DE102018219087A1

DE102018219087A1 - Puffereinrichtung zum Zwischenspeichern von Behältern

Info

Publication number: DE102018219087A1
Application number: DE102018219087.9A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schuesslburner; Torsten Kilgenstein; Konrad Senn
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-14
Also published as: WO2020094287A1

Abstract

Puffereinrichtung zum Zwischenspeichern von Behältern, wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie, mit einer Ausschleuseeinrichtung, mehreren in einem Pufferbereich bewegbar angeordneten Sammelflächen und einer Einschleuseeinrichtung, wobei die Ausschleuseeinrichtung eine Anzahl Behälter von einer ersten Transporteinrichtung einer der Sammelflächen zuführen kann und wobei die Einschleuseeinrichtung eine Anzahl von Behältern von einer Sammelfläche an eine zweite Transporteinrichtung übergeben kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelflächen wenigstens zwischen der Ausschleuseeinrichtung und der Einschleuseeinrichtung in dem Pufferbereich unabhängig voneinander bewegbar angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Puffereinrichtung zum Zwischenspeichern von Behältern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Zwischenspeichern von Behältern mit einer Puffereinrichtung gemäß Anspruch 10.
Stand der Technik
Puffereinrichtungen sind aus dem Stand der Technik insbesondere zum Speichern von Behältern während ihres Transports durch Behälterbehandlungsanlagen bekannt. Diese Puffereinrichtungen können vorteilhaft genutzt werden, um einen Stillstand von Transporteinrichtungen oder insbesondere Behälterstau zu verhindern, wenn es stromab der Transporteinrichtungen beispielsweise zu einem Maschinenstillstand kommt.
Gegenwärtig bekannte Systeme sind jedoch wenig flexibel hinsichtlich der Anzahl zwischengespeicherter Behälter und erlauben nur eine Bewegung aller zwischengespeicherten Behälter gleichzeitig, was insbesondere das Umfallrisiko erhöht.
Aufgabe
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe darin, eine Puffereinrichtung anzugeben, mit der ein flexibles Zwischenspeichern von Behältern möglich ist, gleichzeitig aber das Risiko des Umfallens eines oder mehrerer Behälter minimiert wird.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Puffereinrichtung zum Zwischenspeichern von Behältern gemäß Anspruch 1 sowie das Verfahren zum Zwischenspeichern von Behältern gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Die erfindungsgemäße Puffereinrichtung zum Zwischenspeichern von Behältern, wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie, umfasst eine Ausschleuseeinrichtung, mehrere in einem Pufferbereich bewegbar angeordnete Sammelflächen und eine Einschleuseeinrichtung, wobei die Ausschleuseeinrichtung eine Anzahl Behälter von einer ersten Transporteinrichtung einer der Sammelflächen zuführen kann, und wobei die Einschleuseeinrichtung eine Anzahl von Behältern von einer Sammelfläche an eine zweite Transporteinrichtung übergeben kann und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelflächen wenigstens zwischen der Ausschleuseeinrichtung und der Einschleuseeinrichtung in dem Pufferbereich unabhängig voneinander bewegbar angeordnet sind.
Unter dem Begriff der Ausschleuseeinrichtung ist jede Einrichtung zu verstehen, die eine Anzahl von Behältern (erfindungsgemäß üblicherweise mehr als ein einzelner Behälter) aus der ersten Transporteinrichtung auf die Sammelfläche verbringen kann. Analog ist auch die Einschleuseeinrichtung als eine solche Einrichtung zu verstehen, die - erfindungsgemäß unabhängig von der Ausschleuseeinrichtung - eine Anzahl von Behältern (auch hier erfindungsgemäß üblicherweise mehr als einer) aus der Sammelfläche der zweiten Transporteinrichtung übergeben kann.
Insbesondere kann es sich bei der Ausschleuseeinrichtung und der Einschleuseeinrichtung um Manipulatoren mit einer Anzahl Greifelementen handeln, die die Behälter beispielsweise im Bereich des Tragrings greifen und von der ersten Transporteinrichtung auf die Sammelfläche verbringen können bzw. Behälter von der Sammelfläche auf die zweite Transporteinrichtung verbringen können.
Die Anzahl von Behältern, die von der Ausschleuseeinrichtung aus der ersten Transporteinrichtung auf die Sammelfläche verbracht werden (auch erste Anzahl genannt), kann von der Anzahl von Behältern, die von der Einschleuseeinrichtung aus der Sammelfläche der zweiten Transporteinrichtung übergeben werden (auch zweite Anzahl genannt), verschieden sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jede Sammelfläche einreihig Behälter aufnehmen kann (beispielsweise 10, 20, 30 oder mehr Behälter). Diese werden der jeweiligen Sammelfläche von der Ausschleuseeinrichtung übergeben. Die Einschleuseeinrichtung kann dann beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie nicht nur die einreihig auf einer Sammelfläche angeordneten Behälter an die zweite Transporteinrichtung übergeben kann, sondern (zeitgleich und/oder synchron) die einreihig angeordneten Behälter von mehreren Sammelflächen an die zweite Transporteinrichtung übergeben kann. Beispielsweise kann die Einschleuseeinrichtung ausgebildet sein, gleichzeitig Behälter von zwei, drei oder fünf Sammelflächen an die zweite Transporteinrichtung zu übergeben. Diese Ausführungsform ist nicht dahingehend beschränkt, dass auf den Sammelflächen Behälter nur einreihig transportiert werden. Jede Sammelfläche kann auch zum mehrreihigen Transport von Behältern ausgebildet sein. Die Ausschleuseeinrichtung und die Einschleuseeinrichtung können dann ausgebildet sein, unabhängig voneinander eine bestimmte erste Anzahl von Behältern (oder auch erste Anzahl von Reihen von Behältern) aus der ersten Transporteinrichtung zu übernehmen und eine bestimmte zweite Anzahl von Behältern (oder auch zweite Anzahl von Reihen von Behältern) der zweiten Transporteinrichtung zuzuführen. Insbesondere müssen die erste Anzahl und die zweite Anzahl nicht fest bestimmt sein sondern können auch variabel sein und die erste Anzahl kann von der zweiten Anzahl verschieden sein.
Die Sammelfläche ist als jegliche Vorrichtung zu verstehen, auf der die Behälter bevorzugt stehend (insbesondere im Fall von Flaschen, Dosen oder dergleichen stehend) angeordnet werden können. Nach Übergabe durch die Ausschleuseeinrichtung und vor Übernahme durch die Einschleuseeinrichtung bewegen sich die Behälter bezüglich der Sammelfläche, auf der sie angeordnet sind, bevorzugt nicht.
Dass die Sammelflächen unabhängig voneinander zwischen der Einschleuseeinrichtung und der Ausschleuseeinrichtung bewegbar angeordnet sind, bedeutet, dass insbesondere die die Bewegung einer ersten Sammelfläche definierende Bewegungsgleichung nicht von der Bewegungsgleichung einer zweiten Sammelfläche explizit abhängt. Zwar versteht sich, dass eine vollständig unabhängige Bewegung der Sammelflächen nicht möglich ist, da aufgrund physikalischer Randbedingungen zwei Sammelflächen nicht denselben Ort einnehmen können. Die unabhängig von den übrigen Sammelflächen erfolgende Bewegung der Sammelflächen soll jedoch derart unabhängig von den übrigen Sammelflächen sein, dass höchstens eine Abhängigkeit der Bewegung einer aktuellen Sammelfläche dahingehend besteht, dass die Position der Sammelfläche innerhalb der Puffereinrichtung zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht mit den Positionen aller übrigen Sammelflächen übereinstimmt.
Die erfindungsgemäße Puffereinrichtung erlaubt die Separation einzelner Gruppen von Behältern und deren zuverlässigen Transport mit Hilfe der Sammelflächen. Selbst wenn es auf einzelnen Sammelflächen zu umfallenden oder verkantenden Behältern kommt, überträgt sich dies nicht auf sämtliche in der Puffereinrichtung zwischengespeicherte Behälter. Gleichzeitig kann durch die unabhängige Bewegung der einzelnen Sammelflächen auch ein flexibles Ausschleusen und Einschleusen von Behältern aus den Transporteinrichtungen und damit ein effektives Zwischenspeichern gewährleistet werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Sammelfläche eine Gleitfläche oder ein Transportband, auf denen Behälter angeordnet werden können. Die Gleitfläche ist eine starr mit der Sammelfläche verbundene Oberfläche, auf der Behälter stehen können. Die Ausführungen der Sammelfläche als Gleitfläche vereinfacht die Bereitstellung der Sammelfläche auf konstruktive Weise, erlaubt aber dennoch, die zuverlässige Anordnung von Behältern. Die Verwendung eines Transportbandes für die Sammelfläche kann besonders vorteilhaft sein, um ein Umkippen der Behälter beim Übertragen der Behälter durch die Ausschleuseeinrichtung oder die Einschleuseeinrichtung zu verhindern.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausschleuseeinrichtung eine erste Überschubeinrichtung umfasst, um Behälter von der ersten Transporteinrichtung der Sammelfläche zuzuführen und/oder dass die Einschleuseeinrichtung eine zweite Überschubeinrichtung umfasst, um Behälter von der Sammelfläche an die zweite Transporteinrichtung zu übergeben. Die Überschubeinrichtung kann insbesondere als Überschubbalken oder jede andere Einrichtung konzipiert sein, die eine Gruppe von Behältern bzw. eine Anzahl von Behältern von der ersten Transporteinrichtung durch Angriff an einer Seite der Gruppe von Behältern (in anschließender Bewegungsrichtung der Behälter hinten) und durch Bewegung der Überschubeinrichtung in Bewegungsrichtung der Behälter die Behälter auf die Sammelfläche überführt. Ein zuverlässiger Transport der Behälter von der ersten Transporteinrichtung zur Sammelfläche oder von der Sammelfläche der zweiten Transporteinrichtung kann so gewährleistet werden.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform umfasst die erste Überschubeinrichtung einen ersten Manipulator, der Behälter von der ersten Transporteinrichtung in einen ersten Vorhaltebereich überführen kann, und einen zweiten Manipulator, der Behälter aus dem ersten Vorhaltebereich an eine Sammelfläche überführen kann, und/oder die zweite Überschubeinrichtung umfasst einen dritten Manipulator, der Behälter von einer Sammelfläche in einen zweiten Vorhaltebereich überführen kann, und einen vierten Manipulator, der Behälter von dem zweiten Vorhaltebereich an die zweite Transporteinrichtung überführen kann.
Die Manipulatoren können ebenfalls als einzelne Überschubbalken oder andere Einrichtungen zum Bewegen der Behälter ausgebildet sein. Der Vorlagebereich ist ein Bereich außerhalb der ersten bzw. zweiten Transporteinrichtung und dient insbesondere zum Vorhalten der Behälter, bevor diese anschließend in eine zugeordnete Sammelfläche überführt werden. Er kann beispielsweise als Gleitfläche ausgebildet sein. Der zweite oder vierte Manipulator kann auch als Teil des Vorhaltebereichs, insbesondere als Transportband des Vorhaltebereichs ausgebildet sein, wobei durch die Bewegung dieses Transportbandes dann eine Übertragung der in dem Vorhaltebereich angeordneten Behälter ermöglicht wird, entweder auf die Sammelfläche oder die zweite Transporteinreichtung.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass jede Sammelfläche eine oder mehrere voneinander abgegrenzte Gassen zum Aufnehmen mehrerer Reihen von Behältern umfasst. Die Abgrenzung kann insbesondere durch ein Gitter oder eine Trennfläche erfolgen, die jeweils senkrecht auf der Standebene der Behälter auf der Sammelfläche angeordnet sind. Die Gassen können insbesondere eine veränderliche Breite besitzen bzw. die Trennflächen können zueinander beweglich ausgebildet sein. Eine Vorrichtung (wie ein Servomotor oder Stellglied) zum Verstellen des Abstands der Trennflächen zueinander kann beispielsweise bei Ausbildung der Sammelfläche als Gleitfläche bereits in die Sammelfläche integriert sein. Damit kann eine Anpassung an unterschiedliche Behälterformate ermöglicht werden. Durch die Abgrenzung kann grundsätzlich vermieden werden, dass selbst benachbarte Reihen von Behältern auf einer einzelnen Sammelfläche bei Umkippen eines Behälters in einer Reihe umkippen. Außerdem kann so eine Orientierung der Behälter insbesondere bei nicht runden Behältern, beibehalten werden.
In einer Ausführungsform ist ein Antriebssystem vorgesehen, mit dem jede Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen im Pufferbereich bewegt werden kann. Dabei kann es sich um ein zu den Sammelflächen externes Antriebssystem handeln oder um ein Antriebssystem, das in die Sammelflächen integriert ist, sodass jede Sammelfläche über ihr eigenes Antriebssystem verfügt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sammelfläche und ein Langstator zusammen das Antriebssystem bilden. In diesem Fall umfasst die Sammelfläche bevorzugt einen oder mehrere Magnete oder Elektromagnete, die in Zusammenwirkung mit dem Langstator ein elektromagnetisches Feld erzeugen können, das eine Bewegung der Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen ermöglicht.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Langstator eine geschlossene Geometrie aufweist; oder dass der Langstator eine offene Geometrie aufweist und jede Sammelfläche eine Hubeinrichtung zum Anheben der Sammelfläche zugeordnet ist. In der ersten Alternative kann über die geschlossene Geometrie ein Rücktransport der Sammelflächen nach Abgabe der Behälter an die Einschleuseeinrichtung zuverlässig erfolgen. In der zweiten Ausführungsform kann dies zuverlässig mit Hilfe der Hubeinrichtung realisiert werden, indem beispielsweise für den Rücktransport ein anderes Höhenniveau gewählt wird als für den Hintransport.
Für den Fall dass der Langstator mit einer geschlossenen Geometrie ausgebildet ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Ausschleuseeinrichtung einen Einfachmanipulator (beispielsweise zum Übernehmen einer Reihe von Behältern als erste Anzahl von Behältern, wie oben beschrieben) und ein Auslaufband umfasst. Auf dem Auslaufband werden dann die Behälter transportiert, die im Anschluss daran vom Einfachmanipulator der Ausschleuseeinrichtung auf eine der Sammelflächen verschoben werden können. Die Behälter können in Reihe auf dem Auslaufband einfahren oder aber durch eine geeignete Vorrichtung auf eine bestimmte Teilung gebracht werden. Die Sammelflächen können über Elemente, welche als Magnete oder Elektromagnete ausgestaltet sein können, mit Langstatorschienen verbunden sein und somit über diese verfahrbar gelagert sein. Die Sammelflächen können dann bevorzugt alle unabhängig voneinander angesteuert werden, um bei Bedarf die Behälter zu puffern (in einem Bereich zwischen der ersten Transporteinrichtung und der zweiten Transporteinrichtung entlang des Langstators). Bevorzugt umfasst in dieser Ausführungsform die Einschleuseeinrichtung einen Mehrfachmanipulator, der eine zweite Anzahl von Behältern (siehe oben) und hier insbesondere mehrere Reihen von Behältern gleichzeitig auf ein optional als Teil der Einschleuseeinrichtung vorgesehenes Einlaufband übergeben kann, von dem aus sie dann auf die zweite Transporteinrichtung verbracht werden können. Der Mehrfachmanipulator ist in dieser Ausführungsform bevorzugt so ausgebildet, dass er mehrere Reihen von Behältern von einer Anzahl Sammelflächen (mehr als eine) gleichzeitig entnehmen kann. Im Anschluss daran können die (geleerten) Sammelflächen in einer anderen Ebene wieder zum Anfang in einen Bereich verfahren werden, in dem sie von der Ausschleuseeinrichtung mit Behältern ausgestattet werden können.
Die Sammelflächen können (nicht nur in dieser sondern prinzipiell in jeder Ausführungsform) geometrisch zweigeteilt ausgelegt werden. Die Sammelflächen können beispielsweise aus (wenigstens) zwei rechenartigen Teilen bestehen, die ineinander greifen und somit an jede Behälterbreite angepasst werden können, indem die rechenartigen Teile auseinandergezogen oder zusammengeschoben werden. Zusätzlich können an den Sammelflächen Stützvorrichtungen vorgesehen sein. Diese können die Behälterreihen auf den Sammelflächen stützen, wenn die Sammelflächen bewegt werden. Die Stützvorrichtungen können auch als spezielle Realisierung der Trennflächen (siehe oben) verstanden werden. Somit sind auch bei höheren Geschwindigkeiten die Behälterreihen geschützt gegen Umfallen. Die Stützvorrichtung umfasst bevorzugt wenigstens ein Halteelement, welches drehbar an einer Achse gelagert sein kann und bei Bedarf nach oben geschwenkt werden kann.
Ist der Langstator mit einer offenen Geometrie vorgesehen, so gibt es bevorzugt zwei Ebenen, in denen die Sammelflächen zumindest teilweise bewegt werden können. In der ersten Ebene können die Behälter (wie oben bereits beschrieben) auf die Sammelfläche verbracht werden. Die Sammelfläche bewegt sich dann von der Ausschleuseeinrichtung in Richtung der Einschleuseeinrichtung in der ersten Ebene. Hier ist es möglich, mehrere Sammelflächen langsamer zu fahren und somit zu puffern. Wenn die Behälter im Bereich der Einschleuseeinrichtung von der Sammelfläche auf die zweite Transporteinrichtung verbracht werden, wird die leere Sammelfläche bevorzugt weiter in der ersten Ebene verfahren und auf eine Hubeinrichtung verfahren. Dort wird die Sammelfläche auf eine zweite Ebene vertikal angehoben. Die zweite Ebene liegt oberhalb der ersten Ebene. Es wäre auch denkbar das die zweite Ebene unterhalb der ersten Ebene liegt.
Ebenso ist es möglich, dass mehrere Sammelflächen gleichzeitig über eine Hubeinrichtung zu der zweiten Ebene vertikal angehoben oder gesenkt werden. In der zweiten Ebene werden die Sammelflächen entgegen der Laufrichtung, welche in der ersten Ebene vorgegeben ist, verschoben. Dies kann in dieser Ebene mit einer schnelleren Geschwindigkeit ausgeführt werden wie in der ersten Ebene. Die Sammelflächen werden dann auf eine weitere Hubreinrichtung in der zweiten Ebene verfahren und wieder vertikal entweder nach unten bzw. oben verschoben, je nach Anordnung der zwei Ebenen. Die Sammelflächen werden dann von der Hubeinrichtung zu dem Bereich der Ausschleuseeinrichtung verfahren und können dort wieder neue Behälter aufnehmen.
In einer Ausführungsform ist jeder Sammelfläche eine autonome Steuereinheit zur Steuerung der Bewegung der Sammelfläche zugeordnet oder die Sammelfläche umfasst eine solche Steuereinheit. Mit dieser Ausführungsform wird eine flexible Steuerung der Bewegung der einzelnen Sammelflächen gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zwischenspeichern von Behältern mit einer Puffereinrichtung, die eine Ausschleuseeinrichtung, mehrere in einem Pufferbereich bewegbar angeordnete Sammelflächen und eine Einschleuseeinrichtung umfasst, umfasst die folgenden Schritte:

Übernehmen einer Anzahl von Behältern aus einer ersten Transporteinrichtung mit der Ausschleuseeinrichtung;
Zuführen der Behälter durch die Ausschleuseeinrichtung an eine Sammelfläche;
Bewegen der Sammelfläche innerhalb des Pufferbereichs und Zwischenspeichern der Behälter in dem Pufferbereich, wobei die Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen von der Ausschleuseeinrichtung zu einer Einschleuseeinrichtung bewegt wird;
Zuführen der Behälter von der Sammelfläche an die Einschleuseeinrichtung;
Übergeben der Behälter an eine zweite Transporteinrichtung durch die Einschleuseeinrichtung.

Mit diesem Verfahren wird der zuverlässige und gleichzeitig flexible Transport der Behälter in der Puffereinrichtung und damit ein vorteilhaftes Zwischenspeichern der Behälter darin ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Sammelfläche mittels eines Antriebssystems zwischen der Ausschleuseeinrichtung und der Einschleuseeinrichtung autonom und unabhängig von anderen Sammelflächen bewegt. Die Flexibilität des Verfahrens wird damit noch weiter gesteigert.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Ausschleuseeinrichtung mehrmals Behälter mittels eines ersten Manipulators von der ersten Transporteinrichtung in einen ersten Vorhaltebereich überführt und anschließend alle Behälter aus dem Vorhaltebereich mittels eines zweiten Manipulators an die Sammelfläche übergibt; und/oder es kann vorgesehen sein, dass die Einschleuseeinrichtung mittels eines dritten Manipulators alle Behälter von der Sammelfläche an einen zweiten Vorhaltebereich überführt und anschließend mehrmals Behälter von dem zweiten Vorhaltebereich in die zweite Transporteinrichtung überführt. So kann eine vorteilhafte Gruppierung mehrerer Behälter auf einer Sammelfläche erfolgen, was die Anzahl nötiger Sammelflächen reduziert.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sammelfläche als Gleitfläche ausgebildet ist und der Gleitreibungskoeffizient der Behälter auf der Gleitfläche niedriger als 0,5 oder niedriger als 0,2 ist. Ein Abrieb des Bodens der Behälter bei der Bewegung über die Sammelfläche hinweg kann so reduziert werden.
In einer Alternative ist vorgesehen, dass die Sammelfläche als Transportband ausgebildet ist oder ein solches umfasst und Behälter auf dem Transportband zumindest zeitweise mit einer Geschwindigkeit transportiert werden, die gleich der Geschwindigkeit ist, mit der die Behälter der Sammelfläche von der Ausschleuseeinrichtung überführt werden und/oder die gleich der Geschwindigkeit ist, mit der sie von der Einschleuseeinrichtung aus der Sammelfläche entnommen werden. Ein Umfallrisiko der Behälter kann so weiter reduziert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Puffereinrichtung gemäß einer Ausführungsform
2 perspektivische, schematische Ansicht einer Sammelfläche im Pufferbereich gemäß einer Ausführungsform
3a - e schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen des Antriebssystems
4a - c schematische Darstellung weiterer Ausführungsformen des Antriebssystems

Ausführliche Beschreibung
1 zeigt eine erste Ausführungsform der Puffereinrichtung 100 zum Zwischenspeichern von Behältern 130. Die Zwischenspeicherung der Behälter 130 findet dabei erfindungsgemäß in einem Pufferbereich 140, der hier lediglich als Quader dargestellt ist, statt. Dieser Pufferbereich ist erfindungsgemäß als der Bereich zu verstehen, in dem die noch im Folgenden zu beschreibenden Sammelflächen die Behälter zwischenspeichern.
Grundsätzlich befindet sich die Puffereinrichtung insgesamt zwischen zwei Transporteinrichtungen, einer ersten Transporteinrichtung 114 und einer zweiten Transporteinrichtung 124. Die erste und zweite Transporteinrichtung können auf vielfältige Weise ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich dabei um Förderbänder handeln, die Behälter bevorzugt geordnet entweder einreihig oder in mehreren Reihen nebeneinander transportieren. Dabei findet die Beförderung der Behälter in den einzelnen Transporteinrichtungen 114 und 124 entsprechend der dargestellten Pfeilrichtungen statt. Auch andere Ausführungsformen sind hier denkbar.
Erfindungsgemäß ist eine Ausschleuseeinrichtung 101 vorgesehen, die Behälter 130 aus der ersten Transporteinrichtung 114 heraus an eine Sammelfläche 150 zuführen kann. Die Sammelfläche 150 wiederum ist beweglich in dem Pufferbereich 140 angeordnet. Bei der Sammelfläche handelt sich im Allgemeinen um eine Vorrichtung, auf der Behälter abgestellt werden können. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtung mit einer Gleitfläche handeln.
Grundsätzlich sind der Ausführung der Ausschleuseeinrichtung keine Grenzen gesetzt. Sie muss lediglich in der Lage sein, (fortwährend) eine Anzahl oder Gruppe von Behältern aus der ersten Transporteinrichtung 114 zu entnehmen und einer der im Pufferbereich vorgesehenen Sammelflächen zuzuführen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst jedoch einen ersten Manipulator 113 (beispielsweise einen Überschubbalken oder allgemeinen Schieber), der die Behälter 130 aus der ersten Transporteinrichtung 114 bevorzugt quer zur Transportrichtung in der ersten Transporteinrichtung 114 auf einen ersten Vorhaltebereich 112 verschieben kann. Bei diesem Vorhaltebereich handelt es sich weder um die Sammelfläche, noch um einen Teil der ersten Transporteinrichtung. Der Vorhaltebereich stellt gewissermaßen einen „Zwischenspeicher“ für eine kleine Anzahl von Behältern dar. Auf dem Vorhaltebereich 112 können die Behälter auch passend gruppiert werden, indem sie beispielsweise in parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordnet werden. Dies kann durch geeignete Steuerung des ersten Manipulators 113 und insbesondere seiner Bewegung mit Hilfe einer Steuereinheit, wie der zentralen Steuereinheit einer Behälterbehandlungsanlage, erfolgen. Weiterhin kann ein zweiter Manipulator 111 vorgesehen sein, der Behälter aus dem ersten Vorhaltebereich 112 der Sammelfläche 150 zuführt. Bei dem zweiten Manipulator 111 kann es sich ebenfalls um einen durchgehenden Schieber handeln, der sämtliche Behälter aus dem ersten Vorhaltebereich in Richtung der Sammelfläche 150 schieben kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Vorhaltebereich ein Förderband umfassen, mit dem die Behälter in Richtung der Sammelflächen bewegt werden können.
Sobald eine vorgesehene Anzahl von Behältern auf die Sammelfläche 150 verbracht wurde, wird die Sammelfläche unabhängig von weiteren Sammelflächen in dem Pufferbereich 140 von der Ausschleuseeinrichtung entlang der dargestellten Pfeilrichtung wegbewegt. Dieser Sammelfläche 150 kann eine weitere Sammelfläche nachfolgen, sodass die Ausschleuseeinrichtung 101 dieser erneut, wenn nötig, für die Zwischenspeicherung Behälter 130 aus der ersten Transporteinrichtung 114 zuführen kann. Davon völlig unabhängig wird die Sammelfläche 150, die mit Behältern befüllt ist, in Richtung einer Einschleuseeinrichtung 102 der Puffereinrichtung 100 bewegt. An dieser Position ist in der 1 bereits die Sammelfläche 151 mit darauf angeordneten Behältern 130 angelangt.
Die Einschleuseeinrichtung ist ausgebildet, die Behälter aus der Sammelfläche 151 einer zweiten Transporteinrichtung 124 zum weiteren Transport zu übergeben, sobald dies vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Übergeben der Behälter aus der Sammelfläche 151 an die zweite Transporteinrichtung 124 erfolgen, wenn ein bestimmter Bereich der zweiten Transporteinrichtung durch Abtransport der zunächst darauf befindlichen Behälter geleert wurde, sodass weitere Behälter nachrutschen können, ohne dass es zu einem Behälterstau kommt. Solange sich in diesem Bereich noch Behälter befinden, kann eine Zwischenspeicherung weiterer Behälter in der Puffereinrichtung 100 erfolgen.
Die Einschleuseeinrichtung kann analog zu der Ausschleuseeinrichtung ausgebildet sein. So kann die Einschleuseeinrichtung 102 einen oder mehrere dritte Manipulatoren 121 umfassen, die die Behälter 130 aus der Sammelfläche 151 zunächst auf einen zweiten Vorhaltebereich überschieben. Dieser zweite Vorhaltebereich ist nicht Teil der Sammelfläche, sodass die Sammelfläche nach Verschieben der Behälter 130 auf den zweiten Vorhaltebereich 122 weiterbewegt werden kann. Der zweite Vorhaltebereich ist jedoch auch nicht Teil der zweiten Transporteinrichtung 124 und stellt im Wesentlichen einen Bereich dar, in dem die Behälter bevorzugt stillstehen. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Behälter in dem zweiten Vorhaltebereich bereits weiterbewegt werden, um auf eine Geschwindigkeit gebracht zu werden, die der der zweiten Transporteinrichtung 124 entspricht, um bei einem anschließenden Überschieben durch einen vierten Manipulator 123 der Behälter auf die zweite Transporteinrichtung 124 zu große Differenzbeschleunigungen zu vermeiden, um das Umfallrisiko der Behälter 130 zu minimieren.
Während in den bisherigen Ausführungsformen die einzelnen Manipulatoren und Überschubeinrichtungen im Wesentlichen als Schieber beschrieben wurden, kann auch vorgesehen sein, dass es sich dabei um Greifer handelt, die eine Reihe von Behältern beispielsweise im Neckhandling-Verfahren greifen und aus der Transporteinrichtung der Sammelfläche zuführen bzw. von der Sammelfläche der Transporteinrichtung zuführen können.
Erfindungsgemäß werden sämtliche Sammelflächen (hier beispielhaft nur die Sammelfläche 150 und 151 in der 1) in dem Pufferbereich unabhängig voneinander bewegt. So kann für jede Sammelfläche separat festgelegt werden, wann die von ihr im Pufferbereich zwischengespeicherten Behälter letztlich wieder an eine Transporteinrichtung übergeben werden. Die unabhängige Bewegung der Sammelflächen hat jedoch Grenzen dahingehend, dass sich zwei Sammelflächen niemals an überlappenden oder identischen Positionen befinden können, sodass, obwohl eine Sammelfläche zwischen zwei benachbarten Sammelflächen im Prinzip beliebig bewegt werden kann, der „unabhängigen“ Bewegung der Sammelflächen dennoch Grenzen gesetzt sind. Sofern eine Kollision mit benachbarten Sammelflächen jedoch ausgeschlossen ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Sammelfläche eine beliebige Bewegung, insbesondere eine Bewegung unabhängig von der Bewegung der übrigen Sammelflächen erfahren kann.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Sammelfläche 150, wie sie ebenfalls bereits in 1 dargestellt wurde. Die Sammelfläche kann als „Wagen“ verstanden werden, der in dem Pufferbereich bewegt werden kann. Zu entsprechenden Antriebssystemen wird in der 3 Bezug genommen. Die Sammelfläche 150 umfasst zumindest eine sogenannte Standfläche 280, auf der die Behälter angeordnet werden können. Die übrigen in der 2 dargestellten und im Folgenden beschriebenen Bauteile bzw. Komponenten sind somit nicht zwingend.
Bei der Standfläche 280 kann es sich in der einfachsten Realisierung um eine Gleitfläche handeln, auf der die Behälter möglichst reibungsfrei bewegt werden können. Besonders bevorzugt besteht die Oberfläche der Standfläche 280 aus einem Material, das bezüglich des gewählten Behältermaterials (beispielsweise PET oder Glas oder andere Materialien) einen möglichst niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Gleitreibungskoeffizient bevorzugt kleiner als 0,5 oder besonders bevorzugt kleiner als 0,2 ist. So kann unerwünschter Abrieb am Boden der Behälter beim Überführen der Behälter von der ersten Transporteinrichtung auf die Sammelfläche bzw. von der Sammelfläche auf die zweite Transporteinrichtung vermieden werden. Die Sammelfläche 150 kann an einem Ende eine Begrenzungsfläche 290 aufweisen. Diese ist dann an dem der Ausschleuseeinrichtung und der Einschleuseeinrichtung gegenüberliegenden Ende der Sammelfläche angeordnet und begrenzt die Bewegung von an die Sammelfläche übergebenen Behältern, sodass diese nicht über die Sammelfläche hinaus aus dem Pufferbereich herausfallen.
Eine Sammelfläche kann derart ausgebildet sein, dass sie zumindest eine Reihe von Behältern aus der ersten Transporteinrichtung übernehmen kann. Beispielsweise kann die Ausschleuseeinrichtung als Einfachmanipulator ausgebildet sein oder einen solchen umfassen, der in einer Reihe angeordnete Greifelemente umfasst, die Behälter greifen und auf die Sammelfläche übertragen können.
Zusätzlich kann die Einschleuseeinrichtung entweder ebenfalls einen Einfachmanipulator oder einen Mehrfachmanipulator umfassen, der über in mehreren Reihen angeordnete Greifelemente verfügt, die Behälter greifen und von einer der Anzahl Reihen entsprechenden Anzahl Sammelflächen auf die zweite Transporteinrichtung übertragen können.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass auf der Sammelfläche mehrere Gassen durch Trennelemente abgegrenzt sind. In jede dieser Gassen kann bevorzugt eine Reihe von Behältern eingeführt werden. Die Trennelemente 271 bis 274 können dabei beispielsweise senkrecht auf der Sammelfläche stehende Geländer oder Metallplatten sein, die beispielsweise einige Zentimeter oder bis zu 10 cm über die Standfläche 280 hinausragen. So wird beim Einführen der Reihen von Behältern gleichzeitig das Umfallrisiko benachbarter Reihen von Behältern minimiert. Die Trennelemente und insbesondere ihr Abstand zueinander können veränderbar sein, um beispielsweise auch Behälter mit unterschiedlichen Formaten puffern zu können, ohne die Sammelflächen austauschen zu müssen. Zu diesem Zweck können einem oder mehreren Trennelementen Stellantriebe oder mechanische Stellglieder zugeordnet sein, die geeignet sind, zumindest ein Trennelement relativ zu zumindest einem weiteren Trennelement derart zu bewegen, dass der Abstand zwischen den Trennelementen vergrößert wird. Ist die Sammelfläche als Gleitfläche ausgebildet, kann der Stellantrieb oder das Stellglied in die Sammelfläche integriert sind.
Falls solche Gassen 251 bis 253 vorgesehen sind, können die in 1 optional beschriebenen Vorhaltebereiche ebenfalls über solche Gassen und Trennelemente verfügen. In diesem Fall sind die entsprechenden Trennelemente bevorzugt beweglich, sodass sie erst eingebracht werden, nachdem eine Reihe von Behältern in den Vorhaltebereich eingeführt wurde und bevor die nachfolgende Reihe von Behältern eingeführt wird. So können bereits in dem Vorhaltebereich die Behälterreihen separiert werden. Analog verhält es sich mit dem zweiten Vorhaltebereich 122. Hier werden die Trennelemente dann sukzessive entfernt, je nachdem, welche Behälterreihe bereits der zweiten Transporteinrichtung 124 zugeführt wurde.
Bei Ausbildung der Sammelfläche als Gleitfläche kann vorgesehen sein, dass die Sammelfläche aus einer Anzahl ineinandergreifender Elemente, wie beispielsweise in Gestalt eines Rechen gebildet wird oder solche Elemente umfasst. Bevorzugt greifen die einzelnen Finger dieser Elemente alternierend ineinander. Besonders bevorzugt können die ineinandergreifenden Elemente relativ zueinander beweglich ausgebildet sein, sodass ihr Abstand zueinander (gemessen beispielsweise von der Mitte des einen Elements zur Mitte des anderen Elements) durch auseinanderziehen der Elemente oder durch zusammenschieben der Elemente eingestellt werden kann. Bevorzugt kann in dieser Ausführungsform jedes der ineinandergreifenden Elemente auch ein Trennelement (siehe oben) umfassen. Durch ein Verstellen des Abstands der ineinandergreifenden Elemente zueinander kann dann gleichzeitig der Abstand der Trennelemente zueinander und damit die Breite einer Gasse für die Behälter verändert werden. Diese Ausführungsform erlaubt insgesamt eine Anpassung einreihiger aber auch mehrreihiger Sammelflächen an unterschiedliche Behältergrößen und/oder Behälterformate.
Die Sammelfläche 150 kann alternativ zu einer an sich starren Standfläche (auch Gleitfläche) 280 auch ein oder mehrere Förderbänder 260 umfassen, die die Behälter entlang der Sammelfläche 150 bewegen können. Dieses Transportband 260 kann beispielsweise unter den Trennelemente 271 bis 274 anstelle der bloßen Standfläche 280 hindurchlaufen. Bevorzugt wird das Transportband lediglich dann bewegt, wenn die Behälter durch die Ausschleuseeinrichtung der Standfläche übergeben werden oder von der Standfläche durch die Einschleuseeinrichtung an die zweite Transporteinrichtung übergeben werden. So kann ein sicheres Übertragen der Behälter gewährleistet werden, aber ein anschließend sich in der Sammelfläche bildender Staudruck aufgrund der weiteren Bewegung des Transportbandes und damit beispielsweise der Behälter gegen die Abgrenzung 290 vermieden werden. Es versteht sich, dass das Transportband so ausgebildet sein muss, dass es entweder nur in eine oder in zwei Bewegungsrichtungen, die entgegengesetzt zueinander verlaufen, bewegt werden kann.
Die Ausführungen der Sammelfläche 150 mit Hilfe eines Transportbandes oder mehrerer Transportbänder kann auch genutzt werden, um vorteilhaft auf der Sammelfläche zueinander beabstandete Gruppen von Behältern zu erzeugen. So kann nach Übergabe oder während der Übergabe von Behältern durch die Ausschleuseeinrichtung eine weitere Bewegung einer ersten Gruppe von Behältern erfolgen, sodass diese an eine bestimmte Stelle auf der Sammelfläche 150 verbracht werden. Die anschließende Gruppe von Behältern kann dann entweder lediglich durch geeignete Bewegung der Ausschleuseeinrichtung oder in Zusammenwirkung mit einer weiteren Bewegung der Transportbänder bzw. des Transportbandes auf der Sammelfläche oder lediglich durch die Bewegung des Transportbandes oder der Transportbänder mit einem gewissen Abstand zu der ersten Gruppe positioniert werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass jeder der Gassen 251 bis 253 ein unabhängig von den übrigen Transportbändern bewegbares Transportband zugeordnet ist. So können die einzelnen in den Gassen angeordneten Behälter unabhängig von den Behältern in den übrigen Gassen bewegt werden.
Während die Gassen hier als gleich groß dargestellt sind, kann auch vorgesehen sein, dass auf einer Sammelfläche unterschiedlich breite Gassen gebildet werden oder sogar die Trennelemente 271 bis 274 relativ zueinander bewegbar sind (wie oben beschrieben) und/oder von der Sammelfläche 150 gelöst werden können. So kann flexibel die Anzahl von Gassen und die Breite der Gassen eingestellt werden.
Die Trennelemente können bevorzugt auch „äußere“ Trennelemente umfassen, die eine äußere Begrenzung der Sammelfläche darstellen und ein Herunterfallen von Behältern verhindern können. Während die bisher beschriebenen Trennelemente besonders vorteilhaft vorgesehen sind, wenn die Sammelflächen wenigstens zwei Gassen zum Transport bzw. zur Aufnahme von zwei Reihen von Behältern (oder mehr Reihen) aufweisen, können die äußeren Trennelemente zur Begrenzung der Sammelflächen auch vorgesehen sein, wenn die Sammelfläche nur zum Transport einer einzigen Reihe von Behältern vorgesehen ist.
Die 3a bis 4c zeigen mögliche Realisierungen von Antriebssystemen, mit denen die Sammelflächen innerhalb des Pufferbereichs 140 bewegt werden können. Grundsätzlich ist, wie bereits beschrieben, erfindungsgemäß eine Bewegung der Sammelflächen unabhängig von den übrigen Sammelflächen vorgesehen. Um dies steuerungstechnisch zu erreichen, kann jeder der Sammelflächen ein eigenständiger Teil des Antriebs zugeordnet sein und insbesondere kann jeder der Sammelflächen eine eigene Steuereinheit, beispielsweise in Form einer Recheneinheit oder eines vollwertigen Computers oder Ähnliches, zugeordnet sein. Diese ist vorgesehen, um die Bewegung der Sammelflächen zu steuern.
Weiterhin können, sofern die Bewegung der Sammelflächen autonom, also selbstständig und unabhängig von den übrigen Sammelflächen und unabhängig von einer zentralen Steuereinheit durch die den jeweiligen Sammelflächen zugeordneten Steuereinheiten erfolgt, vorgesehen sein, dass Sensoren zur Überwachung der Bewegung der Sammelflächen vorgesehen sind.
Weder die Sensoren noch die Steuereinheiten sind in den nachfolgenden 3a bis 4c dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass eine Steuereinheit entweder außerhalb der jeweiligen Sammelfläche angeordnet sein kann (beispielsweise örtlich fixiert neben der Puffereinrichtung) oder in die Sammelfläche integriert sein kann. Die Sensoren können entweder an jeder Sammelfläche angeordnet sein, um möglichst eine völlig autonome Bewegung der Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Sensoren vorgesehen sein, die außerhalb der Sammelflächen, beispielsweise ortsfest im oder neben dem Pufferbereich angeordnet sind, um die Bewegung aller Sammelflächen zu überwachen.
Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren oder Radarsensoren handeln. Sind diese auf der Sammelfläche selbst angeordnet, so kann deren Reichweite vergleichsweise niedrig sein und es genügt, wenn die der aktuellen Sammelfläche vorauseilende Sammelfläche und/oder die ihr nachfolgende Sammelfläche mit Hilfe der Sensoren erkannt werden kann. Durch geeignete Steuerung der Bewegung durch die der Sammelfläche zugeordnete Steuereinheit kann dann eine Kollision mit diesen Sammelflächen vermieden werden. Des Weiteren können die Sammelflächen über einen Barcode Leser verfügen und somit Ihre Position anhand eines stationär angebrachten Barcode bestimmen. Dadurch kann eine autonome Sammelfläche eigenständig Positionen anfahren und das Aufnehmen von Behältern und/oder das Übergeben von Behältern an die entsprechenden Transporteinrichtungen steuern. Auch ein Ausschleusen der Sammelfläche (beispielsweise zu Reparatur- oder Wartungszwecken) ist so möglich. Ebenso wäre eine Positionsbestimmung über WLAN oder in Form eines Funk- oder Leckwellenleiters an eine übergeordnete Steuerung (beispielsweise zentrale Maschinensteuerung in Form eines Computers oder ähnliches) oder an die anderen autonomen Sammelflächen zum Kollisionsschutz möglich.
In 3a ist eine Ausführung des Antriebssystems dargestellt, bei der die einzelnen Sammelflächen auf zwei zueinander benachbarten und parallel verlaufenden Schienen 321 und 322 mit einer geschlossenen Geometrie entlanglaufen. Die Darstellung mit zwei Schienen ist nicht beschränkend. Es kann auch nur eine oder mehr als zwei Schienen vorgesehen sein. Die geschlossene Geometrie bedeutet, dass es keine Unterbrechung der Schiene 321 und der Schiene 322 gibt, sodass die Sammelflächen vollständig um diese umlaufen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Schienen 321 und 322 durch zwei zueinander paralleler Abschnitte gebildet werden, die am Ende durch Kreissegmente miteinander verbunden sind. Auf der einen Seite kann, wie hier dargestellt, eine Bewegung der Sammelflächen 150 von der Ausschleuseeinrichtung 101 zu der Einschleuseeinrichtung 102 erfolgen und auf der gegenüberliegenden Seite der Schienen 321 und 322 können die Sammelflächen wieder zurücklaufen, sodass sie erneut Behälter aus der Ausschleuseeinrichtung übernehmen können.
Als Antrieb können für die einzelnen Sammelflächen Servoantriebe und geeignete Mittel zur Bewegung entlang der Schienen vorgesehen sein. Diese sind hier nur schematisch mit dem Element 323 dargestellt. Es können Räder, Kufen, die Schienen umgreifende Elemente oder vergleichbare Einrichtungen sein. Die Energieversorgung der (autonomen) Sammelflächen kann auch berührungslos permanent über Induktionsschleifen erfolgen. Es wären auch Powerpacks oder Akkumulatoren bzw. die Verwendung von Kondensatortechnik möglich, die an den Übergabepositionen nachgeladen werden.
Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Schienen 321 und 322 (es kann auch nur eine Schiene oder mehr als zwei Schienen vorgesehen sein) jeweils einen Langstator darstellen und zusammen mit den Elementen 323, die jede Sammelfläche 150 umfasst, einen elektromagnetischen Antrieb bilden. Dabei können die Elemente 323 Magnete oder Elektromagnete sein oder solche umfassen, sodass durch Steuerung des Stromflusses entweder durch den Langstator und/oder durch Elektromagnete die Steuerung der Bewegung der einzelnen Sammelflächen 150 unabhängig von der Bewegung der übrigen Sammelflächen ermöglicht wird.
Während in der hier dargestellten Ausführungsform die Ausschleuseeinrichtung 101 und die Einschleuseeinrichtung 102 im Wesentlichen an den gegenüberliegenden Enden des Bereichs der Puffereinrichtung angeordnet sind, kann auch vorgesehen sein, dass die Ausschleuseeinrichtung 101 und die Einschleuseeinrichtung 102 näher beieinander liegen bzw. sich der Bereich, in dem die Sammelflächen 150 in der hier dargestellten Anordnung von links nach rechts transportiert werden, deutlich über die Ausschleuseeinrichtung und die Einschleuseeinrichtung 102, insbesondere im Bild rechts über die Einschleuseeinrichtung 102 hinaus erstreckt. In diesem Bereich kann dann (falls notwendig) in einigen Ausführungsformen eine Wartungseinrichtung angeordnet sein. Wird beispielsweise festgestellt, dass einzelne Behälter auf einer bestimmten Sammelfläche umgestürzt sind oder sich verkantet haben, so kann diese Wartungseinrichtung genutzt werden, um die Behälter wieder korrekt aufzurichten. Das unbeabsichtigte Umkippen oder Verkanten von Behältern kann mit Hilfe geeigneter optischer Sensoren, wie einer Kamera, und geeigneter Bilderkennungssoftware festgestellt werden. Abhängig von einer solchen Feststellung kann dann die Sammelfläche anstelle zur Einschleuseeinrichtung 102 zur Wartungseinrichtung bewegt werden. In dieser können beispielsweise Greifer angeordnet sein, die ausgebildet sind, von oberhalb der Sammelfläche aus einzelne Behälter zu greifen und aufzurichten. Bevorzugt werden so alle nicht korrekt positionierten Behälter wieder aufgestellt! richtig positioniert oder aus der Sammelfläche entfernt. Anschließend kann die Sammelfläche von der Wartungseinrichtung zur Einschleuseeinrichtung 102 verfahren werden, um die Behälter mittels der Einschleuseeinrichtung der zweiten Transporteinrichtung zuzuführen.
Beispielsweise kann, wie in der 3b, die Ausschleuseeinrichtung 101 aus einem Einfachmanipulator 354 und einem Auslaufband 356 bestehen oder solche umfassen. Der Einfachmanipulator ist bevorzugt ausgebildet, genau eine Reihe von Behältern (umfassend beispielsweise 10, 20, 30 oder eine andere Anzahl hintereinander in einer Reihe angeordneter Behälter) aufzunehmen. Auf dem Auslaufband 356 kommen die Behälter 130 in Pulks oder in Reihe, welche von einer geeigneten Vorrichtung, die sich vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet, auf Teilung gebracht werden können, an. Bei einer solchen Vorrichtung kann es sich um eine Riemenstation handeln. Sie kann beispielsweise Teil der ersten Transporteinrichtung sein oder noch stromauf dieser angeordnet sein.
Die Behälter 130 kommen in einer Ausführungsform auf dem Auslaufband 356 an und werden vom Auslaufband 356 mittels dem Einfachmanipulator 354 der Ausschleuseeinrichtung auf die Sammelfläche 150 verschoben. Der Einfachmanipulator 354 schiebt bevorzugt die Behälter 130 auf die Sammelfläche 150 mittels des dargestellten U-förmigen Greifers 358. Die Sammelfläche 150 kann in dieser Ausführungsform dann über die Langstatorschiene 360 verschoben werden. Dabei können die Sammelflächen 150 über die Elemente 362, welche als Magnete oder Elektromagnete ausgebildet sein können, bevorzugt unabhängig voneinander angesteuert werden. Somit wird über die Steuerung des Stromflusses entweder durch die Langstatorschiene 360 und/oder durch die Elektromagnete 362 die Steuerung der Bewegung der einzelnen Sammelflächen 150 unabhängig von der Bewegung der übrigen Sammelflächen ermöglicht. Die Sammelflächen 150, welche mit Behältern 130 beladen wurden, werden in Richtung 370 auf der Langstatorschiene 360 bewegt. Durch gezielte Ansteuerung der Elektromagnete 362 in Verbindung mit den oben beschriebenen Sensoren können nun die Sammelflächen 150 dicht aufeinander fahren und so mehrere Behälterreihen puffern oder, je nach Bedarf, die einzelnen Sammelflächen 150 zusammenfahren und mehrere Sammelflächen 150 gleichzeitig transportieren. Am Ende der Pufferfläche bzw. der Langstatorschiene 360 befindet sich die Einschleuseeinrichtung, die in dieser Ausführungsform bevorzugt einen Mehrfachmanipulator 372 umfasst, der analog zum bereits beschriebenen Einfachmanipulator (beispielsweise mit U-Greifern) ausgebildet sein kann, jedoch wenigstens zwei Reihen von Behältern gleichzeitig greifen und manipulieren (insbesondere verschieben) kann. Dieser kann dann mehrere Behälterreihen 130 von den Sammelflächen 150 beispielsweise mittels des dargestellten Mehrfachgreifers 374 auf eine Einlaufband 376 überschieben. Vom Einlaufband 376 können die Behälterreihen in Gassen geführt bzw. weitergefördert werden, beispielsweise in der bereits beschriebenen zweiten Transporteinrichtung.
In der 3c ist eine Ausführungsform der Langstatorschiene 360 dargestellt. Ebenfalls sind die Magnetelement 362 gemäß einer Ausführungsform dargestellt, mit denen jede Sammelfläche 150 über die Langstatorschiene 360 beweglich angesteuert werden kann.
In 3d sind die Sammelflächen 150 geometrisch zweiteilig ausgelegt, sodass sie eine (bevorzugt variable) Breite aufweisen können. Die Sammelflächen 150 können durch eine zweiteilige, rechenartige Geometrie 364 ineinander verschoben werden, damit die Breite der Sammelfläche 150 einer Behälterbreite entspricht. Bei größeren Behältern kann dann die rechenartige Ausgestaltung der Sammelfläche 150 zueinander einen größeren Abstand aufweisen, um größere Behälter aufzunehmen, verglichen mit Behältern mit kleinerem Durchmesser bzw. kleinerer Breite. Diese Ausführung kann auch mit den bereits beschriebenen Trennelementen kombiniert werden (siehe oben), wobei vor allem äußere Trennelemente vorgesehen sein können, um ein Herunterfallen der Behälter von der Sammelfläche zu verhindern. Jeweils ein Trennelement kann sich über einen Teil oder die gesamte Länge jeweils eines Teils der zweiteiligen, rechenartigen Geometrie erstecken.
Die 3e zeigt eine Sammelfläche 150 von der Seitenansicht. Die Sammelfläche 150 ist wie in der 3d rechenartig ausgestaltet. Somit lässt sich durch die rechenartige Geometrie die Sammelfläche 150 auf verschiedene Behältergrößen anpassen. In dieser Figur sind auch die Elektromagnete 362 zu sehen. Zusätzlich weist die 3e eine Vorrichtung auf, die die Behälter 130 zumindest während einer Bewegung der Sammelfläche (beispielsweise von der Ausschleuseeinrichtung zur Einschleuseeinrichtung) stützen kann. Die Stützvorrichtung 380 weist dazu bevorzugt wenigstens ein Halteelement 378 auf, welches drehbar an der Achse 382 gelagert sein und bei Bedarf nach oben geschwenkt werden kann, um die Behälter 130 zu stützen.
In einer in 4a dargestellten, alternativen Ausführungsform können erneut ein, zwei oder mehrere Schienen, die parallel zueinander verlaufen, vorgesehen sein (hier die Schienen 331 und 332) und die Sammelflächen können über geeignete Elemente 333 auf diesen beweglich gelagert sein, sodass sie bei Vorsehen eines geeigneten Antriebssystems unabhängig voneinander entlang der Schienen 331 und 332 bewegt werden können. Wie bereits in Bezug auf die 3a beschrieben, kann das Antriebssystem durch Langstatoren (Teil der Schienen 331 und 332) und dazugehörige Mover 333 gebildet werden. Aber auch andere Ausführungsformen sind hier denkbar.
Im Gegensatz zur in 3a dargestellten Ausführungsform weisen die Schienen 331 und 332 in 4a keine geschlossene Geometrie auf, sondern sind lediglich langgestreckte Schienen mit einem Anfang und einem Ende. In der hier dargestellten Ausführungsform befindet sich die Ausschleuseeinrichtung 101 an dem einem Ende links im Bild und die Einschleuseeinrichtung 102 an dem anderen Ende rechts im Bild. Alternativ dazu können die Schienen 331 und 332 rechts auch verlängert sein, um hier beispielsweise erneut eine Wartungseinrichtung, wie diese bereits ausführlich mit Verweis auf 3a beschrieben wurde, anzuordnen.
Im Gegensatz zur 3a können die Sammelflächen 150 keine geschlossene Kurve beschreiben, um von der Einschleuseeinrichtung zur Ausschleuseeinrichtung zu gelangen, nachdem sie Behälter der Einschleuseeinrichtung 102 übergeben haben. Um dennoch einen Rücktransport der Sammelflächen 150 in die Ausgangsposition zur erneuten Aufnahme von Behältern aus der Ausschleuseeinrichtung zu ermöglichen, kann eine Hubeinrichtung 334 vorgesehen sein, die die Sammelfläche selbst (insbesondere den Bereich, auf dem Behälter angeordnet werden können) verglichen mit den übrigen Sammelflächen 150 anhebt, wenn eine bestimmte Sammelfläche von der Einschleuseeinrichtung 102 zur Ausschleuseeinrichtung 101 zurückbewegt werden soll (Pfeil nach links). Die Sammelfläche kann dann nach Anheben durch die Hubeinrichtung 334 über die übrigen Sammelflächen, die sich in die entgegengesetzte Richtung von der Ausschleuseeinrichtung zur Einschleuseeinrichtung bewegen, hinwegbewegt werden.
Um eine Kollision der Mover zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Mover bei der Bewegung von der Ausschleuseeinrichtung zur Einschleuseeinrichtung bei nicht angehobener Sammelfläche auf der einen Seite der Schienen 331 und 332 angreifen und bei der entgegengesetzten Bewegung mit angehobener Sammelfläche auf der anderen Seite der Schienen 331 und 332 angreifen. Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Mover bei der Bewegung von rechts nach links an den zueinander weisenden Seiten der Schienen 331 und 332 angreifen, wohingegen sie bei der Bewegung von rechts nach links bei angehobener Sammelfläche entweder auf der in der Darstellung nach oben weisenden Seiten der Schienen 331 und 332 oder auf den voneinander wegweisenden Seiten der Schienen 331 und 332 angreifen. Eine Kollision von Movern von Sammelflächen, die sich von links nach rechts bewegen mit Movern, die sich von rechts nach links mit angehobener Sammelfläche bewegen, kann so vermieden werden.
Bevorzugt kann das Verändern der Angriffsfläche der Mover an den Schienen durch die Betätigung der Hubeinrichtung bewirkt bzw. gesteuert werden, sodass eine Sammelfläche, für die die zugeordnete Hubeinrichtung nicht aktiviert ist, auch bei einer Bewegung von rechts nach links kein Umgreifen der Mover erfährt. So kann sichergestellt werden, dass eine Korrektur der Position der Sammelflächen während des Transports von Behältern zuverlässig erfolgt, ohne dass hierzu ein Aktivieren der Hubeinrichtung erforderlich wäre.
Die Hubeinrichtung selbst kann beispielsweise pneumatische Zylinder oder ähnliche Hubeinrichtungen umfassen. Auch Kniehebel oder andere Ausführungen, die beispielsweise durch einen zugeordneten Servoantrieb betätigt werden können, sind hier denkbar.
In der 4b ist die Hubeinrichtung als separate Einrichtung 344 ausgebildet. Während die Sammelfläche beim Transport von Behältern von der Ausschleuseeinrichtung zur Einschleuseeinrichtung auf den Schienen 341 und 342 mit Hilfe entsprechender Mover 343 entlang laufen (dies kann auch entsprechend den 3a und 4b über einen elektromagnetischen Antrieb erfolgen), werden sie beim Rücktransport nach Übergabe der Behälter an die Einschleuseeinrichtung 102 durch die Hubeinrichtung 344 beispielsweise mit Hilfe der Elemente 345 von den Schienen 341 und 342 angehoben und in diesem angehobenen Zustand wieder in eine Position verbracht, in der sie zur Ausschleuseeinrichtung 101 bewegt werden und Behälter aufnehmen können.
In der 4c ist eine weitere Ausführungsform mit einer weiteren Hubeinrichtung 350, 352, die vertikal zwei Ebenen anfahren kann, dargestellt. In der ersten Ebene verfahren die Sammelflächen 150, 151 von der Ausschleuseeinrichtung 101 über die Schienen 345 und 346 in Richtung der Einschleuseeinrichtung 102. Auf dieser Strecke ist es mit den Sammelflächen 150, 151 und weiteren nicht dargestellten Sammelflächen möglich, Behälter zu puffern, wie dies in den vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben wurde. Die Behälter werden dann von der Sammelfläche 150, 151 an die Einschleuseeinrichtung 102 übergeben. Im Anschluss verfahren die Sammelflächen 150, 151 über die Hubeinrichtung 352 vertikal nach oben in eine zweite Ebene. In dieser zweiten Ebene verfahren die Sammelflächen 150, 151 leer über die Schienen 347 und 348 zurück in Richtung Ausschleuseeinrichtung 101. Bevor diese jedoch angefahren werden kann, muss erst mittels der Hubeinrichtung 350 die Sammelfläche 150, 151 wieder auf die Ebene der Ausschleuseeinrichtung befördert werden. Die erste Ebene kann entweder unter der zweiten oder über der zweiten Ebene verlaufen. Es wäre auch denkbar, dass statt Hubeinrichtungen die Sammelflächen neben einer parallelen Spur zurückfahren können. Dies würde eine Hubeinrichtung erübrigen. Diese Ausführungsform ist zeichnerisch nicht dargestellt.
Auch in dieser Ausführungsform kann erneut beispielsweise rechts neben der Einschleuseeinrichtung eine Verlängerung der Schienen 341 und 342 erfolgen und in dem sich dann anschließenden Bereich eine Wartungseinrichtung entsprechend der 3a oder 4b angeordnet sein.
Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen eine automatische Bewegung der Sammelflächen von der Einschleuseeinrichtung 102 zurück zur Ausschleuseeinrichtung 101 betrafen, ist auch denkbar, dass die Rückführung der Sammelflächen manuell erfolgt, da in diesem Bereich einer Behälterbehandlungsmaschine die auftretenden Geschwindigkeiten und Kräfte vergleichsweise gering sind und somit nur ein geringes Verletzungsrisiko für einen Bediener besteht. Zusätzlich kann ein Ablagebereich für zur Ausschleuseeinrichtung 101 zurückzuführende Sammelflächen vorgesehen sein, in der Sammelflächen, die Behälter der Einschleuseeinrichtung 102 übergeben haben, automatisch gestapelt werden, um von einem Bediener manuell wieder zum Anfang des Pufferbereichs zurückgebracht zu werden. Auch hier kann ein Aufnahmebereich vorgesehen sein, aus dem dann automatisch, beispielsweise durch geeignete Greifelemente oder eine zur Hubeinrichtung 344 analoge Vorrichtung, ein Anheben der Sammelflächen und Verbringen der Sammelflächen in einen Bereich auf den Schienen bzw. im Pufferbereich bewirkt wird.

Claims

Puffereinrichtung (100) zum Zwischenspeichern von Behältern (130), wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie, mit einer Ausschleuseeinrichtung (101), mehreren in einem Pufferbereich bewegbar angeordneten Sammelflächen (150, 151) und einer Einschleuseeinrichtung (102), wobei die Ausschleuseeinrichtung eine Anzahl Behälter von einer ersten Transporteinrichtung (114) einer der Sammelflächen (150) zuführen kann und wobei die Einschleuseeinrichtung (102) eine Anzahl von Behältern von einer Sammelfläche (151) an eine zweite Transporteinrichtung (124) übergeben kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelflächen (150, 151) wenigstens zwischen der Ausschleuseeinrichtung (101) und der Einschleuseeinrichtung (102) in dem Pufferbereich (140) unabhängig voneinander bewegbar angeordnet sind.
Puffereinrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Sammelfläche (150) eine Gleitfläche oder ein Transportband umfasst, auf denen Behälter angeordnet werden können.
Puffereinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausschleuseeinrichtung (101) eine erste Überschubeinrichtung umfasst, um Behälter von der ersten Transporteinrichtung (114) der Sammelfläche (150) zuzuführen und/oder wobei die Einschleuseeinrichtung (102) eine zweite Überschubeinrichtung umfasst, um Behälter von der Sammelfläche (151) an die zweite Transporteinrichtung (124) zu übergeben.
Puffereinrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die erste Überschubeinrichtung einen ersten Manipulator (113) umfasst, der Behälter von der ersten Transporteinrichtung (114) in einen ersten Vorhaltebereich (112) überführen kann, und einen zweiten Manipulator (111) umfasst, der Behälter aus dem ersten Vorhaltebereich (112) an eine Sammelfläche (150) überführen kann, und/oder wobei die zweite Überschubeinrichtung einen dritten Manipulator (121) umfasst, der Behälter von einer Sammelfläche in einen zweiten Vorhaltebereich (122) überführen kann, und einen vierten Manipulator (123) umfasst, der Behälter von dem zweiten Vorhaltebereich an die zweite Transporteinrichtung (124) überführen kann.
Puffereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Sammelfläche (150) eine oder mehrere voneinander abgegrenzte Gassen (251, 252, 253) zum Aufnehmen mehrerer Reihen von Behältern umfasst.
Puffereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Antriebssystem vorgesehen ist, mit dem jede Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen (150, 151) im Pufferbereich (140) bewegt werden kann.
Puffereinrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei die Sammelfläche (150) und ein Langstator (321, 322) zusammen das Antriebssystem bilden.
Puffereinrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei der Langstator (321, 322) eine geschlossene Geometrie aufweist; oder wobei der Langstator eine offene Geometrie aufweist und jeder Sammelfläche eine Hubeinrichtung (334, 344, 345) zum Anheben der Sammelfläche zugeordnet ist.
Puffereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Sammelfläche (150, 151) eine autonome Steuereinheit zur Steuerung der Bewegung der Sammelfläche zugeordnet ist oder die Sammelfläche eine solche Steuereinheit umfasst.
Verfahren zum Zwischenspeichern von Behältern mit einer Puffereinrichtung (100), die eine Ausschleuseeinrichtung (101), mehrere voneinander unabhängig in einem Pufferbereich (140) bewegbar angeordnete Sammelflächen (150, 151) und eine Einschleuseeinrichtung (102), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Übernehmen einer Anzahl von Behältern aus einer ersten Transporteinrichtung (114) mit der Ausschleuseeinrichtung (101); Zuführen der Behälter durch die Ausschleuseeinrichtung (101) an eine Sammelfläche (150); Bewegen der Sammelfläche innerhalb des Pufferbereichs (140) und Zwischenspeichern der Behälter in dem Pufferbereich, wobei die Sammelfläche unabhängig von den übrigen Sammelflächen von der Ausschleuseeinrichtung (101) zur Einschleuseeinrichtung (102) bewegt wird; Zuführen der Behälter von der Sammelfläche (151) an die Einschleuseeinrichtung (102) ; Übergeben der Behälter an eine zweite Transporteinrichtung (124) durch die Einschleuseeinrichtung (102).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Sammelfläche (150, 151) mittels eines Antriebssystems zwischen der Ausschleuseeinrichtung (101) und der Einschleuseeinrichtung (102) autonom und unabhängig von anderen Sammelflächen bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Ausschleuseeinrichtung (101) mehrmals Behälter mittels eines ersten Manipulators (113) von der ersten Transporteinrichtung (114) in einen ersten Vorhaltebereich (112) überführt und anschließend alle Behälter aus dem Vorhaltebereich (112) mittels eines zweiten Manipulators (111) an die Sammelfläche (150) übergibt; und/oder wobei die Einschleuseeinrichtung (102) mittels eines dritten Manipulators (121) alle Behälter von der Sammelfläche (151) an einen zweiten Vorhaltebereich (122) überführt und anschließend mehrmals Behälter von dem zweiten Vorhaltebereich mittels eines vierten Manipulators (123) in die zweite Transporteinrichtung (124) überführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Sammelfläche als Gleitfläche ausgebildet ist und der Gleitreibungskoeffizient der Behälter auf der Gleitfläche niedriger als 0,5 oder niedriger ist als 0,2.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Sammelfläche als Transportband ausgebildet ist oder ein solches umfasst und Behälter auf dem Transportband zumindest zeitweise mit einer Geschwindigkeit transportiert werden, die gleich der Geschwindigkeit ist, mit der die Behälter der Sammelfläche von der Ausschleuseeinrichtung (101) überführt werden und/oder mit der sie von der Einschleuseeinrichtung (102) aus der Sammelfläche entnommen werden.