DE19515614A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Gebinden o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Gebinden od. dgl. an mehreren einander nachfolgend angeordne­ ten Stationen, vorzugsweise zum Füllen, Verschließen und Eti­ kettieren von Gebinden zur Aufnahme von Nahrungsmitteln oder Getränken, mit einer über eine Zuführeinrichtung für Gebinde beschickbaren ersten Station, z. B. Füllstation, und wenig­ stens einer dieser nachgeschalteten weiteren Station, z. B. Verschließstation, und mit einer Synchronisiereinrichtung zur Synchronisierung des Antriebes der Stationen.

Es ist bekannt, Gebinde (z. B. Flaschen, Dosen, Kartons od. dgl.) in der Getränke- oder Lebensmittelindustrie in Füllma­ schinen zu füllen und dann anschließend die Gebinde in einer weiteren Station, der sog. Verschließstation, zu ver­ schließen, beispielsweise mit sog. Kronkorken oder Blechdeckeln. Oft schließt sich als weitere Station noch eine Etiket­ tierstation an.

Für die störungsfreie Bearbeitung in den einzelnen Stationen ist es erforderlich, die einzelnen Stationen exakt synchron zueinander zu betreiben. Bei den einzelnen Stationen handelt es sich um jeweils getrennte Maschinenbaugruppen, die über Transporteinrichtungen für die Gebinde miteinander in Verbin­ dung stehen.

Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen einen zentralen Antriebsmotor auf, der beispielsweise an der Füllstation oder an der Verschließstation installiert ist. Die weitere Station bzw. die weiteren Stationen werden eben­ falls über den zentralen Antriebsmotor angetrieben und sind dazu über eine aufwendige Getriebemechanik mit der ersten Station und deren Antrieb verbunden. Da Getriebe oft ein Ge­ triebespiel aufweisen bzw. nicht exakt synchron arbeiten, ist es weiterhin bekannt, zusätzliche Ausgleichsgetriebeanordnun­ gen zwischen den Stationen vorzusehen, mittels derer die ge­ wünschte Teilung (Abstände der Gebinde) und der Synchronlauf eingestellt werden können. Derartige Ausgleichsgetriebe, wel­ che auch als "motion timer" bezeichnet werden, sind von sehr kompliziertem und aufwendigem Aufbau. Die einzelnen Stationen arbeiten üblicherweise mit einer hohen Arbeitsgeschwindig­ keit. Bei Füllstationen und auch bei Verschließstationen han­ delt es sich üblicherweise um tonnenschwere Baugruppen. Die gewünschte Synchronisierung kann bei diesen Gegebenheiten nur durch einen Einsatz sehr schwerer und aufwendiger Getriebe erreicht werden.

Im Falle eines Produktwechsels oder einer Abkopplung von ein­ zelnen Maschinenteilen ist es für die Wiederherstellung des Synchronlaufes erforderlich, alle mechanischen Komponenten neu einzustellen, was einen sehr hohen mechanischen Aufwand mit sich bringt. Für diese Arbeiten benötigt man auch quali­ fiziertes Personal. Für die Aufrechterhaltung des Syn­ chronlaufes ist weiterhin ein großer Aufwand hinsichtlich der Wartung der Getriebe, der Kupplungen und auch die Zurverfü­ gungstellung einer unterbrechungsfreien elektrischen Energie­ versorgung (Batterien) nötig, die bei einem Ausfall der Netz­ spannung die Kupplungen weiterhin zusammenhält und somit die Maschinen nicht asynchron laufen, was zu erheblichen Schäden in den Maschinen führen kann. Bei einer Betriebsunterbrechung sind bei bekannten Vorrichtungen weiterhin aufwendige Brems­ einrichtungen an den einzelnen Stationen vorgesehen, um ei­ nerseits die einzelnen Getriebeelemente und die diese verbin­ denden Kardanwellen möglichst wenig zu belasten, und zum anderen um eine exakt aufeinander abgestimmte Anhalteposition an den einzelnen Stationen zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sowohl der Aufbau als auch der Betrieb einfacher und betriebssicherer sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß den Stationen jeweils gesonderte Antriebsmotoren zugeordnet sind, und daß die Synchronisiereinrichtung rechnertechnisch arbeitet und eine zentrale Recheneinheit (CPU) aufweist, wel­ che mit den Antriebsmotoren in Wirkverbindung steht, und die Stationen jeweils Meßwertaufnehmer (sog. pick-ups) aufweisen, deren Meßwerte der zentralen Recheneinheit zugeführt werden und dann hierauf basierend eine eine Synchronisierung der An­ triebe der Stationen bewirkende Antriebsregelung erfolgt.

Dadurch, daß jeder Station ein eigener Antriebsmotor zugeord­ net ist, ist es nun nicht mehr erforderlich, die einzelnen Maschinenbaugruppen über aufwendige Getriebeanordnungen und Kardanwellen miteinander zu verbinden. Die Synchronisierung erfolgt rechnertechnisch bzw. auf elektronischem Wege. Hier­ bei ist u. a. vorteilhaft, daß die Stationen auch getrennt voneinander betrieben werden können, z. B. zur Durchführung von Reinigungs- oder Einstellarbeiten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufwendige Spezialgetriebe eingespart wer­ den und die erheblichen anzutreibenden Massen direkt an der jeweiligen Station angetrieben werden, und es nicht erforder­ lich ist, die für die Bewegung der erheblichen Massen an wei­ teren Stationen erforderlichen Drehmomente über Kardanwellen­ anordnungen zur jeweils nächsten Station weiterzuleiten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer erhebli­ chen Energieersparnis gegenüber dem Stand der Technik, da die bei den gegenüber dem Stand der Technik eingesparten mechani­ schen Bauelementen auftretenden Reibungsverluste hier nicht auftreten. Weiterhin können komplizierte Ölschmiersysteme und diesen zugeordnete Ölaufbereitungsanlagen, welche Öl bei­ spielsweise wasserfrei halten, eingespart werden. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung arbeitet gegenüber dem Stand der Technik geräusch- und emissionsgemindert und energiesparend und ist daher umweltfreundlich. Weiterhin treten bei der er­ findungsgemäßen Vorrichtung keine Vibrationseffekte auf. Die Gefahr, daß bei der Vorrichtung Funktionsstörungen infolge verschmutzter Schmierstoffe auftreten, ist verringert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß auch den Antriebsmotoren Meßwertaufnehmer zugeordnet sind, deren Signale der Zentraleinheit zuführbar sind. Die Signale dieser Meßwertaufnehmer können zum Ausgleich von eventuell vorhandenem Zahnradspiel verwendet werden.

Die Meßwertaufnehmer sind vorzugsweise als als Elektronik­ geber ausgebildete Inkrementalgeber ausgebildet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die bei herkömmlichen Vorrichtungen erforderliche Handsynchronisation für die Erzielung des Synchronlaufes der Stationen entfallen dann. Hierzu kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin­ dung der zentralen Recheneinheit ein Leitrechner in SPS- Steuerung zugeordnet sein. Unterschiedliche Abstände (sog. Teilung) bei unterschiedlichen zu bearbeitenden Gebinden bzw. Produkten können durch eine entsprechende Ansteuerung der Stationen über die Zentraleinheit realisiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei einem Anhalten über jeden einzelnen Antriebsmotor die Maschinenbaugruppe jeder Station synchron positioniert werden kann. Die durch die in den einzelnen Stationen bewegten Antriebsmassen im Falle ei­ nes Bremsens auftretenden Kräfte werden an dem Ort ihres Ent­ stehens abgefangen, ohne daß diese Kräfte über Getriebe und Kardanwellen auf andere Maschinenbaugruppen übertragen wer­ den.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine Speichereinrichtung für elektrische Energie vorgese­ hen ist, und daß eine den derjenigen Station mit der jeweils größten Antriebsmasse zugeordneten Antriebsmotor bei einem Netzspannungsausfall oder einer ähnlichen Notsituation in einen Generatorbetrieb umschaltende elektrische Schaltanord­ nung vorgesehen ist, und die während des Generatorbetriebes dieses Antriebsmotors erzeugte elektrische Energie der Speichereinrichtung zuführbar ist, und dem einer jeweils kleineren Antriebsmasse zugeordneten weiteren Antriebsmotor elektrische Antriebsenergie aus der Speichereinrichtung zu­ führbar ist. Somit wird jeweils derjenige Antriebsmotor, wel­ chem die jeweils größte Antriebsmasse zugeordnet ist, im Not­ fall im Generatorbetrieb betrieben, so daß mittels der kine­ tischen Energie elektrische Energie erzeugt wird, welche ge­ speichert wird, und mittels derer ein exakt positioniertes Anhalten aller Stationen bewirkt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine für einen etwaigen erforderlichen "isolierten" Antrieb einer einzelnen Station nötigen Hilfsantriebe erforderlich sind. Die durch die Erfindung mögliche Einsparung mechanischer Bau­ teile, wie Getriebeübersetzungen oder Verbindungseinheiten (Kupplungen und Wellen) führt zu einem gegenüber dem Stand der Technik geringeren Wartungsaufwand bzw. einer Vergröße­ rung der Wartungszeiträume. Infolge des Wegfalls der Reibungsverluste in Getrieben und Wellen ergibt als weiterer Vorteil bei der Erfindung eine erhebliche Energieeinsparung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Füllstation und Verschließstation für beispielsweise als Flaschen ausgebildete Gebinde.

In der Zeichnung ist eine schematisch dargestellte Füllsta­ tion mit 1 und eine schematisch dargestellte Verschließsta­ tion mit 2 bezeichnet. Der Füllstation 1 werden Gebinde 3, beispielsweise Flaschen, über eine schematisch mit 4 bezeich­ nete Zuführeinrichtung aus Richtung des Pfeiles A zugeführt. Die Gebinde 3 werden dann mittels einer Vereinzelungseinrich­ tung 5 vereinzelt und dann einem in Pfeilrichtung B drehbar angeordneten Füllteller 6 zuführt. Hier erfolgt über eine (nicht dargestellte) Fülleinrichtung eine Befüllung der Ge­ binde, beispielsweise mit einem Getränk. Die gefüllten Ge­ binde werden dann einer mit 7 bezeichneten Zwischentransport­ einrichtung zugeführt und auf dieser in Pfeilrichtung C der Verschließstation 2 zugeleitet. Die Verschließstation 2 weist nicht im einzelnen beschriebene Komponenten 8, 9 und 10 auf. Die als Flaschen ausgebildeten Gebinde 3 werden in der Ver­ schließstation beispielsweise mittels eines Kronkorkens ver­ schlossen. Die verschlossenen Gebinde werden anschließend über eine mit 11 bezeichnete Transporteinrichtung in Pfeil­ richtung D weitertransportiert und einer weiteren Bearbei­ tung, beispielsweise einer Etikettierstation (nicht darge­ stellt) zugeleitet.

Den Stationen 1 und 2 ist jeweils ein gesonderter Antriebsmo­ tor zugeordnet, der schematisch dargestellt ist. Der Füllsta­ tion 1 ist ein Antriebsmotor 12 und der Verschließstation 2 ein Antriebsmotor 13 zugeordnet. Eine Synchronisiereinrich­ tung zur Synchronisierung der Bewegung der Füllstation 1 und der Verschließstation 2 weist eine zentrale Recheneinheit 14 auf, welche über eine schematisch dargestellte Kommunikati­ onsstrecke, wie z. B. eine drahtlose Übertragung oder Leitun­ gen 15 und 16 mit den Antriebsmotoren 12 und 13 und über wei­ tere Leitungen 17 und 18 mit als Inkrementalgebern ausgebil­ deten Meßwertaufnehmern 19 und 20 an den Stationen 1 und 2 verbunden ist. Die zentrale Recheneinheit weist ein Stromver­ sorgungsteil 21, welchem elektrische Energie über ein Netzan­ schluß 22 zuführbar ist, eine CPU 22, ein dem Antriebsmotor 12 zugeordnetes erstes Antriebsmodul 23 und ein dem Antriebs­ motor 13 zugeordnetes zweites Antriebsmodul 24 auf. Die An­ triebsmodule 23 und 24 stehen über Leitungen 25 und 26 mit einer Speichereinrichtung 27 für elektrische Energie in Ver­ bindung. Die CPU 22 steht weiterhin über eine Leitung 28 mit einem Leitrechner 29 in Verbindung, welchem elektrische Ener­ gie über eine Netzleitung 30 zuführbar ist.

Die Synchronisation zwischen der Füllstation 1 und der Ver­ schließstation 2 erfolgt dadurch, daß der zentralen Rechen­ einheit 14 über die Meßwertaufnehmer 19 und 20 jeweils aktu­ elle Meßwerte übermittelt werden. Auf elektronischem Wege kann mit Hilfe dieser Meßwerte eine Regelung der Antriebsmo­ toren 12 und 13 dahingehend erfolgen, daß die gewünschte Synchronisierung erfolgt. Ein Ausgleich ggf. vorhandenen Zahnradspiels in (nicht dargestellten) mechanischen Antriebseinrichtungen zwischen den Antriebsmotoren 12 und 13 und der jeweiligen Station 1 und 2 kann auf elektronischem Wege durch Auswertung von den Antriebsmotoren zusätzlich zu­ geordneten Meßwertaufnehmern 31 und 32 erfolgen.

Um bei Netzspannungsausfall oder einer anderweitigen Not­ stoppsituation ein exakt positioniertes Anhalten sowohl der Füllstation 1 als auch der Verschließstation zu bewirken, wird derjenige Antriebsmotor, dem jeweils die größte An­ triebsmasse zugeordnet ist, in einem solchen Fall auf Genera­ torbetrieb umgeschaltet. Die bei diesem Generatorbetrieb er­ zeugte elektrische Energie wird der Speichereinrichtung 27 zugeführt. Dem anderen Antriebsmotor wird dann aus der Spei­ chereinrichtung elektrische Energie zugeführt, um ein exakt positioniertes Anhalten der Baugruppen zu bewirken.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Gebinden od. dgl. an meh­ reren einander nachfolgend angeordneten Stationen, vor­ zugsweise zum Füllen, Verschließen und Etikettieren von Gebinden zur Aufnahme von Nahrungsmitteln oder Getränken, mit einer über eine Zuführeinrichtung (4) für die Gebinde (3) beschickbaren ersten Station (1) und wenigstens einer dieser nachgeschalteten weiteren Station (2), und mit ei­ ner Synchronisiereinrichtung zur Synchronisierung des Antriebes der Stationen, dadurch gekennzeichnet, daß den Stationen (1, 2) jeweils gesonderte Antriebsmotoren (12, 13) zugeordnet sind, und daß die Synchronisiereinrichtung rechnertechnisch arbeitet und eine zentrale Recheneinheit (14) aufweist, welche mit den Antriebsmotoren (12, 13) in Wirkverbindung steht, und die Stationen (1, 2) jeweils Meßwertaufnehmer (19, 20) aufweisen, deren Meßwerte der zentralen Recheneinheit (14) zugeführt werden, und dann, hierauf basierend, eine eine Synchronisierung der An­ triebe der Stationen (1, 2) bewirkende Regelung der An­ triebsmotoren (12, 13) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Antriebsmotoren (12, 13) mit der zentralen Rechenein­ heit (14) in elektrischer Verbindung stehende Meßwertauf­ nehmer (31, 32) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßwertaufnehmer (19, 20, 31, 32) als als Elektronikgeber ausgebildete Inkrementalgeber ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zentralen Recheneinheit (14) ein Leitrechner (29) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (27) für elek­ trische Energie vorgesehen ist, und daß eine den derjeni­ gen Station mit der jeweils größten Antriebsmasse zuge­ ordneten einen Antriebsmotor (12 bzw. 13) bei einem Netzspannungsausfall oder ähnlichen Notsituation in einen Generatorbetrieb umschaltende elektrische Schaltanordnung vorgesehen ist, und die während des Generatorbetriebes dieses Antriebsmotors erzeugte elektrische Energie der Speichereinrichtung (27) zuführbar ist, und dem einer je­ weils kleineren Antriebsmasse zugeordneten weiteren Antriebsmotor elektrische Antriebsenergie aus der Speichereinrichtung (27) zuführbar ist.