CN117858840A - 用于通过线性马达驱动的引出节段将件杂货引出的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理件杂货以及特别是容器(10)的装置(1)，具有沿预设的运输路径(P)运输容器(10)的运输装置(2)，具有对由运输装置(2)运输的容器(10)进行检查的检查装置(6)，并且具有适于将容器(10)从运输路径引出的引出装置(4)，其中此引出装置(4)具有数个引出节段(42a，42b，……)，其可移入运输路径以将容器引出，且所述装置具有用于使引出节段(42a，42b)发生运动的驱动装置(44a，44b)，其特征在于，引出节段(42a，42b)是可相对预设的旋转轴枢转，并且驱动装置(44a，44b)是包含可动的驱动元件(46)的电气线性马达，其中，驱动元件是以将驱动元件(46)的运动转换成引出节段(42a，42b，……)的枢转运动的方式与引出节段(42a，42b，……)耦合。

Description

用于通过线性马达驱动的引出节段将件杂货引出的装置和 方法

说明书

本发明涉及用于处理容器的一种装置和一种方法。现有技术中已揭示了各种用于处理容器的装置和方法。同样已知的是，对容器进行检查，并在存在缺陷的情况下将容器引出。

例如在分配前，将有缺陷的容器从生产流程引出，这在现有技术中已久为人知。其中已知的是，这类引出装置具有数个节段。这些节段可以具有不同的宽度。其中，有时需要以不接触前后容器或前后储藏器的方式，将彼此相邻的容器或者间距较小的容器引出。

在此情形下，特别是根据输送速度和待引出的容器的位置，相继地控制引出节段。如果容器经过特定凸轮节段，便重新移回起始位置。凸轮具有不同的长度，故凸轮节段的数目可能有变化。

其中，对应的升降凸轮是根据最大容器直径设计。在容器稳定竖立并且摩擦值良好的情况下，容器的横向加速度被提升凸轮利用，以及，根据可调节的速度阈值，最后的凸轮节段不伸出。容器在诸如传送带的生产装置上从生产流程滑出。

本案申请人的内部现有技术提出过，使用线性马达来使这些凸轮节段伸出。这些线性马达必须精确地走完整个行程，从而构建凸轮几何结构。

其他公司使用升降节段以及折叠节段。其中，通过气压缸对这些升降节段进行控制。就折叠节段而言，通过气压缸将线性运动转换成(例如90°)旋转运动。其中，凸轮节段部分地支承在轴线上。借助旋转运动，能够以气压缸的相同冲程对不同长度的凸轮节段进行控制，因为旋转运动总是以特定角度进行。

如果使用线性马达来实现节段的运动，则这些线性马达必须走完整个行程。随着各凸轮节段的升程增大，线性马达的行程变得越来越长，将凸轮节段缩回和伸出所需的时间也更多。凸轮节段的较长运动时间可能导致接触到在生产流程中处于待引出的容器前后的容器。由于整合有导引件，升降节段的凸轮节段的重量例如高于折叠节段。因此，升降节段会以较低的动态特性运动(因为需要较小的加速度和较长的制动距离)。

使用气动升降缸有已知的缺点。一方面，需要使用相对昂贵的介质，即加压空气。此外制造成本也较为高昂，并且，在设备效率较高的情况下还需要复杂的加压空气缓冲器。此外，气压缸的噪声排放也较高。气动升降缸还具有较高的磨损和较高的维护成本。气动升降缸也无法像其他驱动器那样精确调节，或无法像其他驱动器那样调节。

有鉴于此，本发明的目的在于，一方面提供一种引出装置，其也将高生产效率考虑在内，另一方面也提供一种有所改进的调节方案。其中，目的还在于尽可能避免过度的噪声排放。

根据本发明，这些目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。

本发明的用于处理以及特别是运输件杂货以及特别是容器的装置具有运输装置，其沿预设的运输路径运输所述容器。所述装置还具有检查装置，其对由该运输装置运输的容器进行检查，以及具有引出装置，其适于并且用于将容器从所述运输路径引出，其中，这个引出装置具有数个引出节段，这些引出节段是可在运输路径中运动，以将容器引出。此外，还设有数个用于使引出节段发生运动的驱动装置。优选地，所述引出节段是可相互独立地运动，以及/或者，所述引出节段优选分别具有自有的驱动装置。

根据本发明，所述引出节段是可相对至少一个预设的旋转轴和/或枢轴枢转，并且所述驱动装置是包含可动的驱动元件的电气线性马达，其中，这些驱动元件是以将驱动元件的运动转换和/或转化成引出节段的枢转运动的方式与引出节段(特别是机械)耦合。

因此，提出由线性马达与枢转机构构成的组合，其在线性马达的行程长度仍相对较小的情况下实现特别快速的切换(和/或枢转)。优选地，所述驱动元件是所述线性马达的动子，或者，所述驱动元件与线性马达的这些动子耦合。

在另一优选实施方式中，所述引出节段是可分别以预设的枢转角枢转。优选地，这个枢转角介于60°与120°之间，优选介于60°与100°之间，优选介于60°与90°之间，并且特别优选介于70°与90°之间。

在一个优选实施方式中，至少在所述引出装置的区域内，所述运输装置沿线性运输路径运输容器。优选地，所述引出装置布置在容器的运输路径的直线区段中。

在另一优选实施方式中，所述检查装置适于并且用于以光学和/或非接触方式检查容器。所述运输装置优选是输送带，在所述输送带上特别优选对容器进行立式运输。

特别优选使用经位置调节的线性马达。这些线性马达具有高位置精度，并且与气动驱动器相比工作噪声较小。此外，线性马达的速度也是可测定和/或可调节的。

在一个优选实施方式中，所述线性马达是具有定子和可相对这个定子线性运动的动子的马达。所述线性马达优选具有电磁直接驱动器，所述电磁直接驱动器特别优选采用无刷实施方案。

特别优选地，所述线性马达中的至少一个，优选其中的数个，特别优选所有线性马达具有位置传感器，其适于并且用于检测这个线性马达的动子相对于定子的位置。在一个特别优选的实施方式中，在此涉及内部位置传感器。

在另一实施方式中，所述线性马达中的至少一个，优选其中的数个，特别优选所有线性马达具有温度传感器。在此特别是涉及设于内部的温度传感器，其实现对线性马达的监控。

所述装置特别优选具有监控和/或调控装置，其测定和/或监控所述线性马达的运动参数。其中，这些运动参数选自参数的组，所述组包含线性马达的动子的位置、动子的运动的速度、动子的运动的运动方向、动子的运动的加速度和/或动子运动中的力。

所述装置优选具有控制装置，其适于并且用于以一定方式控制所述线性马达，使得这些线性马达走完(特别是预先定义和/或编写的)移行轮廓和/或移行序列。其中特别优选地，这个移行轮廓的标称值是可预设的和/或被预设。其中，既可预设模拟量标称值，也可预设数字量标称值。

在另一优选实施方式中，所述线性马达通过接口连接至控制装置。这个接口例如可以是现场总线和/或以太网连接。

在另一有利实施方式中，所述引出节段枢转时所围绕的枢轴平行于所述运输路径延伸。在另一优选实施方式中，数个引出节段，并且特别优选所有引出节段可相对所述相同的枢轴枢转。

在一个优选实施方式中，所述引出节段的数目大于4，优选大于5，并且优选大于8。在另一优选实施方式中，所述引出节段的数目小于50，优选小于40，优选小于30，并且特别优选小于25。

特别优选地，至少一个引出节段并且优选数个引出节段采用重量减小的实施方案。这表示，这些节段优选并非构建成实心体，而是部分地构建成空心体。特别优选地，所述引出节段是用塑料制成。所述引出节段特别优选是3D打印部件。特别优选地，所述引出节段具有小于100ms、优选小于80ms、优选小于60ms并且特别优选小于30ms的切换时间。

特别优选地，所述件杂货是装满的容器或者空容器。既可以是塑料容器也可以是玻璃容器。其中，这些容器可以具有不同的横截面，例如圆形横截面、椭圆形横截面、多边形横截面以及诸如此类。

特别优选地，为了将所述引出节段支承在轴体或者轴线上，设有具有较窄公差范围的滑动轴承。在一个特别优选的技术方案中，用于对所述引出节段进行枢转支承的轴线或者轴体支撑在至少一个区域内，例如支撑在中心区域内。

优选地，所述引出节段是可在预设的枢转范围内枢转。特别优选地，在一个方向上通过止挡限制这个枢转运动。优选地，在复位位置中，即在止挡元件未伸入容器运输路径的位置中，这个止挡或这个止挡元件限制引出节段的运动。

特别优选地，这个止挡也用于枢转运动的参考。这个止挡优选是金属止挡。特别优选地，通过连杆将线性运动转换成枢转运动。其中，这些连杆可构建为全同件。

在另一有利实施方式中，所述驱动元件借助铰链轴承并且特别是借助双铰链轴承与所述引出节段连接。特别优选地，这些轴承采用免维护的构建方案。通过使用铰链轴承以及特别是双铰链轴承，能够实现引出节段的特别精确的运动。特别优选地，这个双铰链轴承具有至少两个、优选正好两个球头。其也可用于补偿不对准误差和公差。

优选地，至少一个线性马达、优选数个线性马达、优选所有线性马达的行程距离大于10mm，优选大于12mm，优选大于15mm，优选大于20mm。

优选地，至少一个线性马达、优选数个线性马达、优选所有线性马达的行程距离小于50mm，优选小于45mm，优选小于40mm，优选小于35mm并且特别优选小于30mm。这样便能使用行程距离相对较小的线性马达，其能够极快地被控制，并且仍然引起各引出节段的充分运动。

在另一有利实施方式中，所述装置具有用于将线性马达冷却的冷却装置。在一个优选实施方式中，所述冷却装置是散热器，线性马达布置在该散热器上。在此优选涉及金属散热器。优选地，所述冷却装置是通过空气以及特别是通过环境空气实现的冷却装置。优选地，以夹紧于所述散热器之间的方式将线性马达固定。

在一个优选实施方式中，所述装置具有另一用于将容器从运输路径引出的引出功能。其中，这个引出装置优选适于和用于将各容器从运输路径推出。特别优选地，通过一或数个引出元件实现此功能，不同于转移至引出带(Ausleitband)的情形，所述一或数个引出元件并非安设在容器前，而是近乎相对容器居中地展开，且进而以高横向加速度将容器推出引出带。

特别优选地，另一引出装置具有可线性运动的引出组件，其直接通过这个线性运动来将各容器推出。通过由两个引出装置构成的这个组合，能够视需要而定将单个容器抑或数组容器引出。

特别优选地，至少两个相邻的线性马达，以及特别是沿运输方向相邻的线性马达是相互错开布置，并且特别是以沿两个相互垂直的方向相互错开的方式布置。亦即，线性马达优选不布置在同一高度位置(其优选被定义为垂直于容器的运输平面)上，而是相互错开。

特别优选地，所述线性马达是相互交替地布置在不同的位置上。特别优选地，线性马达是以垂直于所述枢轴相互错开的方式布置。这样便能将引出节段连同与其对应的线性马达布置在较小的结构空间内。

优选地，第一组线性马达布置在第一平面中，并且第二组线性马达布置在与所述第一平面平行并且间隔一定距离的第二平面中。

特别优选地，至少一个线性马达引起程度为预设枢转角的枢转，并且使得与其对应的引出节段因(驱动元件的)伸出而进给进入运输路径，以及，至少另一线性马达使得与其对应的引出元件因(驱动元件的)缩回而以相同的预设角度枢转。这将参照附图进行更详细的解释。

其中优选地，相关的线性马达总是能够交替地布置在枢转轴体上方和下方。特别优选地，所述将线性马达的线性运动转换成引出节段的枢转运动的机械连接是以一定方式设计，使得线性马达的相同的行程距离(或是在驱动元件的伸出过程中或是在驱动元件的缩回过程中)引起相同的枢转运动。这样便能节省空间。

在一个优选实施方式中，设有刚性地夹在散热器中的线性马达。这些线性马达优选用于控制引出节段，所述引出节段如上所述特别是为折叠节段。这样便优选将线性马达的线性运动通过双铰链轴承以及优选通过偏转件转换成旋转运动。所述偏转件优选支承在轴线上。

所述免维护的双铰链轴承优选包含两个用于补偿不对准误差和公差的球头。通过对各引出节段或凸轮节段进行有利的宽度限制，将线性马达如上所述布置在错开的两行中。这样便能在两个不同的支承点上将双铰链轴承固定在偏转件上。

为了使引出节段在行程相同的情况下以例如约90°的预设角度向下运动，可以将上排线性马达向前推，并且将下排向后拉。引出节段固定、特别是旋接在偏转件上，以便在磨损情况下实现轻松更换。可根据容器尺寸、设备效率和稳定性，针对所需的凸轮几何结构调整引出节段的数目和宽度。

本发明还涉及一种用于将容器从运输路径引出的引出装置，其中，这个引出装置具有数个引出节段，所述引出节段是可移入所述运输路径以将容器引出。此外，也设有用于使引出节段发生运动的驱动装置。

根据本发明，所述引出节段是可相对预设的旋转轴枢转，并且所述驱动装置是包含可动的驱动元件的电气线性马达，其中，这些驱动元件(尤其是线性马达的动子)是以将驱动元件的运动转换成引出节段的枢转运动的方式与引出节段耦合。其中优选地，也可将在此描述的引出装置加装在现有设备上。

优选地，引出元件具有载体和布置在这个载体上的接触元件和/或接触表面，其接触容器以将其引出。

本发明还涉及一种处理件杂货、特别是容器、特别是饮料容器的方法。其中，运输装置沿预设的运输路径运输件杂货以及特别是容器，以及，引出装置将件杂货或容器从运输路径引出，其中，这个引出装置具有数个引出节段，其在运输路径中运动，从而将件杂货和/或容器引出。此外设有驱动装置，其使得这些引出节段发生运动。

根据本发明，将所述引出节段相对预设的旋转轴枢转，并且所述驱动装置是包含可动的驱动元件的线性马达，其中，这些驱动元件是以将驱动元件的运动转换成引出节段的枢转运动的方式与引出节段耦合。优选地，使得所述引出节段沿运输方向相继地枢转。

优选地，使得所述引出节段以大于30°、优选大于40°、优选大于60°、优选大于70°并且特别优选大于80°的角度枢转。

优选地，在所述运输装置中设于所述引出装置前的检查装置对运输的容器进行检查。

特别优选地，借助铰接装置将所述线性马达和/或线性驱动器的线性运动转换成所述引出节段的枢转运动。

进一步的优点和实施方式从附图中得出：

其中：

图1示出了根据本发明的装置的示意图；

图2为本发明的引出装置的俯视图，

图3为引出装置的透视图，其中引出节段展开；

图4为图3中的引出装置的示意图，其中引出节段向上翻起；

图5为引出装置的侧视图，其中引出节段展开进入运动路径；

图6为与图5对应的视图，其中引出节段向上翻起；

图7为本发明的引出装置的详图；

图8为引出装置的另一详图；并且

图9为引出装置的另一示意图。

图1为本发明的用于处理容器10的装置1的示意图。其中，在此设有形式为输送带的单线式运输装置2，在此在该输送带上沿直线运输容器10。附图标记6表示检查装置，其对容器10进行检查。附图标记4表示引出装置，其用于将单个容器或者成组的容器引出。其中，设有运输区段24，在该运输区段上继续运输未被引出的容器，以及设有引出区段22，在该引出区段上继续运输被引出的容器。

图2为引出装置的俯视图，其中，引出节段42a、42b等展开，即伸入运输路径。附图标记46分别表示线性马达44a、44b……的驱动元件或动子，其在此是可沿运动方向Y线性运动。这些驱动元件46借助铰接连接45与连杆48耦合。折叠节段或引出节段42a、42b……能够因线性马达44a……的运动而在两个枢转位置之间枢转。

图3为引出装置的另一示意图。在此可以看出止挡56，各引出节段42a、42b或其载体在(在图3中未示出的)复位或向上翻起状态下抵靠至所述止挡上。附图标记54表示线性马达的定子，动子46在所述定子中运动。附图标记52表示载体，附图标记57表示接触元件。这个载体52和接触元件57是相应的引出节段的组成部分。

但优选地，仅为了实现线性马达的参考而接近止挡56。在驱动运行中(例如在引出操作后的收回过程中)，线性马达或载体52优选不接触或接近止挡56。

图4示出图3中的装置，但其中，引出节段42a、42d在此均向上翻起，即不引起对(未示出的)容器的引出。

图5为引出装置的侧视图。在此也设有散热器60，其将线性马达(定子54)冷却。驱动元件46通过铰链45与连杆48耦合，所述连杆又铰接在引出节段上。附图标记55表示载体，所述引出节段布置在该载体上。在此位于上部的线性马达能够伸出，从而使引出节段从收回位置移入引出位置，在所述引出位置中将容器引出。下部马达使得引出节段转入引出位置，即通过收回(即图5中的向左运动)而将容器引出的位置。

图6示出图5中的装置，其处于引出节段向上翻起且进而不将容器引出的位置中。

图7为本发明的装置的详图。在此示出枢轴S，引出节段42a相对该枢轴枢转。可以看出，上部线性马达铰接在枢转轴体或枢轴S1上，并且下部线性马达铰接在枢轴S2上。其中，介于枢轴S与轴线S1及S2之间的距离l1和l2优选相同。如上文所述，通过线性马达的对应运动实现引出节段的枢转运动。因此，机械连接的关节头也铰接在枢轴S1和S2上。附图标记56表示止挡，引出节段或其载体52在向上翻起位置中贴靠在该止挡上。

图8为引出节段的另一详图。

图9为本发明的装置的整体示意图。在此也示出引出节段42a和42b。整个装置优选整合在壳体80中。

申请人保留要求申请文件中披露的所有特征作为实用新型的基本特征的权利，只要这些特征单独或组合地与现有技术相比是新的。进一步地，要指出的是，在单个的附图中也描述了本身可为有利的特征。本领域技术人员直接认识到，附图中所描述的某个特征可为有利的，即使不采用该图中的其他特征。另外，本领域技术人员将认识到，通过将单个的附图或不同的附图中所示的几个特征结合起来，也可得出优点。

Claims (13)

1.一种用于处理件杂货以及特别是容器(10)的装置(1)，具有沿预设的运输路径(P)运输所述容器(10)的运输装置(2)，具有对由所述运输装置(2)运输的容器(10)进行检查的检查装置(6)，并且具有适于将容器(10)从所述运输路径(P)引出的引出装置(4)，其中所述引出装置(4)具有数个引出节段(42a，

42b，……)，所述引出节段是可移入运输路径以将容器引出，且所述装置具有用于使引出节段(42a，42b)发生运动的驱动装置(44a，44b)，

其特征在于，

所述引出节段(42a，42b)是可相对预设的旋转轴枢转，并且所述驱动装置(44a，44b)是包含可动的驱动元件(46)的电气线性马达，其中，所述驱动元件(46)是以将驱动元件(46)的运动转换成引出节段(42a，42b，……)的枢转运动的方式与引出节段(42a，42b，……)耦合。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，

其特征在于，

所述驱动元件借助铰链轴承以及特别是借助双铰链轴承与所述引出节段(42a，42b，……)连接。

3.根据前述权利要求所述的装置，

其特征在于，

所述双铰链轴承具有两个球头。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(1)，

其特征在于，

至少一个线性马达(44a，44b，……)具有大于10mm、优选大于12mm、优选大于15mm、优选大于20mm的行程距离，以及/或者，至少一个线性马达具有小于50mm、优选小于45mm、优选小于40mm、优选小于35mm并且特别优选小于30mm的行程距离。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(1)，

其特征在于，

所述装置(1)具有用于将所述线性马达(44a，44b，……)冷却的冷却装置(60)。

6.根据前述权利要求所述的装置(1)，

其特征在于，

所述冷却装置(60)是散热器，所述线性马达布置在所述散热器上。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(1)，

其特征在于，

所述装置(1)具有另一用于将所述容器(10)从所述运输路径(P)引出的引出装置。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(1)，

其特征在于，

特别是在至少两个相互垂直的方向上，至少两个相邻的线性马达相对彼此错开。

9.一种用于将容器(10)从运输路径引出的引出装置(4)，其中，所述引出装置(4)具有数个引出节段(42a，42b，……)，所述引出节段是可移入所述运输路径以将容器引出，并且具有用于使引出节段发生运动的驱动装置(44a，44b)，

其特征在于，

所述引出节段是可相对预设的旋转轴枢转，并且所述驱动装置(44a，44b)是包含可动的驱动元件(46)的电气线性马达，其中，所述驱动元件是以将驱动元件的运动转换成引出节段(42a，

42b，……)的枢转运动的方式与引出节段耦合。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(1)，

其特征在于，

所述引出元件具有载体(52)和布置在所述载体上的接触元件(54)，所述接触元件接触所述容器以将其引出。

11.一种处理件杂货以及特别是容器(10)的方法，其中，运输装置沿预设的运输路径(P)运输所述容器(10)，并且，引出装置(4)将容器(10)从所述运输路径引出，其中所述引出装置(4)具有数个引出节段(42a，42b，……)，所述引出节段被移入运输路径以将容器引出，且其中，驱动装置(44a，44b)使引出节段(42a，42b，……)发生运动，

其特征在于，

使得所述引出节段(42a，42b)相对预设的旋转轴枢转，并且所述驱动装置(44a，44b)是包含可动的驱动元件(46)的电气线性马达，其中，所述驱动元件是以将驱动元件(46)的运动转换成引出节段(42a，42b，……)的枢转运动的方式与引出节段(42a，42b，……)耦合。

12.根据前述权利要求所述的方法，

其特征在于，

使得所述引出节段以大于30°、优选大于40°、优选大于60°、优选大于70°并且特别优选大于80°的角度枢转。

13.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，

其特征在于，

借助铰接装置将所述线性驱动器的线性运动转换成所述引出节段的枢转运动。