WO2002026599A1

WO2002026599A1 - Einschleuseeinrichtung mit pufferfunktion für eine stückgutsortieranlage

Info

Publication number: WO2002026599A1
Application number: PCT/DE2001/003665
Authority: WO
Inventors: Hans-Joachim Grund
Original assignee: Siemens Dematic AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2003-03-27
Also published as: DE10049100A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage, bei der ein Zuführtransportband (1), mehrere getrennt ansteuerbare Taktbänder (2) als Puffer und ein Beschleunigungsband (3) zum Beladen der vorbeibewegten Stückgutaufnahmen (4) der Stückgutsortieranlage mit den zugeführten Stückgütern (5) hintereinander angeordnet sind. Das nach dem Zuführband (1) erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) sind längsgeteilt, wobei jedes Teilband (2.1,3.1) auch separat antreibbar und steuerbar ist und breiter als die Mehrzahl der Stückgüter (5) ist. Es ist eine Einrichtung (7) zur Messung der Breite, der Länge und Lage jedes zugeführten Stückgutes (5) vorgesehen. Vor dem ersten Taktband (2) ist eine Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgüter (5.1), die nicht breiter als die Teilbänder (2.1,3.1) sind, auf die Teilbänder (2.1,3.1) angeordnet.

Description

Beschreibung

Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage

Die Erfindung betrifft eine Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage. Die Einschleuseeinrichtungen der Sortieranlage sind in Länge und Breite entsprechend den größten zu sortierenden Stückgütern dimensio- niert. Die Größenverteilung der zu sortierenden Stückgüter gehorcht jedoch der Gaußschen Normalverteilung. Weiter besteht bei entsprechenden Kippschalen- und Querbandsortieranlagen die Möglichkeit, Stückgüter, die für einzelne Kippschalen oder Querbänder als Stückgutaufnahmen zu groß sind, auf zwei Stückgutaufnahmen zu positionieren und ins Ziel zu transportieren. Die Stückgutaufnahmen werden so ausgelegt, dass die Grenze zwischen Stückgütern für einzelne Stückgutaufnahmen und Stückgütern für zwei Stückgutaufnahmen je nach Art des Stückgutes bei 5 bis 20% des Gesamtdurchsatzes liegt. Die Geometrie der Einschleusungen ist also für diesen geringeren Anteil an großen Stückgütern ausgelegt.

Ein hoher Sortierdurchsatz wird in den Verteilzentren der Branchen Post und Warendistribution durch den parallelen Be- trieb von mehreren Sortieranlagen erreicht. Soll dabei von allen Eingängen des Sortiersystems aus eine Verbindung zu allen Ausgängen (Zielen) vorhanden sein, so muss eine Vorsortierung vorgenommen werden, bei der das Stückgut der Sortieranlage zugeordnet wird, in deren Bereich sich das gewünschte Ziel befindet. Es werden dabei m Vorsortieranlagen mit n Hauptsortieranlagen über m * n Verbindungsstrecken verbunden.

Um dem Ziel sehr nahe zu kommen, den durch Geschwindigkeit und Stückgutaufnahmeteilung der hintereinander geschalteten Sortieranlagen bestimmten theoretischen Durchsatz zu erreichen, gilt der Grundsatz, dass dies nur durch Zwischenschal- ten von ausreichender, dynamischer Pufferkapazität und Einschleusleistung sicherzustellen ist. Versorgt z.B. eine Vorsortieranlage zusätzlich zu einer Hauptsortieranlage noch zwei andere Hauptsortieranlagen, so können diese nicht mehr ohne Puffer bedient werden, wenn die erste Hauptsortieranlage nicht aufnahmebereit ist. Die Situation ist in Figur la dargestellt .

Durch die Einführung eines Puffers vor jeder Hauptsortieran- läge ist dieses Problem gelöst. Das für die erste Hauptsortieranlage vorgesehene Stückgut wird in den entsprechenden Puffer geschoben und die nächsten Stückgüter HS2 und HS3 können danach ihre Ziele erreichen (FIG 1b) .

Eine solche Einschleuseeinrichtung besteht im einzelnen aus einem Zuführtransportband, das die Stückgüter von der Vorsortieranlage zum Pufferbereich, bestehend aus mehreren, hintereinander angeordneten Taktbändern, transportiert und einem sich an die Taktbänder anschließenden Beschleunigungsband. Dieses besitzt einen Bandförderer und ein sich anschließendes Trapezband, da die Einschleusevorrichtung einen Winkel zur Transportrichtung der Stückgutaufnahmen bildet. Das Beschleunigungsband startet entsprechend der Lage und der Länge des Stückgutes zu einem definierten Zeitpunkt in Relation zu den vorbeibewegten Stückgutaufnahmen, auf die das bereitstehende Stückgut geschoben werden mit einem Beschleunigungsverlauf, der das Beladen der Aufnahmen gewährleistet. Dabei wird unabhängig von der Größe der Sendung (eine Sendung für eine Aufnahme oder für mehrere Aufnahmen) nacheinander immer nur eine Sendung eingeschleust.

Aus räumlichen wie wirtschaftlichen Gründen können die dynamischen Puffer aber nicht beliebig groß gebaut werden, sodass bei ungleichmäßiger Verteilung des Materialflusses auf die drei Sortieranlagen immer noch Rückstaus auf den Vorsortieranlagen eintreten können, die den Gesamtdurchsatz mindern. Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage zu schaffen, die eine erhöhte Pufferkapazität ohne räumliche Vergrößerung der Puffer gegenüber dem Stand der Technik aufweist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Teilung des ersten Taktbandes (1. Pufferstufe) und des Beschleunigungsbandes der Länge nach in mehrere separat angesteuerte und angetriebene Teilbänder. Ferner ist vor dem ersten Taktband auf dem Zuführtransportband vor einer Vorsortieranlage kommend eine Vorrichtung zum Verteilen der Stückgüter, die nicht breiter als die Teilbänder sind, auf die Teilbänder vorgesehen.

Die Teilbänder des ersten Taktbandes transportieren die

Stückgüter zum zweiten Taktband erst, wenn sich auf allen Taktbändern je ein Stückgut befindet. Die auf den einzelnen Beschleunigungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgüter werden dann je nach ihrer Länge und den vorbeitranspor- tierten leeren Stückgutaufnahmen auf eine oder mehrere Stückgutaufnahmen geladen.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahmen konnte die Aufnahmekapazität des Puffers bei gleichem Flächenbedarf erheblich ver- größert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

So ist es vorteilhaft, das erste Taktband und das Beschleunigungsband in jeweils zwei Bandhälften gleicher Breite längs zu teilen.

Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, als Vorrich- tung zum Verteilen der Stückgüter auf die Bandhälften des ersten Taktbandes seitlich des Zuführtransportbandes Dreharmabweiser vorzusehen, die so gesteuert sind, dass das jeweili- ge Stückgut, falls es schon auf dem Zuführtransportband entsprechend ausgerichtet ist, unbeeinflusst weiter transportiert wird und falls es auf eine bestimmte Bandhälfte zu schieben ist, entsprechend seiner gemessenen Lage auf dem Zu- führtransportband und der Bandgeschwindigkeit durch den an der zur Bandhälfte entgegengesetzten Seite der Zuführtransportbahn befindlichen Dreharm verschoben wird.

Für den Einschleusevorgang - gleichmäßige Aufteilung der Ein- Schleusebewegungskomponenten hinsichtlich der Transportbewegung - bildet die Transportrichtung der Stückgüter beim Einschleusen vorteilhafterweise einen Winkel von 45° zur Transportrichtung der Stückgutaufnahmen.

Entsprechend der freien, vorbei transportierten Stückgutaufnahmen und der Stückgutabmessungen sind die separat auf den Beschleunigungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgüter in vorteilhafter Ausgestaltung jeweils auf aufeinanderfolgende, freie Stückgutaufnahmen entsprechend der Länge des Stückgutes einzeln nacheinander ladbar.

Vorteilhaft ist es auch, dass die separat auf den Beschleunigungsteilbändern gleichzeitig befindlichen Stückgüter, die jeweils aufgrund ihrer Länge für das Laden auf eine Stückgut- aufnähme geeignet sind, auf mehrere, hintereinander befindliche, freie Stückgutaufnahmen parallel ladbar sind. Dadurch wird der Durchsatz erhöht.

Sind die Stückgüter breiter als ein Teilband, so ist es vor- teilhaft, die das Stückgut aufnehmenden, nebeneinander liegenden Teilbänder des ersten Taktbandes und des Beschleunigungsbandes jeweils einheitlich anzusteuern.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen FIG la ein Blockschaltbild der Verbindung zwischen Vor- und Hauptsortierer nach dem Stand der Technik ohne Puffer,

FIG lb ein Blockschaltbild der Verbindung zwischen

Vor- und Hauptsortierer nach dem Stand der Technik mit Puffer,

FIG 2 eine schematische Darstellung einer Ein- Schleuseeinrichtung als Draufsicht,

FIG 3 eine schematische Darstellung des Eingangsbereiches einer Einschleuseeinrichtung mit zwei Dreharmabweisern als Draufsicht,

FIG 4 eine schematische Darstellung eines Einschleusebereiches nach dem Stand der Technik und eines Einschleusebereiches annähernd gleicher Leistungsfähigkeit mit Parallelpuf- fern und -beschleunigungsbändern .

Die Erfindung wird in dem Ausführungsbeispiel anhand einer Kippschalensortieranlage beschrieben, deren erstes Taktband und Beschleunigungsband in jeweils zwei gleiche Teilbänder längsgeteilt ist. Die Stückgüter sind entweder für eine oder für zwei Kippschalen geeignet. Dies stellt keine Einschränkung hinsichtlich weiterer Ausführungen (Querbandsortierer, andere Unterteilung) dar.

Die Stückgüter 5.1,5.2 kommen gemäß FIG 2 auf einem Zuführtransportband 1 vereinzelt nacheinander von einer Vorsortieranlage und gelangen auf einen Puffer, bestehend aus drei hintereinander angeordneten Taktbändern 2, auf denen sie taktweise weitertransportiert werden. Das erste Taktband ist in zwei gleich große Teiltaktbänder 2.1 längsgeteilt, die separat angesteuert und angetrieben werden. Dementsprechend ist auch das den Taktbändern 2 folgende Beschleunigungsband 3 in zwei Beschleunigungsteilbänder 3.1 mit entsprechenden Trapezbändern unterteilt. Zum Verteilen der Stückgüter 5 auf die Teiltaktbänder 2.1 der ersten Stufe ist eine Vorrichtung 6 zum Verteilen der Stückgüter 5.1, die nicht breiter als die Teiltaktbänder 2.1 sind, angeordnet. Diese Vorrichtung ist als Dreharmabweiser ausgebildet. Da die Stückgüter 5 am oberen Rand der Zuführtransportbahn 1 ausgerichtet zugeführt werden, ist nur ein Dreharmabweiser notwendig, der am oberen Rand angeordnet ist. Der Dreharmabweiser besitzt zwei um 180° versetzte Abweiser. Ist nicht sichergestellt, dass sich alle Stückgüter 5 auf einer Seite des Zuführtransportbandes 1 befinden, muss neben dem ersten Dreharmabweiser 6.1 auf der anderen Seite des Zuführtransportbandes 1 ein zweiter Dreharmabweiser 6.2 eingesetzt werden (FIG 3).

Vor dem Dreharmabweiser befindet sich über oder unter dem Zuführtransportband 1 ein Sensor 7 zur Ermittlung der Länge und Breite sowie der Position jedes Stückgutes 5 auf dem Zuführtransportband 1, der vorteilhaft als optischer Zeilensensor realisiert ist, da Stückgüter an ihm vorbei transportiert werden. Die Messdaten gelangen in eine Steuerung, die dann abhängig davon, ob das Stückgut 5 auf ein Teilband passt, ob es auf ein oder zwei Kippschalen 4 passt oder abhängig von seiner Lage auf dem Zuführtransportband 1 den Einschleusepro- zess steuert.

Der Einschleuseprozess erfolgt folgendermaßen:

Ein Stückgutsstrom, bestehend nur aus Stückgütern 5.1, die jeweils auf ein Teiltaktband 2.1 passen, wird alternierend einem Teiltaktband 2.1 zugeführt. Das zuerst auf das leere Teiltaktband 2.1 gelangende Stückgut 5.1 wartet am Ende des Teiltaktbandes 2.1 so lange, bis ein weiteres auf dem anderen Teiltaktband 2.1 angelangt ist. Sind oder werden die folgenden, nicht geteilten Taktbänder 2 frei, so wird das Stückgut- Pärchen gemeinsam weiter zum geteilten Beschleunigungsband 3.1 transportiert. Kommen zwei hintereinander liegende, freie Kippschalen 4 der Sortieranlage an der Einschleusung cυ U⁾ f M I—¹ P¹ cπ o π o π o Cπ d ua -^> P> CΛ 2 OJ ω S ω N Φ σ H] D 0) (-1- CΛ σ ≤ CΛ ua P- DJ Φ r+ p- a o φ o O φ rt φ er ua ua σ < a Φ o « P- o DJ Φ • OJ Φ rt- Φ Φ o Φ CΛ 3 P- Φ d P- o φ P^J o C: et t ι-i a^J P- a 3 a l-i Φ P- 3 a- d H d: 3 3 3^J rt- et P^J 3 3 3 Φ i-

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schleusleistung durch die Verdopplung der Einschleuskanäle pro Einschleusung.

Neben der Erhöhung der Pufferkapazität von Verbindungslinien zwischen Sortierern in bestehenden Anlagen, die zu besserem dynamischen Verhalten der Gesamtanlage speziell bei Schieflasten beiträgt, sind noch weitere Vorteile zu nennen:

- Mit der Paralleleinschleusung vereinfacht sich der Bu- chungs- und Zuteilalgorithmus für die Belegung der Kippschalen 4, da grundsätzlich für alle Einschleusungen zwei hintereinander liegende, freie Kippschalen 4 gebucht werden können, die entweder von zwei kleinen Stückgütern 5.1 für je eine Kippschale oder einem Stückgut 5.2 für zwei Kippschalen genutzt werden. Dies verbessert für die letzten Einschleusungen einer Einschleusgruppe, die immer auf einen schon stark belegten Sortierer arbeiten müssen, das dynamische Verhalten. Große Stückgüter 5.2 blockieren nicht mehr den Einschleusstrom durch Warten auf zwei zu- fällig vorbei kommende, hintereinander liegende freie Schalen.

- Die Leistung, also der Durchsatz einer Einschleusung erhöht sich im gleichen Maße wie für den Gewinn an Puffer- platz, also um den statistischen Mittelwert von 70%. Sie führt zu einer Verringerung der Investitionskosten für eine Einschleusgruppe, die für die vollständige Beschickung eines Sortierers sorgt. In Figur 4 ist ein Vergleich zwischen der bisherigen Lösung und der Lösung mit Paral- leleinschleusern dargestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Einschleuseeinrichtung mit Pufferfunktion für eine Stückgutsortieranlage, bei der ein Zuführtransportband (1) , mehrere getrennt ansteuerbare Taktbänder (2) als Puffer und ein Beschleunigungsband (3) zum Beladen der vorbeibewegten Stückgutaufnahmen (4) der Stückgutsortieranlage mit den zugeführten Stückgütern (5) hintereinander angeordnet sind, bei der die Stückgüter (5) auf dem Beschleunigungs- band (3) so beschleunigt werden, dass die Stückgüter (5) jeweils auf eine oder wenn deren gemessene Länge die einer Aufnahme (4) übersteigt, auf mehrere leere Stückgutaufnahmen geladen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das nach dem Zuführband (1) erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) längsgeteilt sind, wobei jedes Teilband (2.1,3.1) auch separat antreibbar und steuerbar ist und breiter als die Mehrzahl der Stückgüter (5) ist, dass eine Einrichtung (7) zur Messung der Breite, der Länge und Lage jedes zugeführten Stückgu- tes (5) vorgesehen ist und dass vor dem ersten Taktband (2) eine Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgüter (5.1), die nicht breiter als die Teilbänder (2.1,3.1) sind, auf die Teilbänder (2.1,3.1) angeordnet ist, wobei die Teilbänder (2.1) des ersten Taktbandes (2) die Stück- guter (5.1) nur gemeinsam weitertransportieren und dass von den mit einzelnen Stückgütern (5.1) beladenen Beschleunigungsteilbändern (3.1) jeweils ein oder mehrere, aufeinander folgende, leere Stückgutaufnahmen (4) entsprechend der gemessenen Länge der Stückgüter (5.1) beladen werden.

2. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Taktband (2) und das Beschleunigungsband (3) jeweils in zwei Bandhälf- ten gleicher Breite längsgeteilt sind.

3. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Vorrichtung (6) zum Verteilen der Stückgüter auf die Bandhälften (2.1) des ersten Taktbandes seitlich des Zuführtransportbandes (1) Dreharmabweiser vorgesehen sind, die so gesteuert sind, dass das jeweilige Stückgut (5.1), falls es schon auf dem Zuführtransportband (1) entsprechend ausgerichtet ist, un- beeinflusst weitertransportiert wird und falls es auf eine bestimmte Bandhälfte zu schieben ist, entsprechend der ge- essenen Lage der Stückgüter (5.1) auf dem Zuführtransportband (1) und der Bandgeschwindigkeit durch den an der zur bestimmten Bandhälfte entgegengesetzten Seite befindlichen Dreharm verschoben wird.

4. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Transportrichtung der Stückgüter (5) beim Einschleusen einen Winkel von 45° zur Transportrichtung der Stückgutaufnahmen (4) bildet.

5. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die separat auf den Beschleunigungsteilbändern (3.1) gleichzeitig befindlichen Stückgüter (5.1) jeweils auf freie, aufeinander folgende Stückgutaufnahmen 84) entsprechend der Länge des jeweili- gen Stückgutes (5.1) einzeln nacheinander ladbar sind.

6. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die separat auf den Beschleunigungsteilbändern (3.1) gleichzeitig befindlichen Stückgüter (5.1), die jeweils aufgrund ihrer Länge für das Laden auf eine Stückgutaufnahme (4) geeignet sind, auf mehrere hintereinander befindliche, freie Stückgutaufnahmen (4) parallel ladbar sind.

7. Einschleusevorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Stückgütern (5.2), die breiter als ein Teilband (2.1,3.1) sind, die das Stückgut (5.2) aufnehmenden, nebeneinanderliegenden Teilbänder (2.1,3.1) des ersten Taktbandes und des Beschleunigungsbandes jeweils einheitlich ansteuerbar sind.