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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Magazin mit variabler Kapazität für lang gestreckte
Elemente.
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Die
vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise zum Aufnehmen
von Zigaretten verwandt werden, worauf sich die folgende Beschreibung
nur als Beispiel bezieht.
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Stand der Technik
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Zum
Aufnehmen von Zigaretten ist ein Magazin mit variabler Kapazität zwischen
einer Zigarettenherstellungsmaschine und einer Verpackungsmaschine
angeordnet, um einen Unterschied in der Anzahl der erzeugten und
in der Anzahl der verpackten Zigaretten zu kompensieren.
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Die
EP-0 738 478 beschreibt ein Magazin mit variabler Kapazität vom Typ „first
in-first out", das
einen Endlosförderer
mit einem Förderzweig
zum Übertragen
einer fortlaufenden Reihe von Zigaretten von einer Eingangsstation
zu einer Ausgangsstation des Magazins und einen Rückführungszweig
umfasst, der von der Ausgangsstation zur Eingangsstation verläuft. Jeder
Zweig ist um zwei Drehübertragungselemente,
normalerweise Trommeln mit vertikaler Achse geführt, die transversal zueinander
beweglich sind, und jedem Paar von Übertragungselementen ist eine
Betätigungseinrichtung
zum Ändern des
Abstandes zwischen den Achsen der Übertragungselemente im Paar
zugeordnet, die mit der anderen Betätigungseinrichtung verbunden
ist, um die Längen
der beiden Zweige in komplementärer
Weise einzustellen.
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Obwohl
das obige bekannte Magazin brauchbar ist, hat es sich als ungeeignet
zur Verwendung bei Zigarettenverpackungsanlagen auf Grund seiner
Größe und der
Anzahl der sich bewegenden Teile und der gegenseitigen Betätigungseinrichtungen
erwiesen.
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Die
US-A-6,065,585 beschreibt ein Vorratssystem für Zigarettenstangen mit einem
first-in-first out Pufferförderer
mit variabler Kapazität,
wobei die Kapazität
des Vorratsbehälters
dadurch verändert wird,
dass zwei Führungen
aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Die Führungen
halten ein Förderband
für Zigaretten
in spiralförmiger
Weise von einem unteren Eingangsniveau zu einem höheren Ausgangsniveau,
um kurzzeitige Unterschiede in den Durchsätzen zu kompensieren.
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Die
GB-A-1497340 befasst sich mit einer Vorrichtung zum synchronen Betreiben
von Arbeitseinheiten von Produktionsstraßen mit einem ununterbrochenen
und/oder unterbrochenen Produktstrom, insbesondere für die unabhängig angetriebenen
Arbeitseinheiten von Lichtquellenherstellungsstraßen. Letztere
können
aus wenigstens zwei unabhängig angetriebenen
Arbeitseinheiten bestehen, die bezüglich des Produktstromes in
der Produktionsstraße nacheinander
angeordnet sind, wobei ein Endlostransportelement, insbesondere
ein Kettenförderer ohne
Schlupf zwischen den Arbeitseinheiten angetrieben wird und eine
variable Aufnahmekapazität hat.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein „first in-first out"-Magazin mit variabler Kapazität zu schaffen,
das dieselben funktionellen Vorteile wie das oben beschriebene bekannte
Magazin hat, das jedoch kompakt ist und eine möglichst kleine Anzahl von beweglichen
Teilen und Betätigungseinrichtungen
umfasst.
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Gegenstand
der Erfindung ist dazu ein Magazin mit variabler Kapazität für lang gestreckte
Elemente, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Eine
Anzahl von nicht beschränkenden
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beispielsweise unter
Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 in
einer perspektivischen Ansicht mit zur Deutlichkeit entfernten Teilen
eine erste bevorzugte Ausführungsform
des Magazins gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt,
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2 in
einer perspektivischen Ansicht mit zur Deutlichkeit entfernten Teilen
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
des Magazins gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Das
Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet ein
ganzes Magazin mit variabler Kapazität für Zigaretten 2, das
eine Eingangsstation 3 und eine Ausgangsstation 4 umfasst,
die entlang des Weges der Zigaretten 2 in Reihe zueinander
angeordnet sind. Das Magazin 1 sorgt insbesondere dafür, eine
Anzahl von Zigaretten 2 aufzunehmen, deren Zahl in einem gegebenen
Bereich den Erfordernissen entsprechend variiert, und die Zigaretten 2 zur
Station 4 zu befördern,
die im Betrieb in das Magazin 1 zunächst an der Station 3 eingetreten
sind.
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An
der Eingangsstation 3 empfängt das Magazin 1 eine
fortlaufende Reihe 6 von Zigaretten 2 von einem
Ausgangsförderer 5 einer
Herstellungsmaschine (nicht dargestellt), und das Magazin 1 befördert die
Reihe 6 zu einem Eingangsförderer 7 einer Verpackungsmaschine
(nicht dargestellt), der mit dem Magazin 1 an der Station 4 verbunden
ist.
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Das
Magazin 1 umfasst einen Endlosförderer 8 mit einem
Förderzweig 9,
der von der Station 3 zur Station 4 verläuft und
zum Befördern
der Zigaretten 2 von der Station 3 zur Station 4 dient,
und einem Rücklaufzweig 10,
der von der Station 4 zur Station 3 verläuft. Die
Zweige 9 und 10 sind um relative Paare 11, 12 von Übertragungselementen
ge wunden, von denen jedes eines von den beiden relativen Übertragungselementen
gemeinsam mit dem anderen Paar hat. Die Übertragungselemente umfassen
insbesondere drei Trommeln 13, 14 und 15,
die Seite an Seite auf einem Träger 16 so
angeordnet sind, dass sie sich um jeweilige vertikale Achsen 17, 18, 19 drehen, wobei
die Trommel 13 ein Teil des Paars 11 bildet, die Trommel 14 einen
Teil des Paars 12 bildet, und die Trommel 15 eine
Zwischentrommel zwischen den anderen beiden ist, die beiden Paaren 11 und 12 gemeinsam
ist.
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Der
Träger 16 wird
von einem geraden Träger
gebildet, der zwei feste Abschlussblöcke 20 und 21 und
eine Schiene 22 aufweist, die die Blöcke 20 und 21 verbindet
und einen axialen Schlitten 23 trägt. Die Blöcke 20 und 21 halten
jeweils die Trommeln 13 und 14, die transversal
bezüglich
der Schiene 22 festliegen und einen Mittenabstand S haben,
während
der Schlitten 23 die Trommel 15 trägt, die
einen variablen Mittenabstand S1 bezüglich der Trommel 13 und
einen variablen Mittenabstand S2, der komplementär zu S1 ist, wobei S1 + S2
= S ist, bezüglich der
Trommel 14 hat.
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Die
Trommel 15 wird transversal längs der Schiene 22 zwischen
den Blöcken 20 und 21 durch eine
Betätigungseinrichtung 24 bewegt,
die zusätzlich
zum Schlitten 23 eine Zahnstange 25, die längs der
Schiene 22 angeordnet ist, und einen Motor 26 umfasst,
der vom Schlitten 23 gehalten ist und ein Ausgangselement
aufweist, das von einem Ritzel (nicht dargestellt) gebildet ist,
das mit der Zahnstange 25 über ein Zahnstangengetriebe
(nicht dargestellt) gekoppelt ist.
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Der
Förderer 8 besteht
aus einem Bandförderer
mit der Gesamtlänge
L, wobei der Förderzweig 9 eine
Länge L1
hat, die sich mit der transversalen Position der Trommel 15 ändert, und
in eine horizontale Richtung parallel zur Schiene 22 durch
eine Eingangsriemenscheibe 27 umgelenkt wird, die an der Eingangsstation 3 so
angebracht ist, dass sie sich um eine horizontale Achse dreht, die
im Wesentlichen parallel zur Führung 22 verläuft und
parallel und neben der Achse der Übertragungsriemenscheibe 28 des
Förderers 5 angeordnet
ist, der mit dem Förderzweig 9 über eine
Platte 29 zwischen den Riemenscheiben 27 und 28 verbunden
ist. Die Riemenscheiben 27 und 28 haben jeweilige
Kodierer 27e und 28e, um jeweils Signale auszugeben,
die proportional zu den Oberflächengeschwindigkeiten
der Riemenscheiben 27 und 28 sind.
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Der
Förderzweig 9 läuft von
der Riemenscheibe 27 über
einen im Wesentlichen horizontalen Teil 30 zur Trommel 15,
windet sich nach oben um die Trommeln 13 und 15 im
Paar 11, um eine Wicklung 31 zu bilden, die aus
einer Folge von Windungen 32 besteht, die mit einem gegebenen
Abstand P1 angeordnet sind und von denen jede um die Trommel 13 und
die Trommel 15 gewunden ist, und verläuft schließlich von der Trommel 13 zur
Ausgangsstation 4 über
einen im Wesentlichen horizontalen Teil 33. Die Wicklung 31 wird
in bekannter Weise durch die Trommeln 13 und 15 gehalten.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel
der Trommeln 13 und 15 wird beispielsweise die
Wicklung 31 durch schraubenförmigen Nuten (nicht dargestellt)
gehalten, die in den Außenflächen der
Trommeln 13 und 15 ausgebildet sind. Bei einem
alternativen Ausführungsbeispiel
der Trommeln 13 und 15 wird jede Trommel 13 und 15 durch
ein zylindrisches Halteelement mit einer mittleren Achse, die mit
der Achse 17, 19 der jeweiligen Trommel 13, 15 zusammenfällt, und
eine Anzahl von Scheiben (nicht dargestellt) gebildet, die so angebracht
sind, dass sie auf dem zylindrischen Element leer laufen und von
denen jede als ein Halteelement für die Wicklung 31 des
Förderzweiges 9 arbeitet.
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Das
Ausgangsende des Teils 33 wird durch eine angetriebene
Ausgangsriemenscheibe 34 nach unten umgelenkt, die den
Förderer 8 antreibt
und an der Ausgangsstation 4 so angebracht ist, dass sie sich
um eine horizontale Achse dreht, die im Wesentlichen senkrecht zur
Schiene 22 und parallel und neben der Achse einer Übertragungsrie menscheibe 35 des
Förderers 7 verläuft. Der
Förderer 7 ist
mit dem Förderzweig 9 über eine
Platte 36 zwischen den Riemenscheiben 34 und 35 verbunden,
die miteinander in bekannter Weise über eine elektrische Achse
verbunden sind, so dass sie sich im Gebrauch immer mit der gleichen
Oberflächengeschwindigkeit
drehen.
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Der
Rücklaufzweig 10 hat
eine Länge
L2, die mit der transversalen Position der Trommel 15 variabel
und zur Länge
L1 komplementär
ist, wobei L1 + L2 = L ist, und umfasst einen Anfangsteil 37,
der vom Außenumfang
der Riemenscheibe 34 nach unten verläuft, sich um 90° um eine
vertikale Achse windet und in eine horizontale Richtung senkrecht
zur Schiene 22 durch eine Riemenscheibe 38 umgelenkt
wird, deren Achse parallel zur Schiene 22 verläuft, um
einen horizontalen Teil 39 zu bilden, der seinerseits durch
eine Riemenscheiben 40 parallel zur Riemenscheibe 38 nach
oben umgelenkt wird, um einen vertikalen Teil 41 zu bilden.
Der Teil 41 windet sich um 90° um eine vertikale Achse und
wird von einer Riemenscheibe 42 umgelenkt, die eine horizontale
Achse senkrecht zur Schiene 22 hat, um einen im Wesentlichen
horizontalen Teil 43 zu bilden, der in einer im Wesentlichen
parallelen Richtung entgegensetzt zu der des Teiles 30 zur
Trommel 15 verläuft.
Der Rücklaufzweig 10 windet
sich dann um die Trommeln 14 und 15 im Paar 12 nach
oben, um eine Wicklung 44 zu bilden, die aus einer Folge
von Windungen 45 besteht, die in einem gegebenen Abstand
P2 angeordnet sind, der bei dem darstellten Beispiel gleich P1 ist.
Jede Windung 45 führt
um die Trommeln 14 und 15 und wird in bekannter
Weise von diesen gehalten und befindet sich am Außenumfang
der Trommel 15 in einer mittleren Position zwischen zwei
benachbarten Windungen 32.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der Trommeln 14 und 15 wird beispielsweise die
Wicklung 44 durch schraubenförmige Nuten (nicht dargestellt)
gehalten, die in den Außenflächen der
Trommeln 14 und 15 ausgebildet sind. Bei einem
alternativen Ausführungsbeispiel
der Trom meln 14 und 15 besteht jede Trommel 14 und 15 aus
einem zylindrischen Halteelement mit einer mittleren Achse, die
mit der Achse 18, 19 der jeweiligen Trommeln 14 und 15 zusammenfällt, und
einer Anzahl von Scheiben (nicht dargestellt), die so angebracht
sind, dass sie auf dem zylindrischen Element leer laufen, und von
denen jede als ein Halteelement für die Wicklung 44 des Rücklaufzweiges 10 arbeitet.
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Am
Ausgang der Wicklung 44 wird der Rücklaufzweig 10 zur
Riemenscheibe 37 durch eine Anzahl von Riemenscheiben 46 parallel
zur Riemenscheibe 42 und durch zwei Endriemenscheiben 47 parallel
zur Riemenscheibe 40 umgelenkt.
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Das
Magazin 1 umfasst gleichfalls eine bekannte zentrale Steuereinheit 48,
die mit dem Motor 46 verbunden ist und dazu dient, die
Betätigungseinrichtung 24 zur
Einstellung der Abstände
S1 und S2 und daher der Längen
L1 und L2 in komplementärer Weise
zu steuern. Die zentrale Steuereinheit 48 ist auch mit
einer Vergleichsschaltung 49 verbunden, die die Ausgangssignale
von jedem Kodierer 27e, 28e empfängt und
die zentrale Steuereinheit 48 mit einem Fehlersignal versorgt,
das proportional zum Unterschied zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten
der Riemenscheiben 27 und 28 ist, um die transversale
Bewegung der Trommel 15 längs der Schiene 22 einzustellen.
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Im
Betrieb werden Zigaretten 2 fortlaufend vom Förderer 5 zur
Eingangsstation 3 und daher über die Platte 29 bis
zum Anfangsteil 30 des Förderzweiges 9 befördert und
dann durch den Förderzweig 9 zur
Ausgangsstation 4 transportiert, wo die ersten Zigaretten 2,
die in das Magazin 1 eingetreten sind, über die Platte 36 auf
den Förderer 7 befördert werden.
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Unter
normalen Betriebsverhältnissen
ist die Anzahl an Zigaretten 2, die vom Förderer 5 zur
Station 3 befördert
werden, gleich der Anzahl an Zigaretten 2, die vom Förderer 7 an
der Station 4 aufgenommen werden, und arbeitet der Anfangsteil 30 des
Förderzweigs 9 mit
der gleichen Lineargeschwindigkeit wie der Förderer 5, so dass
die Schaltung 49 ein Fehlersignal gleich null der zentralen
Steuereinheit 48 liefert, die den Schlitten 23 längs der
Schiene 22 ortsfest hält.
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Wenn
die Anzahl an Zigaretten 2, die zur Station 3 befördert werden,
größer als
die Anzahl der Zigaretten 2 ist, die an der Station 4 aufgenommen werden,
d.h., wenn die Lineargeschwindigkeit des Förderers 5 größer als
die des Anfangsteils 30 des Förderzweiges 9 ist,
liefert die Vergleichsschaltung 49 ein Fehlersignal der
zentralen Steuereinheit 48, die die Trommel 15 zur
Trommel 14 bewegt, um die Länge L1 zu erhöhen und
dementsprechend die Länge
L2 zu verringern, so dass die Geschwindigkeit, um die die Länge L1 zunimmt,
sich an der Eingangsstation 3 zur Lineargeschwindigkeit
des Endlosförderers 8 an
der Ausgangsstation 4 zuaddiert (die immer gleich der Lineargeschwindigkeit
des Förderers 7 ist) und
die Lineargeschwindigkeit des Anfangsteils 30 des Förderzweiges 9 gleich
der Lineargeschwindigkeit des Förderers 5 wird.
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Ersichtlich
darf ein Unterschied zwischen der Anzahl an Zigaretten 2,
die zur Eingangsstation 3 befördert werden, und der an der
Ausgangsstation 4 aufgenommenen Anzahl nur andauern, bis
die Trommel 15 eine Grenzposition erreicht hat, in der
sie im Wesentlichen die Trommel 14 kontaktiert. Jenseits dieses
Punktes muss die Herstellungsmaschine (nicht dargestellt) abgebremst
werden, um einen umgekehrten Unterschied zu erzeugen, oder sogar
angehalten werden.
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Wenn
umgekehrt die Anzahl an Zigaretten 2, die zur Station 3 befördert werden,
kleiner als die Anzahl an Zigaretten 2 ist, die vom Förderer 7 an
der Station 4 aufgenommen werden, bewegt die zentrale Steuereinheit 48 die
Trommel 15 zur Trommel 13, um das Magazin 1 in
einer Weise zu betreiben, die zu der oben beschriebenen umgekehrt
ist.
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Das
in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Magazin 50,
das im Wesentlichen mit dem Magazin 1 identisch ist, allerdings
mit der Ausnahme, dass an der Trommel 15 die Windungen 32 und 45 in Reihe
einander gegenüber
und nicht abwechselnd, wie beim Magazin 1 angeordnet sind. Obwohl
in diesem Fall die Abstände
P1 und P2 der Wicklungen 31 und 44 bei dem darstellten
Ausführungsbeispiel
gleich sind, kann der Abstand P2 auch wesentlich kleiner als P1
sein, um die Höhe
der Trommeln 13, 14, 15 herabzusetzen,
und zwar in Anbetracht dessen, dass die Wicklung 44 keine
Zigaretten 2 trägt.