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Die Erfindung betrifft ein Beschickungssystem für eine Wärmebehandlungsvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, mit einem Beschickungswagen, mit zumindest einer Gestellaufnahme zur Aufnahme eines Beschickungsgestells für eine Mehrzahl von Produktträgern. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung, insbesondere einem Ofen, die zumindest einen Wärmebehandlungsraum aufweist, der zur Aufnahme eines Beschickungsgestells ausgebildet ist, und mit einem Beschickungssystem. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein korrespondierendes Verfahren zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln.
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Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Dabei kann es sich etwa um Öfen, Umluftöfen, Dampfgarer, Heißluftdämpfer oder um ähnliche Geräte handeln, die verschiedene Funktionen kombinieren. Grundsätzlich kann unter einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln etwa auch ein Gerät verstanden werden, das dazu ausgebildet ist, Lebensmittel zu kühlen. Beispielhaft kann ein sogenannter Kombi-Dämpfer dazu ausgebildet sein, Lebensmittelprodukte unter einer Heißluftatmosphäre zu garen, unter einer wasserdampfgesättigten Atmosphäre zu garen, sowie in einem kombinierten Betriebsmodus zu behandeln, der etwa als Heißdämpfen bezeichnet werden kann.
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Es sind ferner Anlagen zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln bekannt, die etwa in Großküchen, in der Gastronomie, im Lebensmittelhandel sowie im Bäckereigewerbe einsetzbar sind. Insbesondere kann es sich dabei etwa um sogenannte Ladenbacköfen handeln. Ladenbacköfen können grundsätzlich auch als Heißumluftöfen ausgestaltet sein.
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Daneben sind auch sogenannte Etagenbacköfen bekannt, bei denen etwa eine Mehrzahl von Öfen miteinander gekoppelt ist, um ein hohe Flexibilität zu gewährleisten und möglichst wenig Bauraum zu beanspruchen. Beispielsweise können zwei oder mehr Heißumluftöfen vertikal übereinander gestapelt werden.
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Ferner sind im Stand der Technik Beschickungswagen bekannt, die verfahrbar sein können und etwa als Puffer für zu behandelnde Produkte bzw. für bereits behandelte Produkte dienen können. Üblicherweise sind die zu behandelnden bzw. bereits behandelten Produkte auf Produktträgern angeordnet, etwa auf Backblechen, Gittern oder ähnlichen Aufnahmen. Die Produktträger mit den Produkten können in Vorbereitung oder im Nachgang zur eigentlichen Wärmebehandlung im Beschickungswagen abgestellt und zwischengelagert werden. Der Beschickungswagen kann derart gestaltet sein, dass ein Beladen des Ofens besonders schnell und zumindest teilweise automatisiert vonstatten gehen kann. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn eine Mehrzahl von Produktträgern in kürzester Zeit zwischen den Beschickungswagen und der Wärmebehandlungsvorrichtung (etwa den Ofen) hin und her bewegt werden kann. Auf diese Weise lassen sich Energieverluste vermeiden, die etwa dann auftreten, wenn eine Tür eines Behandlungsraums der Wärmebehandlungsvorrichtung übermäßig lange geöffnet werden muss, um die Wärmebehandlungsvorrichtung zu beladen oder zu entladen. Gleichzeitig kann sich das Wärmebehandlungsergebnis verbessern, wenn eine Mehrzahl von Produktträgern möglichst gleichzeitig in die Wärmebehandlungsvorrichtung eingebracht bzw. aus dieser entnommen wird. Es lassen sich homogenere Wärmebehandlungsergebnisse erreichen.
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Im Stand der Technik sind ferner Systeme bekannt, die eine Erfassung der Beladung oder Belegung einer Wärmebehandlungsvorrichtung ermöglichen sollen. Hierzu ist es üblicherweise vorgesehen, Sensoren in einem Ofenraum anzubringen, um die Anwesenheit von Gestellteilen, Backblechen oder Ähnlichem feststellen zu können.
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So zeigen beispielsweise die
US 7,183,521 B2 sowie die
DE 199 54 470 B4 Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, bei denen vor einem Reinigungsvorgang, etwa einem Pyrolyseprozess, die Anwesenheit von Bauteilen abgefragt wird. Diese Gestaltung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Pyrolyse bei deutlich erhöhter Temperatur durchgeführt wird. Folglich droht dabei grundsätzlich die Gefahr einer Beschädigung von Einbauten im Ofenraum, die nicht für derart hohe Temperaturen ausgelegt sind.
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Aus der
DE 10 2008 022 227 B3 ist ein Gargerät bekannt, das einen Garraum sowie eine Garraumtür aufweist, wobei die Garraumtür zumindest ein Sichtfenster aus elektrisch isolierendem Material umfasst, wobei an dem Sichtfenster zumindest ein kapazitiver Belegungssensor zur Erfassung einer Belegung positioniert ist. Somit ist das Sichtfenster durch den Belegungssensor zumindest teilweise verbaut.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschickungssystem für eine Wärmebehandlungsvorrichtung sowie eine Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung und einem Beschickungssystem anzugeben, bei denen in einfacher Weise und bei möglichst geringem baulichen Aufwand eine Erfassung einer Belegung oder Beladung ermöglicht ist, wobei eine aufgrund der Belegungserfassung generierbare Belegungszustandsinformation möglichst als Parameter für einen Ablauf eines Wärmebehandlungsprogramms verfügbar sein soll. Ferner soll ein korrespondierendes Verfahren zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln angegeben werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Beschickungssystem für eine Wärmebehandlungsvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, gelöst, mit einem Beschickungswagen, mit zumindest einer Gestellaufnahme zur Aufnahme eines Beschickungsgestells für eine Mehrzahl von Produktträgern, wobei der Beschickungswagen mittels einer Koppeleinrichtung selektiv mit der Wärmebehandlungsvorrichtung koppelbar ist, um das zumindest eine Beschickungsgestell zu übergeben oder zu übernehmen, und mit einer Erfassungseinrichtung mit zumindest einem Detektor zur Erfassung einer Belegungsinformation des zumindest eines Beschickungsgestells, der insbesondere mit dem Beschickungswagen koppelbar ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Erfindungsgemäß kann nämlich die Belegungsinformation des zumindest eines Beschickungsgestells außerhalb eines Behandlungsraums der Wärmebehandlungsvorrichtung erfasst werden. Auf diese Weise ist die Erfassungseinrichtung nicht den üblicherweise im Behandlungsraum (auch: Ofenraum) herrschenden Bedingungen ausgesetzt. Im Ofenraum können etwa eine deutlich erhöhte Temperatur, ein erhöhter Druck, hohe Feuchtigkeit sowie eine Verschmutzung etwa durch Wärmebehandlungsrückstände vorliegen. Bei der Erfassung der Belegungsinformation des zumindest eines Beschickungsgestells ist die Erfassungseinrichtung derartigen widrigen Einsatzbedingungen nicht ausgesetzt.
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Die Belegungsinformation kann grundsätzlich die Anwesenheit, Menge und/oder Lage von Wärmebehandlungsprodukten und/oder von Produktträgern umfassen. Die Belegungsinformation kann jedoch ferner auch Wärmebehandlungsinformation oder Wärmebehandlungsparameter umfassen. Hiervon können etwa auch die Temperatur der zu behandelnden Produkte oder die Art der zu behandelnden Produkte umfasst sein. Bei der Temperatur kann es sich um eine Ist-Temperatur oder um eine Soll-Temperatur handeln. Die Belegungsinformation kann zumindest einen oder mehrere der genannten Punkte sowie gegebenenfalls weitere Informationen umfassen.
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Da die Belegung vor dem Einbringen des Beschickungsgestells in den Ofenraum erfasst wird, kann eine zugehörige Belegungsinformation unmittelbar und ohne wesentliche Zeitverzögerung an die Wärmebehandlungsvorrichtung übermittelt werden. Somit können etwa Wärmebehandlungsparameter an die vorhandene Belegung angepasst werden.
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Insbesondere dann, wenn ein Etagenofen beschickt werden soll, kann der Beschickungswagen eine Mehrzahl von Gestellaufnahmen aufweisen, die mit einer Mehrzahl von Behandlungsräumen oder Ofenräumen der Wärmebehandlungsvorrichtung korrespondiert. Die Gestaltung des Beschickungswagens und der Wärmebehandlungsvorrichtung kann auch im Hinblick auf eine Lage und auf Abmessungen der Behandlungsräume sowie der zugehörigen Gestellaufnahmen aneinander angepasst sein. Üblicherweise ist jede Gestellaufnahme dazu ausgebildet, ein Beschickungsgestell aufzunehmen. Mithilfe des Beschickungsgestells kann gleichzeitig eine Mehrzahl von Produktträgern in den Behandlungsraum oder Ofenraum eingeführt oder aus diesem entnommen werden.
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Die Koppeleinrichtung kann dazu ausgestaltet sein, den Beschickungswagen in einer Vorzugslage mit der Wärmebehandlungsvorrichtung zu koppeln, insbesondere mechanisch zu koppeln, um den Übergang des zumindest einen Beschickungsgestells zwischen der Wärmebehandlungsvorrichtung und dem Beschickungswagen zu erleichtern. Beispielhafte Gestaltungen der Koppeleinrichtung können der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen 10 2012 003 799.6 entnommen werden, die auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Erfindung zurückgeht.
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In bevorzugter Weiterbildung des Beschickungssystems ist die Erfassungseinrichtung am Beschickungswagen, insbesondere an der zumindest einen Gestellaufnahme, angeordnet und dazu ausgebildet, zumindest die Anwesenheit und Anzahl von Produktträgern oder die Anwesenheit und Anzahl von zu behandelnden Produkten in dem zumindest einen Beschickungsgestell zu erfassen.
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Es versteht sich, dass die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet sein kann, sowohl die Anwesenheit und Anzahl der Produktträger als auch die Anwesenheit und Anzahl der zu behandelnden Produkte zu erfassen. Grundsätzlich kann jedoch bereits die Erfassung der Produktträger, die im Beschickungsgestell aufgenommen sind, von hinreichender Relevanz sein und zur Steuerung eines Programmablaufs eines Wärmebehandlungsprozesses genutzt werden.
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Wenn die Erfassungseinrichtung am Beschickungswagen selbst angeordnet ist, bedarf es an dem zumindest einen Beschickungsgestell keinerlei aufwändiger Sensorik. Diese Gestaltung hat den weiteren Vorteil, dass die Erfassungseinrichtung nicht gemeinsam mit dem zumindest einen Beschickungsgestell in den Wärmebehandlungsraum verbracht wird und den dortigen Einsatzbedingungen ausgesetzt ist.
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Es versteht sich jedoch auch, dass gemäß alternativen Ausgestaltungen die Erfassungseinrichtung oder zumindest Teile hiervon durchaus auch am Beschickungsgestell aufgenommen sein können. Vorzugsweise handelt es sich dabei um passive Sensoren oder sonstige Komponenten, die bei der Erfassung der Produktträger und/oder der zu behandelnden Produkte von Nutzen sein können. Auch bei dieser oder ähnlichen Gestaltungen besteht ein Vorteil darin, dass die Erfassung nicht im Wärmebehandlungsraum oder Ofenraum selbst erfolgen muss. Diese kann vielmehr etwa dem Wärmebehandlungsprozess vorgelagert im Beschickungswagen erfolgen.
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Bei den Produkten oder Wärmebehandlungsprodukten kann es sich insbesondere um Backwaren, Fleischwaren, Fertiggerichte, Süßwaren, Gemüse oder Ähnliches handeln. Die Produkte können grundsätzlich vereinzelt auf den Produktträgern aufgenommen sein, beispielsweise als Teiglinge. Die Produkte können grundsätzlich jedoch auch als Schüttware, Fließware oder in ähnlicher Erscheinungsform auf den Produktträgern aufgenommen sein.
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In vorteilhafter Weiterbildung weist das Beschickungssystem ferner eine Datenleitung zur Übermittlung eines erfassten Belegungszustands oder einer erfassten Belegungsinformation an die Wärmebehandlungsvorrichtung auf. Der Belegungszustand kann etwa die Anwesenheit, Anzahl und Lage von detektierten Produktträgern betreffen. Der Belegungszustand kann ferner jedoch auch die Anwesenheit, Anzahl und Lage von zu behandelnden (oder bereits behandelten) Produkten betreffen.
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In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausgestaltung weist die Datenleitung einen Signalanschluss auf, der in einem gekoppelten Zustand eine korrespondierende Schnittstelle der Wärmebehandlungsvorrichtung kontaktiert.
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Diese Gestaltung hat den besonderen Vorteil, dass die Wärmebehandlungsvorrichtung ohne wesentlichen Zusatzaufwand über den erfassten Belegungszustand des Beschickungswagens bzw. des zumindest einen darin aufgenommenen Beschickungsgestells informiert werden kann. Auf Basis und in Kenntnis des Belegungszustands kann der Wärmebehandlungsprozess variiert werden, um ein möglichst optimales Wärmebehandlungsergebnis erreichen zu können. Die Datenleitung kann insbesondere mit der Erfassungseinrichtung oder einer dieser zugeordneten Steuereinheit gekoppelt sein. Vorzugsweise sind der Signalanschluss und die korrespondierende Schnittstelle derart angeordnet und konfiguriert, dass eine Kontaktierung im Wesentlichen selbsttätig ohne Bedienereingriff erfolgen kann.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter bevorzugt, wenn die Koppeleinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Koppeln des Beschickungssystems mit der Wärmebehandlungsvorrichtung den Signalanschluss mit der Schnittstelle zu koppeln.
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Es versteht sich, dass die Datenleitung und/oder der Signalanschluss einerseits kabelgebunden bzw. kontaktgebunden ausgeführt sein können. Andererseits ist es auch vorstellbar, zumindest die Datenleitung oder den Signalanschluss kabellos bzw. kontaktlos auszuführen. Dies kann etwa eine elektromagnetische oder optische Signalübertragung umfassen. So können beispielsweise Mittel zur Erzeugung eines lokalen Funknetzes (etwa ein Wireless Local Area Network oder WLAN) vorgesehen sein. Auch eine Nutzung der sogenannten RFID-Technologie ist denkbar. Zu diesem Zweck können geeignete Transponder und Lesegeräte vorgesehen sein. Optische Signalübertragung kann mittels geeigneter Mittel zur Codierung von Information sowie passenden Lesegeräten erfolgen. Beispielsweise können Barcodes vorgesehen sein, die durch Kameras auslesbar sind.
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Das Koppeln des Beschickungssystems, insbesondere des Beschickungswagens, mit der Wärmebehandlungsvorrichtung kann gleichsam zur Kopplung des Signalanschlusses mit der Schnittstelle genutzt werden. Vorzugsweise ist die Koppeleinrichtung dazu ausgebildet, den Beschickungswagen im gekoppelten Zustand in einer definierten Relativlage zur Wärmebehandlungsvorrichtung auszurichten. Hierbei soll eine hohe Wiederholgenauigkeit gewährleistet werden. Folglich sind der Beschickungswagen und die Wärmebehandlungsvorrichtung im gekoppelten Zustand hinreichend genau zueinander ausgerichtet, so dass auch eine definierte Kontaktierung des Signalanschlusses mit der Schnittstelle ermöglicht ist.
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Es versteht sich, dass beim Entkoppeln der Koppeleinrichtung von der Wärmebehandlungsvorrichtung der Signalanschluss ebenso selbsttätig von der Schnittstelle entkoppelt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Erfassungseinrichtung mit einer Steuereinheit zur rechnergestützten Auswertung der Belegung und zur Generierung einer Belegungszustandsinformation versehen, wobei die Belegungszustandsinformation zumindest eine Anzahl von Produktträgern oder eine Anzahl erfasster Produkte aufweist.
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Mit anderen Worten kann die Belegungszustandsinformation etwa eine digitale eindeutige Kennzeichnung des aktuellen Belegungszustands umfassen. Die Belegungszustandsinformation kann grundsätzlich die Lage, Anwesenheit und Anzahl erfasster Produktträger und/oder erfasster Produkte betreffen. Auf diese Weise kann die Belegungszustandsinformation vom Beschickungssystem selbst generiert werden. Ein genierter Datensatz kann der Wärmebehandlungsvorrichtung ohne wesentlichen Aufwand über den Signalanschluss und die Schnittstelle zugeführt werden. Das Beschickungssystem ist bei der Generierung der Belegungszustandsinformation nicht auf eine Steuerung oder Recheneinheit der Wärmebehandlungsvorrichtung angewiesen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Erfassungseinrichtung zumindest einen Detektor auf, der als berührungslos erfassender Detektor ausgebildet ist.
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Es ist weiter bevorzugt, wenn die Erfassungseinrichtung zumindest einen Detektor aufweist, der als optischer oder optoelektrischer Detektor ausgebildet ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei der Erfassungseinrichtung zumindest ein Detektor vorgesehen sein, der etwa als Näherungssensor ausgebildet ist. Dabei kann es sich etwa um einen kapazitiven, induktiven oder einen magnetischen Detektor handeln. Es sind auch optische oder optoelektrische Näherungssensoren bekannt.
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Der optische oder optoelektrische Detektor kann etwa als Lichtschranke oder ähnliche Detektoreinheit ausgebildet sein, die zumindest einen Sender und einen Empfänger aufweist. Insbesondere ein optischer oder optoelektrischer Detektor könnte im Ofenraum selbst nur unter hohem Zusatzaufwand realisiert werden. Vor allem bei Öfen, die mit aktiver Beschwadung arbeiten, oder allgemein bei Wärmebehandlungsprozessen, bei denen eine feuchte Atmosphäre herrscht, wäre eine optische oder optoelektrische Lageerfassung ungenau, da etwa Lichtstrahlen nicht ungehindert die im Ofen herrschende Atmosphäre durchdringen könnten.
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Insbesondere dann, wenn der zumindest eine Detektor am Beschickungswagen aufgenommen ist und nicht gemeinsam mit dem Beschickungsgestell in den Ofenraum einführbar ist, muss der Detektor nicht übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Folglich kann sich die Gestaltung des zumindest einen Detektors vereinfachen. Temperaturbedingte Ausfälle und/oder Messungenauigkeiten können reduziert oder gänzlich vermieden werden.
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In bevorzugter Weiterbildung weist die Erfassungseinrichtung zumindest einen Detektor auf, der als Triangulationsdetektor, insbesondere als Laser-Triangulationsdetektor, ausgestaltet ist.
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Mittels der Triangulation können Objekte, etwa auch Produktträger oder Wärmebehandlungsprodukte, mehrdimensional abgetastet und erfasst werden. Üblicherweise weist der Triangulationsdetektor zumindest eine Lichtquelle, insbesondere einen Laser, sowie einen Sensor, insbesondere eine Kamera, auf. Beispielhaft kann der Triangulationsdetektor dazu ausgebildet sein, die Produktträger und/oder die Produkte mittels Streifenprojektion zu erfassen. Ebenso ist es denkbar, die Erfassung mittels des Laserlichtschnittverfahrens durchzuführen.
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Vorzugsweise ist der als Triangulationsdetektor ausgebildete Detektor derart am Beschickungswagen aufgenommen, dass die Belegung des zumindest einen Beschickungsgestells mittels eines einzigen Detektors erfasst werden kann.
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Unabhängig vom Prinzip des zumindest einen genutzten Detektors kann dieser alternativ auch verfahrbar und/oder verschwenkbar am Beschickungswagen aufgenommen sein. Auf diese Weise kann etwa durch eine Relativbewegung des Detektors gegenüber dem zu erfassenden Beschickungsgestell die Anwesenheit der Produktträger und/oder der Produkte sukzessive erfasst werden.
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Es versteht sich jedoch auch, dass eine Mehrzahl von Detektoren genutzt werden kann, die grundsätzlich gleicher Bauart oder unterschiedlicher Bauart sein können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Erfassungseinrichtung zumindest einen Detektor auf, der zur kontaktbasierten Erfassung ausgebildet ist. Beispielhaft kann der zumindest eine Detektor als Kontaktsensor ausgebildet sein und etwa dann geschaltet oder aktiviert werden, wenn ein Produktträger in einer entsprechenden Aufnahme am Beschickungsgestell aufgenommen wird. In einfacher Weise kann der zur kontaktbasierten Erfassung ausgebildete Detektor etwa einen Schaltkreis aufweisen, der durch einen aufgenommenen Produktträger geschlossen wird. Auf diese Weise kann etwa ein Kontaktschalter verwirklicht werden, der eine einfache Erfassung erlaubt.
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Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, durch den zumindest einen Detektor erfasste Signale auszuwerten, um die Belegungszustandsinformation zu generieren. Insbesondere dann, wenn der zumindest eine Detektor zur optischen Erfassung visueller Informationen ausgebildet ist, kann die Steuereinheit in korrespondierender Weise zur Bildverarbeitung ausgebildet sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln gelöst, mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung, insbesondere einem Ofen, die zumindest einen Wärmebehandlungsraum aufweist, der zur Aufnahme eines Beschickungsgestells ausgebildet ist, und mit einem Beschickungssystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Beschickungswagen mittels der Koppeleinrichtung an die Wärmebehandlungsvorrichtung koppelbar ist, um das zumindest eine Beschickungsgestell zwischen dem Beschickungswagen und dem Wärmebehandlungsraum hin und her zu bewegen.
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Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollständig gelöst.
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Die Wärmebehandlungsvorrichtung kann etwa als Heißumluftofen ausgebildet sein. Es kann sich ferner etwa um einen Etagenofen handeln. Demgemäß kann etwa auch der Beschickungswagen Etagen aufweisen, in denen jeweils ein Beschickungsgestell aufnehmbar ist, das an einen zugehörigen Wärmebehandlungsraum im Ofen angepasst ist. Der Wärmebehandlungsraum kann etwa auch als Behandlungsraum oder als Ofenraum bezeichnet werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Anlage zur Wärmebehandlung weist die Wärmebehandlungsvorrichtung eine Steuerung auf, die vorzugsweise für einen automatischen Betrieb eines Wärmebehandlungsprogramms nach einer Beladung des Wärmebehandlungsraums mit einem Beschickungsgestell ausgebildet ist, wobei der Steuerung eine Belegungszustandsinformation zuführbar ist, die durch einen Signalanschluss des Beschickungssystems in einem gekoppelten Zustand des Beschickungssystems mit der Wärmebehandlungsvorrichtung an eine Schnittstelle der Wärmebehandlungsvorrichtung übertragbar ist.
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Somit kann die Steuerung auf Basis der Belegungszustandsinformation das Wärmebehandlungsprogramm in geeigneter Weise beeinflussen, um den Wärmebehandlungsprozess zu optimieren. Vorzugsweise wird die Belegungszustandsinformation bereits dann generiert, wenn das Beschickungsgestell im Beschickungswagen aufgenommen ist. Insbesondere soll eine Erfassung der Anwesenheit und Anzahl von Produktträgern und/oder Produkten außerhalb des Wärmebehandlungsraums erfolgen können, vorzugsweise im Beschickungswagen.
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In bevorzugter Weiterbildung der Anlage zur Wärmebehandlung sind zumindest der Signalanschluss oder die Schnittstelle als Federkontakt oder Steckkontakt gestaltet und zur Übergabe digitaler Informationen ausgebildet.
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Auf diese Weise kann eine Kopplung des Signalanschlusses mit der Schnittstelle gewissermaßen "nebenbei" und automatisiert erfolgen, wenn der Beschickungswagen mittels der Koppeleinrichtung an die Wärmebehandlungsvorrichtung angekoppelt wird, um das Beschickungsgestell zu überführen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- – Anordnen von Produktträgern, auf denen zu behandelnde Produkte aufgenommen sind, auf zumindest einem Beschickungsgestell;
- – Einbringen des zumindest einen Beschickungsgestells in einen Beschickungswagen;
- – Erfassung einer Belegung des zumindest einen Beschickungsgestells im Beschickungswagen;
- – Ankoppeln des Beschickungswagens an eine Wärmebehandlungsvorrichtung mittels einer Koppeleinrichtung; und
- – Übergeben des zumindest einen Beschickungsgestells an die Wärmebehandlungsvorrichtung.
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Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollständig gelöst.
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Beim Wärmebehandlungsverfahren ist es unerheblich, ob ein zunächst unbestücktes Beschickungsgestell in den Beschickungswagen eingebracht wird und anschließend mit den Produktträgern bestückt wird, oder ob das Beschickungsgestell (zunächst) außerhalb des Beschickungswagens bestückt wird und als bereits bestücktes Beschickungsgestell in den Beschickungswagen eingebracht wird.
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Vorzugsweise erfolgt die Belegungserfassung des Beschickungsgestells mittels einer Erfassungseinrichtung, die zumindest einen Detektor aufweist, der zur Erfassung der Anwesenheit von Produktträgern und/oder Produkten ausgebildet ist. Insgesamt kann die Erfassungseinrichtung dazu ausgestaltet sein, die Anwesenheit und Anzahl von zu behandelnden Produkten oder Produktträgern zu erfassen. Da die Erfassung im Beschickungswagen erfolgt, kann bereits im Vorfeld einer Wärmebehandlung ein Belegungszustand bestimmt werden, auf dessen Basis eine Belegungszustandsinformation generierbar ist.
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Vorteilhaft kann das Verfahren durch zumindest einen der folgenden Schritte weitergebildet sein:
- – Generierung einer Belegungszustandsinformation auf Basis zumindest einer Anzahl im Beschickungswagen erfasster Produktträger oder einer Anzahl im Beschickungswagen erfasster Produkte;
- – automatische Übertragung, insbesondere kontaktbasierte Übertragung, der Belegungszustandsinformation vom Beschickungswagen an die Wärmebehandlungsvorrichtung nach dem Ankoppeln des Beschickungswagens;
- – automatische Übergabe des zumindest einen Beschickungsgestells an die Wärmebehandlungsvorrichtung nach dem Ankoppeln des Beschickungswagens;
- – programmgesteuerte Wärmebehandlung der Produkte in einem Wärmebehandlungsraum der Wärmebehandlungsvorrichtung;
- – erneutes Ankoppeln des Beschickungswagens an die Wärmebehandlungsvorrichtung nach der Wärmebehandlung; und
- – automatische Übergabe des zumindest einen Beschickungsgestells mit den wärmebehandelten Produkten (46) an den Beschickungswagen.
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Es versteht sich, dass der Beschickungswagen während des Wärmebehandlungsprozesses von der Wärmebehandlungsvorrichtung entkoppelt sein kann.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, die eine Wärmebehandlungsvorrichtung und ein Beschickungssystem aufweist;
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2 eine geschnittene seitliche Teilansicht eines Beschickungssystems mit einem Beschickungswagen, der an eine Wärmebehandlungsvorrichtung ankoppelbar ist;
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3 eine geschnittene frontale Teilansicht eines Beschickungssystems, das einen Detektor zur Erfassung eines Belegungszustands eines Beschickungsgestells aufweist;
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4 eine weitere geschnittene frontale Teilansicht eines Beschickungssystems, das insbesondere aus Veranschaulichungsgründen mit einer Mehrzahl verschiedenartiger Detektoren zur Erfassung eines Belegungszustands eines Beschickungsgestells versehen ist;
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5a eine seitliche Teilansicht einer Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln in einer Konfiguration, in der ein Beschickungswagen mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung gekoppelt ist;
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5b eine mit 5a korrespondierende Darstellung einer Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, wobei die Koppeleinrichtung in eine Konfiguration überführt ist, in der ein Beschickungsgestell vom Beschickungswagen in einen Wärmebehandlungsraum der Wärmebehandlungsvorrichtung überführbar ist;
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5c eine weitere Darstellung der Anlage zur Wärmebehandlung gemäß 5a, bei der das Beschickungsgestell in den Wärmebehandlungsraum eingebracht ist; und
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6a, 6b und 6c verschiedene stark vereinfachte schematische Darstellungen möglicher Konfigurationen eines Signalanschlusses und einer damit korrespondierenden Schnittstelle.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anlage zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die Anlage 10 kann allgemein auch als Wärmebehandlungsanlage bezeichnet werden.
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Beispielhaft weist die Anlage 10 eine Wärmebehandlungsvorrichtung 12 auf, die vorliegend etwa als Etagenofen ausgestaltet ist. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 kann etwa als Heißumluftofen gestaltet sein. Die Anlage 10 weist ferner ein Beschickungssystem 14 auf, mit dessen Hilfe die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 besonders einfach und schnell mit zu behandelnden Produkten bestückt oder beladen werden kann. Bei den zu behandelnden Produkten kann es sich insbesondere um Lebensmittelprodukte handeln.
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Beispielhaft weist die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 eine erste Ofeneinheit 16a sowie eine zweite Ofeneinheit 16b auf. Die Ofeneinheiten 16a, 16b sind übereinander angeordnet. Die Ofeneinheiten 16a, 16b können grundsätzlich unabhängig voneinander betrieben werden. Auf diese Weise kann die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 insgesamt eine hohe Flexibilität aufweisen. Es kann beispielsweise in der Ofeneinheit 16a eine erste Produktart und zeitgleich in der Ofeneinheit 16b eine zweite Produktart behandelt werden.
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Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 weist ferner ein Gestell 18 auf, das beispielsweise eine Mehrzahl von Standfüßen umfassen kann. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 kann als stationäre Vorrichtung ausgebildet sein.
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Jede der Ofeneinheiten 16a, 16b kann eine Tür 20a, 20b aufweisen, um einen Ofenraum oder Wärmebehandlungsraum (vergleiche Bezugszeichen 86 in 5a) von außen zugänglich zu machen. Ferner ist beispielhaft jeder der Ofeneinheiten 16a, 16b eine Bedieneinheit 24a, 24b zugeordnet. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch eine gemeinsame (zentrale) Bedieneinheit für die Ofeneinheiten 16a, 16b vorstellbar ist. An den Bedieneinheiten 24a, 24b kann ein Bediener ein gewünschtes Wärmebehandlungsprogramm einstellen.
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Ferner ist in 1 mit 22 eine Steuerung für die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 bezeichnet. Die Ofeneinheiten 16a, 16b können grundsätzlich eine gemeinsame Steuerung 22 aufweisen. Ebenso ist es vorstellbar, bei jeder der Ofeneinheiten 16a, 16b eine separate Steuerung vorzusehen. Die Steuerung 22 kann dazu ausgebildet sein, Wärmebehandlungsparameter zu definieren und während eines Behandlungsprozesses zu regeln, um ein möglichst optimales Wärmebehandlungsergebnis zu erzielen.
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Grundsätzlich können die Ofeneinheiten 16a, 16b manuell bestückt bzw. beschickt werden. Ein manuelles Beschicken kann beispielsweise ein händisches Einbringen von Produktträgern in jeweilige Wärmebehandlungsräume bei geöffneter Tür 20a, 20b umfassen. Bei den Produktträgern kann es sich etwa um Bleche, Gitter oder Ähnliches handeln, auf denen zu behandelnde Produkte aufgenommen sind.
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Ein manuelles Bestücken ist üblicherweise zeitaufwändig und führt zu einem erhöhten Energiebedarf, da die jeweilige Tür 20a, 20b für einen relativ langen Zeitraum geöffnet sein muss. Ferner kann ein manuelles Bestücken als unangenehm empfunden werden, da ein Bediener einem ggf. stark erhitzten Wärmebehandlungsraum sehr nahe kommt. Schließlich besteht beim Entladen der Wärmebehandlungsräume der Ofeneinheiten 16a, 16b eine Verletzungsgefahr, insbesondere eine Verbrennungsgefahr, wenn erhitzte Produktträger direkt durch den Bediener gegriffen werden müssen.
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Insbesondere im gewerblichen Einsatz ist es daher bekannt geworden, Beschickungsgestelle vorzusehen, die etwa eine Rahmenstruktur zur Aufnahme einer Mehrzahl von Produktträgern aufweisen können. Somit kann der Bediener mit nur einem Bestückungsvorgang eine Mehrzahl von Produktträgern gleichzeitig in einen Wärmebehandlungsraum einbringen. Ein Beschickungsgestell, das mit einer Mehrzahl von Produktträgern bestückt ist, ist jedoch relativ schwer und unhandlich und kann daher regelmäßig nicht ohne weitere Hilfsmittel bewegt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich eine zu bestückende Ofeneinheit in einer gewissen Höhe befindet, vergleiche etwa die Ofeneinheit 16b, die über der Ofeneinheit 16a angeordnet ist.
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Aus diesem Grund ist daher bei der in 1 gezeigten Anlage 10 das Beschickungssystem 14 vorgesehen, das einen Beschickungswagen 30 aufweist, der Beschickungsvorgänge bzw. Bestückungsvorgänge deutlich vereinfachen soll. Es versteht sich, dass die Anlage 10 grundsätzlich aus einer übereinstimmenden Anzahl von Wärmebehandlungsvorrichtungen 12 und zugehörigen Beschickungssystemen 14 gebildet sein kann. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, bei der Anlage 10 eine Anzahl von Wärmebehandlungsvorrichtungen 12 vorzusehen, die sich von einer Anzahl von Beschickungssystemen 14 unterscheidet.
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Der Beschickungswagen 30 kann verfahrbar, insbesondere rollbar, gestaltet sein und etwa ein Fahrgestell 38 aufweisen. Ferner kann der Beschickungswagen 30 einen Rahmen 34 aufweisen, der etwa Seitenwände sowie einen oberen Abschluss und einen unteren Abschluss umfassen kann. Am Beschickungswagen 30 können ferner Gestellaufnahmen 32 vorgesehen sein, die etwa am Rahmen 34 aufgenommen sein können.
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Bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung sind am Beschickungswagen 30 zwei Gestellaufnahmen 32a, 32b vorgesehen, die an die Gestaltung der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 mit den zwei Ofeneinheiten 16a, 16b angepasst sind. In jeder der Gestellaufnahmen 32a, 32b kann ein Beschickungsgestell 36 aufgenommen werden. In 1 ist lediglich an der Gestellaufnahme 32a ein Beschickungsgestell 36 aufgenommen. Die Gestellaufnahme 32b ist nicht bestückt.
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Die Gestellaufnahmen 32a, 32b können etwa Aufnahmeschienen, Winkel oder Ähnliches aufweisen, um das Beschickungsgestell 36 in seiner Lage im Beschickungswagen 30 zu sichern. Das Beschickungsgestell 36 kann eine Rahmenstruktur aufweisen, also etwa Pfosten, Stege, Leisten und Halter umfassen, um eine Mehrzahl von Produktträgern definiert aufnehmen zu können. Das in 1 gezeigte Beschickungsgestell 36 ist unbestückt.
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Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 und das Beschickungssystem 14 sind derart aneinander angepasst, dass das Beschickungsgestell 36 in einfacher Weise von seiner Gestellaufnahme 32a in einen Wärmebehandlungsraum in der Ofeneinheit 16a überführt werden kann und umgekehrt. Mithilfe des Beschickungswagens 30 können etwa Entfernungen zwischen einer Kühlanlage, in der zu behandelnde Produkte gelagert sind, und der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 schnell und bequem überbrückt werden, wobei die zu behandelnden Produkte sicher und definiert aufgenommen sind.
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2 zeigt eine seitliche geschnittene Teilansicht durch einen Beschickungswagen 30, der dem Beschickungswagen 30 gemäß 1 entsprechen kann. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 ist in 2 lediglich durch einen vereinfacht dargestellten Ausschnitt angedeutet. Der Beschickungswagen 30 kann eine Vorderseite 48 und eine Rückseite 50 aufweisen, von denen die Vorderseite 48 der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 im gekoppelten Zustand zugewandt ist. Hingegen ist die Rückseite 50 der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 im gekoppelten Zustand abgewandt. Zumindest die Vorderseite 48 des Beschickungswagens 30 kann großflächig geöffnet sein, um einen Übergang des Beschickungsgestells 30 zu ermöglichen. Auch die Rückseite 50 des Beschickungswagens 30 kann großflächig geöffnet sein.
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An der Gestellaufnahme 32 des Beschickungswagens 30 ist das Beschickungsgestell 36 aufgenommen. Das Beschickungsgestell 36 kann ein Fahrwerk 40 aufweisen, um eine Relativbewegung des Beschickungsgestells 36 gegenüber der Gestellaufnahme 32 des Beschickungswagens 30 und einem Behandlungsraum der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 zu vereinfachen.
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Das Beschickungsgestell 36 kann eine Mehrzahl von Produktträgeraufnahmen 42 aufweisen, bei denen es sich etwa um Aufnahmewinkel oder ähnliche Strukturen handeln kann. Die Produktträgeraufnahmen 42 können auch als Aufnahmeschienen bezeichnet werden. An den Produktträgeraufnahmen 42 können Produktträger 44 aufgenommen werden. Beispielhaft sind in 2 drei Produktträger 44a, 44b, 44c an jeweiligen Produktträgeraufnahmen 42 des Beschickungsgestells 36 aufgenommen. Auf oder in den Produktträgern 44a, 44b, 44c können zu behandelnde Produkte 46 aufgenommen sein. Bei den Produkten 46 kann es sich allgemein um Lebensmittelprodukte handeln, beispielsweise um Backwaren. Für einen Wärmebehandlungsvorgang kann das Beschickungsgestell 36 mitsamt sämtlichen darauf aufgenommenen Produktträgern 44 in einen Wärmebehandlungsraum in der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 eingebracht werden. Hierbei wäre es von Vorteil, den Wärmebehandlungsprozess an einen tatsächlichen Belegungszustand des Beschickungsgestells 36 anpassen zu können.
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Es versteht sich, dass etwa ein vollständig mit Produktträgern 44 und Produkten 46 bestücktes Beschickungsgestell 36 bei einer Wärmebehandlung einen anderen Energiebedarf und/oder Medienbedarf (beispielsweise Wasserdampf) aufweist, als ein nur teilweise bestücktes Beschickungsgestell 36. Die Erfassung des Beschickungszustands bzw. des Beladungszustands des Beschickungsgestells 36 im Wärmebehandlungsraum selbst ist jedoch mit einem hohen Aufwand und mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Insbesondere im Ofenraum herrschende Temperaturen sowie Druckverhältnisse und Feuchtigkeitseinflüsse können einen Erfassungsvorgang erschweren. Ferner neigt der Wärmebehandlungsraum zur Verschmutzung. Dies kann sich auch auf eine erforderliche Erfassungssensorik niederschlagen. In dem Behandlungsraum selbst angebrachte Sensoren müssen aufwändig vor den dort herrschenden Umgebungsbedingungen geschützt werden.
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Gemäß der in 2 gezeigten Gestaltung des Beschickungssystems 14 kann der Belegungszustand des Beschickungsgestells 36 bereits im Beschickungswagen 30 erfasst werden. Zu diesem Zweck weist das Beschickungssystem 14 eine Erfassungseinrichtung 54 auf, die etwa mit zumindest einem Detektor 56 versehen sein kann. Beispielhaft weist die in 2 veranschaulichte Erfassungseinrichtung 54 eine zeilenförmige Gestaltung auf, wobei eine Mehrzahl von Detektoren 56 vorgesehen ist, um den Belegungszustand des Beschickungsgestells 36 zu erfassen. Bei den Detektoren 56 kann es sich etwa um optische Detektoren handeln. Beispielhaft können etwa Lichtschranken oder Ähnliches verbaut sein. Es können jedoch auch anderweitig gestaltete Detektoren 56 verbaut sein. So sind etwa Näherungssensoren oder Näherungsschalter denkbar, die die Anwesenheit eines Produktträgers 44 oder eines Produkts 46 erfassen können.
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Mittels der Erfassungseinrichtung 54 können beispielhaft die Lage und Anzahl der am Beschickungsgestell 36 aufgenommenen Produktträger 44a, 44b, 44c bestimmt werden. Der Detektor 56a ist in 2 beispielsweise einer Produktträgeraufnahme 42 zugeordnet, an der kein Produktträger 44 aufgenommen ist. Folglich kann der Detektor 56a keinen Produktträger 44 bzw. kein Produkt 46 erfassen. Der weitere Detektor 56b ist einer Produktträgeraufnahme 42 zugeordnet, an der der Produktträger 44c aufgenommen ist. Folglich kann der Detektor 56b die Anwesenheit des Produktträgers 44c bzw. der darin aufgenommenen Produkte 46 erfassen. Beispielhaft kann die Erfassungseinrichtung 54 eine definierte Anzahl diskreter Detektoren 56 aufweisen, deren Lage jeweils an die Lage einer Produktträgeraufnahme 42 angepasst ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Erfassungseinrichtung 54 mit einer Vielzahl von Detektoren 56 zu versehen, deren Lage nicht explizit an eine Lage der Produktträgeraufnahme 42 angepasst ist. So kann die Erfassungseinrichtung 54 etwa zumindest eine hochauflösende Zeilenkamera umfassen. Auch auf diese Weise kann mittels einfacher Bildverarbeitungsschritte eine Erfassung der Produktträger 44 erfolgen, die am Beschickungsgestell 36 aufgenommen sind.
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Die Erfassungseinrichtung 54 ist vorzugsweise am Beschickungswagen 30 angeordnet. Auf diese Weise bedarf es am Beschickungsgestell 36 selbst keiner aufwändigen Erfassungssensorik. Der Erfassungseinrichtung 54 kann ferner eine Steuereinheit 58 zugeordnet sein, die ebenso am Beschickungswagen 30 aufgenommen sein kann. Über eine Signalleitung 66 können der Steuereinheit 58 von den Detektoren 56 erfasste Signale zugeführt werden, die einen Rückschluss auf einen Belegungszustand des Beschickungsgestells 36 erlauben.
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Die Erfassungseinrichtung 54 in 2 kann fest mit dem Beschickungswagen 30 gekoppelt sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, bei der Erfassungseinrichtung 54 zumindest einen verfahrbaren Detektor 56 vorzusehen, der beispielhaft relativ zum Beschickungsgestell 36 verfahrbar ist. Ein solcher Detektor 56 könnte etwa in einer Vertikalrichtung (etwa im Wesentlichen parallel zur Vorderseite 48 bzw. Rückseite 50) verfahren werden, um eine Mehrzahl von Produktträgeraufnahmen 42 passieren zu können, um daran aufgenommene Produktträger 44 erfassen zu können.
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Der Beschickungswagen 30 kann ferner mit einem Signalanschluss 62 versehen sein, der über eine Datenleitung 60 mit der Steuereinheit 58 gekoppelt ist. Über die Datenleitung 60 und den Signalanschluss 62 können der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 Belegungszustandsinformationen zugeführt werden. Zu diesem Zweck kann der Signalanschluss 62 mit einer Schnittstelle 64 der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 gekoppelt werden. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung zwischen dem Signalanschluss 62 und der Schnittstelle 64 selbsttätig. Es ist bevorzugt, wenn der Beschickungswagen 30 zur Übergabe des Beschickungsgestells 36 mit der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 mechanisch verbindbar ist, wobei ein zugehöriger Verbindungsvorgang automatisiert zu einer Kopplung des Signalanschlusses 62 mit der Schnittstelle 64 führt. Auf Basis der übertragenen Belegungszustandsinformation kann die Steuerung 22 (vergleiche 1) der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 den Wärmebehandlungsprozess in geeigneter Weise an den Belegungszustand des Beschickungsgestells 36 anpassen.
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3 und 4 zeigen stark vereinfachte frontale Teilansichten von Beschickungswagen 30, die verschiedene denkbare Detektoren zur Erfassung eines Belegungszustands aufweisen. Die in den 3 und 4 gezeigte Orientierung kann etwa einem Blick auf die Vorderseite 48 (vergleiche 2) des Beschickungswagens 30 aus Sicht einer angekoppelten Wärmebehandlungsvorrichtung 12 entsprechen. Die in den 3 und 4 veranschaulichten Detektoren sind lediglich als beispielhafte Gestaltungen zu verstehen. Insbesondere sind weitere Gestaltungen zum Beschickungswagen 30 denkbar, die ähnliche oder abweichende Detektoren aufweisen, die jedoch in abweichender Weise positioniert und/oder orientiert sein können.
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Der Beschickungswagen 30 des in 3 veranschaulichten Beschickungssystems 14a weist einen Triangulationsdetektor 68 auf, der etwa zumindest eine Lichtquelle 70 und zumindest einen Empfänger 72 aufweist. Bei der Lichtquelle 70 kann es sich allgemein um eine Strahlungsquelle handeln. Beispielhaft kann die Lichtquelle 70 als Laser ausgebildet sein. Zumindest die Lichtquelle 70 oder der Empfänger 72 können definiert verlagerbar gestaltet sein. Die Lichtquelle 70 kann dazu ausgestaltet sein, das Beschickungsgestell 36 definiert zu bestrahlen. Dazu kann die Lichtquelle 70 das Beschickungsgestell 36 mit einem Lichtstreifen 74 bestrahlen. Zu diesem Zweck kann die Lichtquelle 70 als Laserlichtquelle ausgebildet sein. Triangulationsverfahren können eine eindimensionale oder mehrdimensionale Erfassung zu überwachender Objekte ermöglichen. Auf diese Weise können etwa bei geeigneter Anordnung des Triangulationsdetektors 68 am Beschickungsgestell 36 aufgenommene Produktträger 44 erfasst werden. Vorzugsweise ist der Triangulationsdetektor 68 ferner dazu ausgebildet, die Anwesenheit, Anzahl und Position der Produkte 46 zu erfassen. Zur Auswertung der erfassten Signale kann die Steuereinheit 58 auf Methoden der Bildverarbeitung zurückgreifen. Eine erfasste Belegungsinformation kann weitere Parameter umfassen. So kann etwa auch die Temperatur, Menge und/oder Art der zu behandelnden Produkte erfasst werden.
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Der dem in 4 gezeigten Beschickungssystem 14b zugehörige Beschickungswagen 30 weist vorrangig aus Veranschaulichungsgründen eine Mehrzahl verschiedener Detektoren auf. Einer ersten (oberen) Ebene des Beschickungsgestells 36 ist ein Näherungssensor 76a zugeordnet, der beispielhaft seitlich am Rahmen 34 des Beschickungswagens 30 aufgenommen ist. Der Näherungssensor 76a kann die Anwesenheit eines Produktträgers 44 erfassen, ohne dass es einer Berührung oder eines Kontaktes bedarf. Der Näherungssensor 76a kann etwa als kapazitiver Näherungssensor, induktiver Näherungssensor oder als magnetischer Näherungssensor ausgestaltet sein. Andere Gestaltungen des Näherungssensors 76a sind denkbar.
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An einer zweiten Aufnahmeebene des Beschickungsgestells 36, an der vorliegend kein Produktträger 44 aufgenommen ist, ist ein Näherungssensor 76b angeordnet, der dazu ausgebildet ist, Produktträger 44 von ihrer Unterseite (die in ihrer Soll-Lage üblicherweise dem Boden zugewandte Seite) zu erfassen. Auch bei dem Detektor 76b kann es sich um einen Näherungssensor handeln. Der Näherungssensor 76b kann am Beschickungsgestell 36 selbst aufgenommen sein. Somit kann der Näherungssensor 76b gemeinsam mit dem Beschickungsgestell 36 in einen Wärmebehandlungsraum in der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 eingeführt werden. Gleichwohl ist es bevorzugt, wenn die Erfassung des Belegungszustands des Beschickungsgestells 36 im Beschickungswagen 30 erfolgt. Zu diesem Zweck kann der Näherungssensor 76b von der Steuereinheit 58 (2) über eine geeignete Signalleitung 66 kontaktiert werden, wenn das Beschickungsgestell 36 im Beschickungswagen 30 aufgenommen ist.
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Bei einer dritten Aufnahmeebene des Beschickungsgestells 36 ist ein Detektor 80 aufgenommen, der beispielhaft mit einer Strahlungsquelle 78 gekoppelt ist. Der Detektor 80 kann etwa als Fotodetektor ausgebildet sein. Die Strahlungsquelle 78 und der Detektor 80 können etwa als Lichtschranke fungieren. Ein aufgenommener Produktträger 44 bzw. darin aufgenommene Produkte 46 können einen Lichtstrahl, Laserstrahl oder dergleichen unterbrechen und somit eine Erfassung der Anwesenheit erlauben. Die Strahlungsquelle 78 kann etwa als Punktlicht, ferner jedoch auch etwa als Streifenlicht ausgestaltet sein. Der Detektor 80 kann in geeigneter Weise an die Strahlungsquelle 78 angepasst sein. Insbesondere dann, wenn neben der Anwesenheit der Produktträger 44 auch die Anwesenheit und Anzahl der Produkte 46 erfasst werden soll, empfiehlt es sich, mehrere Einheiten aus Strahlungsquelle 78 und Detektor 80 vorzusehen, um etwa Reihen und Spalten der aufgenommenen Produkte 46 detektieren zu können.
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In einer vierten (unteren) Aufnahmeebene des Beschickungsgestells 36 ist beispielhaft ein Kontaktdetektor 82 vorgesehen. Der Kontaktdetektor kann in geeigneter Weise mit Produktträgeraufnahmen 42a, 42b gekoppelt werden, um die Anwesenheit eines Produktträgers 44 zu erfassen. Insgesamt kann es sich bei dem Kontaktdetektor 82 um einen Kontaktschalter handeln, der durch das Vorhandensein eines Produktträgers 44 geschlossen wird. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn der Produktträger 44 zumindest teilweise leitfähig ausgestaltet ist. Der Kontaktdetektor 82 kann am Beschickungsgestell 36 aufgenommen sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, den Kontaktdetektor 82 derart am Beschickungswagen 30 aufzunehmen, dass etwa nur dann eine Erfassung erfolgen kann, wenn das Beschickungsgestell 36 im Beschickungswagen 30 aufgenommen ist. Hierzu kann der Kontaktdetektor 82 etwa über geeignete Schleifkontakte verfügen, mit denen die Produktträgeraufnahmen 42a, 42b kontaktierbar sind.
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Es versteht sich, dass beim Beschickungswagen 30 bzw. beim Beschickungsgestell 36 weitere Detektoren verwendbar sind, die ähnliche oder abweichende Messprinzipien aufweisen. Eine Belegungserfassung im Beschickungswagen 30 kann grundsätzlich unter Umgebungsbedingungen erfolgen, die keine besonderen Maßnahmen hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und/oder Feuchtigkeitsbeständigkeit erfordern.
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Anhand der 5a, 5b und 5c wird beispielshaft ein Kopplungsvorgang bzw. Verbindungsvorgang des Beschickungssystems 14 mit der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 erläutert. Der Ofen 12 und das Beschickungssystem 14 sind dabei lediglich in einer vereinfachten seitlichen Teilansicht dargestellt.
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Die Wärmebehandlungsvorrichtung 12 weist einen Wärmebehandlungsraum 86 auf, der auch als Ofenraum bezeichnet werden kann. Im Wärmebehandlungsraum 86 ist eine Gestellaufnahme 88 vorgesehen, die zur Aufnahme des Beschickungsgestells 36 ausgebildet ist. Der Wärmebehandlungsraum 86 ist über die Tür 20 zugänglich.
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Zur Kopplung des Beschickungswagens 30 mit der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 weist das Beschickungssystem 14 eine Koppeleinrichtung 90 auf, die eine geeignete Verbindung herstellt, um das Beschickungsgestell 36 zwischen der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 und dem Beschickungswagen 30 hin und her bewegen zu können. Beispielhaft kann die Koppeleinrichtung 90 ein Verbindungselement 92 aufweisen, das die Kopplung herbeiführt und eine definierte Relativlage zwischen der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 und dem Beschickungswagen 30 festlegt.
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Die Koppeleinrichtung 90 kann ferner etwa zumindest einen Ausleger 94 aufweisen, vergleiche 5b. Der Ausleger 94 kann dazu vorgesehen sein, die Gestellaufnahme 32, die im Beschickungswagen 30 vorgesehen ist, mit der Gestellaufnahme 88, die im Wärmebehandlungsraum 86 der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 vorgesehen ist, zu koppeln. Mit anderen Worten kann der zumindest eine Ausleger 94 eine "Brücke" für das zu überführende Beschickungsgestell 36 bereitstellen. Der Ausleger 94 kann im eingezogenen Zustand im Beschickungswagen 30, alternativ jedoch auch in der Wärmebehandlungsvorrichtung aufgenommen sein.
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Das Beschickungsgestell 36 kann mit geringem Kraftaufwand in den Wärmebehandlungsraum 86 verfahren werden. In der in 5c gezeigten Konfiguration ist das Beschickungsgestell 36 vollständig in den Wärmebehandlungsraum 86 eingebracht und an der Gestellaufnahme 88 aufgenommen. Insbesondere dann, wenn das Beschickungsgestell 36 mit dem Fahrwerk 40 versehen ist, kann ein Transfer ohne wesentlichen Kraftaufwand erfolgen. Nach dem Einbringen des Beschickungsgestells 36 in den Wärmebehandlungsraum 86 kann der Ausleger in eine eingezogene Stellung verfahren werden. Der Wärmebehandlungsprozess kann nach dem Schließen der Tür 20 beginnen. In umgekehrter Weise kann ein Rücktransport des Beschickungsgestells 36 erfolgen.
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Die Koppeleinrichtung 90 kann neben der mechanischen Kopplung des Beschickungswagens 30 mit der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 auch eine Signalkopplung oder Datenkopplung zwischen der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 und dem Beschickungswagen 30 bereitstellen, um der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 Belegungszustandsinformationen zuzuführen, die im Beschickungswagen 30 erfasst wurden. Zu diesem Zweck können der Signalanschluss 62 und die Schnittstelle 64 (vergleiche 2) im gekoppelten Zustand geeignet miteinander verbunden werden.
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Die 6a, 6b und 6c zeigen verschiedene Anschlusskonfigurationen des Signalanschlusses 62 und der Schnittstelle 64. Es versteht sich, dass die Zuordnung des Signalanschlusses 62 zum Beschickungssystem 14 und der Schnittstelle 64 zur Wärmebehandlungsvorrichtung 12 nicht in einschränkendem Sinne verstanden werden soll. Vielmehr ist auch eine umgekehrte Zuordnung denkbar.
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6a zeigt in schematisch stark vereinfachter Weise einen Signalanschluss 62a, der zwei Anschlussstifte 96a, 96b aufweist, die beispielhaft über Datenleitungen 60a, 60b mit der Steuereinheit 58 (vergleiche 2) koppelbar sind. Dem Signalanschluss 62a ist auf Seiten der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 eine Schnittstelle 64a zugeordnet, die etwa als Buchse gestaltet ist und Aufnahmen 98a, 98b aufweist, die mit den Stiften 96a, 96b korrespondieren. Die Stifte 96a, 96b können in geeigneter Weise verjüngt sein, um ein Einführen der Stifte 96a, 96b in die Aufnahme 98a, 98b zu vereinfachen. Gleichermaßen können die Aufnahmen 98a, 98b Einführhilfen in Form von Erweiterungen oder Senkungen aufweisen. Die Aufnahmen 98a, 98b können über Datenleitungen 104a, 104b mit der Steuerung 22 der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 koppelbar sein, um dieser die vom Signalanschluss 62a übergebene Belegungszustandsinformation zuzuführen.
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6b zeigt in schematisch stark vereinfachter Weise einen Signalanschluss 62b, der einen Stift 96c aufweist, der mittels eines Federelements 102 federnd gelagert ist. Es versteht sich, dass auch eine Mehrzahl von Stiften 96c vorgesehen sein kann. Auf Seiten der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 ist eine Schnittstelle 64b vorgesehen, die eine Kontaktfläche 100 aufweist, an der keine Vertiefungen oder Ausnehmungen vorgesehen sein müssen. Da jedoch der Stift 96c federnd aufgenommen ist, kann ein hinreichend sicherer Kontakt zwischen dem Beschickungswagen 30 und der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 hergestellt werden, um die Belegungszustandsinformation sicher übermitteln zu können.
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6c zeigt eine Gestaltung, die der in 6b gezeigten Gestaltung ähnlich ist. Beim Beschickungssystem 14 ist ein Signalanschluss 62c vorgesehen, der einen konisch verjüngten Stift 96d aufweist, der mittels eines Federelements 102 federnd aufgenommen ist. Auf Seiten der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 ist eine Schnittstelle 64c aufgenommen, die eine konische Aufnahme 98c für den Stift 96d bereitstellt. Auch auf diese Weise kann ein hinreichender Kontakt zum Datenaustausch zwischen dem Beschickungswagen 30 und der Wärmebehandlungsvorrichtung 12 realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7183521 B2 [0007]
- DE 19954470 B4 [0007]
- DE 102008022227 B3 [0008]
- DE 102012003799 [0016]