-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von
Einheiten in einem Durchlauf, in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des
beigefügten
Patentanspruchs 1. Genauer gesagt soll die vorliegende Erfindung
in Verbindung mit einem Sortieren, Gruppieren und Verteilen eines Durchlaufs
an Produkten in einem Herstellungsprozess oder dergleichen verwendet
werden. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren für eine derartige Steuerung
in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des beigefügten
Patentanspruchs 3.
-
STAND DER TECHNIK
-
Es
ist bisher bekannt, verschiedene Systeme für einen Transport und eine
Zufuhr von Stückgütern, wie
beispielsweise den Produkten eines Herstellungsprozesses, von einem
Ort zu einem anderen zu verwenden. Beispielsweise können derartige
Systeme Transportbahnen und Steuervorrichtungen aufweisen, welche
derartige Produkte sortieren, verteilen und gruppieren sollen.
-
In
den oben erläuterten
Systemen werden die Transportvorrichtungen normalerweise zum Befördern der
Produkte in einem fortschreitenden Durchlauf mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit verwendet. Derartige Transportvorrichtungen würden dann
in Übereinstimmung
mit der gegenwärtigen
Anwendung angeordnet werden und könnten beispielsweise zum Zuführen eines
Produktes von einer ersten Station mit einem Herstellungsprozess
zu einer zweiten Station zum Verpacken einer Vielzahl von derartigen
Produkten angeordnet werden.
-
Bei
einigen Arten von Produktdurchläufen
innerhalb eines Herstellungsprozesses können hohe Durchlaufraten auftreten.
Als ein Beispiel für
einen derartigen Durchlauf kann die Herstellung von Papier, beispielsweise
zur Verwendung als Toilettenpapier oder Küchenrollenpapier, erwähnt werden.
In einem derartigen Herstellungsprozess werden anfänglich sehr
lange Papierrollen hergestellt, welche nachfolgend in eine sehr
große
Anzahl an kleineren Rollen (das heißt die vollendeten Toilettenrollen
oder Küchenrollen)
mit einer vorbestimmten Länge
geschnitten werden. Diese fertig bearbeiteten Rollen werden dann
weiter zu einer Station zum Gruppieren in größere Einheiten befördert, beispielsweise
zu Paketen von acht Rollen, welche nachfolgend zu einer weiteren
Station zum Verpacken befördert
werden, beispielsweise in Bündel,
wiederum bestehend aus acht derartigen Paketen.
-
In
Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren hat eine sehr hohe
Papierzuführgeschwindigkeit
eine weitere, wesentliche Erhöhung
der Flussrate nach dem Schneiden in separate Rollen zur Folge. Diese
Erhöhung
der Flussrate könnte dann
ein Erfordernis an einem Verteilen des Durchlaufs der fertig gestellten
Rollen von einem Hauptdurchlauf in eine größere Anzahl an nachfolgende Durchläufe verursachen.
Beispielsweise könnte
dann eine einzige Herstellungsstation zum Herstellen eines Durchlaufs
von Rollen verwendet werden, welche zu 5 oder 10 nachfolgenden Stationen
für eine Gruppierung
und für
eine Verpackung zugeführt
werden.
-
In
diesem Zusammenhang ist es bisher bekannt, die hergestellten Produkte
von einem Hauptdurchlauf in mehrere nachfolgende Teildurchläufe aufzuteilen,
das heißt
in einen Weg von mehreren verschiedenen Wegen eines nachfolgenden
Durchlaufs. Derartige bekannte Systeme sind jedoch gekennzeichnet
durch eine relativ niedrige Flussrate, da der Hauptdurchlauf für eine kurze
Zeitdauer angehalten werden muss, während welcher das Produkt in dem
vorderen Rang bzw. an der vorderen Stelle des Hauptdurchlaufes in
einen der nachfolgenden Teildurchläufe geführt wird. Lediglich danach
kann der Hauptdurchlauf fortfahren, wohingegen diese Prozedur mit
dem nachfolgenden Produkt wiederholt wird.
-
Dieses
Problem kann in manchen Fällen
dadurch gelöst
werden, dass der in Rede stehende Herstellungsprozess mit großen Puffern
oder mit geeigneten, verlängerten
Fördermitteln
ausgestaltet wird. Ein Problem derartiger Lösungen besteht jedoch in ihrem
Raumerfordernis. Dies wiederum stellt sich als Nachteil heraus,
wenn beispielsweise in Fabriken mit einer kleinen Bodenfläche hergestellt
wird.
-
Die
Patentanmeldung EP-A-0 654 429 beschreibt ein System zum Steuern
von Einheiten in einem Durchlauf mit einer Verschiebeeinrichtung
zum Verschieben des Durchlaufs zu zwei Ausgangswegen. Die Verschiebeeinrichtung
wird ausgebildet, um die Geschwindigkeiten der Einheiten zum Trennen der
Einheiten während
der Verschiebung zu steuern.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung
zum Steuern eines Durchlaufs von Einheiten, beispielsweise von hergestellten
Produkten, zu schaffen, mit welcher die oben genannten Probleme
gelöst
werden können.
Dies wird mittels einer Vorrichtung erreicht, deren Charakteristiken
durch den beiliegenden Patentanspruch 1 definiert sind. Diese Aufgabe
wird ebenfalls durch ein Verfahren erreicht, deren Charakteristiken
durch den beiliegenden Patentanspruch 3 definiert werden.
-
Die
Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Steuern von Einheiten in
einem Durchlauf von mindestens einer Eingangs-Förderbahn
zu mindestens einer Ausgangs-Förderbahn,
mit mindestens einer Verschiebeeinrichtung zur gesteuerten Verschiebung des
Durchlaufs auf einen oder mehrere auswählbare Verlaufswege der Ausgangs-Förderbahn.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung
mit Einrichtungen zur Steuerung der Geschwindigkeiten der jeweiligen
Einheiten zur Trennung der Einheiten in der Längsrichtung des Durchlaufs
ausgerüstet
ist, wobei die Trennung die gesteuerte Verschiebung ermöglicht.
-
Durch
die Erfindung werden mehrere Vorteile erreicht. In erster Linie
sollte erwähnt
werden, dass die Erfindung hohe Einheitsflussraten ermöglicht. Daneben
treten keine Kapazitätsverluste
während der
Verschiebung auf, da ein kontinuierlicher Durchlauf auch während der
Verschiebungen gefördert wird.
Außerdem
wird eine Zählung
der Einheiten aufgrund der oben beschriebenen Trennung ermöglicht.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden durch die sich anschließenden unabhängigen Patentansprüche definiert.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel und
die beiliegenden Figuren näher
erläutert,
wobei:
-
1 eine
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
-
2 eine
Vorrichtung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung illustriert; und
-
3 eine
Vorrichtung illustriert, welche sich nicht mit der vorliegenden
Erfindung in Übereinstimmung
befindet.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
1 illustriert
schematisch eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Erfindung als eine Station 1 in Verbindung mit
einem Herstellungsprozess zum Herstellen von Toilettenpapierrollen
ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anwendung
beschränkt,
sondern sie kann in einer Vielzahl von verschiedenen Produktdurchläufen verwendet
werden.
-
Entsprechend
der Darstellung, die in 1 gezeigt ist, weist die Station 1 eine
Basis 2 auf, welche eine Eingangsbahn 3 zum Zuführen eines
Durchlaufs an Einheiten, in Form von Paketen von Toilettenrollen 4,
beispielsweise verpackt mit acht Toilettenrollen in jeder Verpackung 4,
trägt.
-
Die
Eingangsbahn 3 weist eine Transportvorrichtung zum Steuern
und Zuführen
der Verpackungen 4 in der durch den Pfeil 5 in 1 gekennzeichneten
Richtung auf. Vorzugsweise kann die Transportvorrichtung endlose
Förderbänder auf
beiden Seiten der Verpackungen 4 zum Zuführen der
Verpackungen 4 mittels eines Motorantriebes in Richtung des
Pfeils 5 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aufweisen.
Das Prinzip der Steuerung eines Produktdurchlaufes mittels Förderbänder und ähnlicher Vorrichtungen
ist als solches bereits bekannt und wird im Folgenden nicht ausführlicher
beschrieben werden.
-
Die
Pakete 4 werden entlang der Eingangs-Förderbahn 3 zu einer
weiteren Einheit in Form einer Verschiebeeinheit 6 geführt, vorzugsweise
in Form einer Förderbahn
mit einer Transportvorrichtung, welche wie die Eingangs-Förderbahn
3 zum vorwärts
Befördern
der Einheiten mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angeordnet
ist. Wie auch immer ist die Verschiebeeinheit 4 angeordnet,
um sich in der horizontalen Ebene verschwenken zu können, wie
in 1 durch einen zweiten Pfeil 7 gekennzeichnet
ist. Aus diesem Zweck ist die Verschiebeeinheit 6 verschwenkbar
angeordnet, um ein Verschwenken um eine imaginäre Achse 8 zu ermöglichen,
welche sich im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung erstreckt.
-
Mittels
der Verschiebeeinheit 6 kann jede Verpackung in Richtung
einer Ausgangsbahn geführt werden,
welche vorzugsweise ebenfalls mit Förderriemen oder dergleichen
zum Transportieren der Verpackungen 4 in Vorwärtsrichtung
ausgestattet ist. Genauer gesagt ist die Verschiebeeinheit 6 ausgebildet,
um jede Verpackung 4 entlang einer Vielzahl an verschiedenen,
horizontal voneinander beabstandeten Kursen oder Wegen 10 zu
führen,
in Abhängigkeit der
gegenwärtig
gesetzten Schwenkposition der Verschiebeeinheit 6. Auf
diese Weise werden die Verpackungen 4 in eine vorbestimmte
Position entlang eines bestimmten Weges 10 der Ausgangsbahn 9 geführt. Gemäß dem in 1 illustrierten
Ausführungsbeispiel
besteht die Ausgangsbahn 9 aus einem Förderriemen, welcher zum Gruppieren
der Verpackungen 4 in Gruppen von acht verwendet wird,
welche in einer nachfolgenden (nicht dargestellten) Station auf eine
geeignete Weise verpackt werden können, beispielsweise durch
eine Plastikumwicklung. Dies entspricht der Ausgangsbahn 9,
welche durch acht verschiedene Bahnen 10 definiert ist,
wie durch die Pfeile in 1 gekennzeichnet ist.
-
Ein
grundlegendes Prinzip hinter der Erfindung besteht darin, dass die
Verschiebeeinheit 6 für eine
geregelte Geschwindigkeitssteuerung des Durchlaufs der Verpackungen 9 angeordnet
ist, das heißt
für eine
Geschwindigkeitssteuerung der Transportvorrichtung, welche als integraler
Bestandteil der Verschiebeeinheit 6 enthalten ist. Vorzugsweise
ist diese Geschwindigkeitssteuerung als eine Beschleunigung der
Verpackungen 4 ausgeführt,
das heißt
als Erhöhung
der Geschwindigkeit der einzelnen Verpackungen 4 im Verhältnis zu
der Geschwindigkeit der Verpackungen 4 entlang der Eingangsbahn 3.
Aufgrund dieser Beschleunigung wird eine Trennung zwischen zwei
aufeinander folgenden Verpackungen 4 geschaffen. Dies wiederum
resultiert in einem bestimmten Abstand 1 zwischen zwei
Verpackungen 4. Der Abstand 1 entspricht einer
bestimmten Zeitspanne, während
welcher eine Verschiebung der Verschiebeeinheit 6 durchgeführt werden
kann. Mit anderen Worten wird die Verschiebeeinheit 6 dann
um ihre Schwenkachse 8 geschwenkt, wodurch die nachfolgende
Verpackung zu einer anderen Bahn 10 der Ausgangsbahn 9 geführt wird.
-
Die
Erfindung wird somit für
eine kontinuierliche Verteilung der Verpackungen 4 von
einem Eingangsdurchlauf in einen oder mehrere Ausgangsdurchläufe verwendet.
Dies wird mittels einer gesteuerten Beschleunigung mit einer nachfolgenden
Trennung der Verpackungen 4 geschaffen, um auf diese Weise
einen gesteuerten Abstand 1 zwischen den Verpackungen 4 zu
liefern. Aufgrund dieses Schaffens des Abstandes 1 kann
eine Verschiebung und eine Verteilung zwischen einer Anzahl an Ausgangsdurchläufen durchgeführt werden.
Vorzugsweise werden die Verpackungen 4 durch einen Abstand 1 getrennt,
welcher der Länge
einer Verpackung 4 entspricht.
-
Für die Steuerung
der Verpackungen gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Verschiebeeinheit 6 mit einer Steuereinheit
(nicht dargestellt) verbunden, welche vorzugsweise computergestützt ist und
die Funktion aufweist, den Vorgang der Geschwindigkeitssteuerung
und der Verschiebung der Verpackung 4 in der Verschiebeeinheit 6,
und/oder in Abhängigkeit
der Geschwindigkeit der Eingangsbahn 3 und der Eigenschaften
der Verschiebeeinheit 6 und der Ausgangsbahn 9 jeweils
zu leiten. Somit könnte über die
Erfindung gesagt werden, dass sie Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeitsregelung
und der Verschiebung der Verschiebeeinheit aufweist, wobei die Mittel
eine Steuereinheit, die mit der Verschiebeeinheit 6 verbunden
ist, Fördermittel,
die auf eine geeignete Geschwindigkeit gesteuert werden, und Mittel
zum eigentlichen Schwenken der Verschiebeeinheit 3 (vorzugsweise
bestehend aus einem elektrischen Motor, welcher durch Befehle von
der Steuereinheit gesteuert wird, um die Verschiebung an den geeigneten
Zeitpunkten zu initiieren) aufweisen, wobei alle zum Trennen der
Einheiten 4 in Längsrichtung
des Durchlaufs verwendet werden, wodurch die Verschiebung ermöglicht wird.
Die Erfindung ermöglicht
einen Steuervorgang mit einer sehr hohen durchschnittlichen Durchlaufrate
oder Geschwindigkeit. Insbesondere kann eine Verschiebung durchgeführt werden,
während
ein kontinuierlicher Durchlauf an Verpackungen 4 durch
die Verschiebeeinheit 6 hindurchläuft.
-
Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die oben erläuterte
Trennung der Verpackungen 4 eine Zählung der Anzahl an Verpackungen 4 ermöglicht,
welche durch die Verschiebeeinheit 6 hindurch laufen.
-
Die
Erfindung kann verwendet werden, um die einzelne Verpackung 4 mittels
Transportvorrichtungen zu steuern und zuzuführen, welche senkrecht auf
die Verpackungen wirken, wie in 1 illustriert ist.
An einer Station 1a, in Übereinstimmung mit einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie in 2 dargestellt ist, kann die
Erfindung statt dessen zum Steuern und Zuführen von Einheiten, beispielsweise
in Form von Toilettenpapierrollen 4a, mittels Transportvorrichtungen
verwendet werden, welche in vertikaler Richtung wirken. In letzterer
Figur sind zwei Eingangsbahnen 3a, 3b und zwei
Verschiebeeinheiten 6a, 6b dargestellt, die derart
funktionieren, dass sie jede Toilettenrolle 4a steuern,
indem sie diese in vertikaler Richtung tragen. Diese Station 1a weist
ferner eine Ausgangsbahn 9a auf, welche in vier verschiedene
Bahnen 10a, 10b, 10c, 10d unterteilt
ist.
-
Durch
Steuern der Geschwindigkeit der Toilettenrollen 4a in den
Verschiebeeinheiten 6a, 6b wird eine kontinuierliche
Verschiebung in eine der unterschiedlichen Bahnen 10a, 10b, 10c, 10d der
Ausgangsbahn 9a ermöglicht.
Aus diesem Grund ist jede Verschiebeeinheit zum Verschwenken um
jeweils eine imaginäre
Achse 8a, 8b angeordnet, welche sich im wesentlichen
in der vertikalen Richtung erstreckt.
-
Durch
jede Transportvorrichtung in der jeweiligen Verschiebeeinheit 6a, 6b,
welche angeordnet ist, um die Rollen 4a von oben und von
unten zu berühren,
wird eine sehr kompakte Vorrichtung geschaffen, in welcher die Verschiebeeinheiten 6a, 6b verschwenkt
werden können,
um eine Förderung
in zwei benachbarte Bahnen (beispielsweise 10b und 10c)
der Ausgangsbahn 9a zu ermöglichen.
-
Die
Erfindung kann zum Gruppieren eines Durchlaufs von Einheiten innerhalb
eines Prozesses verwendet werden, welcher die einzelnen Einheiten in
eine Formation oder Gruppe, geeignet für eine bestimmte nachfolgende
Behandlung, beispielsweise eine Verpackung, ausrichtet. Die Erfindung
ist ebenfalls geeignet für
ein Sortieren eines Durchlaufs an Einheiten, das heißt für ein Führen der
einzelnen Einheiten in verschiedene Bahnen einer Ausgangsbahn, in
Abhängigkeit
davon, welche Art von Einheit die Verschiebeeinheit durchläuft (beispielsweise
eine Einheit aus einem ersten Material zu einer ersten Bahn, eine
Einheit aus einem zweiten Material zu einer zweiten Bahn, etc.).
Die Erfindung ist ebenfalls zum Verteilen von Einheiten von beispielsweise
einem Eingangsdurchlauf in mehrere Ausgangsdurchläufe geeignet.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern sie kann innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Patentansprüche modifiziert
werden. Beispielsweise ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, einen Durchlauf
entlang einer im Wesentlichen horizontalen Ebene zwischen verschiedenen
Bahnen einer Ausgangsbahn zu steuern, sondern sie kann ebenfalls
verwendet werden, um Einheiten in vertikaler Richtung zu steuern,
das heißt
zwischen verschiedenen Bahnen, welche an verschiedenen vertikalen
Niveaus angeordnet sind.
-
Die
Erfindung kann mit Durchläufen
von mehreren unterschiedlichen Arten an Einheiten neben Papierrollen verwendet
werden, wie oben erläutert
worden ist. Die Erfindung ermöglicht
ebenfalls eine sehr schnelle Verschiebung der Verschiebeeinheit
zwischen verschiedenen Bahnen einer Ausgangsbahn. Genauer gesagt
kann eine Verschiebung innerhalb von ungefähr 0,1 Sekunden durchgeführt werden,
was eine Durchlaufrate in der Größenordnung
von 300 Einheiten pro Minute ermöglicht. Die
Erfindung kann wie auch immer für
eine unterschiedliche Verschiebezeit ausgelegt werden.
-
Die
Erfindung kann für
einen oder mehrere Eingangsdurchläufe verwendet werden, welche
in einer größeren oder
kleineren Anzahl an Ausgangsdurchläufen verteilt werden. Die Erfindung
kann somit auf einen Durchlauf angewendet werden, welcher in umgekehrter
Richtung abläuft,
verglichen zu demjenigen, was beispielsweise in 1 dargestellt
ist, dies bedeutet zum Zusammenführen
verschiedener Teildurchläufe
zu einem einzigen, größeren Durchlauf.
Eine identische Anzahl an Eingangs- und Ausgangsdurchläufen ist
ebenfalls vorstellbar, falls die Erfindung zum Sortieren der Einheiten
verwendet wird.
-
Die
Eingangsbahn kann aus einer Transportbahn bestehen, auf welcher
die Einheiten mit einer bestimmten Geschwindigkeit transportiert
werden, oder sie kann alternativ aus einem Puffer mit im Wesentlichen
stationären
Einheiten bestehen, welche nacheinander in die Verschiebeeinheit
geführt
werden.
-
Die
Transportvorrichtungen, welche in der Verschiebeeinheit und, falls
anwendbar, auch in der Eingangs- und der Ausgangsbahn verwendet
werden, könnten
in der Art eines endlosen Förderriemens
ausgebildet sein, welcher aus Gummi oder einem ähnlichen Material hergestellt
ist. Alternativ könnten
die Transportvorrichtungen aus Bandfördermitteln, Riemenfördermitteln
oder Kettenfördermitteln
bestehen.