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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transportieren und Abteilen von Behältern.
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In der Getränkeindustrie werden Behälter zu ihrer Aufbereitung und Befüllen durch eine Behälterbehandlungsanlage transportiert. Die Behälter werden zum Einführen in eine Behälterbehandlungsmaschine, bzw. in eine Behälterbehandlungsstation, wie bspw. eine Abfüllvorrichtung, stehend einreihig an die jeweilige Station herangeführt. Zum exakten, teilungsrichtigen Einführen der Behälter in die Behälterbehandlungsstation sind Transportschnecken bekannt, in welche die Behälter aufeinanderfolgend einzeln einlaufen und in welcher die Behälter auf den richtigen Teilungsabstand zueinander und in die richtige Position in Bezug auf die Behälterbehandlungsstation gebracht werden.
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Verschiedene Behälterbehandlungsstationen sind Bestandteil einer gesamten Behälterbehandlungsanlage innerhalb der Getränkeindustrie. Derartige Gesamtanlagen decken beispielsweise alle Behandlungsschritte ab, die erforderlich sind, um ausgehend von einer leeren und schmutzigen Flasche, beispielsweise einer Glasflasche wieder zu einer sauberen, befüllten, verschlossenen und etikettierten Flasche zu gelangen, die dann wieder ein verkaufsfähiges Produkt darstellt. Dabei ist es üblich, dass die einzelnen Behälterbehandlungsmaschinen so in der richtigen Reihenfolge aufeinander folgen, dass die Behälter diese in der Art einer Fließfertigung durchlaufen.
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Kommt es nun in einer solchen Anlage zu einer Störung, so ist es zur Vermeidung eventueller Schäden erforderlich, dass der Strom der, durch die Anlage laufenden Behälter kurzfristig sehr schnell gestoppt oder angehalten werden kann. Neben dem Auftreten einer Störung können auch weitere Gründe zur Auslösung eines Stopps des Behälterstroms führen, beispielsweise der Wunsch in eine einzelne Behälterbehandlungsmaschine, beispielsweise in eine Füllmaschine, keine weiteren Behälter einfahren zu lassen.
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Problematisch dabei ist u.a., dass die Behälter bei einer üblichen Anlagenleistung von bis zu 100.000 Behältern pro Stunde eine hohe Geschwindigkeit aufweisen.
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Vorrichtungen zum Anhalten oder Stoppen eines Behälterstromes sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Hierfür ist bspw. aus der
DE 3015203 eine Abteilvorrichtung bekannt, die mittels eines Stoppersterns den Behälterstrom an einer vorgegebenen Position abbremst und zwischen zwei Behältern eine Lücke entstehen lässt. Dabei werden die Behälter entweder ruckartig abgebremst, wodurch hohe Belastungen an der Vorrichtung und den Behältern auftreten, die zu Beschädigungen führen können, oder der Behälterstrom muss vorab abgebremst werden, um die auftretenden Belastungen zu minimieren. Der dazu erforderliche hohe Zeitbedarf wird in der Praxis als nachteilig angesehen.
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Wesentlich beim Stoppen eines Behälterstromes ist, dass ein, auf eine Behälterbehandlungsmaschine zulaufender Behälterstrom nur so gestoppt werden kann, dass nach der Auslösung des Stoppens noch einige Behälter in die Behälterbehandlungsmaschine einlaufen, während alle nach folgenden Behälter des Behälterstroms gestoppt werden, und somit nicht mehr in die Behälterbehandlungsmaschine einlaufen.
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Weiterhin ist wesentlich, dass sich die Behälter während des Transports auf einem Behältertransporteur auch gegenseitig stützen, insbesondere dann, wenn der Transport einreihig und derart erfolgt, dass die Behälter mit einander Kontakt haben. Da aber diese gegenseitige Stützung der Behälter, der so genannte Staudruck, beim Stoppen des Behälterstromes wegfällt, besteht die Gefahr, dass die Behälter, die noch in die Behälterbehandlungsmaschine einlaufen, umfallen, und somit zu weiteren Störungen im Betriebsablauf führen, zumindest aber weitere manuelle Eingriffe des Bedienungspersonals erforderlich machen.
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Um ein solches Umfallen zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik Flaschenstopper bekannt geworden, welche einen zweiteiligen Grundaufbau besitzen, wobei ein Element die nachfolgenden Behälter aufhält, und ein zweites Element dem noch in die Behälterbehandlungsmaschine einlaufenden Behälter nachfolgt, dabei an dem letzten Behälter anliegt und stützt, wodurch die noch einlaufenden Behälter sicher vor dem Umfallen geschützt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen derartigen Flaschenstopper.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum weitestgehend ruckfreien Anhalten oder Stoppen eines Behälterstroms bereitzustellen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Weiterhin werden die Patentansprüche zum einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Anhalten oder Stoppen von Behältern einer Transportvorrichtung zum einreihigen Transport von stehenden Behältern zugeordnet.
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Die Stoppvorrichtung selbst weist mindestens zwei linear und im Wesentlichen unabhängig voneinander verfahrbare Abteileinheiten mit jeweils einem Eingriffselement zum Eingriff in einen Übergang zwischen zwei Behältern auf, wobei ein erstes Eingriffselement ein Behälter rückhaltendes Eingriffselement ist um den nachfolgenden Behälterstrom zurück zu halten, und ein zweites Eingriffselement ein den Behältern nachfolgendes Eingriffselement ist, um die noch in die Behälterbehandlungsmaschine einlaufenden Behälter vor dem Umfallen zu schützen. Weiterhin weist die Vorrichtung mindestens eine Sensoreinheit mit mindestens einem Sensorelement zur Erfassung des Übergangs zwischen zwei Behältern auf, wobei das Sensorelement vorzugsweise ortsfest an der Stoppvorrichtung angeordnet ist. Dieses ist jedoch nicht zwingend. Alternativ kann das mindestens eine Sensorelement fest an mindestens einem der Eingriffselemente angeordnet sein, und somit mit diesem mitfahrbar angeordnet sein.
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Eine Kernidee der Erfindung ist es, die Eingriffselemente während des Eingriffs zwischen zwei Behälter nicht nur in Richtung der Behälter, sondern zusätzlich auch in Behältertransportrichtung zu verfahren, so dass beim Eingriff der Eingriffselemente zwischen die zwei Behälter eine möglichst geringe Differenzgeschwindigkeit zwischen den sich bewegenden Behältern und den sich ebenfalls bewegenden Eingriffselementen besteht.
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Hierdurch können die Eingriffselemente in den Übergang zwischen zwei Behälter eingeführt werden, ohne die Behälter zu beschädigen oder ein ruckartiges Bremsen der Behälter zu bewirken. Zudem wird es so ermöglicht, den zurückgehaltenen Behälterstrom nahe Ruck frei über eine Bremsstrecke bis zum Stillstand abzubremsen. Auch werden die vorauseilenden, vorlaufenden Behälter sicher weiter befördert. Letztlich wird ein besonders leiser Betrieb ermöglicht, da aufgrund der geringen Differenzgeschwindigkeit beim Einfahren der Eingriffselemente zwischen die Behälter kaum Geräusche auftreten.
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Die ortsfeste Anordnung des Sensorelementes ermöglicht insbesondere eine sichere Erkennung der Übergänge zwischen zwei Behältern. Ebenfalls kann die aktuelle Geschwindigkeit des zulaufenden Behälterstroms exakt ermittelt werden, was letztlich eine extrem kurze Reaktionszeit zwischen dem Erfassen eines Überganges und dem genauen Einfahren des Eingriffselementes in einen Übergang zwischen zwei Behältern mit einer an die aktuelle Geschwindigkeit des Behälterstromes angepassten Geschwindigkeit ermöglicht.
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Gegenüber einem verfahrbaren Sensorelement werden zudem keine aufwendigen Vorgänge zur Steuerung der Bewegungen des Sensorelementes benötigt.
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Neben den besonders kurzen Reaktionszeiten ermöglicht die ortsfeste Anordnung eine Platz sparende konstruktive Ausbildung der Vorrichtung, die auch das einfache Nachrüsten bereits vorhandener Transportvorrichtungen für Behälter ermöglicht.
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Da zudem vor dem Einführen eines Eingriffselementes in den Behälterstrom keine Abbremsung des Behälterstroms erfolgen muss, das Stoppen des Behälterstromes also bei voller Anlagenleistung erfolgen kann, ist die Vorrichtung auch besonders für Behälterbehandlungsanlagen mit hohen Anlagenleistungen im Bereich von 50.000 Behältern pro Stunde bis über 100.000 Behältern pro Stunde geeignet.
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Die Transportvorrichtung kann bspw. als Transportband oder Transportkette ausgebildet sein. Die Behälter, insbesondere Flaschen und Dosen aus Glas, Kunststoff oder Metall, werden auf der Transportvorrichtung auf ihrem Boden aufstehend in einem einreihigen Behälterstrom transportiert. Die Behälter berühren sich gegenseitig, wodurch sie sich auch gegenseitig stützen. Unter dem Übergang zwischen zwei Behältern wird der aufgrund des gegenseitigen Berührens der Behälter vorliegende Kontaktbereich zwischen zwei Behältern verstanden.
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Die Abteileinheiten sind in Transportrichtung der Behälter und zurück verfahrbar. Die Bewegung der Abteileinheiten erfolgt dabei parallel oder zumindest weitestgehend parallel zur Transportrichtung des Behälterstroms innerhalb der Transportvorrichtung.
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Jede Abteileinheit weist einen eigenen Antrieb auf, so dass sowohl die Bewegungsgeschwindigkeit als auch die Bewegungsrichtung (in oder entgegen der Transportrichtung der Behälter) der Abteileinheiten unabhängig voneinander gesteuert oder beeinflusst werden kann.
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Die Antriebseinheiten der Abteileinheiten sind bevorzugt als Pneumatikantriebe ausgebildet. Alternativ können die Antriebseinheiten bspw. auch elektrisch über ein Getriebe oder mittels elektrischer Linearmotoren angetrieben werden.
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Unter der Detektionsphase ist der zeitliche Abschnitt zu verstehen, in dem das Sensorelement den Behälterstrom überwacht, um Übergänge zwischen den das Sensorelement passierenden Behältern zu erkennen oder zu erfassen.
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Eingriffselemente sind Baukörper, die zumindest abschnittsweise im Bereich eines Überganges jeweils an mindestens einem Behälter angreifen. Beide Eingriffselemente greifen im selben Übergang an. Die Eingriffselemente können bspw. als Keile, Finger oder Schwerter ausgebildet sein. Beim Abbremsen kann sich der Abstand der Eingriffselemente zueinander vergrößern.
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Besonders bevorzugt werden die Eingriffselemente zumindest während des Eintauchens der Eingriffselemente in den Behälterstrom mit der Geschwindigkeit oder mit annähernd der Geschwindigkeit des zu stoppenden oder zu verzögernden Behälterstroms bewegt.
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Diesbezüglich sieht die vorliegende Erfindung im Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vor, dass permanent die aktuelle Geschwindigkeit des Behälterstroms ermittelt wird.
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Dabei kann die Ermittlung der Geschwindigkeit beispielsweise durch das Zusammenwirken der mindestens einen Sensoreinheit mit der Anlagen- oder Maschinensteuerung erfolgen. Dabei sind der Anlagen- oder Maschinensteuerung beispielsweise der Behälterdurchmesser und die aktuelle Fördergeschwindigkeit des Behältertransporteurs, an welchem die Stoppvorrichtung angeordnet ist, in Meter pro Sekunde bekannt.
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Ebenfalls bekannt ist der Anlagen- oder Maschinensteuerung (Steuerung) das Beschleunigungsprofil der Eingriffselemente, also der Weg-Zeit-Verlauf und der Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf für eine zu erreichende Endgeschwindigkeit. Vorzugsweise liegen diese Parameter für unterschiedliche Endgeschwindigkeiten vor.
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Unter Berücksichtigung dieser Parameter wird, nach dem der Sensor einen Übergang zwischen zwei Behältern erkannt hat, durch die Steuerung der optimale Startzeitpunkt für den Beginn des Bewegungsablaufs der Eingriffselemente bestimmt.
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Für die Bestimmung des optimalen Startzeitpunktes für den Beginn des Bewegungsablaufs der Eingriffselemente sind erfindungsgemäß zwei Varianten vorgesehen.
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Nach einer ersten Variante erfolgt die Bestimmung des optimalen Startzeitpunkts permanent, und zwar in der Art, dass jedes Mal, nach dem der Sensor einen Übergang zwischen zwei Behältern erkannt hat, unter Berücksichtigung der aktuellen Parameter ein optimaler Startzeitpunkt für den Beginn des Bewegungsablaufs der Eingriffselemente bestimmt wird. Dabei erfolgt die Bestimmung unabhängig davon, ob aktuell ein Stoppsignal vorliegt oder nicht.
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Besonders deutlich wird der durch die permanente Berechnung des optimalen Startzeitpunktes erzielte Vorteil, wenn berücksichtigt wird, wann und wie es zur Auslösung eines Stoppvorganges kommt.
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Wie bereits dargelegt, sind die einzelnen Behälterbehandlungsmaschinen zu einer Gesamtanlage zusammengestellt. Dabei kann es jederzeit an einer Stelle dieser Gesamtanlage zu einer Störung kommen, die es erforderlich macht, die Gesamtanlage so schnell wie möglich vollständig zu stoppen, zumindest aber das Einlaufen weiterer Behälter in eine einzelne Behälterbehandlungsmaschine, beispielsweise die Füllmaschine, möglichst sofort zu stoppen.
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Dabei sollen natürlich weitere Beschädigungen der Gesamtanlage und/oder Beschädigungen der im Produktionsprozess befindlichen Behälter vermieden werden. Durch die permanente Berechnung des optimalen Startzeitpunktes kann der Stoppvorgang jederzeit ausgelöst werden, ohne dass dann, in der akuten Störungssituation erst noch die notwendigen Berechnungen durchgeführt werden müssten.
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Durch diese Vorgehensweise wird ein erheblicher Zeitvorteil erzielt, der es letztlich ermöglicht, die Zahl der noch nach dem Störungssignal in eine Behälterbehandlungsmaschine einlaufenden Behälter erheblich zu senken.
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Nach einer zweiten Variante erfolgt die Bestimmung des optimalen Startzeitpunkts erst nach dem Vorliegen eines Stoppsignals.
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Nach dem Eingang des Stoppsignals wartet die Steuerung dann darauf, dass der Sensor einen Übergang zwischen zwei Behältern erkannt hat, um dann unmittelbar anschließend unter Berücksichtigung der aktuellen Parameter den optimalen Startzeitpunkt für den Beginn des Bewegungsablaufs der Eingriffselemente zu bestimmen. Wird dann im weiteren Zeitablauf dieser Zeitpunkt erreicht, so wird der Bewegungsablauf gestartet.
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Mit dem Erreichen des Startzeitpunkts werden die Abteileinheiten und somit auch die an diesen befestigten Eingriffselemente aus ihrer Startposition heraus beschleunigt. Besonders bevorzugt werden die Eingriffselemente bereits auch schon in Richtung des Übergangs zwischen den Behältern, also auf den Behälterstrom zu bewegt.
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Haben die beiden Abteileinheiten und Eingriffselemente die vorgegebene Endgeschwindigkeit und auch ihre Soll-Position relativ zu dem sich weiter bewegenden Behälterstrom erreicht, so werden die Eingriffselemente so weit in den Übergang zwischen den Behältern verfahren, dass die Eingriffselemente die Behälter voneinander trennen.
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Nach dem Einfahren wird die Geschwindigkeit des ersten Eingriffselements bis auf null reduziert, wodurch der nachfolgende Behälterstrom abgebremst wird, vorzugsweise bis zu dessen Stillstand. Das zweite Eingriffselement hingegen folgt dem den vorauseilenden Behältern mit zunächst unverminderter Geschwindigkeit und liegt dabei am letzten Behälter an. In Fällen, in denen durch die Anlagensteuerung auch eine Reduzierung der Fördergeschwindigkeit des der Transportkette oder des Transportbandes eingeleitet wurde, können die vorauseilenden Behälter durch das zweite Eingriffselement auch geschoben werden.
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Das zweite Eingriffselement verhindert das Zurückfallen oder Umfallen von Behältern, wodurch das Entstehen von unerwünschten weiteren Störungen vermieden wird. Zudem werden die vom zweiten Eingriffselement geschobenen Behälter präzise in die nachfolgende Behälterbehandlungsstation, bspw. eine Transportschnecke, überführt.
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Bevorzugt wird der nachfolgenden Behälterstroms durch das erste Eingriffselement in zwei Phasen abgebremst. In einer ersten Phase wird der nachfolgende Behälterstrom auf eine stark verminderte Geschwindigkeit abgebremst. Bedingt durch relevante Parameter wie beispielsweise Anlagenleistung in Behältern pro Stunde, Behältergewicht, Bandgeschwindigkeit, Stellung der am Transporteur angeordneten Geländer, Ausführung der Transportbänder, Anzahl der anstehenden Behälter, wird für das Abbremsen des nachfolgenden Behälterstroms auf die reduzierte Geschwindigkeit ein bestimmter Bremsweg benötigt.
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Für das Abbremsen des nachfolgenden Behälterstroms bis zum Stillstand wird vorzugsweise der Weg genutzt, der erforderlich ist, bis das erste Eingriffselement das zweite Eingriffselement erreicht hat.
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Anschließend kann die Transportkette oder das Transportband, auf der/dem die Behälter aufstehen, angehalten werden, oder aber auch mit unveränderter Geschwindigkeit weiter laufen.
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Sobald die Störungsursache, zumindest aber die auslösende Störung selbst beseitigt ist, kann der gestoppte Behälterstrom wieder freigegeben werden.
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Dazu werden die Eingriffselemente zunächst aus dem Weg des Behälterstroms heraus bewegt, so dass der zunächst gestoppte Behälterstrom nun in die nachfolgende Behälterbehandlungsmaschine einlaufen kann.
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Befinden sich die Eingriffselemente im Wesentlichen außerhalb des Wegs des Behälterstroms, so werden die Abteileinheiten und somit auch die Eingriffselemente wieder zurück in ihre Ausfahrposition verfahren.
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Besonders bevorzugt wird dabei die erste Abteileinheit durch die zweite Abteileinheit mitbewegt, so dass die Antriebsvorrichtung für die erste Abteileinheit besonders einfach ausgeführt werden kann.
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Die Sensoreinheit umfasst mehrere Bauteile. Das Sensorelement kann bspw. als Lichtschranke, Ultraschall-Abstandssensor, Optischer Sensor oder ähnliches ausgebildet sein.
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Die Abteileinheiten bewegen sich linear, bevorzugt unabhängig voneinander und insbesondere entlang (vor und zurück) der Transportrichtung der Behälter, das heißt zumindest weitestgehend parallel zum Behälterstrom. Hierfür weisen die Abteileinheiten nach einer Weiterbildung der Erfindung einen an Führungselementen, bspw. Führungsschienen oder Führungsstangen, geführten Transportschlitten auf. Der Transportschlitten verbessert die Präzision der Bewegung der Abteileinheit auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten der Vorrichtung.
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Zum schnellen und gleichzeitigen Bewegen der Eingriffselemente zwischen einer Einfahrposition, also eine Position innerhalb der Bewegungsbahn der Behälter, und einer Ausfahrposition, also einer Position außerhalb der Bewegungsbahn der Behälter, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung eine mit den Eingriffselementen gekoppelte, verschwenkbar gelagerte Steuerstange angeordnet.
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Die Steuerstange ermöglicht eine besonders einfache Ansteuerung beider Eingriffselemente und ermöglicht eine gleichzeitige Bewegung der Eingriffselemente in die Einfahrposition. Zudem ermöglicht sie einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau, wodurch die Reinigbarkeit deutlich vereinfacht wird. Unter der Einfahrposition ist die Position, in der die Eingriffselemente in den Übergang eingefahren und jeweils mit mindestens einem Behälter in Kontakt sind, zu verstehen.
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Die Steuerstange ist bspw. über Steuerhebel mit dem Sperrschieber und dem zweiten Eingriffselement und über einen Hebelarm mit einem die Drehbewegung der Steuerstange erzeugenden Schaltzylinder gekoppelt. Zur Erzielung besonders kurzer Schaltzeiten kann die Steuerstange, beispielsweise über den Schaltzylinder, vorgespannt sein, so dass das Verfahren der Eingriffselemente aus der Ausfahrposition in die Einfahrposition besonders schnell erfolgt.
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Die Steuerstange kann zudem als Führungsstange für einen Transportschlitten einer Abteileinheit ausgebildet sein. Die Steuerstange weist bevorzugt einen runden Querschnitt auf.
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Zur Reduzierung der bewegten Massen und/oder zur Reduzierung von Massenträgheitsmomenten ist die Steuerstange bevorzugt hohl ausgebildet.
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Um die Kompaktheit der Vorrichtung weiter zu verbessern, sind nach einer Weiterbildung der Erfindung die Führungselemente der Transportschlitten in Vertikalrichtung übereinander und/oder die Eingriffselemente jeweils um eine vertikale Drehachse verschwenkbar gelagert. Diese Anordnung ermöglicht, insbesondere beim Nachrüsten von Vorrichtungen den seitlich aus der Vorrichtung ragenden Bauraum gering zu halten.
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Bevorzugt ist zumindest eines der Eingriffselemente, besonders bevorzugt das zweite Eingriffselement, als quer zur Transportrichtung der Behälter bewegbar gelagerter Stützfinger ausgebildet.
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Die Sensoreinheit ist zum Detektieren von Übergängen, d.h. zum Auffinden eines Überganges zwischen zwei Behältern, ausgebildet.
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Im Rahmen einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist auch das Erzeugen von Behältergruppen mit einer vorgegebenen Anzahl an Behältern vorgesehen.
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Dazu ist die Sensorvorrichtung zum Erfassen der Behälteranzahl und zum Übermitteln eines Steuersignals an die Steuerung ausgebildet. Die Sensorvorrichtung kann bspw. nach dem Erfassen einer bestimmten Anzahl an Behältern ein Steuersignal an die Sensoreinheit übermitteln, welches der Sensoreinheit die Behälter vorgibt, zwischen denen der Übergang detektiert werden soll.
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Weiter wird die, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Transportieren und Abteilen von Behältern mindestens umfassend die Schritte:
- - Einreihiges Transportieren von auf einer Transportvorrichtung befindlichen Behältern
- - Erfassen eines Überganges zwischen zwei Behältern durch mindestens ein Sensorelement einer Sensoreinheit
- - Berechnung des optimalen Startzeitpunktes für den Beginn der Bewegungen der Eingriffselemente
- - Zum Startzeitpunkt Start des Verfahrens von mindestens zwei Eingriffselementen zum Eingriff in einen Übergang, wobei beide Eingriffselemente in eine Einfahrposition zwischen zwei Behälter bewegt werden
- - Abbremsen des sich in Eingriff zwischen den Behältern befindenden ersten Eingriffselementes zum Abbremsen des nachfolgenden Behälterstroms und gleichzeitige Weiterfahrt eines sich in Eingriff zwischen den Behältern befindenden zweiten Eingriffselements zur Abstützung der vorauseilenden Behälter.
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Wie bereits zur Vorrichtung ausgeführt, ist eine der Kernideen der Erfindung das Erfassen eines Überganges zwischen zwei Behältern mittels einer Sensoreinheit, das Berechnen eines optimalen Startzeitpunktes für das Auslösen der Vorschubbewegung der Eingriffselemente und das so erreichte, positionsgenaue Eingreifen der Eingriffselemente in den Übergang zwischen den Behälter, während die Eingriffselemente und auch die Behälter eine Bewegung in Richtung des Behälterstroms mit gleicher oder annähernd gleicher Geschwindigkeit durchführen. Hierdurch ist der gesamte Prozess optimiert, Beschädigungen an den Behältern und laute Betriebsgeräusche werden vermieden.
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Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
- 1a: schematisch in einer Draufsicht eine erste Ausführungsform der Vorrichtung mit Abteileinheiten in einer Ausgangsposition;
- 1b: schematisch in einer perspektivischen Darstellung die Ausführungsform aus 1a;
- 2: schematisch in einer Draufsicht die Ausführungsform aus Fig. 1a und 1b mit den Abteileinheiten in einer fahrenden Position;
- 3: schematisch in einer Draufsicht die Ausführungsform aus Fig. 1a - 2 mit in den Übergang zwischen zwei Behälter einfahrenden Eingreifelementen;
- 4: schematisch in einer Draufsicht die Ausführungsform aus Fig. 1a - 3 mit einem Abstand zwischen zwei Behältern;
- 5a: schematisch in einer Draufsicht die Ausführungsform aus Fig. 1a - 4 mit den Abteileinheiten in einer Endposition;
- 5b: schematisch in einer perspektivischen Darstellung die Ausführungsform aus 5a.
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1a zeigt schematisch in einer Draufsicht die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Transportvorrichtung 1 zum stehenden Transport von einreihig aufgestellten Behältern 2 (hier Flaschen für Getränke). Die Behälter 2 stehen auf einem Förderband 3 auf und werden in eine Transportschnecke 4 eingeführt.
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Seitlich an der Transportvorrichtung 1 ist parallel zum Förderband 3 eine Abteilvorrichtung 5 angeordnet. Die Abteilvorrichtung 5 weist zwei linear geführte und parallel zum Förderband 3 bewegbare Abteileinheiten 6a, 6b auf. Die Abteileinheiten 6a, 6b weisen einen Transportschlitten mit Stangenführung auf.
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Die beiden Abteileinheiten 6a, 6b sind in Vertikalrichtung (z-Richtung, siehe 1b) übereinander angeordnet. Die Abteileinheiten 6a, 6b sind auf ihren Führungsstangen 27 parallel zum Behälterstrom 2a (x-Richtung) verfahrbar.
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An der in Vertikalrichtung oberen ersten Abteileinheit 6a ist ein erstes Eingriffselement 7a um eine vertikal ausgerichtete Drehachse 22 verschwenkbar zwischen einer Einfahrposition (4-5b) und einer Ausfahrposition (1a-2) gelagert.
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An der in Vertikalrichtung unterhalb der ersten Abteileinheit 6a angeordneten zweiten Abteileinheit 6b ist ein zweites Eingriffselement 7b angeordnet, welches ebenfalls um eine vertikal ausgerichtete Drehachse 22 verschwenkbar zwischen einer Einfahrposition (4-5b) und einer Ausfahrposition (1a-2) gelagert ist.
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Jede Abteileinheit 6a, 6b weist eine Antriebseinheit 8a, 8b auf, die hier als Pneumatikzylinder ausgebildet ist. Die Antriebseinheiten 8a, 8b sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass auch die Abteileinheiten 6a, 6b in ihrer Geschwindigkeit und ihrer Wegstrecke unabhängig voneinander verfahrbar sind.
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Das erste und zweite Eingriffselement 7a, 7b sind rückseitig mit einer Steuerstange 11 verbunden, an der sie in Längsachsenrichtung der Steuerstange 11 beweglich gelagert sind. Die Steuerstange 11 ist mit ihren freien Enden jeweils in einem Steuerhebel 9 gelagert. Die Steuerhebel 9 sind jeweils um eine Drehachse 9a verschwenkbar und mit einem ersten Ende mit einem Schaltzylinder 10 gekoppelt. Mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende können die Steuerhebel 9 an Anschlägen 29 anliegen, die die Schwenkbewegung der Steuerhebel 9 begrenzen. Zum Verschwenken der Eingriffselemente 7a, 7b wird die Steuerstange 11 mittels des Steuerhebels 9 und des Schaltzylinders 10 zwischen zwei Positionen verschwenkt, wodurch die Drehbewegung der Eingriffselements 6a, 6b erzeugt wird.
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Weiter ist eine Sensoreinheit 12 angeordnet. Die Sensoreinheit 12 weist beispielsweise einen als Lichtschranke ausgebildeten berührungslosen Strahler 13 auf, der quer zur Transportrichtung der Behälter 2, also in y-Richtung einen Lichtstrahl emittiert, und ein an der oberen Abteileinheit 6 angeordnetes, als Sensorelement 14 ausgebildetes Umlenkelement, das als Spiegel ausgebildet ist. Der Strahler 13 und das Sensorelement 14 sind auf einer Seite des Förderbands 3, hier der in Transportrichtung rechten Seite, angeordnet. Weiter umfasst die Sensoreinheit 12 einen Reflektor 15, der am Förderband 3 auf der gegenüberliegenden Seite, hier der linken Seite des Förderbandes 3, angeordnet ist.
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Die Lichtschranke 13, das Sensorelement 14 und der Reflektor 15 sind unbeweglich in jeweils einer festen Position angeordnet.
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Die Lichtschranke sendet einen Lichtstrahl 16 aus, der über das Umlenkelement auf den Reflektor 15 und beim Auftreffen des Lichtstrahls 16 auf einen Übergang zwischen zwei Behältern 2 entsprechend zurückgelenkt wird.
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Parallel wird permanent der optimale Zeitpunkt für das Auslösen des Bewegungsablaufs der Eingriffselemente berechnet, um für den Fall einer plötzlich auftretenden Störung jederzeit ein Stoppen des Behälterstromes auslösen zu können.
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Alternativ können der Strahler 13 und die Sensoreinheit 12 auch so angeordnet werden, dass sie sich direkt gegenüber liegen, wodurch auf die Verwendung eines Spiegels verzichtet werden kann.
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2 zeigt die beiden Abteileinheiten 6a, 6b nach dem Auslösen ihres Bewegungsablaufes in einem fahrenden Zustand. Die Eingriffselemente 7a, 7b befinden sich weiterhin in ihrer Ausfahrposition.
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Die Abteileinheiten 6a, 6b mit den Eingriffselementen 7a, 7b beschleunigen im Wesentlichen auf die Geschwindigkeit des Behälterstroms 2a und bewegen sich dabei parallel zum Behälterstrom 2a.
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Sobald die, bei der Berechnung des optimalen Startzeitpunktes für das Erreichen des Übergangszwischen zwei Behältern ermittelte Zeit verstrichen ist, die Abteileinheiten 6a, 6b und die Eingriffselemente 7a, 7b den Übergang also erreicht haben müssten, wird ein Steuersignal an die Schaltzylinder 10 gesendet. In Folge des Steuersignals bewegen die Schaltzylinder 10 die Steuerstange 11 derart, dass die beiden Eingriffselemente 7a, 7b in den Übergang zwischen die beiden Behältern 2 eingefahren (bewegt) werden (siehe 3). Sobald die Eingriffselemente 7a, 7b ihre Einfahrposition erreicht haben, wird ein weiteres Steuersignal an die Antriebseinheit 8 der ersten Abteileinheit 6a gesendet, mit dem ein Abbremsen der Bewegung des ersten Eingriffselements 7a und somit des an dem ersten Eingriffselement 7a anliegenden Behälterstroms 2b bewirkt wird. Alternativ können die Bewegungen in Richtung der Behältertransportrichtung und Richtung des Überganges auch parallel bzw. zeitgleich erfolgen.
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Die zweite Abteileinheit 6b läuft mit unverminderter Geschwindigkeit weiter und folgt somit dem vorauseilenden Behälterstrom 2c, wobei der letzte Behälter über das zweite Eingriffselement 7b in Transportrichtung abgestützt und/oder geschoben wird, wodurch ein Umfallen der vorauseilenden Behälter vermieden und gegebenenfalls ein sicheres Einlaufen in eine nachfolgende Förderschnecke ermöglicht wird.
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Wie 4 weiter zeigt, wurde der an dem ersten Eingriffselement 7a anliegende Behälterstrom 2b abgebremst, wodurch eine Lücke 18 zwischen den beiden von den Eingriffselementen 7a, 7b erfassten Behältern 2 entsteht.
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Fig. 5a und 5b zeigen die erste und die zweite Abteileinheit 6a, 6b in einer Endposition. Die während der Teilung des Behälterstroms zunächst von dem zweiten Eingriffselement 7b abgestützten Behälter 2 wurden bereits mittels der Transportschnecke 4 weiter transportiert und sind somit nicht dargestellt.
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Die Behälter 2 des am ersten Eingriffselement 7a anliegenden Behälterstroms 2b wurden während des Abbremsens bis kurz vor die Transportschnecke 4 geführt.
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Zum Bewegen der Eingriffselemente 7a, 7b aus der Einfahrposition zurück in die Ausfahrposition wird durch die Steuerung ein entsprechendes Steuersignal an die Schaltzylinder 10 gesendet, welche daraufhin die Steuerstange 11 zurück schwenken, wodurch das erste und zweite Eingriffselement 7a, 7b um ihre Drehachsen 22 bewegt werden und den Behälterstrom 2b frei geben. Sobald die Eingriffselemente 7a, 7b in ihrer Ausfahrposition sind, können die Abteileinheiten 6a, 6b mittels ihrer Antriebseinheiten 8a, 8b zurück Richtung Ausgangsposition (1a) bewegt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportvorrichtung
- 2
- Behälter
- 2a
- Behälterstrom
- 2b
- abgebremster Behälterstrom
- 2c
- vorauseilender Behälterstrom
- 3
- Förderband
- 4
- Transportschnecke
- 5
- Abteilvorrichtung
- 6a
- erste Abteileinheit
- 6b
- zweite Abteileinheit
- 7a
- erstes Eingriffselement
- 7b
- zweites Eingriffselement
- 8
- Antriebseinheit
- 9
- Steuerhebel
- 10
- Schaltzylinder
- 11
- Steuerstange
- 12
- Sensoreinheit
- 13
- Strahler
- 14
- Sensorelement
- 15
- Reflektor
- 16
- Lichtstrahl
- 17
- Übergang
- 18
- Lücke
- 20
- vordere Führungsstange
- 21
- hintere Führungsstange
- 22
- Drehachse
- 23
- Transportschlitten
- 24
- Sperrbolzen
- 25
- Sperrschieber
- 26
- Sensorvorrichtung
- 27
- Führungsstangen
- 28
- Hebelarm
- 29
- Anschlag
- 30
- Eingriffsfinger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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