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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausleiten von Behältnissen aus Behältnisströmen. Im Bereich der getränkeherstellenden Industrie ist es seit langem bekannt, dass fehlerhafte oder nicht einer bestimmten Vorgabe entsprechende Behältnisse aus einem Behältnisstrom ausgesondert werden. Zu diesem Zweck werden im Stand der Technik Ausleitsysteme eingesetzt. So sind beispielsweise in der Behälterabfüllindustrie Ausleitsysteme bekannt, bei denen ein einreihiger Behältnisstrom mit vorgegebenen Geschwindigkeiten bewegt wird.
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Dabei ist es auch bekannt, dass die Behältnisse zueinander in der Transportrichtung einen vorgegebenen Abstand aufweisen, d. h. nicht einander kontaktierend gefördert werden. Bei den Behältnissen handelt es sich bevorzugt um Glasflaschen, Kunststoffflaschen oder auch Getränkedosen. Daneben kann es sich bei den Behältnissen auch um Behältnisse wie sogenannte Tetrapacks und dergleichen handeln.
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Insbesondere handelt es sich bei den Behältnissen um Behältnisse, welche beispielsweise Wasser, Bier, Softdrinks, Limonaden und dergleichen oder auch alkoholische Getränke enthalten. Üblicherweise erfolgt der Transport stehend auf Transportbändern, beispielsweise mittels Gliederketten aus Metall oder Kunststoff. Auch ist es aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin bekannt, Behältnisse, die synchron zur einem Transporteur bewegt werden, von diesem auszuleiten.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch unterschiedliche Ausleitsysteme bekannt.
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So sind beispielsweise Pusher (Ausstosseinrichtungen) bekannt, welche Behältnisse durch seitliche Stöße aus dem Transportpfad ausstoßen. Diese weisen üblicherweise eine schnelle Querbeschleunigung auf und sind kostengünstig. Andererseits sind derartige Systeme für eine stehende Ausleitung nur bedingt geeignet und sie benötigen darüber hinaus ein breites Ausleitband, welches bezüglich dem Transportband die mehrfache Breite aufweist (welches in der Art eines Bahnhofs fungiert).
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Daneben sind aus dem Stand der Technik lineare Ausleitweichen bekannt. Diese erlauben ein langsames Ausleiten mittels mitlaufenden Segmenten. Auf diese Weise ist eine stehende Ausleitung ermöglicht. Der Nachteil dieser Systeme ist jedoch, dass diese sowohl teuer als auch wartungsintensiv sind.
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Bekannt ist weiterhin eine segmentweise Ausleitkurve. Dabei werden Kurvensegmente vor einem auszuleitenden Behältnis aufgebaut und dahinter wieder abgebaut. Derartige Systeme benötigen je nach Segmentlänge einen relativ hohen Behälterabstand, damit die Segmente keine Nachbarbehältnisse berühren können. Für eine stehende Ausleitung kann auch ein Kompromiss aus diesen beiden genannten Techniken verwendet werden.
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In vielen Fällen wollen Getränkeabfüller eine stehende Ausleitung mit einer hohen Sicherheit von beispielsweise mehr als 99 % oder mehr aller ausgeleiteten Behältnissen gewährleistet haben. Zum einen, um reibungslose Abläufe und damit geringe Stillstandszeiten und manuelle Eingriffe zu erreichen, zum anderen sollen kontaminierte oder gefüllte und fälschlicherweise nicht verschlossene Behältnisse beim Umfallen die Anlage nicht verunreinigen. Die sichere stehende Ausleitung können die genannten Ausleitsysteme nur unzureichend oder mit sehr hohem Aufwand erreichen.
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Herausfordernd sind hierfür aufgrund der Neigung zum Umfallen bei der Beschleunigung vor allem Behältnisse mit ungünstigem, also geringem Kippwinkel. Der Kippwinkel ist die Verkippung der Behälterachse gegenüber einer senkrechten Richtung, bei welcher der Behältnisschwerpunkt genau über der effektiven Begrenzung der Standfläche steht. Ungünstig sind beispielsweise dünne und hohe Behältnisse oder Behältnisse mit eingezogener Standfläche oder Behältnisböden mit wenigen Aufsatzpunkten wie zum Beispiel Petaloidböden.
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Weiterhin sind auch sehr leichte Behältnisse wie leere Einweg PET - Flaschen problematisch. Daneben sind auch Behältnisse mit unterschiedlichem Füllgrad, und damit unterschiedlicher Höhe des Schwerpunkts problematisch, wie sie beispielsweise bei der Ausleitung von Behältnissen mit falschem Füllgrad vorkommen.
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Weiterhin sind schiefe Behältnisse problematisch, d. h. Behältnisse, die aufgrund von Fertigungstoleranzen keinen exakten rechten Winkel zwischen Bodenstandfläche und Behältnisachse aufweisen. Daneben kann es sich um Behältnisse handeln, die bewusst schief ausgebildet sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sichere Ausleitung auch insbesondere der oben beschriebenen problematischen Behältnisse zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Patentansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Behältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Ausleiteinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, einzelne Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschleusen. Dabei weist die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung zum Kontaktieren einzelner Behältnisse auf (insbesondere um diese auszuleiten).
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Erfindungsgemäß weist die Ausleiteinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Richtungen auf, wobei die Antriebsvorrichtung wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung aufweist.
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Bevorzugt ist die Ausleiteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Behältnisse während deren Transport d.h. während deren Transportbewegung entlang des Transportpfads auszuleiten.
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Bei den beiden senkrecht zueinander stehenden Richtungen kann es sich beispielsweise um zwei in der Transportebene liegende Richtungen handeln. Es wäre jedoch auch möglich, dass einer der Richtungen in der Transportebene verläuft und/oder parallel zu der Transportrichtung verläuft und die andere senkrecht hierzu (beispielsweise bei einem Anheben der Behältnisse.
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Bevorzugt kann die Kontaktiereinrichtung in drei zueinander senkrecht stehenden Richtungen bewegt werden und/oder (innerhalb eines bestimmten Aktionsradius) frei im Raum.
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Es wird daher die Verwendung einer Antriebseinrichtung und insbesondere einer roboterartigen Antriebseinrichtung vorgeschlagen, welche zum Ausleiten der Behältnisse aus deren Transportpfad dient. Der Vorteil einer derartigen Antriebseinrichtung besteht darin, dass diese auf den Bewegungsablauf der Behältnisse anpassbar ist und auch Bewegungen mit vergleichsweise geringen Beschleunigungen erzeugen kann.
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Vorteilhaft handelt es sich bei den Behältnissen um Flaschen, welche beispielsweise aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein können. Daneben kommt auch eine Ausleitung von Kunststoffvorformlingen in Betracht. Weiterhin kann es sich bei den Behältnissen auch etwa um Dosen handeln.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Transportvorrichtung um einen Dreiachsroboter (auch als Tripod bezeichnet).
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Bevorzugt transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse mit Transportgeschwindigkeiten, die größer sind als 0,1 m/s, bevorzugt größer als 0,15 m/s, bevorzugt größer als 0,2 m/s und bevorzugt größer als 0,25 m/s.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse mit Geschwindigkeiten, die geringer sind als 4 m/s bevorzugt geringer als 3,5 m/s, bevorzugt geringer als 3 m/s und besonders bevorzugt geringer als 2,5 m/s.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse in aufrechtstehender Position und/oder in einer geraden und/oder vertikalen Ausrichtung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens zwei und allgemein mehrere Ausleitvorrichtungen auf. Diese können dabei entlang des Transportpfads hintereinander angeordnet sein, sodass ein noch schnelleres Ausleiten von Behältnissen erreicht werden kann. Bevorzugt ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche ein Ausleiten von Behältnissen bewirkt. Diese Steuerungseinrichtung kann dabei insbesondere eine oder auch mehrere Ausleitvorrichtungen steuern.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kontaktiereinrichtung sowohl in Richtung des Transportpfades und/oder in der Transporteinrichtung bewegt werden, als auch quer zu der Transportrichtung, um eine möglichst günstige Ausleitung einzelner Behältnisse zu erreichen. Bevorzugt handelt es daher bei einer der beiden Richtungen, in welche die Kontaktiereinrichtung bewegbar ist, um die Transportrichtung der Behältnisse und bei der anderen der beiden Richtungen um eine hierzu senkrecht stehende Richtung, die jedoch bevorzugt in einer Transportebene der Behältnisse liegt.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung auch in der Lage, die Behältnisse entlang ihrer Längsrichtung zu bewegen, d. h. beispielsweise anzuheben oder abzusenken.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung ein sogenannter Delta-Roboter. Ein Delta-Roboter ist eine Art eines Parallelroboters, der drei Arme aufweist, die mit einem (vorteilhaft gemeinsamen) Gelenk an seiner Basis verbunden sind. Derartige Delta-Roboter erlauben eine Bewegung insbesondere leichter und kleiner Objekte mit sehr hohen Geschwindigkeiten.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Inspektionseinrichtung zum Inspizieren der Behältnisse auf. Bevorzugt ist diese Inspektionseinrichtung in der Transportrichtung der Behältnisse stromaufwärts bezüglich der Ausleitvorrichtung angeordnet.
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Besonders bevorzugt wird die Ausleitvorrichtung auch in Abhängigkeit von der Inspektionseinrichtung und/oder in Abhängigkeit von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Messwerten gesteuert. So kann beispielsweise ein als fehlerhaft erkanntes Behältnis von der Ausleitvorrichtung aus dem Transportpfad ausgeleitet werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Inspektionseinrichtung um eine optische Inspektionseinrichtung und insbesondere eine Inspektionseinrichtung, welche ortsaufgelöste Bilder der Behältnisse aufnimmt.
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Besonders bevorzugt ist der Ausleitpfad, auf dem die Behältnisse ausgeleitet werden, in vorbestimmter Weise ausgelegt. Auf diese Weise wird eine schonende Ausleitung ermöglicht. Dabei erlaubt die Ausleitvorrichtung eine sehr genaue Vorgabe des Ausleitvorgangs. Auch ist dieser Ausleitvorgang an Parameter anpassbar, wie insbesondere eine (momentane) Transportgeschwindigkeit.
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Weiterhin ist auch eine Ausleitung während einer beschleunigten Bewegung der Behältnisse möglich. Bevorzugt werden die Behältnisse in einer stehenden Position ausgeleitet. Dies kann beispielsweise hilfreich sein, wenn es sich bei den Behältnissen um schon befüllte aber noch nicht oder nicht ordnungsgemäß verschlossene Behältnisse handelt.
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Besonders bevorzugt ist die Ausleiteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, Behältnisse auszuleiten, welche Gewichte aufweisen, die beispielsweise von 100 g oder mehreren 100 g bis hin zu 1 bis 3 kg reichen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine der Antriebseinrichtungen und sind bevorzugt mehrere dieser Antriebseinrichtungen und besonders bevorzugt alle dieser Antriebseinrichtungen rotatorische Antriebseinrichtungen. Bevorzugt weisen diese Antriebseinrichtungen bevorzugt weiterhin Planetengetriebe auf. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtungen ergeben sich bevorzugt lineare Bewegungen der Kontaktiereinrichtung.
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Besonders bevorzugt ist wenigstens eine der Antriebseinrichtungen und bevorzugt mehrere und bevorzugt alle Antriebseinrichtungen aus einer Gruppe von Antriebseinrichtungen ausgewählt, welche pneumatische Antriebseinrichtungen, hydraulische Antriebseinrichtungen, elektrische Antriebseinrichtungen, insbesondere Servomotoren, Linearmotoren und dergleichen enthält.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtungen auf, welche bewirkt, dass die Behältnisse entlang einer vorgegebenen Ausleitbahn bzw. Ausleitkurve aus dem Transportpfad ausgeleitet werden.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Ausleitsysteme stoßen üblicherweise die Behältnisse quer zur Transportrichtung aus dem Transportpfad aus. Dies kann oft zu einem Umfallen der Behältnisse führen.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Behältnisse in einer Transportbahn, welche insbesondere durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben sein kann, aus dem Transportpfad entnommen werden. Dabei kann diese Transportbahn sowohl eine Komponente in der Transportrichtung als auch eine Komponente quer hierzu aufweisen. Auf diese Weise kann auch bei eng aneinander transportierten Behältnissen eine reibungslose Entnahme einzelner Behältnisse erfolgen.
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Bevorzugt bewirkt diese Steuerungseinrichtung zunächst eine Bewegung oder Beschleunigung senkrecht zu der Transportrichtung. Anschließend kann auch eine Bewegung in oder entgegen der Transportrichtung erfolgen, sodass sich insgesamt eine Bewegungskurve bei der Ausleitung ergibt.
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Die Ausleitvorrichtung erlaubt es, eine ideale Ausleitkurve zu fahren, beispielsweise eine Kurve mit einer minimalen Änderung des Bewegungsvektors und insbesondere unter Beibehaltung der kinetischen Energie des bewegten Behältnisses. Daneben kann das Behältnis mit entsprechenden Greifern bzw. Kontaktiereinrichtungen die Behältnisse so geführt werden, dass ein Umfallen während der Ausleitung ausgeschlossen ist.
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Wie oben erwähnt, kann die Ausleitvorrichtung bzw. der Tripod mit den nur drei Antriebsachsen für die Arme ausgestattet sein. Eine Kraftübertragung auf das Behältnis erfolgt dann durch eine Schiebebewegung der Kontaktiereinrichtung bzw. des Greifers. Wenn ein auszuleitendes Behältnis den Aktionsbereich der Vorrichtung erreicht, dann schiebt bzw. hebt die Kontaktiereinrichtung und/oder deren Greifer das Behältnis entlang einer idealen Ausleitkurve von dem ursprünglichen Transportpfad in einen anderen Bereich, beispielsweise auf ein parallel laufendes Ausleitband. Am Ende des Ausleitvorgangs kehrt bevorzugt die Kontaktiereinrichtung zurück in die Ausgangsposition.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung eine zweite Transporteinrichtung auf, welche zum Transportieren der ausgeleiteten Behältnisse dient. Dabei kann es sich beispielsweise ebenfalls um ein Transportband handeln, welches die ausgeleiteten Behältnisse transportiert. Bevorzugt erstreckt sich ein Transportpfad, entlang dessen die zweite Transporteinrichtung die (ausgeleiteten) Behältnisse transportiert, parallel zu dem Transportpfad, entlang dessen die erste Transporteinrichtung die (nicht ausgeleiteten) Behältnisse transportiert.
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Die ideale Ausleitkurve bewirkt bevorzugt in einem ersten Teil des Ausleitvorgangs, beispielsweise einer ersten Hälfte des Ausleitvorgangs eine positive Querbeschleunigung, gegebenenfalls kombiniert mit einer leichten Bremsverzögerung in Richtung der Transporteinrichtung. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des transportierten Behältnisses in Summe nicht verändert und der Bewegungsvektor ändert nur leicht seine Richtung mit einer Komponente in Richtung einer Ausleitposition und/oder des Ausleitbandes.
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In einem zweiten Teil, beispielsweise einer zweiten Hälfte des Ausleitvorgangs erfolgt eine negative Querbeschleunigung, sodass am Ende des Vorgangs keine oder im Wesentlichen keine Bewegungskomponente mehr in Querrichtung vorliegt. Zu diesem Zweck kann wiederum eine leichte Längsbeschleunigung erfolgen, um die kinetische Energie weiter konstant zu halten. So kann beispielsweise das Behältnis insgesamt eine S-förmige Kurve beschreiben.
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Die Verzögerung und Beschleunigung in Längsrichtung ist dabei bevorzugt so klein gewählt, dass das Behältnis bei üblichen für eine Ausleitung nötigen Behältnisabständen von ca. 10% des Behältnisdurchmessers keine benachbarten Behältnisse kontaktiert.
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Die zweite Transporteinrichtung, auf der die Behältnisse nach dem Ausleitvorgang transportiert werden, muss aber nicht zwingend parallel zur ersten Transporteinrichtung verlaufen. Sie kann mit dieser einen beliebigen Winkel einschließen, z.B. auch senkrecht dazu verlaufen. Die Ausleitkurve ist dann entsprechend gekrümmt, so dass die kinetische Energie wiederum aufrechterhalten wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Transporteinrichtung eine Transportfläche auf, auf welcher die Behältnisse insbesondere aufrechtstehend transportiert werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Transporteinrichtung um ein Transportband oder eine Transportkette. Bevorzugt werden die Behältnisse von der ersten Transporteinrichtung in einer geraden Transportrichtung transportiert bzw. geradlinig. Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Behältnisse einreihig transportiert. Es wird jedoch auch ein zwei- oder mehrreihiger Transport und/oder ein Transport in amorpher Formation denkbar, insbesondere auch kombiniert mit mehreren Ausleitvorrichtungen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung wenigstens teilweise oberhalb des Transportpfads der Behältnisse angeordnet. So kann beispielsweise ein Träger der Ausleitvorrichtung oberhalb der Behältnisse angeordnet sein und die Kontaktiereinrichtung daher von oberhalb derselben angeordneten Antriebseinrichtungen bewegt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung einen Umfassungsabschnitt und/oder einen Greifabschnitt auf, der wenigstens einen Bereich des auszuleitenden Behältnisses umgibt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung ein Greif- bzw. Halteelement auf, welches das Behältnis im Bereich seiner Mündung, beispielsweise unterhalb seines Tragrings greift. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung einen rohrartigen Körper auf, der über das Behältnis stülpbar ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung ein seitliches Kontaktelement auf, welches an dem Grundkörper des Behältnisses zur Anlage gebracht werden kann. Dieses Kontaktelement kann dabei auch gekrümmt sein. Daneben ist es auch möglich, dass die Kontaktiereinrichtung ein Anheben des Behältnisses ermöglicht.
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Bei der weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktiereinrichtung ein Kopfgreifer. Dieser kann das Behältnis an einem Punkt an dem Behältnishals schieben und bevorzugt auf einem höher (oder tiefer) angeordneten Punkt auf der gegenüberliegenden Behältnisseite dagegenhalten, um ein Umfallen in einer Querrichtung zu vermeiden. Dabei weist bevorzugt diese Kontaktiereinrichtung Formatteile auf, um eine Anpassung an verschiedene Behältnisgeometrien zu ermöglichen.
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Wie oben erwähnt, kann es sich bei der Kontaktiereinrichtung auch um einen rohrförmigen Greifer handeln, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Behältnisdurchmesser und der von oben über ein Behältnis gestülpt wird, wodurch dieses ausgeleitet werden kann. Bevorzugt verhindert eine Zwangsführung ein Umfallen in alle Richtungen, erfordert jedoch eine große vertikale Bewegung und gegebenenfalls ebenfalls Formatteile, um eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse zu ermöglichen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Kontakteinrichtung um einen Flach- oder Teilrohrschieber. Dabei wird ein flacher oder der Behälterrundung angepasster Schieber seitlich neben das Behältnis gebracht und damit das Behältnis aus geschoben. Um eine große Vertikalbewegung zu vermeiden, kann der Schieber auch durch einen Klapp- oder Drehmechanismus neben das Behältnis bewegt werden. In diesem Fall tritt keine Zwangsführung auf, welche ein Umfallen verhindert. Bevorzugt werden jedoch auch hier keine Formatsteile benötigt.
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Bevorzugt kann die Kontaktiereinrichtung auch so gestaltet sein, dass sie ein Ausheben der Behältnisse ermöglicht. So kann die Kontaktiereinrichtung bzw. der Greifer alternativ so gestaltet sein, dass sie die Behältnisse während der Ausleitung formschlüssig halten und aktiv ausheben kann. Damit wird der Einfluss der zum Teil stark unterschiedlichen Gleitreibung des Behältnisbodens auf der Transporteinrichtung eliminiert und auch eine geringe Transporteurschmierung ermöglicht.
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Um das Behältnis auszuheben kann das Behältnis mit einem geeigneten Greifer zusätzlich zur transversalen auch eine vertikale Beschleunigung erfahren, idealerweise in einer ballistischen Trajektorie. Dies bedeutet, dass sobald das Behältnis aus dem senkrechten Stand auf der Transporteinrichtung in eine Kippposition gebracht wurde, soll auf das Behältnis im Wesentlichen nur eine Kraft in seiner Hauptachse wirken, bis das Behältnis die Ausleittransporteinrichtung berührt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Kontaktiereinrichtung um einen Tragringgreifer. Dies können beispielsweise Schienen, gegebenenfalls mit leichter Vertiefung für einen Tragring sein, die beidseitig von dem Behältnishals unter dem Tragring geschoben werden. Dieser Typ Greifer benötigt keine aktiv angetriebenen Teile aber zum Beispiel Formatteile für unterschiedliche Behältnisformen.
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Daneben kann die Kontaktiereinrichtung ein Kopfgreifer sein, der den Behältniskopf formschlüssig wie zum Beispiel ein Greiferkopf in einem Einpacker hält. Dazu kann dieser gegebenenfalls mit einer weiteren aktiven Antriebsachse ausgestaltet sein.
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Gegenüber dem Stand der Technik kann so eine geringe Taumelneigung erreicht werden und auch eine optimierte Rate an stehenden Ausleitungen, wobei dies auch bei schwierigen Behältnissen und hohen Transportgeschwindigkeiten gilt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitkurve der Behältnisse anpassbar und bevorzugt dynamisch anpassbar, zum Beispiel für unterschiedliche Behältnistypen, für unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten, für unterschiedliche Füllgrade der Behältnisse oder auch für unterschiedliche Beschleunigungsvorgänge.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die auszuleitenden Behälter nach links wie auch rechts neben den Behälterstrom ausgeleitet werden. Das ermöglicht es in einigen Fällen die Ausleitbaugruppen besonders ökonomisch, also ohne zusätzliche Transporteurkreuzungen in eine Behälterabfülllinie zu integrieren.
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Daneben ist es auch möglich, dass bei hohen Leistungen die Systeme skaliert werden. So könnte beispielsweise eine erste Ausleiteinrichtung nur für einen bestimmten Teil der Behältnisse in dem Behälterstrom Zugänge zuständig sein, zum Beispiel für jedes zweite Behältnis.
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Wenn mehrere Behältnisse hintereinander ausgeleitet werden sollen (Dauerausleitung) könnte ein hier beschriebenes System zu stark beansprucht werden. In diesem Falle wäre es auch möglich, (zusätzlich) eine Ausleitklappe mit einer starren Ausleitkurve vorzusehen. Bevorzugt weist also die Vorrichtung eine zweite Ausleiteinrichtung auf, welche das Ausleiten von Gruppen von (insbesondere aufeinanderfolgenden) Behältnissen ermöglicht. Diese zweite Ausleiteinrichtung weist dabei bevorzugt ein in den Transportpfad der Behältnisse bewegbares Ausleitelement auf.
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Daneben ist noch eine Sortierung möglich, d. h. eine Ausleitung auf mehrere parallel laufende Ausleitbänder. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn in der Transportrichtung wesentlich weniger Platz in der Anlage zur Verfügung steht als bei herkömmlichen Lösungen wie etwa bei sequenziell - mehrkanaligen linearen Ausleitweichen. Bei unterschiedlichen Ausleitwegen, kann, je nach dem, in welche Gasse ein Behältnis sortiert werden soll, für jede dieser Gassen eine andere Ausleitkurve vorgegeben werden.
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Bei Anlagen mit hoher Transportgeschwindigkeit sollte der Ausleitbereich entsprechend länger dimensioniert sein als bei Anlagen mit niedriger Geschwindigkeit.
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Die Positioniergenauigkeit der Kontaktiereinrichtung oder Greifeinrichtung zu dem Behältnis wird bevorzugt mittels einer optischen Erfassungseinrichtung wie etwa einer Kamera (oder aber einer oder mehreren Lichtschranken) erhöht. So kann in der Ausleiteinrichtung selbst, beispielsweise im Bereich der Kontaktiereinrichtung eine Kamera angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Nachzentrierung der Kontaktiereinrichtung gegenüber dem auszuleitenden Behältnis erfolgen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, welche eine Erkennung schräg stehender Behältnisse ermöglicht.
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Bei einer Erfassung, ob und wie stark die auf dem Ausleitband abgestellten Behältnisse taumeln oder umfallen, könnte auch eine Optimierung der Ausleittrajektorie beispielsweise als Loop bzw. Regelschleife denkbar sein. Weiterhin wird bevorzugt eine künstliche Intelligenz verwendet, um eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse oder Transportgegebenheiten zu erreichen.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Prozessoreinrichtung auf, welche eine Ausleitkurve in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter und bevorzugt in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Parametern berechnet. Diese Parameter sind dabei aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt, welche eine Transportgeschwindigkeit der Behältnisse, einen Abstand zwischen benachbarten Behältnissen, eine Transportrichtung der Behältnisse, ein Gewicht der Behältnisse, einen Füllzustand der Behältnisse, einen Querschnitt der Behältnisse, eine Höhe der Behältnisse, ein Material der Behältnisse und dergleichen enthält.
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Gegenüber einer Linearausleitweiche ist die hier beschriebene Vorgehensweise preisgünstiger, wartungsärmer und zuverlässiger.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Schutzeinrichtung auf, welche einen Maschinenbediener oder weitere Einrichtungen vor der Ausleitvorrichtung schützt. Auf diese Weise können Beschädigungen von Personen oder Gegenständen durch die Ausleitvorrichtung verhindert werden. Bei dieser Sicherheitseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Einhausung handeln, es wäre jedoch auch eine Abschaltung über Sicherheitslichtgitter oder Näherungsschalter möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der ausgeleiteten Behältnisse auf. So können die Behältnisse beispielsweise in ein Tray oder in einen Kasten ausgeleitet werden und/oder in dieser Aufnahmeeinrichtung einsortiert werden.
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Dabei kann weiterhin eine Steuerungseinrichtung bewirken, dass Behältnisse in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Eigenschaft, also etwa in Abhängigkeit von einem festgestellten Fehler in unterschiedliche Aufnahmeeinrichtungen ausgeleitet werden oder an unterschiedliche Positionen in einer Aufnahmeeinrichtung.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältnissen gerichtet, wobei eine Transporteinrichtung die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Ausleiteinrichtung einzelne Behältnisse oder mehrere Behältnisse aus dem Transportpfad ausleitet. Dabei weist die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung auf, welche einzelne Behältnisse und insbesondere die auszuleitenden Behältnisse kontaktiert.
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Erfindungsgemäß weist die Ausleiteinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen auf, wobei wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen der Antriebsvorrichtung die Kontaktiereinrichtung bewegen.
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Es wird daher auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass zum Antrieb der Kontaktiereinrichtung drei unabhängig voneinander steuerbare Antriebseinrichtungen vorgesehen sind. Vorteilhaft wird die Kontaktiereinrichtung von der Seite oder von oben her auf die Behältnisse zugestellt. Vorteilhaft werden die Behältnisse einreihig transportiert.
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Vorteilhaft werden die Behältnisse in der Transportrichtung geradlinig bewegt bzw. transportiert. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei den Behältnissen um Kunststoffbehältnisse, Glasbehältnisse wie Glasflaschen oder um Dosen. Bevorzugt sind die Behältnisse mit einer Flüssigkeit und insbesondere mit einem Getränk befüllt. Weiterhin können die Behältnisse verschlossen oder noch offen sein.
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Bei einem bevorzugten Verfahren werden die auszuleitenden Behältnisse entlang einer Führungskurve ausgeleitet, welche wenigstens abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf aufweist. Bevorzugt wird diese Führungskurve berechnet.
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Vorteilhaft werden die Behältnisse mittels einer wenigstens teilweise beschleunigten Bewegung ausgeleitet.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse derart ausgeleitet, dass sich die kinetische Energie wenigstens in einem vorgegebenen zeitlichen Abschnitt des Ausleitvorgangs (und bevorzugt über den gesamten Ausleitvorgang hinweg) nicht wesentlich von deren kinetischer Energie während des Transports unterscheidet. Bevorzugt weichen diese kinetischen Energien um nicht mehr als 30 %, bevorzugt um nicht mehr als 25 %, bevorzugt um nicht mehr als 20 %, bevorzugt um nicht mehr als 15 % und bevorzugt um mich nicht mehr als 10 % voneinander ab.
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Bevorzugt werden die Behältnisse derart ausgeleitet, dass sie während des Ausleitvorgangs keine weiteren Behältnisse kontaktieren.
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Bevorzugt ist eine Verzögerung oder Beschleunigung in einer Längsrichtung, d. h. einer Transportrichtung der Behältnisse so klein, dass keine Kontaktierung anderer insbesondere benachbarter Behältnisse erfolgt. Bevorzugt weist die Ausleitbewegung eine Komponente in der Transportrichtung auf, die besonders bevorzugt an die Transportgeschwindigkeit angepasst ist. Vorteilhaft werden die Behältnisse wenigstens teilweise angehoben. Vorteilhaft werden die auszuleitenden Behältnisse wenigstens zeitweise oder wenigstens teilweise gegriffen.
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Bevorzugt wird die Kontakteinrichtung wenigstens zeitweise in der Transportrichtung der Behältnisse bewegt, wobei eine Bewegungsgeschwindigkeit in der Transportrichtung (wenigstens zeitweise und insbesondere in dem Zeitraum, in dem die Kontaktiereinrichtung die Behältnisse kontaktiert) um nicht mehr als 20 % von der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse abweicht.
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Insbesondere weicht die Transportgeschwindigkeit unmittelbar vor und nach dem Greifen der Behältnisse nicht um mehr als 20 % von der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse ab.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse in oder auf eine Aufnahmeeinrichtung ausgeleitet. So können die Behältnisse beispielsweise in ein Tray oder eine Kiste bzw. einen Kasten ausgeleitet werden.
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Dabei kann diese Ausleitung unter Berücksichtigung eines Inspektionsergebnisses einer Inspektion der Behältnisse erfolgen. So können etwa Behältnisse in Abhängigkeit von einer Verschmutzungs- und/oder Fehlerart in unterschiedliche Aufnahmeeinrichtungen ausgeleitet werden.
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Falls beispielsweise die vorliegende Erfindung nach einer Etikettiermaschine angeordnet ist, kann die Fehlerart beispielsweise ein fehlendes Etikett/ Steuerstreifen oder eine fehlerhafte Füllhöhe oder ein fehlender Verschluss sein. Die erstgenannte Fehlerart (bzw. Behältnisse, welche diesen Fehler aufweisen) wird demzufolge in eine Kiste zum Nachetikettieren sortiert währenddessen im Falle eines Verschlussfehlers oder mangelnder Füllhöhe die Behälter und vor allem ihr Inhalt (bevorzugt alkoholartig und teuer wie z.B. Whisky, Cognac, Wodka o.ä) einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktiereinrichtung zu mehreren Zwecken geeignet oder aber an der Antriebseinrichtung sind mehrere Kontaktiereinrichtungen vorgesehen. So könnten an der Antriebseinrichtung beispielsweise eine erste Kontaktiereinrichtung angeordnet sein, welche zum Heben von Behältnissen dient, beispielsweise um diese in eine Aufnahmeeinrichtung zu haben sowie eine zweite Kontaktiereinrichtung, welche zum Schieben der Behältnisse geeignet ist, um diese beispielsweise auf ein weiteres Ausleitband zu schieben.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf die Verwendung einer Ausleiteinrichtung, welche wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen einer Kontaktiereinrichtung zum Kontaktieren von Behältnissen in wenigstens zwei zueinander stehenden Richtungen aufweist, gerichtet. Dabei weist die Antriebsvorrichtung wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare (und/oder steuerbare) Antriebseinrichtungen zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung auf, um Behältnisse aus einem Transportpfad auszuleiten, wobei die Behältnisse entlang dieses Transportpfads transportiert werden. Bevorzugt sind die Antriebseinrichtungen lineare Antriebe.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
- Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung;
- 3a - 3c Darstellungen von Kontaktiereinrichtungen; und
- 4 eine Darstellung zu der Ausleitung von Behältnissen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Behandeln von Behältnissen. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 2 auf eine Transporteinrichtung, welche auf ihr stehende Behältnisse zehn entlang eines Transportpfads P transportiert. Bevorzugt ist diese Transporteinrichtung 2 als Transportband oder Transportkette ausgebildet, auf dem die Behältnisse 10 aufrecht stehend transportiert werden.
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Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet eine Inspektionseinrichtung, welche die auf Transporteinrichtungen zwei transportierten Behältnisse inspiziert. Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet zwei Ausleitvorrichtungen, welche einzelne beispielsweise als fehlerhaft erkannte Behältnisse ausleitet. Zu diesem Zweck ist eine Kontaktiereinrichtung 42 vorgesehen, welche dazu dient, einzelne Behältnisse zu kontaktieren, um diese auszuleiten.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 50. Diese weist hier drei Antriebseinrichtungen 52, 54 und 56 auf, die jeweils als Linearantriebe ausgestaltet sind und die zum Bewegen der (nur teilweise dargestellten) Kontaktiereinrichtung 42 dienen. Das Bezugszeichen 28 kennzeichnet einen Längsträger, an dem die Kontaktiereinrichtung 42 hier in der Längsrichtung beweglich angeordnet ist. Die gesamte Antriebsvorrichtung ist hier oberhalb des Transportpfads der in 1 gezeigten Behältnisse 10 angeordnet.
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Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung, welche die Antriebseinrichtungen 52, 54 56 steuert. Insbesondere handelt es sich bei dieser Steuerungseinrichtung um eine Regelung, welche die Antriebseinrichtungen regelt. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine Prozessoreinrichtung, welche eine Ausleitbahn zum Ausleiten der Behältnisse berechnet.
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Die 3a - 3c zeigen drei Beispiele von Kontaktiereinrichtung. Die auszuleitenden Behältnisse 10 weisen jeweils einen Mündungsabschnitt 10a, und einen Tragring 10b und einen Grundkörper 10c auf.
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Bei der in 3a gezeigten Ausgestaltung weist die Kontaktiereinrichtung einen ersten Kontaktierabschnitt 42a auf, der das Behältnis 10 in einem Bereich der Mündung bzw. des Behältnishalses unterhalb des Tragrings kontaktiert. Ein zweiter Kontaktierabschnitt 42b kontaktiert das Behältnis auf der gegenüberliegenden Seite an dessen Grundkörper. Das Behältnis wird bevorzugt mittels dieser Kontaktiereinrichtung gegenüber der Transporteinrichtung 2 verschoben.
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Bei der in 3b gezeigten Ausgestaltung weist die Kontaktiereinrichtung eine Kontaktfläche bzw. einen Kontaktierabschnitt 42c auf, der das Behältnis an dessen Grundkörper kontaktiert. Dieser Kontaktierabschnitt 42c kann dabei an einer Krümmung des Behältnisses angepasst sein, um dieses besser führen zu können.
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Bei der in 3c gezeigten Ausführungsform sind zwei Kontaktierabschnitte 42d, 42e vorgesehen, die das Behältnis unterhalb dessen Tragring greifen. Diese Kontaktiereinrichtung erlaubt auch ein Anheben des Behältnisses
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Bevorzugt sind die in den 3a - 3c gezeigten Kontaktierabschnitte jeweils als Formatteile ausgebildet, die von einem Träger demontierbar sind, um so eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse zu erreichen.
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Bei der obigen Ausführungsform ist es möglich, dass der Kopf 42 als Revolver ausgeführt ist, so dass mittels 180° Drehung entweder der Schiebekopf (3a, b) oder ein Hebekopf benutzt werden kann.
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4 zeigt eine mögliche Ausleittrajektorie beim Ausleiten von Behältnissen. Man erkennt, dass es hierbei zeitweise zu einem Verkippen der Behältnisse kommen kann, was jedoch durch eine entsprechend angepasst Führungskurve verhindert werden kann.
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Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
