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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von insbesondere
leichten Gegenständen,
insbesondere von leeren oder vollen PET-Flaschen, sowie eine Vorrichtung
hierfür.
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Stand der Technik
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In
vielen Industriezweigen ist es notwendig, einen Gegenstand von einer
Bearbeitungsstation zur nächsten
oder zu einer Verpackungsstation od. dgl. zu transportieren. Die
vorliegenden Erfindung bezieht sich auf alle Gegenstände, insbesondere
auf solche mit einer Öffnung,
gleich welcher Art, und einem Neckring, gleich welcher Ausgestaltung.
Sie bezieht sich vor allem auf PET-Behälter.
Die PET-Industrie ist ein hoch-technologisierter Arbeitsbereich
der Verpackungsindustrie und verzeichnet ein enormes Wachstum, da
die Vorteile der PET-Behälter
augenscheinlich sind. In aufwendigen Schritten entstehen PET-Flaschen
in allen möglichen Formen,
Grössen
und Farben. In der Regel werden hierzu erst Vorformlinge hergestellt,
die dann ggfs. durch Kühl- und/oder Heizstrecken
einer Streckblasmaschine zugeführt
werden. In dieser Streckblasmaschine wird dann den Vorformlingen
die Form der PET-Flasche gegeben. Danach muss diese PET-Flasche
zum Etikettieren, Abfüllen
und Verschliessen und zum Abpacken bzw. Palettieren weitertransportiert
werden. Dabei erfolgt der Transport von leeren Flaschen vorwiegend
mittels Luftstrom. Bei dieser Art des Transportes werden die Flaschen
mit dem Neckring auf Gleitschienen gelegt und mit der Hilfe von
beschleunigter Luft transportiert. Dieses Verfahren ist sehr energieintensiv
und verursacht hohe Betriebskosten. Ferner ist ein grosser Verbrauch
von gefilterter Luft notwendig. Ein weiterer Nachteil ist die Flexibilität des Systems,
da die Umstellung von einem Flaschentyp auf einen anderen (Formatwechsel
wegen unterschiedlichem Kopfdurchmesser) nur mit grossem Zeitaufwand
vollzogen werden kann. Oftmals müssen
aus diesem Grund zwei parallele Transportstrecken mehrere hundert
Meter lang installiert werden.
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Aufgabe
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, den Transport von leeren und
vollen Gegenständen
mit einer Öffnung
und einem Neckring, insbesondere den Transport von PET-Flaschen
wesentlich zu vereinfachen, zu verbilligen, rückverfolgbar und sicher auszugestalten.
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Lösung
der Aufgabe
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Zur
Lösung
der Aufgabe führt,
dass der Gegenstand zwischen zwei Greifern von Greifarmen eines Greiferfahrzeugs
aufgenommen wird, welches sich entlang einer Schiene bewegt.
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Mit
dieser Erfindung entsteht eine zweigeteilte Greifeinrichtung, wobei
sich ein Greifer, nämlich
der Innengreifer, bei der Flaschenübergabe in die Flaschenöffnung absenkt,
während
ein zweiter Greifer, nämlich der
Aussengreifer, von aussen her unterhalb des Neckringes den Gegenstand angreift
und damit der Gegenstand nach dem Schliessen der Greifeinrichtung
gegen vertikales Verrutschen gesichert ist.
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Zu
diesem Zweck ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Greiferfahrzeug
im wesentlichen zweischenklig wie eine Schere aufgebaut. Beide Greifarme
sind miteinander über
eine Drehachse scherenartig verbunden, wobei eine an einem Greifarm
befestigte Schliessfeder noch optional vorgesehen sein kann, welche
den Gegenstand gegen den anderen Greifarm bzw. Greifer drückt. Hierdurch
wird der Gegenstand während
des Transports noch zusätzlich
stabilisiert. Selbst bei einem ruckartigen plötzlichen Stop des Greiferfahrzeugs
wird hierdurch und durch die später
beschriebene Transportsicherung gewährleistet, dass sich die Greifeinrichtung
nicht öffnet.
Der zu transportierende Gegenstand wird gesichert gehalten. Ferner
kann der Gegenstand in jeder Lage im Raum, d. h. auch waagerecht
oder über
Kopf transportiert werden. Dies bedeutet eine erhebliche Flexibilität bei der
Führung
des Gegenstandes von einer Bearbeitungsstation zur anderen.
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Bevorzugt
sind beide Greifarme im wesentlichen als schenkelartige Flachstücke ausgebildet,
so dass der eine Greifarm, der die gesamte Rückwand des Greiferfahrzeugs
bildet auch als Grundschenkel und der andere Greifarm als Scherenschenkel
bezeichnet werden kann. Beispielsweise befindet sich der Aussengreifer
an dem Grundschenkel und der Innengreifer am Scherenschenkel. Hier
sind jedoch auch andere Anordnung denkbar, die von der Erfindung
umfasst sind. Beispielsweise kann an einem starren Greiferfahrzeug
ein extern betätigbarer
Greifer angeordnet sein.
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Ein
besonderes Augenmerk der Erfindung ist der Automatisierung der Übernahme
der Gegenstände gewidmet.
Hierzu wirken Elemente an dem Greiferfahrzeug mit der Schiene zusammen.
Die Schiene besteht bevorzugt aus einem einfachen, flachen Materialstreifen,
der eine bestimmte Höhe
aufweist. Wird diese Höhe verändert, so
soll es zu einer Öffnungsbewegung
der beiden Greifarme kommen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung geschieht dies dadurch, dass am Greiferfahrzeug drei
Rollen angeordnet sind. Eine Rolle, welche die Oberkante der Schiene
abläuft,
sitzt im wesentlichen dabei auch auf der Drehachse von Grundschenkel
und Scherenschenkel. Eine weitere Rolle, die mit dem Grundschenkel
verbunden ist, läuft
eine Unterkante der Schiene ab, eine dritte Rolle, die ebenfalls
die Unterkante der Schiene abläuft,
ist mit dem Scherenschenkel verbunden. In diesem Sinne bilden die
Drehachsen der drei Rollen miteinander ein Dreieck. Wird nun die
Höhe der
Schiene verändert,
so kommt es zu einer Öffnungsbewegung
der Greifarme, da sich der Abstand der Rollen, welche die Unterkante
der Schiene ablaufen, verändert.
Wird dann die Höhe
der Schiene wieder verringert, erhöht sich der Abstand der Drehachsen
der beiden Rollen, welche die Unterkante der Schiene ablaufen und
es kommt, ggf. mit Unterstützung
der oben erwähnten
Schliessfeder, zu einem Schliessen der Greifeinrichtung, d.h. zu
einem klemmenden Zusammenwirken von Aussengreifer und Innengreifer.
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Wichtig
bei diesem Bewegungsablauf ist, dass die eigentliche Fahrschiene
auch zugleich die Kontur zur Betätigung/Bewegung
der beiden Greifarme ist. Es wird also keine weitere Kurvenschiene
(Schaltkulisse) benötigt,
um den Greifer-Bewegungsablauf zu erzeugen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sollen dem Greiferfahrzeug noch eine Transportsicherung zugeordnet
sein, d.h., eine Sicherung, die gewährleistet, dass die Greifarme
beim normalen Transport des Gegenstandes keine unerwünschte Öffnungsbewegung
zulassen. Die oben erwähnte
Schliessfeder sichert zwar bereits sehr gut, dass die Gegenstände zwischen
den Greifern festgehalten werden. Durch Beschleunigungen, ausgelöst durch
Geschwindigkeitsänderungen
oder Fliehkräfte,
ist es jedoch besonders bei langen Gegenständen, wie PET-Flaschen, möglich, dass
sich die Greifeinrichtung öffnen
kann, d.h., dass die Kraft der Schliessfeder nicht ausreicht, um
die auftretenden Momente aufzunehmen. Werden aber die beiden beweglichen
Schenkel, nämlich
Grundschenkel und Scherenschenkel, während der Fahrt fixiert, so übernimmt
diese Fixierung (Arretierung) die auftretenden Momente, und der
Gegenstand kann sich nicht aus der Greifeinrichtung herauslösen. In
einem einfachen Ausführungsbeispiel
erfolgt die Fixierung von Grundschenkel und Scherenschenkel durch
eine Kugel. Die Kugel wird auf der einen Seite durch eine Blattfeder
durch eine Öffnung
im Grundschenkel gegen eine Sitzfläche im Scherenschenkel gedrückt. Die
Sitzfläche
umschreibt einen Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser
der Kugel. Die Öffnung
im Grundschenkel dagegen hat einen etwas grösseren Durchmesser als derjenige
der Kugel. Damit wird nun die Kugel sauber in Position auf der Sitzfläche gehalten
und verriegelt die beiden Schenkel gegeneinander.
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Um
nun die Greifer öffnen
zu können,
müssen
die Greifarme freigegeben werden. Das bedeutet, dass die Kugel aus
ihrer Riegelposition bewegt werden muss. Dies geschieht durch eine
bspw. an der Schiene vorgesehenen Schaltkulisse, welche die Kugel
gegen die Federkraft der Blattfeder nach aussen drückt. Da
die Öffnung
des Scherenschenkels mit einer Tangentialkante durch Bildung einer
Fase besetzt ist, die gleichzeitig auch die oben erwähnte Sitzfläche ausbildet,
gleitet nun bei einer Öffnungsbewegung
der Greifarme gegeneinander diese Tangentialkante an der Kugel entlang
und drückt
die Kugel gänzlich
aus der Öffnung
des Scherenschenkels. Damit sind beide Schenkel freigegeben und
können
die notwendigen Öffnungs-
und Schliessbewegungen durchführen.
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Diese
Art der Verriegelung ist sehr effizient und verursacht praktisch
keine Reibungskräfte
bei der Entriegelung.
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Bevorzugt
soll jedem Greiferfahrzeug noch ein Identifikationsmerkmal zugeordnet
sein. Dies kann bspw. ein am Fahrzeug befestigter oder angebrachter
Barcode oder allenfalls ein Datamatrix-Code sein. Im System installierte
Lesestationen lassen Rückschlüsse auf
die Position jedes Fahrzeuges bzw. jedes Gegenstandes zu. Da nach
der vorliegenden Erfindung jeder Gegenstand mit einem eigenen Greiferfahrzeug
einzeln transportiert wird, ist es auch möglich, jeden einzelnen Gegenstand über den
codierten Wagen zu identifizieren. Mit dieser Identifikation besteht
die Möglichkeit,
bspw. fehlerhafte Gegenstände
irgendwo im System aus dem Verkehr zu entfernen. Es könnten aber
auch bspw. verschiedene Flaschentypen auf der gleichen Anlage transportiert
oder gespeichert werden und dann, dank der Fahrzeugidentifikation,
an geeigneter Stelle wieder voneinander getrennt werden. Diese Fahrzeugidentifikation
ermöglicht
ferner auch die individuelle Fahrzeit-Laufzeit-Identifikation jedes
einzelnen Wagens durchzuführen,
was wiederum Rückschlüsse auf
den Verschleiss zulässt.
Dies ist eine Vorraussetzung für
ein vorbeugende Wartung. Der Einsatz einer Einzelidentifikation
ist völlig
neu in der PET-Verpackungsindustrie.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, welches bevorzugt angewendet
wird, bezieht sich darauf, dass mehrere Greiferfahrzeuge zusammen
gekoppelt werden können.
Besonders in Kurven, in welchen zum Beispiel aus Kostengründen kein
Antrieb durch einen Riemen od. dgl. erfolgt, ist es von grossem Nutzen,
einzelne Fahrzeuge aneinander zu koppeln, und damit die Fahrzeuge
durch die Kurven zu stossen oder zu ziehen, die vom Riemenantrieb
nicht erfasst werden. Bei einer antriebslosen Kurve stossen die
noch angetriebenen hintersten Fahrzeuge einer Komposition die vorderen
Fahrzeuge solange durch die Kurve, bis die vordersten Fahrzeuge
wieder durch den Antrieb erfasst und angetrieben werden, damit sie
die hinteren Fahrzeuge nach sich durch die Kurve ziehen.
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In
einem einfachen Ausführungsbeispiel
erfolgt die Kopplung mit Hilfe eines Magneten, der mit einer Feder
des vorderen Fahrzeugs zusammenwirkt. Die Verwendung einer Feder
hat zudem den Vorteil, dass beim Auffahren eines Fahrzeuges auf
das nächste
Schläge
und Stösse
im wesentlichen abgefedert werden.
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Gerade
PET-Flaschen sollen während
dem Transport bzw. der Speicherung und vor dem Befüllen sauber
bleiben, d.h., es sollen sich keine Fremdpartikel im Inneren der
Flasche absetzen. Deshalb ist am Greiferfahrzeug ein Deckel vorgesehen,
der die Abdeckung der Öffnung
des zu transportierenden Gegenstandes übernimmt und den anfallenden
Schmutz abfängt.
Bei speziellen Gegenständen
im sog. Aseptik-Bereich kann es sogar notwendig sein, einen Gegenstand
(Flasche) während
dem Transport absolut dicht zu verschliessen. Dies kann mit einem
Stopfen geschehen, welcher dem Innengreifer zugeordnet ist. Bei
der Flaschenaufnahme wird dieser Stopfen in die Öffnung abgesenkt, so dass die Öffnung vollständig verschlossen
und das Innere der Flasche von äusseren
Einflüssen
geschützt
ist.
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Ferner
hat es sich als ratsam erwiesen, den Deckel nachgiebig auszugestalten,
so dass er einem Druck von beispielsweise einem PET-Behälter bei
Aufnahme diese PET-Behälters
nachgeben kann. Deshalb stützt
sich der Deckel bevorzugt gegen eine Schraubenfeder ab.
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Es
soll nun nochmals besonders auf die Schienen zurückgekommen werden. Wie oben
erwähnt,
handelt es sich bei der Schiene um ein herkömmliches Rechteckprofil. Dieses
Profil bietet viele Vorteile. Die Fertigung des Profils ist sehr
einfach und kostengünstig,
was sich bei Streckenlängen
von zum Teil mehreren hundert Metern sehr lohnt. Das Rechteckprofil
lässt sich
mit kleinem Aufwand in die gewünschte
Form biegen, so dass Bögen
oder auch Spiralen einfach zu realisieren sind. Dank der Form des
Profils ist die Lage der Fahrzeuge eindeutig definiert, auch Drehmomente,
welche durch das System oder die Fahrzeuge auftreten, können über das
Profil aufgenommen werden.
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Um
die Vorteile, die durch den Einzeltransport und die individuelle
Fahrzeugidentifikation entstehen, auch wirklich zu nutzen, sind
bevorzugt im System Weichen notwendig, welche Separationen zulassen.
Sind in einem System Weichen vorhanden, so eröffnet dies die Möglichkeit,
das System zu öffnen,
d.h., es muss nicht zwangsläufig
ein geschlossener Kreislauf sein.
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Ein
besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die einfache Ausgestaltung
einer Weiche, die dank des oben erwähnten Profils möglich ist.
Von enormer Tragweite sind schnelle Schaltzeiten der Weichen, um
ein möglichst
effizientes, hochdynamisches und energiesparsames System zu erreichen.
Schaltzeiten sind direkt mit dem zu überwindenden Schaltweg verknüpft, daher
sind kleine Schaltwege besonders wichtig. Das Fahrzeug gemäss der vorliegenden
Erfindung ist im Bereich, in dem eine Interaktion mit der Weiche
stattfinden kann, so schlank wie nur möglich gebaut, um den notwendigen
Schaltweg auf eine Minimum zu reduzieren.
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Bevorzugt
besteht die Weiche lediglich aus einem Schienenstreifen, der mit
der eigentlichen Schiene verbunden ist. Je nachdem, auf welche Schienenführung das
Greiferfahrzeug umgelenkt werden soll, wird die Weiche von einer
zur anderen Schienenführung
bewegt. Dies kann durch einen einfachen Pneumatikantrieb oder mit
einem Hubmagnet geschehen. Damit für das Greiferfahrzeug nicht
Schienen bzw. Weichen unterschiedlicher Dicke verwendet werden,
kann es sich als ratsam erweisen, Schienen und Schienenführungen sowie
Weiche bei dem Verbindungsbereich zu verdünnen, so dass die Addition
der Dicken der Verbindungsbereiche die eigentliche Dicke der Schiene
nicht überschreitet.
Anstelle den verdünnten
Bereichen kann auch nur ein Anschlag vorgesehen sein.
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In
einer ersten Variante gemäss
der vorliegenden Erfindung besteht die Weiche nicht aus einem Stück, sondern
aus mehreren Blattfedern, die aufeinandergeschichtet sind. Da die
einzelnen Blattfedern aneinander reiben und sich auch in Längsrichtung
beim Verbiegen bewegen können,
wird der flexible Schienenstreifen, aus dem die Weiche besteht,
in der gewünschten
Bewegungsrichtung weicher, was schnellere Schaltzeiten zulässt. Auch
die Schaltkräfte
werden dadurch wesentlich kleiner. Dank diesem Aufbau in Schichten,
ist es auch möglich,
verschiedene Materialien aufeinander zu schichten, was viel Spielraum
bezüglich
Steifigkeit, Kräften,
minimaler Reibung usw. zulässt.
Als mögliche
Materialien kommen neben Federstahl auch Kunststoffe, Fiberglas,
Verbundwerkstoffe und Kohlefasermaterialien in Frage.
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In
einer zweiten Variante wird der Schienenstreifen einteilig aufgebaut.
Er kann beispielsweise aus Verbundwerkstoffen, Kohlefasermaterialien
oder Fiberglas bestehen.
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In
einer dritten Variante wird grundlegend davon ausgegangen, dass
ein Kern mit Draht umwickelt wird. Dadurch wird der Schienenstreifen
wesentlich elastischer. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
den Schienenstreifen nur aus gewundenem Federdraht ohne Kern herzustellen.
Der gewundene Draht kann dann je nach Bedarf überschliffen werden, so dass
saubere Flächen
und Kanten entstehen.
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Sofern
eine leere Flasche transportiert wird, hat es sich als ratsam erwiesen,
den Innengreifer mit einem Druckstück zu belegen, wobei die beiden
Seitenkanten des Druckstückes
linienförmig
dem Öffnungsbereich
der Flasche anliegen. Ein derartiges Druckstück kann für eine Vielzahl von unterschiedlichen
Durchmessern von Öffnungsbereichen
verwendet werden.
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Dem
Druckstück
ist bevorzugt an dem Aussengreifer eine Gegenhaltefeder zugeordnet,
welche den Öffnungsbereich
der Flasche gegen das Druckstück
drückt.
Dies gewährleistet
eine sichere Halterung des Gegenstandes an dem Greiferfahrzeug.
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Soll
dagegen eine volle Flasche transportiert werden, so muss der Innengreifer
durch einen weiteren Aussengreifer ersetzt werden. Ansonsten kann
dasselbe Funktionsprinzip verwendet werden.
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Als
Antrieb für
die Greiferfahrzeuge sind viele Möglichkeiten denkbar und sollen
von der Erfindung umfasst sein. Nur beispielsweise ist an einen
formschlüssigen
Antrieb gedacht. In diesem Fall weist jedes Fahrzeug einen Mitnehmerstift
auf, der in Schlitzen eines Antriebsrades aufgenommen werden kann.
Auf diese Weise lassen sich einerseits die Fahrzeuge eintakten oder
vereinzeln, andererseits können
sie damit aber auch bewegt werden. Mit Hilfe des drehenden Antriebsrades,
welches die Schlitze in festen Abständen aufweist, lässt sich
eine Vielzahl von Fahrzeugen stossen.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht in der Ausgestaltung des Antriebs mit einem Reibrad. Dank
der bewusst flach gestalteten Rückwand
und Kopfpartie der erfindungsgemässen
Greiferfahrzeuge ist es möglich, derartige
Reibräder
als Antrieb zu verwenden, welche die Fahrzeuge entlang den Schienen
bewegen können. Insbesondere
an Stellen, wo die Reibung grösser
ist als normal, beispielsweise dort, wo die Transportsicherung entsichert
wird, kann dies von grosser Bedeutung sein. Die Verwendung des Reibrads
eröffnet
auch die Möglichkeit,
viele Fahrzeuge zu stossen und damit Streckenabschnitte ohne eigenen
Antrieb zu überbrücken. Ferner
ist in gewissem Umfang eine Staumöglichkeit gegeben.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in
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1 einen
Ausschnitt aus einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Transport
von nicht näher
gezeigten Gegenständen;
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2 eine
Rückansicht
des Ausschnitts der Vorrichtung gemäss 1;
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3 einen
grösseren
Ausschnitt aus der erfindungsgemässen
Vorrichtung zum Transport von PET-Flaschen bei der Übernahme
dieser Flaschen;
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4 einen
Ausschnitt aus einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Transport
von nicht gezeigten Gegenständen
mit aneinandergekoppelten Greiferfahrzeugen;
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5 eine
Rückansicht
eines Ausführungsbeispiels
eines Greiferfahrzeuges;
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6 und 7 einen
Teilausschnitt eines Querschnitts aus der Vorrichtung gemäss 5 entlang Linie
VI/VII-VI/VII in 5;
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8 und 8a Ausschnitte
aus der Vorrichtung gemäss 1 mit
einem weiteren Ausführungsbeispiel
eines Greiferfahrzeuges und teilweise dargestellter, zu transportierender
gefüllter
Flasche (nur 8);
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9 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemässe
Vorrichtung gemäss 1 im
Bereich einer Weiche;
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10 eine
vergrösserte,
perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus einem Schienenstreifen;
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11 eine
vergrössert
dargestellte perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus einem
weiteren Ausführungsbeispiel
eines Schienenstreifens;
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12 eine
perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum
Transportieren von Gegenständen
im Bereich eines Antriebs;
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13 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausschnitts einer erfindungsgemässen Vorrichtung
zum Transport von Gegenständen
im Bereich eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Antriebs.
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In 1 ist
eine Schiene 1 dargestellt, an der entlang zwei Greiferfahrzeuge 2.1 und 2.2 laufen.
Da beide Greiferfahrzeuge 2.1 und 2.2 identisch
ausgebildet sind, wird nur eines von ihnen nachfolgend beschrieben.
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Jedes
Greiferfahrzeug 2.1/2.2 weist zwei Greifarme 3.1 und 3.2 auf,
die über
eine Drehachse 4 miteinander verbunden sind. Beim Drehen
um die Drehachse 4 können
sich die Greifarme 3.1 und 3.2 scherenartig öffnen, wobei
sich ein Aussengreifer 5 von einem Innengreifer 6 trennt,
wie dies beim Greiferfahrzeug 2.2 zu erkennen ist.
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Der
Aussengreifer 5 ist bevorzugt zusammen mit einer Rückwand 7 einstückig zu
dem Greifarm 3.1 verbunden, wobei dieser auch als Grundschenkel
bezeichnet wird, da er im wesentlichen aus Flachmaterial besteht,
wie dies vor allem in 2 zu erkennen ist.
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Auch
der Innengreifer 6 ist zumindest teilweise einstückig mit
dem Greifarm 3.2 verbunden, wobei beide im wesentlichen
ebenfalls aus einem Flachmaterial hergestellt sind, weshalb dieser
Greifarm auch als Scherenschenkel bezeichnet wird. An dem Innengreifer 6 befindet
sich noch ein Druckstück 8,
welches mit einer Gegenhaltefeder 9 am Aussengreifer 5 zusammenwirkt.
Des weiteren ist dem Innengreifer 6 ein Deckel 10 zugeordnet.
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Zwischen
Grundschenkel 3.1 und Scherenschenkel 3.2 ist
in entsprechende Ausnehmungen eine Schliessfeder 11 eingesetzt,
die ein Zusammenführen
von Innengreifer 6 und Aussengreifer 5 unterstützt. Ferner
wird die Führung
von Grundschenkel 3.1 und Scherenschenkel 3.2 noch
durch einen Bolzenkopf 12 gesichert, der mit dem Grundschenkel 3.1 über einen
nicht gezeigten Bolzen in Verbindung steht, der ein gekrümmtes Langloch 13 im
Scherenschenkel 3.2 durchgreift, wobei der Bolzenkopf 12 des
Langlochs übergreift.
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Auf
der Drehachse 4 sitzt eine profilierte Rolle 14 auf,
welche eine Oberkante 15 der Schiene 1 abläuft. Diese
Rolle 14 wirkt mit zwei weiteren profilierten Rollen 16 und 17 zusammen,
die jeweils eine Unterkante 18 der Schiene 1 ablaufen.
Dabei sitzt eine Drehachse 19 der Rolle 16 in
dem Grundschenkel 3.1, während eine Drehachse 20 der
Rolle 17 mit dem Scherenschenkel 3.2 verbunden
ist. Die Drehachsen 19 und 20 bilden zusammen
mit der Drehachse 4 ein Dreieck, so dass die Drehachsen 19 und 29,
wie später
beschrieben wird, in ihrem Abstand veränderbar sind.
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Oberhalb
der Schiene 1 befindet sich an dem Grundschenkel 3.1 noch
ein Kopplungsmagnet 21 und eine Kopplungsfeder 22.
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Die
Schiene 1 besitzt üblicherweise
eine Höhe
h, die in Bereichen, in denen die Greifarme 3.1 und 3.2 geöffnet werden
sollen, zu einer Höhe
H vergrössert
ist.
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Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung soll insbesondere im Zusammenhang
mit 3 näher beschrieben
werden:
Die Greiferfahrzeuge 2 laufen mit den Rollen 14, 16 und 17 die
Schiene 1 ab, wobei normalerweise die Greifarme 3.1 und 3.2 geschlossen
sind. Sobald die Schiene in die Nähe einer in 3 gezeigten Übergabestation gelangt,
ist die übliche
Höhe h
der Schiene 1 zur Höhe
H vergrössert.
Dies bewirkt, dass sich der Abstand zwischen den beiden Drehachsen 19 und 20 der
Rollen 16 und 17 verkleinert. Dies führt zu einem Öffnen der Greifarme 3.1 bzw. 3.2 bzw.
zu einer Entfernung des Aussengreifers 5 von dem Innengreifer 6 und
zwar gegen den Druck der Schliessfeder 11.
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In
der in 3 gezeigten Übergabestation
werden die Gegenstände 23,
z.B. PET-Flaschen, durch Blasmaschinengreifer getaktet und an Gleitebenen 24 herangeführt, wobei
die Gleitebenen 24 beispielsweise aus zwei parallel zueinander
verlaufenden Schienen bestehen, welche einen Neckring 25 an
dem Gegenstand 23 untergreifen.
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Das
Greiferfahrzeug 2 wird an der Schiene 1 unmittelbar
nach der Blasmaschine von oben gegen die Gleitebene 24 geführt, so
dass der Innengreifer 6 in eine Öffnung 26 des noch
durch die Blasmaschinengreifer getakteten Gegenstandes 23 eintauchen
kann. Danach verkleinert sich die Höhe der Schiene 1 wieder
zu der Höhe
h, was dazu führt,
dass sich der Abstand zwischen den beiden Drehachsen 19 und 20 der
Rollen 16 und 17 wieder erweitern kann, so dass
die Greifarme 3.1 und 3.2 schliessen, wobei der
Aussengreifer 5 zum einen mit einem Zahn 27 den
Neckring 25 untergreift, zum anderen die Gegenhaltefeder 9 einen Öffnungsbereich des
Gegenstandes gegen das Druckstück 8 drückt. Dieses
Druckstück 8 ist
zur Gegenhaltefeder 9 hin etwa eben ausgebildet, so dass
es nur mit seinen beiden Randkanten einem inneren Öffnungsbereich
des Gegenstandes 23 anliegt. D.h., es besteht eine Zwei-Linien-Anlage,
so dass dieses Druckstück
unterschiedlichsten Öffnungsweiten
der Gegenstände 23 Rechnung
tragen kann.
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In
der letzten Darstellung eines Greiferfahrzeuges 2 mit einem
Gegenstand 23 in 3 wird gezeigt, dass
das Greiferfahrzeug 2 den Gegenstand 23 erfasst
und von der Gleitebene 24 abgenommen hat. Eine Übergabe
an andere, nicht gezeigte Gleitebenen oder Greifer erfolgt auf dieselbe
Art und Weise.
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In 4 ist
dargestellt, dass eine Mehrzahl von Greiferfahrzeugen 2 die
Schiene 1 auch im Konvoi ablaufen können. Hierdurch können Fahrzeug-Kompositionen entstehen.
Zum Zusammenkoppeln wirken der Kopplungsmagnet 21 und die
Kopplungsfeder 22 zusammen, wobei letztere noch die Aufgabe
hat, den Stoss beim Auffahren zweier Greiferfahrzeuge 2 abzufedern.
Dies gilt vor allem auch bei Entstehung eines Staus.
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Ein
weiteres wesentliches Element der vorliegenden Erfindung bezieht
sich auf eine Transportsicherung, wie sie in den 5 bis 7 dargestellt
ist. Die Transportsicherung muss so ausgestaltet sein, dass ohne
ihr Lösen
Grundschenkel 3.1 und Scherenschenkel 3.2 keine Öffnungsbewegungen
durchführen
können.
Andererseits muss die Transportsicherung automatisch und leicht
lösbar
sein. Zu diesem Zweck ist in die Rückwand 7 des Grundschenkels 3.1 eine
runde Öffnung 28 eingeformt,
die in Sicherungslage, wie sie in 6 dargestellt
ist, mit einer Öffnung 29 in
dem Scherenschenkel 3.1 kongruiert. Diese Öffnung 29 weist
einen Durchmesser d1 auf, der kleiner ist
als ein Durchmesser d einer Kugel 30, während die Öffnung 28 einen Durchmesser
d2 aufweist, der geringfügig grösser ist als der Durchmesser
d der Kugel 30. Im übrigen
weist die Öffnung 29 eine
Fase 41 auf, welche die Öffnung 29 zur Rückwand 7 hin
vergrössert.
Hierdurch entsteht in der Öffnung 29 zur
Kugel 30 hin eine Tangentialkante 31.
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Im übrigen wird
die Kugel 30 durch eine Blattfeder 32 zumindest
in der Öffnung 28 der
Rückwand 7 gehalten,
wobei die Blattfeder 32 eine Aufnahmeöffnung 33 für die Kugel 30 mit
einem geringeren Durchmesser als derjenige der Kugel 30 besitzt.
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Die
Funktionsweise dieser Transportsicherung ist folgende:
In Sicherungslage
sitzt die Kugel 30 in den Öffnungen 28 und 29 unter
dem Druck der Blattfeder 32. Sie kann aus der Öffnung 29 nicht
herausfallen, da diese Öffnung
im Bereich der Tangentialkante 31 einen geringeren Durchmesser
d1 aufweist, als der Durchmsser d der Kugel 30.
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Soll
nun die Transportsicherung aufgehoben werden, insbesondere im Übergabebereich
von Gegenständen
gemäss 3,
so ist an der Schiene 1 eine ansteigende Schaltkulisse 34 vorgesehen,
die bewirkt, dass die Kugel 30, wie in 7 gezeigt,
aus der Öffnung 29 und
auch teilweise aus der Öffnung 28 herausgedrückt wird.
Dies geschieht gegen den Gegendruck der Blattfeder 32.
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Sollten
nun die Greifarme 3.1 und 3.2 geöffnet werden,
so erfolgt eine Relativbewegung dieser beiden Greifarme zueinander,
so dass die Tangentialkante 31 der Öffnung 29 auf die
Kugel 30 auftrifft. Durch die Ausbildung als Tangentialkante
drückt
sie die Kugel 30 jedoch noch weiter gegen die Blattfeder 32 und
schlussendlich aus der Öffnung 29,
so dass dann ein Scheitel 35 der Kugel 30 auf
einer Innenfläche 36 des
Scherenschenkels 3.2 aufsitzt. Hierdurch ist die Transportsicherung
aufgehoben und die beiden Greifarme 3.1 und 3.2 können sich öffnen und
schliessen. Zum Schliessen gelangt die Öffnung 29 wieder in Übereinstimmung
mit der Öffnung 28,
wodurch die Kugel 30 zuerst auf die Schaltkulisse 34 gedrückt wird
und dann diese abläuft
bis zu deren Ende, wobei dann die Kugel 30 wieder satt
an der Tangentialkante 31 anliegt.
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In 8 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Greiferfahrzeuges 2.3 gezeigt. Dieses dient zum Transport
eines gefüllten
Gegenstandes 23.1, dessen Öffnung von einer Kappe 37 verschlossen
ist. Hier ist vorgesehen, dass der Innengreifer durch einen zweiten
Aussengreifer 5.1 ersetzt ist, der mit dem ersten Aussengreifer 5 zusammenwirkt,
wobei auch der Aussengreifer 5.1 mit einem Zahn 27.1 den
Neckring 25 untergreift.
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In 8a ist
ferner ein Greiferfahrzeug 2.4 dargestellt, bei dem ein
Deckel 10.1 über
eine Federschlaufe 50 mit dem Innengreifer 6 verbunden
ist. Dieser Deckel 10.1 stützt sich über eine Schraubenfeder 51 gegen
den Greiferarm 3.2 ab. Hierdurch ist der Deckel 10.1 federnd
gelagert und kann beispielsweise einem Druck eines Öffnungsrandes
einer Flasche nachgeben.
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Die
erfindungsgemässe
Führung
der Greiferfahrzeuge 2 an der Schiene 1 ermöglicht auch
eine besonders günstige
Ausgestaltung einer Weiche, wie dies in 9 gezeigt
ist. Die entsprechenden Fahrzeuge können dort nach der Schiene 1 auf
eine weitere Schienenstrecke 1.1 oder 1.2 übergeben
werden. Hierzu ist mit der Schiene 1 ein Schienenstreifen 38 verbunden,
der von einem einfachen Pneumatikzylinder 39 oder elektrischen
Hubmagnet angegriffen ist. Selbstverständlich sind hier auch andere
Antriebsmittel für
den Schienenstreifen 38 denkbar. Dieser Pneumatikzylinder 39 bewegt
den Schienenstreifen 38 bzw. dessen freies Ende 40 entweder
in Anlage an die Schienenführung 1.1 oder 1.2,
je nach Wunsch.
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Damit
der Übergang
so gleichmässig
wie möglich
erfolgt, sind Schiene 1, Schienenführung 1.1 und 1.2 im Übergabebereich
verdünnt
ausgebildet, während
eine Dicke e des Schienenstreifens 38 der Dicke des verdünnten Bereiches
entspricht.
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Für den Aufbau
des Schienenstreifens 38 bieten sich verschiedene Möglichkeiten
an. In 10 ist gezeigt, dass der Schienenstreifen
nicht aus einem Stück
besteht, sondern aus mehreren geschichteten Blattfedern. Dank diesem
Aufbau in Schichten ist es auch möglich, verschiedene Materialien
aufeinander zu schichten, was viel Spielraum bezüglich Steifigkeit, Kräften, minimaler
Reibung usw. zulässt.
Als mögliche
Materialien kommen neben Federstahl auch Kunststoff, Fiberglas,
Verbundwerkstoffe und Kohlefasermaterialien in Frage.
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In
einer zweiten Variante, die allerdings nicht dargestellt ist, können die
Schienenstreifen 38 auch einteilig aufgebaut sein. Als
mögliche
Materialien sind hier Fiberglas, Verbundwerkstoffe und Kohlefasermaterialien
denkbar.
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In
einer dritten Variante gemäss 11 besteht
ein Schienenstreifen 38.2 aus einem Kern 42, der
von einem Draht 43 umwickelt ist. Dieser Schienenstreifen 38.2 ist
ausserordentlich elastisch. Es besteht auch die Möglichkeit,
keinen Kern zu verwenden, sondern den Schienenstreifen nur aus gewundenem
Federdraht herzustellen. Der gewundene Draht kann im übrigen nach
Bedarf noch überschliffen
werden, so dass saubere Flächen
und Kanten entstehen.
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Auch
für einen
Antrieb der Greiferfahrzeuge
2 sind viele Möglichkeiten
denkbar. Nur beispielsweise sind in den
12 und
13 zwei
Möglichkeiten
dargestellt. Bei dem Antrieb
44 gemäss
12 steht
ein Antriebsrad
45 in formschlüssigem Eingriff mit Mitnehmerstiften
46 an
dem Greiferfahrzeug
2. Diese Mitnehmerstifte
46 werden
von Schlitzen
47 im Umfang des Antriebsrads
45 mitgenommen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
eines Antriebs
44.1 gemäss
13 ist
den Fahrzeugen
2 ein Reibrad
48 zugeordnet. Dieses Reibrad
48 ist
von einem Ring
49 aus reibschlüssigem Material belegt. Bezugszeichenliste
| 1 | Schiene | 34 | Schaltkulisse |
| 2 | Greiferfahrzeug | 35 | Scheitel |
| 3 | Greiferarm | 36 | Innenfläche |
| 4 | Drehachse | 37 | Kappe |
| 5 | Aussengreifer | 38 | Schienenstreifen |
| 6 | Innengreifer | 39 | Pneumatikzylinder |
| 7 | Rückwand | 40 | freies
Ende von 38 |
| 8 | Druckstück | 41 | Fase |
| 9 | Gegenhaltefeder | 42 | Kern |
| 10 | Deckel | 43 | Draht |
| 11 | Schliessfeder | 44 | Antrieb |
| 12 | Bolzenkopf | 45 | Antriebsrad |
| 13 | Langloch | 46 | Mitnehmerstift |
| 14 | Rolle | 47 | Schlitz |
| 15 | Oberkante | 48 | Reibrad |
| 16 | Rolle | 49 | Ring |
| 17 | Rolle | 50 | Federschlaufe |
| 18 | Unterkante | 51 | Schraubenfeder |
| 19 | Drehachse | d | Durchmesser
von 30 |
| 20 | Drehachse | d1 | Durchmesser
von 29 |
| 21 | Kopplungsmagnet | d2 | Durchmesser
von 28 |
| 22 | Kopplungsfeder | e | Dicke
von 38 |
| 23 | Gegenstand | h | Höhe von 1 |
| 24 | Gleitebene | H | Höhe von 1 |
| 25 | Neckring | | |
| 26 | Öffnung | | |
| 27 | Zahn | | |
| 28 | Öffnung in 7 | | |
| 29 | Öffnung in 3.2 | | |
| 30 | Kugel | | |
| 31 | Tangentialkante | | |
| 32 | Blattfeder | | |
| 33 | Aufnahmeöffnung | | |