WO2018091155A1 - Vorrichtung und verfahren zur ermittlung eines belegungsgrads einer transporteinrichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ermittlung eines belegungsgrads einer transporteinrichtung Download PDF

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WO2018091155A1
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WO
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transport
transport device
light beams
occupancy
light
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PCT/EP2017/069621
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English (en)
French (fr)
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Tobias Scheck
Christian Buchner
Verena Hecht
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/08—Control devices operated by article or material being fed, conveyed or discharged
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for determining a degree of occupancy of a transport device, which in particular transports containers in a container treatment plant.
  • Occupancy rate in the sense of the following description is understood to mean the percentage occupancy of a transport device.
  • the area occupied by the conveying or transporting goods is to be understood in relation to the maximum area available for transport.
  • the degree of occupancy of a transport device is to be understood as the extent of a transport material flow measured transversely to the transport direction of a transport device in relation to the total width of a transport device available for transport.
  • the total available for transport width is usually determined by the distance between facilities such.
  • a plurality of containers can be transported in a so-called mass transport side by side in a transport direction.
  • the transport device may be empty or partially or completely occupied by containers .
  • the speed or the throughput of downstream facilities, such. B. cleaning device, packaging device, etc. depending on the occupancy rate of the transport device to regulate.
  • WO 2008/1 16546 A2 shows a method for monitoring, controlling and optimizing filling systems for foodstuffs, in particular for beverage bottles.
  • the procedure is used for plant or machine monitoring.
  • an optoelectronic recognition system in the form of at least one electronic camera is used in order to obtain the necessary control data.
  • the optical detection systems can be used to monitor the occupancy rate of buffer tables.
  • a disadvantage of such optical recognition systems is that the camera systems reach their limits when processing non-cooperative container surfaces. In this case, a stable detection of the occupancy rate is not guaranteed.
  • a device and a method for determining a degree of occupancy of a transport device are provided with which a determination of a degree of occupancy of a transport device can be realized easily, with high accuracy, flexible, cost-effective and independent of the nature of the transported.
  • the device comprises at least one light barrier for detecting transported goods transported by the transport device in a transport plane, wherein at least two light beams of the at least one light barrier are arranged adjacent to one another with respect to the transport plane of the transport device, and wherein the at least one light barrier is configured and arranged in such a way in that one of the light beams is aligned for detecting a first transport item and another one of the at least two light beams is arranged for detecting a second item to be transported, and an evaluation unit configured to evaluate the acquisition result of the at least two photoelectric sensors for determining the current occupancy rate in the transport plane of the transport device is.
  • adjacent to one another is meant an offset in height, which does not exclude that an offset in the transport direction or transversely to the transport direction of the container may be present.
  • the device With the device is very reliable and easy a percentage accurate determination of the degree of occupancy of the transport device can be realized either for a moving container flow or a stationary container flow.
  • a relatively accurate control of the mass flow of containers is feasible.
  • a more detailed distribution of the mass flow in automatic distributions is possible.
  • a container treatment plant can be activated or deactivated. Overall, this results in less costly production losses and a higher efficiency of the entire system.
  • the degree of occupancy can be detected and determined without contact with the device, whereby damage to the containers can be avoided.
  • the sensors or detection units of the device are wear-resistant by the non-contact detection.
  • Another advantage of the device is that different types of containers can be easily detected, namely, for example, containers made of glass, plastic, sheet metal, etc., such as glass bottles, plastic bottles, cans, the containers can be filled or empty, or provided with or without closure could be. Thus, an adjustment of the device only on the height of the container is required.
  • the aforementioned device offers a very efficient and cost-effective way of detecting or determining the occupancy rate. This results in only a very low calibration and referencing.
  • the at least two light beams are arranged at approximately the same angle obliquely to the transport plane of the transport device, so that the at least two light beams are arranged substantially parallel to one another.
  • the light beams may be arranged transversely across the width of the transport device, wherein the width is arranged transversely to the transport direction of the transported material of the transport device.
  • the at least two light beams may be arranged as a light grid, in which the light beams are each arranged at a predetermined distance from each other. It is conceivable that the angle is at an angle to the transport plane of the transport device in a range between 1 ° and 45 ° and preferably between 5 ° inclusive and 15 ° inclusive.
  • the percentage of light beams interrupted by goods to be transported corresponds to the percentage of occupancy of the transport device. Additionally or alternatively, values of an analog output current of the at least one Photocells within a range of 4 mA up to and including 20 mA and an analogue output voltage of 0 V to 10 V inclusive.
  • the light barrier prefferably has: a first detection unit, which is provided as a transmitter or as a unit of transmitter and receiver of at least one light beam and is arranged on a railing, which is provided for guiding the transported material on the transport device, and a second Detection unit, which is provided for receiving or reflecting the at least one light beam.
  • the first detection unit can be arranged perpendicular to the transport plane and the second detection unit can be arranged perpendicular to the first detection unit.
  • the first and second detection unit can be arranged perpendicular to the transport plane facing each other.
  • the first and second detection unit may be arranged inclined to the transport plane facing each other.
  • the device described above may be part of a transport device for transporting containers, wherein the transport device also has a conveyor belt for transporting the containers in a predetermined transport direction.
  • the transport device additionally has at least one further conveyor belt, which can be driven independently of the conveyor belt at different speeds to the conveyor belt.
  • the object is also achieved by a method for determining a degree of occupancy of a transport device according to claim 10.
  • the method comprises the steps of: detecting, with at least one light barrier, transported goods transported by the transport device in a transport plane, wherein at least two light beams of the at least one light barrier are arranged adjacent to one another with respect to the transport plane of the transport device, and wherein the at least one light barrier is configured and arranged such that one of the light beams is aligned for detecting a first cargo and another of the at least two light beams is aligned for detecting a second transported, and evaluating, with an evaluation, the detection result of the at least one light barrier to determine the current occupancy rate in the transport plane of the transport device.
  • the detection step is preceded by a step of setting up the at least one light barrier, in which the evaluation device is set up to a degree of occupancy of 0% and 100%.
  • the detection step is preceded by a further step, in which the item to be transported is guided into a compact transport material flow to one side of the transport device.
  • the method achieves the same advantages as previously mentioned with respect to the device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a machine with a device according to a first embodiment for determining a degree of occupancy of the transport device.
  • Fig. 2 is a plan view of a transport device of the machine with a device according to the first embodiment
  • 3 is a simplified sectional view vertical to the transport plane of the transport device with the device according to the first embodiment
  • 4A to 4K are simplified views for illustrating the principle for determining a degree of occupancy of the transport device with the device according to the first embodiment
  • 5 is a simplified sectional view of the transport device with a device for determining a degree of occupancy of the transport device according to a second embodiment
  • FIG. 6 is a sectional view of the transport device with a device for determining a degree of occupancy of the transport device according to a third embodiment
  • FIG. 7 and 8 are sectional views illustrating two different specific embodiments of the device according to the third embodiment.
  • FIGS. 9 and 10 each show three-dimensional views of the transport device with details for fastening the device according to the third embodiment to the transport device.
  • identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
  • Fig. 1 shows a machine 1, which may be, for example, a container treatment plant.
  • containers 2 in particular transparent or non-transparent containers, plastic bottles, glass bottles, metal cans, empty, full, closed, unlocked, labeled, not labeled, printed, etc., produced and / or treated.
  • containers 2 may also be, for example, boxes, cartons, packages, etc.
  • the machine 1 is described below partially using the example of a container treatment plant, the machine 1 is not limited thereto. In Fig. 1, not all containers 2 are provided with a reference numeral for the sake of simplicity.
  • the machine 1 has a first container treatment device 10, a transport device 20 and a second container treatment device 30.
  • the first container treatment device 10 is, for example, a filling device for filling the containers 2 with a medium, such as a liquid, a powder, etc., in particular a beverage, a cleaning agent, etc.
  • the second container treatment device 30 is, for example, a fitting device for Equipping containers 2 with a label or printed image.
  • the transport device 20 transports the containers 2 as transport goods from the first container treatment device 10 to the second container treatment device 30. Instead of containers 2, however, any other piece goods can be transported, which can be arranged side by side on the transport device 20 and can be transported side by side.
  • Such cargo may for example be a container of containers, preforms for the production of containers, closures for sealing containers, etc.
  • Fig. 2 shows a part of the transport device 20 in more detail.
  • the transport device 20 has a conveyor belt 21 for transporting goods to be transported, such as the container 2, in a transport direction TR.
  • the conveyor belt 21 of the transport device 20 is driven by a drive device 21 A, so that move the container 2 with the conveyor belt 21 in the transport direction TR.
  • the conveyor belt 21 and thus the transport device 20 is only partially occupied by cargo in the form of the container 2.
  • the other part of the conveyor belt 21 is free of cargo in the form of container 2.
  • the occupancy rate of the transport device 20 is approximately 40%. Accordingly, in about 60% of the transport device 20 are not occupied by cargo in the form of container 2.
  • a device 23 for determining a degree of occupancy of the transport device 20 is mounted on the transport device 20.
  • the device 23 is only very schematically shown in FIG. 2 and has a first detection unit 231 and a second detection unit 232, which are mounted at the railings 22 on the two sides of the transport device 20, a container assembly unit 24, and an evaluation device 25.
  • the container assembly unit 24 may be formed as an upstream overhang and / or an incline of the transport 20 and / or with active or passive deflectors or other suitable means that form a compact stream of containers 2 that is transported along one of the rails 22.
  • the first detection unit 231 transmits at least one light beam 233 to the second detection unit 232.
  • the first detection unit 231 serves as a transmitter of the light beams 233 and the second detection unit 232 as a receiver of the light beams 233.
  • the evaluation device 25 evaluates the detection results of the detection units 231, 232.
  • the evaluation device 25 can in particular be realized with or as software, which is executed by a control device of the machine 1 or a control device of the transport device 20.
  • the control devices are not shown separately in the figures.
  • the control device of the machine 1 can in particular be a programmable logic controller (PLC).
  • the control device of the transport device 20 can also be designed in particular as a programmable logic controller (PLC).
  • a detection step of the detection units 231, 232 is thus preceded by a step that ensures that the containers 2 are guided in a compact flow on one side of the transport device 20.
  • the section in which the occupancy rate measurement takes place with the device 23 for example, a lateral overrun upstream.
  • a lateral overthrust is understood to mean a transport section which is arranged laterally offset in the transport direction TR relative to the section of the occupancy measurement.
  • the containers 2 are pushed by means of a railing 22 and / or a container assembly unit 24 transversely to the transport direction TR on the portion of the occupancy rate measurement in the device 23, as illustrated in Fig. 2.
  • the transport device 20 which represents the section of the occupancy rate measurement, or the transport device 20 in the area of the occupancy rate measurement, can be arranged obliquely with respect to the horizontal.
  • the containers 2 are thus collected before passing the device 23 on one side of the transport device 20 and a determination of the degree of occupancy with the device 23 can take place.
  • lubrication of the transport device 20 with lubricants known to the person skilled in the art may be provided both during the lateral overthrust and also during the oblique position of the transport device 20, in order to support a sliding of the containers 2.
  • Fig. 3 shows the transport device 20 with the device 23 very schematically in section.
  • the first detection unit 231 is arranged laterally next to the railing 22 and the conveyor belt 21.
  • the first detection unit 231 or its detection surface is arranged transversely, in particular perpendicular, to the conveyor belt 21 in FIG. 3.
  • the second detection unit 232 is assigned to the railing 22 on the right side in Fig. 3.
  • the second one is Detection unit 232 disposed above the conveyor belt 21.
  • the second detection unit 232 or at least its detection surface in FIG. 3 is arranged parallel to the conveyor belt 21.
  • the detection unit 232 or its detection surface is not arranged completely parallel to the conveyor belt 21 but somewhat obliquely to the conveyor belt 21.
  • the detection units 231, 232 are thus arranged perpendicular to each other.
  • the containers 2 in Fig. 3 are for example plastic containers, in particular plastic bottles.
  • the containers 2 have an opening 2A, via which the container 2 can be filled or emptied.
  • the first detection unit 231 transmits a plurality of light beams 233 across a width B of the conveyor 20, and more particularly over the rail width B1 equal to the distance between the rails 22, as shown in FIG are arranged at a predetermined distance and parallel to each other or side by side.
  • the light beams 233 are thus arranged adjacent to one another with respect to the transport plane of the transport device 20.
  • Fig. 2 shows that the width B of the transport device 2 is arranged transversely to the transport direction TR of the container 2 as a transport.
  • Such an arrangement of the light rays 233 is suitable for an arrangement of the containers in a mass flow, which builds up on the transport device 20 from the right side in FIG. 3 in the direction of the left side in FIG.
  • the plurality of light beams 233 form a light grid in FIG.
  • the light beams 233 are aligned with the containers 2, as described in more detail later.
  • the first and second detection units 231, 232 and the light beams 233 form a plurality of light barriers in FIG.
  • the first and second detection units 231, 232 form at least two light barriers each having a light beam 233 or at least one light barrier having at least two light beams 233.
  • the first and second detection units 231, 232 are arranged such that the light beams 233 are arranged obliquely to the transport plane are, which is spanned by the conveyor belt 21 of the transport device 20.
  • the light barriers are arranged in the direction of the width B of the transport device 20, in particular arranged transversely across the width B of the transport device 20.
  • the light beams 233 are aligned with the containers 2, as described in more detail later.
  • the first and second detection units 231, 232 are thus each designed as optical sensors, non-contact and / or momentary sensors.
  • the first and second detection units 231, 232 can operate in particular with infrared light, laser light, etc.
  • the first and second detection unit 231, 232 for detecting transversely, in particular perpendicular, to the transport plane in the form of the conveyor belt 21 of the transport device 20 are configured.
  • FIGS. 4A to 4K show various degrees of occupancy of the transport device 20 in order to illustrate the operating principle of the device 23.
  • the first and second detection units 231, 232 and thus the light beams 233, ie the light barriers are arranged on the transport device 20 such that only the lowermost light barrier is interrupted by a container 2, if only one container 2 is in contact a railing 22, right in Fig. 4A, on the conveyor belt 21 is located.
  • all of the light barriers of containers 2 are interrupted when the conveyor belt 21 is completely occupied with containers 2 to 100%. If no container 2 is present on the conveyor belt 21, it goes without saying that none of the light beams 233 is interrupted by a container 2.
  • the transport device 20 has an occupancy rate of 0%.
  • the state of FIG. 4A corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 10%.
  • the state of Fig. 4B corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 20%.
  • the state of Fig. 4C corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 30%.
  • the state of Fig. 4D corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 40%.
  • the state of FIG. 4E corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 50%.
  • the state of Fig. 4F corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 60%.
  • the state of Fig. 4G corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 70%.
  • the state of Fig. 4H corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 80%.
  • the state of Fig. 4J corresponds to a degree of occupancy of the transport device 20 with containers 2 of 90%.
  • the state of Fig. 4K corresponds to a degree of occupancy of the conveyor 20 with containers 2 of 100%, as mentioned above.
  • the light beams 233 between the detection units 231, 232 together form a light grid which can be used with different beam spacings and sensor lengths or detection lengths.
  • the individual light beams 233 are successively interrupted.
  • the individual light beams 233 of the light grid are arranged in such a way that the lowermost light beam 233 of the light grid scans the container 2 arranged directly on the railing 22 at its mouth, as shown in FIG. 4A. Arranges next to the container 2 of Fig.
  • the second lowermost light beam 233 palpates the mouth of the other container 2.
  • the other light beams 233 are provided for even more containers 2, located next to build up the containers of FIG. 4B, as can be seen in FIGS. 4C to 4K.
  • the lowermost light beam 233 for detecting the container 2 of FIG. 4A is aligned as the first item to be transported.
  • the second lowermost light beam 233 is aligned to detect the further container 2 in FIG. 4B as a second item to be transported. This analogously also applies to the further light beams 233 and container 2 in FIGS. 4C to 4K.
  • the light beams 233 for this purpose are arranged to fall from the side of the conveyor belt 21 or the transport device 20, on which the container flow is built up, to the other side of the conveyor belt 21 or the transport device 20.
  • the light beams 233 thus fall from the right side in Figures 4A to 4K on the left side.
  • the light beams 233 are located farther from the transport plane of the conveyor 20 on the transport device side corresponding to the occupancy rate of 0%, or higher above the transport plane 21 of the conveyor 20 than on the transport device side corresponding to the occupancy rate of 100%
  • the analog output value of the light barriers formed with the light beams 233 between the detection units 231, 232 can have an electrical current of in particular 4 to 20 mA and an electrical voltage of in particular 0 to 10 V. The magnitude of the electrical current and the voltage depends on how many of the light beams 233 are interrupted.
  • the maximum number of interrupted light beams 233 is set in the case of a 100% occupancy of the transport device 20 depending on the currently transported container type. This maximum number serves as the basis for the percentage determination of the occupancy of the transport device 20 with transported goods.
  • the occupancy rate of the transport device 20 has a value of 50%. If 5 light beams are occupied by a maximum of 14 light beams, the occupancy rate of the transport device 20 has a value of approximately 35%.
  • transported goods transported in a continuous manner with the transport device 20 are thus detected in one step with the detection units 231, 232.
  • the evaluation device 25 evaluates the detection results or measured values of the detection units 231, 232 in order to determine the current occupancy rate of the transport device 20.
  • the degree of coverage determined with the device 23 can be used to implement efficient control algorithms, such as control of the machine 1, rapid product change, anticipatory activation of further capacities and / or asymmetrical dynamic distribution of container flows.
  • the device 23 performs no direct measurement of the occupancy rate z. B. by measuring a distance in a unit such as centimeters or the like by means of, for example, opto-electronic sensors.
  • the detection units 231, 232 function as aids to indirect measurement by forming a quotient of two values requiring less effort, such as hardware, software, calibration, and so on.
  • the method described above for determining the degree of occupancy is preceded by an initial referencing or a setting-up process of the device 23.
  • the detection or measuring range on the transport device 20 is taught, which is required for the evaluation by the evaluation device 25.
  • a container 2 is first placed against the railing 22, which is arranged closest to the first detection unit 231. Then, a measurement or detection is performed with the detection units 231, 232 and a resulting first measured value or detection value is stored. The first measured value corresponds to the full occupancy rate of the transport device 20, as also described above.
  • a container is now placed on the railing 22 at the second detection unit 232 on the conveyor belt 21.
  • the evaluation device 25 will now evaluate during the operation of the transport device 20 for all measured values which are not equal to the first or second measured value or are not in the range between the first and second measured value, that no container 2 is present on the conveyor belt 21.
  • the measured value range is divided into any number of parts, depending on the desired accuracy. Furthermore, a filter is subsequently placed in the evaluation device 25 on the measured values with respect to the speed of the conveyor belt 21 and the container diameter in order to hide the gaps between the "heads" or mouths of the containers 2.
  • the said possibilities for setting up or teaching or referencing can be carried out manually, for example via a software command or a mechanical switch, and / or at least partially automatically. It is also possible to generate the data required for the referencing by processing / calculating from variety parameters such as height, diameter, etc. of the respective container 2.
  • the minimum adjustment angle a M iN is calculated by multiplying the arctangent (tan "1 ) by the quotient of the distance between the light rays 233, the beam distance, and 10% of the set rail width B1 Calculation over the tangent. Should a different division be obtained If, for example, 5% or 20% of the gel 371 ⁇ t is used, instead of the factor of - : -, the
  • the result of the calculation with equation (1) can be rounded up by the evaluation device 25 to a standard angle, such as 5 °, 10 ° or 15 °.
  • a standard angle such as 5 °, 10 ° or 15 °.
  • the evaluation device 25 due to the oblique attachment of the light grid 233 of light beams, which is formed between the detection units 231, 232, to define a minimum height for the container 2 or minimum container height. If a container 2 drops below the minimum container height, the container 2 can not be detected in the occupancy measurement. As a result, the occupancy rate measurement for the container row is inaccurate or not exact, in which the container 2 is too small.
  • the minimum container height is calculated according to the following equation (2) above the tangent of the setting angle, which is optionally a standard angle multiplied by the difference of railing width B1 and half the container diameter of the smallest container 2 to be transported by the transport device 20.
  • Half the container diameter must be taken into account, since the container 2 triggers the detection units 231, 232 "centrally" on the container neck, or with an area in the vicinity of the container axis,
  • the profile adjustment dimension P M and the profile height P H must be added indicate the minimum dimension over which the light beams 233 must be arranged.
  • Minimum tank height tan (setting angle) x ⁇ railing width - smallest bucket diameter. , "" ".”,
  • the minimum container height h M iN, the setting angle a, the beam spacing d, the profile adjustment dimension P M and the profile height P H and additionally a container height difference h are illustrated in FIG. 6 with respect to the second embodiment.
  • the evaluation device 25 has to take into account two factors for calculating the required length of the detection units 231, 232, namely the Occupancy length for a container 2, which is independent of the container height, and a length addition at different container height.
  • the occupancy length is calculated via the sine in the right-angled triangle from the railing width B 1 and the container 2 with the smallest container height.
  • the total occupancy length BL G ES is also illustrated in FIG. 6 with respect to the second embodiment.
  • the addition of the occupancy length is calculated by dividing the tank height difference and the cosine of the adjustment angle a.
  • the basic rule is that the smaller the setting angle is ⁇ or standard angle, the longer the required sensor and the minimum container height h M iN the smaller is. Also, with a smaller pitch angle ⁇ , a smaller pitch difference can be processed.
  • the standard angle can be in a range of about 1 ° to about 45 °. As indicated above, as standard angles, preference is given to angles between 5 ° and 15 °, as determined and determined by experiment. A smaller angle than 5 ° is usually not practical. An angle of 15 ° or greater is needed only in special cases.
  • the device 23 is set to the minimum setting angle. However, then the setting of the detection units 231, 232 becomes more complicated. Possibly at the bosseinstellwinkel also the variety of parts of the parts for mounting larger.
  • the detection units 231, 232 may alternatively be configured as separate transmitters and receivers, also as sensors, in which, for example, the first detection unit 231 is designed as transmitter and receiver and the second detection unit 232 as reflector, in particular mirror is formed.
  • the light grid can also be generated by a plurality of individual light barriers.
  • Fig. 5 shows the transport device 20 with a device 230 according to a second embodiment in section.
  • the first detection unit 231 as in the device 23 according to the first embodiment, is arranged laterally next to the railing 22 and the conveyor belt 21.
  • the first detection unit 231 or its detection surface in FIG. 5 is arranged transversely, in particular perpendicular, to the conveyor belt 21.
  • the second detection unit 232 is disposed adjacent to the railing 22 and the conveyor belt 21 on the right side in FIG. 5.
  • the second detection unit 232A or its detection surface in Fig. 5 is arranged transversely, in particular perpendicular, to the conveyor belt 21.
  • the first and second detection units 231, 232A are arranged in parallel with each other on the conveyor belt 21.
  • the first and second detection unit 231, 232A are arranged perpendicular to the transport plane facing each other.
  • the transport device 20 and the device 230 according to the second embodiment are executed in the same manner as described for the device 23 according to the first embodiment.
  • Fig. 6 shows the transport device 20 with a device 2300 according to a third embodiment in section.
  • a first detection unit 231 B is again arranged laterally next to the railing 22 and the conveyor belt 21, as in the devices 23, 230 according to the preceding embodiments.
  • the second detection unit 232B is disposed adjacent to the railing 22 and the conveyor belt 21 on the right side in FIG. In this case, the second detection unit 232B or its detection surface in FIG. 6 is also arranged transversely to the conveyor belt 21.
  • the first and second detection units 231 B, 232B are each inclined by a predetermined angle ⁇ to a perpendicular to the transport plane spanned by the conveyor belt 21. Again, the first and second detection units 231 B, 232 B are arranged facing each other.
  • the setting angle a the minimum container height h M iN, another container 3 having a smaller container height than the container 2, a container height difference h between the container heights of the container 2, 3, the beam spacing d between the individual light beams 233, the Profileinstellures P M , the profile height P H and the total occupancy length BLQES illustrates.
  • the operating principle of the device 2300 is otherwise the same as previously described with respect to the device 23 according to the first embodiment.
  • FIGS. 7 and 8 show further sectional views of the device 2300.
  • the containers 2 each have a different shape than the containers 2 in the preceding figures.
  • the containers 2 in FIGS. 7 and 8 are, for example, glass containers, in particular glass bottles.
  • the light beam 233 is aligned to detect an occupancy rate of approximately 60%. Consequently, only one light beam 233 can be sent from the first detection unit 231 B to the second detection unit 232B if it is sufficient to detect only a predetermined occupancy level of the transport device 20 with containers 2.
  • the light beam 233 can, of course, as needed to the transport device 20, More specifically, to be transported by the transport device 20 containers 2, are aligned.
  • two light beams 233 are provided. In this case, an occupancy rate of 100% can be detected with the lower light beam 233 in FIG. By contrast, an occupancy rate of approximately 20% can be detected with the upper light beam 233 in FIG. 8. If these detection results for the container treatment system 1 are sufficient, it is possible that only two light beams 233 are sent from the first detection unit 231 B to the second detection unit 232B.
  • the light beams 233 can, of course, be aligned as required with the transport device 20 or with the containers 2 to be transported by the transport device 20.
  • the lower light beam 233 may also be aligned for an occupancy rate of 60%, and so on.
  • any number of light beams 233 is possible depending on the need and application.
  • FIGS. 9 and 10 show in more detail an attachment 235, 236 of the device 2300 on the transport device 20.
  • the first detection unit 231 B with the attachment 235 above the conveyor belt 21 is located lower or closer to the conveyor belt 21 than the second detection unit 232B.
  • the first detection unit 231 B is attached to the conveyor 20 at a fixed height by means of an L-shaped bracket 235A and a plate 235B.
  • the L-shaped angle 235A may remain the same regardless of the containers 2 to be transported by the transport 20.
  • the L-shaped angle 235A can be slid under an existing bracket 235F for the railing 22, whereby no new holes need to be added to the conveyor 20 and a fixed position in the direction of travel of the containers 2 is given.
  • the plate 235B may have a variable height, each made to the correct height as needed.
  • the height of the plate 235B is dependent on the railing width B1, the guide height of the railing 22 and the height of the container 2.
  • On the plate 235B are not shown by two holes in the upper region of sliding blocks by means of screws 235C, 235D mounted against rotation.
  • the screw 235D may protrude about 10 mm beyond the sliding block, thereby giving a stop when the first detection unit 231 B is pushed onto the sliding blocks with the aid of a groove 235E.
  • the first detection unit 231 is B in angle and Fixed position and can not be accidentally changed or incorrectly attached to the transport device 20.
  • the attachment 236 for the second detection unit 232B is designed to be height-variable.
  • the second detection unit 232B is attached to a plate 236B by means of screws 236C, 236D.
  • the shape, in particular the height, of the plate 236B is independent of the situation.
  • the second detection unit 232B is aligned by means of screws 236C, 236D ( Figure 9) in the bores in the plate 236B, which are preferably designed to mate with the plate 235B.
  • the height of the second detection unit 232B is set.
  • the plate 236B is slidably attached to a railing attachment bracket 236A with a fastener 236A, such as a clamp or clamp.
  • a fastener 236A such as a clamp or clamp.
  • mounts 235, 236 may also be reversed so that the plate 236B is used at the lower position.
  • the device 2300 In a modification of the mounting of the device 2300, it is also possible to use for the device 2300 always the longest light barrier with the most accurate resolution. In this case, a height-variable plate 236B can be dispensed with. Thus, the second detection unit 232B is directly attached to an alternative L angle. In a modification of the attachment of the device 2300, the plate 236B with the associated attachment also finds use on the lower side. In this case, however, both detection units 231 B, 232 B must be set more complicated to each other. Therefore, in order to facilitate on-site mounting and adjustment, it is preferable that at least one of the two detection units 231 B, 232B, as realized by the angle 235A of FIG. 9, get a fixed position. This ensures that all other pairs of detection units 231 B, 232 B provide the same measured value for the same position and width of the conveyor belt 21.
  • the devices 23, 230, 2300 all embodiments and their modifications a simple and less prone to interference way to determine the occupancy rate of the transport device 20.
  • All of the previously described embodiments of the transport device 20, the devices 23, 230, 2300 and the method can be used individually or in all possible combinations.
  • features may also be omitted unless they are described as essential to the invention.
  • the features of all described embodiments can be combined as desired.
  • the following modifications are conceivable, in particular.
  • the transport device 20 may have at least one further conveyor belt which can be driven independently of the conveyor belt 21 at different speeds to the conveyor belt 21.
  • the transport plane of the transport device 20 does not have to be arranged horizontally.
  • the transport plane can therefore also be arranged inclined to the horizontal.
  • an optional not necessarily required mechanical stoppage switch is used, which is mounted in the region of the railing 22 below the device 23.
  • triggering of the changeover switch can be used as a 100% occupancy rate. This allows (additional) referencing whenever there is a jam situation on the transport device 20, in which the conveyor belt 21 is completely occupied by containers 2.

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Abstract

Es sind eine Vorrichtung (23; 230; 2300) und ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung(20) bereitgestellt. Die Vorrichtung (23; 230; 2300)umfasstmindestens eine Lichtschranke(231, 232, 233) zum Erfassen von mit der Transporteinrichtung (20) in einer Transportebene transportiertem Transportgut, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen (233) der mindestens einen Lichtschranke(231, 232, 233) in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung (20) benachbart übereinander angeordnet sind, wobei die Lichtschranke (231, 232, 233) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass einer der Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines ersten Transportguts ausgerichtet ist und ein weiterer der mindestens zwei Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines zweiten Transportguts ausgerichtet ist, und eine Auswerteeinrichtung (25), die zur Auswertung des Erfassungsergebnisses der mindestens einen Lichtschranke (231, 232, 233) zur Ermittlung des aktuellen Belegungsgrads in der Transportebene der Transporteinrichtung (20) ausgestaltet ist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG EINES BELEGUNGSGRADS
EINER TRANSPORTEINRICHTUNG Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung, welche insbesondere Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage transportiert.
Unter Belegungsgrad im Sinne der nachfolgenden Beschreibung wird die prozentuale Belegung einer Transporteinrichtung verstanden. Bevorzugt ist darunter die durch Förderoder Transportgut belegte Fläche im Verhältnis zur für den Transport maximal zur Verfügung stehenden Fläche zu verstehen. Insbesondere ist unter dem Belegungsgrad einer Transporteinrichtung die durch Transportgut quer zur Transportrichtung einer Transporteinrichtung gemessene Ausdehnung eines Transportgutstromes im Verhältnis zur gesamten für den Transport zur Verfügung stehenden Breite einer Transporteinrichtung zu verstehen. Die gesamte für den Transport zur Verfügung stehende Breite wird in der Regel durch den Abstand zwischen Einrichtungen wie z. B. Geländer definiert und ist nachfolgend auch als Geländerbreite bezeichnet.
Bei Transporteinrichtungen zum Transport von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage können mehrere Behälter im sogenannten Massentransport nebeneinander in einer Transportrichtung transportiert werden. In Abhängigkeit der Geschwindigkeit, des Durchsatzes und gewollter oder ungewollter Stillstände von der Transporteinrichtung, vor- oder nachgelagerter Maschinen wie Etikettiereinrichtung, Fülleinrichtung und dergleichen kann die Transporteinrichtung leer bzw. teilweise oder vollständig mit Behältern belegt sein.. Es ist vorteilhaft, die Geschwindigkeit bzw. den Durchsatz nachgeschalteter Einrichtungen, wie z. B. Reinigungseinrichtung, Verpackungseinrichtung usw. abhängig vom Belegungsgrad der Transporteinrichtung zu regeln. Damit kann eine automatische Steuerung und Regelung der Behälterbehandlungsanlage mit geringstmöglichem Einsatz von Bedienpersonal realisiert werden.
WO 2008/1 16546 A2 zeigt ein Verfahren zur Überwachung, Steuerung und Optimierung von Abfüllanlagen für Lebensmittel, insbesondere für Getränkeflaschen. Das Verfahren wird zur Anlagen- oder Maschinenüberwachung herangezogen. Hierbei wird ein optoelektronisches Erkennungssystem in Form mindestens einer elektronischen Kamera eingesetzt, um die notwendigen Steuerdaten zu gewinnen. Die optischen Erkennungssysteme können zur Überwachung des Belegungsgrades von Puffertischen zum Einsatz kommen.
Nachteilig an derartigen optischen Erkennungssystemen ist, dass die Kamerasysteme bei der Verarbeitung von nicht kooperativen Behälteroberflächen an ihre Grenzen stoßen. Dabei ist ein stabiles Erfassen des Belegungsgrades nicht gewährleistet.
Möglich ist außerdem die Erfassung des Belegungsgrades mit mechanischen Stauschaltern. Diese sind derart aufgebaut, dass ein Bügel durch auf der Transporteinrichtung angestaute Behälter verdrängt wird. Dadurch wird ein Näherungssensor induktiv oder kapazitiv belegt oder freigegeben. Jedoch kann ein Stauschalter erst nach Anstauen der Behälter den Belegungsgrad der Transporteinrichtung messen. Nachteilig hieran ist, dass somit nur die Zustände„voll belegt" sowie„nicht voll belegt" erfasst werden können. Ein derartiger Stauschalter ist daher für die Messung eines bewegten Behälterstroms ungeeignet, da er keine genaue Messung des Belegungsgrads vornehmen kann. Um trotzdem Informationen über die Belegung einzelner Förderabschnitte in einer Behälterbehandlungsanlage zu gewinnen, wird eine Vielzahl von mechanischen Stauschaltern eingesetzt. Dieses Vorgehen macht diese Art der Belegungsgraderfassung teuer. Außerdem kann der Bügel insbesondere bei leichtgewichtigen und druckempfindlichen Behältern zu Beschädigungen an den Behältern führen.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung bereitgestellt werden, mit welchen eine Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung einfach, mit hoher Genauigkeit, flexibel, kostengünstig sowie unabhängig von der Beschaffenheit des Transportguts realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Lichtschranke zum Erfassen von mit der Transporteinrichtung in einer Transportebene transportiertem Transportgut, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen der mindestens einen Lichtschranke in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung benachbart übereinander angeordnet sind, und wobei die mindestens eine Lichtschranke derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass einer der Lichtstrahlen zum Erfassen eines ersten Transportguts ausgerichtet ist und ein weiterer der mindestens zwei Lichtstrahlen zum Erfassen eines zweiten Transportguts ausgerichtet ist, und eine Auswerteeinrichtung, die zur Auswertung des Erfassungsergebnisses der mindestens zwei Lichtschranken zur Ermittlung des aktuellen Belegungsgrads in der Transportebene der Transporteinrichtung ausgestaltet ist. Unter„benachbart übereinander" ist ein Versatz in der Höhe zu verstehen, welcher nicht ausschließt, dass auch ein Versatz in Transportrichtung oder quer zur Transportrichtung der Behälter vorhanden sein kann.
Mit der Vorrichtung ist sehr zuverlässig und einfach eine prozentual genaue Ermittlung des Belegungsgrades der Transporteinrichtung realisierbar sei es für einen bewegten Behälterstrom oder einen unbewegten Behälterstrom. Außerdem ist es mit der Vorrichtung möglich, die Position des Massenstroms von Behältern als Transportgut an der Transporteinrichtung zu ermitteln. Durch jede der vorgenannten Eigenschaften der Vorrichtung ist auch eine relativ genaue Regelung des Massenstromes an Behältern durchführbar. Insbesondere ist eine detailliertere Aufteilung des Massenstroms bei automatischen Verteilungen möglich. Auch ist es denkbar, dass in Abhängigkeit der Versorgungssituation mit Behältern stromabwärtsgelegene Kapazitäten wie z. B. weitere Maschinen einer Behälterbehandlungsanlage aktiviert oder deaktiviert werden können. Insgesamt resultiert dies in weniger kostenintensiven Produktionsausfällen sowie einer höheren Effizienz der gesamten Anlage. Darüber hinaus kann mit der Vorrichtung der Belegungsgrad berührungslos erfasst und ermittelt werden, wodurch Beschädigungen an den Behältern vermieden werden können. Außerdem sind die Sensoren oder Erfassungseinheiten der Vorrichtung durch die berührungslose Erfassung verschleißresistent.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung liegt darin, dass problemlos verschiedenartige Behälter erfasst werden können, nämlich beispielsweise Behälter aus Glas, Kunststoff, Blech, usw., wie Glasflaschen Kunststoffflaschen, Dosen, wobei die Behälter befüllt oder leer sein können, oder mit oder ohne Verschluss versehen sein können. Somit ist eine Einstellung der Vorrichtung nur auf die Höhe der Behälter erforderlich.
Außerdem können bei Verwendung der Vorrichtung herkömmliche Stauschalter an der Transporteinrichtung zum Großteil oder ganz entfallen. Daher bietet die zuvor genannte Vorrichtung eine sehr effiziente und kostengünstige Möglichkeit der Erfassung bzw. Ermittlung des Belegungsgrads. Hierbei entsteht nur ein sehr geringer Kalibrier- und Referenzieraufwand.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Vorteilhaft sind die mindestens zwei Lichtstrahlen mit in etwa dem gleichen Winkel schräg zur Transportebene der Transporteinrichtung angeordnet sind, so dass die mindestens zwei Lichtstrahlen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können die Lichtstrahlen quer über der Breite der Transporteinrichtung angeordnet sein, wobei die Breite quer zur Transportrichtung des Transportguts der Transporteinrichtung angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ können die mindestens zwei Lichtstrahlen als Lichtgitter angeordnet sein, in welchem die Lichtstrahlen jeweils mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Hierbei ist es denkbar, dass der Winkel schräg zur Transportebene der Transporteinrichtung in einem Bereich zwischen 1 ° und 45° und bevorzugt zwischen einschließlich 5° und einschließlich 15° liegt.
Vorteilhaft entspricht der prozentuale Anteil der Lichtstrahlen, die von Transportgut unterbrochen sind, dem prozentualen Belegungsgrad der Transporteinrichtung. Zusätzlich oder alternativ können Werte eines Analog-Ausgangsstroms der mindestens einen Lichtschranke in einem Bereich von einschließlich 4 mA bis einschließlich 20 mA und einer Analog-Ausgangsspannung von einschließlich 0 V bis einschließlich 10 V liegen.
Es ist auch möglich, dass die Lichtschranke aufweist: eine erste Erfassungseinheit, die als Sender oder als Einheit aus Sender und Empfänger mindestens eines Lichtstrahls vorgesehen ist und an einem Geländer angeordnet ist, das zum Führen des Transportguts auf der Transporteinrichtung vorgesehen ist, und eine zweite Erfassungseinheit, die zum Empfangen oder Reflektieren des mindestens einen Lichtstrahls vorgesehen ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Erfassungseinheit senkrecht zur Transportebene angeordnet sein und die zweite Erfassungseinheit kann senkrecht zur ersten Erfassungseinheit angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die erste und zweite Erfassungseinheit senkrecht zur Transportebene einander zugewandt angeordnet sein.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel können die erste und zweite Erfassungseinheit geneigt zur Transportebene einander zugewandt angeordnet sein. Hierbei ist es vorzuziehen, dass die erste Erfassungseinheit fest an der Transporteinrichtung befestigt ist und die zweite Erfassungseinheit in der Höhe variabel verstellbar an der Transporteinrichtung befestigt ist.
Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann Teil einer Transporteinrichtung zum Transport von Behältern sein, wobei die Transporteinrichtung zudem ein Transportband zum Transport der Behälter in einer vorbestimmten Transportrichtung aufweist.
Hierbei ist es auch möglich, dass die Transporteinrichtung zudem mindestens ein weiteres Transportband aufweist, welches unabhängig von dem Transportband mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu dem Transportband antreibbar ist.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung nach Patentanspruch 10 gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen, mit mindestens einer Lichtschranke, von mit der Transporteinrichtung in einer Transportebene transportiertem Transportgut, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen der mindestens einen Lichtschranke in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung benachbart übereinander angeordnet sind, und wobei die mindestens eine Lichtschranke derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass einer der Lichtstrahlen zum Erfassen eines ersten Transportguts ausgerichtet ist und ein weiterer der mindestens zwei Lichtstrahlen zum Erfassen eines zweiten Transportguts ausgerichtet ist, und Auswerten, mit einer Auswerteeinrichtung, des Erfassungsergebnisses der mindestens einen Lichtschranke zur Ermittlung des aktuellen Belegungsgrads in der Transportebene der Transporteinrichtung.
Es ist möglich, dass dem Erfassungsschritt ein Schritt eines Einrichtens der mindestens einen Lichtschranke vorausgeht, bei welchem die Auswerteeinrichtung auf einen Belegungsgrad von 0% und 100% eingerichtet wird.
Weiterhin ist es möglich, dass dem Erfassungsschritt ein weiterer Schritt vorausgeht, bei welchem das Transportgut in einen kompakten Transportgutstrom an eine Seite der Transporteinrichtung geführt wird. Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Vorrichtung genannt sind.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Maschine mit einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Transporteinrichtung der Maschine mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine vereinfachte Schnittdarstellung vertikal zur Transportebene der Transporteinrichtung mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 4A bis Fig. 4K jeweils vereinfachte Ansichten zur Veranschaulichung des Prinzips zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 5 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Transporteinrichtung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung der Transportvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 und Fig. 8 jeweils Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung von zwei verschiedenen speziellen Ausführungsvarianten der Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 9 und Fig. 10 jeweils dreidimensionale Ansichten der Transportvorrichtung mit Details zur Befestigung der Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel an der Transporteinrichtung. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine Maschine 1 , die beispielsweise eine Behälterbehandlungsanlage sein kann. In der Behälterbehandlungsanlage werden Behälter 2, insbesondere transparente oder nichttransparente Behälter, Kunststoffflaschen, Glasflaschen, Metalldosen, leer, voll, verschlossen, unverschlossen, etikettiert, nicht etikettiert, bedruckt usw., produziert und/oder behandelt. Behälter 2 können jedoch auch beispielsweise Kisten, Kartons, Pakete, usw. sein. Auch wenn die Maschine 1 nachfolgend teilweise am Beispiel einer Behälterbehandlungsanlage beschrieben ist, ist die Maschine 1 nicht darauf beschränkt. In Fig. 1 sind der Einfachheit halber nicht alle Behälter 2 mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Maschine 1 hat eine erste Behälterbehandlungseinrichtung 10, eine Transporteinrichtung 20 und eine zweite Behälterbehandlungseinrichtung 30. Die erste Behälterbehandlungseinrichtung 10 ist beispielsweise eine Fülleinrichtung zum Füllen der Behälter 2 mit einem Medium, wie beispielsweise einer Flüssigkeit, eines Pulvers, usw., insbesondere eines Getränks, eines Reinigungsmittels, usw.. Die zweite Behälterbehandlungseinrichtung 30 ist beispielsweise eine Ausstattungseinrichtung zum Ausstatten von Behältern 2 mit einem Etikett oder mit einem Druckbild. Die Transporteinrichtung 20 transportiert die Behälter 2 als Transportgut von der ersten Behälterbehandlungseinrichtung 10 zu der zweiten Behälterbehandlungseinrichtung 30. Anstelle von Behältern 2 kann jedoch auch jedes andere Stückgut transportiert werden, das nebeneinander auf der Transporteinrichtung 20 angeordnet sein kann und nebeneinander transportiert werden kann. Derartiges Stückgut kann beispielsweise ein Gebinde aus Behältern, Preforms zur Herstellung von Behältern, Verschlüsse zum Verschließen von Behältern, usw. sein. Fig. 2 zeigt einen Teil der Transporteinrichtung 20 genauer. Die Transporteinrichtung 20 hat ein Transportband 21 zum Transportieren von Transportgut, wie beispielsweise der Behälter 2, in einer Transportrichtung TR. Das Transportband 21 der Transporteinrichtung 20 wird mit einer Antriebseinrichtung 21 A angetrieben, so dass sich die Behälter 2 mit dem Transportband 21 in der Transportrichtung TR bewegen.
Zudem hat die Transporteinrichtung 20 Geländer 22, die auf den beiden Seiten des Transportbands 21 angeordnet sind und das Transportgut auf dem Transportband 21 führen. In Fig. 2 ist das Transportband 21 und damit die Transporteinrichtung 20 nur teilweise mit Transportgut in Form der Behälter 2 belegt. Somit ist der andere Teil des Transportbands 21 frei von Transportgut in Form der Behälter 2. In Fig. 2 beträgt der Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 in etwa 40 %. Demzufolge sind in etwa 60% der Transporteinrichtung 20 nicht mit Transportgut in Form der Behälter 2 belegt.
Wie außerdem in Fig. 2 dargestellt, ist an der Transporteinrichtung 20 eine Vorrichtung 23 zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung 20 montiert. Die Vorrichtung 23 ist in Fig. 2 nur sehr schematisch gezeigt und hat eine erste Erfassungseinheit 231 und eine zweite Erfassungseinheit 232 , die bei den Geländern 22 auf den beiden Seiten der Transporteinrichtung 20 montiert sind, eine Behälterzusammenführeinheit 24, sowie eine Auswerteeinrichtung 25. Die Behälterzusammenführeinheit 24 kann als ein vorgelagerter Überschub und/oder eine Schrägstellung der Transporteinrichtung 20 und/oder mit aktiven oder passiven Abweisern oder anderen geeigneten Maßnahmen gebildet sein, die einen kompakten Strom von Behältern 2 formen, der entlang eines der Geländer 22 transportiert wird. Die erste Erfassungseinheit 231 sendet mindestens einen Lichtstrahl 233 an die zweite Erfassungseinheit 232. Dadurch dient die erste Erfassungseinheit 231 als Sender der Lichtstrahlen 233 und die zweite Erfassungseinheit 232 als Empfänger der Lichtstrahlen 233. Die Auswerteeinrichtung 25 wertet die Erfassungsergebnisse der Erfassungseinheiten 231 , 232 aus. Die Auswerteeinrichtung 25 kann insbesondere mit oder als Software realisiert sein, die von einer Steuereinrichtung der Maschine 1 oder einer Steuereinrichtung der Transporteinrichtung 20 ausgeführt wird. Die Steuereinrichtungen sind in den Figuren nicht extra dargestellt. Die Steuereinrichtung der Maschine 1 kann insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sein. Auch die Steuereinrichtung der Transporteinrichtung 20 kann insbesondere als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgeführt sein. Einem Erfassungsschritt der Erfassungseinheiten 231 , 232 geht somit ein Schritt voraus, der dafür sorgt, dass die Behälter 2 in einem kompakten Strom an einer Seite der Transporteinrichtung 20 geführt werden. Hierfür ist dem Abschnitt, in dem die Belegungsgradmessung mit der Vorrichtung 23 stattfindet, zum Beispiel ein seitlicher Überschub vorgelagert. Unter einem seitlichen Überschub versteht man einen Transportabschnitt, der in Transportrichtung TR seitlich versetzt zu dem Abschnitt der Belegungsgradmessung angeordnet ist. Die Behälter 2 werden mittels eines Geländers 22 und/oder einer Behälterzusammenführeinheit 24 quer zur Transportrichtung TR auf den Abschnitt der Belegungsgradmessung bei der Vorrichtung 23 übergeschoben, wie in Fig. 2 veranschaulicht.
Alternativ oder zusätzlich zu einem seitlichen Überschub kann die Transporteinrichtung 20, die den Abschnitt der Belegungsgradmessung darstellt, oder die Transporteinrichtung 20 in dem Bereich der Belegungsgradmessung, schräg gegenüber der Horizontalen angeordnet sein. Die Behälter 2 werden so vor einem Passieren der Vorrichtung 23 auf einer Seite der Transporteinrichtung 20 gesammelt und eine Ermittlung des Belegungsgrades mit der Vorrichtung 23 kann erfolgen.
Optional kann sowohl beim seitlichen Überschub wie auch bei der Schrägstellung der Transporteinrichtung 20 eine Schmierung der Transporteinrichtung 20 mit dem Fachmann bekannten Schmiermitteln vorgesehen sein, um ein Gleiten der Behälter 2 zu unterstützen.
Fig. 3 zeigt die Transporteinrichtung 20 mit der Vorrichtung 23 sehr schematisch im Schnitt. Hier ist ersichtlich, dass die erste Erfassungseinheit 231 seitlich neben dem Geländer 22 und dem Transportband 21 angeordnet ist. Die erste Erfassungseinheit 231 oder deren Erfassungsfläche ist in Fig. 3 quer, insbesondere senkrecht, zu dem Transportband 21 angeordnet. Dagegen ist die zweite Erfassungseinheit 232 zwar dem Geländer 22 auf der rechten Seite in Fig. 3 zugeordnet. Jedoch ist die zweite Erfassungseinheit 232 über dem Transportband 21 angeordnet. Hierbei ist die zweite Erfassungseinheit 232 oder zumindest deren Erfassungsfläche in Fig. 3 parallel zu dem Transportband 21 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Erfassungseinheit 232 oder deren Erfassungsfläche nicht ganz parallel zu dem Transportband 21 sondern etwas schräg zu dem Transportband 21 angeordnet ist. Die Erfassungseinheiten 231 , 232 sind somit senkrecht zueinander angeordnet.
Die Behälter 2 in Fig. 3 sind beispielsweise Kunststoffbehälter, insbesondere Kunststoffflaschen. Die Behälter 2 haben eine Mündung 2A, über welche die Behälter 2 gefüllt oder entleert werden können.
Wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt, sendet die erste Erfassungseinheit 231 quer über eine Breite B der Transporteinrichtung 20 und insbesondere über die Geländerbreite B1 , die gleich dem Abstand zwischen den Geländern 22 ist, eine Vielzahl von Lichtstrahlen 233 aus, die in Fig. 3 mit einem vorbestimmten Abstand und parallel zueinander oder nebeneinander angeordnet sind. Die Lichtstrahlen 233 sind somit in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung 20 benachbart übereinander angeordnet. In Zusammenschau mit Fig. 2 ergibt sich, dass die Breite B der Transporteinrichtung 2 quer zur Transportrichtung TR der Behälter 2 als Transportgut angeordnet ist. Eine derartige Anordnung der Lichtstrahlen 233 ist für eine Anordnung der Behälter in einem Massenstrom geeignet, der sich von der rechten Seite in Fig. 3 her in Richtung auf die linke Seite in Fig. 3 hin auf der Transporteinrichtung 20 aufbaut.
Die Vielzahl von Lichtstrahlen 233 bilden in Fig. 3 ein Lichtgitter. Die Lichtstrahlen 233 sind auf die Behälter 2 ausgerichtet, wie später noch ausführlicher beschrieben.
Die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 und die Lichtstrahlen 233 bilden in Fig. 3 eine Vielzahl von Lichtschranken. Insbesondere bilden die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 mindestens zwei Lichtschranken mit jeweils einem Lichtstrahl 233 oder mindestens eine Lichtschranke mit mindestens zwei Lichtstrahlen 233. Hierbei sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 derart angeordnet, dass die Lichtstrahlen 233 schräg zu der Transportebene angeordnet sind, die durch das Transportband 21 der Transporteinrichtung 20 aufgespannt ist. Zudem sind die Lichtschranken in der Richtung der Breite B der Transporteinrichtung 20 angeordnet, insbesondere quer über die Breite B der Transporteinrichtung 20 angeordnet. Die Lichtstrahlen 233 sind auf die Behälter 2 ausgerichtet, wie später noch ausführlicher beschrieben. Die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 sind somit jeweils als optische Sensoren, berührungslose und/oder tastende Sensoren ausgeführt. Die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 können insbesondere mit Infrarotlicht, Laserlicht, usw. arbeiten. Zudem sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 zur Erfassung quer, insbesondere senkrecht, zur Transportebene in Form des Transportbands 21 der Transporteinrichtung 20 ausgestaltet.
In Fig.4A bis Fig. 4K sind verschiedene Belegungsgrade der Transporteinrichtung 20 dargestellt, um das Funktionsprinzip der Vorrichtung 23 zu veranschaulichen. Demzufolge sind gemäß Fig. 4A die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232 und damit die Lichtstrahlen 233, also die Lichtschranken, so an der Transporteinrichtung 20 angeordnet, dass nur die unterste Lichtschranke von einem Behälter 2 unterbrochen wird, wenn sich nur ein Behälter 2 an einem Geländer 22, rechts in Fig. 4A, auf dem Transportband 21 befindet. Dagegen werden gemäß Fig. 4K alle Lichtschranken von Behältern 2 unterbrochen, wenn das Transportband 21 vollständig also zu 100 % mit Behältern 2 belegt ist. Ist auf dem Transportband 21 kein Behälter 2 vorhanden, wird selbstverständlich auch keiner der Lichtstrahlen 233 von einem Behälter 2 unterbrochen. In diesem Fall hat die Transporteinrichtung 20 einen Belegungsgrad von 0 %.
Bei dem Beispiel von Fig. 4A bis Fig. 4K entspricht daher der Zustand von Fig. 4A einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 10%. Der Zustand von Fig. 4B entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 20%. Der Zustand von Fig. 4C entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 30%. Der Zustand von Fig. 4D entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 40%. Der Zustand von Fig. 4E entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 50%. Der Zustand von Fig. 4F entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 60%. Der Zustand von Fig. 4G entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 70%. Der Zustand von Fig. 4H entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 80%. Der Zustand von Fig. 4J entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 90%. Der Zustand von Fig. 4K entspricht einem Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 von 100%, wie zuvor erwähnt.
Somit wird der Belegungsgrad des Massenstromes der Behälter 2 auf dem Transportband 21 durch das schräge Anbringen der Erfassungseinheiten 231 , 232 erkannt oder erfasst und ermittelt. Die Lichtstrahlen 233 zwischen den Erfassungseinheiten 231 , 232 bilden zusammen ein Lichtgitter, welches mit verschiedenen Strahlenabständen und Sensorlängen oder Erfassungslängen verwendet werden kann. Wenn sich der Massenstrom von Behältern 2 von einer Seite aus auf dem Transportband 21 aufbaut, wie in Fig.4A bis Fig. 4K gezeigt, werden nacheinander die einzelnen Lichtstrahlen 233 unterbrochen. Hierfür sind die einzelnen Lichtstrahlen 233 des Lichtgitters derart angeordnet, dass der unterste Lichtstrahl 233 des Lichtgitters den direkt an dem Geländer 22 angeordneten Behälter 2 an seiner Mündung ertastet, wie in Fig. 4A dargestellt. Ordnet sich neben dem Behälter 2 von Fig. 4A ein weiterer Behälter 2 an, wie in Fig. 4B gezeigt, ertastet der zweitunterste Lichtstrahl 233 die Mündung des weiteren Behälters 2. Die weiteren Lichtstrahlen 233 sind für noch weitere Behälter 2 vorgesehen, die sich neben die Behälter von Fig. 4B aufbauen, wie aus den Fig. 4C bis Fig. 4K ersichtlich. Dadurch ist der unterste Lichtstrahl 233 zum Erfassen des Behälters 2 von Fig. 4A als erstes Transportgut ausgerichtet. Der zweitunterste Lichtstrahl 233 ist zum Erfassen des weiteren Behälters 2 in Fig. 4B als zweites Transportgut ausgerichtet, Dies gilt analog auch für die weiteren Lichtstrahlen 233 und Behälter 2 in den Fig. 4C bis Fig. 4K.
In den Figuren 4A bis 4K sind die Lichtstrahlen 233 hierfür von der Seite des Transportbands 21 oder der Transporteinrichtung 20, auf der sich der Behälterstrom aufbaut, zu der anderen Seite des Transportbands 21 oder der Transporteinrichtung 20 hin fallend angeordnet. Die Lichtstrahlen 233 fallen somit von der rechten Seite in den Figuren 4A bis 4K auf die linke Seite hin ab. Anders ausgedrückt, die Lichtstrahlen 233 sind auf der Transporteinrichtungsseite, die dem Belegungsgrad von 0% entspricht, weiter von der Transportebene der Transporteinrichtung 20 beabstandet oder höher über der Transportebene 21 der Transporteinrichtung 20 angeordnet als auf der Transporteinrichtungsseite, die dem Belegungsgrad von 100% entspricht
Dadurch ergibt sich ein Messwert, welcher die prozentuale Belegung des Transportbandes 21 mit Behältern 2 angibt. Insbesondere kann der Analog-Ausgangswert der mit den Lichtstrahlen 233 zwischen den Erfassungseinheiten 231 , 232 gebildeten Lichtschranken einen elektrischen Strom von insbesondere 4 bis 20 mA und eine elektrische Spannung von insbesondere 0 bis 10 V aufweisen. Die Größe des elektrischen Stroms und der elektrischen Spannung ist davon abhängig, wie viele der Lichtstrahlen 233 unterbrochen sind.
In anderen Worten entspricht die prozentuale Anzahl der Lichtschranken oder Lichtstrahlen 233, die von den Behältern 2 als Transportgut unterbrochen sind, dem prozentualen Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20. Hierfür ist in Abhängigkeit der derzeit transportierten Behältersorte die maximale Anzahl unterbrochener Lichtstrahlen 233 im Falle einer 100% Belegung der Transporteinrichtung 20 festgelegt. Diese maximale Anzahl dient als Basis für die prozentuale Ermittlung der Belegung der Transporteinrichtung 20 mit Transportgut. Sind z. B. von einer maximalen Anzahl von 10 Lichtstrahlen 5 Lichtstrahlen unterbrochen und damit belegt, so hat der Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 einen Wert von 50%. Sind von maximal 14 Lichtstrahlen 5 Lichtstrahlen belegt, so hat der Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 einen Wert von ca. 35%. Bei einem Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads der Transporteinrichtung 20 wird also in einem Schritt mit den Erfassungseinheiten 231 , 232 fortlaufend mit der Transporteinrichtung 20 transportiertes Transportgut erfasst. Zudem wertet die Auswerteeinrichtung 25 die Erfassungsergebnisse oder Messwerte der Erfassungseinheiten 231 , 232 aus, um den aktuellen Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 zu ermitteln.
Der mit der Vorrichtung 23 ermittelte Belegungsgrad kann zur Umsetzung von effizienten Regelalgorithmen, wie beispielsweise Regelung der Maschine 1 , schneller Produktwechsel, vorausschauende Aktivierung weiterer Kapazitäten und/oder unsymmetrische dynamische Verteilung von Behälterströmen Verwendung finden.
Somit führt die Vorrichtung 23 keine direkte Messung des Belegungsgrads z. B. durch Messen einer Strecke in einer Einheit wie Zentimeter oder ähnliches mittels beispielsweise opto-elektronischer Sensoren durch. Stattdessen fungieren die Erfassungseinheiten 231 , 232 als Hilfsmittel für eine indirekte Messung durch Bildung eines Quotienten von zwei Werten, die weniger Aufwand, wie Hardware, Software, Kalibrierung, usw., erfordert.
Dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Ermittlung des Belegungsgrads geht eine initiale Referenzierung oder ein Einrichtvorgang der Vorrichtung 23 voraus. Für einen Einrichtvorgang der Vorrichtung 23 ist der Erfassungs- oder Messbereich an der Transporteinrichtung 20 einzulernen, der für die Auswertung durch die Auswerteeinrichtung 25 erforderlich ist. Zum Einlernen wird zunächst ein Behälter 2 an das Geländer 22 gestellt, das am nächsten zur ersten Erfassungseinheit 231 angeordnet ist. Darauf wird mit den Erfassungseinheiten 231 , 232 eine Messung oder Erfassung durchgeführt und ein sich daraus ergebender erster Messwert oder Erfassungswert gespeichert. Der erste Messwert entspricht dem vollen Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20, wie auch zuvor beschrieben. Als nächstes wird nun ein Behälter an das Geländer 22 bei der zweiten Erfassungseinheit 232 auf das Transportband 21 gestellt. Darauf wird mit den Erfassungseinheiten 231 , 232 wieder eine Messung oder Erfassung durchgeführt und ein sich daraus ergebender zweiter Messwert oder Erfassungswert gespeichert. Die Auswerteeinrichtung 25 wird nun beim Betrieb der Transporteinrichtung 20 für alle Messwerte, die ungleich dem ersten oder zweiten Messwert sind oder nicht in dem Bereich zwischen dem ersten und zweiten Messwert liegen, auswerten, dass kein Behälter 2 auf dem Transportband 21 vorhanden ist.
Aufbauend auf dem ersten und zweiten Messwert wird der Messwertbereich, je nach gewünschter Genauigkeit, in beliebig viele Teile aufgeteilt. Des Weiteren wird im Anschluss daran in der Auswerteeinrichtung 25 ein Filter über die Messwerte in Bezug auf die Geschwindigkeit des Transportbandes 21 und des Behälterdurchmessers gelegt, um die Lücken zwischen den„Köpfen" oder Mündungen der Behälter 2 auszublenden.
Nach erfolgreichem Einrichten oder Teachen der Vorrichtung 23 ist nun je nach gewünschter Genauigkeit eine prozentuale Auswertung des Belegungsgrades der Transporteinrichtung 20, genauer des Transportbandes 21 , möglich.
Die genannten Möglichkeiten zum Einrichten oder Teachen oder Referenzieren können dabei manuell, beispielsweise über einen Software-Befehl oder einen mechanischen Schalter, und/oder zumindest teilweise automatisch durchgeführt werden. Auch ist es möglich, die für die Referenzierung notwendigen Daten durch eine Verarbeitung von/Berechnung aus Sortenparametern wie Höhe, Durchmesser, usw. des jeweiligen Behälters 2 zu generieren.
Mit der Auswerteeinrichtung 25 kann ausgehend davon, dass eine 10%ige Aufteilung erhalten werden soll, die Berechnung eines Mindesteinstellwinkels aMiN vorgenommen werden, mit welchem die Lichtstrahlen 233 schräg zu der von dem Transportband 21 aufgespannten Transportebene angeordnet sind. Der Mindesteinstellwinkel aMiN berechnet sich über die Multiplikation des Arkustangens (tan"1) mit dem Quotienten aus dem Abstand zwischen den Lichtstrahlen 233, dem Strahlenabstand, durch 10% der eingestellten Geländerbreite B1. Diese Berechnung erfolgt auf der Grundlage eines rechtwinkligen Dreieckes und der Berechnung über den Tangens. Soll eine andere Aufteilung erhalten Gel 371 ά t?r fcw i ü werden, beispielsweise 5% oder 20%, muss anstelle des Faktors von — : — , der
10 für eine 10% Aufteilung gilt, der Faktor entsprechend angepasst werden. StraH lenabsta md .
MmdesteiiisteUwinkel = t n- 1 X— : ;— -— ...(1)
C# Vknderhrei te/ 10
Optional kann das Ergebnis der Berechnung mit Gleichung (1 ) von der Auswerteeinrichtung 25 auf einen Standardwinkel, wie z.B. 5°, 10° oder 15° aufgerundet werden. Außerdem ist mit der Auswerteeinrichtung 25 aufgrund der schrägen Anbringung des Lichtgitters 233 aus Lichtstrahlen, das zwischen den Erfassungseinheiten 231 , 232 ausgebildet ist, eine Mindesthöhe für die Behälter 2 oder Mindestbehälterhöhe zu definieren. Unterschreitet ein Behälter 2 die Mindestbehälterhöhe so kann der Behälter 2 bei der Belegungsgradmessung nicht erfasst werden. Dadurch ist die Belegungsgradmessung für die Behälterreihe ungenau oder nicht exakt, in welcher der zu kleine Behälter 2 enthalten ist. Die Mindestbehälterhöhe wird gemäß der folgenden Gleichung (2) errechnet über den Tangens des Einstellwinkels, der gegebenenfalls ein Standardwinkel ist, multipliziert mit der Differenz aus Geländerbreite B1 und des halben Behälterdurchmessers des kleinsten Behälters 2, der mit der Transporteinrichtung 20 zu transportieren ist. Der halbe Behälterdurchmesser ist zu berücksichtigen, da der Behälter 2 die Erfassungseinheiten 231 , 232„mittig" am Behälterhals, oder mit einem Bereich in der Nähe der Behälterachse, auslöst. Zusätzlich muss noch das Profileinstellmaß PM und die Profilhöhe PH addiert werden, welche das Mindestmaß angeben, über welchem die Lichtstrahlen 233 angeordnet sein müssen.
Mindestbehälterhöhe = tan(Einstellwinkel) x {Geländerbreite - kleinsterB ehälter dur chmesser . . „ „ „.„ ..,
) + Pr ofileinstellmaß + r ojilhohe
Die Mindestbehälterhöhe hMiN, der Einstellwinkel a, der Strahlenabstand d, das Profileinstellmaß PM und die Profilhöhe PH und zusätzlich ein Behälterhöhenunterschied h, sind in Fig. 6 in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Darüber hinaus hat die Auswerteeinrichtung 25 zur Berechnung der erforderlichen Länge der Erfassungseinheiten 231 , 232 zwei Faktoren zu berücksichtigen, nämlich die Belegungslänge bei einem Behälter 2, die unabhängig von der Behälterhöhe ist, und einen Längenzuschlag bei unterschiedlicher Behälterhöhe.
Gemäß Gleichung (3) wird die Belegungslänge über den Sinus im rechtwinkligen Dreieck aus der Geländerbreite B 1 und dem Behälter 2 mit der kleinsten Behälterhöhe errechnet. Die Gesamtbelegungslänge BLGES ist ebenfalls in Fig. 6 in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Belegungslänge Erfassungseinheiten bei einem Behälter =
sin (Einstellwinkel) x Geländerbreite
Durch Formelumstellung erhält man die Berechnung der kleinsten Behälterhöhe oder Mindestbehälterhöhe hMiN durch den Multiplikator aus Sinus des Einstellwinkels α und der Geländerbreite B 1 des Geländers 22 als Behälterführung oder der Behälterführung am Geländer 22.
Der Zuschlag der Belegungslänge bei unterschiedlichen Behälterhöhen berechnet sich mit dem Cosinus im rechtwinkligen Dreieck aus Behälterhöhenunterschied h und dem Zuschlag der Belegungslänge, woraus sich die folgende Gleichung (4) ergibt. Zuschlag Belegungslänge bei unterschiedlichen Behälterhöhen =
Behälterhöhenunterschied
cos(Einstellwinkel )
Demzufolge berechnet sich der Zuschlag der Belegungslänge aus der Division des Behälterhöhenunterschieds und dem Cosinus des Einstellwinkels a.
Eine Addition der beiden Werte gemäß den Gleichungen (3) und (4) ergibt die theoretische Länge des aus den Erfassungseinheiten 231 , 232 gebildeten Sensors.
Schließlich kann das Ergebnis auf Standardlängen von verfügbaren Sensoren aufgerundet werden.
Aus den Berechnungen ergibt sich die Grundregel, dass je kleiner der Einstellwinkel α oder Standardwinkel ist, der benötigte Sensor umso länger ist und die Mindestbehälterhöhe hMiN umso kleiner ist. Auch kann mit kleinerem Einstellwinkel α ein kleinerer Behälterhöhenunterschied verarbeitet werden.
Der Standardwinkel kann in einem Bereich von ca. 1 ° bis ca. 45° liegen. Wie zuvor angegeben, sind als Standardwinkel Winkel zwischen 5° und 15° vorzuziehen, wie sie durch Versuche ermittelt und festgelegt wurden. Ein kleinerer Winkel als 5° ist in der Regel nicht praxisnah. Ein Winkel von 15° oder größer wird nur in Sonderfällen benötigt.
Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung 23 auf den Mindesteinstellwinkeleingestellt wird. Allerdings wird dann die Einstellung der Erfassungseinheiten 231 , 232 komplizierter. Möglicherweise wird beim Mindesteinstellwinkel auch die Teilevielfalt der Teile zur Befestigung größer.
Gemäß einer Modifikation der zuvor beschriebenen Vorrichtung 23 können die Erfassungseinheiten 231 , 232 alternativ zur Ausführung als separate Sender und Empfänger, auch als Sensor ausgebildet werden, bei welchem beispielsweise die erste Erfassungseinheit 231 als Sender und Empfänger ausgebildet ist und die zweite Erfassungseinheit 232 als Reflektor, insbesondere Spiegel, ausgebildet ist. Gemäß einer Modifikation der zuvor beschriebenen Vorrichtung 23 kann das Lichtgitter auch durch mehrere einzelne Lichtschranken erzeugt werden.
Fig. 5 zeigt die Transporteinrichtung 20 mit einer Vorrichtung 230 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Schnitt. Hier ist ersichtlich, dass die erste Erfassungseinheit 231 , wie bei der Vorrichtung 23 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, seitlich neben dem Geländer 22 und dem Transportband 21 angeordnet ist. Ebenso ist die erste Erfassungseinheit 231 oder deren Erfassungsfläche in Fig. 5 quer, insbesondere senkrecht, zu dem Transportband 21 angeordnet. Außerdem ist die zweite Erfassungseinheit 232 neben dem Geländer 22 und dem Transportband 21 auf der rechten Seite in Fig. 5 angeordnet. Hierbei ist auch die zweite Erfassungseinheit 232A oder deren Erfassungsfläche in Fig. 5 quer, insbesondere senkrecht, zu dem Transportband 21 angeordnet. Als Folge davon sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232A parallel zueinander an dem Transportband 21 angeordnet. Zudem sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 , 232A senkrecht zur Transportebene einander zugewandt angeordnet. Ansonsten sind die Transporteinrichtung 20 und die Vorrichtung 230 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise ausgeführt, wie für die Vorrichtung 23 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Fig. 6 zeigt die Transporteinrichtung 20 mit einer Vorrichtung 2300 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel im Schnitt. Hier ist ersichtlich, dass eine erste Erfassungseinheit 231 B wieder, wie bei den Vorrichtungen 23, 230 gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen, seitlich neben dem Geländer 22 und dem Transportband 21 angeordnet ist. Ebenso ist die erste Erfassungseinheit 231 B oder deren Erfassungsfläche in Fig. 6 quer zu dem Transportband 21 angeordnet. Außerdem ist die zweite Erfassungseinheit 232B neben dem Geländer 22 und dem Transportband 21 auf der rechten Seite in Fig. 6 angeordnet. Hierbei ist auch die zweite Erfassungseinheit 232B oder deren Erfassungsfläche in Fig. 6 quer zu dem Transportband 21 angeordnet. Jedoch sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 B, 232B jeweils um einen vorbestimmten Winkel ß zu einer Senkrechten zu der Transportebene geneigt, die von dem Transportband 21 aufgespannt wird. Auch hier sind die erste und zweite Erfassungseinheit 231 B, 232B einander zugewandt angeordnet.
In Fig. 6 sind, wie bereits zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel erwähnt, der Einstellwinkel a, die Mindestbehälterhöhe hMiN, ein weiterer Behälter 3, der eine kleinere Behälterhöhe als der Behälter 2 hat, ein Behälterhöhenunterschied h zwischen den Behälterhöhen der Behälter 2, 3, der Strahlenabstand d zwischen den einzelnen Lichtstrahlen 233, das Profileinstellmaß PM, die Profilhöhe PH und die Gesamtbelegungslänge BLQES veranschaulicht.
Das Funktionsprinzip der Vorrichtung 2300 ist ansonsten das Gleiche, wie zuvor in Bezug auf die Vorrichtung 23 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen weitere Schnittansichten der Vorrichtung 2300. Hier haben die Behälter 2 jeweils eine andere Form als die Behälter 2 in den vorangehenden Figuren. Die Behälter 2 in Fig. 7 und Fig. 8 sind beispielsweise Glasbehälter, insbesondere Glasflaschen.
Bei einer Modifikation der Vorrichtung 2300 gemäß Fig. 7 ist der Lichtstrahl 233 zur Erfassung eines Belegungsgrads von ca. 60 % ausgerichtet. Demzufolge kann von der ersten Erfassungseinheit 231 B auch nur ein Lichtstrahl 233 an die zweite Erfassungseinheit 232B gesendet werden, wenn es ausreichend ist, nur einen vorbestimmten Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 mit Behältern 2 zu erfassen. Der Lichtstrahl 233 kann selbstverständlich je nach Bedarf zur Transporteinrichtung 20, genauer zu den von der Transporteinrichtung 20 zu transportierenden Behältern 2, ausgerichtet werden.
Bei einer Modifikation der Vorrichtung 2300 gemäß Fig. 8 sind zwei Lichtstrahlen 233 vorgesehen. Hierbei kann mit dem unteren Lichtstrahl 233 in Fig. 8 ein Belegungsgrad von 100 % erfasst werden. Mit dem oberen Lichtstrahl 233 in Fig. 8 kann dagegen ein Belegungsgrad von ca. 20 % erfasst werden. Sollten diese Erfassungsergebnisse für die Behälterbehandlungsanlage 1 ausreichend sein, ist es möglich, dass von der ersten Erfassungseinheit 231 B auch nur zwei Lichtstrahlen 233 an die zweite Erfassungseinheit 232B gesendet werden. Die Lichtstrahlen 233 können selbstverständlich je nach Bedarf zur Transporteinrichtung 20, bzw. zu den von der Transporteinrichtung 20 zu transportierenden Behältern 2, ausgerichtet werden. Beispielsweise kann der untere Lichtstrahl 233 auch für einen Belegungsgrad von 60%, usw. ausgerichtet werden. Es ist selbstverständlich je nach Bedarf und Anwendung jede beliebige Anzahl von Lichtstrahlen 233 möglich.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen eine Befestigung 235, 236 der Vorrichtung 2300 an der Transporteinrichtung 20 genauer. Demzufolge ist die erste Erfassungseinheit 231 B mit der Befestigung 235 über dem Transportband 21 tiefer oder näher an dem Transportband 21 angeordnet als die zweite Erfassungseinheit 232B. Hierfür wird die erste Erfassungseinheit 231 B mit Hilfe eines L-förmigen Winkels 235A und einer Platte 235B auf einer festen Höhe an der Transporteinrichtung 20 angebracht. Der L-förmige Winkel 235A kann unabhängig von den Behältern 2, die mit der Transporteinrichtung 20 zu transportieren sind, gleich bleiben. Der L-förmige Winkel 235A kann unter einen bereits vorhandenen Halter 235F für das Geländer 22 geschoben werden, wodurch an der Transporteinrichtung 20 keine neuen Bohrungen ergänzt werden müssen und eine feste Position in Laufrichtung der Behälter 2 vorgegeben ist. Im Unterschied dazu kann die Platte 235B eine variable Höhe haben, die jeweils nach Bedarf in der richtigen Höhe gefertigt ist. Die Höhe der Platte 235B ist abhängig von der Geländerbreite B1 , der Führungshöhe des Geländers 22 und der Höhe der Behälter 2. An der Platte 235B werden durch zwei Bohrungen im oberen Bereich nicht dargestellte Nutensteine mit Hilfe von Schrauben 235C, 235D verdrehsicher angebracht. Die Schraube 235D kann beispielsweise ca. 10 mm über den Nutenstein hinausragen, wodurch ein Anschlag gegeben ist, wenn die erste Erfassungseinheit 231 B mit Hilfe einer Nut 235E auf die Nutensteine geschoben wird. Somit ist die erste Erfassungseinheit 231 B in Winkel und Position fest und kann nicht versehentlich verändert oder falsch an der Transporteinrichtung 20 angebaut werden.
Im Unterschied dazu ist die Befestigung 236 für die zweite Erfassungseinheit 232B höhenvariabel gestaltet. Hierfür wird die zweite Erfassungseinheit 232B an einer Platte 236B mit Hilfe von Schrauben 236C, 236D befestigt. Die Form, insbesondere die Höhe, der Platte 236B ist situationsunabhängig. Die zweite Erfassungseinheit 232B wird mit Hilfe von Schrauben 236C, 236D (Fig. 9) in den Bohrungen in der Platte 236B ausgerichtet, welche vorzugsweise passend zu der Platte 235B ausgelegt sind. Anschließend ist noch die Höhe der zweiten Erfassungseinheit 232B einzustellen. Hierfür ist die Platte 236B mit einem Befestigungselement 236A, wie beispielsweise einem Klemmstück oder einer Schelle, an einem Halter 236E für die Geländerbefestigung verschiebbar befestigt. Dadurch kann die zweite Erfassungseinheit 232B relativ zu dem Geländer 22 und der Transporteinrichtung 20 in der Höhe variabel und daher je nach Bedarf beliebig verstellt werden.
Alternativ können die Befestigungen 235, 236 auch vertauscht werden, sodass die Platte 236B an der tieferen Position verwendet wird.
Bei einer Modifikation der Befestigung der Vorrichtung 2300 ist es auch möglich, für die Vorrichtung 2300 immer die längste Lichtschranke mit der genauesten Auflösung zu verwenden. In diesem Fall kann auf eine höhenvariabel verstellbare Platte 236B verzichtet werden. Somit wird die zweite Erfassungseinheit 232B direkt an einem alternativen L- Winkel befestigt. Bei einer Modifikation der Befestigung der Vorrichtung 2300 findet die Platte 236B mit der zugehörigen Befestigung auch auf der tiefer liegenden Seite Verwendung. In diesem Fall müssen jedoch beide Erfassungseinheiten 231 B, 232B aufwendiger zueinander eingestellt werden. Um die Montage und Einstellung vor Ort zu vereinfachen, ist es daher vorzuziehen, dass mindestens eine der beiden Erfassungseinheiten 231 B, 232B, wie durch den Winkel 235A von Fig. 9 realisiert, eine fixe Position bekommt. Dadurch wird gewährleistet, dass alle weiteren Paare von Erfassungseinheiten 231 B, 232B den gleichen Messwert bei gleicher Position und Breite des Transportbandes 21 liefern.
Insgesamt biete die Vorrichtungen 23, 230, 2300 aller Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen einen einfachen und wenig störanfälligen Weg, um den Belegungsgrad der Transporteinrichtung 20 zu ermitteln. Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Transporteinrichtung 20, der Vorrichtungen 23, 230, 2300 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können Merkmale auch weglassen werden, solange sie nicht als wesentlich für die Erfindung beschrieben sind. Zudem sind die Merkmale aller beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombinierbar. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
Die Transporteinrichtung 20 kann mindestens ein weiteres Transportband aufweisen, welches unabhängig von dem Transportband 21 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zum Transportband 21 antreibbar ist.
Die Transportebene der Transporteinrichtung 20 muss nicht horizontal angeordnet sein. Die Transportebene kann also auch geneigt zur Horizontalen angeordnet sein.
Es ist auch möglich, dass optional ein nicht unbedingt erforderlicher mechanischer Stauschalter zum Einsatz kommt, der im Bereich der Geländer 22 unterhalb der Vorrichtung 23 angebracht ist. Hierbei kann während des Betriebs der Transporteinrichtung 20 ein Auslösen des Stauschalters als 100% Belegungsgrad verwendet werden. Dies ermöglicht eine (zusätzliche) Referenzierung wann immer es zu einer Stausituation auf der Transporteinrichtung 20 kommt, bei der das Transportband 21 vollständig mit Behältern 2 belegt ist.
Bezugszeichenliste 1 Maschine
2, 3 Behälter
2A Mündung
10 erste Behälterbehandlungseinrichtung
20 Transporteinrichtung
21 Transportband
21A Antriebseinrichtung 22 Geländer
23, 230, 2300 Vorrichtung
24 Behälterzusammenführeinrichtung
25 Auswerteeinrichtung
30 zweite Behälterbehandlungseinrichtung
231 , 231 B erste Erfassungseinheit
232, 232A, 232B zweite Erfassungseinheit
233 Lichtstrahlen
235 Befestigung
235A L-förmiger Winkel
235B Platte
235C, 235D Schraube
235E Nut
235F Halter
236 Befestigung
236A Klemmstück
236B Platte
236C, 236D Schraube
236E Halter
α Einstellwinkel
ß vorbestimmter Winkel
d Strahlenabstand, vorbestimmter Abstand h Behälterhöhenunterschied
Mindestbehälterhöhe
B Breite der Transporteinrichtung
B 1 Geländerbreite
BLQES Gesamtbelegungslänge
PH Profilhöhe
PM Profileinstellmaß
TR Transportrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (23; 230; 2300) zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung (20), mit
mindestens einer Lichtschranke (231 , 232, 233) zum Erfassen von mit der Transporteinrichtung (20) in einer Transportebene transportiertem Transportgut, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen (233) der mindestens einen Lichtschranke (231 , 232, 233) in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung (20) benachbart übereinander angeordnet sind, und wobei die mindestens eine Lichtschranke (231 , 232, 233) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass einer der Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines ersten Transportguts ausgerichtet ist und ein weiterer der mindestens zwei Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines zweiten Transportguts ausgerichtet ist, und
einer Auswerteeinrichtung (25), die zur Auswertung des Erfassungsergebnisses der mindestens einen Lichtschranke (231 , 232, 233) zur Ermittlung des aktuellen Belegungsgrads in der Transportebene der Transporteinrichtung (20) ausgestaltet ist.
2. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach Anspruch 1 ,
wobei die mindestens zwei Lichtstrahlen (233) mit in etwa dem gleichen Winkel (a) schräg zur Transportebene der Transporteinrichtung (20) angeordnet sind, so dass die mindestens zwei Lichtstrahlen (231 , 232, 233) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und/oder
wobei die Lichtstrahlen (233) quer über der Breite (B) der Transporteinrichtung (20) angeordnet sind, wobei die Breite (B) quer zur Transportrichtung (TR) des Transportguts der Transporteinrichtung (20) angeordnet ist, und/oder
wobei mindestens zwei Lichtstrahlen (231 , 232, 233) als Lichtgitter angeordnet sind, in welchem die Lichtstrahlen (231 , 232, 233) jeweils mit einem vorbestimmten Abstand (d) zueinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach Anspruch 2, wobei der Winkel (a) schräg zur Transportebene der Transporteinrichtung (20) in einem Bereich zwischen 1 ° und 45° und bevorzugt zwischen einschließlich 5° und einschließlich 15° liegt.
4. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der prozentuale Anteil der Lichtstrahlen (233), die von Transportgut unterbrochen sind, dem prozentualen Belegungsgrad der Transporteinrichtung (20) entspricht, und/oder
wobei Werte eines Analog-Ausgangsstroms der mindestens einenLichtschranke (231 , 232, 233) in einem Bereich von einschließlich 4 mA bis einschließlich 20 mA und einer Analog-Ausgangsspannung von einschließlich 0 V bis einschließlich 10 V liegen.
5. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtschranke aufweist
eine erste Erfassungseinheit (231 ; 231 B), die als Sender oder als Einheit aus
Sender und Empfänger mindestens eines Lichtstrahls (233) vorgesehen ist und an einem Geländer (22) angeordnet ist, das zum Führen des Transportguts auf der Transporteinrichtung vorgesehen ist, und
eine zweite Erfassungseinheit (232; 232A; 232B), die zum Empfangen oder Reflektieren des mindestens einen Lichtstrahls (233) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach Anspruch 5,
wobei die erste Erfassungseinheit (231 ) senkrecht zur Transportebene angeordnet ist und die zweite Erfassungseinheit (232A) senkrecht zur ersten Erfassungseinheit (231 ) angeordnet ist, oder
wobei die erste und zweite Erfassungseinheit (231 , 232A) senkrecht zur Transportebene einander zugewandt angeordnet sind, oder
wobei die erste und zweite Erfassungseinheit (231 B, 232B) geneigt zur Transportebene einander zugewandt angeordnet sind.
7. Vorrichtung (23; 230; 2300) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Erfassungseinheit (231 ; 231 B) fest an der Transporteinrichtung (20) befestigt ist und die zweite Erfassungseinheit (232A; 232B) in der Höhe variabel verstellbar an der Transporteinrichtung (20) befestigt ist.
8. Transporteinrichtung (20) zum Transport von Behältern (2), mit
einem Transportband (21 ) zum Transport der Behälter (2) in einer vorbestimmten Transportrichtung (TR), und
einer Vorrichtung (23) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
9. Transporteinrichtung (20) nach Anspruch 8, zudem mit mindestens einem weiteren Transportband, welches unabhängig von dem Transportband (21 ) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu dem Transportband (21 ) antreibbar ist.
10. Verfahren zur Ermittlung eines Belegungsgrads einer Transporteinrichtung (20), mit den Schritten
Erfassen, mit mindestens einer Lichtschranke (231 , 232, 233), von mit der Transporteinrichtung (20) in einer Transportebene transportiertem Transportgut, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen (233) der mindestens einen Lichtschranke (231 , 232, 233) in Bezug auf die Transportebene der Transporteinrichtung (20) benachbart übereinander angeordnet sind, und wobei die mindestens eine Lichtschranke (231 , 232, 233) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass einer der Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines ersten Transportguts ausgerichtet ist und ein weiterer der mindestens zwei Lichtstrahlen (233) zum Erfassen eines zweiten Transportguts ausgerichtet ist, und
Auswerten, mit einer Auswerteeinrichtung (25), des Erfassungsergebnisses der mindestens einen Lichtschranke (231 , 232, 233) zur Ermittlung des aktuellen Belegungsgrads in der Transportebene der Transporteinrichtung (20).
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei dem Erfassungsschritt ein Schritt eines Einrichtens der mindestens einen Lichtschranke (231 , 232, 233) vorausgeht, bei welchem die Auswerteeinrichtung (25) auf einen Belegungsgrad von 0% und 100% eingerichtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei dem Erfassungsschritt ein weiterer Schritt vorausgeht, bei welchem das Transportgut in einen kompakten Transportgutstrom an eine Seite der Transporteinrichtung (20) geführt wird.
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