CN108349615A - 用于导出带有非旋转对称的站立面的物体的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于导出分别带有轴对称的站立面(18)的物体(16)的装置和相应方法，轴对称的站立面具有带有五重轴对称性的规则多边形形状，装置包括定向机构(12)、导出机构(14)和运输机构(10)，在运输机构上物体一排地并且彼此间隔开地从定向机构输送到导出机构。至少一个栏杆(22)在运输机构的一侧上至少在定向机构的区域中设置。定向机构如下实施，使得将物体挤压到栏杆上并且在此将物体如下定向使得轴对称的站立面的一个对称轴在运输平面中垂直于栏杆延伸，并且物体此后在所述定向中输送给导出机构，并且导出机构如下定向，使得物体的站立面的角之一沿物体被导出的方向指向。

Description

用于导出带有非旋转对称的站立面的物体的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于导出带有轴对称的站立面的物体如容器、捆扎件、包装件的装置，所述物体在运输机构上被输送。
背景技术
这种导出装置例如被用于分拣有缺陷的饮料瓶或其它空的或已经被填充的食品容器或包装。运输机构在此可以是运输带、环链输送器或类似物。在导出过程中，物体通常从第一运输机构移位到第二平行伸延的运输机构上。典型的导出装置能够甚至在直到90000瓶每小时的瓶通过量的情况下运行。然而在如此高的速度的情况下，小的不规则性已经会导致物体的侧倾并且由此显著限制设备的生产能力。
在传统的导出装置中，待导出物体通过尽可能小的横向冲击被推移到相邻的平行行进的运输机上。横向冲击在此保持尽可能小，以便使物体的翻倒危险最小化。
为了使所需的横向冲击保持尽可能小，可以对导出元件进行单独控制，从而横向冲击能够根据待导出物体的状态来调整。为此例如能够确定待导出物体的物体参数如重量或重心。导出元件能够此后基于所述参数被针对性地操控。
在物体带有旋转对称的站立面的情况下，如在典型使用的柱形的玻璃或多次性PET饮料瓶的情况下，能够由此在很大程度上避免物体在导出时发生侧倾。
然而在典型使用的柱形的一次性PET饮料瓶的情况下已表明，尽管针对待导出物体的在上面提及的物体参数来优化导出装置的操控，仍然相对频繁地导致待导出物体的侧倾。这尤其当物体应该从一个运输机构被导出到另一个运输机构上时是这样的情况，并且此外尤其当物体在导出时必须克服高度差时也是这样的情况。
发明内容
因此，本发明的任务是，进一步改善导出方法并且进一步减小待导出物体、尤其在带有非旋转对称的站立面的待导出物体的情况下的翻倒危险。
所述任务在开头提及类型的装置的情况下通过权利要求1的特征来解决以及通过带有权利要求13特征的方法来解决。
用于导出分别带有轴对称的站立面的物体的装置(其中，所述轴对称的站立面具有带有三、五或七重轴对称性的规则的多边形形状)包括定向机构和导出机构以及运输机构，在所述运输机构上物体一排地并且彼此间隔开地从定向机构输送到导出机构。至少一个栏杆在运输机构的一侧上确切来说至少在定向机构的区域中设置。所述定向机构如下实施，使得物体被挤压到栏杆上、此后在栏杆上滚动并且在此将物体定向为使得物体的站立面的一个对称轴在运输平面中垂直于栏杆延伸。物体此后在所述定向中输送给导出机构。导出机构在此如下定向，使得物体的站立面的角之一沿物体被导出的方向指向。
在一种实施方式中，物体的站立面由闭合的支承面构成。闭合的支承面例如能够具有带有三、五或七个角的规则的多边形或星形形状。在一种优选的实施方式中，站立面由各个的、彼此间隔开的支承面构成。在这种情况中，轴对称的站立面于是能够被理解为由各个支承面形成的整个面，支承面于是相应布置在规则的三、五或七角形的角上。优选地，待导出物体具有以规则的三角形、五角形或七角形形状的站立面。优选地，待导出物体具有以规则的五角形形状的站立面。优选地，以规则的五角形形状的站立面由五个单个的支承面构成。
在本发明的意义中的物体在此可以是容器如玻璃瓶、塑料瓶、运货箱、盒子、捆扎件或其它包装件。这些术语在本说明书中在很大程度上同义地使用。多次性容器典型地具有旋转对称的站立面。一次性容器反之通常具有非旋转对称的站立面。尤其流行制造带有由五个单个的支承面构成的站立面的一次性PET容器。这些支承面在此轴对称地布置在规则的五角形的角点处。本发明还适用于在导出带有规则的三角形或七角形的站立面的物体中得以应用。
尤其是，饮料容器通常无关于其站立面的几何结构地具有基本上柱对称的形状。多次性饮料容器典型地在其整个高度上具有柱对称的形状。所述多次性饮料容器具有带有旋转对称的站立面的柱对称主体。一次性饮料容器与此相对地通常具有带有非旋转对称的站立面的柱对称主体。在此典型地，容器的横截面在底部区域之内从轴对称的站立面过渡到基本上旋转对称的横截面中。所述底部区域通常以直到几厘米来延伸并且在此具有相应于站立面几何结构的几何结构。
根据本发明的侧向栏杆如下实施，使得所述栏杆与物体的轴对称底部区域配合作用。如果物体具有横截面相应于站立面几何结构的另外的区段，则栏杆还能够与所述另外的区段之一配合作用。一般来说，在本说明书中，物体的与栏杆为了物体定向目的而配合作用的周缘区段被称为“轴对称的周缘区段”。
在本发明中，当以每个任意的角度围绕一点的转动将面或横截面反映成自身时，所述面或横截面被称为“旋转对称”。
在本发明中，当面或横截面关于其对称轴通过轴镜像被反映成自身时，所述面或横截面被称为“轴对称”。面或横截面也可以具有多个对称轴。在本发明中被称为“轴对称”的面还可以是如下面，所述面通过以一定角度围绕一点的转动将所述面反映成自身。但在本发明中，术语“轴对称”应该明确不包括旋转对称的面。
在导出带有轴对称的但恰好非旋转对称的站立面的物体时已表明：导出效果也显著取决于站立面的定向。在此令人意想不到地显示，当物体沿如下定向被导出，在所述定向时，站立面的角之一正好沿导出应该沿的指向而指向，最少发生侧倾。在该定向中，导出于是沿着站立面的对称轴进行。
一排地并且彼此间隔开地运输的物体通常在带有设置在两侧的栏杆的运输机上进行输送。物体交替地与这两个栏杆之一达到接触。通过与栏杆的摩擦使得物体因此一会儿沿着并且一会儿逆着顺时针方向旋转，从而物体的定向持续变化。如果想要实现使物体受控地转动，则必须确保实现使物体仅在一个栏杆上滚动。
根据本发明的一种实施方式，如下的栏杆相对于运输机构的原有运输方向成锐角地布置，即，物体应该在该栏杆上在定向机构的区域中滚动。由运输机构输送的物体由于在其站立面与运输机构之间的静摩擦而轻微地被挤压到倾斜布置的栏杆上并且在该栏杆上滚动。栏杆布置的角度越大，则物体挤靠栏杆的压紧力越大。原则上，角度在此能够任意选取并且能够相应于运输任务地进行匹配。然而被证实为特别有利的是，低于5°的角度以及进一步优选地在1°与3°之间的角度已经足以施加所需的压紧力。在这种倾斜的情况下能够设置有足够长的定向机构，而运输机构的宽度不必提高。
这种实施方式能够在技术上特别简单地实现，因为不需要附加的构件并且也不需要改变其它的构件。
但物体到栏杆上的压紧还能够以其它途径来实现。例如，栏杆能够平行于运输机构布置，但运输机构可以略微侧倾，从而容器由于斜坡下压力而压靠栏杆。
在另外的实施方式中，能够设置有压紧机构，所述压紧机构使物体柔和地压紧到栏杆处。这种压紧机构例如可以是刷机构，所述刷机构安置在对置于栏杆的一侧上并且将各个物体以刷毛柔和地压紧到栏杆上。该机构在此必须如下选取，使得物体在栏杆上的滚动仍然可行。
对于定向机构的功能足够的是，在运输机构的一侧上设置栏杆。但为了提高运行可靠性，还可以在运输机构的另一侧上设置有栏杆。
定向装置的长度优选能够与运输任务相匹配。因为物体通常仅须转动周长的一部分，所以在许多情况下足够的是，定向机构的长度大约等于物体周长。
栏杆能够原则上具有各个任意形状，只要该栏杆成形为，使得该栏杆与具有相应于物体站立面几何结构横截面的物体区段配合作用。优选地，栏杆轨道形地实施并且安置在待运输物体的轴对称的周缘区段的高度上。底部区域的竖直延伸尺寸可随着物体种类而改变，从而栏杆优选实施成能够调整的，并且能够不仅竖直而且水平地移动，由此栏杆能够与待运输物体的几何结构相匹配。
进一步优选地，栏杆由多个元件、例如至少两个轨道构建而成。第一轨道、也称为定向轨道在此布置在物体的轴对称的周缘区段的高度上。因为物体的轴对称的周缘区段通常为物体的底部区段，所以定向轨道通常仅几个毫米地布置在运输机构上方。在如此低的栏杆轨道中总是存在有如下危险，即物体越过轨道从运输机构中侧倾出去。为了避免物体的这种掉落，有利地还设置有另外的栏杆轨道、也称为导引轨道。导引轨道优选可以设置在物体的旋转对称的周缘区段的高度上。在典型地待运输的物体中，导引轨道大约安置在物体中间高度上。
导引轨道优选平行于定向轨道布置。优选地，导引轨道相对于定向轨道侧向错开布置。导引轨道的侧向错开在此取决于物体的周缘。优选地，所述侧向错开能够如下选取，使得当物体位于期望的导出定向中时，物体才与导引轨道达到接触。也能够使用多个导引轨道。
当然也可行的是，在运输机构的第二侧上同样可设置有传统的栏杆，以便避免物体在运输机构的该侧上的翻倒。
物体在定向机构中自动定向，如在下面描述的那样。物体如在图1中示出那样由运输机构输送给定向机构。物体在定向机构的区域中与倾斜于原运输方向布置的定向轨道达到接触。通常来说，物体在此具有如下定向，使得在物体与定向轨道之间存在接触点。在所述接触点处，物体在定向轨道上滚动，直到第二接触点与定向轨道达到触碰，如这在图1中标明的那样。在典型使用的物体中，这个位置已经相应于期望的导出定向。在该定向中，站立面的对称轴垂直于定向轨道伸延。此外，物体中间点与定向轨道的间距在该定向中是最小的，从而仅在该位置中，导引轨道能够与物体达到触碰。一旦物体占据了该定向，则物体的进一步转动得到防止。也就是说，物体的进一步转动会意味着物体中间点必须又运动离开定向轨道。但将相应物体挤压到定向轨道上所利用的挤压压力反作用于此。物体因此保持在该定向中并且在该定向中引导到导出机构。
导出机构能够是任意的对于本领域技术人员已知的导出机构。典型地，为此使用顶出器或推动器，其垂直于运输机构布置，并且赋予待导出物体横向冲击。通过横向冲击使待导出物体从运输机构例如被推移到第二平行伸延的运输机构上。尤其如果在各运输机构之间出现略微的高度差，则提高了物体在导出时侧倾的危险。代替推动器还能够使用其它导出机构，如其在专利EP0003111B1、EP0019117B1或EP1438245B1中描述的那样。
本发明还涉及一种用于导出分别带有轴对称站立面的物体的方法，其中，所述轴对称的站立面具有带有三、五或七重轴对称性的规则的多边形形状。所述方法包括在运输机构上输送物体、将从运输机构输送的物体借助于定向机构进行定向，以及借助于导出机构来导出经定向的物体。所述物体在此在运输机构上一排地并且彼此间隔开地从定向机构运输到导出机构。运输机构至少在定向机构的区域中具有侧向的栏杆，其中，所述定向机构如下实施，使得将物体挤压到所述侧向的栏杆上并且在此将物体定向为使得物体的轴对称站立面的一个对称轴在运输平面中垂直于所述侧向的栏杆延伸。所述导出机构在此如下定向，使得物体的站立面的角之一沿物体被导出的方向指向。
导出机构优选是推动器，所述推动器布置在与侧向的栏杆相同的侧上，并且所述推动器将经定向的物体垂直于运输方向从对置于推动器的一侧从运输机构推移下来。物体在此例如可以移位到另一运输机构上或收集区域中。
结合各个实施方式描述的特征还能够(只要没有其它说明的话)结合其它的实施方案来使用。
附图说明
本发明的实施例在下面按照附图阐述。其中：
图1示出根据本发明的导出装置的俯视图；
图2示出沿运输方向朝在图1中在定向机构的始端处描绘的瓶的侧视图；
图3示出沿运输方向朝在图1中在定向机构的末端处描绘的瓶的侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的导出装置的一种实施方式，所述导出装置包括运输机构10、定向机构12和导出机构14。在运输机构上运输物体16。如通过虚线圆标明的那样，物体16基本上是圆柱形的并且由此旋转对称。而物体16的站立面18不是旋转对称的、而是轴对称地带有五重对称轴。这通过带有实线的球棒形结构来标明。物体16能够例如是典型使用的一次性PET瓶，其站立面18由五个对称布置的支承面18a、b、c、d、e形成。各个的支承面18a、b、c、d、e在此以规则的五角形形状定向。如还能够由图2和3的横截面看出的那样，各个的支承面18a、b、c、d、e通常不是延伸直到瓶16的外周缘，而是少许朝向瓶中间点地错开布置。站立面18的五角形布置还仍在瓶16的底部区域20之内延续，其中，瓶横截面在所述底部区域20之内逐渐从站立面18的轴对称的五角形形状过渡到旋转对称的圆形的瓶横截面中。
令人意想不到地发现，在带有非旋转对称的站立面18的瓶16的情况下，导出过程的效果明显取决于瓶16的站立面18在导出过程期间的定向。在典型使用的具有带有五重轴对称性的站立面18的一次性PET瓶16的情况下，如在图1中示出的那样，当站立面18定向为使得五个支承面18a、b、c、d、e之一在导出过程中沿应导出瓶16的方向指向时，能够最大可能地避免瓶16在导出过程期间的侧倾。在图1中在导出机构的区域中示出的瓶16对于导出而言已经位于理想的定向中。在该定向中，瓶16的站立面18的对称轴之一垂直于设置在定向机构12区域中的栏杆22延伸。
为了将瓶16在期望的定向中输送给导出机构14，可以使用定向机构12，如其在图1中示出的那样。定向机构12在此基本上由两件式的轨道形的栏杆22构成，所述栏杆关于运输机构10在大约1°-2°的锐角α下布置在运输机构10的沿输送方向处于右边的边缘上。通过在运输机构10与瓶16的站立面18之间的摩擦，将每个瓶16柔和地挤压到倾斜于运输机构10布置的栏杆22上。
两件式的栏杆22包括第一栏杆轨道即定向轨道24，其在瓶16的轴对称的底部区域20的高度上布置。为了避免瓶16的侧倾，此外设置有第二栏杆轨道即导引轨道26。导引轨道26大约在瓶16的中间高度上位于如下区域中，在所述区域中，瓶16具有旋转对称的横截面。导引轨道26此外少许朝向运输机构10的外侧错开布置，从而在图2的定向中仅底部区域20与栏杆22的定向轨道24达到接触。如在图1中示出的那样，瓶16在紧邻定向轨道24的情况下经由在第一支承面18a与定向轨道24之间的接触点28a滚动，直到第二支承区域18b同样与定向轨道24达到接触。瓶16的进一步转动能够此后仅仍经由在定向轨道24与第二支承区域18b之间的第二接触点28b进行。但这种(进一步)转动被运输机构10的连续的摩擦压力阻止，通过所述摩擦压力将每个瓶16挤压到栏杆22上。
由于各个瓶16的底部区域20的非旋转对称的形状，瓶16的旋转轴线30与导引轨道26的间距取决于瓶16的定向。在瓶16的在图1中在上方的图像边缘处示出的定向中，在瓶16旋转轴线30与导引轨道26之间的间距是最大的。随着瓶16的转动增加，这种间距减小。如果瓶16的底部区域20以两个接触点28a和28b贴靠在定向轨道24上，也就是说如果瓶位于期望的导出定向中，则在瓶16旋转轴线30与导引轨道26之间的间距是最小的。导引轨道26的侧向间距因此优选如下地调整，使得瓶16在期望的导出定向中刚好触碰导引轨道26。由此，瓶16在定向过程期间的侧倾有效地得到防止。
在运输机构的对置于定向机构的侧上同样设置有栏杆32。该栏杆不是用于瓶的定向，而是应该仅防止瓶在该侧上从运输机构侧倾。
因为尤其一次性PET瓶可能具有大量不同的形状，所以有意义的是，将各个栏杆轨道24、26、32实施成可移位的，从而其位置能够与相应等待处理的运输任务相匹配。
定向机构12的栏杆22延伸直到导出机构14。待导出的瓶16在期望的导出定向中输送给导出机构14。在图1示出的实施方式中，导出机构是传统的推动器，所述推动器给予待导出的瓶16横向冲击，从而将瓶从运输机构10侧向地推移下来。导出机构14与控制机构连接并且能够在此相应于事先确定的物体参数地单独进行操控。待导出的物体例如能够被推移到第二运输机构(未示出)上。因为待导出的瓶16的定向如在图1示出那样如下进行，使得瓶的站立面的支承面18a、b、c、d、e之一沿导出方向34指向，所以瓶16在导出过程中尽可能稳定地站立并且瓶16的侧倾危险得到减小。
当然，待导出的瓶16的所描述的定向原理还能够在带有如下站立面18的瓶16中得到应用，所述站立面具有与五重轴对称性不同的轴对称性。
附图标记列表
10 运输机构
12 定向机构
14 导出机构
16 瓶
18 站立面
18a、b、c、d、e 支承面
20 瓶的底部区域
22 栏杆
24 定向轨道
26 导引轨道
28a、b 接触点
30 瓶的旋转轴线
32 导引轨道
34 导出方向

Claims (14)

1.用于导出分别带有轴对称的站立面(18)的物体(16)的装置，其中，所述轴对称的站立面具有带有三、五或七重轴对称性的规则的多边形形状，所述装置包括：
定向机构(12)，
导出机构(14)，
运输机构(10)，在所述运输机构上所述物体一排地并且彼此间隔开地从所述定向机构(12)输送到所述导出机构(14)，以及
至少一个栏杆(22)，该栏杆在运输机构(10)的一侧上至少设置在定向机构(12)的区域中，
其中，定向机构(12)实施为，使得物体(16)被挤压到栏杆(22)上并且物体在此被定向为使得站立面(18)的一个对称轴在运输平面中垂直于该栏杆(22)延伸，并且物体(16)此后在该定向中输送给导出机构(14)，
并且导出机构(14)定向为，使得物体(16)的站立面的角之一沿物体被导出的方向指向。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，物体(16)在定向机构(12)的区域中如下地被挤压到栏杆(22)上，即，栏杆(22)相对于运输机构(10)的运输方向成锐角地布置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，物体(16)通过运输机构(10)的在定向机构(12)区域中的侧倾被挤压到栏杆(22)上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，物体(16)在定向机构(12)的区域中通过压紧机构被挤压到栏杆(22)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，栏杆(22)轨道形地构造。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，物体(16)具有至少一个周缘区域，所述周缘区域带有相应于站立面(18)的轴对称横截面，并且轨道形的栏杆(22)包括至少一个定向轨道(24)，所述定向轨道安置在物体(16)的轴对称的周缘区域的高度上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，物体(16)的轴对称的周缘区域在物体(16)的底部区域的高度上布置，并且定向轨道(24)仅在物体(16)的轴对称的周缘区域的高度上布置。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，物体(16)基本上仅被挤压到栏杆(22)的定向轨道(24)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，物体(16)具有旋转对称的周缘区域，并且轨道形的栏杆(22)包括至少一个导引轨道(26)，导引轨道在物体(16)的旋转对称的周缘区域的高度上安置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，定向轨道(24)和导引轨道(26)彼此平行地、但关于运输方向(10)侧向地错开布置，从而当物体(16)具有期望的定向时物体(16)才在导引轨道(26)上得到引导。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，待导出的物体(16)具有以规则的五角形形状的站立面，优选地：站立面包括五个单个的支承面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，待导出的物体(16)是塑料瓶、优选是一次性PET瓶，所述塑料瓶具有柱对称的主体并且具有站立面以及联接到该站立面上的底部区域，其中，站立面和底部区域分别具有规则的五角形形状。
13.用于导出带有轴对称的站立面的物体的方法，其中，所述轴对称的站立面具有带有三、五或七重轴对称性的规则的多边形形状，所述方法包括下列步骤：
在运输机构(10)上输送物体(16)，
将在运输机构(10)上输送的物体(16)借助于定向机构(12)进行定向，以及
借助于导出机构(14)来导出经定向的物体(16)，
其中，将物体(16)在运输机构(10)上一排地并且彼此间隔开地从定向机构(12)运输到导出机构(14)，并且运输机构(10)至少在定向机构(12)的区域中设有侧向的栏杆(22)，
定向机构(12)实施为，使得将物体(16)挤压到侧向的栏杆(22)上并且在此将物体定向为使得物体(16)的轴对称的站立面(18)的一个对称轴在运输平面中垂直于侧向的栏杆(22)延伸，
并且导出机构(14)定向为，使得物体(16)的站立面的角之一沿物体被导出的方向指向。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，导出机构(14)优选是推动器，所述推动器布置在与侧向的栏杆(22)相同的侧上，并且推动器将经定向的物体(16)基本上垂直于运输方向地从对置于推动器的一侧从运输机构(10)推移下来。
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