DE102017114460A1

DE102017114460A1 - Vorrichtung zum Umformen eines schmalen Behälterstroms in einen breiten Behälterstrom

Info

Publication number: DE102017114460A1
Application number: DE102017114460.9A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Scholz; Sebastian Götze
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03
Also published as: BR112019021798A2; RU2724479C1; MX2019012769A; EP3645428A1; US20200172348A1; WO2019001909A1; US10710814B2; CN110573443A

Abstract

Vorrichtung zum Umformen eines schmalen, eine erste Förderbreite aufweisenden Behälterstroms, vorzugsweise eines einspurigen Behälterstroms, in einen breiten Behälterstrom, der eine gegenüber der ersten Förderbreite vergrößerte Förderbreite aufweist, mit einem Zuförderer zum Anfördern der Behälter an den Behältereinlauf eines Umformbereichs, der in einer Behältertransportrichtung auf den Behältereinlauf folgend eine Verzögerungsstrecke und auf diese folgend eine Umformstrecke aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt ( DE 43 17 069 A1 ), beispielsweise auch als Auslauftische von Behälterbehandlungsmaschinen, und dienen dazu, einen z.B. einspurigen Behälterstrom am Ausgang einer Behälterbehandlungsmaschine, beispielsweise am Ausgang einer Etikettiermaschine in einen breiten Behälterstrom (Massenstrom) umzuformen, dessen Förderbreite einem Vielfachen des Durchmesser der Behälter entspricht. Die Behälterführung einer solchen Vorrichtung ist vorzugsweise durch wenigstens eine schräge, auf dem Abförderer endende Rampe oder Behälterführung realisiert, wodurch der Behälterstrom auf die große Förderbreite umgeformt wird, die dann der Förderbreite des Abförderers entspricht. Hierbei ist es insbesondere auch bekannt, die die Transportebene für die Behälter bildenden Transportbänder über Untersetzungen mit jeweils unterschiedlicher Transport- oder Fördergeschwindigkeit anzutreiben und/oder sogenannte Wedler einzusetzen, um eine verbesserte Verteilung des Behälterstroms in die Breite zu erreichen.
Bevorzugt sind die, die Transportebene für die Behälter bildenden Transportbänder, als Scharnierbandketten ausgeführt.
Ein wesentlicher Nachteil bekannter Vorrichtungen besteht aber u.a. darin, dass diese Vorrichtungen eine erhebliche Bau- oder Transportlänge bzw. eine verhältnismäßig lange Förderstrecke erfordern, um ein sicheres und störungsfreies Umformen des schmalen Behälterstroms in den breiten Behälterstrom zu erreichen. Vielfach wird mit bekannten Vorrichtungen die gewünschte Förderbreite auch erst nach zwei aufeinanderfolgenden Stationen oder Umformbereichen erreicht. Hinzu kommt, dass bei bekannten Vorrichtungen insbesondere bei hohen Leistungen die Standsicherheit der Behälter, insbesondere der Behälter aus Kunststoff bzw. aus PET (Polyethylenterephthalat) und damit die Betriebssicherheit der betreffenden Vorrichtung nicht immer gewährleistet werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Umformen eines schmalen, vorzugsweise einspurigen Behälterstroms in einen breiten Behälterstrom aufzuzeigen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet und bei hoher Betriebssicherheit das Umformen des Behälterstroms auf einer Förder- oder Transportstrecke mit einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich verkürzten Länge gestattet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Umformen des Behälterstroms entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht zunächst darin, dass das Umformen des schmalen, beispielsweise einspurigen Behälterstroms in einen breiten Behälterstrom, d.h. in einen Behälterstrom mit großer Förderbreite bereits auf einer Förderstrecke mit verkürzter Länge erreicht werden kann. Insbesondere können sowohl Behälter aus Kunststoff oder PET, als auch Behälter aus Glas gleichermaßen stabil und geräuscharm transportiert werden. Die Länge der Transportstrecke, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Umformen des schmalen Behälterstroms in den breiteren Behälterstrom benötigt wird und welche die Verzögerungsstrecke sowie die Umformstrecke einschließt, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise nur halb so groß wie bei bekannten Vorrichtungen und liegt z.B. in der Größenordnung von 1500mm.
Um diesen Vorteil zu erreichen, ist es aber nach einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis erforderlich,

• dass die Projektionen der beiden Behälterführungen oder Führungsgeländer des Umformbereichs auf die Transportebene der Behälter in einem Bereich zwischen den beiden, im Patentanspruch 1 erwähnten Grenzkurven liegen,
• dass außerdem die eine Behälterführung des Umformbereichs, die innen liegend bezogen auf die Änderung vorgesehen ist, die die Transportrichtung der Behälter auf der Verzögerungsstrecke erfährt, zumindest in einem auf den Behältereinlauf des Umformbereichs folgenden Teilabschnitt an ihrer die Behälter führenden Innenseite um wenigstens eine Achse senkrecht zur Transportebene konvex gekrümmt ist, und
• dass die andere gegenüberliegende Behälterführung des Umformbereichs in einem auf den Behältereinlauf des Umformbereichs folgenden Teilabschnitt an ihrer die Behälter führenden Innenseite um wenigstens eine Achse senkrecht zur Transportebene konkav gekrümmt ist.

Wie bei bekannten Vorrichtungen, ist auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Behälterauslauf des Umformbereichs gegenüber dem Behältereinlauf des Umformbereichs in einer Achsrichtung versetzt, die parallel zur Transportebene sowie auch senkrecht zur Umlauf- oder Förderrichtung der diese Transportebene bildenden Transportbänder orientiert ist. Auch sind insbesondere die die Umformstrecke bildenden Transportbänder vorzugsweise über Untersetzungen mit unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit angetrieben, und zwar derart, dass mit zunehmendem Abstand, den die Transportbänder in der vorgenannten Achsrichtung vom Behältereinlauf aufweisen, auch deren Fördergeschwindigkeit abnimmt.
Die die Transportebene bildenden Transportbänder, deren Lagerung und Antriebe sowie die Behälterführungen (Führungsgeländer) sind an einem Unterbau oder Maschinengestell vorgesehen. Bei einer beispielhaften, praktischen Ausführung weist dieses Maschinengestell eine Breite von etwa 711 mm auf. Diese Breite ergibt sich aus drei seitlich aneinander anschließenden Transportbänder, die den Behältereinlauf sowie insbesondere die Verzögerungsstrecke bilden, aus einem zusätzlichen Transportband seitlich vom Behältereinlauf, sowie aus weiteren vier seitlich aneinander anschließenden Transportbändern, die vorzugsweise über Untersetzungen angetrieben die Umformstrecke bilden, wobei die Breite jedes Transportbandes etwa 85 mm beträgt. Die verbleibende, von den Transportbänder nicht eingenommene Breite des Maschinengestells dient z.B. zur Aufnahme eines Traggerüstes, insbesondere auch für die Behälterführungen und einer Seitenwand. Es versteht sich aber, dass die Anzahl der Transportbänder und damit auch die Breite der Vorrichtung und dessen Maschinengestells hiervon abweichen können. Die Verwendung von vier weiteren, seitlich aneinander anschließenden Transportbändern ist nicht zwingend. Es können auch mehr oder weniger Transportbänder verwendet werden.
Die Transportbänder sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise Transportketten, insbesondere Scharnierbandketten oder aber auch so genannte Mattenketten.
Unter „Förderbreite“ ist im Sinne der Erfindung diejenige Breite zu verstehen, die der Behälterstrom in einer Achsrichtung parallel zur Transportebene, auf der die Behälter mit ihrem Boden aufstehen, und senkrecht zu der jeweiligen Förderrichtung einnimmt oder aufgrund des Verlaufs der seitlichen Behälterführungen einnehmen kann.
„Behälter“ sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen und Flaschen, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, aber auch andere Packmittel, die z.B. zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind.
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 näher erläutert. Es zeigen:

1 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen eines angeförderten schmalen und bei der Ausführungsform einspurigen Behälterstroms in einen abzufördernden breiten Behälterstrom, mit einem für dieses Umformen idealen Verlauf einer äußeren und einer inneren Behälterführung des Umformbereichs;
2 eine Darstellung ähnlich 1 mit zwei Grenzkurven für die äußere und innere Behälterführung;
3 eine Teillänge eines, Behälterführungen bildenden Profils.

In den Figuren sind mit X und Y die senkrecht zu einander orientierten Achsen (X-Achse, Y-Achse) eines Koordinatensystems bezeichnet, deren Schnittpunkt den Nullpunkt NP des Koordinatensystems bildet. Der Abstand von der Y-Achse in Richtung der X-Achse wird nachstehend mit x und der Abstand von der X-Achse in Richtung der Y-Achse wird nachstehend mit y bezeichnet.
Die Vorrichtung zum Umformen des einspurigen Behälterstroms in einen breiteren, mehrspurigen Behälterstrom besteht von ihrer grundsätzlichen Funktion her aus einem Zuförderer 1, aus einem sich an den Zuförderer 1 in dessen Transportrichtung A anschließenden Umformbereich 2 sowie aus einem Abförderer 3, der gegenüber dem Zuförderer 1 in Richtung der Y-Achse versetzt ist und auf dem der breite Behälterstrom in der Transportrichtung B mit einer Förderbreite abgeführt wird, die einem Vielfachen des Durchmessers der Behälter 4 entspricht.
Die Transportrichtungen A und B sind jeweils parallel zu der X-Achse orientiert, die zusammen mit der Y-Achse eine horizontale oder im Wesentlichen horizontale Transportebene oder -fläche bilden, auf der die Behälter 4 mit ihrem Boden aufstehend vom Zuförderer 1 über den Umformbereich 2 an den Abförderer 3 bewegt werden.
Der Umformbereich 2 bildet unmittelbar an den Zuförderer 1 anschließend einen Behältereinlauf 2.1, daran anschließend eine Verzögerungsstrecke 2.2, auf der sich die Transportrichtung der Behälter 4 zunehmend ändert und die Fördergeschwindigkeit der Behälter 4 derart verzögert wird, dass sich zumindest im Normalbetrieb auf der Verzögerungsstrecke 2.2 zuverlässig zunächst ein einspurigen Behälterstrom ausbildet, in dem die Behälter 4 unmittelbar aufeinander folgen bzw. sich berühren. Auf die Verzögerungsstrecke 2.2 folgt dann in Transportrichtung die Umformstrecke 2.3, auf der sich zunehmend der breite Behälterstrom ausbildet. An den Behälterauslauf 2.4 der Umformstrecke 2.3 und des Umformbereichs 2 schließt sich der Abförderer 3 an.
Zumindest im Umformbereich 2 wird die Transportebene von mehreren Transportbändern (bevorzugt Scharnierbandketten) gebildet, die in der 1 mit 4.1 - 4.7 bezeichnet sind und entsprechend der Wertigkeit ihrer Nummerierung in einer Achsrichtung parallel zur Y-Achse seitlich aneinander anschließen, wobei das Transportband 4.7 mit der höchsten Wertigkeit seiner Nummerierung in der Achsrichtung parallel zur Transportebene und parallel zur Y-Achse den größten Abstand vom Behältereinlauf 2.1 aufweist und bei der für die 1 gewählten Darstellung der X-Achse unmittelbar benachbart ist. Die Transportbänder 4.1 - 4.7 bilden in der dem Fachmann bekannten Weise jeweils eine in sich geschlossene Schlaufe und sind durch Antriebe endlos umlaufend antreibbar sowie derart angeordnet, dass die oberen horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Längen dieser Schlaufen die Transportebene bilden, und zwar mit einer Transportrichtung parallel zur X-Achse.
Das bei der Darstellung der 1 obere Transportband 1 mit dem größten Abstand y von der X-Achse ist Teil des Behältereinlaufs 2.1 und beispielsweise auch Teil des Zuförderers 1. Die Transportbänder 4.1 und 4.2 sowie auch noch teilweise das Transportband 4.3 bilden die Transportebene der zunehmend schräg zur Transportrichtung A verlaufenden Verzögerungsstrecke 2.2. Die Transportbänder 4.4 - 4.7 sowie teilweise auch noch das Transportband 4.3 bilden die Transportebene der Umformstrecke 2.3, wobei die Transportbänder 4.4 - 4.7 beispielsweise auch die Transportbänder zumindest einer Teillänge des Abförderers 3 sind und sich damit in Transportrichtung B über den Behälterauslauf 2.4 hinaus erstrecken.

Für das Umformen des schmalen Behälterstroms in den mehrspurigen oder breiten Behälterstrom sind die Transportbänder 4.1 - 4.3 beispielsweise mit gleicher Fördergeschwindigkeit v angetrieben. Die Fördergeschwindigkeiten v4 - v7 der Transportbänder 4.4 - 4.7 sind hingegen unterschiedlich von der Fördergeschwindigkeit v, aber auch unterschiedlich von einander. Dies bedeutet, dass die Fördergeschwindigkeit v4 des Transportbandes 4.4 um eine Untersetzung oder um einen Faktor i4 kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit v und außerdem Fördergeschwindigkeiten v5 - v7 mit steigendem Wert ihrer Indizes jeweils um einen Faktor abnehmen, also die Fördergeschwindigkeit v5 des Transportbandes 4.5 um einen Faktor i5 kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit v4, die Fördergeschwindigkeit v6 des Transportbandes 4.6 um einen Faktor i6 kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit v5 und die Fördergeschwindigkeit v7 des Transportbandes 4.7 um einen Faktor i7 kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit v6, und zwar bevorzugt entsprechend der nachfolgenden Tabelle:

Transportband	Fördergeschwindigkeit	Faktor oder Untersetzungsverhältnis
4.4	v4 = v * i4	i4 = 0,7 - 0,9
4.5	v5 = v4 * i5	i5 = 0,7 - 0,9
4.6	v6 = v5 * i6	i6 = 0,8 - 0,95
4.7	v7 = v6 * i6	i6 = 0,6 - 0,8

Die unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten v und v4 - v7 werden beispielsweise unter Verwendung eines gemeinsamen Antriebs mit entsprechenden Untersetzungen im Antriebsstrang erreicht.
Der Zuförderer 1 besitzt zwei seitliche Behälterführungen 5 und 6 (z. B. Führungsgeländer), die den Zuförderer 1 seitlich begrenzen bzw. dessen Gassenbreite bestimmen und von denen die Behälterführung 5 in eine bezogen auf die Änderung der Transportrichtung innere Behälterführung 7 des Umformbereichs 2 und die Behälterführung 6 in eine äußere Behälterführung 8 des Umformbereichs 2 übergehen. Die einander zugewandten Innenseite der Behälterführungen 7 und 8 dienen zum Führen der Behälter 4 und begrenzen seitlich die Transportstrecke des Umformbereichs 2. An die innere Behälterführung 7 schließt sich eine Behälterführung 9 des Abförderers 3, die bei der für die 1 gewählten Darstellung in der X-Achse verläuft, d.h. den Abstand y gleich Null von der X-Achse aufweist. An die äußere Behälterführung 8 schließt sich eine Behälterführung 10 des Abförderers 3 an, die sich parallel zur X-Achse erstreckt und einen Abstand y von der X-Achse aufweist, der gleich der Förderbreite des umgeformten Behälterstroms und des Abförderers 3 ist. Die Behälterführungen 5, 6, 9, 10 erstrecken sich bei der dargestellten Ausführungsform jeweils parallel oder im Wesentlichen parallel zur X-Achse. Die Behälterführungen 5, 6, 7, 8, 9 und/oder 10 sind beispielsweise Führungsgeländer.
Wie die 1 weiterhin zeigt, verlaufen die Behälterführungen 7 und 8 generell gesehen jeweils schräg zur X-Achse, und zwar beispielsweise derart, dass eine gedachte Verbindungslinie L1 zwischen dem Anfang der Behälterführung 7 am Behältereinlauf 2.1 und dem Ende der Behälterführung 7 am Behälterauslauf 2.4 einen Winkel α von etwa 25° - 30° mit der X-Achse, vorzugsweise von 30° oder im Wesentlichen von 30° mit X-Achse einschließt, und dass eine Verbindungslinie L2 zwischen dem Anfang der Behälterführung 8 am Behältereinlauf 2.1 und dem Ende der Behälterführung 8 am Behälterauslauf 2.4 einen Winkel β von 13° - 15°, vorzugsweise von 15° oder im Wesentlichen von 15° mit der X-Achse einschließt.
Tatsächlich sind die beiden Behälterführungen 7 und 8 aber nicht geradlinig ausgeführt, sondern gekrümmt und/oder geschwungen, und zwar bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform in der Weise, dass die Behälterführung 7 an ihrer der Verbindungslinie L1 abgewandten, die Behälter 4 führenden Innenseite konvex und die Behälterführung 8 an ihrer die Behälter 4 führenden Innenseite S-förmig gekrümmt sind, und zwar jeweils um Achsen senkrecht zur Transportebene.
Im Detail weist die Innenseite der Behälterführung 7 mit zunehmendem Abstand x von der Y-Achse zunächst einen zunehmenden Abstand von der Verbindungslinie L1 aufweist, nähert sich dann wieder an die Verbindungslinie L1 an und trifft auf die Verbindungslinie L1 am Behälterauslauf 2.4. Die Innenseite der Behälterführung 8 ist ausgehend vom Behältereilauf 2.1 auf einer Teillänge zunächst konkav gekrümmt und weist hierbei mit zunehmenden Abstand x von der Y-Achse zunächst einen zunehmenden Abstand von der Verbindungslinie L2 auf und nähert sich dann wieder an die Verbindungslinie L2 an. Auf einer anschließenden Teillänge ist die Innensete der Behälterführung 8 dann konvex gekrümmt und weist hierbei mit zunehmendem Abstand x von der Y-Achse zunächst einen zunehmenden Abstand von der Verbindungslinie L2 auf, nähert sich dann wieder an die Verbindungslinie L2 an und trifft auf diese am Behälterauslauf 2.4. Am Übergang zwischen den beiden Teillängen schneidet die Innenseite der Behälterführung 8 die Verbindungslinie L2.
Durch den Verlauf der beiden Behälterführungen 7 und 8 vergrößert sich die Breite der Förderstrecke für die Behälter von der dem einspurigen Behälterstrom entsprechenden Breite auf die Breite des breiten Behälterstroms, beispielsweise bei einem angenommenen Behälterdurchmesser von z.B. 80 mm von 90 mm kontinuierlich auf eine Förderbreite von 330 - 400 mm, wobei die Verzögerungsstrecke 2.2 am Übergang zur Umformstrecke bereits eine Förderbreite von etwa 135mm aufweist. Durch den Verlauf der Behälterführungen 7 und 8 kann sich im Zusammenwirken mit den unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten der Förderbänder 4.1 - 4.7 der zunächst schmale einspurige Behälterstrom problemlos und insbesondere störungsfrei in den breiten Behälterstrom umformen, dessen Förderbreite einem Vielfachen des Durchmessers der Behälter 4 entspricht, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform dem Vierfachen oder im Wesentlichen dem Vierfachen des Durchmessers der Behälter 4.
Die 1 zeigt einen für das Umformen idealen Verlauf der Behälterführungen 7 und 8. Für den Verlauf der Behälterführung 7, d.h. für den Verlauf der Projektion der Behälterführung 7 auf die Transportebene gilt: $y = 1 * 10^{- 7} x^{3} - 8 * 10^{- 4} x^{2} + 0,1975 x + k 1$
Für den Verlauf der Behälterführung 8, d.h. für den Verlauf der Projektion der Behälterführung 8 auf die Transportebene gilt: $y = 3 * 10^{- 10} x^{4} + 1 * 10^{- 8} x^{3} - 9 * 10^{- 4} x^{2} + 0,2633 x + k 2$
Hierbei sind wiederum x der Abstand von Y-Achse oder von einer diese Achse einschließenden und senkrecht zur Transportebene orientierten Y-Bezugsebene und y der Abstand von der X-Achse oder von einer diese Achse einschließenden und senkrecht zur Transportebene orientierten X-Bezugsebene. k1 und k2 sind Konstanten, die u.a. den Durchmesser D der Behälter 4 berücksichtigen und für die gilt: $k 2 = k 1 + a 1 * D,$
wobei a1 ein Faktor zwischen 1,03 und 1,5 ist, so dass beispielweise k1 = 587,68 und k2 = 675,42 sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Endpunkte der Behälterführungen 7 und 8 folgende Koordinaten bzw. Abstände x und y auf:

Behälterführung 7 am Behältereinlauf 2.1 x etwa 90 Einheiten, y = 600 Einheiten
Behälterführung 7 am Behälterauslauf 2.4 x etwa 1140 Einheiten, y = 0 Einheiten
Behälterführung 8 am Behältereinlauf 2.1 x etwa 90 Einheiten, y = 700 Einheiten
Behälterführung 8 am Behälterauslauf 2.4 x etwa 1140 Einheiten, y etwa 380 Einheiten wobei eine Einheit beispielsweise im Bereich 0,8 mm bis 1,0 mm beträgt.

Abweichend von der Darstellung der 1 kann die Behälterführung 7 auch so ausgeführt sein, dass sie mit einem allerdings kurzen, an der Innenseite konkav gekrümmten Abschnitt 7' in die Behälterführung 9 übergeht.
Die 1 zeigt den idealen Verlauf der Behälterführungen 7 und 8 im Umformbereich 2. Der tatsächliche Verlauf der Behälterführungen 7 und 8 kann hiervon abweichen, beispielsweise um +/- 5%. Für einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtung ist es aber auf jeden Fall erforderlich, dass der Verlauf der Behälterführungen 7 und 8 oder deren Projektionen auf die Transportebene innerhalb eines zulässigen Bereichs 12 liegt, der durch die beiden in der 2 mit 7.1 und 8.1 bezeichneten Grenzkurven definiert bzw. begrenzt ist.
Für den Verlauf der der Grenzkurve 7.1, d.h. für den Verlauf der Projektion der Grenzkurve 7.1 auf die Transportebene gilt: $y = - 7 * 10^{- 4} x^{2} - 0,1582 x + k 3$
Für den Verlauf der der Grenzkurve 8.1, d.h. für den Verlauf der Projektion der Grenzkurve 8.1 auf die Transportebene gilt: $y = 1 * 10^{- 6} x^{3} - 15 * 10^{- 4} x^{2} + 0,3439 x + k 4$
Hierbei sind wiederum x der Abstand von Y-Achse oder von einer diese Achse einschließenden und senkrecht zur Transportebene orientierten Y-Bezugsebene, y der Abstand von der X-Achse oder von einer diese Achse einschließenden und senkrecht zur Transportebene orientierten X-Bezugsebene und k1 und k2 sind Konstanten.
Für k3 gilt:

K3 = a2 * k1, wobei a2 ein Faktor zwischen 1,02 und 1,04 ist, der vorzugsweise 1,033 beträgt.

Für k4 gilt:

k4 = a3 * k1, wobei a3 ein Faktor zwischen 1,18 und 1,2 ist, der vorzugsweise 1,177 beträgt.

Beispielsweise gilt:

k3/k4 = 0,88 oder k3 = 607 und k4 = 692

Der zwischen den beiden Grenzkurven 7.1 und 8.1 liegende Bereich 12 ist der zulässige Bereich, in dem sich entsprechend der der Erfindung zu Grunde liegenden Erkenntnis die Behälterführungen 7 und 8 bzw. deren Projektionen auf die Transportebene zwischen dem Behältereinlauf 2.1 und dem Behälterauslauf 2.4 erstrecken müssen, um das störungsfreie Umformen des Behälterstroms zu erreichen.
Es hat sich gezeigt, dass nur bei Einhaltung dieser vorgenannten Grenzkurven 7.1 und 8.1 ein störungsfreies Umformen des einspurigen Behälterstroms in den mehrspurigen Behälterstrom, insbesondere auch in einen mehrspurigen Behälterstrom möglich ist, dessen Förderbreite zumindest dem Vierfachen der Förderbreite oder Gassenbreite des einspurigen Behälterstroms entspricht. Hierbei ist es aber auch erforderlich,

• dass die eine Behälterführung 7 des Umformbereichs 2, die innen liegend bezogen auf die Änderung vorgesehen ist, die die Transportrichtung der Behälter 4 auf der Verzögerungsstrecke 2.2 erfährt, zumindest in einem auf den Behältereinlauf 2.1 folgenden Teilabschnitt an ihrer die Behälter führenden Innenseite um wenigstens eine Achse senkrecht zur Transportebene konvex gekrümmt ist, und
• dass die andere gegenüberliegende Behälterführung 8 des Umformbereichs 2 in einem auf den Behältereinlauf 2.1 folgenden Teilabschnitt an ihrer die Behälter 4 führenden Innenseite um wenigstens eine Achse senkrecht zur Transportebene konkav gekrümmt ist.

Die Behälterführungen 7 und 8 zumindest des Umformbereichs 2 sind in der Praxis beispielsweise dadurch realisiert, dass entlang des Verlaufs der jeweiligen Behälterführung eine Vielzahl von Befestigungspunkten oder Befestigungselementen 11 vorgesehen sind, an denen dann entweder ein durchgängiges Führungselement, welches sich vom Behältereinlauf 2.1 bis an den Behälterauslauf 2.4 erstreckt, oder aber eine Vielzahl von einzelnen Führungselementen befestigt sind, von denen sich jedes zwischen zwei aufeinander folgenden Befestigungselementen 11 erstreckt und an diesen gehalten ist, so dass sich ein polygonartiger Verlauf ergibt. Bevorzugt sind die Behälterführungen 7 und 8 jeweils durch ein Führungsprofil 13, vorzugsweise Kunststoff-Führungsprofil (3) realisiert, welches sich jeweils vom Behältereinlauf 2.1 an den Behälterauslauf 2.4 erstreckt, an der die Behälter 4 führenden Innenseite 14 glatt ausgeführt ist und an der Außenseite eine Vielzahl von nutenartigen Einschnitten 15 aufweist, die die Krümmung der jeweiligen Behälterführung 7 und 8 ermöglichen.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der, der Erfindung zugrundliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Vorstehend wurde bei der Beschreibung der 1 davon ausgegangen, dass der Behälterauslauf 2.4 des Umformbereichs 2 gegenüber dem Behältereinlauf 2.1 dieses Umformbereichs bezogen auf die Transportrichtung A nach rechts seitlich versetzt ist. Selbstverständlich ist auch eine Ausbildung der Vorrichtung möglich, die bezogen auf eine Ebene, welche parallel zur X-Achse und senkrecht zur Transportebene orientiert ist, spiegelbildlich zu der Darstellung der 1 ausgeführt ist.
Bezugszeichenliste

1: Zuförderer
2: Umformbereich
2.1: Behältereinlauf
2.2: Verzögerungsstrecke
2.3: Umformstrecke
2.4: Behälterauslauf
3: Abförderer
4: Behälter
5, 6: Behälterführung
7, 8: Behälterführung
7': Abschnitt
7.1, 8.1: Grenzkurve
9, 10: Behälterführung
11: Befestigungspunkt
12: Bereich
13: Führungsprofil
14: Innenseite
15: Einschnitt
A, B: Transport- oder Förderrichtung
X: Koordinaten- oder X-Achse
Y: Koordinaten- oder Y-Achse
x, y: Abstand
PN: Nullpunkt
α, β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4317069 A1 [0001]

Claims

Vorrichtung zum Umformen eines schmalen, eine erste Förderbreite aufweisenden Behälterstroms, vorzugsweise eines einspurigen Behälterstroms, in einen breiten Behälterstrom, der eine gegenüber der ersten Förderbreite vergrößerte Förderbreite aufweist, mit einem Zuförderer (1) zum Anfördern der Behälter (4) an den Behältereinlauf (2.1) eines Umformbereichs (2), der in einer Behältertransportrichtung auf den Behältereinlauf (2.1) folgend eine Verzögerungsstrecke (2.2) und auf diese folgend eine Umformstrecke (2.3) aufweist, die einen Behälterauslauf (2.4) des Umformbereichs (2) bildet, mit einer Vielzahl von seitlich aneinander anschließenden und jeweils endlos umlaufend antreibbaren Transportbändern (4.1 - 4.7), die zumindest im Umformbereich (2) eine horizontale oder im Wesentlichen horizontale Transportebene für die Behälter (2) bilden, mit einer ersten, den Umformbereich (2) an einer Seite begrenzenden Behälterführung (7), die sich vom Behältereinlauf (2.1) an den Behälterauslauf (2.4) erstreckt, und mit einer zweiten den Umformbereich (2) an der anderen Seite begrenzenden Behälterführung (8), die sich vom Behältereinlauf (2.1) an den Behälterauslauf (2.4) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf ein Koordinatensystem mit zwei senkrecht zueinander verlaufenden und jeweils in der Transportebene angeordneten Koordinatenachsen (X-Achse, Y-Achse), von denen eine erste Koordinatenachse (X-Achse) sich in Transportrichtung der Transportbänder (4.1, 4.7) und die zweite Koordinatenachse (Y-Achse) sich senkrecht zur Transportrichtung der Transportbänder (4.1 - 4.7) erstreckt, die beiden Behälterführungen (7, 8) des Umformbereichs (2) oder deren Projektionen auf die Transportebene in einem Bereich (11) verlaufen, der zwischen einer ersten Grenzkurve (7.1) und einer zweiten Grenzkurve (8.1) liegt, dass die erste Grenzkurve einen Verlauf entsprechend der nachstehenden Funktion $y = - 7 * 10^{- 4} x^{2} - 0,1582 x + k 3$
und die zweite Grenzkurve (8.1) einen Verlauf entsprechend der nachstehenden Funktion $y = 1 * 10^{- 6} x^{3} - 15 * 10^{- 4} x^{2} + 0,3439 x + k 4$
aufweisen, wobei x der Abstand von der zweiten zweite Koordinatenachse (Y-Achse), y der Abstand von der ersten Koordinatenachse (X-Achse) und k1 und k2 Konstanten sind, deren Quotient k3/k4 = 0,88 ist und für die vorzugsweise gilt: k3 = 607 und k4 = 692, und dass die Behälterführungen (7, 8) des Umformbereichs (2) an ihren die Behälter führenden Innenseiten jeweils um Achsen senkrecht zur Transportebene gekrümmt oder geschwungen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Behälterführung (7) mit ihren Enden auf einer ersten Verbindungslinie (L1) angeordnet ist, die mit der Transportrichtung der Transportbänder (4.1 - 4.7) einen ersten Winkel (a) einschließt, dass die zweite Behälterführung (8) mit ihren Enden auf einer zweiten Verbindungslinie (L2) angeordnet sind, die mit der Transportrichtung der Transportbänder (4.1 - 4.7) einen zweiten gegenüber den ersten kleineren Winkel (β) einschließt, und dass der erste Winkel (a) im Bereich zwischen 25° bis 30° liegt und der zweite Winkel (β) im Bereich zwischen 13° und 15° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Behälterführung (7) des Umformbereichs (2) auf den Behältereinlauf (2.1) folgend in wenigstens einem Teilbereich an ihrer die Behälter (4) führenden Innenseite um Achsen senkrecht zur Transportebene konvex gekrümmt ist, vorzugsweise zumindest über die gesamte Länge der Verzögerungsstrecke (2.2), und/oder dass die erste Behälterführung (7) im Bereich der Umformstrecke (2.3) zumindest an einem an die Verzögerungsstrecke (2.2) anschließenden Teilbereich an ihrer die Behälter (4) führenden Innenseite konvex und anschließend an einem an den Behälterauslauf (2.4) führenden Teilbereich konvex gekrümmt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Behälterführung (8) des Umformbereichs (2) auf den Behältereinlauf (2.1) folgend an ihrer die Behälter (4) führenden Innenseite um Achsen senkrecht zur Transportebene konkav gekrümmt ist, vorzugsweise über die gesamte Verzögerungsstrecke (2.2) oder über den größeren Teil dieser Verzögerungsstrecke (2.2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Behälterführung (8) des Umformbereichs (2) an einer an dem Behälterauslauf (2.4) führenden Teillänge an ihrer die Behälter führenden Innenseite um Achsen senkrecht zur Transportebene konvex gekrümmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Behälterführung (8) des Umformbereichs (2) an ihrer die Behälter (4) führenden Innenseite S-förmig gekrümmt ist, und zwar in einer auf den Behältereinlauf (2.1) folgenden Teillänge konvex und in einer anschließenden Teillänge konkav.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der ersten Behälterführung (7) oder deren Projektion auf die Transportebene im Idealfall durch die Funktion $y = 1 * 10^{- 7} x^{3} - 8 * 10^{- 4} x^{2} + 0,1975 x + k 1$
bestimmt ist, und/oder dass der Verlauf der zweiten Behälterführung (8) oder deren Projektion auf die Transportebene im Idealfall durch die Funktion $y = 3 * 10^{- 10} x^{4} + 1 * 10^{- 8} x^{3} - 9 * 10^{- 4} x^{2} + 0,2633 x + k 2$
bestimmt ist, wobei x der Abstand von der zweiten Koordinatenachse (Y-Achse), y der Abstand von der ersten Koordinatenachse (X-Achse) und k1 sowie k2 Konstanten sind, die den Durchmesser D der Behälter (4) berücksichtigen und für die beispielsweise gilt: $k 2 = k 1 + a 1 * D,$
wobei a1 ein Faktor zwischen 1,03 und 1,5 ist, so dass beispielweise k1 = 587,68 und k2 = 675,42 sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der ersten und/oder zweiten Behälterführung (7, 8) von dem Verlauf im Idealfall um +/- 5% abweicht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportebene von wenigstens sieben seitlich aneinander anschließenden Transportbändern (4.1 - 4.7) gebildet ist, von denen wenigstens vier Transportbänder (4.4 - 4.7) die Umformstrecke (2.3) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit (v) zumindest in der die Umformstrecke (2.3) bildenden Förderbänder (4.4 - 4.7) von Förderband zu Förderband mit zunehmenden Abstand von der zweiten Behälterführung (8) abnimmt, und zwar beispielsweise jeweils um einen Faktor (i), der im Bereich zwischen 0,7 und 0,95 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei vier seitlich aneinander anschließenden und die Transportebene der Umformstrecke (2.3) bildenden Transportbändern (4.4 - 4.7) die Fördergeschwindigkeit (v5) des zweiten auf die zweite Behälterführung (8) folgenden Transportbandes (4.5) um die Untersetzung oder den Faktor (i5) von 0,7 - 0,9, die Fördergeschwindigkeit (v6) des dritten senkrecht zur Transportrichtung auf die zweite Behälterführung (8) folgenden Transportbandes (4.6) um die Untersetzung oder den Faktor (i6) von 0,8 - 0,95 kleiner ist als die des benachbarten, der zweiten Behälterführung (8) näherliegenden Transportbandes (4.5) und dass die Fördergeschwindigkeit (v7) des weiteren Transportbandes (4.7) um die Untersetzung oder den Faktor (i7) von 0,6 bis 0,8 kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit des benachbarten, der zweiten Behälterführung (8) näherliegenden Transportbandes (4.6).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste und/oder zweite Behälterführung (7, 8) des Umformbereichs (2) eine Vielzahl von Befestigungspunkten oder-elementen (11) aufweisen, die entlang des Verlaufs dieser Behälterführungen (7, 8) angeordnet sind und an denen die Behälterführungen bildende Führungselemente befestigt sind, wobei diese Führungselemente jeweils durchgängig vom Behältereinlauf (2.1) bis an den Behälterauslauf (2.4) reichen oder aber jeweils zwischen den Befestigungselementen (12) befestigte Einzelelemente sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste und/oder zweite Behälterführung (7, 8) des Umformbereichs (2) von einem Führungsprofil (13) gebildet sind, welches an der die Behälter (4) führenden Innenseite durchgängig oder glatt und an der Außenseite mit einer Vielzahl von nutenförmigen Einschnitten ausgeführt ist.