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"Verfahren und Vorrichtung zum quasikontinuierlichen Wiegen von ein
relativ gringes Standvembgen besitzenden Verpackungseinheiten" Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung mit einer Bandwaage zum quasikontinuierlichen
Wiegen von ein relativ gringes Standvermögen besitzenden Verpackungseinheiten, welche
in rascher Folge auf einem Transportband gefdrdert werden.
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Zum Wiegen von mit Produkt gefUllten Verpackungseinheiten werden bekanntermaßen
Bandwaagen eingesetzt (siehe beispielsweise DAS 1 235 613), welche den ProduktfUllstationen
nachgeschaltet sind. Die meist elektronisch arbeitenden Wiegevorrichtungen wiegen
die einzelnen auf TransportbEndern herangeführten Einheiten und bewirken, entsprechend
eingestellt, auch das Ausscheiden von BehEltnissen mit tuber-odeur Untergewicht.
Der Wägezeitpunkt wird gewöhnlich mittels Photozellensteuerung ausgeldst. Die Gewichtsermittlung,
der Sollwertvergleich und gegebenenfalls das Betätigen einer Ausscheideeinrichtung
verlaufen bei den bekannten elektronischen Anlagen in einer sehr kurzen Zeit, so
daR damit durchaus auch grdßere Durchsätze bewGltigt werden kdnnen. Eine Schranke
hierf
Ur ist jedoch in der Einschwingzeit der Waage zu suchen. Diese
Einschwingzeit muß kürzer sein als die Aufenthaltszeit einer Verpackungseinheit
auf dem den Wiegetisch bildenden Waagentransportband, um Fehlmessungen zu vermeiden.
Es ist hierbei selbstverständlich erforderlich und auch bekannt, dafür zu sorgen,
daß die einzelnen Verpackungseinheiten, welche normalerweise nahezu einander berührend
gefördert werden, vor dem Erreichen des Waagentransportbandes auf AbstEndegebracht
werden, welche groß genug sind, damit nicht zwei Verpackungseinheiten gleichzeitig
in den Wirkungsbereich der Wiegeeinrichtung kommen. Um dies zu erreichen, schaltet
man üblicherweise Zuteilräder vor die Waage, welche den erforderlichen Abstand der
zu wiegenden Verpackungseinheiten zwangsschlüssig einstellen.
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Diese Maßnahme bedingt wiederum, daß die Geschwindigkeit des Waagentransportbandes
entsprechend gober als die Geschwindigkeit des Zuförderbandes eingestellt werden
muß, damit die gleiche Stückzahl an Verpackungseinheiten in der Zeiteinheit die
Waage passieren kann.
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Nun sind aber auch schon Waageneinschwingzeiten konstruktiv erreichbar,
welche Durchsätze an zu wiegenden Verpackungseinheiten gestatten, wie sie von der
modernen FUlltechnik her gefordert werden, um EngpEsse im Verlauf einer Verpackungslinie
auszuschließen. Die bisher bekanntgewordenen, auf elektronischem Wege arbeitenden
Wiegeeinrichtungen sind jedoch bisher nicht fUr das Wiegen von mit großer Geschwindigkeit
gefdrderten
Verpackungen, welche ein relativ geringes Standvermögen
aufweisen, brauchbar gewesen. Derartige Behälter, wie beispielsweise s, chmale oder
runde Flaschen von größerer Höhe, lassen sich bei den bekannten Bandwaagenkonstruktionen
auf dem Waagentransportband nur bis zu relativ geringen Fördergeschwindigkeiten
beschleunigen, weil sie sonst leicht umfallen, wodurch dann ein zuverlEssiges Wiegeergebnis
nicht mehr erzielt werden-kann. Seitliche Begrenzungen des Waagentransportbandes,
auch wenn sie im Bereich des Wiegetisches mit diesem verbunden sind, lösen das vorliegende
Problem auch nicht, weil sie ein Umfallen der Verpackungseinheiten in Förderrichtung
nicht verhindern können Die Durchsatzleistung bei derartigen Verpackungseinheiten
wird also praktisch durch deren Standvermögen begrenzt, obwohl die elektronische
Wiegevorrichtung an sich wesentlich höhere Durchsätze zulassen würde.
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Hier setzt nun die Erfindung ein, welcher die Aufgabe zugrunde liegt,
die Durchsatzleistung quasikontinuierlich betriebener Bandwaagen, welche in den
Verlauf einer Verpackungs-bzw. FUlllinie für Verpackungseinheiten mit relativ geringem
Standvermögen eingeschaltet sind, bis an die Leistungsgrenze der elektronischen
Bandwaage zu steigern, wobei unter Leistungsgrenze im vorliegenden Falle die Zeit
für eine Einzelwagung verstanden wird, welche geringfügig oberhalb der Einschwingzeit
der Waage liegt.
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Die Losung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum quasikontinuierlichen
Wiegen von in rascher Folge auf einem Transportband geforderten, ein relativ gringes
Standvermögen besitzenden Verpackungseinheiten auf einer Bandwaage, welches gekennzeichnet
ist durch stufenweises Beschleunigen bzw.
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Verzögern der Verpackungseinheiten von der Zufördergeschwindigkeit
auf die Geschwindigkeit des Waagentransportbandes bzw. von dieser auf die Abführungsgeschwindigkeit.
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Dem erfindungsgemEßen Verfahren liegt die überraschende Erkenntnis
zugrunde, daß Verpackungseinheiten mit einer kleinen Standfläche relativ zu ihrer
Höhe, wie beispielsweise Flaschen, welche bekanntermaßen leicht zum Umkippen neigen,
selbst bei hohen Transportgeschwindigkeiten auf einem Förderband, ohne umzufallen,
gefördert werden können, venn man sie stufenweise mittels vor-bzw. nachgeschalteter
zusätzlicher Förderbänder auf die durch die Einschwingzeit der Waage festgelegte,
höchstmögliche Geschwindigkeit des Waagentransportbandes beschleunigt und dann wieder
stufenweise auf die ursprüngliche Fördergeschwindigkeit verzögert. Durch diese Maßnahme
ist es nunmehr auch möglich, auf Bandwaagen schmale und hohe Flaschen quasikontinuierlich
bei Durchsatzleistungen zu wiegen, welche bisher nur mit Verpackungsformen erzielbar
waren, welche bei derartigen Fordergeschwindigkeiten keine Tendenz zum Umkippen
aufweisen.
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Es wurde gefunden, daß die in Frage stehenden Verpackungen beispielsweise
leicht umfallen, wenn sie aus dem Stand auf eine Bandgeschwindigkeit von mehr als
20 m/m3n beschleunigt werden. Die gleichen Verpackungen kippen jedoch selbst bei
einer Geschwindigkeit des Bandes von über 70 m/min, also mehr als dem dreifachen
Wert, noch nicht um, sofern sie stufenweise hierauf beschleunigt und entsprechend
wieder auf die ursprüngliche Geschwindigkeit verzögert werden. Es ist. deshalb zweckmäßig,
die Geschwindigkeitssteigerungen mindestens zweistufig durchzuführen, wobei sie
von Stufe zu Stufe 100-30 %, vorzugsweise 80-50 %, und die Geschwindigkeitsabnahmen,
wieder von Stufe zu Stufe25-70 %, vorzugsweise 30-60 %, betragen sollen. Die kleineren
Werte in letzterem Bereich kommen fUr Verzögerungen von größeren Geschwindigkeiten,
die größeren Werte dagegen fAr Verzögerungen von geringeren Geschwindigkeiten in
Frage. In jedem Falle müssen soviele Stufen gewählt werden, daß die fUr die vorliegenden
Verpackungen vorhandene "Umfallbeschleunigung" bzw. "Umfallverzögerung" nicht erreicht
bzw. Uberschritten wird.
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FUr die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich
eine Vorrichtung, welche ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung welche eine Bandwaage besitzt, ist gekennzeichnet durch
kinematisch mit dem Waagentransportband gekoppelte Förderbänder auf der Zuführunga-bzw.
der AbtUhrungsseite.
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Es ist zweckmäßig, mindestens je zwei in Transportrichtung des Wiegegutes
hintereinander angeordnete und mittels Ubersetzungsgetrieben an dem Waagentransportbandantrieb
angeschlossenen Zuführungs-bzw. AbführungsbEnder vorzusehen, wobei deren Übersetzungsverhältnisse
von Stufe zu Stufe 1, 3-2, vorzugsweise 1, 5-1, 8, sowohl ins Schnelle als auch
ins Langsame betragen.
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Um das Obergehen der Verpackungseinheiten von einem Förderband auf
das angrenzende Band zu erleichtern, unterteilt man die einzelnen Förderbdnder in
parallele Streifen, welche untereinander einen Abstand aufweisen, der ihrer Breite
entspricht. Hierdurch können an einer Umlenkrolle, welche zu jeweils zwei Stufen
aufeinanderfolgender Förderbänder gehört, die Bänder ineinandergeschachtelt werden,
dergestalt, daß nebeneinander liegend ein Streifen eines Förderbandes mit einem
Streifen des folgenden Förderbandes abwechselt. Wegen der unter schiedlichen Geschwindigkeiten
der beiden ineinandergeschachtelten Förderbänder müssen die Streifen des einen Bandes
nach Art eines Freiläufes mit der Rolle, welche auch dem Antrieb des anderen Bandes
dienen kann, verbunden sein. Dies läßt sich beispielsweise durch Einschaltung von
Kugellagern erreichen, welche in entsprechenden Abständen auf der Umlenkrolle montiert
werden und um deren peripherie die Streifen des einen Förderbandes herumgeschlungen
sind.
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Zur Angleichung der jeweils optimalen Waagenbandgeschwindigkeit an
die Durchsatzleistung der FUllstation innerhalb der Verpackungslinie ist es weiterhin
zweckmäßig, den Antrieb des Waagentransportbandes regelbar auszufuhren. Durch die
kinematische Ankoppelung der erfindungsgemäßen FörderbEnder vor und hinter dem Waagentransportband
werden bei Einregulierung der gewunschten Waagentransportbandgeschwindigkeit automatisch
im Rahmen der einmal festgelegten Übersetzungsverhältnisse die Geschwindigkeiten
dieser FörderbEnder mit gesteigert oder vermindert.
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Hierzu ist es jedoch erforderlich, durch Veränderbarkeit der wirksamen
Länge des Waagentransportbandes die Vorrichtung der jeweiligen Verpackungsform,
der vorliegenden Einschwingzeit des Waagensystems und schließlich der Anzahl. der
in der Zeiteinheit zu wiegenden Verpackungseinheiten anzupassen.
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In den folgenden Abbildungen ist eine beispielhafte Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt : Abbildung 1 zeigt eine Schemazeichnung
der Wiegevorrichtung mit je zwei Beschleunigungs-bzw. Verzögerungsstufen.
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Abbildung 2 zeigt eine Schemazeichnung des mittleren Teiles der Vorrichtung
nach Abbildung 1 in vergrößertem Maßstab mit der Waage.
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Abbildung 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Verbindungsstelle von
zwei streifenförmig ausgebildeten FörderbEndern welche zu benachbarten Stufen gehören.
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Es bedeuten : 1 Bandwaage 2 vor der Vorrichtung angeordnetes Zufördertransportband
2 a hinter der Vorrichtung angeordnetes Abführungstransportband 3 Wiegetisch 4 Waagentransportband
5 Photozelle zum Auslösen des Wiegevorgangs 6 Verpackungseinheit 7 Förderband der
Beschleunigungsstufe A 8 Förderband der Beschleunigungsstufe B 9 Förderband der
Verzögerungsstufe C 10 Förderband der Verzögerungsstufe D 11 Waagenstransportbandantrieb
12 Antrieb des Beschleunigungsförderbandes A 13 Antrieb des Beschleunigungsförderbandes
B 14 Antrieb des Verzögerungsförderbandes C 15 Antrieb des Verzögerungsförderbandes
D 16 Umlenkrollen der FörderbEnder 17 Kugellager zum Bewirken eines Freilaufs zwischen
benachbarter F6rderbdndern verschiedener Fördergeschwindigkeit 18 Zellenrad zum
gleichmdßgen Einlauf der Verpackungseinheiten in den Vorrichtungsbereich
Die
von dem Zufördertransportband 2 herangeführten Verpackungseinheiten 6 werden von
dem Förderband 7 der Beschleunigungsstufe A entsprechend dem gewählten UbersetzungsverhAltnis
des Antriebs 12 des Beschleunigungsfarderbandes 7 beschleunigt, wodurch sich der
Abstand der Verpackungseinheiten 6 vergrößert. Das noch schneller laufende Förderband
8 der Beschleunigungsstufe B erhöht wiederum die Geschwindigkeit der Verpackungseinheiten
6, welche schließlich auf dem Waagentransportband 4 die für die vorliegenden Gegebenheiten
erforderliche HOchstgeschwindigkeit erreichen. Diese Höchstgeschwindigkeit ist so
einreguliert, daß sich auf dem Wiegetisch 3 jeweils nur eine Verpackungseinheit
6 befindet. Die der Auslbsung des Wiegevorgangs dienende Photozelle 5 ist am Ende
des Wiegetisches 3 angeordnet, dergestalt, daß die Wägung erst nach dem jeweiligen
Ablauf der Einschwingzeit der Waage beginnt. Durch die VerEnderbarkeit der wirksamen
Länge des Waagentransportbandes 4 und der Regelbarkeit des Waagentransportbandantriebs
11 ist es möglich, die Zelt vom Ubertritt einer zu wiegenden Verpackungseinheit
6 auf das Waagentransportband 4 bis zum Augenblick des Ansprechens der Photozelle
5 etwas länger als die Einschwingzeit der Waage zu bewirken. Nach OberprUrung des
Gewichts verläßt die Verpackungseinheit 6 das Waagentransportband 4 und tritt auf
das langsamer laufende F6rderband 9 der Verzdgerungsstufe C über, um dann durch
das FUrderband 10 der VerzbgerungnstuRe D eine weltere Reduzierung ihrer Fördergeschwindigkeit
zu erfahren.
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Schließlich werden die gewogenen Einheiten 6 von dem in Förderrichtung
hinter der Vorrichtung liegenden Abführungstransportband 2 a den weiteren Behandlungsstationen
zugefUhrt. Hat die Wägung eine unzulEssige Gewichtsabweichung ergeben, so erfolgt
ein Ausscheiden der betreffenden Verpackungseinheit. Dieses Ausscheiden kann im
Prinzip an einer beliebigen Stelle hinter dem Waagentransportband 4, beispielsweise
durch einen mittels Preßluft quer zur Forderrichtung bewirkten Impuls, welcher die
betreffende Verpackungseinheit zur Seite stößt, erfolgen.