CH720401B1

CH720401B1 - Device and method for turning columnar objects

Info

Publication number: CH720401B1
Application number: CH000048/2024A
Authority: CH
Inventors: Andreas Zimmermann Joy
Original assignee: Nobag Nobs Eng Ag
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2025-04-30
Also published as: WO2023284987A1; CH720401A2

Abstract

Vorrichtung (1) zur Umkehrung eines säulenförmigen Objekts (3), wobei das säulenförmige Objekt sich entlang einer Längsachse erstreckt und die Vorrichtung einen Durchgang für das säulenförmige Objekt umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Abschnitte in der Vorrichtung vorhanden sind, die von dem säulenförmigen Objekt passierbar sind: • ein Eintrittsabschnitt (11), in dem das saulenförmige Objekt generell in Richtung der Längsachse bewegbar ist; • ein Umkehrabschnitt, der einen wendelförmigen Durchgang (17) von im Wesentlichen wendelförmiger Form umfasst, der entlang einer wendelförmigen Linie um eine Schneckenachse (19) gewunden ist, wobei ein Querschnitt des wendelförmigen Durchgangs orthogonal zu der Schneckenachse (19) eine Breite, die sich radial von der Schneckenachse (19) des wendelförmigen Durchgangs erstreckt, und eine Höhe orthogonal dazu aufweist, so dass das säulenförmige Objekt linear durch den wendelförmigen Durchgang in einer ersten Richtung orthogonal zu seiner Längsachse bewegbar ist, indem es eine Drehung um die Schneckenachse (19) ausführt; • ein Austrittsabschnitt (22), in dem das säulenförmige Objekt generell in Richtung der Längsachse bewegbar ist.Device (1) for inverting a columnar object (3), wherein the columnar object extends along a longitudinal axis and the device comprises a passage for the columnar object, characterized in that the following sections are present in the device, which can be passed by the columnar object: • an entry section (11) in which the columnar object is movable generally in the direction of the longitudinal axis; • a reversing section comprising a helical passage (17) of substantially helical shape wound along a helical line around a screw axis (19), a cross-section of the helical passage orthogonal to the screw axis (19) having a width extending radially from the screw axis (19) of the helical passage and a height orthogonal thereto, such that the columnar object is linearly movable through the helical passage in a first direction orthogonal to its longitudinal axis by rotating about the screw axis (19); • an exit section (22) in which the columnar object is generally movable in the direction of the longitudinal axis.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umkehrung säulenförmiger Objekte gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Umkehren solcher Objekte. [0001] The present invention relates to a device for inverting columnar objects according to the preamble of claim 1 and a method for inverting such objects.

[0002] In vielen Bereichen der Herstellung und des Produkthandlings müssen säulenförmige Objekte in einer wohldefinierten Ausrichtung transportiert werden. Eine Art solcher Objekte sind Schüsse für Waffen oder Geschütze. In einer bestimmten Stufe des Herstellungsverfahrens werden die leeren Hülsen in Längsrichtung durch Kanäle oder Rohre bewegt, nachdem sie isoliert und in Längsrichtung ausgerichtet wurden. Weil jedoch bei diesen Ausrichtungen die Schwerkraft oder die Zentrifugalkräfte zum Einsatz kommen, werden die Hülsen so ausgerichtet, dass der Boden vorne liegt. Für das weitere Verfahren ist es jedoch bevorzugt oder sogar unverzichtbar, dass die Öffnung vorne liegt, so dass die Hülsen umgedreht werden müssen. [0002] In many areas of manufacturing and product handling, columnar objects must be transported in a well-defined orientation. One type of such object is ammunition for weapons or artillery. At a certain stage of the manufacturing process, the empty cases are moved longitudinally through channels or tubes after they have been isolated and aligned longitudinally. However, because gravity or centrifugal forces are used in these alignments, the cases are oriented with the bottom facing forward. For the further process, however, it is preferred or even essential that the opening be at the front, so the cases must be inverted.

[0003] Selbstverständlich tritt das Problem, dass säulenförmige Objekte umgekehrt werden müssen, auch bei anderen Herstellungs- oder Handhabungsverfahren von Objekten auf. Säulenförmige Objekte können sogar Objekte umfassen, die von der idealen Säule abweichen, wie etwa Flaschen. [0003] Of course, the problem of inverting columnar objects also arises in other manufacturing or handling processes. Columnar objects may even include objects that deviate from the ideal column, such as bottles.

[0004] Üblicherweise weist ein solches säulenförmiges Objekt ein Verhältnis von Durchmesser zu Länge von mindestens 1.2, vorzugsweise von mindestens 1.4 auf. [0004] Typically, such a columnar object has a diameter to length ratio of at least 1.2, preferably at least 1.4.

[0005] In Verfahren, in denen hohe Durchsatzraten erforderlich sind, stellt die Umkehrung der Körper ein Problem dar. Eine Lösung besteht darin, jedes Objekt in einer Vorrichtung, z. B. einer Drehscheibe, zu halten. Die Objekte treten in einer Ausrichtung in die Vorrichtung ein und verlassen sie in der umgekehrten Ausrichtung. [0005] In processes requiring high throughput rates, the inversion of the bodies presents a problem. One solution is to hold each object in a device, such as a turntable. The objects enter the device in one orientation and exit in the opposite orientation.

[0006] Eine andere bekannte Technik nutzt die Schwerkraft. Die Gegenstände treffen auf eine in Bezug auf die Schwerkraft gekippte Unterlage, so dass sie umkippen, d. h. sich um die Querachse drehen, und in umgekehrter Abfolge herunterfallen. Statt der Schwerkraft kann auch ein Schub auf die Objekte ausgeubt werden. Im Allgemeinen kann man sagen, dass die Objekte eine Art Salto ausfuhren. [0006] Another well-known technique utilizes gravity. Objects hit a surface tilted relative to gravity, causing them to tip over, i.e., rotate around their transverse axis, and fall in reverse. Instead of gravity, a thrust can also be exerted on the objects. In general, one can say that the objects perform a kind of somersault.

[0007] Aufgrund der getakteten Arbeitsweise weisen die bekannten Umkehrvorrichtungen nur einen begrenzten Durchsatz auf. Die Vorrichtungen, die eine erzwungene Drehung um die Querachse verwenden, sind zusätzlich anfällig fur Verklemmungen, da die Drehung im Wesentlichen ohne Fuhrung erfolgt. [0007] Due to their timed operation, the known reversing devices have only a limited throughput. Devices that use forced rotation about the transverse axis are also prone to jamming, since the rotation occurs essentially without guidance.

[0008] Daher ist es eine Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Umkehrung eines säulenförmigen Objekts mit verbesserter Leistung bereitzustellen, wobei die Leistung mindestens eines von Geschwindigkeit und Störsicherheit umfasst. [0008] Therefore, it is an object to provide an apparatus and method for inverting a columnar object with improved performance, wherein the performance includes at least one of speed and noise immunity.

[0009] Eine solche Vorrichtung ist in Anspruch 1 definiert. Die weiteren Anspruche schlagen bevorzugte Ausführungsformen und ein Verfahren zur Umkehrung eines solchen Objekts vor. [0009] Such a device is defined in claim 1. The further claims propose preferred embodiments and a method for inverting such an object.

[0010] Dementsprechend wird die Umkehrung durch Umwandlung der Längsbewegung in eine Drehung um eine Querachse und wieder zuruck ausgefuhrt. Die Drehung wird dadurch gesteuert, dass sich die Objekte entlang einer an den Körper angepassten spiralförmigen Bahn bewegen. Die Drehung erfolgt, während sich das Objekt in einer von der Längsrichtung verschiedenen Richtung, vorzugsweise quer dazu, bewegt. Die Umwandlung von Langsbewegung in spiralförmige Bewegung erfolgt vorzugsweise durch eine geneigte Fläche im Durchgang vor einem Haltepunkt. Der Eingang des spiralförmigen Durchgangs ist seitlich der geneigten Fläche angeordnet. [0010] Accordingly, the reversal is performed by converting the longitudinal movement into a rotation about a transverse axis and back again. The rotation is controlled by moving the objects along a spiral path adapted to the body. The rotation occurs while the object moves in a direction different from the longitudinal direction, preferably transverse to it. The conversion of longitudinal movement into spiral movement is preferably achieved by an inclined surface in the passageway in front of a stopping point. The entrance to the spiral passageway is arranged to the side of the inclined surface.

[0011] Erstaunlicherweise geht diese Art der reversiblen Erzeugung einer Drehbewegung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen reibungslos und schnell vonstatten. [0011] Surprisingly, this type of reversible generation of a rotary movement is smooth and fast compared to known devices.

[0012] Die Erfindung wird anhand von bevorzugten, beispielhaften Ausfuhrungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben: Fig. 1 Veranschaulichung des Funktionsprinzips einer Umkehrvorrichtung Fig. 2 Draufsicht auf eine Vorrichtung Fig. 3 geneigte 3-dimensionale Seitenansicht der Vorrichtung Fig. 4 Schnitt gemäss IV-IV in Fig. 2 Fig. 5 Schnitt gemäss V-V in Fig. 2, jedoch Eingang und Ausgang vertauscht Fig. 6 vergrösserte Teilansicht des Eingangs und Ausgangs gemäss VI in Fig. 4 Fig. 7,8 schematische Schnittdarstellung eines saulenförmigen Objekts im wendelförmigen Durchgang Fig. 9 Schnitt durch einen Körper mit konstanter Dicke Fig. 10 Schnitt durch ein verzerrtes säulenförmiges Objekt Fig. 11 Schnitt durch ein zweites verzerrtes säulenförmiges Objekt[0012] The invention is described in more detail using preferred, exemplary embodiments with reference to the figures: Fig. 1 Illustration of the functional principle of a reversing device Fig. 2 Top view of a device Fig. 3 Inclined 3-dimensional side view of the device Fig. 4 Section according to IV-IV in Fig. 2 Fig. 5 Section according to V-V in Fig. 2, but input and output interchanged Fig. 6 Enlarged partial view of the input and output according to VI in Fig. 4 Fig. 7,8 Schematic sectional view of a column-shaped object in the helical passage Fig. 9 Section through a body with constant thickness Fig. 10 Section through a distorted column-shaped object Fig. 11 Section through a second distorted column-shaped object

[0013] Fig. 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau und die Funktion der Umkehrvorrichtung 1. Die Vorrichtung ist in einem Winkel von ungefähr 45° (in Bezug auf die Schwerkraft) gekippt, so dass die säulenförmigen Objekte 3, z. B. Hülsen, mit der Schwerkraft 9 als treibender Kraft und in einem Winkel von 45° in die Vorrichtung 1 am Eingang 5 eintreten und diese an ihrem Ausgang 7 verlassen. [0013] Fig. 1 schematically illustrates the structure and function of the reversing device 1. The device is tilted at an angle of approximately 45° (with respect to gravity) so that the columnar objects 3, e.g. sleeves, enter the device 1 at the inlet 5 with gravity 9 as the driving force and at an angle of 45° and leave it at its outlet 7.

[0014] Im Eintrittsabschnitt 11 der Vorrichtung wird die lineare Bewegung 13 in eine Drehbewegung 18 durch eine geneigte und gebogene Fläche 15 am Ende des Eintrittsabschnitts 11 um eine Querachse der Objekte 3 in Kombination mit einer zweiten linearen Bewegung im Winkel von 90° in Bezug auf die ursprüngliche lineare Bewegung umgewandelt. Dieser Übergang zu einer verschiedenartigen Bewegung erfoigt gleichzeitig mit dem Eintritt in den wendelförmigen oder spiralförmigen Durchgang 17. Die Schneckenachse 19 der Wendel entspricht der Richtung der zweiten linearen Bewegung. Während die Körper 3 den wendelförmigen Durchgang 17 passieren, werden sie um 180° gedreht, d.h. gewendet. Am Ausgang 21 des wendelförmigen Durchgangs 17 wird die Bewegung der Objekte 3 durch eine weitere geneigte und gebogene Flache 25 wieder in eine lineare Bewegung 23 umgewandelt. Die Objekte 3 verlassen die Vorrichtung 1 in Richtung parallel zur Eintrittsrichtung. [0014] In the entry section 11 of the device, the linear movement 13 is converted into a rotary movement 18 by an inclined and curved surface 15 at the end of the entry section 11 around a transverse axis of the objects 3, in combination with a second linear movement at an angle of 90° with respect to the original linear movement. This transition to a different movement occurs simultaneously with the entry into the helical or spiral passage 17. The screw axis 19 of the screw corresponds to the direction of the second linear movement. As the bodies 3 pass through the helical passage 17, they are rotated by 180°, i.e., turned. At the exit 21 of the helical passage 17, the movement of the objects 3 is converted back into a linear movement 23 by another inclined and curved surface 25. The objects 3 exit the device 1 in a direction parallel to the entry direction.

[0015] Dieses beispielhafte Modell zeigt Charakteristika, die in ihrer Kombination für das Gerät in der realen Welt als wesentlich angesehen werden, auch wenn angenommen wird, dass nicht alie diese Merkmale implementiert werden müssen: • Der spiralförmige Durchgang weist eine 180°- Drehung auf. Theoretisch sind zusatzlich beliebig viele voile Windungen (360°) möglich, praktisch jedoch scheinen zusätzliche voile Windungen nicht vorteilhaft zu sein. Die exakt umgekehrte Position beim Austritt hat den Vorteil, dass die linearen Bewegungen beim Austritt und beim Eintritt parallel sind. • Die funktionalen Teile der Vorrichtung sind im Wesentlichen punktsymmetrisch. Dementsprechend kann die Vorrichtung auch umgekehrt verwendet werden, d. h. Eingang und Ausgang vertauscht. • Die linearen Bewegungen beim Eintritt, im wendelförmigen Durchgang und beim Austritt sind alie in einem Winkel von 45° nach unten gerichtet.[0015] This exemplary model shows characteristics that, in combination, are considered essential for the device in the real world, even if it is assumed that not all of these features need to be implemented: • The spiral passage has a 180° rotation. Theoretically, any number of additional full turns (360°) are possible, but in practice, additional full turns do not appear to be advantageous. The exactly reversed position at the exit has the advantage that the linear movements at the exit and at the entry are parallel. • The functional parts of the device are essentially point-symmetric. Accordingly, the device can also be used in reverse, i.e., the entrance and exit are interchanged. • The linear movements at the entry, in the spiral passage, and at the exit are all directed downwards at an angle of 45°.

[0016] Figg. 2 bis Fig. 5 zeigen eine reale Ausführungsform der Vorrichtung 1. Die Objekte bewegen sich entlang eines rohrförmigen Kanals 29. Er ist durch eine Klammer 31 am Eingang 5 der Vorrichtung 1 befestigt. Eine weitere Klammer 33 befestigt das Ausgangsrohr 35 an der Vorrichtung 1. Die transparente Darstellung in Fig. 2 zeigt zusatzlich die oben erörterten inneren funktionalen Teile, nämlich den Eintrittsabschnitt 11, die geneigte und gebogene Fläche 15 am Eingang, den wendelförmigen Durchgang 17, die geneigte und gebogene Fläche 25 am Ausgang und den Austrittsabschnitt 22. [0016] Figs. 2 to 5 show an actual embodiment of the device 1. The objects move along a tubular channel 29. It is attached to the inlet 5 of the device 1 by a clamp 31. Another clamp 33 attaches the outlet tube 35 to the device 1. The transparent representation in Fig. 2 additionally shows the internal functional parts discussed above, namely the inlet section 11, the inclined and curved surface 15 at the inlet, the helical passage 17, the inclined and curved surface 25 at the outlet, and the outlet section 22.

[0017] Die Schnitte der Figg. 4 und 5 zeigen noch besser die Ausgestaltung des Inneren der Vorrichtung, insbesondere den wendelförmigen Durchgang 17. [0017] The sections of Figures 4 and 5 show even better the design of the interior of the device, in particular the helical passage 17.

[0018] Zusätzlich sichtbar ist der Trichterabschnitt 27 am Eingang 5 und am Ausgang 7. Da die Transportleitungen (Rohre) 29 im Allgemeinen einen geringfügig anderen Querschnitt haben als die Durchgange im Gerät, sind der Eingang 5 und der Ausgang 7 jeweils mit einem verjungten Umfang 39 versehen. Falls die Vorrichtung für Hülsen verwendet wird, verengt sich die Verjungung 39 zum Ausgang hin, d.h. der Querschnitt wird kontinuierlich um 1 % oder 0.5 % oder weniger verringert: Da der Boden einer Hulse einen abgerundeten oder abgeschrägten Umfang hat und die Hülsen mit dem Boden zuerst am Eingang 5 ankommen, kompensiert dieser Umfang eine minimale Schwelle am Eingang. Beim Verlassen der Vorrichtung liegt jedoch die offene Oberseite der Hülse vorne, die in der Regel scharf und gerade ist. Daher hat sich ein sich leicht verjüngender Ausgang als vorteilhaft erwiesen, um ein unproblematisches und schnelles Verlassen der Hülse sicherzustellen. [0018] Also visible is the funnel section 27 at the inlet 5 and the outlet 7. Since the transport lines (pipes) 29 generally have a slightly different cross-section than the passages in the device, the inlet 5 and the outlet 7 are each provided with a tapered circumference 39. If the device is used for sleeves, the taper 39 narrows towards the outlet, i.e., the cross-section is continuously reduced by 1% or 0.5% or less. Since the bottom of a sleeve has a rounded or beveled circumference and the sleeves arrive at the inlet 5 bottom first, this circumference compensates for a minimal threshold at the entrance. However, when exiting the device, the open top of the sleeve is at the front, which is usually sharp and straight. Therefore, a slightly tapered outlet has proven advantageous to ensure trouble-free and rapid exit from the sleeve.

[0019] Im Beispiel sind sowohl der Eingang 5 als auch der Ausgang 7 jeweils mii einer solchen Verjüngung 39 versehen, so dass die Vorrichtung in beide Richtungen verwendet werden kann. [0019] In the example, both the inlet 5 and the outlet 7 are each provided with such a taper 39, so that the device can be used in both directions.

[0020] Der Querschnitt des wendelförmigen Durchgangs 17 ist eng an die Abmessungen des umzukehrenden Objekts 3 angepasst. Der freie Raum 46 um das Objekt orthogonal zu seiner Längsachse, d.h. das Verhältnis zwischen Höhe 47 des Querschnitts und Durchmesser des Objekts, beträgt höchstens 1.1 oder sogar höchstens 1.05, höchstens 1.03 oder höchstens 1.01. Das Gleiche gilt fur das Verhältnis zwischen Länge des Objekts 3 und Breite 49 des Querschnitts des Durchgangs 17, wobei allerdings ein grösseres Verhaltnis zulässig ist, da die Führung in Längsrichtung für eine unproblematische Passage des Objekts nicht von gleicher Bedeutung ist. Das Verhältnis zwischen Breite 49 und Höhe 47 betragt mindestens 1.5 und vorzugsweise mindestens 2. [0020] The cross-section of the helical passage 17 is closely adapted to the dimensions of the object 3 to be reversed. The free space 46 around the object orthogonal to its longitudinal axis, i.e., the ratio between the height 47 of the cross-section and the diameter of the object, is at most 1.1, or even at most 1.05, at most 1.03, or at most 1.01. The same applies to the ratio between the length of the object 3 and the width 49 of the cross-section of the passage 17, although a larger ratio is permissible, since longitudinal guidance is not equally important for smooth passage of the object. The ratio between width 49 and height 47 is at least 1.5 and preferably at least 2.

[0021] Die Kanten 41 des wendelförmigen Durchgangs 17 sind abgeschrägt 51, so dass, insbesondere in Kombination mit einer engen Anpassung des Durchgangs 17 an die Abmessungen des Objekts 3, nur ein punktueller, wohldefinierter Kontakt 53 zwischen dem Umfang des oberen oder unteren Randes eines Objekts 3 und einer oder mehreren Abschrägungen 51 stattfindet. Diese minimalen Kontakte bewirken einen geringeren Widerstand fur die Fortbewegung des Objekts und führen es dabei durch den Durchgang. [0021] The edges 41 of the helical passage 17 are chamfered 51 so that, particularly in combination with a close adaptation of the passage 17 to the dimensions of the object 3, only a point-like, well-defined contact 53 occurs between the circumference of the upper or lower edge of an object 3 and one or more chamfers 51. These minimal contacts result in less resistance to the movement of the object and guide it through the passage.

[0022] Die Abschrägungen 51 können gerade sein (gezeigt), es sind aber auch gekrummte (konvexe oder konkave) Formen vorstellbar. Die Abschragungen können höchstens die peripheren 10 % des Durchmessers umfassen, 0 % bis maximal 10 % und minimal 90 % bis 100 % eines Durchmessers des Objekts. Andere vorstellbare Grenzen sind peripher höchstens 5 %, 2 %, 1 %. [0022] The bevels 51 can be straight (shown), but curved (convex or concave) shapes are also conceivable. The bevels can encompass at most the peripheral 10% of the diameter, 0% to a maximum of 10%, and a minimum of 90% to 100% of the diameter of the object. Other conceivable limits are peripheral at most 5%, 2%, and 1%.

[0023] In der Praxis ermöglichte die Vorrichtung einen Durchsatz von bis zu 60 Objekten pro Minute, d.h. bis zu 60 pro Minute, ohne dass sich vor der Vorrichtung eine Warteschlange bildete oder erhöhte Verklemmungsgefahr bestand. Der Durchsatz kann jedoch durchaus auf das Doppelte erhöht werden, insbesondere auf bis zu 125 Objekte pro Minute. [0023] In practice, the device enabled a throughput of up to 60 objects per minute, i.e., up to 60 per minute without causing a queue in front of the device or an increased risk of jamming. However, the throughput can easily be doubled, in particular up to 125 objects per minute.

[0024] Auch wenn die Erfahrung zeigt, dass etwa regelmässige kreiszylindrische säulenförmige Objekte 3 am besten geeignet sind, um von der Vorrichtung umgekehrt zu werden, ist es vorstellbar, dass auch andere Formen gehandhabt werden können: • Der Durchmesser der Objekte kann variieren. Man nimmt an, dass sich Hantel-Formen wie Säulen mit konstantem Durchmesser verhalten, da sich die grössten Durchmesser an den Enden der Objekte befinden und den Körper in dem Hohlraum des wendelförmigen Durchgangs 17 fuhren. Der Abschnitt des Hohlraumes kann jedoch an die tatsachliche Form der Objekte 3 angepasst werden. Es ist vorstellbar, dass zumindest an zwei Umfangen, vorzugsweise dem grössten Umfang, die Breite des Durchgangs 17 dem Durchmesser des Objekts 3 entspricht, um eine sichere Führung innerhalb des wendelförmigen Durchgangs zu erreichen und eine Verklemmung zu vermeiden. Beispielsweise kann ein flaschenförmiges Objekt 54 in Betracht gezogen werden (vgl. Fig. 8). • Andere Querschnitte als kreisförmige der Objekte 3 sind vorstellbar. Insbesondere ist ein Körper mit gleicher Dicke 55 denkbar (vgl. Fig. 9). Aufgrund seines winkelkonstanten Durchmessers verhalt er sich wie eine Walze (zylindrischer Zylinder), wenn er nicht an einer Welle befestigt ist. Sogar „verzerrte“ zylindrische Formen können in Betracht gezogen werden. Als ein normales Beispiel dafür können ein elliptischer Querschnitt 61 und ein teilweise elliptischer Querschnitt 63 in Betracht gezogen werden. Der Durchgang 17 ist an den minimalen Durchmesser des Querschnitts angepasst, wobei „minimaler Querschnitt“ auch als ein lokal minimaler Durchmesser enthalten sein kann. Wie fur den Körper aus Fig. 10 offensichtlich ist, ist die Dicke orthogonal zum lokal kleinsten Durchmesser 67, entsprechend der kurzen Halbachse 69 des elliptischen Querschnitts aus Fig. 9, kleiner als der Durchmesser 67. Offenbar muss der Eintrittsabschnitt 11 so gestaltet sein, dass die Objekte 5 rotatorisch so ausgerichtet sind, dass sie den wendelförmigen Durchgang 17 mit dem (lokal) minimalen Durchmesser in der Ebene des Querschnitts des wendelförmigen Durchgangs betreten, wie in Fig. 7 gezeigt. Es ist jedoch absehbar, dass solche Körper, da sie keine freien Drehungen um ihre Längsachse ausfuhren können, zum Verklemmen neigen, z. B. im Falle von Ablagerungen in dem wendelförmigen Durchgang 17. • Je nach der tatsachlichen Form der Objekte 3 können die Abschragungen 51 entfallen oder sogar durch Vertiefungen oder Aussparungen ersetzt werden, um eine reibungslose und verklemmungsfreie Bewegung der umgekehrten Objekte in dem wendelförmigen Durchgang zu erreichen. Insbesondere unregelmässig geformte (unebene, zerklüftete) Endränder können eine Aussparung anstelle einer Abschragung 51 vorteilhaft machen.[0024] Although experience shows that roughly regular, circular-cylindrical, columnar objects 3 are best suited to being inverted by the device, it is conceivable that other shapes can also be handled: • The diameter of the objects can vary. It is assumed that dumbbell shapes behave like columns with a constant diameter, since the largest diameters are located at the ends of the objects and guide the body into the cavity of the helical passage 17. However, the section of the cavity can be adapted to the actual shape of the objects 3. It is conceivable that at least on two circumferences, preferably the largest circumference, the width of the passage 17 corresponds to the diameter of the object 3 in order to achieve secure guidance within the helical passage and avoid jamming. For example, a bottle-shaped object 54 can be considered (see Fig. 8). • Cross-sections of the objects 3 other than circular are conceivable. In particular, a body with a constant thickness 55 is conceivable (see Fig. 9). Due to its constant-angle diameter, it behaves like a roller (cylindrical cylinder) when not attached to a shaft. Even "distorted" cylindrical shapes can be considered. A typical example of this is an elliptical cross-section 61 and a partially elliptical cross-section 63. The passage 17 is adapted to the minimum diameter of the cross-section, where "minimal cross-section" can also be included as a locally minimum diameter. As is obvious for the body from Fig. 10, the thickness orthogonal to the locally smallest diameter 67, corresponding to the short semi-axis 69 of the elliptical cross-section from Fig. 9, is smaller than the diameter 67. Obviously, the entry section 11 must be designed such that the objects 5 are rotationally aligned so that they enter the helical passage 17 with the (locally) minimum diameter in the plane of the cross-section of the helical passage, as shown in Fig. 7. However, it is foreseeable that such bodies, since they cannot perform free rotations about their longitudinal axis, tend to jam, e.g. in the case of deposits in the helical passage 17. • Depending on the actual shape of the objects 3, the bevels 51 can be omitted or even replaced by depressions or recesses in order to achieve smooth and jam-free movement of the inverted objects in the helical passage. In particular, irregularly shaped (uneven, jagged) end edges can make a recess instead of a bevel 51 advantageous.

[0025] Der Körper der Vorrichtung 1, insbesondere die Innenflächen, die mit dem Objekt 3 in Berührung kommen, sind aus einem Material gefertigt oder sind zumindest mit einem Material ausgekleidet, das eine geringe Reibung mit der Oberfläche des in Frage kommenden Objekts 3 aufweist, und sie mussen glatt sein. [0025] The body of the device 1, in particular the inner surfaces that come into contact with the object 3, are made of a material or are at least lined with a material that has low friction with the surface of the object 3 in question, and they must be smooth.

[0026] Brauchbare Materialien sind Metalle oder Polymermaterialien, z. B. PTFE (Polytetrafluorethylen) oder ein Polyamid. Der Körper der Vorrichtung, insbesondere der wendelförmige Durchgang und der Eintritts- und Austrittsabschnitt 11, 22 mit den führenden, geneigten und gebogenen Flachen 15, 25, kann vorzugsweise durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt werden, es wird jedoch auch die Anwendung subtraktiver Verfahren für möglich gehalten. [0026] Suitable materials are metals or polymer materials, e.g., PTFE (polytetrafluoroethylene) or a polyamide. The body of the device, in particular the helical passage and the inlet and outlet sections 11, 22 with the guiding, inclined, and curved surfaces 15, 25, can preferably be manufactured by an additive manufacturing process, but the use of subtractive processes is also considered possible.

[0027] Der Körper der Vorrichtung kann im Wesentlichen aus zwei Hälften bestehen, die zumindest hinsichtlich der Innenflächen, die mit den umzukehrenden säulenförmigen Körpern in Kontakt stehen, punktsymmetrisch geformt sind. Die beiden Halften können an einer Fläche, die der Schnittebene IV-IV entspricht, aneinander befestigt sein. Diese zweiteilige Ausgestaltung ermöglicht sogar einen einfachen Zugang zum Innenraum, indem die eine Körperhälfte von der anderen losgelöst wird. Die Hälften können durch Schrauben aneinander befestigt werden. [0027] The body of the device can essentially consist of two halves, which are point-symmetrically shaped at least with respect to the inner surfaces in contact with the columnar bodies to be inverted. The two halves can be attached to each other at a surface corresponding to the section plane IV-IV. This two-part design even allows easy access to the interior by detaching one half of the body from the other. The halves can be attached to each other by screws.

[0028] Gemäss der beispielhaften Ausfuhrungsform ist der spiralförmige Durchgang (oder Bahn) so ausgestaltet, dass sich das Objekt um seinen Mittelpunkt oder allgemeiner um seinen Mittelpunkt des Trägheitsmoments dreht. Letzteres erfordert eine Anpassung an die Massenverteilung des umzukehrenden Objekts. Daher ist der Querschnitt des spiralförmigen Durchgangs in Bezug auf die Mittelachse der spiralförmigen Bewegung des Objekts bei der Umkehrung ausgerichtet, d. h. die Mittelachse der wendelförmigen Bahn ist mit einer Genauigkeit von höchstens 20 % einer Abmessung des Querschnitts, besser höchstens 15 %, 10 % oder höchstens 5 %, auf den Schwerpunkt des Querschnitts des wendelförmigen Durchgangs oder alternativ auf den Mittelpunkt des Trägheitsmoments der mutmasslich umzukehrenden Objekte ausgerichtet, fur die der Durchgang ausgelegt ist. Dadurch werden die Kräfte quer zur Drehachse der Umkehrbewegung reduziert, so dass die Fuhrungsteile des spiralförmigen Durchgangs weniger verschleissanfallig sind und die Umkehrung schnell ausgeführt wird. [0028] According to the exemplary embodiment, the spiral passage (or track) is designed so that the object rotates around its center point, or more generally around its center of inertia. The latter requires adaptation to the mass distribution of the object to be reversed. Therefore, the cross-section of the spiral passage is aligned with respect to the central axis of the object's spiral movement during reversal, i.e., the central axis of the spiral track is aligned with an accuracy of at most 20% of a dimension of the cross-section, better at most 15%, 10%, or at most 5%, to the center of gravity of the cross-section of the spiral passage or, alternatively, to the center of inertia of the objects to be reversed, for which the passage is designed. This reduces the forces transverse to the axis of rotation of the reversal movement, so that the guide parts of the spiral passage are less susceptible to wear and the reversal is carried out quickly.

[0029] Aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform einschliesslich der Varianten kann der Fachmann noch weitere Varianten und Modifikationen ableiten, ohne den Schutzbereich der Erfindung, der durch die Ansprüche definiert ist, zu verlassen. Insbesondere eines oder mehrere der folgenden ist vorstellbar: • Zumindest der wendelförmige Durchgang ist mit einem Trockenschmiermittel ausgekleidet, z. B. Graphit oder Talkum. • Zumindest der wendelförmige Durchgang ist mit einer Zufuhr von flussigem Schmiermittel versehen. • Ein Fluid-Strom, vorzugsweise ein Luftstrom, wird in dem wendelförmigen Durchgang (17) erzeugt, um die säulenförmigen Objekte durchzuschieben. Das Fluid (Luft) kann etwa am Eingang des wendelförmigen Durchgangs eingespeist werden oder etwa an dessen Ausgang abgesaugt werden, oder beides. • Die säulenförmigen Objekte können mit einer Art Schmiermittel versehen sein, damit sie schnell durch die länglichen Fördervorrichtungen gelangen. • Die Teile der Vorrichtung, oder zumindest eines davon, werden zur leichteren Wartung durch Magnete an dem oder den anderen Teilen gehalten.[0029] From the description of a preferred embodiment, including the variants, the person skilled in the art can derive further variants and modifications without departing from the scope of the invention, which is defined by the claims. In particular, one or more of the following is conceivable: • At least the helical passage is lined with a dry lubricant, e.g. graphite or talc. • At least the helical passage is provided with a supply of liquid lubricant. • A fluid flow, preferably an air flow, is generated in the helical passage (17) to push the columnar objects through. The fluid (air) can be fed in at the inlet of the helical passage or sucked out at its outlet, or both. • The columnar objects can be provided with some kind of lubricant so that they pass quickly through the elongated conveyor devices. • The parts of the device, or at least one of them, are held to the other part or parts by magnets for easier maintenance.

Claims

1. A device (1) for inverting a columnar object (3, 54), wherein the columnar object extends along a longitudinal axis and the device comprises a passage for the columnar object, characterized in that the following sections are present in the device through which the columnar object can pass: • an entry section (11) in which the columnar object is movable generally in the direction of the longitudinal axis; • a reversing section comprising a helical passage (17) of substantially helical shape wound along a helical line around a screw axis (19), wherein a cross-section of the helical passage orthogonal to the screw axis (19) has a width extending radially from the screw axis (19) of the helical passage and a height orthogonal thereto, such that the columnar object is linearly movable through the helical passage in a first direction orthogonal to its longitudinal axis by rotating about the screw axis (19); • an exit section (22) in which the columnar object is generally movable in the direction of the longitudinal axis.

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that at least one of a lower and an upper peripheral edge of the helical passage (17) is bevelled (51), rounded, shaped as recesses or a mixture thereof in adaptation to the objects to be reversed.

3. Device (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the passage is lined with a low-friction material, preferably a dry lubricant or a polymer material, more preferably one of PTFE (polytetrafluoroethylene), polyamide, fiber-reinforced PTFE, fiber-reinforced polyamide.

4. Device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the helical passage (17) comprises a turn of 170° to 190°, preferably 175° to 185°, more preferably 178° to 182° and most preferably about 180°, optionally supplemented by at least one full turn corresponding to 360°.

5. Device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the quotient width (49):height (47) of the cross-section of the helical passage (17) is at least 1.5, preferably at least 2.

6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cross section of the helical passage (17) is aligned radially to the screw axis of the helical passage (17) such that the alignment takes place either with respect to the geometric center of mass or with respect to the center of the moment of inertia of a columnar object that can be arranged in the helical passage, so that translational forces on the columnar objects transverse to the screw axis are reduced by the rotation, the alignment being at most 20% of a dimension transverse to the screw axis, preferably at most 15%, 10% or with increasing preference at most 5% thereof.

7. Device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a relative pitch of the helical passage, measured as the quotient of the length of the screw axis for a full turn of 360° and the height of the cross section of the passage, is at least 5, more preferably at least 6 and even more preferably at least 8.

8. Device (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device, preferably the arrangement of the inner surfaces of the inlet section (11), the reversing section and the outlet section (22), which are designed to guide a column-shaped object, is substantially point-symmetrical.

9. Device (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least the inlet section (11) comprises, towards its bottom and substantially diametrically opposite the helical passage (17), an inclined surface (15, 25) arranged to impart an angular momentum to a columnar body moving into the inlet section.

10. Device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the helical passage (17) has at least one of the following properties, preferably both: A) substantially cylindrical helix; B) substantially constant pitch.

11. Device (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the screw axis penetrates the helical passage (17) between 25% and 75% of its radial extent, preferably at 33% to 67% of its radial extent, more preferably at 40% to 60% of its radial extent and most preferably approximately in the middle.

12. Device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the longitudinal axis of at least one of the inlet section (11) and the outlet section (22), preferably both, is arranged at an angle of 80° to 100°, preferably 85° to 95°, more preferably 88° to 92° and most preferably about 90° relative to the screw axis of the helical passage (17).

13. Arrangement for handling columnar objects (3), comprising a device (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the screw axis of the helical passage (17) is arranged at an angle of 30° to 60°, preferably 40° to 50°, and most preferably about 45° relative to gravity, so that the columnar objects move quickly through the passage (17).

14. A method for inverting a columnar object (3) with a device according to any one of claims 1-12, having a longitudinal axis orthogonal to its cross-section, characterized in that the columnar objects (3) are moved in the direction of the longitudinal axis over a surface (15, 25) inclined with respect to the longitudinal axis, so that the movement along the longitudinal direction is converted into a rotational movement, and are pushed into a helical passage (17), and that on leaving the helical passage the columnar objects impinge on a further inclined surface (15, 25) which is arranged so as to convert the rotation into a linear movement along the longitudinal axis.