CN105307960B - 具有磁驱动的用于运输容器的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于运输容器的设备(1)，具有圆周形运输路径(2)以及至少一个运输元件(4)，运输元件被配置成以便可相对所述圆周形运输路径移动，其中所述运输元件(4)可至少部分地通过磁力进行驱动，其中运输路径具有多个磁体元件(22、24)，在运输元件(4)上还布置有至少一个可磁化元件，并且其中运输元件相对于运输路径的移动可通过激励运输路径的磁体元件(22、24)而实现。根据本发明，电动操作的工作元件(6)被配置在运输元件(4)上，该工作元件可被感应地供应电能。

Description

具有磁驱动的用于运输容器的设备

本发明涉及一种用于运输容器的设备和方法。此类设备和方法已从现有技术中被熟知很长时间，用于例如在生产过程中从第一处理站例如吹塑机运输容器到又一处理站例如灌装机。通常这涉及到星形轮或类似物，多个用于保持容器的保持元件被设置在该星形轮上，由此将这些容器沿着预定的运输路径进行运输。此外还已知链式传送机，其将用于保持容器的所述保持元件置于链上。这些运输设备的缺点是单个保持元件之间的间距是固定的且不能改变。此外，这些装置还不允许单个保持元件的可变运输速率。

现有技术中已知的运输装置，其中直线电机的原理被用于移动所述运输元件。这些装置通常具有多个以静态方式布置的电磁体以及相对于它可移动的运输元件，运输元件也可以具有磁性装置，例如永磁体。但是使用这种设备带来的问题是运输元件完全是无源元件，它们不能在容器上执行任何处理操作。然而，通常希望在各个容器运输过程中执行特定的处理操作，例如消毒操作、应用操作、检验操作甚至仅仅是打开和关闭保持元件以允许转移到另一运输装置。但是，目前已证明这是困难的，这是由于借助磁力还会产生运动或对运动的驱动且难以对用于布置在传输元件上的这些驱动器施加合适的能量传输。

因此本发明提供一种用于运输容器的运输设备，其基于磁力并且还提供将电动操作的工作元件布置在这些运输元件上的可能性。根据本发明这通过如独立权利要求所述的设备和方法来实现。有益实施例和进一步的部署构成了从属权利要求的主题。

根据本发明的用于运输容器的设备具有圆周甚至非圆周形运输路径，以及设置成以便相对该运输路径可移动的至少一个运输元件。可至少部分地藉由磁力驱动该运输元件。而且，该运输路径具有多个磁体元件，且在运输元件上布置至少一个可磁化的元件。而且，运输元件相对运输路径的运动可通过激励（运输路径和/或运输元件的）磁体元件来实现。在一个优选实施例中，该运输路径可以是圆周形运输路径。

根据本发明，在运输元件上布置有能够被感应地提供电能的电动操作的工作元件（在此也被称为电动操作的驱动装置）。因此提供能够通过磁力相对运输路径而移动的一个运输元件并且特别是多个运输元件，其中优选地也能被感应地提供电能的所述驱动装置或工作元件设置在所述运输元件的至少一个上。

例如，所述工作元件或所述驱动装置可以是致动器，其例如致动该保持元件以便由此触发容器的保持或释放。举例来说，所述保持元件可设置为有源和无源保持元件两种，也就是说容器的释放或保持也可主动发生，例如通过磁力。电驱动装置被理解为是从一组工作元件或多个驱动装置中选出的驱动装置，其包括电机特别是旋转或直线电机、磁体元件或类似物。优选地，产生运输元件相对于运输路径移动的能量是以非接触方式传输的。用于驱动装置的能量也有益地是以非接触方式传输的。

有益的是至少一个运输元件以这种方式进行设计：它能够在其相对于运输路径行进时，对运输设备的上游的容器处理装置与运输设备的下游的处理装置之间的传输速率差进行补偿。

在又一有益实施例中，该设备具有多个相对于运输路径移动的运输元件，运输元件相对于该运输路径的移动彼此之间是独立可控制的。这样，例如，能够以高度独立的方式设置不同的间距。

在又一有益实施例中，运输路径具有至少一个缓冲区段，至少一个运输元件中的至少一个能够进入其中以便改变运输路径上运输元件的密度。

在又一有益实施例中，运输路径被配置成磁悬浮铁路的磁悬浮轨道。然而，也可想象出的是单个运输元件通过滚轴沿着运输路径滑动。

在又一有益实施例中，至少一个运输元件以完全磁性或者部分磁性且部分机械的方式安装至运输路径上。

在又一有益实施例中，运输路径可具有任何几何形状。例如，在每个运输元件运载容器的区域上，运输路径可具有基本上直线形轮廓，但可选地也可具有曲线轮廓。

在又一有益实施例中，该设备具有旋转装置，其将容器通过相对它们的垂直轴以预定旋转角度进行旋转。这种情况下，驱动装置可以是引起所述旋转的旋转驱动器。在又一有益实施例中，沿着该运输路径布置用作处理运输元件所运输的容器的至少一个处理装置。可能以彼此串行或并行布置几个这种处理装置。例如，可能的是，多个相同的处理元件也就是说每个执行相同处理步骤的处理元件被并行布置或一个接一个布置。然而，也可能执行不同处理步骤的多个处理元件被布置在该运输路径上。

在又一有益实施例中，运输元件通过滚轴元件特别是通过滚轴被安装在运输路径上。

在又一有益实施例中，运输元件每个具有用作实现移动的磁体元件，其中这些磁体元件优选地是永磁体。有益地，提供用于向驱动装置提供能量的其他磁体元件。有益地，布置在运输元件上的用于将运输元件整体移动的磁体元件以及用作供应驱动装置的磁体元件（布置在运输元件上）相对彼此偏位，尤其是在运输元件的运输方向上相对彼此而偏位。优选地，这种用作为驱动设备供电的运输元件的磁体元件被布置在运输元件的移动方向上的所述永久磁体（用作产生该移动）的上游。

在又一有益实施例中，运输元件具有能量存储装置用于向驱动装置供应电能。这些能量存储装置也可由以上描述的感应装置充电。此外，还可提供电压平稳装置来平滑输出到驱动装置的供电电压。也可提供用于对感应地供应电压进行整流的整流装置。

在又一有益实施例中，在运输装置上提供至少一个（电）线圈元件，线圈元件用于向驱动装置提供电能。通过线圈，可由运输路径上所布置的磁体产生或引发电流，该电流依次被提供到驱动装置。这可参考附图更详细地进行解释。线圈元件可围绕磁芯缠绕。优选地，磁芯的末端指向运输路径或其电磁体。线圈元件优选地导电地连接到驱动装置。

在又一有益实施例中，运输路径的至少一些磁体元件是电磁体。通过适当激励这些电磁体，一方面可实现运输元件相对于运输路径的移动，另一方面也可通过适当的激励而感应地向驱动装置供应电能。

在又一有益实施例中，因此，运输路径的所述磁体元件还用于向驱动装置供电。有益地，凭借适当的激励，至少一个磁体元件适宜于同时用于实现运输元件整体移动以及用于为驱动装置供电。但是，例如也可能在运输路径上布置两条平行磁路径，其中路径之一用于产生移动，另一个路径用作为驱动装置供电。

在又一有益实施例中，该设备具有控制装置，它为磁体元件提供产生移动的电压，和/或向磁体元件供应激励电压，通过该产生移动的电压引起运输元件的移动，所述激励电压为驱动装置提供电能。有益地，这两个电压都是交流电压。这样，可能一方面控制运输元件相对于运输路径的速率，另一方面控制驱动装置的激活或激励。

在又一有益实施例中，激励电压比产生移动的电压具有更高频率。在产生移动的电压的情况下，例如，可能的是各个磁体以预定的次序被磁化，由此将运输元件通过磁力向前牵引。用于操作运输元件上的至少一个工作元件的电压相比而言具有更高频率，以便以此方式不干扰运输元件的移动。

在又一有益实施例中，运输路径具有多个线圈元件用于为磁体元件供电。可能的是，在每一个由一个接一个布置的两个电磁端被一个线圈进行供电的情形下，根据线圈内电流的方向，这两个区域中的一个成为磁正极，另一个成为磁负极。

本发明还提出一种用于运输容器的方法，其中由多个运输元件将容器沿着运输路径移动，该运输路径优选地但不必须是圆周形，其中运输路径具有多个磁体元件，运输元件沿着运输路径的移动通过磁力产生。在运输元件上还布置有至少一个可磁化元件，该可磁化元件用作运输元件沿着运输路径的移动。

根据本发明，在至少一个运输元件上布置有可由电能操作的驱动装置，该驱动装置也被感应地提供电能。

容器优选地是塑料容器，特别是塑料瓶或塑料预制件。有益地，容器从以第一预定方式处理容器的第一处理装置被运输到以第二预定方式处理容器的第二处理设备。

有益地，向运输路径的磁体元件提供产生移动的电压以及激励电压，通过该产生移动的电压引起运输元件的移动，该激活电压向驱动装置提供电能。优选地，相应电压的供应至少有时候同时发生。但是，也可能对驱动装置的供电不是持续产生的，而是例如仅仅在特定路径区段上产生。例如，可能的是，在每个运输元件上提供例如电池或电容器等能量存储装置，这些能量存储装置例如在运输元件上没有放置容器的区域上进行充电。

在又一有益方法中，引起运输元件移动的第一磁场在关于运输元件的第一预定区域内传输，为驱动设备提供电能的第二磁场在关于运输元件的第二区域中传输。这两个区域有益地相对彼此偏位。有益地，所述第二区域在运输元件的运输方向上相对于传输路径位于第一区域的上游。

但是，也可能两个磁场在相同区域内传输，尤其是通过相同磁体元件传输。例如，一方面相应运输元件的移动可以通过磁体元件来实现，但同时应用到这些磁体元件的电压可使用用于为电驱动装置供电的又一电压进行调制。

有益地，运输元件通过轨道体相对于运输路径进行移动。

在又一有益方法中，运输元件在一个平面内移动，尤其优选地是在水平平面内移动。

在又一有益实施例中，运输元件至少在某些区段上沿着具有有限曲率的运输路径移动。有益地，运输元件还沿着运输路径以不同曲率方向移动，也就是说以不同符号的曲率半径移动。

有益地，至少一个运输元件的移动至少与另一运输元件的移动独立受控制。这意味着例如一个特定运输元件的相对速率关于另一运输元件的相对速率在运输元件相对于运输路径的运输过程中可以变化。

有益地，两个连续的运输元件之间的间距在沿着运输路径的运输过程中至少暂时地变化。

进一步的优点和实施例将从所附附图中变得显而易见，其中：

图1示出了用于处理容器的设施，具有根据本发明的设备；以及

图2示出了根据本发明的设备的详细示图。

图1示出了用于处理容器的系统。这一设施具有第一处理机10，它以预定的方式处理容器。该设施还具有第二处理机20，它被配置在容器运输方向上在第一处理机的下游，且它以第二预定的方式处理容器。例如，第一设备可以是将塑料预制件加热的烘箱，第二处理设备可以是将（已加热的）塑料预制件转换成塑料容器的转换装置。然而，也可想象为其他设施和/或机器的组合，例如转换装置及在其下游所布置的灌装装置，灌装装置及其下游所布置的加盖装置，或类似物。

位于这两个设备10,20之间的是根据本发明的用于运输塑料容器的设备1。所述设备1具有以静态模式配置的运输路径2，多个运输元件4相对该运输路径移动。然而，此处仅仅详细示出了三个这种运输元件。单个运输元件可由此沿着运输路径2移动，在此所述路径是闭合的运输路径。这一运输路径具有载体，单个运输元件可相对运输路径移动。

然而本发明允许对单个运输元件的移动进行独立控制。例如，两个相邻运输元件之间的间距可很大程度上随意增加和减少。运输元件还可彼此独立地更快或更慢移动。

根据本发明的步骤还提供了运输路径还可适应于下游设备的配置的优点，这种情况下尤其是适应于圆形运输路径，其形成了第一处理设备10和第二处理设备20的区域。单个运输元件此处具有载体46和在其上面设置的用于保持塑料容器（未示出）的保持元件48。操作过程中，可能的是例如塑料预制件由第一设备10接受用于处理塑料容器，然后被相当快速地带入到第二设备的区域内，在此它们得以适应于第二处理设备20的速度运输。

图2示出了根据本发明的设备1的详细示图。再次示出了运输路径2。此处所述运输路径2具有多个磁体元件22、24。每个所述磁体元件被串行连接，每个具有磁芯，线圈26、28分别缠绕磁芯。通过对线圈的适当激励，磁体元件22、24可按需要被激励。

整体被表示为4的运输元件4可相对于（静态）运输路径2以可移动方式运动。为此，此处提供滚轴42，运输元件通过该滚轴可相对运输路径2滚动。

然而也可能将运输元件4设计成磁悬浮铁路的方式。通过对连续的磁体元件22、24的适当激励，运输元件4可例如在图中从左到右的方向上（箭头P1）移动。出于这一目的，在运输元件4上还布置有可磁化元件，在此特别是永磁体44、46。这些可磁化元件优选地具有交替极性。在图2所示的情形中，运输元件通过磁体元件22、24的适当磁化被持续推向右边。

此外在运输元件4上布置有驱动装置6。所述驱动装置在此仅仅图解性地示出，特别地，它可以是任意类型的电驱动器，尤其是电机、电磁体或类似物。

优选地，这一驱动装置可对要运输的容器执行工作操作。

此外，运输元件2进一步具有线圈配置64以及铁芯62。藉由这一配置，可通过交流磁场向驱动装置6提供电流和/或电压。优选地，以无接触方式向驱动装置6提供电压。出于这一目的，向磁体元件24的线圈28提供（高频）交流电压，该交流电压产生相应的交流磁场。通过交流磁场，可向驱动装置6提供电流。

参考标记50表示激励单个磁体元件的控制装置。需指出单个磁体元件22和24可根据它们的位置同时用于移动运输元件4以及向驱动装置6提供电流。因此例如如果运输元件4已从图2所示的情形开始移动到另一个位置，磁体元件24引起该运输元件的移动或向前拉动，而且与该磁体元件24的右边相邻的磁体元件34进一步向驱动装置6提供电压。这意味着在操作过程中，应用到磁体元件22、24以为驱动装置供电的交流电场应用也换言之以与运输元件4相对于运输路径2移动的速率相同的速率移动。

优选地，因此当前负责向驱动装置6供电的磁体元件与当前负责移动运输元件4的磁体元件之间的距离是恒定的。

换言之，控制装置以这种方式配置以使用于磁体元件的交流场或交流电的相应传输以与磁化波相同的速率前进，该磁化波轮流负责移动运输元件4。

如所提及的，然而在给定时间点上，同样的磁体元件也可用于同时整个生成运输元件以及向驱动装置6供电。

然而，可能提供磁体元件专用于运输元件4的移动，例如与它平行配置的磁体元件专用于负责向驱动装置6提供电流。这种情况下，同样地可以想象出这两个磁体元件的激发和激励在每种情况下都以相同的速率，特别是以与运输元件相对于运输路径2的速率进行。

优选地，因此，线圈装置64可与传输路径的线圈装置形成匹配，其以与变压器相同的原理所构成。除了用于移动运输元件的实际磁场之外，以上提到的第二磁场可借助两极移动。所述第二磁场以更高频率改变方向，因此产生了相对于线圈装置64的交替磁场。

优选地，第二磁场可按需打开或关闭，这是由于将该配置设计为直线电机。如上所提及的，该感应电压可用于转换例如电磁或电汽缸，因此在任意位置或对于任何时间长度可执行例如举例来说夹合、旋转或位移的行为。

优选地，转换过程或对驱动装置的供电在控制装置中表示被配置成与第一驱动器相距固定距离的第二移动装置，该第一驱动器负责运输元件的移动。这种情况下，可以为驱动装置供电而提供更高频率变化的磁场而提供控制软件。

此外，该设备也可具有触发装置，它在运输元件相对于运输路径的预定位置上打开或关闭向驱动装置的供电。例如，在运输元件和/或运输路径上可配置有检测运输元件4的位置的光屏障装置。优选地，可根据由此检测的运输元件4相对于运输路径的位置来控制驱动装置。

然而，也可想象到的是，运输元件相对于运输路径的位置通过运输路径和/或根据此处所感应的电流来确定。

例如，布置在运输元件4上用于夹持容器的夹持装置可以这种方式激励，使它在该容器的预定位置上夹持容器和/或在运输元件相对于运输路径的另一个预定位置上释放该容器上的夹爪。

这种情况下，可能例如驱动装置控制命令的命令也随着为驱动装置供电的供应能量一起传输到驱动装置（例如通过适当的信号调制）。

进一步地，可能将多个驱动装置布置在至少一个运输元件（4）上。这种情况下，可能这些驱动元件彼此独立地控制和/或提供能量。该能量在每种情况下可用以上提到的方式进行传输，即感应地。

进一步地，可能将用于控制驱动装置的处理装置或控制装置布置在运输元件上。而且也可能该设备具有检测装置用于检测驱动装置的驱动元件的位置。

申请人保留对申请文件中所公开的对本申请至关重要的所有特征在它们单独或组合相对现有技术是新颖的范围内请求保护的权利。

参考标记列表

1 根据本发明的设备

2 运输路径

4 运输元件

6 驱动装置

10 第一处理机

20 第二处理机

22, 24, 34 多个磁体元件

26, 28 线圈

42 载体

44, 46 永磁体

48 保持元件

50 控制装置

62 铁芯

64 线圈配置

Claims (8)

1.一种用于运输容器的设备（1），具有运输路径（2）以及至少一个运输元件（4），运输元件被布置成以便可相对与所述运输路径移动，其中所述运输元件（4）可至少部分地通过磁力进行驱动，其中所述运输路径具有多个磁体元件（22、24），在运输元件（4）上还布置有至少一个可磁化元件，并且其中运输元件相对于运输路径的移动可通过激励运输路径的磁体元件（22、24）而实现，其特征在于：

电动操作的工作元件（6）被布置在运输元件（4）上，该工作元件可被感应地提供电能，其中，各运输元件（4）的移动为独立控制，以使得相邻运输元件（4）之间的间距增加或减少；

容器为瓶子或用于瓶子的塑料预制件，并且提供了用于保持容器的主动控制的保持元件（48）；

运输元件（4）上设有能量存储装置，其中，所述能量存储装置为电池或电容器，所述电池或电容器给工作元件（6）提供电能且被感应地充电，其中对工作元件（6）的供电不是持续产生的；

运输路径（2）的磁体元件（22、24）还用于向工作元件（6）供电，且工作元件（6）是致动保持元件（48）以触发容器的保持或释放的致动器，且工作元件（6）对要运输的容器执行工作操作，引起运输元件（4）的移动的第一磁场在相对于运输元件（4）的第一预定区域内传输，向工作元件（6）供应电能的第二磁场在相对于运输元件（4）的第二区域内传输，这两个区域相对于彼此偏位，且第二磁场能够按需打开或关闭。

2.如权利要求1所述的设备（1），其特征在于：

在运输元件（4）上提供至少一个线圈元件（64），该线圈元件用于向工作元件（6）提供电能。

3.如权利要求1或2所述的设备（1），其特征在于：

运输路径（2）的磁体元件（22、24）中的至少一些是电磁体（22、24）。

4.如权利要求1所述的设备（1），其特征在于：

设备（1）具有控制装置（50），所述控制装置向磁体元件（22、24）提供用以产生移动的电压，通过所述产生移动的电压引起运输元件（4）的移动，和/或所述控制装置向磁体元件（22、24）提供激励电压，该激励电压向工作元件（6）供应电能。

5.如权利要求4所述的设备（1），其特征在于，所述激励电压具有比产生移动的电压更高的频率。

6.如权利要求1所述的设备（1），其特征在于，运输路径（2）具有多个线圈元件（26、28）用于供应磁体元件（22、24）。

7.一种用于运输容器的方法，其中通过多个运输元件（4）将容器沿着运输路径（2）移动，其中运输路径（2）具有多个磁体元件（22、24），且其中运输元件（4）沿着运输路径（2）的移动是通过磁力产生的，其中在运输元件（2）上还布置有至少一个可磁化元件（44、46），该可磁化元件用于运输元件（4）沿着运输路径（2）的移动，其特征在于：

在至少一个运输元件（4）上布置可由电能操作的至少一个工作元件（6），并且所述至少一个工作元件（6）也被感应地供应电能，其中，各运输元件（4）的移动为独立控制，以使得相邻运输元件（4）之间的间距增加或减少；

容器为瓶子或用于瓶子的塑料预制件，并且提供了用于保持容器的主动控制的保持元件（48）；

运输元件（4）上设有能量存储装置，其中，所述能量存储装置为电池或电容器，所述电池或电容器给工作元件（6）提供电能且被感应地充电，其中对工作元件（6）的供电不是持续产生的；

运输路径（2）的磁体元件（22、24）还用于向工作元件（6）供电，且工作元件（6）是致动保持元件（48）以触发容器的保持或释放的致动器，且工作元件（6）对要运输的容器执行工作操作，引起运输元件（4）的移动的第一磁场在相对于运输元件（4）的第一预定区域内传输，向工作元件（6）供应电能的第二磁场在相对于运输元件（4）的第二区域内传输，这两个区域相对于彼此偏位，且第二磁场能够按需打开或关闭。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

向磁体元件（22、24）提供产生移动的电压以及激励电压，通过所述产生移动的电压引起运输元件（4）的移动，所述激励电压为工作元件（6）供应电能。

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