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Die Erfindung betrifft eine Behältertransportvorrichtung zum hängenden Transport von Behältern mittels Greifelementen.
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Bei Behältertransportvorrichtungen kann es vorkommen, dass, beispielsweise aufgrund von Lücken im einlaufenden Behälterstrom, nicht jedes der Greifelemente stets bestückt ist. Das heißt, unter Umständen transportiert ein Greifelement keinen Behälter. Da bei nachfolgenden Prozessschritten erhebliche Probleme auftreten können, wenn solche Leerstellen nicht bekannt sind, wird in bekannten Systemen mit Lichtschranken gearbeitet. Diese sind typischerweise in einem Übergabebereich, wo Behälter von der Behältertransportvorrichtung an eine daran anschließende Maschine übergeben werden, angeordnet. Sie detektieren optisch, ob ein Behälter einläuft oder nicht.
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Diese Art zu erkennen, ob ein Behälter einläuft, ist nicht nur kostenintensiv und wartungsintensiv, sondern auch fehleranfällig. Besonders problematisch ist der Einsatz der Lichtschranke in Bereichen, in denen ein erhöhtes Risiko besteht, dass die Lichtschranke mit Flüssigkeit in Kontakt kommt. Tropfen und Flüssigkeitsrückstände können zu fehlerhafter Erkennung führen. Beispielsweise im Einlauf von Füllmaschinen, die Flüssigkeit in Behälter füllen, tritt dieses Problem verstärkt auf, aber auch in anderen Prozessabschnitten ist die Problematik gegeben.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, zu ermöglichen, dass zuverlässig erkannt wird, ob ein Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Sofern nicht anders spezifiziert, sind die hierin beschriebenen Merkmale stets auf den bestimmungsgemäßen Betrieb und die Anordnung für den bestimmungsgemäßen Betrieb bezogen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Behältertransportvorrichtung einen im bestimmungsgemäßen Betrieb stationär angeordneten Kraftaufnehmer, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass anhand von Messdaten des Kraftaufnehmers bestimmbar ist, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht.
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Der Vorteil einer derartigen Behältertransportvorrichtung besteht darin, dass ein Kraftaufnehmer ein funktionssicheres Bauteil ist, insbesondere auch im Nassbereich. Somit kann zuverlässig erkannt werden, ob ein Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht. Unter Umständen können auch die Bereitstellungskosten reduziert werden, weil Kraftaufnehmer günstig und, insbesondere bei stationärer Anordnung, auch einfach zu installieren sind.
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Dass ein Greifelement einen Behälter transportiert schließt dabei insbesondere auch den Fall ein, in dem ein Behälter bereits im Wirkungsbereich des Greifelements, beispielsweise zwischen den Greifbacken, angeordnet ist, aber noch nicht durch dieses hängend gehalten wird. Insbesondere schließt es auch den Zeitraum ein, in dem das Greifelement sich zum Greifen des Behälters schließt.
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Dass Behälter hängend gehalten werden, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Greifelemente im Bereich der Mündung und/oder des Halses und/oder Körpers des Behälters anliegen, nicht jedoch der Boden abgestützt wird.
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Dass der Kraftaufnehmer derart ausgebildet und angeordnet ist, dass anhand von Messdaten des Kraftaufnehmers bestimmbar ist, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, kann beispielsweise bedeuten, dass die vom Kraftaufnehmer erfassten Werte sich beim Vorhandensein oder Fehlen eines Behälters so voneinander unterscheiden, dass ein Wertebereich definiert werden kann, dem das Vorhandensein oder Fehlen eines Behälters eindeutig zugeordnet werden kann.
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Das Bestimmen kann insbesondere umfassen, dass bestimmt wird, ob vom Kraftaufnehmer erfasste Werte in einem vorgegebenen Wertebereich liegen, dem ein Vorhandensein oder Fehlen eines Behälters zugeordnet ist. Der Wertebereich kann vorgegeben sein in Form eines Intervalls, einer Obergrenze für den Wert, einer Untergrenze für den Wert und/oder in Form eines Wertes zusammen mit einer Toleranz.
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Die Behältervorrichtung kann mindestens ein Greifelement zum Greifen und hängenden Transport eines Behälters umfassen. Das Greifelement kann eine Klammer umfassen, die insbesondere aktiv oder passiv betätigbar sein kann.
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Die Behältertransportvorrichtung kann ein im bestimmungsgemäßen Betrieb stationär angeordnetes Betätigungselement umfassen, wobei der Kraftaufnehmer derart ausgebildet und angeordnet ist, dass im Betrieb eine auf das Betätigungselement wirkende Kraft erfasst wird.
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Insbesondere kann die Behältertransportvorrichtung dabei derart ausgebildet sein, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb das Greifelement an dem Betätigungselement vorbei bewegt wird und dabei mit einer Druckkraft gegen das Betätigungselement drückt, wodurch das Greifelement aktiviert wird, wobei die durch den Kraftaufnehmer erfasste, auf das Betätigungselement wirkende Kraft die Druckkraft umfasst.
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Die Druckkraft hängt dabei davon ab, ob das Greifelement leer ist oder einen Behälter transportiert. Bei geringerer Druckkraft kann darauf geschlossen werden, dass das Greifelement leer ist, also keinen Behälter transportiert.
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Das Greifelement und/oder das Betätigungselement können derart ausgebildet und angeordnet sein, dass das Greifelement durch das Betätigungselement betätigbar oder, mit anderen Worten, aktivierbar ist. Das bedeutet, dass durch Wechselwirkung des Betätigungselements mit dem Greifelement das Greifelement eine Greifbewegung durchführt, beispielsweise zum Greifen eines Behälters geschlossen wird. Beispielsweise kann das an dem Betätigungselement vorbeitransportierte Greifelement gegen das Betätigungselement laufen und durch den so ausgeübten Druck betätigt werden.
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Der Kraftaufnehmer kann an dem oben beschriebenen Betätigungselement befestigt oder integral mit dem Betätigungselement ausgebildet sein.
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Der Kraftaufnehmer kann einen Drucksensor, insbesondere in Form eines Dehnungsmessstreifens oder eines piezoresistiven Sensors, umfassen.
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Die Behältertransportvorrichtung kann eine Auswerteinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Messdaten derart zu verarbeiten, dass bestimmt wird, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht.
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Die Auswerteinrichtung kann dazu über eine Datenverbindung, die insbesondere kabellos oder kabelgebunden sein kann, mit dem Kraftaufnehmer verbunden sein und der Kraftaufnehmer und die Auswerteinrichtung können derart ausgebildet sein, dass die Messdaten und/oder daraus erzeugte Daten über die Datenverbindung von dem Kraftaufnehmer an die Auswerteinrichtung übertragen werden. Alternativ kann die Auswerteinrichtung auch mit dem Kraftaufnehmer integral ausgebildet sein.
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Die Behältertransportvorrichtung kann eine Steuereinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, basierend auf der Bestimmung, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, Steuersignale auszugeben, insbesondere Steuersignale zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von einer oder mehreren Funktionen einer oder mehrerer externer Maschinen, insbesondere einer Füllmaschine, und/oder der Behältertransportvorrichtung.
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Das Ausgeben von Steuersignalen basierend auf der Bestimmung kann umfassen, dass nur dann Steuersignale ausgegebenen werden, wenn bestimmt wird, dass kein Behälter transportiert wird, oder nur dann, wenn bestimmt wird, dass ein Behälter transportiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann es umfassen, dass dann, wenn bestimmt wird, dass kein Behälter transportiert wird, ein anderes Steuersignal ausgegeben wird, als wenn bestimmt wird, dass ein Behälter transportiert wird.
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Die vom Greifelement ausgegebenen Steuersignale werden nachfolgend bevorzugt zur Aktivierung und/oder Deaktivierung von Maschinenfunktionen einer Füllmaschine beschrieben. Grundsätzlich können die Steuersignale aber für mehrere oder andere Behälterbehandlungsmaschinen, die der Behältertransportvorrichtung nachgelagert sind, genutzt werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein System umfassend die Behältertransportvorrichtung und eine Füllmaschine, wobei das System dazu ausgebildet ist, basierend auf der Bestimmung, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, Maschinenfunktionen der Füllmaschine zu aktivieren und/oder deaktivieren.
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Dabei kann die Behältertransportvorrichtung insbesondere in einem Einlauf der Füllmaschine angeordnet sein und insbesondere dazu ausgebildet sein, Behälter an die Füllmaschine zu übergeben. Insbesondere kann die Behältertransportvorrichtung in Form eines Einlaufsterns ausgebildet sein.
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Das Aktivieren einer Maschinenfunktion der Füllmaschine kann beispielsweise umfassen, dass der Füllvorgang an einer oder mehreren Füllstationen der Füllmaschine ausgelöst wird. Das Deaktivieren kann umfassen, dass an einer oder mehreren Füllstationen der Füllvorgang zumindest zeitweise unterbrochen wird.
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Das System kann eine Steuereinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, basierend auf der Bestimmung, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, Steuersignale auszugeben, insbesondere Steuersignale zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von Maschinenfunktionen. Dabei kann die Steuereinrichtung die oben genannte Steuereinrichtung der Behältertransportvorrichtung und/oder Teil einer Steuervorrichtung der Füllmaschine sein.
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Wenn die Behältertransportvorrichtung im Einlauf einer Füllmaschine angeordnet ist, können die Auswerteinheit und/oder die Steuereinheit insbesondere derart ausgebildet sein, dass anhand der Bestimmung, dass das Greifelement keinen Behälter transportiert, bestimmt wird, zu welchem Zeitpunkt an einer bestimmten Füllstation der Füllmaschine kein Behälter vorhanden sein wird. Die Steuereinrichtung kann dann ein Steuersignal ausgeben, das bewirkt, dass zu dem besagten Zeitpunkt kein Füllvorgang ausgelöst wird bzw. der Füllvorgang unterbrochen wird.
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Die Auswerteinrichtung kann weiterhin derart ausgebildet sein, dass anhand der Messdaten eine Überwachung der Behältertransportvorrichtung erfolgt. Insbesondere kann anhand der Messdaten bestimmt werden, ob das Greifelement beschädigt ist oder fehlt und/oder ob das Greifelement die Greiffunktion korrekt ausführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteinrichtung weiterhin derart ausgebildet sein, dass anhand der Messdaten bestimmt wird, ob die richtigen Behälter verarbeitet werden. Verschiedene Behältertypen unterscheiden sich oft in ihrer Masse und/oder Form. Dies wirkt sich auch auf die Kraft auf, die der Kraftaufnehmer erfassen wird. Ähnlich wie beim Fehlen eines Behälters kann daher gegebenenfalls aus den Messwerten geschlossen werden, ob es sich um den richtigen Behälter handelt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum hängenden Transport von Behältern mittels Greifelementen, insbesondere unter Verwendung einer der oben beschriebenen Behältertransportvorrichtungen, wobei anhand von Messdaten eines stationär angeordneten Kraftaufnehmers bestimmt wird, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht.
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Das Verfahren kann insbesondere umfassen, dass mit dem Kraftaufnehmer eine auf das Betätigungselement wirkende Kraft erfasst wird.
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Das Verfahren kann umfassen, dass das Greifelement an dem Betätigungselement vorbei bewegt wird und dabei mit einer Druckkraft gegen das Betätigungselement drückt, wodurch das Greifelement aktiviert wird, wobei die durch den Kraftaufnehmer erfasste, auf das Betätigungselement wirkende Kraft die Druckkraft umfasst.
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Der Kraftaufnehmer kann am Betätigungselement befestigt sein oder integral mit dem Betätigungselement ausgebildet sein. Der Kraftaufnehmer kann einen Drucksensor, insbesondere in Form eines Dehnungsmessstreifens oder eines piezoresistiven Sensors, umfassen.
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Das Verfahren kann umfassen, dass basierend auf der Bestimmung, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, Steuersignale ausgegeben werden, insbesondere Steuersignale zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von einer oder mehreren Funktionen einer oder mehrerer externer Maschinen, insbesondere einer Füllmaschine, und/oder der Behältertransportvorrichtung. Dazu sei beispielhaft auf die obige Erläuterung im Kontext der Vorrichtung verwiesen.
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Das Verfahren kann weiterhin umfassen, dass anhand der Messdaten eine Überwachung der Behältertransportvorrichtung erfolgt. Insbesondere kann anhand der Messdaten bestimmt werden, ob das Greifelement beschädigt ist oder fehlt und/oder ob das Greifelement die Greiffunktion korrekt austransportiert. Alternativ oder zusätzlich kann anhand der Messdaten bestimmt werden, ob die richtigen Behälter verarbeitet werden.
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Das Verfahren kann insbesondere mittels einer der oben beschriebenen Behältertransportvorrichtungen bzw. eines der oben beschriebenen Systeme durchgeführt werden.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der oben beschriebenen Behältertransportvorrichtungen bzw. Systeme zur Bestimmung, ob ein Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht, insbesondere die Verwendung für eines der oben beschriebenen Verfahren.
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Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Vorteile sind analog auch für das Verfahren und die Verwendung anwendbar.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische, nicht-maßstabsgetreue Darstellung einer Behältertransportvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2A und 2B schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellungen eines Systems umfassend eine Behältertransportvorrichtung,
- 3 eine schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellung einer Behältertransportvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine schematische, nicht-maßstabsgetreue Draufsicht auf eine Behältertransportvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform umfassend mehrere Greifelemente 2 zum Greifen von Behältern 3, beispielsweise Flaschen. Weiterhin ist ein Kraftaufnehmer 4 der Behältertransportvorrichtung gezeigt. Die Behältervorrichtung umfasst zudem ein stationär angeordnetes Betätigungselement 5. Der Kraftaufnehmer ist mit einer Auswerteinrichtung 6 über eine erste Datenverbindung 7 verbunden. Alternativ können Kraftaufnehmer und Auswerteinrichtung integral ausgebildet sein. Weiterhin ist in der Figur eine Steuereinrichtung 8 dargestellt, die mit der Auswerteinrichtung über eine zweite Datenverbindung 9 verbunden ist. Alternativ können die Auswerteinrichtung und die Steuereinrichtung auch integral ausgebildet sein.
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Beispielhaft ist hier eine Behältertransportvorrichtung gezeigt, bei der die Greifelemente umfänglich um eine im Betrieb vertikal angeordnete Drehachse 10 angeordnet sind. Die Behältertransportvorrichtung ist dann derart ausgebildet, dass im Betrieb die Greifelemente um die Drehachse umlaufen, beispielsweise unter Verwendung von Antrieben (hier nicht gezeigt). Die Behältertransportvorrichtung kann aber auch anderweitig ausgebildet sein.
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Die hier schematisch dargestellten Greifelemente können Klammern umfassen, die im Betrieb beispielsweise umfänglich an Behältern angreifen. Die Greifelemente weisen einen Aktivierungsbereich 2a auf, der die Klammern aktiviert, wenn eine Druckkraft auf ihn wirkt. Das heißt, Anlegen einer Druckkraft an den Aktivierungsbereich kann das Öffnen der Klammern bewirken.
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Das Betätigungselement ist derart ausgebildet und angeordnet, dass es im Betrieb die entsprechende Druckkraft auf den Aktivierungsbereich ausübt. Das Betätigungselement ist stationär angeordnet und übt die Druckkraft auf den Aktivierungsbereich aus, wenn das Greifelement daran vorbei transportiert wird.
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Im vorliegenden Beispiel ist der Kraftaufnehmer am Betätigungselement befestigt. Er kann jedoch alternativ auch damit integral ausgebildet sein. Der Kraftaufnehmer kann ein Piezoelement oder ein Dehnungsmessstreifen umfassen. Auch andere Arten von Kraftaufnehmern sind denkbar. Der Kraftaufnehmer kann alternativ auch separat vom Betätigungselement vorgesehen sein, insbesondere auch an einer anderen Position im Transportweg der Greifelemente.
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Der Kraftaufnehmer ist hier derart ausgebildet, dass er die auf ihn wirkende Kraft beim Vorbeitransport des Greifelements erfasst und die erfassten Werte über die erste Datenverbindung an die Auswerteinrichtung überträgt. Diese ist dazu ausgebildet, anhand der Werte zu bestimmen, ob das jeweilige Greifelement einen Behälter transportiert, und das Ergebnis über die zweite Datenverbindung an die Steuereinrichtung zu übertragen. Die Steuereinrichtung ist wiederum dazu ausgebildet, Steuersignale basierend auf dem Ergebnis auszugeben, beispielsweise um Funktionen der Behältertransportvorrichtung selbst oder von andere Maschinen zu steuern. Eine anderweitige Verwertung der erfassten Werte ist jedoch ebenso denkbar. Die Steuereinrichtung ist optional vorgesehen.
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Auf einem Speichermedium, das Teil der Behältertransportvorrichtung, insbesondere der Auswerteinrichtung, sein kann oder separat davon vorliegen kann, kann ein Wertebereich hinterlegt sein, dem zugeordnet ist, dass ein Behälter transportiert wird oder nicht transportiert wird. Die Auswerteinrichtung kann dann dazu ausgebildet sein, die gemessenen Werte mit dem Wertebereich zu vergleichen und anhand dessen zu bestimmen, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht.
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2A und 2B zeigt beispielhaft ein System 11 mit einer Behältertransportvorrichtung, die beispielsweise wie die in 1 gezeigte Behältertransportvorrichtung ausgebildet sein kann. Das System umfasst weiterhin eine externe Maschine 12, hier eine Füllmaschine, mit Füllstationen 13.
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Die Behältertransportvorrichtung ist hier beispielhaft im Einlauf der Füllmaschine angeordnet. Die Transportrichtung der Behälter im bestimmungsgemäßen Betrieb ist mit dem Pfeil 14 angedeutet. Es versteht sich, dass auch andere Arten von Maschinen anstelle von oder zusätzlich zu der Füllmaschine Teil des Systems sein können und insbesondere an die Behältertransportvorrichtung angrenzen können. Beispielhaft zeigen die 2A und 2B auch einen Auslaufstern 17, der optional im Auslauf der Füllmaschine vorgesehen sein kann.
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In 2A ist eine erste Leerstelle 15 in der Behältertransportvorrichtung gezeigt, sprich ein Greifelement, das keinen Behälter transportiert. In 2B ist das System zu einem späteren Zeitpunkt gezeigt, zu dem eine zweite Leerstelle 16 in der Füllmaschine vorliegt, sprich, an einer Füllstation kein Behälter angeordnet ist, wobei die Leerstelle in der Füllmaschine die Konsequenz des fehlenden Behälters in der Behältertransportvorrichtung, also der ersten Leerstelle, ist.
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Die erfindungsgemäße Behältertransportvorrichtung ermöglich, vorherzusagen, wann und wo eine Leerstelle auftritt, indem die Leerstellen im Einlauf erkannt werden. Die Bedeutung der Leerstellen wird unten im Rahmen des Verfahrens wieder aufgegriffen.
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3 zeigt eine Draufsicht auf eine Behältertransportvorrichtung 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform, die im Prinzip wie die Behältertransportvorrichtung in 1 ausgebildet ist. Hier ist jedoch ein Kraftaufnehmer gezeigt, der separat von der Betätigungseinrichtung angeordnet ist, nämlich in Transportrichtung hinter der Betätigungseinrichtung. Außerdem sind hier der Kraftaufnehmer, die Steuereinrichtung und die Auswerteinrichtung beispielhaft integral ausgebildet, hier in Form des Elements 18 dargestellt. Es versteht sich, dass die in 3 gezeigte Behältertransportvorrichtung als die Behältertransportvorrichtung in einem System, wie im Kontext von 2A und 2B erläutert, verwendet werden kann.
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Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben, das beispielsweise mittels der im Kontext von 1 oder 3 erläuterten Behältertransportvorrichtung und/oder dem im Kontext von 2A und 2B beschriebenen System, einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines anderen erfindungsgemäßen Systems, oder mit einer geeigneten anderen Vorrichtung bzw. einem geeigneten anderen System durchgeführt werden kann.
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Zum besseren Verständnis wird das Verfahren im Folgenden jedoch anhand der Behältertransportvorrichtung von 1 und dem System der 2A und 2B beschrieben.
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Das Verfahren umfasst, dass die Greifelemente um die Drehachse umlaufen, beispielsweise angetrieben durch einen Motor. Dort, wo das Greifelement an dem Betätigungselement vorbei bewegt wird, aktiviert das Betätigungselement über den Aktivierungsbereich das Greifelement, welches daraufhin eine Greifbewegung durchführt. Sofern ein Behälter zwischen den Greifbacken der Klammer transportiert wird, wird der Behälter dadurch gegriffen.
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Der am Betätigungselement angeordnete Kraftaufnehmer erfasst die Kraft, die auf den Kraftaufnehmer wirkt, wenn das Greifelement mit dem Betätigungselement wechselwirkt. Die so erfassten Daten werden ausgewertet, um zu bestimmen, ob das Greifelement einen Behälter transportiert oder nicht. Dazu kann beispielsweise ein Vergleich der gemessenen Werte mit einem vorgegebenen Wertebereich durchgeführt werden, dem zugeordnet ist, dass ein Behälter transportiert wird oder nicht, wenn der gemessen Wert innerhalb oder außerhalb dieses Bereichs liegt.
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Das Ergebnis, also ob ein Behälter transportiert wird oder nicht, kann optional an eine Steuereinrichtung kommuniziert werden, die wiederum basierend auf dem Ergebnis Steuersignale ausgeben kann. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung Steuersignale ausgeben und so eine oder mehrere Funktionen einer oder mehrerer anderer Maschinen, beispielsweise der Füllmaschine, steuern.
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Insbesondere kann beim Erkennen einer Leerstelle im Einlauf einer Füllmaschine mittels des oben beschriebenen Verfahrens die Füllfunktion der Füllmaschine für eine Füllstation und in einem vorgegebenen Zeitintervall deaktiviert werden, nämlich den Zeitraum, in dem aufgrund der vorangegangenen Leerstelle im Einlauf kein Behälter an der jeweiligen Füllstation vorhanden ist, wie beispielsweise in 2A und 2B gezeigt ist. Es versteht sich, dass diese Schritte rein beispielhaft sind und verschiedene andere Schritte zusätzlich oder alternativ durchgeführt werden können.
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Es versteht sich, dass allgemein die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
