensignals und einen die beiden Phasensignale aufnehmenden Komparator (44), der ein zu einer Phasendifferenz zwischen den beiden Phasensignalen proportionales Ausgangssignal zur Steuerung an den Motor (38) des Förderers (5) abgibt.

3. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (38) ein elektrischer Schrittmotor ist.

4. Austrittsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (35) pneumatischer Bauart sind und eine Düse (34) aufweisen, die einen gleichmäßigen Strömungsstrahl gegen die Päckchen (6) richtet, wobei die Sensoren (35) einen von dem jeweiligen Päckchen (6) zurückkommenden Gegendruck erfassen, der einen Spitzenwert aufweist, wenn sich das Päckchen (6) mit seiner Mittellinie unter der Düse (34) befindet.

5. Austrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (35; 50) aus wenigstens einem optischen, induktiven oder kapazitiven Abtastelement bestehen.

6. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren aus einem Paar von induktiven Fühlern (50) bestehen, die am Ende des Förderers (5) bezüglich einer quer zur Förderrichtung verlaufenden Linie versetzt angebracht sind.

7. Austrittsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Umfang des Übertragungsrades (14) verteilte Arbeitsstationen mit Abtastorgan (25) zur Kontrolle bestimmter Eigenschaften der Päckchen (6) vorgesehen sind.

8. Austrittsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsstationen eine Entladestation (30) zum Ausstoßen der Päckchen (6) aus den Sitzen (17) sowie eine Station (28) zum Auswerfen defekter Päckchen (6) umfassen.