CN1681726B - 将无序圆柱形物体流例如饮料瓶分配到多个通道的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将无序物体(10)流分配到多个通道(11-16)的设备，其中物体(10)以连续的方式被单个地运输。该设备包括一用于物体(10)的运输装置(20)，其包括一个或多个驱动输送带(22)和横向挡板(24)，除此之外还包括一通道分配器(30)，其包括至少一个分配运输物体(10)流的分配装置(34)。该分配装置(34)可被移动。该设备还包括一驱动通道分配器(30)的装置(40)，以便至少一个分配装置(34)沿运输方向和/或横向于运输方向执行往复运动。通道分配器(30)可设置有一框架(32)，其中多个分配装置(34)被固定到该框架。中心分配装置(34)可突向运输方向而横向分配装置(34)可以交错方式被重排。

Description

将无序圆柱形物体流例如饮料瓶分配到多个通道的设备
本发明涉及一种将随机的圆柱形物体流，特别是饮料瓶，分配到多个通道的设备，其中该物体被陆续单独地运输。该设备具有用于该物体的运输装置，该运输装置具有一个或多个驱动带和护栏。输送带通常设置成以较短间距彼此平行运转，以便它们实际上形成为一闭合运输面，并且物体可从一输送带滑到另一输送带上。该设备还具有通道分配器，其包括有多个将两侧轨道之间的空间分隔成单个通道的分配器，单个通道的宽度稍大于物体的直径，以便通道内的物体被陆续单独地运输。通道分配器连接到一驱动器，从而该分配器可往复运动。
这种分配装置用于饮料瓶工厂的灌装设备和包装站之间。来自灌装设备的饮料瓶首先聚集在缓冲件处。缓冲件包括由数条平行平躺的输送带所形成的区域，其代表了运输装置的变宽部分。瓶子通过堆积压力从缓冲件处运输到分配装置。瓶子分配到各自的通道是必须的，因为只有通过这种方式，来自包装站的瓶子才可被接收并随后装配到盒子或其它包装件中，其中每一盒子具有特定数量的瓶子。
分配装置的问题是瓶子可能相互楔入或者形成搭桥，并随后不再被运输装置所输送。
US-4173276公开了一种分配装置，其中分配器的下游端被固定，而其上游端连接到一横跨运输装置的支架上，该运输装置可往复运动。
EP-1038808公开了一种分配装置，其中随机的瓶子被分配到四个通道。三个分配器设置在两个护栏之间，中间的一个更向前突出一些。该分配器的前端被制造成可旋转的挡板，并通过一马达来移动。传感器用于检测物体的堵塞并且当发生堵塞时，挡板通过马达旋转。
相似的分配器装置还公开于DE-C2-3926735中，其中瓶子被分配到八个并排设置的平行通道中。分配器的前端交错设置并且中间的分配器更向前突出一些。为了方便瓶子进入通道，分配器可横向于运输设备移动。
塑料(PET)瓶子，由于具有弹性以及塑料的较高摩擦系数，具有特别显著地彼此楔入的趋势并因此导致堵塞。
构成本发明基础的目的是制造一种将随机的物体流分配到单个通道的装置，其可在很大程度上阻止这种也在塑料瓶子上出现的堵塞。
根据本发明，其目的是这样实现的，即该通道分配器具有一框架，而分配器固定到该框架，并且分配器沿运输方向和横向于运输方向同时地往复运动。
分配器被固定到设置于运输装置上的公共框架。分配器可以是由从框架悬吊的单根长杆所组成的平板或导轨，以便它们以较小间距位于运输装置之上。通常，该分配器沿与运输方向相平行的方向运转。但是，它们也可以一角度运转。直径为几厘米的辊子沿着分配器的上游侧延伸。
通常，运输速度设定为使物体聚集在通道分配器的前端。这可通过使运输装置以比随后的包装站处理物体更快的速度送进物体而实现。从而物体遭受堆积压力。堆积压力的结果是圆形物体相应地排列其本身以符合二维六边形球形包装件。
为了使物体能将其本身分配至单个通道，导轨之间的横向间距必须在分配器的前端稍微变大。这种增大开始在大约分配器前端的一段距离，该距离大约与物体的直径相一致。
中间分配器优选地突向运输方向并且分配器的前端部横向地设置，由此该前端部偏移而与后端部交错。护栏之间的间距增加是根据这种交错逐渐发展的。当物体从六边形闭合包装件穿出而进入单个通道时，台阶的高度将导致在每一情形下物体均需要额外的空间，分配器的厚度也必须考虑。因此，台阶的高度相应地为物体直径的大约10至30％。优选地，护栏之间的距离不在两个直角处变宽，但在凹形方式中，其在圆周的1/8至1/4圆弧处变宽。于是，护栏首先向外弯曲10至30％的角度，随后其继续圆周的圆弧部分直到再次平行于运输方向。
分配器沿运输方向并且同时沿横向于运输方向往复运动。分配器安装在同一框架上。时宜地是该框架被容纳并绕后部的，下游侧的端部支点而可旋转。一长臂从框架处延伸出来并面向运输方向，长臂的前部及上游侧端部通过凸轮装置沿运输方向以及横向于运输方向移动。框架下游侧端部的外罩这样形成，以便框架沿运输方向移动一较小距离例如15mm是可能的。
优选地，凸轮装置由具有三个或四个齿的星形轮组成，齿的端部像马耳他(Maltese)十字形一样连接成一曲线。该凸轮盘由一马达驱动。长臂上游侧端部的辊子依靠在凸轮盘上并且可以例如通过弹簧装置而向凸轮施加预应力。在凸轮盘直径的约1/3至1/4距离处连接有一偏心螺检，其向一延长的切口突出。当凸轮盘转动时，长臂将因此沿横向于运输方向往复旋转。由于辊子位于相对于凸轮盘的圆周边，长臂并且因此分配器将相应于凸轮盘的齿数而同时沿运输方向往复运动。于是，如果凸轮具有四个齿，横向于运输方向的往复运动将被沿运输方向的四个往复运动覆盖。凸轮盘的运转速度为约0.5至4转/秒。
优选地，物体以尽可能低的堆积压力固定到通道分配器上。这可通过将一固定的推杆平板设置在通道分配器前端一较短距离的运输装置上来实现，以便输送带移动并穿过推杆平板并且物体通过堆积压力推动而跨过推杆平板。结果，摩擦力作用于堆积压力，从而可减小该摩擦力。另一种可能性是将运输装置从通道分配器处分离，并让其后的运输装置更缓慢地运行。最后，通过使导轨变得窄一些也可达到降低物体运动速度的可能性。
在一优选方案中，堵塞的发生可通过CCD照相机或遮光板或在单个通道内比较运输速度而记录物体的运动来建立。护栏设置成沿横向于运输方向而可移动，以便其间距可增加。如果发生堵塞，护栏可被短暂地移开，楔入的瓶子被清除或者所形成的搭桥被破坏。
所有的导轨排列优选地被分为三个导轨，第一导轨从先前的位置处延伸出来，直到其延伸的距离稍大于通道分配器前端的运输装置的宽度时为止.第二导轨，也称格式化导轨，将其连接在此.为了迫使圆柱形物体变为有序的，六边形排列，导轨之间的自由距离在格式化导轨的区域内变窄了.当圆柱形物体运行到通道分配器时，为了减小堆积压力并满足圆柱形物体所要求的较大间距，在位于通道分配器的端部之前的某一点处，第二导轨之间的间距增加了相应于物体直径的距离.导轨之间的这种距离增加优选地是分阶段的.这被证明是一种有效的避免物体在通道分配器之前发生堵塞的方法.由于仍在通道分配器内运行的物体有横向间距增加的需要，同样的，也是逐步增加，如果需要，与其连接的第三导轨将变宽.优选地，第三导轨设计成绕位于后端部的支点可旋转，以便其可在前端部被打开以清除堵塞.第二导轨可同样地被制造为可移动，例如通过类似于通道分配器的凸轮装置，以相同的方向运动也是可能的.其振幅例如为10至15mm并且其频率约为0.5至4Hz.
本发明的实施例通过附图的帮助解释如下，其中，附图为：
图1是一顶视图，其示出了用于将随机的饮料瓶分配到多个通道的装置；
图2是类似于图1的顶视图，其还示出了用于通道分配器的驱动装置；
图3是图1所示装置的侧视图；
图4显示的是带有凹槽形轨道的凸轮盘。
用于将饮料瓶10的随机流分配横过多个通道11-16的设备具有运输装置20，通道分配器30和用于通道分配器30的驱动装置40。
运输装置20由数条输送带22组成，该输送带可以是链节运输机，其以尽可能小的彼此间距而设置并具有相同的高度，以便其形成实际上连续的运输表面，从而饮料瓶10可位于其上。同时，输送带22也构成了一运输表面，在该表面上多个饮料瓶10可并排地位于其上，在所示实施例中为六个饮料瓶10。在图1中，运输方向以箭头表示。运输装置20具有第一导轨24，其非常稳定，由于瓶子10在堆积压力下被运输，也即输送带22比瓶子10运转的要快，以便瓶子可实际上被运输并被接纳在例如在后的包装站处。第一导轨24从先前的位置，例如灌装位置处延伸到通道分配器30前约0.5至1m的距离处，该灌装位置在图中未显示，第一导轨24具有远离该点的统一距离。第二导轨26与第一导轨24相连接。第二导轨26大致延伸到通道分配器30。第二导轨26的截面是这样的，即它们之间的距离在中部减小，如此，从上部看时，运输轨道是中部变细的。第二导轨30的内侧在其端部具有面对通道分配器30的台阶28，29。第一台阶28具有的高度约为瓶子10直径的30％，而第二台阶具有的高度仅约为其10％。第三导轨36，大约延伸到通道分配器30的下侧端，在其前部区域中还具有与第二导轨26相连接的台阶38。
通道分配器30具有一个框架32，其设置在运输轨道上，平板34从运输轨道处悬吊下来而作为分配器。框架32以足够的间距设置在运输轨道上，以便瓶子10可在其下部输送，平板34正好延伸至运输表面上(见图3)。在所示的实施例中，设置有五个平板34。这些平板与第三导轨36一起形成了六个通道11-16。中间平板34突向运输方向最远。两个毗连的平板34反向设置，其间距约为1.5至2倍瓶子直径，而最外侧的两个平板34反向设置，其分开的距离为1.5至2倍瓶子直径。如果平板34的前端部连在一起，将形成V形。多个具有垂直轴的小辊子35沿平板34的上游侧缘设置(见图3)。
贯穿台阶28，29和38，运输轨道在平板34的前端部所处的区域内变宽了。这种变宽是必要的，由于瓶子10设置在第二导轨26之间的直径减小区域内，该直径减小区域与二维六边形闭合包装件相对应，因此具有直径d的六列瓶子占据的运输轨道的宽度为d+d×5×cos30°≈5.33×d。然而，分配到通道内，六列瓶子占据的运输轨道的宽度为6×d+平板34的宽度。
从图1可看出，台阶28，29和38不是矩形的，但是第二和第三导轨26的内侧首先在带凹槽的圆弧内变宽了约30至45°的角，其曲率半径与瓶子的表面大约一致。
第一台阶28与向前突出最远的中间平板34的前端点的距离大约与瓶子的直径相一致，而最后的台阶38位于最远的反向设置的、最外侧平板34的前端部约半个瓶子直径。
第三导轨36通过气压缸52在其后端部围绕支点50可旋转，以便它们在其前端部能同时打开约10mm。瓶子10穿过每一个通道，并通过传感器54计数。如果每一通道11-16内存在差异，或者没有瓶子被计数，这表明在通道30的前端发生了堵塞。随后将产生一控制信号，其通过气压缸52携带第三导轨36的短暂开启和关闭运动。
在图2所示的实施例中，两个第二导轨26之一被分隔开，并且上游侧部分78可通过气缸82而绕设置在上游侧的支点80旋转。从而两个第二导轨26之间的距离可被改变，并且如果需要，气缸单元10的格式化可被改正。
在图2所示的实施例中，推杆平板46沿第二导轨26设置有大约其一半长度。该推杆平板46直接位于输送带22之上，以便饮料瓶10在其后面的饮料瓶10的压力下被推动而超过滑动板46。站立在推杆平板46上的饮料瓶10的摩擦力作用于其后面的瓶子10所施加的压力，以便在推杆平板46之后的堆积压力减小了。
框架32由横梁60支撑。在上游侧，横梁60从框架32处突出约半米，并且该端部滑动设置在固定于该装置的支架61上(见图3)。在下游侧，横梁60大致终止于框架32和平板34的地方，在这里，横梁通过销钉可旋转的容纳在一支架的椭圆孔62内，同时其可沿运输方向移动几厘米。横梁60由一弹簧56沿运输方向加载，而通道分配器30固定在该弹簧处。在横梁60的上游侧端部，作为驱动装置的凸轮装置40沿运输方向以及横向于运输方向往复移动横梁60的端部。凸轮装置40，和凸轮盘一样，具有由四个凹形的切口部分所形成的星形轮66，它们均匀分布在圆盘的周围边。星形轮66被可旋转的容纳，并在其半径的约1/3至1/4处具有一偏心螺栓68，其与横梁60的切口70相接合。横梁60在上游侧端还支撑有一辊子72，其通过弹簧56的压力弹性地挤压在星形轮66的圆周边。星形轮66由电动机58驱动。星形轮66的旋转，首先通过偏心螺栓68而引起横梁60沿横向于运输方向呈钟摆运动，其次，由于辊子72在弹簧56的压力下跟随星形轮66的圆周边，引起横梁60沿运输方向往复运动。这两种运动的振幅都为几厘米。其振幅可根据横梁60的长度与平板34的长度之比被减小，以便平板34的前端部执行仅约8mm的运动振幅。从图3可看出，星形轮66设置在横梁60之下，因此其支撑横梁60的端部。
在图4所示的实施例中，星形轮66被具有凹槽形轨道76的圆盘74所代替，凹槽形轨道76大致根据星形轮66的圆周边运行，以便横梁60的端部执行同样的转动和平动，并且因此通道分配器30和平板34的前端部也执行同样的轨道运动和线性运动。在图4中，由于辊子72以被收缩的方式在凹槽形轨道76内被引导，因此弹簧56被免除了。
星形轮66也可具有三个或其它数量的凹槽，对于每一横向于运输方向的往复运动来说，在每一情形下，横梁60的端部都具有与其相应的沿运输方向的往复运动量。星形轮66和圆盘74各自的旋转速度为约0.5至4转/秒。
通常，通道分配器30的振动或旋转运动足以有效地防止瓶子10的相互楔入或者形成搭桥。大体上，通道分配器30前端的堆积压力应尽可能的小。这是通过附加一推杆平板46来达到的(见图2)。通道分配器30前端的堆积压力也可以通过将瓶子10转移至通道分配器30前端的慢速运转的运输设备上而被减小。
台阶28，29和38是在例外情况下用于防止楔入及形成搭桥的额外装置.每当瓶子10沿台阶28，29，38滑动时，将导致邻近的瓶子10振动，藉此，任何楔入可被消除.在这里，凹槽形式的台阶被证明是特别有价值的，由于瓶子10跨过该台阶后，将碰到凹槽的整个圆弧，从而冲击被分配到较大的表面上，并且所包括的瓶子10本身的变形将较小，但却给其临近的瓶子以相对较强的摇晃.
如果，尽管有这两种方法，楔入或者形成搭桥仍然发生，通过短暂地再次开启和关闭第三导轨36的前端部可最终消除楔入或者破坏所形成的搭桥。
附图标记
10        饮料瓶        74      圆盘
11-16     通道          76      凹槽形轨道
20        运输装置      78      26的部分
22        输送带        80      支点
24        第一导轨      82      气缸
26        第二导轨
28，29    台阶
30        通道分配器
32        框架
34        平板，分配器
35        辊子
36        第三导轨
38        台阶
40        凸轮装置
46        推杆平板
50        支点
52        气压缸
54        传感器
56        弹簧
58        电动机
60        横梁
61        支架
62        椭圆孔
66        星形轮
68        偏心螺栓
70        切口
72        辊子

Claims (5)

1.用于将物体(10)的随机流分配到多个通道(11-16)的装置，其中，物体(10)被陆续单独地运输，该装置包括：用于物体(10)的运输装置(20)，其具有一个或更多的被驱动的输送带(22)和侧导轨(24)；通道分配器(30)，该通道分配器具有多个用于分开被运输物体(10)的流的分配器(34)和分配器(34)固定在其上的一框架(32)；以及用于驱动通道分配器(30)的装置(40)，其特征在于，分配器(34)借助于驱动装置(40)执行在运输方向上并且同时在横向于运输方向上的往复运动，并且通道分配器(30)的框架被容纳并围绕处于后部、下游端处的支点可旋转，框架(32)下游侧端部的外罩这样形成，以便框架(32)沿运输方向移动一较小距离是可能的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：中间分配器(34)突向运输方向，并且侧边分配器(34)设置成向后交错。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的装置，其特征在于：侧导轨(26，36)之间的距离沿运输方向逐渐增加，该增加开始于相当于最前的分配器(34)的端部之前一物体(10)的直径的地方。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：台阶(28，29，38)以凹槽形方式而呈圆形。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：导轨被分隔并且在通道分配器(30)的区域中的导轨部分(36)可向外移动。
CN038215624A 2002-09-12 2003-09-11 将无序圆柱形物体流例如饮料瓶分配到多个通道的设备 Expired - Fee Related CN1681726B (zh)

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