DE102017112220A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Transportieren von Behältern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorrichtung zum Transportieren von Behältern (2) auf einer Transportstrecke (TS) umfassend zumindest ein erstes Transportelement (TE1) und ein zweites Transportelement (TE2), wobei die Transportstrecke (TS) einen ersten und einen zweiten teilkreisförmigen Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) liegenden dritten Transportstreckenabschnitt (TSA3) aufweist. Der dritte Transportstreckenabschnitt (TSA3) umfasst dabei zumindest einen Transportstreckenbereich, dessen Verlauf die Form eines Kurvenabschnitts mit einer knickfreien, stetig zunehmenden bzw. abnehmenden und ruckfreien Krümmung aufweist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transportieren von Behältern, und dabei insbesondere zum Transportieren von Behältern in einem Übergabebereich zwischen rotativen Transportelementen.
• Vorrichtungen zum Transportieren von Behältern sind insbesondere in der Getränkeindustrie hinlänglich bekannt. Derartige Vorrichtungen weisen mehrere jeweils um eine vertikale Maschinenachse rotativ angetriebene Transportelemente auf, die transportmäßig aneinander anschließen und eine Transportstrecke bilden, so dass ein Behälter durch Weitergabe von einem umlaufend angetriebenen Transportelement zum in Transportrichtung daran anschließenden Transportelement entlang einer mehrfach umgelenkten Transportstrecke gefördert wird. Die Transportelemente können zumindest teilweise als Behälterbehandlungsvorrichtung ausgebildet sein. So kann beispielsweise ein erstes Transportelement ein Füller sein, mittels dem leere Behälter mit einem flüssigen Füllgut befüllt werden. An den Füller kann sich ein weiteres Transportelement in Form eines Transfersterns anschließen, mittels dem die gefüllten, jedoch noch offenen Behälter an einen Verschließer weitergefördert werden.
• Bei der Weitergabe der Behälter von einem Transportelement zum in Transportrichtung folgenden Transportelement kommt es zu einer Krümmungsänderung in der Bewegungsbahn der Behälter und damit zu einem Wechsel der auf den Behälter wirkenden Zentrifugalkräfte. Bei einem hohen Behälterdurchsatz (Anzahl der geförderten Behälter pro Zeiteinheit) erfährt der Behälter dabei einen Querruck, was zum Herausschwappen des Füllguts aus der Behältermündung führen kann. Dies ist aus hygienischen Gesichtspunkten unerwünscht.
• Aus dem Stand der Technik gemäß dem Dokument EP 2 179 960 B1 ist zur Lösung des Problems bekannt, dass Behältergreifer in radialer Richtung verschiebbar am Transportelement vorgesehen sind.
• Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transportieren von Behältern anzugeben, mittels der/dem ein möglichst querruckfreier Transport der Behälter entlang der Transportstrecke ermöglicht wird.
• Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 13.
• Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Behältern auf einer Transportstrecke. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein erstes und ein zweites Transportelement, wobei die Vorrichtung vorzugsweise zumindest drei Transportelemente aufweist. Die Transportstrecke umfasst einen ersten und einen zweiten teilkreisförmigen Transportstreckenabschnitt und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt liegenden dritten Transportstreckenabschnitt. Der dritte Transportstreckenabschnitt umfasst zumindest einen Transportstreckenbereich, dessen Verlauf einem Übergangskurvenabschnitt bzw. einer Übergangskurve folgt, der/die eine stetig zunehmende oder abnehmende, gleichsinnige Krümmung aufweist, insbesondere eine, die eine stetig linear zunehmende, gleichsinnige Krümmung aufweist.
• Anders ausgedrückt, folgt der Verlauf einem Übergangskurvenabschnitt bzw. einer Übergangskurve, der/die eine knickfreie, stetig zunehmend bzw. abnehmend Krümmung aufweist, so dass ein derart geführter Behälter vorteilhafterweise quasi ohne oder nur mit minimalem Querruck transportiert wird.
• Der Übergangskurvenabschnitt bzw. die Übergangskurve ist beispielsweise mindestens näherungsweise als Klothoidenabschnitt oder Blossbogenabschnitt mathematisch beschreibbar.
• Dabei soll nachfolgend unter einer Transportstrecke oder einem Transportstreckenabschnitt mit dem jeweiligen, auch vorgenannten Kurvenabschnitten immer auch umhüllende Grenzkurven als eine Art Korridor verstanden werden. Dieser Korridor innerhalb dem die Transportstrecke und/oder die Transportstreckenabschnitte verlaufen, wird definiert durch die hierin beschriebene Transportstrecke oder die Transportstreckenabschnitte als ideale, theoretische und ggf. mathematisch beschreibbare Mittellinie, und wobei dessen max. Gesamtbreite 4 mm bis 10mm, also 2 mm bis 5 mm lotrecht zu jeder Seite dieser Mittellinie beträgt. Idealerweise beträgt die Gesamtbreite 4 bis 7,5mm.
• Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass durch die Verwendung eines Transportstreckenabschnitts, der die beschriebene Übergangskurve hat, sprunghafte Änderungen der auf den Behälter wirkenden Querbeschleunigung weitestgehend vermieden werden können. Dadurch kann ein Überschwappen des Füllguts über die noch offene Behältermündung vermieden werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der dritte Transportstreckenabschnitt zwei Übergangskurvenabschnitte. Diese können dabei unterschiedlich dimensioniert sein, d.h. durch beispielsweise unterschiedlich geformte Übergangskurvenabschnitte mit unterschiedlichen die Übergangskurvenabschnitte definierenden Parametern. Dadurch kann der dritte Transportstreckenabschnitt beispielsweise in einem ersten Transportstreckenabschnittsbereich durch einen ersten Übergangskurvenabschnitt abhängig vom Radius des ersten Transportelements und in einem zweiten Transportstreckenabschnittsbereich durch einen zweiten Übergangskurvenabschnitt abhängig vom Radius des zweiten Transportelements geformt werden, um eine ruckfreie oder ruckarme Übergabe zu erreichen.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel schließen die Übergangskurvenabschnitte in einem Wendepunkt vorzugsweise unmittelbar aneinander an. Vorzugsweise ist in diesem Wendepunkt die Krümmung der Übergangskurvenabschnitte null, d.h. der Krümmungsradius ist unendlich. In anderen Worten ist der Verlauf des dritten Transportstreckenabschnitts im Bereich des Wendepunkts stetig und weist keinen Knick auf. Von diesem Wendepunkt aus nehmen die Krümmungsradien vorzugsweise linear ab bzw. die Krümmung nimmt zu, so dass die aneinander anschließenden Übergangskurvenabschnitte quasi einen S-förmigen dritten Transportstreckenabschnittsverlauf bilden. An den dem Wendepunkt entfernt liegenden Enden der Übergangskurvenabschnitte gehen diese vorzugsweise stetig in den kreisbogenförmig ausgebildeten ersten bzw. zweiten Transportstreckenabschnitt über, d.h. der Radius des ersten Übergangskurvenabschnitts ist am Übergangspunkt zum ersten Transportstreckenabschnitt gleich dem Radius des Kreises, auf dem die Behälter im Bereich des ersten Transportstreckenabschnitts gefördert werden. Analog ist der Radius des zweiten Übergangskurvenabschnitts am Übergangspunkt zum zweiten Transportstreckenabschnitt gleich dem Radius des Kreises, auf dem die Behälter im Bereich des zweiten Transportstreckenabschnitts gefördert werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Übergangskurvenabschnitte durch einen geradlinig verlaufenden Transportstreckenbereich miteinander verbunden. Dieser geradlinig verlaufende Transportstreckenbereich kann insbesondere in der Mitte zwischen den beiden Übergangskurvenabschnitten und unmittelbar begrenzt durch diese vorgesehen sein.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der dritte Transportstreckenabschnitt einen geradlinig verlaufenden Transportstreckenbereich und einen Transportstreckenbereich mit einem Verlauf in Form eines Übergangskurvenabschnitts auf. Dadurch kann insbesondere bei einem Übergang von einem ersten Transportelement mit einem großen Durchmesser auf ein Transportelement mit einem wesentlich kleineren Durchmesser (z.B. Durchmesserverhältnis ≥ 3) ein hinreichend querruckarmer Übergang erzielt werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der zumindest eine Übergangskurvenabschnitt ein Klothoidenabschnitt und durch folgende Formeln beschrieben: $$A=\sqrt{2\cdot TW\cdot R^2};$$

  

  $$KL=\frac{A^2}{R};$$

  

  wobei A ein Klothoidenparameter, TW der Tangentenwinkel, R der Klothoidenradius und KL die Klothoidenlänge sind.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Klothoidenparameter A im Bereich zwischen 125mm und 250mm, insbesondere im Bereich zwischen 150mm und 200mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 170mm und 180mm gewählt. Dadurch kann bei üblichen Transportelementdurchmessern, beispielsweise im Bereich zwischen 1m und 5m, eine querruckfreie oder zumindest querruckreduzierte Übergabe der Behälter erreicht werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Tangentenwinkel TW im Bereich zwischen 0,06rad und 0,5rad, insbesondere im Bereich zwischen 0,1 rad und 0,4rad, besonders bevorzugt zu 0,2rad gewählt. Dadurch kann durch einen räumlich begrenzten Hub des Behältergreifers und einen begrenzten Achsabstand der Transportelemente zueinander eine querruckfreie oder querruckarme Übergabe der Behälter erreicht werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt die Klothoidenlänge KL im Bereich zwischen 50mm und 250mm, insbesondere im Bereich zwischen 100mm und 200mm. Auch dies führt zu einer möglichst querruckfreien oder zumindest querruckarmen Übergabe der Behälter zwischen den Transportelementen ohne übermäßige geometrische Veränderungen der Transportstrecke bzw. der Transportvorrichtung an sich.
• Bei einer alternativen Ausführungsform, ist der Übergangskurvenabschnitt als sogenannter Blossbogen ausgeführt, bei welcher der Krümmungsverlauf durch ein kubisches Polynom definiert ist, welches tangential von einer Krümmung in die andere übergeht. Der Übergangskurvenabschnitt, im Folgenden auch als Übergangsbogen bezeichnet, weist dabei einen Übergangsbogenanfang (ÜA) und ein Übergangsbogenende (ÜE) auf. Die Krümmung k zwischen dem Übergangsbogenanfang mit der Krümmung Null und dem Übergangsbogenende mit der Krümmung des darauf folgenden anschließenden Radius eines Anschlusskreisbogens ist wie folgt definiert: $$k=\frac{3}{R\cdot L^2}\cdot l^2-\frac{2}{R\cdot L^3}\cdot l^3$$

  

  Hierbei sind:
• R: der Radius des Anschlusskreisbogens;
• I: die Zwischenlänge des Übergangsbogenabschnitts von ÜA betrachtet;
• L, die Gesamtlänge des Übergangsbogens;
• Sind zwei Übergangskurvenabschnitte direkt oder mittelbar miteinander verbunden, kann bei einer alternativen Ausführungsform der eine Übergangskurvenabschnitt mathematisch unterschiedlich zu dem anderen ausgeformt sein, indem beispielsweise ein Blossbogen/- abschnitt sich direkt oder nach einer Geradeführung an einen gegensinnigen Blossbogen/- abschnitt anschließt. Auch sind im dritten Transportstreckenabschnitt Kombinationen aus einem Blossbogen bzw. Blossbogenabschnitt und einem Klothoidenabschnitt denkbar.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Transportelement rotativ um vertikale Maschinenachsen angetriebene Transportelemente. Insbesondere wird das erste und zweite Transportelement durch Rotoren gebildet. Dadurch kann eine hohe Förderleistung der Transportvorrichtung (geförderte Behälter pro Zeiteinheit erreicht werden).
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist zumindest ein Transportelement Behälterfixiermittel, insbesondere Behältergreifer auf, die in Bezug auf eine vertikale Maschinenachse, um die das Transportelement vorzugsweise angetrieben ist, radial verschiebbar sind. In anderen Worten sind die Behälterfixiermittel in Bezug auf die Maschinenachse in eine radial ausgestellte Position und in eine radial zurückgezogene Position sowie in sämtlichen Zwischenstellungen vorzugsweise stufenlos positionierbar. Dadurch kann durch geeignete radiale Verstellung der Behälterfixiermittel bei gleichzeitiger Drehung des die Behälterfixiermittel aufweisenden Transportelements die vorbeschriebene Transportstrecke mit zumindest einem Übergangskurvenabschnitt durchlaufen werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Kurvensteuerung vorgesehen, die zur radialen Verschiebung der Behälterfixiermittel ausgebildet ist. Beispielsweise wird durch diese Kurvensteuerung das Behälterfixiermittel bei Rotation des Transportelements derart radial verschoben, so dass der Behälter im Übergabebereich zwischen zwei aneinander anschließenden Transportelementen den zumindest einen Übergangskurvenabschnitt durchläuft.
• Entscheidend ist dabei, dass bei den o.g. Ausführungsvarianten nur eine radiale Verschiebung erfolgt und nicht noch zusätzlich aktiv ein Verschwenken in oder gegen die Transportrichtung der Greifer und damit der Behälter entlang der Transportstrecke erfolgt. Dabei soll allerdings idealerweise zusätzlich eine gewisse Flexibilität zum passiven Schwenken der Greifer in oder gegen die Transportrichtung konstruktiv vorgesehen werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Transportieren von Behältern auf einer Transportstrecke mittels eines ersten und eines zweiten Transportelements. Die Behälter werden dabei auf einer Transportstrecke gefördert. Die Transportstrecke weist einen ersten und einen zweiten teilkreisförmigen Transportstreckenabschnitt und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt liegenden dritten Transportstreckenabschnitt auf. Die Förderung der Behälter auf dem dritten Transportstreckenabschnitt erfolgt dabei zumindest abschnittsweise auf einem Transportstreckenbereich, dessen Verlauf einen Übergangskurvenabschnitt aufweist, wobei der Übergangskurvenabschnitt ein Kurvenabschnitt mit einer knickfreien, stetig gleichsinnig zunehmenden oder abnehmenden Krümmung ist..
• Durch die Verwendung eines Transportstreckenabschnitts, der die Form eines Abschnitts des vorgenannten Übergangskurvenabschnitts hat, können sprunghafte Änderungen der auf den Behälter wirkenden Querbeschleunigung und damit ein Überschwammen des Füllguts über die noch offene Behältermündung weitestgehend vermieden werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Behälter durch am ersten und/oder zweiten Transportelement vorgesehene Behälterfixiermittel gehalten, wobei der Behälter dadurch entlang des Übergangskurvenabschnitts gefördert wird, so dass die Behälterfixiermittel während der Drehung des Transportelements um eine vertikale Maschinenachse radial in Bezug auf diese Maschinenachse verfahren werden.
• Zur Förderung der Behälter können Behältergreifer eingesetzt werden. Diese können wie nachfolgend allgemein beschreiben ausgebildet sein. Der Behältergreifer zum Greifen und Halten von Behältern ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass zur Einleitung einer zwangsgeführten Schwenkbewegung des ersten und zweiten Greiferarms eines entsprechenden Behältergreifers zumindest ein zur Maschinenachse radial verschiebbares Schieberelement vorgesehen ist, wobei das Schieberelement eine erste Steuerkurve zur Steuerung des ersten Greiferarms und eine davon separate zweite Steuerkurve zur Steuerung des zweiten Greiferarms aufweist, wobei die erste und zweite Steuerkurve zur Zwangsführung des jeweiligen Greiferarms zwischen der greifenden und der freigebenden Position ausgebildet ist, und wobei der erste und zweite Greiferarm jeweils zumindest ein Eingriffselement aufweist, das in die entsprechende erste bzw. zweite Steuerkurve zur Zwangsführung der beiden Greiferarme eingreift und wobei der Tragkörper eines entsprechenden Behältergreifers zumindest einen Gleitabschnitt aufweist, über den der jeweilige Behältergeifer radial verschiebbar zu der Maschinenachse in einer entsprechenden Ausnehmung aufnehmbar ist.
• Gesteuert wird die Bewegung von Sperrelementen der Behältergreifer zwischen einem sperrenden und einem freigebenden Zustand bevorzugt über jeweils einen mit wenigstens einer Steuerkurve zusammenwirkenden Mitnehmer oder über eine entsprechende Kurvenrolle. Hierbei ist der Behältergreifer vorzugsweise so ausgebildet, dass die jeweils mit einem Abschnitt der Steuerkurve erreichte Position des Sperrelementes und damit der entsprechende Zustand des Behältergreifers auch ohne Steuerkurve aufrecht erhalten bleibt, und zwar insbesondere auch der gesperrte Zustand des Behältergreifers, und zwar solange, bis ein weiterer Abschnitt der Steuerkurve auf das Sperrelement einwirkt. Hierdurch sind kurze und einfachere Geometrien der Steuerkurven möglich, die den konstruktiven Aufwand, den Verschleiß und die Herstellungskosten reduzieren sowie die Reinigung der entsprechenden Transportvorrichtung oder Behälterbehandlungsmaschine erleichtern.
• Der Behältergreifer gestattet weiterhin einen werkzeuglosen, einfachen sowie schnellen Austausch seiner Funktionselemente, insbesondere auch gesamter Baugruppen und Verschleißteile. Weiterhin ermöglicht der Behältergreifer die Realisierung von Transportelementen mit kleinem Teilkreisdurchmesser, beispielsweise mit einem Teilkreisdurchmesser von nur 540 mm und mit kleiner Teilung (Abstand der Greifer untereinander auf dem Umfang), beispielsweise bei einer Teilung von 30PI (30 mal PI). Dies entspricht 18 Behältergreifern bei vorgenanntem Teilkreisdurchmesser von 540mm.
• Durch die sichere Sperrwirkung können sowohl gefüllte Behälter als auch solche mit nur kleinen Neckringen oder schwach ausgeprägten Sicherungsring-Nuten sicher gehalten werden. So kann beispielsweise der Neckring in seinen Dimensionen reduziert, also dünner oder auch schmaler gestaltet sein, was zur Kosteneinsparung allgemein gewünscht ist.
• Der Behälterträger ermöglicht durch seine offene Konstruktion, leichte Montier- und Demontierbarkeit seiner Funktionselemente eine optimale Reinigung.
• Der Behältergreifer ist sehr schnell zwischen seinem sperrenden und frei gebenden Zustand schaltbar, so dass er für hohe Leistungen (Anzahl der je Zeiteinheit transportierten Behälter) geeignet ist, zumal nur kurze Bewegungshübe für das Schieberelement erforderlich sind.
• Weiterhin sind für die gesteuerte Bewegung des Schieberelements nur geringe Steuerkräfte erforderlich, wodurch sich ein reduzierter Verschleiß und eine reduzierte Geräuschentwicklung in vorteilhafter Weise ergeben. Das schnelle Schalten des Behältergreifers wird auch dadurch begünstigt, dass das jeweilige Schieberelement nur eine geringe Masse aufweist und für das Schieberelement wie beschrieben nur ein kurzer Bewegungshub erforderlich ist.
• Bevorzugt befinden sich sämtliche Funktionselemente des Behältergreifers, und dabei insbesondere das Schieberelement und die mit dem Schieberelement zusammenwirkenden Steuerkurven der Greiferarme unterhalb der Greiferarme, wodurch in vorteilhafter Weise eine evtl. Kontamination des an dem Behältergreifer gehaltenen, beispielsweise noch offenen Behälters mit Keimen vermieden wird.
• Gemäß einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Schieberelement zumindest einen Führungsabschnitt sowie einen Steuerabschnitt aufweist, wobei dem Steuerabschnitt die erste und zweite Steuerkurve zugeordnet sind.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Führungsabschnitt und dem Steuerabschnitt ein Verbindungsabschnitt vorgesehen ist, der ein elastisches Auslenken des Steuerabschnittes relativ zu dem Führungsabschnitt ermöglicht.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Steuerabschnitt in Draufsicht auf das Schieberelement im Wesentlichen W-förmig oder armbrustartig ausgebildet ist, wobei den jeweils äußeren Schenkeln des W-förmigen Steuerabschnittes jeweils eine der beiden Steuerkurven zugeordnet ist.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Steuerkurven am zur Maschinenachse weisenden Ende offen und weisen eine Einführungsöffnung über welche die Eingriffselemente in die jeweilige Steuerkurve beim Einbau eingeschoben werden können. Dabei können die Einführungsöffnungen idealerweise etwas verjüngt sein, so dass ein leicht erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist, um das Schieberelement über die Eingriffselemente in die jeweilige Steuerkurve einzuschieben, wobei diese Verjüngung als Raste für die offene Position des Greifers dient.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste Steuerkurve eine erste und zweite, einander gegenüberliegend und parallel zur zugehörigen Schwenkachse des entsprechenden ersten Greiferarms verlaufende Führungsfläche aufweist, an der das zugehörige erste Eingriffselement zwischen der greifenden und der freigebenden Position anliegend geführt ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die zweite Steuerkurve eine erste und zweite, einander gegenüberliegend und parallel zu deren zugehörigen Schwenkachse des entsprechenden zweiten Greiferarms verlaufende Führungsfläche aufweist, an der das zugehörige zweite Eingriffselement zwischen der greifenden und der freigebenden Position anliegend geführt ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste und zweite Steuerkurve spiegelsymmetrisch zu einer radial zu der Maschinenachse orientierten und diese Maschinenachse einschließenden Mittelebene ausgebildet sind.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste und zweite Steuerkurve derart ausgebildet ist, dass über deren jeweilige erste Führungsfläche eine Schließbewegung auf die beiden Greiferarme in die greifende Position und über deren jeweilige zweite Führungsfläche eine Öffnungsbewegung auf die beiden Greiferarme in die freigebende Position bei einer radialen Verschiebung des Schieberelementes einleitbar ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zumindest der Führungsabschnitt des Schieberelementes in einer Öffnung des Tragkörpers radial zur Maschinenachse verschiebbar aufgenommen ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zumindest der Führungsabschnitt des Schieberelementes in einer hohlzylindrischen Ausnehmung des Tragkörpers radial zur Maschinenachse verschiebbar geführt aufgenommen ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die hohlzylindrische Ausnehmung in ihrer Längserstreckung in oder im Wesentlichen entlang der Mittelebene verläuft und eine lotrecht zur Maschinenachse verlaufende Schiebeachse ausbildet, entlang der der in der Ausnehmung aufgenommene Führungsabschnitt verschiebbar ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Öffnung des Tragkörpers eine Führungsschiene für den Führungsabschnitt ausbildet, wobei der Führungsabschnitt darin mit einer Nut schienenförmig verschiebbar geführt und gleichzeitig gehalten ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zur Einleitung einer Schiebebewegung auf das Schieberelement an dessen Führungsabschnitt eine um eine Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse frei drehbare Kurvenrolle vorgesehen ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zum Einleiten einer den Behältergreifer in seine den Behälter freigebende Position die an dem Führungsabschnitt angeordnete Kurvenrolle bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach außen bewegbar ist, und zwar derart, dass über die jeweilige zweite Führungsfläche der beiden Steuerkurven des Schieberelementes eine Öffnungsbewegung auf die beiden Greiferarme in die freigebende Position einleitbar ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Rückstellkraft für die Schließbewegung der beiden Greiferarme von der freigebenden Position in die den Behälter greifende Position und/oder die Schließkraft in der greifenden Position magnetisch erzeugbar ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass auf das Schieberelement eine Magnetkraft einleitbar ist, über die das Schieberelement entlang der Schiebeachse bezogen auf die Maschinenachse radial nach innen bewegbar ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass in dem Tragkörper ein Magnet sowie an dem Führungsabschnitt ein Magnet oder magnetisch anziehend wirkender Werkstoff derart entlang der Schiebeachse angeordnet sind, dass der Magnet oder der magnetisch anziehend wirkende Werkstoff des Führungsabschnittes in der greifenden Position kontaktschlüssig oder nahezu kontaktschlüssig an dem Magneten des Tragkörpers anliegt und in der freigebenden Position von dem Magneten des Tragkörpers derart beabstandet ist, dass dieser weiterhin mit dem Magneten in magnetischer Wechselwirkung steht.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Tragkörper entlang der Öffnung an gegenüberliegenden Seiten dessen Längserstreckung jeweils einen Magneten aufweist, der mit einem dem Führungsabschnitt des Schieberelementes zugeordneten Magneten magnetisch zusammenwirkt.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass an den freien Stirnseiten eines offenen Endes der Öffnung jeweils ein Magnet oder ein magnetisch anziehend wirkender Werkstoff an jeweils gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene an dem Tragkörper vorgesehen ist, wobei die Magnete oder ein magnetisch anziehend wirkenden Werkstoffe mit zwei an einem Halteabschnitt des Schieberelementes angeordneten Magneten in magnetischer Wechselwirkung stehen, wobei auch eine umgekehrte Anordnung vorgesehen werden kann.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Kurvenrolle magnetisch an dem Schieberelement gehalten ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zumindest die Kurvenrolle über den Magneten des Schieberelementes gehalten ist.
• Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zur Einleitung einer Schiebebewegung auf dem Tragkörper eine um eine Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse frei drehbare Steuerrolle vorgesehen ist.
• Der Behältergreifer ist bevorzugt für eine hängende Halterung der Behälter an einen die Behälteröffnung bildenden Behälterhals und/oder an einem dortigen Ring oder Flansch (Neckring) ausgebildet.
• Unter „Klothoide“ im Sinne der Erfindung wird eine Kurve verstanden, deren Krümmung stetig linear zunimmt. Dabei bildet das Produkt aus Kurvenradius und Bogenlänge der Kurve eine Konstante. In anderen Worten ist die Krümmung an jeder Stelle der Kurve proportional zur Länge ihres Bogens bis zu dieser Stelle.
• Unter „Behälter“ im Sinne der Erfindung werden jedwede Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc., jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, vorzugsweise aus PET (Polyethylenterephthalat).
• Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
• Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 beispielhaft und grob schematisch eine Transportvorrichtung mit mehreren Transportelementen umlaufender Bauart in einer oberseitigen Darstellung;
• 2 beispielhaft der Verlauf der Transportstrecke im Übergabebereich eines Behälters zwischen einem ersten und zweiten Transportelement;
• 3 beispielhaft der Verlauf der Zentrifugalbeschleunigung beim Durchlauf eines Behälters durch den Übergabebereich zwischen einem ersten und zweiten Transportelement;
• 4 beispielhaft in Perspektivansicht und in Teildarstellung mehrere Behältergreifer an einem teilweise dargestellten Transportelement;
• 5 beispielhaft in schematischer unterseitiger Ansicht ein Behältergreifer in greifender Position;
• 6 beispielhaft in schematischer unterseitiger Ansicht ein Behältergreifer in freigebender Position;
• 7 beispielhaft eine seitliche Schnittdarstellung eines Behältergreifers entlang der Mittelebene M;
• 8 beispielhaft in schematischer Darstellung die unterseitige Ansicht einer weiteren Ausführungsvariante eines Behältergreifers;
• 9 beispielhaft in einer seitlichen Schnittdarstellung eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsvariante einer Anordnung einer Kurvenrolle an dem Schieberelement;
• 10 beispielhaft in geschnittener Seitensicht eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsvariante einer Anordnung einer Kurvenrolle an dem Schieberelement; und
• 11 beispielhaft und analog zur 2 der Verlauf der Transportstrecke im Übergabebereich eines Behälters zwischen einem ersten und zweiten Transportelement wobei dieser Übergabebereich zwei Blossbogenabschnitte aufweist.
• In 1 ist beispielshaft und grob schematisch eine Vorrichtung 1 (nachfolgend auch als Transportvorrichtung bezeichnet) gezeigt, mittels der Behälter 2 auf einer mehrfach umgelenkten Transportstrecke TS gefördert werden. Die Vorrichtung 1 umfasst mehrere Transportelemente, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Transportelement TE1, ein in Transportrichtung an das erste Transportelement TE1 anschließendes zweites Transportelement TE2 und ein an das zweite Transportelement TE2 in Transportrichtung wiederum anschließendes drittes Transportelement TE3. Die Transportelemente TE1 - TE3 sind insbesondere rotativ angetriebene Transportelemente, d.h. die Transportelemente TE1 - TE3 werden jeweils um eine vertikalen Maschinenachse umlaufend angetrieben. An den Transportelementen TE1 - TE3 sind umfangsseitig jeweils Behälterfixiermittel, beispielsweise in Form von Behälteraufnahmen oder Greifern vorgesehen, durch die der jeweilige Behälter 2 während dessen Transport an dem jeweiligen Transportelement TE1 - TE3 gehalten wird. Die Transportelemente TE1 - TE3 können teilweise zur Behälterbehandlung ausgebildet sein. Beispielsweise kann das erste Transportelement TE1 ein Füller sein, bei dem leere Behälter mit einem Füllgut befüllt werden. Das dritte Transportelement TE3 kann beispielsweise ein Verschließer sein, mit dem Verschlusselemente, beispielsweise Schraubverschlüsse oder Kronkorken auf die Behältermündung aufgebracht werden, um die Behälteröffnung zu verschließen. Das zwischen dem ersten und dritten Transportelement TE1, TE3 angeordnete zweite Transportelement TE2 kann beispielsweise ein Transferstern sein, an dem keine Behälterbehandlung stattfindet sondern mit dem die gefüllten aber noch offenen Behälter an das Transportelement TE3 übergeben werden. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist, sondern eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten bei Vorrichtungen zur Behälterbehandlung bestehen.
• Wie in 1 zu erkennen ist, ist die Transportstrecke TS, auf der die Behälter 2 gefördert werden, mehrfach umgelenkt. Insbesondere weist die Transportstrecke TS mehrere kreisbogenförmig oder im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgebildete Transportstreckenabschnitte auf. Zwischen diesen Transportstreckenabschnitten befinden sich im Wendepunkte WP, an denen sich das Krümmungsverhalten der Transportstrecke ändert, beispielsweise von einer linkskurvenartigen Krümmung in eine rechtskurvenartige Krümmung oder umgekehrt. Diese Änderung des Krümmungsverhaltens wird auch als Bogenwechsel bezeichnet. An diesen Wendepunkten WP tritt nachteiligerweise ein Querruck am Behälter auf, der beispielsweise bei gefüllten aber noch nicht verschlossenen Behältern dazu führen kann, dass Füllgut aus der Behälteröffnung schwappt.
• Um diesen Querruck zu verringern bzw. im Wesentlichen zu vermeiden, weist die Transportstrecke TS im Übergabebereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Transportelementen TE1 - TE3 einen Transportstreckenbereich auf, dessen Verlauf klothoidenförmig gewählt ist bzw. der den Verlauf eines Abschnitts einer Klothoide aufweist.
• In 2 ist ausschnittsweise ein Ausschnitt der Transportstrecke TS der 1 im Bereich des gestrichelt eingezeichneten Ovals gezeigt, d.h. ein Ausschnitt der Transportstrecke TS im Übergabebereich zwischen dem ersten und zweiten Transportelement TE1, TE2. Die Transportstrecke TS weist in diesem Ausschnitt drei Transportstreckenabschnitte auf, und zwar einen ersten Transportstreckenabschnitt TSA1, einen zweiten Transportstreckenabschnitt TSA2 und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt TSA1, TSA2 liegenden dritten Transportstreckenabschnitt TSA3. Der erste Transportstreckenabschnitt TSA1 und der zweite Transportstreckenabschnitt TSA2 weisen insbesondere eine Kreisbogenform auf, d.h. die Krümmung des Kurvenverlaufs der Transportstrecke TS in diesem ersten bzw. zweiten Transportstreckenabschnitt TSA1, TSA2 ist konstant oder nahezu konstant. Jedoch sind die Krümmung und die Krümmungsrichtung unterschiedlich. Bei Betrachtung in Transportrichtung der Behälter ist der erste Transportstreckenabschnitt TSA1 im gezeigten Ausführungsbeispiel linksgekrümmt und der zweite Transportstreckenabschnitt TSA2 rechtsgekrümmt ausgebildet. Der dritte Transportstreckenabschnitts TSA3 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Klothoidenabschnitte KA1, KA2 auf. Die Klothoidenabschnitte KA1, KA2 bilden dabei jeweils Segmente einer Klothoide, um eine möglichst querruckfreie Übergabe zwischen dem ersten und zweiten Transportelement TE1, TE2 erreichen zu können.
• Im gezeigten Ausführungsbeispiel schließt der erste Klothoidenabschnitt KA1 unmittelbar an den ersten Transportstreckenabschnitt TSA1 an und endet nach einer Klothoidenlänge KL_KA1 an einem Wendepunkt WP, an dem ein Krümmungswechsel der Transportstrecke TS stattfindet, d.h. die Krümmung der Transportstrecke TS ändert sich beispielsweise von linksgekrümmt auf rechtsgekrümmt. An diesen Wendepunkt WP schließt sich der zweite Klothoidenabschnitt KA2 an, der nach einer Klothoidenlänge KL_KA2 in den zweiten Transportstreckenabschnitt TSA2 übergeht.
• 3 zeigt den Verlauf der auf einen Behälter 2 wirkenden Zentrifugalbeschleunigung über der Zeit beim Durchlauf des Behälters 2 durch den in 2 gezeigten Ausschnitt der Transportstrecke TS. In den Transportstreckenabschnitten TSA1, TSA2 ist der Wert der Zentrifugalbeschleunigung jeweils konstant. Jedoch ist die Zentrifugalbeschleunigung in diesen Transportstreckenabschnitten TSA1, TSA2 entgegengesetzt gerichtet und in diesem Beispiel von einem anderen Betrag, was sich durch den Vorzeichenunterschied der Zentrifugalbeschleunigungswerte und die Zahlenwerte ausdrückt. Die Klothoidenabschnitte KA1, KA2 sind derart ausgebildet bzw. dimensioniert, dass sich die Zentrifugalbeschleunigung im dritten Transportstreckenabschnitt TSA3 vorzugsweise linear oder im Wesentlichen linear von dem Zentrifugalbeschleunigungswert im Bereich des ersten Transportstreckenabschnitts TSA1 auf den Zentrifugalbeschleunigungswert im Bereich des zweiten Transportstreckenabschnitts TSA2 ändert. Dadurch kann eine querruckfreie oder im Wesentlichen querruckfreie Übergabe des Behälters vom ersten Transportelement TE1 an das zweite Transportelement TE2 erfolgen.
• Die Klothoidenabschnitte KA1, KA2 weisen jeweils ihren Ursprung im Wendepunkt WP auf, d.h. haben dort einen Krümmungsradius R = ∞ (nachfolgend als Klothoidenradius bezeichnet), d.h. die Klothoidenabschnitte KA1, KA2 gehen im Wendepunkt WP krümmungsfrei ineinander über. Anders ausgedrückt findet im Wendepunkt WP der Krümmungswechsel statt. Der Krümmungsradius wird dann mit steigender Bogenlänge zu den Transportstreckenabschnitten TSA1, TSA2 hin größer, bis dieser dem Radius des Kreisbogens (R_TE1 , R_TE2 ) entspricht, auf dem die Behälter durch die jeweiligen Transportelemente TE1, TE2 in den jeweiligen Transportstreckenabschnitten TSA1, TSA2 gefördert werden (R_KA1 = R_TE1 ; R_KA2 = R_TE2 ).
• Alternativ zu dem in 2 gezeigten Verlauf kann der dritte Transportstreckenabschnitt TSA3 lediglich einen einzigen Klothoidenabschnitt aufweisen. So kann beispielsweise der in 2 gezeigte erste Klothoidenabschnitt KA1 durch einen geraden Transportstreckenbereich ersetzt sein. Weiterhin alternativ zu dem in 2 gezeigten Verlauf kann der dritte Transportstreckenabschnitt TSA3 zwischen den zwei Klothoidenabschnitten KA1, KA2 einen gerade ausgebildeten Transportstreckenbereich aufweisen. Die Ausformung des dritten Transportstreckenabschnitts TSA3 kann so abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten, beispielsweise dem Durchmesser der Transportelemente TE1, TE2 entsprechend gewählt werden.
• Nachfolgend wird näher auf bevorzugte Ausformungen der Klothoidenabschnitte KA1, KA2 und deren Dimensionierungen eingegangen. Eine Klothoide ist eine Kurve, bei der sich die Krümmung linear mit der Bogenlänge, auch als Klothoidenlänge bezeichnet, ändert. Damit gilt: $$KL\cdot R=const.$$

  

  wobei:
• KL die Klothoidenlänge und R der Krümmungsradius am Ende des Klothoidenabschnitts, auch als Klothoidenradius bezeichnet, ist.
• Diese Konstante wird häufig durch einen Klothoidenparameter A ausgedrückt, so dass gilt: $$KL\cdot R=A^2$$

  
• Eine weitere charakteristische Kenngröße einer Klothoide ist der Tangentenwinkel TW zwischen der Haupttangente HT zu Beginn der Klothoide (d.h. am Wendepunkt WP) und der Tangente an einem beliebigen Kurvenpunkt der Klothoide. Der Tangentenwinkel TW kann wie folgt beschrieben werden: $$TW\left[rad\right]=\frac{KL}{2R}=\frac{A^2}{2R^2}$$

  
• Durch Umstellen der Gleichung 3 kann der Klothoidenparameter A wie folgt errechnet werden: $$A=\sqrt{TW\cdot 2\cdot R^2}$$

  
• Bei der Dimensionierung der Parameter für die Klothoidenabschnitte KA1, KA2 wird der Klothoidenradius R am Ende des jeweiligen Klothoidenabschnitts, d.h. im Übergangspunkt zum dem Transportstreckenabschnitt TSA1, TSA2, um einen Querruck an dieser Übergangsstelle zu vermeiden, vorteilhafterweise zu $$R=\frac{TK}{2}$$

  

  gewählt, wobei TK der Durchmesser des Transportelements TE1, TE2 ist, von dem der Klothoidenabschnitt abgeht bzw. zu dem der Klothoidenabschnitt anschließt. So beträgt der Klothoidenradius R des Klothoidenabschnitts KA1 vorzugsweise die Hälfte des Durchmessers TK des Transportelements TE1 und der Klothoidenradius R des Klothoidenabschnitts KA2 vorzugsweise die Hälfte des Durchmessers TK des Transportelements TE2.
• In Untersuchungen der geometrischen Verhältnisse hat die Anmelderin herausgefunden, dass der Tangentenwinkel TW_KA1 , TW_KA2 der Tangente im Übergang des jeweiligen Klothoidenabschnitts KA1, KA2 zum kreisbogenförmigen Transportstreckenabschnitt TSA1, TSA2 vorteilhafterweise in Bereichen zwischen 0,06rad und 0,5rad, bevorzugt zwischen 0,1 rad und 0,4rad liegt. Besonders bevorzugt ist ein Wert des Tangentenwinkels TW von 0,2rad, da sich dadurch die Achsabstände der Transportelemente und/oder der Greiferhub, der im Bereich des dritten Transportstreckenabschnitt TSA3 vollzogen wird, in in der Praxis gut realisierbaren Bereichen bewegen, d.h. nicht zu groß werden.
• Der Klothoidenparameter A wird vorzugsweise im Bereich zwischen 125mm und 250mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 150mm und 200mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 170mm und 180mm, insbesondere 177mm gewählt.
• Die Klothoidenlänge KL liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 50mm und 250 mm, besonders bevorzugt zwischen 100mm und 200mm.
• Durch die vorgenannte Parametrisierung des zumindest einen Klothoidenabschnitts wird eine möglichst ruckfreie Übergabe des Behälters zwischen den Transportelementen erreicht.
• Die Übergabe des Behälters 2 zwischen den Transportelementen TE1 und TE2 bzw. den Transportelementen TE2 und TE3 entlang der Bahn eines Übergangskurvenabschnitts oder einer wie vorne beschriebenen Übergangskurve auf dem Transportstreckenabschnitt TSA3 kann insbesondere durch ein Transportelement TE2 in Form eines Transfersterns erreicht werden, der Behälterfixiermittel, insbesondere Behältergreifer aufweist, die radial in Bezug auf die Maschinenachse MA, um die dieses Transportelement TE2 rotativ angetrieben ist, verschiebbar sind. In anderen Worten sind die Behältergreifer derart ausgebildet, dass diese zwischen einer radial inneren Stellung und einer radial äußeren Stellung verschiebbar sind. Die radiale Verschiebung der Behältergreifer erfolgt vorzugsweise mittels einer Kurvensteuerung, d.h. zumindest einer Steuerkurve. Vorzugsweise ist die Steuerkurve ortsfest vorgesehen und eine am Behältergreifer vorgesehene Rolle wirkt mit der Steuerkurve derart zusammen, dass der Behältergreifer abhängig von der Winkelstellung des Rotors radial nach innen bzw. nach außen in die Verschiebeposition gebracht wird, so dass der Behälter auf dem in 2 gezeigten Kurvenverlauf im Bereich des Transportstreckenabschnitts TSA3 bewegt wird.
• Vorzugsweise wird der Behältergreifer für die Übernahme des Behälters im Übergabebereich zwischen den Transportstreckenabschnitten TSA1 und TSA3 radial nach außen vorgeschoben positioniert und wird dann bei der Bewegung durch den dritten Transportstreckenabschnitt TSA3 derart in Richtung der Maschinenachse MA des zweiten Transportelements TE2 radial zurückgezogen, dass der Behälter dem gewünschten, zumindest einen Übergangskurvenabschnitt aufweisenden Transportstreckenverlauf folgt. Zur Übergabe des Behälters an das dritte Transportelement TE3 wird der Behältergreifer in umgekehrter Weise radial nach außen bewegt, so dass der Behälter in einem zumindest einen klothoidenförmigen Übergangskurvenabschnitt aufweisenden Transportstreckenverlauf an das dritte Transportelement TE3 übergeben wird.
• Nach der Übergabe an das dritte Transportelement TE3 kann der Behältergreifer in seiner radial außenstehenden Position verbleiben bzw. es kann die Position geringfügig angepasst werden, bis der jeweilige Behältergreifer erneut einen Behälter vom ersten Transportelement TE1 aufnimmt. Alternativ ist es möglich, dass der Behältergreifer nach dem Abgeben des Behälters an das dritte Transportelement TE3 radial nach innen zurückgezogen wird und erst kurz vor dem Aufnehmen eines neuen Behälters vom ersten Transportelement TE1 wieder radial nach außen bewegt wird.
• In den nachfolgenden 4 bis 10 sind mit dem Bezugszeichen 1 allgemein beispielhafte Vorrichtungen 1 zum Transportieren von Behältern 2, beispielsweise in Form von Flaschen, insbesondere PET-Flaschen gezeigt. Diese Vorrichtungen 1 können einen abschnittsweise klothoidenförmigen Übergabebereich ausbilden. Die Transportvorrichtung 1 umfasst in bekannter Weise u.a. einen um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbares Transportelement 3, auch Rotor genannt. Am Umfang des Transportelementes 3 sind in vorzugsweise gleichmäßigen Winkelabständen umfangsseitig verteilt mehrere taschenförmige Ausnehmungen 3.1 vorgesehen, in denen jeweils ein Behältergreifer 4 aufnehmbar ist, wobei der Behältergreifer 4 vorzugsweise für eine hängende Halterung jeweils eines Behälters 2 an seinem Behälterhals (Neckring) bzw. an einem unterhalb der Behälteröffnung an dem Behälterhals vorgesehenen Behälterflansch ausgebildet ist. Insbesondere kann der jeweilige Behältergreifer 4 in einer entsprechenden Ausnehmung 3.1 des Transportelementes 3 radial zu der Maschinenachse MA verschiebbar geführt bzw. verfahrbar aufgenommen sein. Die hängende Halterung der Behälter 2 ist dem Fachmann beispielsweise aus der DE 10 2005 106 103 A1 in der dort nähergehend beschriebenen Art und Weise bekannt.
• Besonders vorteilhaft kann dabei der jeweilige Behältergreifer 4 mit seinem entsprechenden Tragkörper 8 in einer Ausnehmung 3.1 des Transportelementes 3.1 radial zu der Maschinenachse MA verschiebbar bzw. verfahrbar angeordnet, insbesondere verschiebbar geführt aufgenommen sein. Hierfür kann der jeweilige Tragkörper 8 einen Gleitabschnitt 8.1 aufweisen bzw. ausbilden, der beispielsweise als nutförmiger Gleitabschnitt ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der nutförmige Gleitabschnitt 8.1 des Tragkörpers 8 zur Maschinenachse MA radial verschiebbar geführt aufgenommen sein, und zwar beispielsweise in einer korrespondierenden, als Feder einer Nut-Feder-Verbindung ausgebildeten, Ausnehmung 3.1. Beispielweise bildet also der nutförmige Gleitabschnitt 8.1 die Nut für eine als Feder ausgebildete Ausnehmung 3.1 aus. Insbesondere kann damit die Ausnehmung 3.1 die Führung für die radiale Verschiebbarkeit des Tragkörpers 8 bilden. Im eingeschobenen Zustand des Behältergreifers 4 in der jeweiligen Ausnehmung 3.1 ist dieser Behältergreifer 4 dann somit radial verschiebbar zur Maschinenachse MA in der entsprechenden Ausnehmung 3.1 aufgenommen, Die mit dem Doppelpfeil 200 angedeutete radiale Verschiebbarkeit des Behältergreifers 4 kann in sowie entgegengerichtet zur Maschinenachse MA ausgebildet sein.
• Wie insbesondere aus den 4 und 7 erkennbar ist, kann der jeweilige Tragkörper 8 eines entsprechenden Behältergreifers 4 zur vorzugsweise gesteuerten Verschiebbarkeit eine Steuerrolle 36 aufweisen, die um eine Achse A parallel oder im Wesentlichen parallel zur der Maschinenachse MA frei drehbar an dem Tragkörper 8 vorgesehen, insbesondere an diesem angeordnet ist. Beispielweise kann die gesteuerte Verschiebung des Behältergreifers 4 damit kurvengesteuert über die Steuerrolle 36 erfolgen, die an einer nur skizzenhaft dargestellten, zumindest abschnittsweise um die Maschinenachse MA umlaufenden Steuerkurve 35 abrollt. In einer Ausführungsvariante kann der jeweilige Tragkörper 8 federelastisch in der jeweiligen Ausnehmung 3.1 vorgesehen sein und beispielsweise über eine Zugfeder bei einer Auslenkung, also Verschiebung über die Steuerkurve 35 in einer zur Maschinenachse MA radial nach außen gerichteten Richtung, in radialer Richtung der Maschinenachse MA gezogen werden. Alternativ kann die Steuerrolle 36 beispielsweise als Kulissenstein ausgebildet sein, der sich in Umfangsrichtung DA entlang der Steuerkurve 35 bewegt, jedoch dabei in radialer Richtung zur Maschinenachse MA mechanisch an der Steuerkurve 35 zwangsgeführt ist.
• Dabei kann an dem Transportelement 3 der Transportvorrichtung 1 zumindest der erfindungsgemäße Behältergreifer 4 zum Greifen und Halten der Behälter 2 vorgesehen sein. Jeder der Behältergreifer 4, 4a weist wenigstens einen Trägerkörper 8, einen ersten und zweiten, jeweils schwenkbaren Greiferarm 5.1, 5.2 auf, die (Greiferarme 5.1, 5.2) an dem Tragkörper 8 um jeweils eine parallel zur Maschinenachse MA orientierte Schwenkachse SA zwischen einer den jeweiligen Behälter 2 greifenden Position GP (vgl. 5) und einer den entsprechenden Behälter 2 freigebenden Position FP (vgl. 6) verschwenkbar angeordnet sind.
• Dabei können die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 der Behältergreifer 4 jeweils doppelhebelartig oder doppelschenkelartig ausgebildet sein, und zwar mit einem jeweils bezogen auf die Maschinenachse MA radial außen liegenden äußeren Greiferarmabschnitt 6.1, 6.2 und mit einem bezogen auf die Maschinenachse MA gegenüber dem äußeren Greiferarmabschnitt 6.1, 6.2 radial weiter innen liegenden, inneren Greiferarmabschnitt 6.3, 6.4. Insbesondere weist der erste Greiferarm 5.1 den äußeren Greiferarmabschnitt 6.1 sowie den inneren Greiferarmabschnitt 6.3 und der zweite Greiferarm 5.2 den äußeren Greiferarmabschnitt 6.2 sowie den inneren Greiferarmabschnitt 6.4 auf.
• An dem jeweiligen inneren Greiferarmabschnitt 6.3, 6.4 sind die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 mit jeweils einem Gelenkbolzen 9 um eine Achse parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse MA schwenkbar gelagert an dem Tragkörper 8 angeordnet, und zwar vorzugsweise für ein gegensinniges Auseinanderschwenken der jeweiligen Greiferarmabschnitte 6.1, 6.2 zum Öffnen des betreffenden Behältergreifers 4, 4a in seine freigebende Position FP sowie für ein gegensinniges Aufeinander-ZuSchwenken oder Zusammenschwenken der Greiferarmabschnitte 6.1, 6.2 zum Schließen des entsprechenden Behältergreifers 4, 4a in seine greifende Position GP, in der der Behälter 2 gehalten, insbesondere gegriffen wird.
• Weiterhin bilden die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 an ihren jeweiligen äußeren Greiferarmabschnitten 6.1, 6.2 jeweils eine Ausnehmung 7.1, 7.2 aus, wobei der erste Greiferarm 5.1 eine erste Ausnehmung 7.1 sowie der zweite Greiferarm 5.2 eine zweite Ausnehmung 7.2 aufweist. Die erste und zweite Ausnehmung 7.1, 7.2 ergänzen sich besonders vorteilhaft zu einer Behälteraufnahme in der Weise, dass der jeweilige am Behältergreifer 4 in der greifenden Position GP gehaltene Behälter 2 von dem ersten und zweiten Greiferarm 5.1, 5.2 eines entsprechenden Behältergreifers 4, 4a an seinem Behälterhals klammerartig umgriffen wird, und zwar vorzugsweise auf einem Winkelbereich größer als 90° umgriffen wird.
• Gleichsam wie die Gelenkbolzen 9, liegen auch die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 eines jeden Behältergreifers 4 in Umfangs- bzw. Drehrichtung A des Transportelementes 3 einander gegenüber. Bei der in Figuren dargestellten Ausführungsvariante der Behältergreifer 4 sind die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 an einer Oberseite des Tragkörpers 8 vorgesehen, insbesondere schwenkbar angeordnet, wobei die Behältergreifer 4 über den Tragkörper 8 ihrerseits wiederum an dem umlaufenden Transportelement 3 vorgesehen, insbesondere angeordnet sind und zwar durch Einschieben in die taschenförmigen Ausnehmungen 3.1 des Transportelements 3. Beispielweise wird über das Einschieben des Tragkörpers 8 oder durch das Einschieben des Schieberelements 11 in eine zugehörige Ausnehmung 3.1 eine formschlüssige Halterung eines entsprechenden Behältergreifers 4 an dem Transportelement 3 erreicht.
• Beispielsweise sind die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 aus einem Kunststoff oder metallischen Werkstoff herstellt und vorzugsweise spiegelbildlich ausgebildet, jedoch unter Wenden eines Greiferarms 5.1, bzw. 5.2 um seine entsprechende Längserstreckung so an dem Tragkörper 8 angeordnet, dass der erste und zweite Greiferarm 5.1, 5.2 jedes Behältergreifers 4 spiegelsymmetrisch zu einer gedachten, radial zur Maschinenachse MA orientierten und diese Maschinenachse MA einschließenden Mittelebene M ausgebildet sind. Überdies stehen die ersten und zweiten Greiferarme 5.1, 5.2 mit ihren bezogen auf die Maschinenachse MA radial außen liegenden Enden, nämlich den jeweils äußeren Greiferarmabschnitt 6.1, 6.2, über den Tragkörper 8 sowie auch über den Umfang des Transportelementes 3 vor bzw. über.
• Die jeweiligen Gelenkbolzen 9 sind dabei im Bereich des entsprechenden inneren Greiferarmabschnitts 6.3, 6.4 an dem ersten und zweiten Greiferarm 5.1, 5.2 fest angeordnet, beispielsweise angeklebt, angeschweißt oder angelötet. Alternativ können die Gelenkbolzen 9 auch einstückig mit dem ersten und zweiten Greiferarm 5.1, 5.2 ausgebildet, insbesondere hergestellt sein. Insbesondere können die Gelenkbolzen 9 jeweils durch Verrasten an dem Tragkörper 8 befestigt sein. Hierfür weist der Tragkörper 8 zumindest eine Öffnung auf, in der das freie Ende der entsprechenden Gelenkbolzen 9 verrastend, jedoch weiterhin schwenkbar, aufgenommen sein kann.
• Zur Einleitung einer zwangsgeführten Schwenkbewegung des ersten und zweiten Greiferarms 5.1, 5.2 eines entsprechenden Behältergreifers 4 ist zumindest ein zur Maschinenachse MA radial verschiebbares Schieberelement 11 vorgesehen, welches eine erste Steuerkurve 12 zur Steuerung des ersten Greiferarms 5.1 und eine davon separate zweite Steuerkurve 13 zur Steuerung des zweiten Greiferarms 5.2 aufweist. Dabei ist die erste und zweite Steuerkurve 12, 13 zur Zwangsführung des jeweiligen Greiferarms 5.1, 5.2 zwischen der greifenden und der freigebenden Position GP, FP ausgebildet.
• Insbesondere weist der erste und zweite Greiferarm 5.1, 5.2 hierfür vorzugsweise auf der dem Tragkörper 8 zugewandten Seite jeweils ein Eingriffselement 15.1, 15.2 auf, das in die entsprechende erste bzw. zweite Steuerkurve 12, 13 zur Zwangsführung der beiden Greiferarme 5.1, 5.2 eingreift. Insbesondere kann der erste Greiferarm 5.1 ein erstes Eingriffselement 15.1 aufweisen, das in die erste Steuerkurve 12 des Schieberelementes 11 eingreift und der zweite Greiferarm 5.2 kann ein zweites Eingriffselement 15.2 aufweisen, das in die zweite Steuerkurve 13 eingreift. Beispielsweise kann das entsprechende Eingriffselement 15.1, 15.2 bolzenförmig ausgebildet und in seiner jeweiligen Längserstreckung (Bolzenachse) parallel oder näherungsweise parallel zur der Schwenkachse SA bzw. Mittelachse MA orientiert sein. Vorzugsweise kann das jeweilige Eingriffselement 15.1, 15.2 einstückig mit dem entsprechenden Greiferarm 5.1, 5.2 ausgebildet, insbesondere hergestellt sein.
• Das Schieberelement 11 weist dabei einen Führungsabschnitt 11.1 sowie einen Steuerabschnitt 11.2 auf. Dabei kann zwischen dem Führungsabschnitt 11.1 und dem Steuerabschnitt 11.2 ein Verbindungsabschnitt 11.4 vorgesehen sein, der ein elastisches Auslenken in Umfangsrichtung, also sowohl in als auch entgegen der Drehrichtung DA, des Transportelementes 3 des Steuerabschnittes 11.2 relativ zu dem Führungsabschnitt 11.1 erlaubt, also ein elastisches „Ausweichen“ des Steuerabschnittes 11.2 in Umfangsrichtung des Transportelementes 3 relativ zu dem Führungsabschnitt 11.1. Insbesondere kann dadurch erzielt werden, dass im Bereich des Verbindungsabschnittes 11.4 der Verbindungswerkstoff des Schieberelementes 11 in einer Festigkeit geschwächt, beispielweise eingeschnürt ist.
• Insbesondere sind die erste und zweite Steuerkurve 12, 13 dem Steuerabschnitt 11.2 des Schieberelementes 11 zugeordnet. Weiterhin vorteilhaft ist das Schieberelement 11 mit seinem Führungsabschnitt 11.1 und seinem Steuerabschnitt 11.2 einstückig ausgebildet.
• Der Steuerabschnitt 11.2 kann dabei in Draufsicht im Wesentlichen W-förmig oder armbrustartig ausgebildet sein, wobei den jeweils äußeren Schenkeln jeweils eine der beiden Steuerkurven 12, 13 zugeordnet ist.
• Insbesondere kann die erste Steuerkurve 12 eine erste und zweite, einander gegenüberliegend und parallel zur zugehörigen Schwenkachse SA des entsprechenden ersten Greiferarms 5.1 verlaufende Führungsfläche 12.1, 12.2 aufweisen, an der das zugehörige erste Eingriffselement 15.1 zwischen der greifenden und der freigebenden Position GP, FP anliegend geführt ist. Die Zwangsführung für den ersten Greiferarm 5.1 stellt sich dabei insbesondere durch die anliegende, also kontaktschlüssige, Führung des ersten Eingriffselements 15.1 in der ersten Steuerkurve 12 an deren erster und zweiter Führungsfläche 12.1, 12.2 ein. Die erste Steuerkurve 12 verläuft dabei in ihrer Längserstreckung insbesondere in einem spitzen Winkel zur Mittelebene M, was gewollter Maßen zu einer Selbsthemmung führen kann.
• In dazu analoger Weise kann die zweite Steuerkurve 13 ebenfalls eine erste und zweite, einander gegenüberliegend und parallel zu deren zugehöriger Schwenkachse SA des entsprechenden zweiten Greiferarms 5.2 verlaufende Führungsfläche 13.1, 13.2 aufweisen, an der das zugehörige zweite Eingriffselement 15.2 zwischen der greifenden und der freigebenden Position GP, FP anliegend geführt ist. Damit stellt sich die Zwangsführung für den zweiten Greiferarm 5.2 insbesondere durch die anliegende, also kontaktschlüssige, Führung des zweiten Eingriffselements 15.2 in der zweiten Steuerkurve 13 an deren erster und zweiter Führungsfläche 13.1, 13.2 ein. Die zweite Steuerkurve 13 verläuft dabei ebenfalls in ihrer Längserstreckung insbesondere in einem spitzen Winkel zur Mittelebene M.
• Vorteilhafterweise sind die erste und zweite Steuerkurve 12, 13 des Schieberelementes 11 spiegelsymmetrisch zu der radial zur Maschinenachse MA orientierten und diese Maschinenachse MA einschließenden Mittelebene M ausgebildet.
• Die erste und zweite Steuerkurve 12, 13 ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass über deren jeweilige erste Führungsfläche 12.1, 13.1 eine Schließbewegung auf die beiden Greiferarme 5.1, 5.2 in die greifende Position GP und über deren jeweilige zweite Führungsfläche 12.2, 13.2 eine Öffnungsbewegung auf die beiden Greiferarme 5.1, 5.2 in die freigebende Position FP bei einer radialen Verschiebung des Schieberelementes 11 einleitbar ist.
• Dabei ist der Kurventeil 12.1 relativ zum Radius flacher, um eine Selbsthemmung zu erreichen und der Kurventeil 12.2 etwas steiler geführt, um bei dem geringen Hub ein weiteres Öffnen zu erreichen.
• Vorteilhafterweise sind die jeweiligen ersten Führungsflächen 12.1, 13.1 der beiden Steuerkurven 12, 13 spiegelsymmetrisch zu der radial zur Maschinenachse MA orientierten und diese Maschinenachse MA einschließenden Mittelebene M ausgebildet. Weiterhin vorteilhaft sind auch die jeweiligen zweiten Führungsflächen 12.2, 13.2 der beiden Steuerkurven 12, 13 spiegelsymmetrisch zu der radial zur Maschinenachse MA orientierten und diese Maschinenachse MA einschließenden Mittelebene M ausgebildet.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Steuerkurven 12, 13 am zur Maschinenachse MA weisenden Ende offen ausgebildet und weisen eine Einführungsöffnung 12.3 bzw. 13.3 auf, über welche die Eingriffselement 15.1 und 15.2 in die jeweilige Steuerkurve 12 oder 13 beim Einbau eingeschoben werden können. Dabei sind die Einführungsöffnungen 12.3 bzw. 13.3 idealerweise etwas verjüngt, so dass ein leicht erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist, um das Schieberelement 11 über die Eingriffselemente 15.1 und 15.2 in die jeweilige Steuerkurve 12 oder 13 einzuschieben, wobei die Verjüngung zudem als Raste für die Offen-Position dient.
• Hierfür ist das Schieberelement 11 zumindest mit seinem Führungsabschnitt 11.1 in einer Ausnehmung 14 des Tragkörpers 8 aufgenommen. Insbesondere ist das Schieberelement 11 mit seinem Führungsabschnitt 11.1 in der Ausnehmung 14 radial, insbesondere translatorisch, zur Maschinenachse MA verschiebbar aufgenommen und geführt. Gemäß der insbesondere in 7 nähergehend erkennbaren Ausführungsvariante kann die Ausnehmung 14 hohlzylindrisch ausgebildet sein.
• Die vorzugsweise hohlzylindrische Ausnehmung 14 verläuft dabei in ihrer Längserstreckung in oder im Wesentlichen entlang der Mittelebene M und bildet eine lotrecht zur Maschinenachse MA verlaufende Schiebeachse SCA aus, entlang der der in der Ausnehmung 14 aufgenommene Führungsabschnitt 11.1 verschiebbar ist. Besonders vorteilhaft ist der Führungsabschnitt 11.1 dabei als zylinderförmiger Verschiebebolzen ausgebildet, der in der hohlzylindrischen Ausnehmung 14 entlang der Schiebeachse SCA verschiebbar aufgenommen ist.
• Unterhalb der Ausnehmung 14 ist dabei in dem Trägerköper 8 eine schlitzförmige Öffnung 14.1 vorgesehen, die in ihrer Längserstreckung in oder im Wesentlichen in der Mittelebene M verläuft und damit in einer Parallelen zur Schiebeachse SCA.
• Vorzugsweise ist die Öffnung 14.1 derart bemessen, dass der Führungsabschnitt 11.1 zumindest auf einem Kreissektor von wenigstens 120° seines Gesamtumfangs von der hohlzylindrischen Ausnehmung 14 umgriffen und damit vor einem ungewollten Herausfallen aus der Ausnehmung 14 durch die Öffnung 14.1 gesichert wird, wobei häufig bereits ausreichend ist, wenn auf jeder Seite ca. 60-90°, also insgesamt 120-180° vorgesehen werden)Die Ausnehmung 14 bildet also im Bereich ihrer Öffnung 14.1 seitliche Wangen zum radialen Führen der Kurvenrolle 16_aus, die als Stütze für die durch die Steuerkurven 12, 13 auftretenden Seitenkräfte während der Schwenkbewegung dienen und damit das Schieberelement 11 vor einem Verdrehen um die Schiebeachse SCA sichern.
• Die Ausnehmung 14 bzw. die schlitzförmige Öffnung 14.1 besitzen eine Länge, die ein Verschieben des Schieberelementes 11 radial zur Maschinenachse MA (Doppelpfeil B) zumindest um einen Bewegungshub ermöglicht, der der Schaltung des Schieberelementes 11 zwischen der freigebenden und der greifenden Position FP, GP entspricht.
• Auf der der Maschinenachse MA abgewandten Seite ist dabei das Schiebelement 11 über den Tragkörper 8 überstehend aus der Ausnehmung 14 heraus verschiebbar geführt, wobei das Schieberelement 11 zur Einleitung der Schwenkbewegung auf die beiden Greiferarme 5.1, 5.2 des entsprechenden Behältergreifers 4 radial zur Maschinenachse MA vorzugsweise translatorisch gesteuert verschoben wird.
• Beispielsweise kann die gesteuerte Verschiebung des Schieberelementes 11 kurvengesteuert über eine an dem Führungsabschnitt 11.1 vorgesehene und um eine Achse A parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse MA frei drehbare Kurvenrolle 16 erfolgen.
• Vorzugsweise ist die drehbare Kurvenrolle 16 an der Unterseite des Schieberelementes 11 vorgesehen, insbesondere an dessen Führungsabschnitt 11.1 über dessen Unterseite wegstehend durch die Öffnung 14.1 des Tragköpers 8 hindurch angeordnet.
• Die Kurvenrolle 16 kann mit wenigstens einer nicht dargestellten, mit dem Transportelement 3 nicht umlaufenden und für sämtliche Behältergreifer 4, 4a der Transportvorrichtung 1 gemeinsamen Steuerkurve zusammenwirken, die z.B. an dem Vorrichtungsgestell der Transportvorrichtung 1 vorgesehen sein kann.
• In 4 ist der Behältergreifer 4 in seiner den Behälter 2 greifenden Position GP dargestellt, in der das Schieberelement 11 bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach innen in eine der Maschinenachse MA am nächsten liegende Endstellung bewegt ist. Die Schiebebewegung des Schieberelementes 11 ist mit dem Doppelpfeil 100 symbolisiert.
• Der Behältergreifer 4 kann also sowohl über die Steuerrolle 36, die sich an der Steuerkurve 35 abrollt, radial zur Maschineachse MA als gesamte Baugruppe verschiebbar sein, was mit dem Doppelpfeil 200 symbolisiert ist. Weiterhin kann das Schieberelement 11 über die Kurvenrolle 16, die sich an der Steuerkurve 25 abrollt, radial verschiebbar zur Maschinenachse MA ausgebildet sein, was durch den Doppelpfeil 100 symbolisiert ist.
• Zum Bewegen des Behältergreifers 4 in seine den Behälter 2 freigebende Position FP wird die an dem Führungsabschnitt 11.1 angeordnete Kurvenrolle 16 mittels der gemeinsamen Steuerkurve bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach außen bewegt, und zwar derart, dass über die jeweilige zweite Führungsfläche 12.2, 13.2 der beiden Steuerkurven 12, 13 des Schieberelementes 11 eine Öffnungsbewegung der beiden Greiferarme 5.1, 5.2 in die freigebende Position FP bewirkt wird.
• Besonders vorteilhaft wird die Rückstellkraft für die Schließbewegung der beiden Greiferarme 5.1, 5.2 von der freigebenden Position FP in ihre den Behälter 2 greifende Position GP sowie die Schließkraft in der greifenden Position GP magnetisch erzeugt. Insbesondere wirkt dabei auf das Schieberelement 11 eine Magnetkraft, die das Schieberelement 11 bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach innen, also in Richtung der Maschinenachse MA, bewegt, und zwar entlang oder im Wesentlichen entlang der Schiebeachse SCA.
• Hierfür kann in einer Ausführungsvariante sowohl das Schieberelement 11 als auch der Tragkörper 8 jeweils zumindest einen Magneten 30, 31 aufweisen. Insbesondere können die Magnete 30, 31 als Permanentmagneten ausgebildet sein, wobei auch die Kombination aus Magnet und ferromagnetischem Material sinnvoll sein kann.
• Vorzugsweise weist der Tragkörper 8 entlang der Schiebachse SCA wenigstens einen Magneten 30 oder ferromagnetisches Material auf, der mit dem an dem Führungsabschnitt 11.1 des Schieberelements 11 vorgesehenen Magneten 31 magnetisch zusammenwirkt.
• Insbesondere ist der Magnet 31 oder das ferromagnetische Material an dem der Maschinenachse MA zugewandten freien Ende des Führungsabschnittes 11.1 des Schieberelementes 11 fest angeordnet.
• Vorzugsweise sind der Magnet 30 des Tragkörpers 8 sowie der Magnet 31 des Führungsabschnittes 11.1 derart entlang der Schiebeachse SCA vorgesehen, dass der Magnet 31 des Führungsabschnittes 11.1 in der greifenden Position GP kontaktschlüssig oder näherungsweise kontaktschlüssig an dem Magneten 30 des Tragkörpers 8 anliegt und in der freigegeben Position FP von dem Magneten 30 des Tragkörpers 8 beabstandet ist, jedoch weiterhin mit diesem in magnetischer Wechselwirkung steht, d.h. magnetisch angezogen wird.
• Gemäß einer in 8 nähergehend dargestellten Ausführungsvariante kann das Schieberelement 11 neben der radialen Verschiebbarkeit auch über den Führungsabschnitt 11.1 vor einem ungewollten Herausfallen aus der Ausnehmung 14 gesichert sein. Vorteilhaft kann die schlitzförmige Ausnehmung 14 als Führungsschiene bzw. Führungsnut ausgebildet sein, in der der Führungsabschnitt 11.1 des Schieberelements 11, der beispielsweise eine zu der Führungsnut korrespondierende Feder ausbildet, schienenartig verschiebbar geführt und zudem gehalten ist.
• Die schlitzförmige Ausnehmung 14 verläuft dabei vorteilhaft in seiner Längserstreckung in oder im Wesentlichen in der Mittelebene M und besitzt eine Länge, die ein Verschieben des Schieberelementes 11 radial zur Maschinenachse MA (Doppelpfeil B) zumindest um einen Bewegungshub ermöglicht, der der Schaltung des Schieberelementes 11 zwischen der freigebenden und der greifenden Position FP, GP entspricht.
• Dabei kann die schlitzförmige Ausnehmung 14 an der der Maschinenachse MA zugewandten Seite ein geschlossenes Ende 14.1 sowie an der dem geschlossenen Ende 14.1 bzw. der Maschinenachse MA abgewandten Seite ein offenes Ende 14.2 aufweisen.
• Zur Einleitung der Schwenkbewegung auf die beiden Greiferarme 5.1, 5.2 des entsprechenden Behältergreifers 4, 4a wird das jeweilige Schieberelement 11 radial zur Maschinenachse MA vorzugsweise translatorisch gesteuert verschoben. Beispielsweise kann die gesteuerte Verschiebung des Schieberelementes 11 kurvengesteuert über eine an dem Führungsabschnitt 11.1 vorgesehene und um eine Achse A parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse MA frei drehbare Kurvenrolle 16 erfolgen. Vorzugsweise ist die drehbare Kurvenrolle 16 an der Unterseite des Schieberelementes 11 vorgesehen, insbesondere an dessen Führungsabschnitt 11.1 über dessen Unterseite wegstehend angeordnet.
• Besonders vorteilhaft wird die Rückstellkraft für die Schließbewegung der beiden Greiferarme 5.1, 5.2 von der freigebenden Position FP in ihre den Behälter 2 greifende Position GP sowie die Schließkraft in der greifenden Position GP auch in der Ausführungsvariante der 5 magnetisch erzeugt. Insbesondere wirkt dabei auf das Schieberelement 11 eine Magnetkraft, die lotrecht oder im Wesentlichen lotrecht zur Maschinenachse MA gerichtet ist.
• Im Unterschied zur vorherigen Ausführungsvariante der 4 und 5 sind in der Ausführungsvariante der 7 die Magnete 30.1, 30.2 des Tragkörpers 8 im Bereich des offenen Endes 14.2 der schlitzförmigen Öffnung 14 vorgesehen. Insbesondere sind die beiden Magnete 30.1, 30.2 beidseitig an den von dem offenen Ende 14.2 gebildeten freien Stirnseiten des Tragkörpers 8 vorgesehen, insbesondere fest angeordnet.
• Das Schieberelement 11 weist in der Ausführungsvariante gemäß 8 zwei Magnete 31 auf, nämlich die Magnete 31.1, 31.2, die für die an dem Tragkörper 8 angeordneten Magneten 30.1, 30.2 einen Gegenpol ausbilden und somit magnetisch in der nähergehend beschrieben Art und Weise (siehe Ausführungen zu 4 und 5) zusammenwirken.
• Insbesondere kann das Schieberelement 11 einen beispielweise mit diesem einstückig ausgebildeten Halteabschnitt 11.3 aufweisen, der vorzugsweise unterhalb des Steuerabschnittes 11.2 an dem Schieberelement 11 angeordnet sein kann. Der Halteabschnitt 11.3 kann dabei wenigstens zwei, dem offenen Ende 14.2 zugewandte Halteflächen 32.1, 32.2 aufweisen, an denen jeweils einer der beiden Magnete 31.1 bzw. 31.2 fest angeordnet ist.
• Insbesondere können die an den Halteflächen 32.1, 32.2 fest angeordneten Magnete 31.1, 31.2 sowie die mit diesen zusammenwirkenden und an dem Tragkörper 8 angeordneten Magnete 30.1, 30.2 in einer gemeinsamen Ebene vorgesehen sein, die zu einer durch die Steuerkurven 12, 13 aufgespannten Ebene parallel oder näherungsweise parallel orientiert ist - und zwar vorzugsweise unterhalb der durch die Steuerkurven 12, 13 aufgespannten Ebene.
• Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Kurvenrolle 16 magnetisch an dem Schieberelement 11 gehalten sein, und zwar vorzugsweise derart, dass die Kurvenrolle 16 um die Achse A parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse MA bzw. lotrecht oder im Wesentlichen lotrecht zur Schiebeachse SCA frei drehbar ausgebildet ist.
• Insbesondere kann das Schieberelementes 11, insbesondere der Führungsabschnitt 11.1, hierfür einen Lagerabschnitt 17, beispielsweise in Form einer rotationssymmetrischen Ausnehmung oder Öffnung, insbesondere eines zylindrischen Sackloches, aufweisen, in dem (Lagerabschnitt 17) mittels eines Lagerbolzens 18 die an diesem Lagerbolzen 18 befestigte Kurvenrolle 16 drehbar gelagert gehalten ist und zwar insbesondere magnetisch.
• Gemäß einer Ausführungsvariante können die Kurvenrolle 16 und der Lagerbolzen 18 einstückig ausgebildet sein. Insbesondere können die Kurvenrolle 16 und/oder der Lagerbolzen 18 zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet sein. Vorzugsweise kann dabei die Kurvenrolle 16 und/oder der Lagerbolzen 18 derart mit dem Magneten 31 zusammenwirken, dass die Kurvenrolle 16 einschließlich Lagerbolzen 18 vor einem ungewollten Herausfallen aus dem Lagerabschnitt 17 gesichert sind. In anderen Worten bilden also die Kurvenrolle 16 und/oder der Lagerbolzen 18 den Gegenpol zu dem Magneten 31 aus. Mutatis mutandis gilt das eben Ausführte zu der magnetischen Halterung der Kurvenrolle 16 an dem Schieberelement 11 in analogem Sinngehalt für eine magnetische Halterung der Steuerrolle 36 an dem Tragkörper 8.
• In den vorherigen Ausführungen wurde eine Art eines Übergangsbogens in Form einer Klothoide oder Klothoidenkurve beschrieben. Alternativ und in analoger Anwendung kann dort jeweils auch ein anderer geeigneter Übergangsbogen mit knickfreier, stetig zu- oder abnehmender Krümmungsänderung vorgesehen werden, insbesondere ein Übergangsbogen in Form eines Blossbogens oder Blossbogenabschnitts. Auch Kombinationen eines Blossbogen/Blossbogenabschnitts und einer Klothoide bzw. eines Klothoidenabschnitts sind grundsätzlich denkbar.
• 11 zeigt analog zur 2 einen Ausschnitt der Transportstrecke TS der 1 im Bereich des gestrichelt eingezeichneten Ovals, d.h. einen Ausschnitt der Transportstrecke TS im Übergabebereich zwischen dem ersten und zweiten Transportelement TE1, TE2. Dieser Übergabebereich ist weist zwei Blossbogenabschnitte auf, mittels denen eine querruckfreie oder im Wesentlichen querruckfreie Übergabe der Behälter realisiert wird. Ein vom ersten Transportelement TE1 zum zweiten Transportelement TE2 geförderter Behälter durchläuft dabei den dritten Transportstreckenabschnitt TSA3, der im gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten Blossbogenabschnitt BA1 und einen zweiten Blossbogenabschnitt BA2 aufweist.
• Die Krümmung k der Blossbogenabschnitte BA1, BA2 lässt sich durch folgende Formel beschreiben: $$k=\frac{3}{R\cdot L^2}\cdot l^2-\frac{2}{R\cdot L^3}\cdot l^3$$

  
• Dabei ist R ein Radius eines Anschlusskreisbogens, d.h. beispielsweise der Radius R_TE1 , R_TE2 des jeweiligen Transportelements TE1, TE2, zu dem hin der Blossbogenabschnitt den Übergang bildet. l eine Zwischenlänge eines Übergangsbogenabschnitts von einem Übergangsbogenanfang ÜA (auch als Wendepunkt WP des dritten Transportstreckenabschnitts TSA3 bezeichnet) betrachtet bildet (im gezeigten Ausführungsbeispiel die Zwischenlängen l₁ , l₂ der jeweiligen Blossbogenabschnitte BA1, BA2), und L die Gesamtlänge des Übergangsbogens bzw. des Blossbogenabschnitts bildet (im gezeigten Ausführungsbeispiel die Längen L₁ , L₂ der jeweiligen Blossbogenabschnitte BA1, BA2).
• Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird
• Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Behälter

3

Transportelement

3.1

Ausnehmung

3.2

Magnet

4

Behältergreifer

5.1

erster Greiferarm

5.2

zweiter Greiferarm

6.1, 6.2

äußerer Greiferarmabschnitt

6.3, 6.4

innerer Greiferarmabschnitt

7.1

erste Ausnehmung

7.2

zweite Ausnehmung

8

Tragkörper

8.1

Gleitabschnitt

9

Gelenkbolzen

10

Lagerstück

11

Schieberelement

11.1

Führungsabschnitt

11.2

Steuerabschnitt

11.3

Halteabschnitt

11.4

Verbindungsabschnitt

12

erste Steuerkurve

12.1

erste Führungsfläche

12.2

zweite Führungsfläche

12.3

Einführungsöffnung

13

zweite Steuerkurve

13.1

erste Führungsfläche

13.2

zweite Führungfläche

13.3

Einführungsöffnung

14

Ausnehmung

14.1

Öffnung

15.1

erstes Eingriffselement

15.2

zweites Eingriffselement

16

Kurvenrolle

16.1

Unterseite

17

Lagerabschnitt

18

Lagerbolzen

21

Körper

30

Magnet

30.1

Magnet

30.2

Magnet

31

Magnet

31.1

Magnet

31.2

Magnet

32.1

Haltefläche

32.2

Haltefläche

35

Steuerkurve

36

Steuerrolle, Kulissenstein

A

Achse

BA1

erster Blossbogenabschnitt

BA2

zweiter Blossbogenabschnitt

DA

Drehrichtung Rotor

FP

freigebende Position

GP

greifende Position

HT

Haupttangente

KA1, KA2

erster/zweiter Klothoidenabschnitt

KL_KA1

Klothoidenlänge des ersten Klothoidenabschnitts

KL_KA2

Klothoidenlänge des zweiten Klothoidenabschnitts

M

Mittelebene

MA

Maschinenachse

R_KA1

Radius des ersten Klothoidenabschnitts

R_KA2

Radius des zweiten Klothoidenabschnitts

R_TE1

Radius der Transportbahn durch erstes Transportelement

R_TE2

Radius der Transportbahn durch zweites Transportelement

SA

Schwenkachse

SCA

Schiebeachse

TE1

erstes Transportelement

TE2

zweites Transportelement

TS

Transportstrecke

TSA1

erster Transportstreckenabschnitt

TSA2

zweiter Transportstreckenabschnitt

TSA3

dritter Transportstreckenabschnitt

TW_KA1

Tangentenwinkel des ersten Klothoidenabschnitts

TW_KA2

Tangentenwinkel des zweiten Klothoidenabschnitts

ÜA

Übergangsbogenanfang

WP

Wendepunkt

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• EP 2179960 B1 [0004]
• DE 102005106103 A1 [0085]

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Transportieren von Behältern (2) auf einer Transportstrecke (TS) umfassend zumindest ein erstes Transportelement (TE1) und ein zweites Transportelement (TE2), wobei die Transportstrecke (TS) einen ersten und einen zweiten teilkreisförmigen Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) liegenden dritten Transportstreckenabschnitt (TSA3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transportstreckenabschnitt (TSA3) zumindest einen Transportstreckenbereich umfasst, dessen Verlauf die Form eines Übergangskurvenabschnitts aufweist, wobei der Übergangskurvenabschnitt ein Kurvenabschnitt mit einer knickfreien, stetig gleichsinnig zunehmenden oder abnehmenden Krümmung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transportstreckenabschnitt (TSA3) zwei Übergangskurvenabschnitte (BA1, BA2, KA1, KA2) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskurvenabschnitte (BA1, BA2, KA1, KA2) in einem Wendepunkt (WP) aneinander anschließen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskurvenabschnitte (BA1, BA2, KA1, KA2) durch einen geradlinig verlaufenden Transportstreckenbereich miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transportstreckenabschnitt (TSA3) einen geradlinig verlaufenden Transportstreckenbereich und einen Transportstreckenbereich mit einem Verlauf in Form eines Übergangskurvenabschnitts (KA1) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstrecke und/oder der Transportstreckenabschnitt innerhalb von Hüllkurven als eine Art Korridor verläuft, welcher in seiner Lage und Breite definiert wird durch die Transportstrecke oder die Transportstreckenabschnitte als theoretische Mittellinie, und dessen Gesamtbreite 4mm bis 10mm, insbesondere 2mm bis 5mm, lotrecht zu jeder Seite dieser theoretischen Mittellinie beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Übergangskurvenabschnitt einen Klothoidenabschnitt (KA1, KA2) oder einen Blossbogenabschnitt (BA1, BA2) bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Klothoidenabschnitt (KA1, KA2) durch folgende Formeln beschrieben ist: $$A=\sqrt{2\cdot TW\cdot R^2};$$

   

   $$KL=\frac{A^2}{R};$$

   

   wobei A ein Klothoidenparameter, TW der Tangentenwinkel, R der Klothoidenradius und KL die Klothoidenlänge sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klothoidenparameter A im Bereich zwischen 125mm und 250mm, insbesondere im Bereich zwischen 150mm und 200mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 170mm und 180mm gewählt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tangentenwinkel TW im Bereich zwischen 0,06rad und 0,5rad, insbesondere im Bereich zwischen 0,1 rad und 0,4rad, besonders bevorzugt zu 0,2rad gewählt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des zumindest einen Blossbogenabschnitts (BA1, BA2) durch folgende Formel beschrieben ist: $$k=\frac{3}{R\cdot L^2}\cdot l^2-\frac{2}{R\cdot L^3}\cdot l^3$$

    

    wobei k die Krümmung, R ein Radius eines Anschlusskreisbogens, l eine Zwischenlänge eines Übergangsbogenabschnitts von einem Übergangsbogenanfang (ÜA) betrachtet und L die Gesamtlänge des Übergangsbogens sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klothoidenlänge KL und/oder die Gesamtlänge des Übergangsbogens L im Bereich zwischen 50mm und 250mm, insbesondere im Bereich zwischen 100mm und 200mm liegt.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Transportelement (TE1, TE2) rotativ um vertikale Maschinenachsen (MA) angetriebene Transportelemente sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Transportelement (TE1, TE2) Behälterfixiermittel, insbesondere Behältergreifer (4) aufweist, die in Bezug auf eine vertikale Maschinenachse (MA), um die das Transportelement (TE1, TE2) vorzugsweise angetrieben ist, radial verschiebbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurvensteuerung vorgesehen ist, die zur radialen Verschiebung der Behälterfixiermittel ausgebildet ist.
16. Verfahren zum Transportieren von Behältern (2) auf einer Transportstrecke (TS) mittels eines ersten und eines zweiten Transportelements (TE1, TE2), wobei die Behälter (2) auf einer Transportstrecke (TS) gefördert werden, die einen ersten und einen zweiten teilkreisförmigen Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) und einen zwischen dem ersten und zweiten Transportstreckenabschnitt (TSA1, TSA2) liegenden dritten Transportstreckenabschnitt (TSA3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung der Behälter (2) auf dem dritten Transportstreckenabschnitt (TSA3) zumindest abschnittsweise auf einem Transportstreckenbereich erfolgt, dessen Verlauf einen Übergangskurvenabschnitt aufweist, wobei der Übergangskurvenabschnitt ein Kurvenabschnitt mit einer knickfreien, stetig gleichsinnig zunehmenden oder abnehmenden Krümmung ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Übergangskurvenabschnitt die Form einer Klothoide oder eines Blossbogens aufweist.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter durch am ersten und/oder zweiten Transportelement (TE1, TE2) vorgesehene Behälterfixiermittel gehalten wird, wobei der Behälter (2) dadurch entlang dem Übergangskurvenabschnitt gefördert wird, dass die Behälterfixiermittel während der Drehung des Transportelements (TE1, TE2) um eine vertikale Maschinenachse (MA) radial in Bezug auf diese Maschinenachse (MA) verfahren werden.

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