WO2001066446A1

WO2001066446A1 - Fördereinrichtung zum transport und ausschleusen von fördergut

Info

Publication number: WO2001066446A1
Application number: PCT/DE2001/000851
Authority: WO
Inventors: Rolf Wiehler
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2001-09-13
Also published as: US20030019719A1; EP1261538A1; JP2004517708A; US6776277B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Transport und Ausschleusen von Fördergut, insbesondere flachen Sendun-gen, mit hintereinander angeordneten, vertikal schwenkbaren Fördermodulen. Zur Verkürzung der Schließzeit, in welcher das ausgeschwenkte Fördermodulteil wieder das Niveau des nachfol-genden Fördermodulteils erreicht, ist der in Förderrichtung vordere Teil der Fördermodule ebenfalls in vertikaler Rich-tung verfahrbar ausgeführt. Sofort nach dem Ausschleusen ei-nes Fördergutes (3), wenn das nächste Fördergut (3) weiterzu-transportieren ist, wird dieser vordere Teil des dem aus-schleusenden Fördermodul (1) nachfolgenden Fördermoduls (1) dem zur Ausschleusung ausgeschwenkten Teil entgegengeschwenkt und wenn er sich mit seinem Transportniveau unterhalb des Transportniveaus des vorgelagerten, ausschleusenden Fördermo-duls (1) oder mindestens auf gleicher Höhe befindet, wieder nach oben geschwenkt.

Description

Beschreibung

Fördereinrichtung zum Transport und Ausschleusen von Fördergut

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Transport und Ausschleusen von Fördergut, insbesondere flachen Sendungen, mit hintereinander angeordneten, vertikal schwenkbaren Fördermodulen.

Durch gezieltes Ausschleusen am jeweiligen Fördermodul kann das Fördergut in weitere Fördereinrichtungen oder in den Fördermodulen zugeordnete Behälter sortiert werden (DE-OS 2 108 023) . ■

Um kurze Lücken zwischen den zu sortierenden Fördergütern und damit einen hohen Durchsatz zu ermöglichen, ist es erforderlich, die Schwenkbewegungen schon auszuführen, während sich noch auf den Fördermodulen Fördergut befindet. So kann sich z.B. bereits auf einem nach unten in Ausschleusestellung geschwenkten Fördermodul Fördergut befinden, das eigentlich horizontal weitertransportiert werden soll. Beim Hochschwenken dieses Fördermoduls und Anschlagen in der Endlage kann dann das lose auf dem Fördermodul befindliche Fördergut hochsprin- gen und den Kontakt zum Fördermittel verlieren. Dadurch könnten Undefinierte Lagen der Fördergüter einschließlich Lücken- ■ Verschiebungen entstehen. Weiterhin ist mit dem plötzlichen Abbremsen aus der vollen Schwenkgeschwindigkeit ein erhöhter Verschleiß und eine hohe Geräuschbildung verbunden.

Um zur Vermeidung dieser Nachteile die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung so zu gestalten, daß die Beschleunigungen bei Beginn und Ende der Schwenkbewegungen möglichst klein sind, wurde in der DE 44 38 207 AI der Einsatz eines Kurbeltriebes mit einem sinusförmigen Bewegungsverlauf für den Antrieb von

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

So ist es zur Erzielung möglichst kurzer Fördergutabstände günstig, daß der in Förderrichtung vordere Teil des dem ausschleusenden Fördermodul nachfolgenden Fördermoduls während der Schließbewegung des ausschleusenden Fördermoduls nur solange nach unten geschwenkt wird, bis sich beide Fördermodule mit dem Förderniveau ihrer aneinander grenzenden Teile auf annähernd gleicher Höhe befinden und dann sofort wieder nach oben geschwenkt wird.

Vorteilhaft ist es zur Reduzierung des Aufwandes, den in För- derrichtung vorderen Teil des Fördermoduls vertikal geradlinig verschiebbar zu führen und den hinteren Teil so zu führen, daß notwendige horizontale Bewegungskomponenten ausführbar sind. In einer vorteilhaften Antriebsvariante ist der vordere Teil des Fördermoduls mit einem steuerbaren Hubele- ment verbunden. Als Hubelement kann beispielsweise ein Hubmagnet, oder ein pneumatischer Hubzylinder eingesetzt werden.

An den in Förderrichtung vorderen Teil des Fördermoduls kann noch ein Federelement als Energiespeicher angreifen.

Vorteilhaft ist es auch, zur Erzielung eines sinusförmigen vertikalen Bewegungsverlaufes den in Förderrichtung hinteren Teil des Fördermoduls mit der Schubstange eines Kurbeltriebes zu verbinden.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

FIG 1 eine schematische Seitenansicht eines Förder- moduls mit einem endlosen Transportband in horizontaler Transportstellung FIG 2 eine schematische Seitenansicht eines Fördermoduls in Ausschleusestellung

FIG 3a-c schematische Seitenansichten von drei Förder- modulen mit zwei flachen Fördergütern in verschiedenen Transportphasen

Wie der FIG 1 zu entnehmen, hat ein Fördermodul 1 ein angetriebenes umlaufendes Förderband 2, das über zwei Rollen ge- führt ist. Die verlängerte Achse der Rolle auf der einlaufenden Seite ist gleichzeitig die Schwenkachse des Moduls zum Schwenken von der Förder- in die Ausschleusestellung und zurück. Auf der anderen Seite ist die verlängerte Achse der Rolle auf der auslaufenden Seite gleichzeitig die Schwenkach- se des Moduls zum Schwenken des in Förderrichtung vorderen

Teils des Fördermoduls während der Schließbewegung des vorgelagerten Fördermoduls nach dem Ausschleusen, um schon vor dessen horizontalen Endstellung eine störungsfreie Übernahme der Fördergüter vom jeweils vorgelagerten Fördermodul zu ge- währleisten.

Der in Förderrichtung vordere Teil des Fördermoduls 1- befindet sich wie der hintere Teil in der oberen Endlage, die während eines Transportzyklusses für ein Fördergut auf dem För- dermodul 1 in der größten Zeitspanne eingenommen wird. Damit diese Schwenkbewegung möglichst energiesparend ausgeführt wird, wird diese obere Endstellung mittels eines Energiespeichers in Form einer Druckfeder 13 gehalten. Soll das Modulteil an der Einlaufseite nach unten geschwenkt werden, wird ein Hubelement 12 (in diesem Fall ein Hubmagnet) aktiviert, der an der verlängerten Achse der Umlenkrolle' auf das in Förderrichtung vordere Fördermodulteil angreift. Nach Deaktivierung des Hubelementes 12 wird dieses Fördermodulteil durch die Druckfeder 13 wieder in seine obere Endstellung ge- drückt. Auf dem Förderband 2 befindet sich gerade ein Fördergut 3. Zur Ausführung der Schwenkbewegung zum Ausschleusen ist die Rolle auf der auslaufenden Seite an einer Schubstange 7 eines Kurbeltriebes gelagert. Ein Kurbeltrieb wurde ge- wählt, damit die Bewegung sinusförmig verläuft und somit keine unzulässig hohen Beschleunigungen auftreten, die ein Springen der Fördergüter auf dem Förderband 2 nach sich ziehen würden. Das Förderband 2 steht gemäß FIG 1 in der horizontalen ' Förderstellung von Modul zu Modul, der Kurbeltrieb befindet sich ebenfalls gerade am oberen Totpunkt. Der Pfeil deutet die auszuführende halbe Kurbelumdrehung zum unteren Totpunkt für die Ausschleusestellung der FIG 2 an, d.h. der Kurbeldurchmesser entspricht dem Ausschleusehub des Fördermoduls. Der Pfeil in FIG 2 deutet an, daß zum Hochschwenken die Kurbel 6 im entgegengesetzten Drehsinn eine halbe Umdrehung nach oben ausführt.

Da dieser Antrieb auch möglichst wenig Energie verbrauchen soll, Bewegungszeiten aber möglichst kurz sein sollen, wird ein Energiespeicher in Form einer Zugfeder 4 eingesetzt, die mit der Kurbel 6 an der Verbindungsstelle zur Schubstange 7 verbunden ist. Bei der Ausschleusung eines auf dem Fördermodul 1 befindlichen Fördergutes 3 nach unten infolge einer halben Umdrehung der Kurbel 6 nach unten wird die Zugfeder 4 durch den Antrieb und die Masse des Fördermoduls 1 und der Fördergüter 3 gespannt. Wurde das Fördergut 3 ausgeschleust, so muß anschließend das Fördermodul 1 möglichst schnell nach oben schwenken, um zu vermeiden, daß bei kurzen Lücken zwischen den Fördergütern 3 das folgende Fördergut 3 eingeklemmt wird. Durch die gespannte Feder ist es möglich, diesen Vorgang mit relativ geringer Energie schnell durchzuführen. Zur Begrenzung der Kurbelbewegung sind ein oberer Anschlag 9 und ein unterer Anschlag 10 vorgesehen, wobei der obere Anschlag 9 knapp hinter dem oberen Totpunkt und der untere Anschlag 10 im unteren Totpunkt bzw. kurz davor liegt. Der An- trieb kann beispielsweise durch einen Schrittmotor oder durch einen Gleichstromgetriebemotor realisiert werden. Das Gegenlager der Zugfeder 4 ist an einer Federaufhängung 5 befestigt und befindet sich über dem oberen Anschlag 9. Dadurch wird die Kurbel 6 durch die Zugfeder 4 gegen den oberen Anschlag 9 in eine geringe Knickposition gezogen und auch gegen den unteren Anschlag 10, wenn sie über die gedachte Umsprunglinie 11, die durch das Gegenlager und die Kurbeldrehachse 8 gerade verläuft, hinaus bewegt wird. Somit ist ein definiertes Verbleiben der Kurbel β in den Endlagen gesichert, ohne daß spezielle Arretierungsmittel oder Antriebe mit energieverbrauchenden Haltefunktionen notwendig sind.

Aufgrund der hohen Dynamik der Drehbewegung bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von V ax = 3 Umdrehungen/Sekunde ist ein Stoppen, welches schnell (< 50 ms) und exakt an den Anschlägen 9,10 endet, ohne Winkelerfassung und Regelung nicht möglich, da der Stoppunkt beispielsweise beeinflußt wird durch

• Belastung des Fördermoduls durch das Fördergut (Gewichtvarianz) • Wicklungstemperatur des Motors

• Lagerreibung

• Fertigungstoleranzen aller Art (Fördermodulgewicht, Motortoleranzen)

• Betriebsspannung des Gleichstrommotors

Diese Faktoren beeinflussen auch die Schwenkzeiten des Fördermoduls 1. Um möglichst gleiche Schwenkzeiten und definierte Stoppunkte zu gewährleisten, wird ein Gleichstrommotor, mit einer ge- • ringfügig höheren Spannung als der Nennspannung betrieben

(ca. 10-20% mehr), was bei einem nur gering belasteten För- dermodul zu einer zu schnellen Umschlagzeit führen würde.

Eine Motorsteuerung gewinnt aus der Bewegung des Motors, erfaßt über zwei Einrichtungen zur Winkelerfassung, realisiert als Hallsensoren, einer Einrichtung zur Stromerfassung und einen ggf. vor einer Sortierstrecke befindlichen Dicken-, Höhen- und Längensensors alle erforderlichen Informationen, um den Motor mittels einer Pulsweitenmodulation so zu beeinflussen, daß die Bewegung auch bei gering belastetem Fördermodul eine vorgegebene Mindestzeit nicht unterschreitet und auch die Dynamik angenähert an eine Sollkurve verläuft. Die Einrichtung zur Stromerfassung ermöglicht eine verlässliche Bestimmung des Lastmomentes, da beim Gleichstrommotor I = f(M) ist.

Der Dicken-, Höhen- und Längensensor und seine Meßinformation ersetzt bei angenommener Proportionalität zwischen Volumen und Gewicht eine aufwendige Wiegung.

Um die Drehrichtung/-geschwindigkeit des Motors zu detektie- ren, wurden zwei Hallsensoren versetzt an der Motorwelle angeordnet .

Die bei sehr leichtem Sendungsgut nicht genutzten Leistungsreserven stehen dann zum Ausgleich der weiter oben aufge- listeten Belastungsfaktoren und Störgrößen zur Verfügung, wodurch eine konstante Umschlagzeit erreicht wird. Aus den Sensorinformationen abgeleitet wird auch durch die Motorsteuerung der Einsetzpunkt der Bremsung und deren Dauer, um ein genaues Anfahren der Anschläge 9,10 zu ermöglichen.

Hierdurch werden elastische Anschläge, unnötiger Verschleiß,

Geräusche, etc. vermieden. Der Einsetzpunkt der Bremsung und deren Dauer wird dynamisch in Abhängigkeit von Lastmoment und der Winkelgeschwindigkeit/Winkelposition des Kurbeltriebes bestimmt. Die Motorsteuerung kann den Motor so ansteuern, daß die Kurbel an den Anschlägen keine Bewegungsenergie mehr hat.

Für ein besonders sanftes und ruckfreies Schwenken des För- dermoduls 1 hat die Winkelgeschwindigkeit, des Antriebsmotors einen sinusförmigen Verlauf, so daß der Schwenkvorgang des Fördermoduls 1 einen einstellbaren Verlauf besitzt.

Bei einer weiteren einfachen Antriebsausführung ohne Winkel- positionssensoren und Regelung des Motors, die eingesetzt werden kann, wenn beispielsweise an die Einhaltung bestimmter Schwenkzeiten der Fördermodule 1 keine hohen Anforderungen gestellt werden oder die Einflüsse der Störgrößen gering sind (z.B. geringere Gewichtsvarianz), ist der zeitgesteuerte An- trieb so ausgelegt, daß die elastisch ausgeführten Anschläge auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen (hohe Betriebsspannung, niedrige Lagerreibung, minimal belastetes Fördermodul) einen Teil der Bewegungsenergie des Kurbeltriebes aufnehmen.

Da der in Förderrichtung vordere Teil des Fördermoduls 1 nur unbelastet nach unten geschwenkt und nur mit dem vorderen Teil eines Stückgutes nach oben geschwenkt wird, werden an diesem Antrieb nicht so hohe Anforderungen gestellt, so daß hier ein entsprechend dimensioniertes Hubelement 12 mit einem Federelement 13 ausreichend ist. Der Ablauf der Schwenkbewegungen des in Förderrichtung vorderen Teils der Fördermodule 1 mit den umlaufenden Förderbändern 2 ist in FIG 3a-c dargestellt, wobei der Übersicht halber nur der Antrieb des in Förderrichtung vorderen Teils des die entgegenkommende Schwenkbewegung ausführenden Fördermoduls 1 dargestellt ist. Als Fördergüter 3 werden flache Sendungen transportiert. Gemäß FIG 3a verläßt das auszuschleusende Fördergut 1 gerade das nach unten geschwenkte Fördermodul 1. Das folgende Fördergut 3 befindet sich schon teilweise auf dem nach unten geschwenkten Fördermodul 1, soll aber weitertransportiert werden. Sofort nachdem das auszuschleusende Fördergut 3 das Fördermodul 1 verlassen hat, wird dieses wieder nach oben geschwenkt. Gleichzeitig wird der in Förderrichtung vordere Teil des nachfolgenden Fördermoduls 1 mit- tels des Hubelementes 12 und der Druckfeder 13 mindestens solange nach unten geschwenkt, bis sein Förderniveau das Förderniveau des nach oben schwenkenden Fördermoduls 1, den das vorangegangene Fördergut 3 gerade ausgeschleust hat, erreicht hat (FIG 3b) . Dann wird dieser in Förderrichtung vordere Teil des nachfolgenden Fördermoduls 1 wieder nach oben geschwenkt, so daß sich am Ende dieses Bewegungszyklusses beide Fördermodule 1 in der horizontalen Endlage befinden (FIG 3c) . Aufgrund dieses Entgegenschwenkens kann der Abstand zwischen den Fördergütern so verkürzt werden, daß eine Übergabe zum je- weils nachfolgenden Fördermodul 1 schon erfolgen kann, wenn beide Fördermodule 1 an der Übergabestelle sich auf einer Höhe befinden und nicht erst, wenn die horizontalen Endlagen erreicht sind.

Claims

Patentansprüche

1. Fördereinrichtung zum Transport und Ausschleusen von Fördergut, insbesondere flachen Sendungen, mit hintereinan- der angeordneten, vertikal schwenkbaren Fördermodulen (1) , deren in Fördereinrichtung hintere Teile, an denen die Fördergüter (3) die Fördermodule (1) verlassen, vertikal verschiebbar gelagert sind und die mittels Antriebselemente je nach Ansteuerung in eine horizontale Transportposition oder in eine Ausschleuseposition schwenkbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß zusätzlich der in Förderrichtung vordere Teil der Fördermodule (1) durch Antriebselemente zur Ausführung einer Schwenkbewegung vertikal verschiebbar ist und die Verschiebebewegung so ausführbar ist, daß sofort nach dem Ausschleusen eines Fördergutes (3) gleichzeitig mit der Schließbewegung des in Förderrichtung hinteren Teils des jeweiligen ausschleusenden Fördermoduls (1) der in Förderrichtung vordere Teil des jeweils nachfolgenden Fördermoduls (1) so nach unten und wieder nach oben in die horizontale Lage geschwenkt wird, daß sich sein Transportniveau stets unterhalb oder höchstens in gleicher Höhe mit dem Transportniveau des hochschwenkenden Teils des vorgelagerten, ausschleusenden Fördermoduls (1) befindet und daß der Abstand zwischen den Fördergütern (3) und die Fördergeschwindigkeit so wählbar sind, daß das dem gerade ausgeschleusten Fördergut (3) folgende, durch das betreffende vorgelagerte Fördermodul (1) nicht auszuschleusende Fördergut (3) an den Ausgang die- ses Fördermoduls (1) gelangt, sobald sein Transportniveau das Transportniveau des nachfolgenden Fördermoduls (1) erreicht hat.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der in Förderrichtung vordere Teil des dem ausschleusenden Fördermodul (1) nachfolgenden Fördermoduls (1) während der Schließbewe- gung des ausschleusenden Fördermoduls (1) nur solange nach unten geschwenkt .wird, bis sich beide Fördermodule (1) mit dem Förderniveau ihrer aneinander grenzenden Teile auf annähernd gleiche Höhe befinden und dann sofort wieder nach oben geschwenkt wird.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h i g e k e n n z e i c h n e t, daß der in Förderrichtung vordere Teil der Fördermodule (1) vertikal geradlinig verschiebbar geführt ist und der in Förderrichtung hintere Teil so geführt ist, daß zum Schwenken notwendige horizontale Bewegungskomponenten ausführbar sind.

4. Fördereinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vordere Teil des Fördermoduls (1) mit einem steuerbaren Hubelement (12) verbunden ist.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am in Förderrichtung vorderen Teil der Fördermodule ein Federelement (13) angreift .

6. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, d a d u r c h' g e k e n n z e i c h n e t, daß der in Förderrichtung hintere Teil des Fördermoduls (1) mit der Schubstange (7) eines Kurbeltriebes verbunden ist.