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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Transportieren von Gegenständen längs einer geschlossenen Transportbahn, mit zwei parallel und vertikal übereinander angeordneten, rohr- oder stangenförmigen Führungsschienen als Transportbahn, mit wenigstens einem Transportmodul, welches mit jeder Führungsschiene über wenigstens ein Stützrollenpaar verbunden ist, wobei die Rollen jedes Stützrollenpaares um im Wesentlichen senkrecht zu einer Führungsschienenachse liegende, einen Winkel von weniger als 180° einschliessende Rollenachsen drehbar sind und einer der Führungsschienen in einer Raststellung anliegen, und mit einem im Wesentlichen parallel zu dem Führungsschienen umlaufend angeordneten, mit dem wenigstens einen Transportmodul verbindbaren Antriebsmittel.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Behältertransport, wie er häufig in Kartoniermaschinen eingesetzt wird. In diesen Maschinen werden Behälter unterschiedlicher Grösse bearbeitet, in der Regel geformt, befüllt, verschlossen und an weitere Produktionsmaschinen, beispielsweise an eine Palletieranlage, weitergereicht. Auf derartigen Maschinen werden die unterschiedlichsten Produkte, u. a. aus der Lebensmittel-, Pharma- und Healthcare-Industrie, verpackt. Dabei müssen sehr unterschiedliche Behältergrössen mit dem Behältertransport transportiert werden.
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Stand der Technik
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EP-A-1 215 122 offenbart einen Behältertransport aus zwei parallelen Zahnriemen mit Mitnehmern, zwischen welchen die Behälter eingeklemmt und transportiert werden. Dabei müssen aufgerichtete Kartons in den Transportvorgang eingetaktet werden, was immer wieder zu Störungen führt. Wegen der regelmässige Teilung der Mitnehmer ist auch die Anzahl Behälter im Transport fest vorgegeben, was vor allem die Leistung bei kleinen Behältergrössen stark limitiert. Diese Art von Transport ist nur für das Befüllen der Behälter einsetzbar, da der seitliche Zugang, beim Aufrichten und Verschliessen der Kartons limitiert ist.
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Aus
WO-A-96/07592 ist ein Kartontransport für unterschiedliche Kartongrössen mit drei parallelen Bändern mit jeweils darauf fixierten Mitnehmern bekannt. Der Transport kann in allen drei Dimensionen für unterschiedliche Kartons justiert werden. Ein wesentlicher Nachteil ist der komplexe mechanische und demzufolge kostenintensive Aufbau dieses Systems. Die feste Teilung der Behälter führt zu einem wenig flexiblen System mit einer von der Grösse der Kartons unabhängigen, festen Anzahl Behälter im Transport. Zudem werden für das Verstellen der drei Bänder gegeneinander Werkzeuge benötigt. Ebenfalls ist dadurch eine Justage bei Beginn der Produktion erneut erforderlich, was zu wesentlich längeren Zeiten für das erneute Anlaufen der Produktion führt.
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Der aus
WO-A-2009/077250 bekannte Behältertransport ist als horizontaler Rundlauf konzipiert, bei welchem an einer horizontal umlaufenden Kette Transportmodule fixiert sind. Kartons, welche auf diesen Transportmodulen platziert sind, werden durch die Anlage gefahren und an verschiedenen Stationen bearbeitet. Durch die am Antriebsmittel fest montierten Transportmodule kann nur ein beschränkter Formatbereich (Kartongrössen) abgedeckt werden. Die Konstruktion ist nicht geeignet, die bei häufigen Formatumstellungen zwingende Montage und Demontage der Transportmodule ohne den Einsatz von Werkzeugen durchzuführen.
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Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist in
EP-A 0 656 304 offenbart.
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Bei diesem Transportsystem sind mittels einer Kette angetriebene Transportmodule an zwei parallelen Führungsschienen montiert. Ein wesentlicher Nachteil dieses Systems liegt darin, dass die Transportmodule nicht einfach austauschbar sind. Die auf die Führungsschienen aufgesetzten Transportmodule werden über eine Verschraubung gesichert und müssen nach jeder Montage neu justiert werden.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Transportsystem der eingangs genannten Art Transportmodule zu entwickeln, welche sehr einfach und ohne Werkzeug montiert und demontiert werden können, Fertigungstoleranzen automatisch ausgleichen und damit auch unempfindlich gegenüber Verschleiss sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist der automatische Ausgleich von Ungenauigkeiten der Führungsschienen. Das erneute Anlaufen der Produktion nach dem Austausch der Transportmodule soll in möglichst kurzer Zeit erfolgen können. Deshalb sollen die Transportmodule ohne nachträgliche Justage wieder eingesetzt werden können.
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Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Stützrollenpaare den Führungsschienen über wenigstens ein auf die Stützrollenpaare einwirkendes, eine gerichtete Kraft erzeugendes Kraftelement kraftschlüssig anliegen und wenigstens eines von an unterschiedlichen Führungsschienen anliegenden Stützrollenpaaren gegen die Kraftwirkungsrichtung des Kraftelementes aus der Raststellung mit der Führungsschiene heraus verschiebbar ist.
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Bevorzugt schliessen die Rollenachsen der Rollen der Stützrollenpaare im Wesentlichen einen Winkel von 90° ein und die Stützrollenpaare sind am Transportmodul bevorzugt um senkrecht zur Führungsschienenachse und parallel zur Vertikalachse stehende Achsen drehbar gelagert. Dabei soll unter „im Wesentlichen” eine Winkelabweichung geringer als 5°, bevorzugt geringer als 1°, verstanden werden. Die senkrecht zur Führungsschienenachse und parallel zur Vertikalachse stehende Achsen der Stützrollenpaare müssen nicht notwendigerweise in der gleichen Achse liegen, sondern können auch eine parallele Verschiebung aufweisen.
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Die unterschiedlichen Führungsschienen anliegenden Stützrollenpaare sind bevorzugt zwischen den Führungsschienen angeordnet. Hierbei ist die vom Kraftelement auf eines der Stützrollenpaare einwirkende Kraft von der vom Kraftelement auf das andere Stützrollenpaar einwirkenden Kraft weg gerichtet.
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Die Führungsschienen können aber auch zwischen den unterschiedlichen Führungsschienen anliegenden Stützrollenpaaren angeordnet sein. In diesem Fall ist die vom Kraftelement auf eines der Stützrollenpaare einwirkende Kraft auf die vom Kraftelement auf das andere Stützrollenpaar einwirkende Kraft hin gerichtet.
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Bei einer zweckmässigen Ausführungsform weist das Transportmodul einen vertikalen Modulträger mit auf zwei Seiten angeordneten, zwei unterschiedlichen Führungsschienen zugeordneten Stützrollenpaaren auf.
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Jedes der zwei unterschiedlichen Führungsschienen zugeordneten Stützrollenpaare kann über je ein Kraftelement verbunden sein. Alternativ kann der Modulträger aus zwei über ein Kraftelement verbundenen Trägerteilen bestehen.
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Bevorzugt ist am Transportmodul wenigstens ein mit dem Antriebsmittel, vorzugsweise einem Zahnriemen, in Eingriff bringbarer Mitnehmernocken angeordnet.
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Da in einem Kurvensegment der Abstand zwischen dem am Transportmodul befestigten Mitnehmernocken und dem Antriebsmittel kleiner ist als in einem linearen Segment, müssen die Mitnehmernocken lange genug ausgeführt sein und allenfalls das Antriebsmittel durchdringen können. Bevorzugt ist der Mitnehmernocken am Transportmodul gefedert befestigt. Damit kann der sich verändernde Abstand zwischen Transportmodul und Antriebsmittel kompensiert werden.
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Der wenigstens eine Mitnehmernocken ist somit bevorzugt relativ zum Transportmodul im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsmittel verschiebbar und mit wenigstens einem Kraftelement mit dem Antriebsmittel in Eingriff bringbar. Gegenüber einer Verschraubung der Transportmodule mit dem Antriebsmittel ermöglicht diese Ausführungsform ein einfaches, einseitiges Ausklinken oder Aushängen der Transportmodule aus dem Antriebsmittel. Bei einer Überlast kann der Nocken aus dem Antriebsmittel ausklinken. Dies kann eine Beschädigung der Mechanik verhindern.
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Das umlaufend angeordnete Antriebsmittel kann beispielsweise eine umlaufende Kette, oder insbesondere ein Zahnriemen sein. Besonders bevorzugt kann das umlaufend angeordnete Antriebsmittel auch durch einen umlaufend angeordneten Statur eines Linearmotors gebildet sein. Es sind auch andere, dem Fachmann geläufige Antriebsmittel denkbar.
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Unter ”verbindbar” soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Transportmittel mit dem Antriebsmittel kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden kann. Die Verbindung kann durch eine mechanische Kupplung und/oder insbesondere durch eine magnetische Kupplung erfolgen.
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Zur Kompensation des in einem Kurvensegment gegenüber einem linearen Segment eines Rundlaufs kleineren Abstandes zwischen dem wenigstens einen Mitnehmernocken und dem Antriebsmittel kann im Kurvensegment das Zentrum des Antriebsmittels zum Zentrum der Führungsschienen um ein Mass vom Kurvensegment weg verschiebbar sein. Insbesondere kann diese Verschiebung parallel zur Winkelhalbierenden oder Mittelparallelen der an das Kurvensegment anschliessenden linearen Segmente erfolgen. Eine zusätzliche Kompensation kann durch die vorstehend erwähnte, gefederte Befestigung der Mitnehmernocken am Transportmodul erfolgen. Damit kann der sich verändernde Abstand zwischen Transportmodul und Antriebsmittel optimal kompensiert werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind
- – Durch einfachen und schnellen Austausch der Transportmodule kürzere Stillstandzeiten bei Reinigung der Module
- – Kürzere Stillstandzeiten bei Formatwechsel, also Wechsel der Transportmodule auf unterschiedliche zu transportierende Behältergrössen
- – Keine Werkzeuge und keine Justage bei Austausch der Transportmodule notwendig
- – Kompensation von Fertigungsungenauigkeiten und Verschleiss
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung die lediglich zur Erläuterung dient und nicht einschränkend auszulegen ist. Die Zeichnung zeigt schematisch in
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1 eine Schrägsicht auf einen Teil eines Rundlaufsystems mit einem auf Führungsschienen angeordneten Transportmodul;
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2 einen rechtwinklig zu den Führungsschienen gelegten Schnitt durch das Rollensystem des Transportmoduls von 1;
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3 die Schrägsicht von 1 mit dem Schnitt durch das Rollensystem gemäss 2;
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4 eine Schrägsicht auf die Antriebsseite der Anordnung von 1;
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5 eine Schrägsicht auf die teilweise geschnittene Mitnehmervorrichtung der Anordnung von 4;
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6 einen rechtwinklig zu den Führungsschienen gelegten Schnitt durch ein alternatives Rollensystem des Transportmoduls gemäss 1;
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7 eine Schrägsicht auf ein Transportmodul mit einem weiteren Rollensystem mit innen versetzten Rollen und alternativem Federsystem (Blattfeder);
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8 eine Variante der relativen Lage der Führungsschienen zum Antriebsmittel in einem Kurvenbereich.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ein in den 1 bis 5 wiedergegebenes Transportmodul 10 befindet sich im Eingriff mit zwei parallel zueinander und in vertikalem Abstand e übereinander angeordneten Führungsschienen 12, 14 eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Rundlaufsystems einer Verpackungsmaschine. Die Führungsschienen 12, 14 sind Stangen oder Rohre mit kreisrundem Aussenquerschnitt. Es sind auch Führungsschienen mit einem anderen, geeigneten Aussenquerschnitt denkbar. Das Transportmodul 10 weist einen zentralen, vertikal angeordneten Modulträger 16 mit von diesem paarweise seitlich und horizontal abragenden Trägerteilen 18, 20 mit zylindrischen Durchführungen 22, 24 zur Aufnahme von vertikal angeordneten, oberen und unteren Stützteilen 26, 28 für obere und untere Stützrollenpaare 46, 48 auf. Das obere Stützteil 26 übergreift mit einem abgestuften, hohlzylindrischen Schaftteil 34 ein abgestuftes, zylindrisches Schaftteil 36 des unteren Stützteils 28 unter Ausbildung eines im Querschnitt kreisringförmigen Hohlraumes 38. Im Hohlraum 38 ist eine den abgestuften Teil des zylindrischen Schaftteils 36 des unteren Stützteils 28 übergreifende Wendelfeder 40 angeordnet. Die Wendelfeder 40 liegt an einem Ende dem oberen Stützteil 26 und am anderen Ende dem unteren Stützteil 28 an. Jedes Stützteil 26, 28 endet an einem dem Schaftteil 34, 36 entgegengesetzten Ende in einem Kopfteil 42, 44 mit an diesem angeordneten, oberen und unteren Stützrollenpaar 46, 48.
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Die Rollen jedes Stützrollenpaares 46, 48 sind auf in einem rechten Winkel zueinander stehenden, vom Kopfteil 42, 44 abragenden Rollenachsen a gelagert. Die Stützteile 26, 28 sind in den zylindrischen Durchführungen 22, 24 in den horizontal abragenden Trägerteilen 18, 20 und auch relativ zueinander um eine Vertikalachse z drehbar gelagert.
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In eingesetzter Lage des Transportmoduls 10 sind die Rollen jedes Stützrollenpaares 46, 48 zwischen den beiden Führungsschienen 12, 14 angeordnet und liegen den Führungsschienen 12, 14 von innen an. Der Durchmesser und die räumliche Lage der Rollen der Stützrollenpaare 46, 48 sind so auf den Aussendurchmesser der Führungsschienen 12, 14 abgestimmt, dass die Laufflächen der Rollen der Stützrollenpaare 46, 48 senkrecht auf einer Durchmesserebene der Führungsschienen 12, 14 stehen. Die Wendelfeder 40 ist mit einer ausreichenden Kraft auf Druck vorgespannt, so dass das Transportmodul 10 von den zwischen den Führungsschienen 12, 14 angeordneten Stützrollenpaaren 46, 48 einerseits stabil genug zwischen den Führungsschienen 12, 14 gehalten und gegen unbeabsichtigtes Ausklinken gesichert ist, und andererseits ohne übermässigen Kraftaufwand von Hand zwischen die Führungsschienen 12, 14 eingeklinkt und von diesen wieder entfernt werden kann, indem man das Transportmodul anhebt und von unten aus den Führungsschienen herausdreht.
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Für die Fortbewegung des Transportmoduls 10 ist gemäss 4 ein parallel zu den Führungsschienen 12, 14 angeordneter, mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb verbundener Zahnriemen 52 vorgesehen. Am Modulträger 16 sind zwei vertikal übereinander angeordnete Mitnehmernocken 54, 56 angeordnet. Im gezeigten Beispiel steht der untere Mitnehmernocken 56 im Eingriff mit dem Zahnriemen 52. Der obere Mitnehmernocken 54 ist für einen Eingriff mit einem zweiten, in der Zeichnung nicht dargestellten Zahnriemen vorgesehen und kommt beispielsweise dann zum Einsatz, wenn an einer Stelle des Rundlaufsystems die Transportgeschwindigkeit des Transportmoduls 10 verändert werden soll, was mittels des gegenüber dem ersten Zahnriemen 52 beispielsweise langsamer laufenden zweiten Zahnriemens erfolgen kann.
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Die Mitnehmernocken 54, 56 sind in einem am Modulträger 16 festgelegten, mit Öffnungsschlitzen 60 versehenen Gehäuse 58 angeordnet. Die Mitnehmernocken 54, 56 weisen ein horizontal verlaufendes Langloch 62 auf, in welches ein am Gehäuse 58 festgelegter Stiftbolzen 64 eingreift. Zwischen der Rückwand des Gehäuses 58 und der Rückseite der Mitnehmernocken 54, 56 sind auf Druck vorgespannte Wendelfedern 66 angeordnet, welche die Mitnehmernocken 54, 56 vom Modulträger 16 weg in Richtung des Zahnriemens 52 drücken (5).
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Der Zahnriemen 52 ist gegenüber den Führungsschienen 12, 14 so angeordnet, dass der Mitnehmernocken 54 immer im Eingriff mit dem Zahnriemen 52 ist, wobei die Distanz zwischen dem Zahnriemen 52 und dem Transportmodul 10 so eingestellt wird, dass der Mitnehmernocken 54 während des Eingriffs im Zahnriemen 52 über das gesamten Rundlaufsystem innerhalb des durch die Endanschläge des Langlochs 62 vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
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Bei der in 6 dargestellten Variante zu dem in 2 gezeigten Rollensystem für ein Transportmodul 10 gemäss 1 sind die Führungsschienen 12, 14 zwischen den Rollen jedes Stützrollenpaares 46, 48 angeordnet und liegen in eingesetzter Lage des Transportmoduls 10 den Führungsschienen 12, 14 von aussen an. Wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind auch hier der Durchmesser und die räumliche Lage der Rollen der Stützrollenpaare 46, 48 so auf den Aussendurchmesser der Führungsschienen 12, 14 abgestimmt, dass die Laufflächen der Rollen der Stützrollenpaare 46, 48 senkrecht auf einer Durchmesserebene der Führungsschienen 12, 14 stehen. Die Wendelfeder 40 ist hier an einem Ende mit dem oberen Stützteil 26 und am anderen Ende mit dem unteren Stützteil 28 verbunden und mit einer ausreichenden Kraft auf Zug vorgespannt, so dass das Transportmodul 10 von den Stützrollenpaaren 46, 48 mit den zwischen diesen angeordneten Führungsschienen 12, 14 einerseits stabil genug auf den Führungsschienen 12, 14 gehalten und gegen unbeabsichtigtes Ausklinken gesichert ist, und andererseits ohne übermässigen Kraftaufwand von Hand über die Führungsschienen 12, 14 geklinkt und von diesen entfernt werden kann.
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Bei dem in 7 dargestellten Transportmodul 10 sind die unteren Stützrollenpaare 48 fest an den unteren Trägerteilen 20 des Modulträgers 16 montiert. Der Abstand f der inneren Rollen kann gegenüber dem Abstand g der äusseren Rollen verkleinert werden. Damit sind die Rollenpaare bei fester Anordnung am unteren Trägerteil 20 auch in Kurvensegmenten gut geführt. Die oberen Trägerteile 18 sind aus einem elastischen Material gefertigt und weisen gegenüber einem Mittelteil 17 einen Bereich 19 geringerer Materialdicke. Die Federwirkung wird durch das elastische Material erzeugt. Alternativ ist es auch möglich, die Federwirkung durch ein unterstützendes elastisches Element zu erzeugen. Die oberen Trägerteile 18 sind über den Mittelteil 17 am Modulträger 16 festgelegt und mit einem Federblech 72 unterlegt. In eingesetzter Lage des Transportmoduls 10 ist das Federblech 72 mit einer ausreichenden Kraft auf Druck vorgespannt, so dass das Transportmodul 10 von den zwischen den Führungsschienen 12, 14 angeordneten Stützrollenpaaren 46, 48 einerseits stabil genug zwischen den Führungsschienen 12, 14 gehalten und gegen unbeabsichtigtes Ausklinken gesichert ist, und andererseits ohne übermässigen Kraftaufwand von Hand zwischen die Führungsschienen 12, 14 eingeklinkt und von diesen entfernt werden kann.
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In einem Kurvensegment 30 eines Rundlaufsystems 50 ist der Abstand zwischen dem am Transportmodul 10 befestigten Mitnehmernocken 56 und dem Zahnriemen 52 kleiner als in einem linearen Segment 32. Da der Mitnehmernocken 56 am Transportmodul 10 gefedert befestigt ist, wird der sich verändernde Abstand zwischen Transportmodul 10 und Zahnriemen 52 laufend kompensiert. Um diesen Kompensationsweg in Grenzen zu halten und eine negative Auswirkung auf die Genauigkeit des Systems wegen der vergrösserten Hebelwirkung eines zu langen Mitnehmernockens zu minimieren, kann im Kurvensegment 30 das Zentrum ZZr des Zahnriemens 52 zum Zentrum ZFs der Führungsschienen 12, 14 gemäss 8 parallel zu einem angrenzenden linearen Segment 32 um ein bestimmtes Verschiebungsmass v vom Kurvensegment 30 weg verschoben sein. Dadurch ist der Abstand des Transportmoduls 10 zum Zahnriemen 52 im Kurvensegment 30 des Rundlaufsystems 50 annähernd gleich dem Abstand des Transportmoduls 10 zum Zahnriemen 52 im linearen Segment 32.
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In Abhängigkeit von der Art, der Gestalt, der Grösse und gegebenenfalls weiteren Parametern der für den Transport vorgesehenen Gegenständen wird am Transportmodul eine entsprechende Aufnahme montiert. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Transportmodul 10 ist für die Montage einer Aufnahme am zentralen Modulträger 16 eine mit Bohrungen 70 versehene Befestigungsplatte 68 vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1215122 A [0003]
- WO 96/07592 A [0004]
- WO 2009/077250 A [0005]
- EP 0656304 A [0006]