DE2346407A1

DE2346407A1 - Vorrichtung zur regulierung der zufuhr von gegenstaenden zu einer verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE2346407A1
Application number: DE19732346407
Authority: DE
Inventors: Mario Cavanna
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1974-03-21
Also published as: NL178154C; NL7312730A; GB1412679A; IT967479B; CH561630A5

Description

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Dipl. Ing. 'H.Weickmanu, Dipl.Phys.Dr.K.Fincke Dipl.fng. F.A.Weickmann, Dipl. Chem. IJ. Kuber

8 Münchan 27, Möhistr. 22

Mario CAVANNA, Via Circonvallazione, Prato Sesia (ETovara) / Italien

Vorrichtung zur Regulierung der Zufuhr von Gegenständen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung der Zufuhr von Gegenständen zu einer Verpackungsmaschine. Sie bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Regulierung der Phasenbeziehung zwischen einem Speicherband und einem Band zur Abstandsbildung in automatischen Verpackungsmaschinen.

Es ist bekannt, daß zur möglichst vollständigen Ausnützung des Leistungsvermögens einer automatischen Verpackungsmaschine die zu verpackenden Gegenstände mit einem Takt zugeführt v/erden müssen, der in bezug auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine geregelt und regelbar ist.

Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es üblich, eine Zuführungseinrichtung für die zu verpackenden Gegenstände zu verwenden, die in der Transportrichtung der Gegenstände ein Speicherband oder "nicht positives" Förderband, ein Förderband zur Abstandsbildung und ein Förderband zum Transport tuf weisen
e, auf dem diese mit Abstand angeordnet sind.

Auf dem Speicherband, das sich mit einer eigenen Geschwindigkeit V1 bewegt, liegen die zu verpackenden Gegenstände praktisch ohne Abstand nebeneinander und werden in dieser Anordnung zu dem darauffolgenden Band zur Abstandsbildung befördert. Diese Beförderung der- Gegenstände auf dem Speicherband wird praktisch durch die zwischen den Gegenständen

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selbst und dem sie tragenden Band bestehende Reibung ermöglicht.

Das Band zur Abstandsbildung bewegt sich mit einer Geschwindigkeit V2, die größer ist als die Geschwindigkeit V1 des Speicherbandes. Die Geschwindigkeiten sind so gewählt, daß die Gegenstände, die von dem Speicherband in dichter Aufeinanderfolge angeliefert werden, auf dem Band zur Abstandsbildung einen festen gegenseitigen Abstand einnehmen, der in Beziehung steht mit dem gewünschten Arbeitstakt der Verpackungsmaschine.

Die auf diese Weise mit Abstand angeordneten Gegenstände werden anschließend von dem eigentlichen Transportband übernommen und zur Verpackungsstelle gefördert. Für diesen Transport ist das Transportband mit einer Vielzahl von transversal angeordneten Mitnehmerelementen ausgerüstet, die zueinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, der in fester Beziehung zur Verpackungsgeschwiiidigkeit bzw. zum Takt der Verpackungsmaschine steht. Die Laufgeschv/indigkeit V3 des Transportbandes ist gleich oder um ein geringes großes als die Geschwindigkeit V2 des Bandes zur Abstandsbildung.

Die Verwendung einer Zuführungseinrichtung der beschriebenen Art bringt ein technisches Problem mit sich, das bisher nicht gelöst wurde. Um die höchstmöglichen Verpackungsgeschwindigkeiten der Maschine auszunutzen, müssen die zu verpackenden Gegenstände in völlig gleichförmigem Takt zugeführt werden. Hierzu ist es erforderlich, daß die Mitnehmerelemente des Transportbandes eine Entfernung voneinander besitzen, die der Summe der Länge der Gegenstände (in Transportrichtung) und ihres gegenseitigen Abstandes entspricht. Dieser gegenseitige Abstand ist seinerseits von der Laufgeschwindigkeit des Transportbandes abhängig. Da in der Praxis der Takt der Verpackung und die Länge der Gegenstände (in Transportrichtung) fest liegen, besteht die Notwendigkeit, eine optimale Beziehung zwischen der gegenseitigen Entfernung der Mitneh-

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merelemente und der Geschwindigkeit V3 des Transportbandes zu finden.

Dieses Problem entsteht bei dem Übergang der Gegenstände von dem Band zur Abstandsbildung zu dem Transportband. Es ist notwendig, daß die Gegenstände sich auf dem Band zur Abstandsbildung in solchen gegenseitigen Abständen einordnen, daß gewährleistet ist, daß jedes der auf dem Transportband angeordneten. Mitnebmerelemente einen Gegenstand .aufnimmt und zur Verpackungsstelle transportiert. Der genannte Abstand ist durch die Beeinflussung der Geschwindigkeiten V2 und Vl des Bandes zur Abstandsbildung bzw. des Speicherbandes regulierbar. Bei höherer Taktfolge wird der erwähnte Abstand (und damit die Differenz zwischen der Geschwindigkeit V2 und V1) relativ gering. Es ist Mcht ersichtlich, welche Schwierigkeiten es bereitet, den Wert dieses Abstande.s während eines ganzen Arbeitszyklus konstant zu halten. Diese Schwierigkeiten haben verschiedene Ursachen, die mehr oder minder zufälliger Natur sind. Unter ihnen spielt insbesondere auch das System eine Rolle, das für das Speicherband angewendet wird. Es ist offensichtlich, daß bei hoher Packungsgeschwindigkeit der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gegenständen auf dem Band zur Abstandsbildung reduziert wird, was zu einer "Verdichtung" und gegenseitigen Überlagerung der Gegenstände und damit fast unmittelbar zu einer Blockierung der Verpackungsmaschine führt. Eine Vergrößerung der Differenz V2-V1 der Geschwindigkeiten des Bandes zur Abstandsbildung und des Speicherbandes, mit der dieser Nachteil beseitigt werden könnte, führt zu einer "Verdünnung" der Gegenstände auf dem Band zur Abstandsbildung und dazu, daß die gewünschte Vergrößerte Taktzahl nicht eingehalten werden kann. Hieraus wieder resultiert ein Produktivitätsverlust, da das Leistungsvermögen der Verpackungsmaschine nicht voll ausgenutzt werden kann.

Diese Probleme werden dann noch vergrößert, wenn zwei oder

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mehr Förder einheit en der erwähnten Art für zwei oder mehr Verpackungsmaschinen vorgesehen sind, die in gegenseitiger Abhängigkeit arbeiten und die durch einen einzigen Motor angetrieben werden, so daß kein Phasenschlupf zwischen den Maschinen besteht: An dem Ausgang der einzelnen Maschinen kann beispielsweise ein gemeinsames Sainmelsystem vorgesehen sein, dessen verschiedene Komponenten notwendigerweise in enger. Phasenbeziehung zu den aus den Verpackungsmaschinen austretenden Artikeln stehen müssen. In diesem Fall führt jede Art von Störung, die auf Unregelmäßigkeiten bei der Positionierung der Gegenstände auf einer oder mehrerer der Zuführeinrichtungen auftreten, unvermeidlich zur sofortigen Blockierung der Maschine und damit zur Unterbrechung des Fertigungsflusses.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen..Art zu schaffen, die dieses Problem löst,d.h. eine Vorrichtung zu schaffen, in der gegenseitige Überlagerungen oder "Verdünnungen" der zu verpackenden Gegenstände auf dem Band zur Abstandsbildung vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe sollen Steuermittel verwendet werden, die die Laufgeschwindigkeiten des Speicherbandes und des Bandes zur Abstandsbildung selbsttätig so steuern, daß die höchstmögliche Taktfolge der Verpackungsmaschine ausgenutzt und damit ihre Tagesleistung beträchtlich erhöht v/erden kann.

Ausgehend von einer Vorrichtung zur Regulierung der Zufuhr von Gegenständen zu einer Verpackungsmaschine mit einem Speicherband für die zu verpackenden Gegenstände, das in bezug auf die Bewegungsrichtung dieser Gegenstände am Anfang von deren Bewegungsbahn und im wesentlichen in Verlängerung dieser Bewegungsbahn angeordnet ist, mit einem Band zur Abstandsbildung sowie einem Förderband zum Transport der zu verpackenden Gegenstände, wobei dieses Förderband mit einer Vielzahl von Mitnehmerelementen mit einstellbarem gegenseitigem Abstand versehen ist, wird die der Er-

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findung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß im Anfangsbereich des Bandes zur Abstandsbildung ein Sensor angeordnet ist, der auf den Durchgang der einzelnen Gegenstände anspricht und der mit Steuermitteln zur Regelung und Änderung der Laufgeschwindigkeit des Speicherbandes verbunden ist, daß Mittel zur Aktivierung dieses Sensors vorgesehen sind, die unter dem Steuereinfluß der Antriebsmittel zum Antrieb des Förderbandes zum Transport der Gegenstände stehen, daß die Mittel zur Aktivierung des Sensors diesen für eine Zeitspanne aktivieren, die bei der Laufgeschwindigkeit des Speicherbandes der Länge des zu verpackenden Gegenstandes in Laufrichtung entspricht und daß diese Aktivierung in Phasenbeziehung zu der Bewegung der auf dem Förderband zum Transport der Gegenstände angeordneten Mitnehmerelemente steht.

Im folgenden sei die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Der Schutzumfang der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.

Die dargestellte Vorrichtung dient zur Speisung einer (nicht dargestellten) Verpackungsmaschine. Die zu verpackenden Gegenstände 2 werden in Richtung des Pfeiles A befördert. Die Vorrichtung umfaßt (in der Beförderungsrichtung A aufeinanderfolgend): Ein Speicherband 1, das von Rollen 1a und 1b getragen und angetrieben wird, ein Band 3 zur Abstandsbildung, das von Rollen 3a und 3b getragen und angetrieben wird, sowie ein Transportband 4, das die Gegenstände 2 der (nicht dargestellten) Verpackungsstation zuführt. Das Band 3 zur Abstandsbildung ist" in üblicherweise aus einem Paar paralleler Förderbänder zusammengesetzt, die einen hinreichend großen gegenseitigen Abstand zur Aufnahme des Anfangsbereiches des Transportbandes 4 aufweisen. Das Transportband 4, das von Rollen 4a und 4b getragen und angetrieben wird, ist mit einer Vielzahl von vorstehenden Mitnehmerelementen 5 versehen. Diese sind bei-

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spielsweise aus Leisten gebildet, die senkrecht zur Laufrichtung des Bandes 4 aus diesem herausstehen. Die Mitnehmerelemente 5 weisen einen gegenseitigen Abstand auf, der eine Funktion des Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine, der (in Förderrichtung A) gemessenen Länge der Gegenstände 2 und der Laufgeschwindigkeit des Transportbandes 4 ist. Die Gegenstände 2 sind auf dem Band 1 in unmittelbarer Aufeinanderfolge angeordnet. Ihre Beförderung erfolgt auf Grund der zwischen ihnen und der Oberfläche des Speicherbandes 1 bestehenden Reibung.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist unmittelbar im Anfangsbereich des Bandes 3 zur Abstandsbildung angeordnet.

Die Steuervorrichtung umfaßt einen Sensor 6, der auf den Durchgang der einzelnen Gegenstände 2 anspricht. Der Sensor 6 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einer Photozelle 7 und. einer Lichtquelle 7a, die die Photozelle 7 senkrecht zur Förderrichtung A der Gegenstände 2 beleuchtet. Die Photozelle 7 ist in bekannter Weise mit Steuermitteln zur Änderung und Regulierung der Laufgeschwindigkeit des Speicherbandes 1 verbunden. Die von der Photozelle 7 erzeugten Ausgangssignale werden in einer Einrichtung 15 verarbeitet und dienen zur Steuerung eines Motors 16, der mit einer Ausgangswelle 17 eines mit zwei Ausgangswellen ausgestatteten Differentialgetriebes 18 verbunden ist. Die zweite Ausgangswelle 19 des Differentialgetriebes 18 ist mit einem Motor 20 verbunden, der das Speicherband 1 antreibt. Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung zur Aktivierung der Photozelle 7. Diese Einrichtung wird aus einer Steuernockenscheibe 8 gebildet, die mit einem Hebel 9 zusammenarbeitet, der in einem Lager 10 drehbar gelagert und mit einem Steuerglied 11 verbunden ist, das über federnde Mittel, die schematisch durch die Feder 12 veranschaulicht sind, in ständiger Berührung mit der Steuerfläche der Nockenscheibe 8 gehalten wird. Der Hebel 9 verfügt über einen Bereich, der elektrisch leitend ist. Dieser Bereich ist Be-

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standteil eines Schalters, der in den Speisestromkreis der Photozelle 7 eingefügt ist-. Die Nockenscheibe 8 ist mit einer Welle 14 verbunden. Diese ist in geeigneter Weise mit dem Antrieb des Transportbandes 4 gekuppelt.

Im Ausführungsbeispiel besteht diese Kupplung aus einer kinetischen Kette, die eine mit der Welle 14 verbundene Riemenscheibe 21 umfaßt, die über einen Treibriemen 22 mit einer Riemenscheibe 23 verbunden ist* Diese Riemenscheibe 23 befindet sich auf einer Zwischenwelle 24. Die Zwischenwelle 24 wird ihrerseits über eine Riemenscheibe 25 und einen Riemen 26 von einer Riemenscheibe 27 angetrieben, die sich auf der Antriebswelle 28 der Antriebsrolle 4a des Transportbandes 4 befindet.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn der Arbeitstakt der Verpackungsmaschine und die Länge der Gegenstände 2 (in Transportrichtung gemessen) festliegen, müssen in geeigneter Weise der Abstand der Mitnehmerelemente 5 und die Geschwindigkeit V4 des Transportbandes 4 bestimmt v/erden, und zwar in der Weise-, daß die Zuführung der Gegenstände 2 zu der Verpackungsmaschine so genau wie möglich deren Arbeitstakt entspricht. Ausgehend von der Geschwindigkeit V4 des Transportbandes 4 und dem Abstand der Mitnehmer elemente 5 müssen die Geschwindigkeit V3 des Bandes 3 zur Abstandsbildung und die Geschwindigkeit V1 des Speicherbandes festgesetzt werden. Wie erwähnt, sollte die Geschwindigkeitsdifferenz V3-V1 so groß sein, daß die zu verpackenden Gegenstände 2 auf dem Band 3 zur Abstandsbildung in einer gegenseitigen Entfernung angeordnet sind, der dem Abstand der Mitnehmereiemente. 5 und damit dem Arbeitstakt der Verpackungsmaschine entspricht. Die auf der Welle 14 angebrachte Steuernockenscheibe 8 besitzt einen Steuer ab schnitt 8a, der über das Steuerglied 11 auf den von dem Hebel 9 gebildeten Schalter einwirkt und damit den Speisestromkreis 13 für die Photozelle 7 schließt. Dieses Schliessen des Speisestromkreises für die Photozelle 7 fällt zeit-?

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lieh mit dem Beginn der Abschattung des von der Lichtquelle 7a erzeugten Lichtstrahles 7b zusammen, die von dem vorderen Teil des von. dein Speicherband 1 herangeführten Gegenstandes 2 verursacht wird.

Das Verhältnis zwischen dem Sektor, den der Steuerteil 8a zu dem übrigen Umfang der Steuernockenscheibe 8 einnimmt, sollte nicht größer sein als das Verhältnis zwischen dem Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gegenständen und dem Abstand der Mitnehmerelemente 5.

Einer bevorzugten Arbeitsweise zufolge wird das Speicherband 1 über den Motor 20 mit einer Geschwindigkeit V1' angetrieben, die etwas, beispielsweise 10%,niedriger als die vorgewählte Geschwindigkeit V1 ist. Hierdurch wird die Photozelle 7, die durch den Steuerbereich 8a der Steuernockenscheibe 8 aktiviert wurde, in demselben Augenblick wirksam, indem der Eintritt des vorderen Bereiches eines Gegenstandes 2 in den Lichtstrahl 7b in irgendeiner Weise verzögert wird. Die Photozelle 7 erfaßt diese Unregelmäßigkeit und erzeugt ein geeignetes Steuersignal für die Einrichtung 15» die den Motor 16 derart antreibt, daß das Speicherband 1 ,von der Geschwindigkeit V1^f auf die Geschwindigkeit V1 beschleunigt wird. Das. Speicherband 1 bewegt sich nunmehr während einer durch eine Verzögerungsstufe 30 gegebenen Zeitspanne mit der Geschwindigkeit V1 und zwar unabhängig davon, daB die Photozelle 7 während dieser Zeitspanne infolge des Durchganges des Gegenstandes 2 unwirksam ist. Am Ende der durch das Verzögerungsglied 30 vorbestimmten Zeitspanne nimmt das Speicherband unverzüglich wieder die Geschwindigkeit V1' auf. Diese Geschwindigkeit V1· wird beibehalten, bis der nächstfolgende Gegenstand 2 den Lichtstrahl 7b von neuem unterbricht, (d.h. die Größe des Abstandes zwischen einem Gegenstand 2 und dem nächstfolgenden wächst wieder an), so daß die Photozelle 7 von neuem wirksam wird und dabei - wie bereits beschrieben - eine Vergrößerung der Ablaufgeschwindigkeit des Speicherban-

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des 1 bewirkt.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung wird iniiieser Weise während eines Arbeitszyklus periodisch wirksam und greift in der beschriebenen Weise in den Fördermechanismus ein. Daraus ergibt sich, daß das Intervall bzw. der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Gegenständen 2 auf dem Band 3 sich während eines Arbeitszyklus des Gerätes zyklisch um den vorbestimmten.Wert ändert. Hierdurch wird der höchstmögliche Arbeitstakt ausgenutzt, dessen die Verpackungsmaschine fähig 1st. Der Steuerbereich 8a der Steuernockenscheibe 8 ist selbstverständlich so angeordnet, daß jeder Gegenstand 2 das entsprechende Mitnehmerelement 5 mit der richtigen Geschwindigkeit und mit der richtigen Phasenlage erreicht.

Die vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich in zahlreichen Variationen realisierbar, die sämtlich in ihren Schutzbereich fallen. Die konstruktiven Einzelheiten des Ausführungsbeispiels können in weitem Rahmen durch technisch äquivalente Mittel ersetzt werden.

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Claims

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1. JVorrichtung zur Regulierung der Zufuhr von Gegenständen zu einer Verpackungsmaschine mit einem Speicherband für die zu verpackenden Gegenstände, das in Bezug auf die Bewegungsrichtung dieser Gegenstände am Anfang von deren Bewegungsbahn und im wesentlichen in Verlängerung dieser Bewegungsbahn angeordnet ist, mit einem Band zur Abstandsbildung sowie einem Förderband zum Transport der zu verpackenden Gegenstände, wobei dieses Förderband mit einer Vielzahl von Mitnehmerelementen mit einstellbarem gegenseitigem Abstand versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß im Anfangsbereich des Bandes (3) zur Abstandsbildung ein Sensor (7) angeordnet ist, der auf den Durchgang der einzelnen Gegenstände (2) anspricht und der mit Steuermitteln (15) zur Regelung und .Änderung der Laufgeschwindigkeit des Speicherbandes (1) verbunden ist, das Mittel (8-13) zur Aktivierung dieses Sensors (7) vorgesehen sind, die unter dem .Steuereinfluß der Antriebsmittel (4a) zum Antrieb des Förderbandes (4) zum Transport der Gegenstände (2) stehen, daß die Mittel (8.-13) zur Aktivierung des Sensors (7) diesen für eine Zeitspanne aktivieren, die bei der Laufgeschwindigkeit des Speicherbandes (1) der Länge des zu verpackenden Gegenstandes in Laufric/htung entspricht und daß diese Aktivierung in Phasenbeziehung mit der Bewegung des auf dem Förderband (4) zum Transport der Gegenstände (2) angeordneten Mitnehmerelemente (5) stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der auf den Durchgang der zu verpackenden Gegenstände (2) ansprechende Sensor (7) aus einem photoelektronischen Bauelement (7) und einer Lichtquelle (7a) besteht, die einen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gegenstände (2) verlaufenden Lichtstrahl (7b) auf dieses photoelektronische Bauelement (7) richtet.

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j. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den Sensor (7) bildende Kombination aus einem photoelektronisehen Bauelement (7) und einer Lichtquelle (7a) unmittelbar im Anfangsbereich des Bandes (3) zur Abstandsbildung angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (8-13) zur Aktivierung des Sensors (7) eine Nockenscheibe (8) und einen Hebel (9) umfassen, der mit einem längs der Steuerfläche der Nockenscheibe (8) bewegbaren und in ständiger Berührung mit, ihr befindlichen Abtastorgan (11) verbunden ist und daß v/enigstens ein Teil dieses Hebels (9) einen Schalter bildet, der in den Stromkreis (13) zur Aktivierung des photoelektronischen Bauelementes (7) eingefügt ist.

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