Die Erfindung betrifft eine Produkt fördereinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Produkt fördereinrichtung gemäss dieser Erfindung dient dem Fördern von Produkten von der Produktionseinrichtungen zu Verpackungsanlagen und umfasst Puffer zur Zwischenspeicherung von Produkten. Generell werden Puffer zur Prozessentkopplung und Effizienzsteigerung in Produktionslinien eingesetzt, beispielsweise in der Lebensmittel-Industrie. Hierbei werden die Produkte, z.B. in Reihen produzierte Stückgüter von einer Produktionseinrichtung, z.B. einem Ofen, einer Giessanlage etc. mit einem breiten Hauptband übernommen und sollen auf kurzem Weg einer Verpackungsanlage zugeführt werden. Dabei handelt es sich typischerweise um Biscuits, Schokoladetafeln oder Schokoriegel.

Je nach Produktionsleistung sind mehrere Verpackungslinien nötig, um die produzierte Menge, mit möglichst geringer Ausschussquote zu verpacken. Eine Verpackungslinie besteht hierbei aus mehreren in Reihe geschalteten Verpackungsmaschinen, wie z.B. einer Schlauchpackmaschine an erster Stelle, einer Multipackmaschine an zweiter Stelle, einem Kartonierer an dritter Stelle und zuletzt einem Palettierer. Wenn nun eine Maschine in dieser Linie wegen einer Störung stoppt, dann fällt die ganze Linie aus. Damit bei konstanter Produktion kein Überlauf entsteht, muss entweder eine zusätzliche sogenannte Standby-Verpackungslinie einspringen oder ein Puffer nimmt die überzähligen Produkte auf, sodass ein Überlauf von Produkten (Ausschuss) vermieden werden kann.

Für den Zweck dieser Beschreibung werden bestimmte Begriffe wie folgt definiert:

Ein Hauptband ist ein in der Regel breites Förderband, das die Produkte von der Produktionseinrichtung übernimmt und den Verpackungseinrichtungen zuführt . Das Hauptband besteht in der Regel aus einer Viel zahl von hintereinander angeordneten Bandmodulen mit unterschiedlichen Funktionen .

Eine Art von Bandmodulen sind bekannte sog . Pull-Nose-Bänder , die auf Anforderung einer j eweiligen Verpackungslinie mittels einer kombinierten Absenk- und Rückzugsbewegung der auslauf seif igen Bandnase eine oder mehrere Produktreihe (n) aus dem kontinuierlich zugeführten Fluss entnehmen, indem sie diese auf ein unter dem Hauptband angeordnetes , quer zur Haupt förderrichtung laufendes Queraustrageband ablegen, das die Produkte einer Verpackungslinie zuführt . Diese Bandmodule werden als Queraustragestationen bezeichnet und sind im Stand der Technik bekannt .

Als Zufuhrlinie wird aus funktioneller Sicht das die Produkte in oder parallel zur Haupt förderrichtung fördernde Band bzw . die hintereinander angeordneten Bandmodule bezeichnet , welche die Produkte zu den Queraustragestationen von denen sie über die Austragsbänder zu den Verpackungslinien gelangen .

Ausserdem sind im Stand der Technik Bandpuf fer bekannt , die sich am Ende einer Zufuhrlinie befinden und so einen Überlauf an Produktreihen aufnehmen können, die nicht den vorgeschalteten Verpackungsmaschinen zugeteilt werden können . Ein Überlauf an Produktreihen kann entstehen, wenn von der Zufuhrlinie zu beschickenden Verpackungslinien gestoppt sind, und somit die zugeführten Produktreihen nicht zugeteilt werden können .

Um einen lückenlosen kontinuierlichen Produktfluss zu den Verpackungsmaschinen zu generieren, sind dem Queraustrageband noch mehrere kurze Lückenschliessbänder nachgeschaltet .

Eine typische Zufuhrlinie umfasst eine Linienkopfstation, nachfolgend in Reihe geschaltete Queraustragestationen und am Linienende einen Bandpuf fer, um den Überlauf an Produktreihen auf zunehmen . Hierbei werden im Linienkopf die frisch produzierten Produktreihen synchronisiert von der Produktionsanlage übernommen und mit kurzen Bändern zueinander separiert und in einen regelmässigen kontinuierlichen Produktfluss überführt . Ausserdem werden die Produktreihen mittels Sensoren erfasst und inspi ziert , indem deren Länge , Höhe und Beabstandung zur benachbarten Produktreihe gemessen wird . Ausserdem können die Produktreihen noch ausgerichtet und auf Metallkontamination überprüft werden .

Nicht akzeptable Reihen werden über eine Rückzugsbewegung oder eine vertikale Schwenkbewegung der auslauf seif igen Bandnase eines Hauptbandmoduls im Linienkopf auf ein unterhalb und quer zur Haupt förderrichtung liegendes Ausschleusband ausgeworfen .

Alle Produktreihen, die dann im Weiteren nicht durch die nachgeschalteten Queraustragestationen zu den Verpackungsmaschinen zugeteilt werden können, werden dann als Überlauf dem am Linienende angeordneten Bandpuf fer zugeführt . Diese Bandpuf fer können nach dem sog . First-in-Last-out ( FiLo ) - Prinzip funktionieren, wie hier im vorliegenden Fall . Bei diesen Puf fern sind alle Puf ferbänder reversierbar ausgeführt , d . h . dass bei der Aufnahme von Produktreihen die Puf ferbänder in Haupt förderrichtung laufen und bei der Abgabe von Produktreihen in entgegen ( revers ) der Haupt förderrichtung . Hierbei bedeutet die Aufnahme von Produktreihen Einspeichern in den Puf fer und die Abgabe von Produktreihen Ausspeichern aus dem Puf fer . Ausserdem heisst das , dass sich Zufuhr und Abfuhr des Bandpuf fers im Einlaufbereich des Bandpuf fers befinden .

Diese Bandpuf fer am Ende der Zufuhrlinie bestehen aus ein - oder mehrlagig übereinander liegenden stationären Hauptbändern, die als Puf ferbänder reversierbar betrieben werden . Diese vertikal übereinander liegenden Puf ferbänder werden zumeist über ein vorgeschaltetes vertikal schwenkbares Hauptband angedient und mit dem vorgelagerten Zufuhrsystem verbunden . Auch dieses Band muss reversierbar in Haupt förderrichtung und entgegen der Haupt förderrichtung betrieben werden können .

Eine Hauptanforderung an einen derartigen First-in-Last-out- Bandpuf fer ist die Rückführung von Produktreihen während der Produktion entgegen der Haupt förderrichtung auf die direkt vorgeschalteten Verpackungslinien . Das regelmässige Zurückführen von Produktreihen aus dem Bandpuf fer zu den vorgeschalteten Verpackungslinien nennt man im Fachj argon «Refeed» . Dieser Refeed dient der Entleerung des Bandpuf fers . Damit kann bei steigendem Füllgrad des Bandpuf fers einer drohenden Überfüllung frühzeitig entgegengewirkt werden . Typischerweise koppelt man die Refeedquote mit dem Füllgrad des Bandpuf fers . Je höher der Füllgrad desto höher die Refeedquote .

Allerdings hat sich gezeigt , dass ein Refeed während der Produktion problematisch ist , wenn sich, was zumeist der Fall ist , die Zufuhr in den Bandpuf fer und die Abfuhr aus dem Bandpuf fer auf der gleichen Förderebene befinden . Bei der Entleerung des Bandpuf fers laufen alle Hauptbandmodule nach der dem Bandpuf fer vorgeschalteten Verpackungslinie entgegengesetzt zur Haupt förderrichtung .

Für den Refeed müssen im zulaufenden Produktfluss systematisch Lücken generiert werden, in die dann die Refeedreihen zu der dem Bandpuf fer vorgeschalteten Verpackungslinie zugeteilt werden müssen . Dieser Refeed an Produktreihen muss erschwerend, wie schon erwähnt , entgegen der Haupt förderrichtung erfolgen und muss auch zudem exakt im zeitlichen Takt auf synchronisiert werden . Dieser Refeed benötigt eine komplexe und aufwendige Steuerung und auch zusätzliche Hauptbänder, um zum einen die besagten Lücken im zulaufenden Produktfluss zu generieren und zum anderen die Refeedreihen entgegen der Haupt förderrichtung auf das unterhalb der Förderebene liegende Queraustrageband abzulegen und somit der vorgelagerten Verpackungslinie zuzuführen . Ein Refeed von Produktreihen aus dem Bandpuf fer auf zwei oder mehr vorgelagerte Verpackungslinien ist praktisch nicht zu verwirklichen und aus dem Stand der Technik nicht bekannt .

Dies wäre aber erforderlich, da die Entleerung des Bandpuf fers auf nur eine vorgelagerte Verpackungslinie während der Produktion viel zu lange dauert , und somit die Refeedquote oft zu niedrig ist .

Als Erfahrungswert wird eine Refeedquote von mindestens 20% benötigt , um den Bandpuf fer in nützlicher Frist zu entleeren . Die Refeedquote ist hierbei die Überkapazität der installierten Verpackungsleistung bezogen auf die Produktionsleistung . Die installierte Verpackungsleistung ist die Summe der Leistung aller Verpackungslinien . Insbesondere bei höheren Flussleistungen ist es derzeit nicht möglich, diesen kostengünstigen Bandpuf fer am Linienende zu lokalisieren, da auch dann die Entleerung des Bandpuf fers auf zwei oder mehr Verpackungslinien erforderlich wäre . Um diesem Nachteil zu begegnen, müssten zusätzliche Verpackungslinien vor dem Bandpuf fer angeordnet werden, was die Investitionskosten der ganzen Verpackungsanlage drastisch erhöhen und dadurch die Rentabilität gefährden würde .

In dieser Situation liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , diese Nachteile zu beheben und vor allem die systembedingte Überfüllung des am Ende der Zufuhrlinie angeordneten Bandpuf fers zu vermeiden, d . h . seine Entleerung so zu verbessern, dass der Bandpuf fer entleert werden kann, bevor er überläuft , damit ein Ausschuss an Produktreihen vermieden wird .

Diese Aufgabe wird durch eine Produkt fördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .

Im Folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Aus führungsbeispiele beschrieben . Es zeigen Fig.l ein Ausführungsbeispiel einer

Produkt fördereinrichtung mit einem Bandpuffer mit drei Bandpufferebenen und zwei Queraus tragest at ionen,

Fig. 2 eine leistungsfähigere Produkt fördereinrichtung mit einem Puffer mit vier Pufferebenen und drei Queraus träges tat ionen,

Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung des zentralen Bereichs der in Fig. 2 gezeigten Anlage,

Fig. 4 verschiedene Varianten des eingesetzten Bandpuffers,

Fig. 5 verschiedene Varianten einer alternativen Form des eingesetzten Bandpuffers,

Fig. 6 eine Darstellung einer zusätzlichen vorteilhaften Funktion der erfindungsgemässen Lösung.

Das in Fig. la in Seitenansicht und in Fig. 1b in Draufsicht gezeigte Ausführungsbeispiel einer Produkt fördereinrichtung umfasst ein Haupt förderband 1, auf dem Produkte ankommen. Die Produkte, in der Regel in Form von Produktreihen 2, sind in an sich bekannter Weise zu Formationen gruppiert. An einer Queraustragestation 3 wird ein Teil der Produktreihen in bekannter Weise, z.B. mittels eines bekannten Pullnose-Bands , auf ein unter dem Hauptband angeordnetes Queraustragsband 4 abgelegt, um einer zugeordneten Verpackungslinie 5 zugeführt zu werden.

Die Produktreihen, die an dieser ersten Queraustragestation nicht ausgetragen werden, werden von einem Gruppierungsband 7 erneut zu voneinander beabstandeten Formationen von z.B. je zwei Reihen gruppiert. Zudem befindet sich an der Queraustragestation ein Ausschleusband 6, auf das fehlerhafte Produkte ausgeworfen werden. Diese Formationen werden dann über ein oberhalb der

Haupt förderebene liegendes Überbrückungsband 8 direkt zu einem am Linienende angeordneten Bandpuf fer 9 gefördert .

Der in diesem Aus führungsbeispiel gezeigte Bandpuf fer besitzt drei übereinander angeordnete Ebenen in Form von Bändern . Im Einlaufbereich 10 des Bandpuf fers sind die übereinander liegenden einlauf seif igen Endumlenkungen der Puf ferbänder j eweils am Ende von vertikal verschwenkbaren Flügeln 16 angebracht , die mit ihren der Endumlenkung entgegengesetzten Enden 18 im j eweiligen stationären Puf ferbandchassis gelagert und somit um diese Lagerpunkte 19 vertikal schwenkbar sind . Diese flügel förmigen Bandumlenkungen sind gelenkig miteinander verbunden und werden über einen Kurbeltrieb 20 vertikal versetzt , um ihre Endumlenkungen auf unterschiedliche vertikale Positionen zu bringen .

Unterhalb des Uberbrückungsbands 8 ist , beim vorliegenden Aus führungsbeispiel niveaugleich mit dem Haupt förderband 1 , ein entgegen der Haupt förderrichtung laufendes Band 11 angeordnet , das eine Queraustragestation 13 mit einem zu einer Verpackungslinie 15 führenden Austrageband 14 umfasst . Obwohl dieses Band dieselbe Funktion hat wie das Hauptband, nur in umgekehrter Richtung, wird es zur Unterscheidung vom Hauptband und wegen der nachfolgend beschriebenen zusätzlichen Refeed- Funktion als Refeed-Band 11 bezeichnet .

Das Refeed-Band umfasst ausserdem zwei der Queraustragestation vorgeschaltete kurze Bänder 12 für die Gruppierung oder Taktung der Produktreihen . Diese Bänder und ihre Funktion sind aus dem Stand der Technik bekannt . Ob ein oder mehrere dieser Bänder hintereinander benötigt werden, entscheidet sich nach der geforderten Leistung .

Die auslauf seif ige Endumlenkung des Uberbrückungsbands und die einlauf seif ige Endumlenkung des Refeed-Bands liegen vertikal übereinander . In der in Fig . 1 gezeigten Situation befindet sich die Endumlenkung des mittleren Puf ferbands auf dem Niveau des Auslaufs des Überbrückungsbands , so dass das mittlere Puf ferband die auf dem Überbrückungsband ankommenden Produktreihen in Haupt förderrichtung übernehmen kann . Gleichzeitig befindet sich die Endumlenkung des unteren Puf ferbands auf dem Niveau des Einlaufs des Ref eed-Bands , das vom unteren Puf ferband entgegen der Haupt förderrichtung Produktreihen übernimmt und der Queraustragestation zuführt , an der sie auf ein Austragsband 14 abgelegt und durch dieses einer Verpackungslinie 15 zugeführt werden .

Die vertikal verschwenkbaren Flügel bilden so eine Gegenstromweiche mit mehreren Ebenen .

Allgemein können also mit der Gegenstromweiche die Formationen aus Produktreihen vom Überbrückungsband herkommend in Haupt förderrichtung vom Bandpuf fer aufgenommen werden und durch eine Weichenschaltung wieder auf die unterhalb des Überbrückungsbands liegende Förderebene des Refeed-Bands abgegeben werden . Die Abgabe der Formation aus dem Bandpuf fer geschieht entgegen der Haupt förderrichtung, d . h . dass das j eweilige Puf ferband die Formation in umgekehrter ( reversierter ) Richtung an das Refeed-Band abgibt . Die Formation wird dann von einem kurzen Taktband 12 aufgenommen und mit der erforderlichen Taktrate an der Queraustragestation 13 auf das Austrageband 14 abgelegt , um der angeschlossenen Verpackungslinie 15 zugeführt zu werden .

Die Taktrate hängt von der Verfügbarkeit und der Leistung der angeschlossenen Verpackungslinien ab . Wenn alle dem Bandpuf fer nachgeschalteten Verpackungslinien nicht verfügbar und somit gestoppt sind, dann nimmt der Bandpuf fer die angedienten Formationen auf und puf fert diese auf den verschiedenen Puf ferbandebenen auf . Ein Zyklus der Gegenstromweiche läuft demnach z . B . folgendermassen ab : Eine Formation bestehend aus zwei Produktreihen wird vom Auslauf des Überbrückungsband durch eine definierte Bandpuf ferebene in Haupt förderrichtung aufgenommen; die Bandpuf ferebene wird nach unten auf die Austragsebene versetzt ; die Formation bestehend aus zwei Produktreihen wird auf der Austrageebene entgegen der Haupt förderrichtung auf das Refeed-Band abgegeben; die Bandpuf ferebene wird wieder nach oben auf das Niveau des Überbrückungsbands versetzt . Wenn der Bandpuf fer mehr als eine Ebene hat , kann durch den wahlweisen Einsatz von unterschiedlichen Bandpuf ferebenen dieser Ablauf nach Bedarf variiert werden .

Dieser Schaltzyklus der Gegenstromweiche benötigt eine gewisse Schaltzeit , der ein zeitlicher Abstand zwischen ankommenden Produktreihen entsprechen sollte . Dieser Abstand wird generiert durch die Bildung entsprechender Produktreihen- Formationen vor dem Überbrückungsband durch die kurzen Bänder 7 . Je mehr Produktreihen diese Formationen enthalten, desto grösser wird deren zeitlicher Abstand zueinander auf dem Überbrückungsband . In diesem zeitlichen Abstand kann die Schaltung der Gegenstromweiche erfolgen . Durch die Umleitung des Produkt flusses durch den Bandpuf fer wird der Produktfluss aufgeteilt in einen zuführenden Abschnitt vor dem Bandpuf fer und einen abführenden Abschnitt zu den dem Bandpuf fer nachgeschalteten Refeed-Band .

Mit dieser Abfolge wird der FiLo-Bandpuf f er aktiv in den Produktfluss eingeschlauf t , wie dies auch bei einem FiFo- Bandpuf fer typischerweise der Fall ist .

Eine Seitenansicht in Fig . 2a und eine Draufsicht in Fig . 2b, sowie vergrössert Fig . 3a und 3b entsprechend zeigen ein weiteres Aus führungsbeispiel einer Produkt fördereinrichtung, die im Wesentlichen gleich aufgebaut ist wie die vorstehend beschriebene , j edoch infolge zusätzlicher Einrichtungsteile leistungsfähiger ist als jene. Der Linienkopf des Hauptbands und das Überbrückungsband sind gleich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung. Im Unterschied dazu besitzt der in Fig. 2 gezeigte Bandpuffer 9 vier statt drei Ebenen und vor allem umfasst das Refeed-Band eine weitere Queraustragestation 23 mit einem entsprechenden Austrageband 24 zu einer Verpackungslinie 25.

Grundsätzlich ist es möglich, je nach erforderlicher Leistung sowohl vor dem Bandpuffer bzw. vor dem Uberbrückungsband, als auch nach dem Bandpuffer beliebig viele Queraustragestationen mit Verpackungslinien anzuordnen. Das Uberbrückungsband übernimmt die Produktreihen, die nach der letzten im Hauptband befindlichen Queraustragestation übrig bleiben, d.h. noch keiner Verpackungslinie zugeführt wurden.

Fig. 4 zeigt verschiedene Aus führungs formen des Bandpuffers, insbesondere seines Einlaufbereichs mit den vertikal verschwenkbaren Flügeln 16 und zwar für Bandpuffer mit einer Ebene in Fig. 4a, mit zwei Ebenen in Fig. 4b, mit drei Ebenen in Fig. 4c und mit vier Ebenen in Fig. 4d, sowie eine für alle gleiche Draufsicht in Fig. 4e.

Fig. 5 zeigt ähnlich wie Fig. 4 verschiedene Aus führungs formen des Bandpuffers, insbesondere seines als Gegenstromweiche wirkenden Einlaufbereichs mit einer alternativen

Aus führungs form mit mehrlagig vertikal verschwenkbaren, angetriebenen Einlauf förderbändern 26 deren jeweils einlauf seifige Bandumlenkung um das Zentrum der jeweils auslauf seifigen Bandumlenkungen vertikal schwenkbar sind, und zwar wiederum für Bandpuffer mit einer Ebene in Fig. 5a, mit zwei Ebenen in Fig. 5b, mit drei Ebenen in Fig. 5c und mit vier Ebenen in Fig. 5d, sowie eine für alle gleiche Draufsicht in Fig. 5e.

Fig. 6 zeigt eine Position des Einlaufbereichs 10 des

Bandpuffers 9, in der die Flügel 16 (Fig. 6a) bzw. die Einlaufbänder 26 (Fig. 6b) soweit vertikal nach oben versetzt sind, dass am Ende des Überbrückungsbands eine Lücke entsteht, durch die bei Bedarf Produktreihen ausgeschleust werden können .

Mit der Einschlaufung des FiLo-Bandpuf f ers in den Produktionsfluss ist eine Rückführung, d.h. ein Refeed von Produktreihen aus dem Bandpuffer wesentlich effizienter als mit einer herkömmlichen Anordnung zu realisieren. So nimmt z.B. der Bandpuffer vom Überbrückungsband eine Formation bestehend aus zwei Produktreihen auf und gibt nach der Weichenschaltung eine geänderte Formation bestehend aus drei Produktreihen in Richtung der nachgeschalteten Verpackungslinien ab. Hierfür nimmt das kurze Taktband 12 die aus drei Reihen bestehende Formation auf und taktet diese mit der erforderlichen Taktrate in Richtung der nachgeschalteten Verpackungslinien ab. Damit werden anstatt zwei Reihen nun drei Reihen an die dem Bandpuffer nachgeschalteten Verpackungslinien abgegeben und somit ist die Flussleistung um 50% erhöht, und die Refeedquote wäre entsprechend hoch. Es wird also bei jedem Zyklus eine Produktreihe zusätzlich aus dem Bandpuffer ausgegeben. Falls die dem Bandpuffer nachgeschalteten Maschinen diese Überleistung verarbeiten können, kann so der Füllgrad des Bandpuffers sehr schnell und effizient zurückgeführt werden. Die Refeedquote ist so beliebig veränderbar, indem nach einem bestimmten Muster alternierend jede, oder jede zweite, jede dritte, jede vierte usw. Formation, bestehend aus 3 Produktreihen, aus dem Bandpuffer, den nachgeschalteten Verpackungsmaschinen zugeteilt werden kann. Bezogen auf die dem Bandpuffer zugeführte Leistung lägen dann die Refeedquoten entsprechend bei 50%, 25%, 16.6%, 10% usw. In der Realität wird die Aktivierung des Refeeds mit dem Füllgrad des Bandpuffers gekoppelt, sodass bei steigendem Füllgrad auch die Refeedquote entsprechend erhöht wird . So kann einer drohenden Überfüllung des Bandpuf fers frühzeitig entgegengewirkt werden .

Durch das aktive Einschlaufen des FiLo-Bandpuf f ers in den Produktfluss wird der Produktfluss aufgeteilt in einen dem Bandpuf fer vorgeschalteten und einem dem Bandpuf fer nachgeschalteten Teil . Beiden Teilen können beliebig viele Verpackungslinien zugeordnet werden .

Die Kombination des Überbrückungsbands mit dem als Gegenstromweiche in den Produktfluss eingeschlauf ten FiLo- Bandpuf fer hat eine Reihe von essentiellen Vorteilen .

Der Bandpuf fer kann durch die variable Zugabe von Produktreihen, den Produktfluss in Abhängigkeit von dessen Füllgrad zu den nachgeschalteten Verpackungslinien flexibel erhöhen . Dadurch wird es möglich, den Bandpuf fer, während der Produktion schnell zu entleeren . Je schneller der Bandpuf fer entleert werden kann, desto ef fi zienter wird die Linie sein .

Vor allem kann der Refeed, dadurch dass er nicht gegen die Förderrichtung der zulaufenden Produktreihen erfolgen muss , nicht nur, wie gemäss dem Stand der Technik, zu einer, d . h . zur letzten Verpackungslinie erfolgen, sondern kann mehreren am Refeed-Band angeordneten Verpackungslinien zugeführt werden .

Durch die Positionierung des Einlaufbereichs des Bandpuf fers oberhalb des Auslaufs des Überbrückungsbands entsteht eine genügend grosse Lücke , um überlaufende Produktreihen auf ein weiteres unten quer zur Haupt förderrichtung verlaufendes Ausschleusband 6 aus zuwerfen . Sobald eine oder mehrere Verpackungslinien wieder verfügbar sind, kann der Bandpuf fer weiterhin Formationen vom Überbrückungsband aufnehmen und diese durch eine Weichenschaltung nach unten wieder in Richtung der nachgeschalteten Verpackungslinien abgeben .