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Title:
SPEED CHANGING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/028054
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device to change the speed of individual flat deliveries that are jammed and displaced one behind the other on a two-part conveyance system. In order to carry out any desired speed changes without subjecting the deliveries to pull or strain, a first conveyance device (2, 6, 7) is located in front of the second conveyance device with controllable speed (3, 5). This conveyance device (2, 6, 7) is normally driven at the speed of the inputting part (1) of the conveyance system and does not exert a propelling or braking effect on the relevant delivery when it is blocked on the conveyance device with controllable speed (3, 5).

Inventors:
MOHR KEVEN (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003345
Publication Date:
June 10, 1999
Filing Date:
November 13, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
MOHR KEVEN (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
International Classes:
B07C1/04; B65G15/14; B65H5/02; B65G47/31; B65H29/12; (IPC1-7): B07C1/04; B65G47/31
Foreign References:
DE1288017B
DE2544499A11977-04-14
US4717013A1988-01-05
US4541624A1985-09-17
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Einrichtung zur Geschwindigkeitsänderung von in einem Transportsystem, bestehend aus zwei Teilen, hintereinander geklemmt bewegten, vereinzelten flachen Sendungen (8), die eine Transporteinrichtung mit steuerbarer Geschwindigkeit aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den beiden Teilen (1,4) des Transportsystems hin tereinander zwei die Sendungen (8) geklemmt bewegende Transporteinrichtungen angeordnet sind, wobei die Abstände der Klemmungen (K1K4) kleiner als die Lange der kurzesten Sendung sind, der Abstand zwischen den Klemmungen (K1, K3) des zufuhrenden Teils des Transportsystems und der in Transportrichtung zweiten Transporteinrichtung gruger als die Lange der lang sten Sendung (8) ist, die erste an den zuzuführenden Teil (1) des Transportsy stems angrenzende Transporteinrichtung (2,6,7) solange mit der gleichen Geschwindigkeit wie der zufuhrende Teil (1) des Transportsystems angetrieben wird, bis die jeweilige Sendung (8) in der nachfolgenden zweiten Transporteinrich tung (3,5) geklemmt ist und nach dieser Klemmung (K3) keine antreibende oder bremsende Wirkung auf die jeweilige Sen dung (8) ausübt, und nachdem die Sendung (8) die erste Transporteinrichtung (2,6,7) verlassen hat, diese wieder mit der Geschwindigkeit des zufuhrenden Teils (1) des Transportsystems angetrieben wird, die zweite Transportein richtung (3,5) mit veranderbarer Geschwindigkeit angetrie ben ist, wobei die Geschwindigkeitsanderung so erfolgt, daß im Zeitpunkt der Sendungsübernahme durch den abführenden Teil (4) des Transportsystems die Sendung die Geschwindig keit des abführenden Teils (4) des Transportsystems auf weist, diese solange beibehalt, bis die Hinterkante der Sendung die zweite Transporteinrichtung (3,5) verlassen hat und anschließend die Geschwindigkeit des zufuhrenden Teils (1) des Transportsystems annimmt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dag die erste Transporteinrichtung (2,6,7) eine zuund abschaltbare Klemmung (K2) aufweist.
3. Einrichtung 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 erste Transporteinrichtung (2,6,7) einen einund auskuppelbaren Antrieb aufweist.
4. Einrichtung 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 erste Transporteinrichtung (2,6,7) einen steuerbaren Antrieb aufweist, der wahrend der Klemmung der jeweiligen Sendung in der zweiten Transporteinrichtung (3,5) mit der gleichen Geschwindigkeit wie die zweite Trans porteinrichtung (3,5) angetrieben wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Antrieb der ersten Trans porteinrichtung (2,6,7) einen Freilauf besitzt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Geschwindigkeitsanderung der zweiten Transporteinrichtung (3,5) zur Lückenkorrektur mit zwei Beschleunigungsphasen erfolgt, wobei in der ersten Beschleunigungsphase die gefa$te Sendung eine positive oder negative Beschleunigung gemäß der Differenz zwischen den mit tels einer Me$einrichtung gemessenen Abstanden zwischen den Sendungen und dem Sollabstand erhält und in der zweiten Be schleunigungsphase die Geschwindigkeit der gefaßten Sendung an die Geschwindigkeit des zweiten abfuhrenden Teils des Transportsystems angepaßt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand zwischen dem letz ten Klemmpunkt (K3) der zweiten Transporteinrichtung (3,5) und dem ersten Klemmpunkt (K4) des abführenden Teils (4) des Transportsystems so grog ist, dag die notwendigen Beschleuni gungsstrecken fUr die Geschwindigkeitsanderungen unter Ein haltung einer maximalen Beschleunigung realisiert werden.
Description:
Beschreibung Einrichtung zur Geschwindigkeitsanderung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Geschwindigkeits- anderung von in einem Transportsystem, bestehend aus zwei Teilen, hintereinander geklemmt bewegten, vereinzelten fla- chen Sendungen, die eine Transporteinrichtung mit steuerbarer Geschwindigkeit aufweist.

Insbesondere in Verteilanlagen werden die Sendungen mit hohen Geschwindigkeiten und minimalen Abständen als Einzelsendungen zwischen endlosen Führungsbändern eingeklemmt transportiert.

Da die Lücken zwischen den Sendungen aufgrund von Verschie- bungen beim Transport oder von Abzugsfehlern beim Vereinzeln differieren können, ist zur Einhaltung einer hohen Performan- ce und eines störungsarmen Betriebes eine Korrektur der Lük- ken notwendig. Sollen in der Verteilmaschine die Sendungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten transportiert werden, sind beim Wechsel der Geschwindigkeiten die Lücken unbedingt zu korrigieren, um konstante Abstande zwischen den Sendungen zu gewährleisten. Wird die Geschwindigkeit nämlich erhöht oder abgesenkt, so werden dabei auch die Abstände zwischen den Sendungen erhöht bzw. verringert.

Es wurden Lösungen bekannt, bei denen zur Erhöhung der Trans- portgeschwindigkeit hintereinander zwei Führungsbandsysteme angeordnet sind, von denen das in Transportrichtung hintere System mit höherer Geschwindigkeit transportiert. Aufgrund des Geschwindigkeitssprunges an der Übergangsstelle werden die Sendungen auf Zug beansprucht. Dabei kommt es zur Lucken- vergrößerung in Abhängigkeit von der Sendungslänge und den unterschiedlichen Reibverhältnissen zwischen den Sendungen und den verschiedenen Führungsbändern.

Zur Lückenkorrektur werden die Sendungen mittels gesteuert angetriebener Rollenpaare beschleunigt und wieder abgebremst,

so daß sie nach vorn verschoben werden. Dabei erfolgt eben- falls eine Zugbeanspruchung der Sendungen.

Da mit den bekannten Einrichtungen die Sendungen nicht stauchfrei nach hinten verschoben werden können, sind Lösun- gen zur Realisierung eines negativen Geschwindigkeitssprunges nicht bekannt und auch die Lückenkorrekturmöglichkeit ist bei hohen Durchsatzen, d. h. kleinen Lücken, sehr eingeschränkt, da eine Lückenvergrößerung durch Nachhintenschieben nicht möglich ist.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsande- rung von einzeln nacheinander geklemmt transportierten Sen- dungen in einem Transportsystem zu schaffen, mit der beliebi- ge Anderungen ohne Zug-oder Stauchbeanspruchungen der Sen- dungen erfolgen.

Durch die Verwendung einer der Transporteinrichtung mit dem steuerbaren Antrieb vorgelagerten Transporteinrichtung, die den beschleunigenden Transport der Sendungen durch die zweite Transporteinrichtung nicht behindert, treten beim Beschleuni- gen oder Abbremsen keine Beanspruchungen der Sendungen auf, da in diesem Zeitraum der Antrieb der Sendungen nur durch die Transporteinrichtung mit dem steuerbaren Antrieb erfolgt.

Besonders vorteilhaft hinsichtlich eines einfachen Aufbaus ist es nach Anspruch 2, die erste Transporteinrichtung mit einer zu-und abschaltbaren Klemmung auszufuhren.

Vorteilhaft ist es auch nach Anspruch 3, den Antrieb der er- sten Transporteinrichtung ein-und auskuppelbar auszufuhren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung nach Anspruch 4 weist die erste Transporteinrichtung einen steuerbaren An- trieb auf, der während der Klemmung der jeweiligen Sendung in

der zweiten Transporteinrichtung mit der gleichen Geschwin- digkeit wie diese angetrieben wird.

Um die Schalthandlungen des Antriebes der ersten Transport- einrichtung zu reduzieren, weist dieser in der vorteilhaften Ausführung nach Anspruch 5 einen Freilauf auf.

Wird die Sendung in der zweiten Transporteinrichtung mit ei- ner höheren Geschwindigkeit als in der ersten Transportein- richtung, in der die Sendung noch geklemmt ist, angetrieben, so kann die Sendung mit sehr geringer Beanspruchung in der höheren Geschwindigkeit transportiert werden, da der Freilauf die erste Transporteinrichtung auch in dieser Geschwindigkeit laufen läßt.

Zur Lückenkorrektur wird die Geschwindigkeit gemma$ Anspruch 6 vorteilhaft in zwei Beschleunigungsphasen geändert. In der ersten Phase erhält die jeweilige Sendung eine positive oder negative Beschleunigung je nach notwendiger Verschiebungs- richtung und in der zweiten Phase erfolgt eine Anpassung an die Geschwindigkeit des nachfolgenden Teils des Transportsy- stems. Dabei werden die Beschleunigungszeiten und deren Höhen so festgelegt, daß unter Beachtung der zur Verfügung stehen- den Zeit und der Lange der Korrekturstrecke bei der Sendungs- übergabe an den nachfolgenden Teil des Transportsystems die notwendige Verschiebung beendet ist, wobei die Beschleunigun- gen zur Schonung der Sendungen möglichst gering gehalten wer- den.

In einer vorteilhaften Ausführung nach Anspruch 7 wird die Korrekturstrecke so lang ausgeführt, daß bei den Korrekturen eine maximale Beschleunigung nicht überschritten wird.

Anschlie$end wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen :

FIG 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemaBeKorrekturein- richtung, FIG 2 eine Draufsicht mit Geschwindigkeitsverlauf beim Ver- schieben nach hinten im Sendungsstrom und FIG 3 veine Draufsicht mit Geschwindigkeitsverlauf beim Ver- schieben nach vorn im Sendungsstrom Die Sendungen 8 werden in einem ersten zufuhrenden Teil eines Transportsystems, bestehend aus endlosen, tuber Umlenkrollen mit der Geschwindigkeit V1 laufenden Führungsriemen 1, zwi- schen denen die Sendungen eingeklemmt sind, hintereinander auf Lücke vereinzelt zur Korrektureinrichtung antransportiert und durch einen zweiten Teil des Transportsystems, ebenfalls bestehend aus zwei aneinanderlaufenden Führungsriemen 4, übernommen und mit der Geschwindigkeit V2 weitertranspor- tiert.

Dabei kann die Geschwindigkeit V2 gruger, kleiner oder gleich der Geschwindigkeit V1 sein.

In diesem Beispiel ist die Geschwindigkeit V2 < V1, d. h. ne- ben einer bei Bedarf zu korrigierenden Lücke muß auch ein ne- gativer Geschwindigkeitssprung realisiert werden. Die Um- lenkrollen der übergebenden bzw. übernehmenden Teile des Transportsystems sind gemma$ Fig. 1 so gegeneinander verscho- ben, da$ Teile einer ersten und zweiten Transporteinrichtung der Korrektureinrichtung in die Teile des Transportsystems hineinragen. Dadurch werden größere, den Sendungslauf store- de Lücken vermieden. Die erste Transporteinrichtung enthält einen tuber zwei Umlenkrollen gefuhrten endlosen Zwischenrie- men 2, der mit seinem die Sendungen übernehmenden Teil bis an die hintere (von oben gesehen untere) Umlenkrolle des zufuh- renden Teils des Transportsystems reicht.

Die zweite, mit der Geschwindigkeit V1 angetriebene Umlenk- rolle 7 ist in Richtung des zweiten Teils des Transportsy- stems gerichtet. Neben der vorderen Umlenkrolle des ersten

Teils des Transportsystems in ca. der Miette zwischen den Um- lenkrollen der ersten Transporteinrichtung befindet sich eine Schwenkrolle 6, die gesteuert eingeschwenkt wird und somit gegen den Zwischenriemen 2 druckt und vom Zwischenriemen 2 weggeschwenkt wird. Somit ist an diesem Klemmpunkt K2 die Klemmung der transportierten Sendungen zu-und abschaltbar.

Neben der Schwenkrolle 6 der ersten Transporteinrichtung be- findet sich eine nichtangetriebene Umlenkrolle, tuber die ein Steuerriemen 3 der nachfolgenden zweiten Transporteinrichtung geführt wird. Die zweite, mittels Servomotor zur kurzzeitigen Beschleunigung und Abbremsung der Sendungen angetriebene Um- lenkrolle 5 ist in Transportrichtung neben der hinteren zu- ruckgezogenen Umlenkrolle des abfuhrenden zweiten Teils des Transportsystems angeordnet.

Zwischen der angetriebenen Umlenkrolle 7 der ersten Transpor- teinrichtung und der vorgezogenen, übernehmenden Umlenkrolle der Führungsbänder 4 des abführenden Teils des Transport- systems befindet sich eine örtlich feste Abdruckrolle, die standig gegen den Steuerriemen 3 druckt und damit einen tort- lich festen Klemmpunkt K3 fUr die Sendungen 8 bildet. Die Ab- stade der Klemmpunkte K2 und K3 untereinander sowie zu den äußersten Klemmpunkten K1 und K4 der zu-und abfuhrenden Tei- le des Transportsystems sind gruger als die Lange der kurze- sten Sendung 8, so daß diese beim Transport ständig geklemst sind. Der Abstand zwischen den Klemmpunkten K1 und K3 ist gruger als die Lange der längsten Sendung, so dag sicherge- stellt ist, daß bei Klemmung im Klemmpunkt K3 die längste Sendung den zufuhrenden Teil des Transportsystems verlassen hat. Vor der Klemmstelle K3 befindet sich eine Lichtschranke Li 1, die mit der Antriebssteuerung der Umlenkrolle 5 verbun- den ist. Wird in der Lichtschranke Li 1 die vorderkante einer Sendung 8 registriert, so wird die Umlenkrolle 5 mit dem Steuerriemen 3 zu dem Zeitpunkt beschleunigt, dag bei Klem- mung der Sendung 8 im Punkt K3 die Geschwindigkeit V1 er- reicht ist. Der weitere Ablauf der Geschwindigkeit richtet sich nach den gemessenen und evtl. zu korrigierenden Abstän-

den der Sendungen und den Sendungslängen. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel werden vor Übernahme der jeweiligen Sendung durch die Einrichtung zur Geschwindigkeitsänderung folgende Daten ermittelt : 1. Lücke vor der Sendung, wobei eine eventuelle Korrektur der Position der Vorgängersendung eingerechnet ist ; 2. Sendungslänge 3. Lücke hinter der Sendung Vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig ist auch die Er- mittlung der Lange der Folgesendung. Es wurde eine Korrektur- strategie gewahlt, bei der die vordere und hintere Lücke mög- lichst angeglichen werden, wobei die Möglichkeit, die Folge- sendung nach vorn zu verschieben, nicht eingeschrankt wird.

Dies liegt darin begründet, daß die Lückenverhältnisse hinter der Folgesendung nicht bekannt sind und es notwendig sein kann, diese maximal nach vorn zu verschieben, damit minimale Lücken nicht unterschritten werden.

Diese Messung erfolgt mittels einer weiteren, nicht darge- stellten, weiter vorn befindlichen Lichtschranke, die soweit vorn postier ist, daß die Ergebnisse rechtzeitig zur Korrek- tur vorliegen. Eine weitere beim Klemmpunkt K4 befindliche Lichtschranke Li 2 dient der Überprüfung der Abstande der Sendungen nach Verlassen der Korrektureinrichtung. Sollten noch Abweichungen vom Soll (z. B. durch Schlupf bei besonders schweren Sendungen) bestehen, so werden zusatzliche Korrektu- ren bei noch vor der Korrektureinrichtung befindlichen Sen- dungen durchgeführt. Im folgenden wird anhand der Figuren 2 und 3, die auch die Geschwindigkeitsverlaufe enthalten, der Ablauf bei der Sendungsverschiebung erläutert.

Sendungsverschiebung nach hinten (FIG 2) : Befindet sich die Sendungsvorderkante der zu verschiebenden Sendung 8 in der Pos. tO, kurz vor der Klemmstelle K3 des Steuerriemens 3, wird der Steuerriemen 3 auf die Geschwindig-

keit V1 beschleunigt, damit die Sendung 8, die noch in den Führungsriemen 1 bzw. am Zwischenriemen 2 mit der Geschwin- digkeit V1 gefaßt ist, in der Pos. tl stauchfrei übernommen wird.

Befindet sich die Sendungsvorderkante der zu verschiebenden Sendung 8 in der Pos. t2, ist die Sendung 8 an der Klemmstel- le K3 sicher gefaßt und der Steuerriemen 3 kann bis auf die minimale Geschwindigkeit V min gebremst werden, wodurch die Sendung 8 um den vorher berechneten Wert gegenuber der vor- auslaufenden Sendung und der Folgesendung relativ nach hinten verschoben wird. Hat die Sendung 8 aber die Pos. t3 und t4 die Pos. t5 erreicht, muß der Steuerriemen 3 auf die Ge- schwindigkeit V2 beschleunigt werden, damit die Sendung 8 in der Pos. t6 die Geschwindigkeit V2 hat, um zugfrei von den Fuhrungsriemen 4 übernommen zu werden. Bis die Sendungshin- terkante die Pos. t7 erreicht hat, wo sie nicht mehr im Steu- erriemen 3 geklemmt ist, mug die Geschwindigkeit V2 beibehal- ten werden, um Zugbeanspruchungen der Sendung 8 zu verhin- dern.

Zum gleichen Zeitpunkt kann die Folgesendung die Pos. tO er- reicht haben und eine neue Periode kann beginnen.

Damit ergibt sich auch zwischen der Pos. t7 der Sendungshin- terkante und der Pos. tO der Vorderkante der Folgesendung die Minimallücke.

Da die Hinterkante einer langen Sendung 8 bei Erreichen der Pos. t2 noch am Zwischenriemen 2 geklemmt ist, welcher mit der Geschwindigkeit V1 läuft, würde die Sendung zwischen den Klemmstellen K2 und K3 gestaucht werden. Deshalb wird mit Er- reichen der Pos. t2 die Schwenkrolle 6 außer Eingriff ge- bracht, womit die Klemmung K2 aufgehoben wird. Erst wenn die Sendungshinterkante in der Pos. t6 den Klemmpunkt K2 passiert hat, wird die Schwenkrolle 6 wieder in Eingriff gebracht, um die Folgesendung zu übernehmen. Eine Alternative fUr die

Schwenkrolle ware z. B. den Antrieb des Zwischenbandsystems 2 auszukuppeln oder das Zwischenbandsystem 2 als zweites Steu- erbandsystem auszufuhren.

Sendungsverschiebung nach vorn (FIG 3) : Befindet sich die Sendungsvorderkante der zu verschiebenden Sendung 8 in der Pos. tO, kurz vor der Klemmstelle K3 des Steuerriemens 3, wird der Steuerriemen 3 auf die Geschwindig- keit V1 beschleunigt, damit die Sendung 8, die noch in den Führungsriemen 1 bzw. am Zwischenriemen 2 mit der Geschwin- digkeit V1 gefaßt ist, in der Pos. tl stauchfrei übernommen wird.

Befindet sich die Sendungsvorderkante der zu verschiebenden Sendung 8 in der Pos. t2, ist die Sendung an der Klemmstelle K3 sicher gefaßt und der Steuerriemen 3 kann bis auf die ma- ximale Geschwindigkeit V max. beschleunigt werden, wodurch die Sendung 8 um den vorher berechneten Wert gegenuber der vorauslaufenden Sendung und der Folgesendung relativ nach vorn verschoben wird. Hat die Sendung 8 tuber Pos. t3 die Pos. t4 erreicht, muß der Steuerriemen 3 auf die Geschwindigkeit V2 gebremst werden, damit die Sendung 8 in der Pos. t6 die Geschwindigkeit V2 hat, um stauchfrei von den Führungsriemen 4 übernommen zu werden. Bis die Sendungshinterkante die Pos. t7 erreicht hat, wo sie nicht mehr am Steuerriemen 3 geklemmt ist, mu$ die Geschwindigkeit V2 beibehalten werden, um Stau- chungen der Sendung 8 zu verhindern.

Zum gleichen Zeitpunkt kann die Folgesendung Pos. tO erreicht haben und eine neue Periode kann beginnen.

Da die Hinterkante einer langen Sendung 8 bei Erreichen der Pos. t2 noch am Zwischenriemen 2 geklemmt ist, welcher mit der Geschwindigkeit V1 läuft, würde die Sendung zwischen den Klemmstellen K2 und K3 auf Zug beansprucht werden, mit der Folge, dag die Sendung 8 nicht der Geschwindigkeit des Steu- erriemens 3 folgt, wodurch Korrekturfehler entstehen.

Deshalb wird mit Erreichen der Pos. t2 die Schwenkrolle 6 au- ßer Eingriff gebracht, womit die Klemmung K2 aufgehoben wird.

Bei Erreichen der Pos. t6 der Sendungshinterkante wird die Schwenkrolle 6 wieder in Eingriff gebracht. Um die Schalthäu- figkeit der Schwenkrolle 6 zu reduzieren, kann die Antriebs- rolle 7 des Zwischenriemens 2 mit einem Freilauf ausgestattet werden, wodurch der Zwischenriemen 2, bei minimaler Zugbean- spruchung der Sendung 8, der Beschleunigung des Steuerriemens 3 folgt, trotz Antrieb des Zwischenriemens 2 durch den Zen- tralantrieb.