DE112004001945T5

DE112004001945T5 - Behältersteuerungsvorrichtung und herstellungsbezogene Anlage

Info

Publication number: DE112004001945T5
Application number: DE112004001945T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Nishinomiya Yoneda
Original assignee: Asahi Breweries Ltd
Current assignee: Asahi Breweries Ltd
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-08-31
Also published as: WO2005037693A1; US7284577B2; CN100590042C; CN1863720A; JP2005119825A; US20060191591A1

Abstract

Behältersteuerungsvorrichtung zum Steuern der Beförderung von Behältern, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
ein Steuerelement zum Steuern der Zufuhr und des Anhaltens von den Behältern zu einer Verarbeitungseinrichtung, die die Behälter aufeinanderfolgend empfängt, die durch eine Fördereinrichtung entlang eines Förderpfads kontinuierlich befördert werden, durch eine Taktschraube mit einem spiralförmigen Eingriffsabschnitt vor der Taktschraube;
eine Antriebseinheit, die das Steuerelement antreibt; und
eine Erfassungseinheit, die einen Zustand der Taktschraube erfasst,
wobei die Antriebseinheit das Steuerelement antreibt, um die Behälter anzuhalten, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, gemäß einem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behältersteuerungsvorrichtung und herstellungsbezogene Anlage, und insbesondere eine Behältersteuerungsvorrichtung zum Steuern der Beförderung von Behältern und eine herstellungsbezogene Anlage, die die Behältersteuerungsvorrichtung umfasst.
Stand der Technik
Eine Fülleinrichtung (Füllvorrichtung) füllt Dosen mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Bier. Die Dosen werden an die Fülleinrichtung durch ein Fördermittel (Fördereinrichtung) entlang eines Förderpfads zugeführt. Die Zufuhr von den Dosen an die Fülleinrichtung wird durch eine Dosensteuerungsvorrichtung durchgeführt und angehalten, die an dem Förderpfad angeordnet ist.
1 ist eine Ansicht, die schematisch eine herkömmliche Fülleinrichtung und Dosensteuerungsvorrichtung zeigt. Dosen 10 werden kontinuierlich durch ein Fördermittel 6 entlang eines Förderpfads befördert, während sie durch Führungselemente 4a und 4b geführt werden. Eine Taktschraube 3 und ein Sternrad 2 drehen sich im Gleichlauf mit einer Fülleinheit 1. Die Taktschraube 3 weist einen spiralförmigen Eingriffsabschnitt auf (wenn es aus einem anderen Gesichtspunkt ausgedrückt wird, einen Zahnabschnitt oder Vorsprung zwischen eingreifenden Abschnitten), der an ihrem gesamten Umfang ausgebildet ist, um mit den Seitenoberflächen von zylindrischen Dosen 10 in Eingriff zu gelangen. Wenn die Dosen 10 nahe dem stromaufwärtigen Endabschnitt der Taktschraube 3 gelangen, gelangen sie mit dem spiralförmigen Eingriffsabschnitt in Eingriff und werden zu dem Sternrad 2 befördert, da sich die Taktschraube 3 dreht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Taktschraube 3 und das Sternrad 2 so synchronisiert, dass die Dosen 10 in halbkreisförmig ausgesparte Eingriffsabschnitte in dem Sternrad 2 überführt werden.
Wenn die Zufuhr der Dosen 10 zu der Taktschraube 3 (Fülleinheit 1) angehalten werden muss, werden die Dosen 10 durch ein Paar von sich gegenüberliegenden Stopperelementen (Dosensteuerungsvorrichtung) 5a und 5b eingeschichtet bzw. eingeklemmt, so dass die Beförderung der Dosen 10 zwangsläufig angehalten werden kann. In diesem Zustand wird das Fördermittel 6 üblicherweise kontinuierlich betrieben. Folglich wirkt eine Reibungskraft auf die Dosen 10, die angehalten werden, da sie durch die Stopperelemente 5a und 5b eingeklemmt sind, und die Dosen 10, die ihnen folgen.
Wenn die Zufuhr der Dosen 10 zu der Taktschraube 3 (Fülleinheit 1) wiederaufgenommen werden soll (gestartet), kann eine Beschränkung oder ein Aufhalten der Dosen 10 durch das Paar von sich gegenüberliegenden Stopperelementen 5a und 5b aufgehoben werden. Dann beginnen sich die Dosen 10 durch das Fördermittel 6 wieder zu der stromabwärtigen Taktschraube 3 entlang des Förderpfads zu bewegen.
Zusätzlich zu dem Mechanismus, bei dem beide der Stopperelemente 5a und 5b zu den Dosen 10 gedrückt werden um sie einzuklemmen, ist auch ein anderer Mechanismus vorhanden, bei dem lediglich ein Stopperelement zu den Dosen 10 gedrückt wird um sie einzuklemmen.
Die herkömmliche Dosenanhaltevorrichtung, wie oben beschrieben, weist verschiedene Probleme auf, und typische Probleme werden nachstehend beschrieben.
Herkömmlicherweise werden die Stopperelemente 5a und 5b ungeachtet der Positionen der Dosen 10 angetrieben, und klemmen die Dosen 10 ein, um sie anzuhalten. Folglich kann sich, wie z.B. in 2 gezeigt, falls die Stopperelemente 5a und 5b nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt betrieben werden und eine vordere Dose 10a ungenügend einklemmen, die vordere Dose 10a manchmal nach unten durchbewegen, d.h. zu der Taktschraube 3 durch die Bewegung des Fördermittels 6.
Die vordere Dose 10a wird zu der Taktschraube 3 mit einem Abstand befördert, der von einer vorhergehenden Dose 10b ausgebildet wird. Der Abstand hängt von verschiedenen Arten von Parametern ab, z.B. der Lagebeziehung zwischen der Dose 10a und den Stoppern 5a und 5b, wenn die Stopper 5a und 5b betrieben werden, der Fördergeschwindigkeit des Fördermittels 6, und der Reibungskraft zwischen dem Fördermittel 6 und der Dose 10a, und ist folglich unvorhersehbar und ändert sich jedes Mal.
Wenn die Dose 10a dabei ist aus den Stopperelementen 5a und 5b herauszugleiten, falls sie wie in 3 gezeigt geneigt ist, wird sie manchmal der Taktschraube 3 in einem schwankenden Zustand zugeführt.
Wie oben beschrieben, kann die Dose 10a, die aus den Stopperelementen 5a und 5b herausgleitet, der Taktschraube 3 zu einem ungeeigneten Zeitpunkt zugeführt werden, weil der Abstand zwischen der Dose 10a und der vorhergehenden Dose 10b nicht mit einem vorbestimmten Abstand (zum Beispiel ein ganzzahliges Vielfaches des Durchmessers von der Dose 10) beibehalten wird. Dann kann sich, wie schematisch in 4 gezeigt wird, der spiralförmige Zahnabschnitt, der an der Taktschraube 3 ausgebildet ist, in den Rumpf der Dose 10a beißen, um die Dose 10a zu verformen oder zu zerbrechen. Falls die Dose 10a so zerbrochen ist, dass sie ihre Stücke auf dem Förderpfad lässt, können die Stücke die nachfolgenden Dosen beschädigen oder eindellen, oder in die Taktschraube 3 oder einem Mechanismus stromabwärts von ihr eintreten, um Betriebsfehler zu verursachen.
Ähnlich kann die Dose 10a, wenn sie der Taktschraube 3 in einem schwankenden Zustand zugeführt wird, verformt oder zerbrochen werden. Wenn die Schwankung der Dose 10a groß ist, kann die Dose 10a fallen. Wenn die Dose 10a umfällt, kann sie der Taktschraube 3 in einem liegenden Zustand zugeführt werden, um Betriebsfehler der Taktschraube 3 zu verursachen.
Offenbarung der Erfindung
Probleme, die die Erfindung lösen soll Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die obigen Probleme gemacht, und ihre Aufgabe ist es einen Behälter, z.B. eine Dose, der befördert wird, verlässlich anzuhalten.
Mittel zur Lösung der Probleme
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Behältersteuerungsvorrichtung zum Steuern der Beförderung von Behältern bereitgestellt, mit einem Steuerelement zum Steuern der Zufuhr und des Anhaltens von den Behältern zu einer Verarbeitungseinrichtung, die die Behälter aufeinanderfolgend empfängt, die durch eine Fördereinrichtung entlang eines Förderpfads kontinuierlich befördert werden, durch eine Taktschraube mit einem spiralförmigen Eingriffsabschnitt vor der Taktschraube, einer Antriebseinheit, die das Steuerelement antreibt, und einer Erfassungseinheit, die einen Zustand der Taktschraube erfasst. Die Antriebseinheit treibt das Steuerelement an, um die Behälter anzuhalten, die kontinuierliche entlang des Förderpfads befördert werden, gemäß einem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit. Wenn das Steuerelement gemäß den Zustand der Taktschraube auf diese Art angetrieben wird, können die Behälter, die zu der Taktschraube entlang des Förderpfads befördert werden, zuverlässig angehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Steuerelement einen Zahnabschnitt aufweisen, der zwischen die Behälter einzuführen ist. Mit dem Zahnabschnitt können die Behälter während der Beförderung zuverlässiger angehalten werden. Vorzugsweise treibt die Antriebseinheit das Steuerelement gemäß dem Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit zu einem Zeitpunkt an, wenn der Zahnabschnitt zwischen den Behältern eingeführt ist, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, um die Behälter anzuhalten. Dies kann verhindern, dass der Zahnabschnitt in die Rümpfe oder dergleichen der Behälter beißt, wodurch ein Schaden oder eine Verformung der Behälter verhindert wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist das Steuerelement einen spiralförmigen Eingriffsabschnitt in einem Teil von seiner Seitenoberfläche auf, um mit den Behältern in Eingriff zu gelangen, und ist so angeordnet, dass es um eine Achse schwenkbar ist, die im Wesentlichen parallel zu dem Förderpfad der Behälter als die Mitte ist, und wobei die Antriebseinheit das Steuerelement um die Achse als die Mitte schwenkt, um die Beförderung und das Anhalten von den Behältern zu steuern. Mit dieser Struktur können die Behälter verlässlich und vergleichsweise gedämpft bzw. gemäßigt angehalten werden. Wenn die Behälter anzuhalten sind, schwenkt die Antriebseinheit vorzugsweise das Steuerelement, gemäß dem Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit, zu einem Zeitpunkt, wenn der Zahnabschnitt zwischen den Eingriffsabschnitten zwischen den Behältern eingeführt ist, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden. Dies kann verhindern, dass der Zahnabschnitt in die Rümpfe oder dergleichen der Behälter beißt, wodurch ein Schaden oder eine Verformung der Behälter verhindert wird. Wenn die Beförderung von den Behältern durch die Fördereinrichtung zuzulassen ist, schwenkt die Antriebseinheit das Steuerelement derart, dass von der Seitenoberfläche des Steuerelements ein Abschnitt, an dem der spiralförmige Eingriffsabschnitt nicht ausgebildet ist, einem Seitenabschnitt des Förderpfads zugewandt ist, und wenn die Beförderung von den Behältern durch die Fördereinrichtung unterbrochen werden soll, schwenkt die Antriebseinheit das Steuerelement derart, dass der spiralförmige Eingriffsabschnitt mit den Behältern in Eingriff gelangt und das Steuerelement noch in diesem Zustand anhält, wodurch die Behälter angehalten werden.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Steuerelement ein Element umfassen, das die Behälter von zwei Seiten einklemmt, um die Behälter anzuhalten und die Behälter löst, wodurch die Zufuhr der Behälter wiederaufgenommen wird.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Steuerelement ein Element umfassen, das den Förderpfad schließt, um die Behälter anzuhalten, und den Förderpfad öffnet, um die Zufuhr der Behälter wiederaufzunehmen.
Bei einer bevorzugten Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die Verarbeitungseinrichtung eine Fülleinrichtung umfassen, die die Behälter mit einer Flüssigkeit füllt.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Erfassungseinheit einen Drehwinkel von z.B. der Taktschraube erfassen. Alternativ kann die Erfassungseinheit, als eine Information, die einen Zustand von der Taktschraube angibt, eine Information erfassen, die sich auf eine Position von einem Behälter bezieht, der mit dem Eingriffsabschnitt von der Taktschraube in Eingriff ist. Eine Position von einem Behälter, der sich neben einem Seitenabschnitt des Steuerelements entlang dem Förderpfad bewegt, wird durch die Information spezifiziert.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fahren die Behälter, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, dicht gedrängt von einer Position eines Einlasses der Taktschraube zu dem Seitenabschnitt des Steuerelements fort.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuereinheit vorzugsweise eine Verzögerungseinheit, die ein Erfassungssignal von der Erfassungseinheit verzögert, um ein Antriebssignal an die Antriebseinheit zuzuführen. Die Verzögerungseinheit kann vorzugsweise eine Zeit anpassen, um das Erfassungssignal zu verzögern. Mit dieser Struktur kann der Zeitpunkt zum Antreiben des Steuerelements leicht angepasst werden, und der Zeitpunkt kann angepasst werden, wenn es notwendig ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine herstellungsbezogene Anlage bereitgestellt, die sich mit Behältern befasst, mit einer Verarbeitungseinrichtung, die eine Taktschraube aufweist, die mit einem spiralförmigen Eingriffsabschnitt ausgebildet ist, um die Behälter zu empfangen, die durch eine Fördereinrichtung kontinuierlich entlang eines Förderpfads befördert werden, einem Steuerelement zum Steuern der Zufuhr und des Anhaltens von den Behältern zu der Taktschraube von der Verarbeitungseinrichtung vor der Taktschraube, einer Antriebseinheit, die das Steuerelement antreibt, und einer Erfassungseinheit, die einen Zustand der Taktschraube erfasst, wobei die Antriebseinheit das Steuerelement antreibt, um die Behälter anzuhalten, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, gemäß einem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit. Wenn das Steuerelement gemäß dem Zustand von der Taktschraube auf diese Art angetrieben wird, können die Behälter, die zu der Taktschraube entlang des Förderpfads befördert werden, zuverlässig angehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die Verarbeitungseinrichtung eine Fülleinrichtung umfassen, die die Behälter mit einer Flüssigkeit füllt.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel die Behälter während der Beförderung zuverlässig angehalten werden. Deshalb kann es verhindert werden, dass die Behälter einer stromabwärtigen Verarbeitungseinrichtung an dem Förderpfad zu einem ungeeigneten Zeitpunkt zugeführt werden, um zerbrochen oder verformt zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die schematisch eine herkömmliche Fülleinrichtung und Dosensteuerungsvorrichtung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die schematisch zeigt, wie Dosen aus Stopperelementen herausgleiten;
3 ist eine Ansicht, die schematisch zeigt, wie die Dosen aus den Stopperelementen herausgleiten;
4 ist eine Ansicht, die schematisch Probleme zeigt die auftreten können, wenn eine Dose, die aus den Stopperelementen herausgleitet, einer Taktschraube zugeführt wird;
5 ist eine Ansicht, die eine herstellungsbezogene Anlage (wenn Dosen zugeführt werden) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Ansicht, die die herstellungsbezogene Anlage (wenn die Dosen angehalten werden) gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7A ist eine Ansicht, die die Struktur von einem Steuerelement zeigt, das die Beförderung und das Anhalten von Dosen steuert;
7B ist eine Ansicht, die die Struktur von dem Steuerelement zeigt, das die Beförderung und das Anhalten von den Dosen steuert;
8 ist eine Ansicht, die die Struktur von dem Steuerelement zeigt, das die Beförderung und das Anhalten von den Dosen steuert;
9 ist eine Ansicht, die ein Steuerelement und seine Peripherieanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 ist eine Ansicht, die ein Steuerelement und seine Peripherieanordnung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

1: Fülleineit
2: Sternrad
3: Taktschraube
3m: Erfassungszielabschnitt
3s: Rotationswelle 3s
4a, 4b: Führungselement
5a, 5b: Stopperelement
6: Fördermittel (Förderpfad)
10, 10a, 10b: Dose
10g: Spalt zwischen Dosen
11: Steuerelement
11a: Welle
11p: Förderführungsoberfläche
11r: Nut
11t: Zahnabschnitt (Vorsprung)
12: Erfassungseinheit (z.B. Drehgeber)
13: Antriebseinheit (z.B. Schrittmotor)
15: Erfassungseinheit (z.B. Drehgeber)
16: Motor
20: Sensor
30: Steuereinheit
31: Verzögerungseinheit
35: Sensor
38: Bisserfassungssensor
41a, 41b: Stopperelement
41c, 41d: Herausgleit-Vorbeugungsabschnitt
42a, 42b: Antriebseinheit (z.B. Luftzylinder,
: Linearmtor}
51: Stopperelement
52: Antriebseinheit (z.B. Luftzylinder, Linearmotor)

Beste Wege zur Ausführung der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Behältersteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Vorrichtung angewandt wird, die die Beförderung und das Anhalten von Dosen steuert. Die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Vorrichtung angewandt werden, die die Beförderung und das Anhalten von anderen Behältern als Dosen (z.B. Flaschen oder PET-Flaschen) steuert. In der folgenden Beschreibung ist die Behältersteuerungsvorrichtung an einem Förderpfad angeordnet, um Dosen zu einer Fülleinrichtung zuzuführen, die die Dosen mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Bier füllt. Die vorliegende Erfindung kann auch an einem Förderpfad angeordnet sein, um Behälter an andere Verarbeitungseinrichtungen als die Fülleinrichtung (z.B. eine Etikettiereinrichtung, die Etiketten an Behälter wie beispielsweise Flaschen anhaftet, eine Prüfeinrichtung, die Behälter wie beispielsweise Dosen oder Flaschen oder dergleichen testet) zuzuführen.
5 und 6 sind Ansichten, die eine Behältersteuerungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ihre Anwendung zeigen (eine herstellungsbezogene Anlage, die Dosen mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Bier füllt). 5 zeigt einen Zustand, in dem Dosen zu einer Fülleinrichtung zugeführt werden, und 6 zeigt einen Zustand, in dem eine Zufuhr der Dosen zu der Fülleinrichtung durch die Behältersteuerungsvorrichtung angehalten ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Behältersteuerungsvorrichtung 100 an einem Förderpfad angeordnet, der Dosen zu der Fülleinrichtung befördert, zum Füllen von Dosen 10 mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Bier. Die Fülleinrichtung umfasst z.B. eine Fülleinheit 1, ein Sternrad 2, eine Taktschraube 3, und dergleichen.
Die Dosen 10 werden kontinuierlich durch ein Fördermittel 6 entlang eines Förderpfads (ein Abschnitt wird durch das Bezugszeichen „6" bezeichnet) befördert, während sie durch Führungselemente 4a und 4b oder dergleichen geführt werden. Die Taktschraube 3 und das Sternrad 2 drehen sich im Gleichlauf mit der Fülleinheit 1, die die Dosen 10 mit der Flüssigkeit füllt. Die Taktschraube 3, die durch einen Motor 16 drehend angetrieben wird, weist einen spiralförmigen Eingriffsabschnitt auf (ein Zahnabschnitt oder Vorsprung zwischen Eingriffsabschnitten, wenn es aus einem anderen Gesichtspunkt ausgedrückt wird), der überall an ihrer gesamten Oberfläche ausgebildet ist, um mit den Seitenoberflächen (Rumpfabschnitt) von den zylindrischen Dosen 10 in Eingriff zu gelangen. Wenn die Dosen 10 nahe dem stromaufwärtigen Endabschnitt (Einlass) von der Taktschraube 3 eintreffen, gelangen sie in Eingriff mit dem spiralförmigen Eingriffsabschnitt und werden zu dem Sternrad 2 befördert, während sich die Taktschraube 3 dreht. Zu dieser Zeit sind die Taktschraube 3 und das Sternrad 2 synchronisiert, so dass die Dosen 10 in halbzylindrisch ausgesparte Eingriffsabschnitte in dem Sternrad 2 weitergeleitet werden.
Wenn die Dosen 10 der Taktschraube 3 (Fülleinheit 1) entlang des Förderpfads zuzuführen sind, wird ein halbschraubenförmiges Steuerelement 11 von der Behältersteuerungsvorrichtung 100 durch eine Antriebseinheit (z.B. ein Schrittmotor) 13 derart geschwenkt, dass das Steuerelement 11 die Beförderung der Dosen 10 durch das Fördermittel 6 nicht stört, das heißt diejenige Oberfläche (Förderführungsoberfläche) 11p des Steuerelements 11, in der kein spiralförmiger Eingriffsabschnitt 11r ausgebildet ist, ist dem Förderpfad (oder den Rumpfabschnitten der Dosen 10) zugewandt, wie in 5 gezeigt, und dieser Zustand wird beibehalten. In diesem Zustand kann das Steuerelement 11 als ein Führungselement dienen, das die Beförderung von den Dosen 10 führt.
Wenn die Zufuhr der Dosen 10 zu der Taktschraube 3 (Fülleinheit 1) angehalten werden muss, wird das halbschraubenförmige Steuerelement 11 typischerweise durch 180° geschwenkt, durch die Antriebseinheit 13, derart, dass der spiralförmige Eingriffsabschnitt 11r des Steuerelements 11 mit den zylindrischen Oberflächen der Dosen 10 in Eingriff gelangt. 6 zeigt einen Zustand, in dem das Steuerelement 11 in dem in 5 gezeigten Zustand durch 180° geschwenkt ist.
Der Schwenkvorgang des Steuerelements 11 durch die Antriebseinheit 13 wird derart gesteuert, dass der gezahnte Abschnitt oder Vorsprung zwischen den spiralförmigen Eingriffsabschnitten 11r von dem Steuerelement 11 zwischen die Dosen 10 während der Beförderung eingeführt wird, das heißt derart, dass die Oberfläche des Eingriffsabschnitts mit den zylindrischen Oberflächen der Dosen übereinstimmt. Zu dieser Zeit wird die Bewegung in der Förderrichtung der anzuhaltenden Dosen 10 durch den spiralförmigen Zahnabschnitt reguliert, der an dem Steuerelement 11 ausgebildet ist. Sofern nicht die Antriebseinheit 13 wieder in einen die Beförderung ermöglichenden Zustand einsetzt, auf einen Empfang von einem Befehl zur Wiederaufnahme (Start) der Beförderung der Dosen 10 hin, gleiten die Dosen 10 nicht aus dem Steuerelement 11 heraus, um sich stromabwärts zu bewegen.
Zusammen mit diesem Schwenkvorgang erreichen die Dosen 10 in dem Förderzustand (Fördergeschwindigkeit) einen Anhaltezustand, während sie sich entlang des spiralförmigen Eingriffsabschnitts 11r (oder Zahnabschnitt) des Steuerelements 11 bewegen, und werden folglich vergleichsweise gedämpft angehalten. Um diese Wirkung beim Anhalten der Dosen 10 weiter zu steigern, bei dem anfänglichen Zustand des Schwenkvorgangs, schwenkt die Antriebseinheit 13 vorzugsweise das Steuerelement 11 mit einer derartigen Drehgeschwindigkeit, dass sich die Dosen 10 mit einer Geschwindigkeit bewegen, die nahezu gleich der Fördergeschwindigkeit durch das Fördermittel 6 ist, und hält danach den Schwenkvorgang an (womit auch die Dosen 10 angehalten werden), während die Drehgeschwindigkeit des Steuerelements 11 allmählich erniedrigt wird.
Der Zeitpunkt, an dem die Antriebseinheit 13 die Antriebseinheit 13 schwenkt, um die Dosen 10 durch das Steuerelement 11 anzuhalten, wird durch die Steuereinheit 30 gemäß dem Zustand der Taktschraube 3 gesteuert. Ein Sensor 35 kann ausgebildet sein, um den Drehwinkel von z.B. der Taktschraube 3 zu erfassen. Eine Information bezüglich des Drehwinkels der Taktschraube 3 kann erhalten werden, z.B. wenn der Sensor 35 erfasst, dass ein Erfassungszielabschnitt (z.B. eine Markierung oder ein Vorsprung) 3m, der an einer Welle 3s vorgesehen ist, die sich zusammen mit der Taktschraube 3 dreht, sich in den Erfassungsbereich des Sensors 35 hinein dreht. Der Drehwinkel der Taktschraube 3 gibt eine Richtung um eine Rotationsachse des Erfassungszielabschnitts 3m herum als die Referenzpositionsflächen an. Da der Drehwinkel der Taktschraube 3 die Position des Eingriffsabschnitts oder Zahnabschnitts von der Taktschraube 3 bestimmt, ist der Drehwinkel folglich eine Information, die die Positionen von den Dosen 10 spezifiziert. Genauer gesagt ist der Drehwinkel der Taktschraube 3 mit den Positionen von den Dosen 10 korreliert, die mit der Taktschraube 3 in Eingriff gelangen, sowie den Positionen von sämtlichen der Dosen 10, die dicht und kontinuierlich angeordnet sind, um der Dose 10 zu folgen, die mit dem am meisten stromaufwärts gelegenen (Einlassseite) Eingriffsabschnitt der Taktschraube 3 in Eingriff gelangt.
Deshalb können, wenn der Drehwinkel der Taktschraube 3 erfasst wird, die Positionen von sämtlichen der Dosen 10, die vor dem Steuerelement 11 durchgehen, erkannt werden. Somit wird gemäß dieser Ausführungsform der Drehwinkel der Taktschraube 3 durch den Sensor 35 erfasst, und auf der Basis des Erfassungsergebnisses betreibt die Steuereinheit 30 die Antriebseinheit 13 zu einem Zeitpunkt, wenn der Zahnabschnitt (Abschnitt zwischen dem Eingriffsabschnitt und dem Eingriffsabschnitt) des Steuerelements 11 zwischen den Dosen eingeführt ist, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, um das Steuerelement 11 zu schwenken. Die Steuereinheit 30 umfasst eine Verzögerungseinheit 31, die ein Erfassungssignal von dem Erfassungszielabschnitt 3m verzögert, das durch den Sensor 35 vorgesehen wird, um ein Antriebssignal zu erzeugen. Die Verzögerungseinheit 31 kann die Verzögerungszeit anpassen. Durch ein Anpassen der Verzögerungszeit kann die Zeitverzögerung seit der Erfassung von dem Erfassungszielabschnitt 3m durch den Sensor 35, bis zum Schwenken des Steuerelements 11, angepasst werden. Mit der anpassbaren Verzögerungseinheit 31 kann der Zeitpunkt, um das Steuerelement 11 anzutreiben, einfach angepasst werden, und der Zeitpunkt kann gemäß des Erfordernisses davon angepasst werden. Diese Anpassung kann durchgeführt werden, während z.B. eine Testdose befördert wird.
Die Information, die den Zustand der Taktschraube 3 angibt, kann durch andere als das oben beschriebene Verfahren des Erfassens des Drehwinkels erhalten werden, durch ein Erfassen der Position des Eingriffsabschnitts oder der Position des an der Taktschraube 3 ausgebildeten Zahnabschnitts durch einen Sensor.
Zum Beispiel kann die Steuereinheit 30 die Antriebseinheit 13 basierend auf einer Ausgabe aus einer Erfassungseinheit (z.B. ein Drehgeber) 12 regeln, die den Drehwinkel von dem Steuerelement 11 erfasst.
Wie oben beschrieben, können mit der Struktur des Schwenkens des Steuerelements 11 gemäß dem Zustand z.B. des Drehwinkels von der Taktschraube 3, um die Dosen 10 anzuhalten, die Dosen 10 zuverlässig angehalten werden. Da der spiralförmige Eingriffsabschnitt 11r an dem Steuerelement 11 ausgebildet ist und mit den Dosen 10 im Eingriff ist, um die Dosen 10 anzuhalten, kann ein Herausgleiten der Dosen aus dem Steuerelement 11 verhindert werden, und die Dosen 10 können zuverlässiger angehalten werden. Außerdem können, da das Steuerelement 11 gemäß dem Zustand z.B. des Drehwinkels von der Taktschraube 3 geschwenkt wird, so dass der Zahnabschnitt zwischen den spiralförmigen Eingriffsabschnitten 11r zwischen den Dosen 10 eingeführt ist, Beschädigungen oder dergleichen an den Dosen 10, die auftreten wenn der Zahnabschnitt in die Rumpfabschnitte der Dosen 10 beißt, verhindert werden.
Ein Bisserfassungssensor (z.B. ein Näherungssensor, der erfasst, dass sich eine Dose einem vorbestimmten Bereich annähert) 38 kann in der Umgebung von dem Steuerelement 11 angeordnet sein, um zu erfassen, dass der Zahnabschnitt des Steuerelements 11 in die Dosen 10 beißt, aufgrund eines fehlerhaften Betriebs oder dergleichen. Wenn ein Biss erfasst wird, erzeugt die Steuereinheit 30 einen Alarm oder dergleichen. Wenn ein Biss auftritt, wird die Zufuhr der Dosen 10 zu der Taktschraube 3 unverzüglich durch das Steuerelement 11 gestört bzw. unterbrochen. Somit wird eine Dose 10, die einen Biss erfahren hat, gar nicht der Taktschraube 3 zugeführt, oder wenn überhaupt, sehr selten.
Hinsichtlich des Zeitpunkts zur Wiederaufnahme (Start) der Zufuhr der Dosen 10, die angehalten wurden, muss der Drehwinkel von der sich drehenden Taktschraube 3, oder die Position des spiralförmigen Eingriffsabschnitts, der überall an der gesamten Oberfläche der Taktschraube 3 ausgebildet ist, in Betracht gezogen werden. Genauer gesagt sollte das Steuerelement 11 derart angetrieben werden, dass; wenn das Steuerelement 11 die Beförderung der Dosen 10 wiederaufnimmt (anfängt) und die vordere Dose 10, die angehalten wurde, sich durch den Förderpfad bewegt um die Taktschraube 3 zu erreichen, der an der Taktschraube 3 ausgebildete spiralförmige Zahnabschnitt nicht in die vordere Dose 10 beißen wird.
Diese Ausführungsform umfasst eine Erfassungseinheit (z.B. einen Drehgeber) 15, der den Drehwinkel der Taktschraube 3 als die Information bezüglich der Position des Zahnabschnitts von der Taktschraube 3 erfasst. Die Steuereinheit 30 steuert die Antriebseinheit 13 basierend auf dem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit 15, so dass die Dosen 10 an die Taktschraube 3 zu einem geeigneten Zeitpunkt zugeführt werden. Genauer gesagt wird das Steuerelement 11 auf der Basis des Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit 15 um einen Winkel geschwenkt (das heißt der in 5 gezeigte Zustand), der die Beförderung von den Dosen 10 durch das Fördermittel 6 nicht stört, so dass die Dosen 10 der Taktschraube 3 zu dem geeigneten Zeitpunkt zugeführt werden. Diese Steuerung kann durch eine Berücksichtigung von Parametern durchgeführt werden, wie beispielsweise der Abstand zwischen der Taktschraube 3 und dem Steuerelement 11, der Fördergeschwindigkeit des Fördermittels 6, der Rotationsgeschwindigkeit der Taktschraube 3, der Schwenkgeschwindigkeit des Steuerelements 11, dem Drehwinkel des Steuerelements, wenn die durch das Steuerelement 11 abgegrenzten Dosen 10 freizugeben bzw. zu lösen sind (und eine Zeit, die erforderlich ist bis das Steuerelement durch einen derartigen Drehwinkel) schwenkt, die Verzögerung von dem Steuerungssystem, und dergleichen.
Ein Beispiel von der bevorzugten Form des Steuerelements 11, um die Beförderung und das Anhalten der Dosen zu steuern, wird unter Bezugnahme auf die 7A und 7B beschrieben. 7A und 7B sind eine Seitenansicht beziehungsweise Draufsicht von dem Steuerelement 11, wenn die Beförderung der Dosen 10 angehalten ist. Das Steuerelement 11 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gestützt, um um eine Welle 11a herum drehbar zu sein, die parallel zu dem Förderpfad der Dosen 10 angeordnet ist. Das Steuerelement 11 weist in einem Teil von seiner Seitenoberfläche (d.h. in einem Teil von seinem gesamten Umfang) einen spiralförmigen Eingriffsabschnitt 11r (und einen Zahnabschnitt 11t zwischen Eingriffsabschnitten 11r) auf, die im Blick im Schnitt halbkreisförmig ausgespart sind, und in einem anderen Teil von seiner Seitenoberfläche im Wesentlichen zylindrische oder lineare Förderführungsoberflächen 11p.
8 ist eine Ansicht, die das Beispiel der bevorzugten Form von dem Steuerelement 11 aus einem anderen Gesichtswinkel zeigt. 8 ist eine Ansicht des Steuerelements 11 im Blick aus der Unendlichkeit in seiner axialen Richtung. Zum Beispiel weist das Steuerelement 11 gemäß dieser Ausführungsform eine Form auf, die dadurch erhalten wird, dass in einem zylindrischen Element mit einem Radius r1, und das eine Mittellinie C1 als die Mitte aufweist, ein Eingriffsabschnitt mit einer Tiefe (r1 – r2) (vorzugsweise ein halbkreisförmig ausgesparter Eingriffsabschnitt in einem Schnitt entlang einer Ebene, die die Mittellinie C1 kreuzt) spiralförmig ausgebildet wird, und dass danach von dem mit dem Eingriffsabschnitt ausgebildeten zylindrischen Element, derjenige Abschnitt in einer zylindrischen Oberfläche abgetrennt wird, der einen Radius r3 und eine Mittellinie C2 aufweist, die von der Mittellinie C1 als die Mitte verschoben ist (das heißt eine Form, die durch ein Entfernen des schraffierten Abschnitts von dem mit einer Nut ausgebildeten zylindrischen Element erhalten wird). In diesem Fall wird eine im Wesentlichen zylindrische oder lineare Förderführungsoberfläche 11p rechts in 8 ausgebildet, und der Eingriffsabschnitt mit der Tiefe (r1 – r2) wird links in 8 ausgebildet. In dem in 8 gezeigten Beispiel, beträgt der Abstand zwischen den Mittellinien C1 und C2 (r3 – r2), und ein Kreis mit einem Radius r1 und ein Kreis mit einem Radius r3 sind links in 8 miteinander in Kontakt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zum Beispiel das Steuerelement 11 drehend oder schwenkend durch die Antriebseinheit 13, um die Mittellinie C1 (eine Linie, die von der Mittellinie C2 des Steuerelements 11 verschoben ist) als eine Drehmitte 11a herum, angetrieben.
9 ist eine Ansicht, die die Struktur von einem Steuerelement gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt, die anstelle des obigen Steuerelements 11 verwendet werden kann. Die in 9 gezeigte Ausführungsform weist ein Paar von Steuerelementen 41a und 41b auf. Die Steuerelemente 41a und 41b klemmen die Dosen 10 von zwei Seiten ein, um sie anzuhalten. Wenn die Steuerelemente 41a und 41b gelöst sind, wird die Beförderung der Dosen 10 durch das Fördermittel 6 zugelassen. Die Steuerelemente 41a und 41b werden durch Antriebseinheiten (z.B. Luftzylinder oder Linearmotoren) 42a und 42b angetrieben, die der oben beschriebenen Antriebseinheit 13 entsprechen.
Als Antwort auf ein Antriebssignal, das durch die Steuereinheit 30 vorgesehen wird, treiben die Antriebseinheiten 42a und 42b die Steuerelemente 41a und 41b zu einem Zeitpunkt an, der die Dosen 10 zuverlässig anhalten kann, gemäß dem Zustand der Taktschraube 3, wie beispielsweise der Drehwinkel (folglich die Positionen von den Dosen 10), um die Dosen 10 auf die gleiche Art wie bei der in 5 und 6 gezeigten Ausführungsform anzuhalten.
Wenn die Beförderung der Dosen 10 wieder aufzunehmen ist (angefangen), steuert die Steuereinheit 30 die Steuerelemente 41a und 41b durch die Antriebseinheiten 42a und 42b zu einem derartigen Zeitpunkt, dass, wenn die vordere Dose 10, die angehalten wurde, sich entlang des Förderpfads bewegt um die Taktschraube 3 zu erreichen, der an der Taktschraube 3 ausgebildete spiralförmige Zahnabschnitt nicht in die Dose 10 beißen wird, so dass die Dosen 10, die durch die Steuerelemente 41a und 41b beschränkt wurden, gelöst werden.
Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform werden beide des Paars von Steuerelementen angetrieben. Alternativ kann ein Steuerelement fest sein, und lediglich das andere Steuerelement kann angetrieben werden.
10 ist eine Ansicht, die die Struktur von einem Steuerelement gemäß noch einer anderen Ausführungsform zeigt, die anstelle des oben beschriebenen Steuerelements 11 verwendet werden kann. Die in 10 gezeigte Ausführungsform weist ein Steuerelement 51 auf, das den Förderpfad der Dosen 10 schließt, um die Dosen 10 anzuhalten, und den Förderpfad öffnet, um die Beförderung der Dosen 10 zuzulassen. Das Steuerelement 51 wird durch eine Antriebseinheit (z.B. einen Luftzylinder oder Linearmotor) 52 angetrieben, die der oben beschriebenen Antriebseinheit 13 entspricht.
Als Antwort auf ein Antriebssignal, das durch die Steuereinheit 30 vorgesehen wird, treibt die Antriebseinheit 52 das Steuerelement 51 zu einem Zeitpunkt an, der die Dosen 10 zuverlässig anhalten kann, gemäß dem Zustand der Taktschraube 3, wie beispielsweise der Drehwinkel (folglich die Positionen von den Dosen 10), um die Dosen 10 auf die gleiche Art wie bei der in 5 und 6 gezeigten Ausführungsform anzuhalten.
Wenn die Beförderung der Dosen 10 wieder aufzunehmen ist (angefangen), steuert die Steuereinheit 30 das Steuerelement 51 durch die Antriebseinheit 52 zu einem derartigen Zeitpunkt, dass, wenn die vordere Dose 10, die angehalten wurde, sich entlang des Förderpfads bewegt um die Taktschraube 3 zu erreichen, der an der Taktschraube 3 ausgebildete spiralförmige Zahnabschnitt nicht in die Dose 10 beißen wird, so dass die Dosen 10, die durch die Steuerelemente 41a und 41b abgegrenzt wurden, gelöst werden.
Zusammenfassung
Ein Schaden oder eine Verformung von einem Behälter in einer Verarbeitungseinrichtung stromabwärts eines Förderpfads wird verhindert. Eine Fülleinrichtung umfasst eine Fülleinheit (1), Sternrad (2) und Taktschraube (3). Behälter (10) werden der Taktschraube (3) durch ein Fördermittel (6) entlang eines Förderpfads zugeführt. Eine Behältersteuerungsvorrichtung umfasst ein Steuerelement (11), das die Zufuhr und das Anhalten von den Behältern (10) vor der Taktschraube (3) steuert, eine Antriebseinheit (13), die das Steuerelement (11) antreibt, und einen Sensor (35), der einen Zustand von der Taktschraube (3), wie beispielsweise einen Drehwinkel, erfasst. Wenn die Behälter (10) anzuhalten sind, steuert die Antriebseinheit (13) das Steuerelement (11) unter der Kontrolle von einer Steuereinheit (30), um die Behälter (10) gemäß einem Erfassungsergebnis von dem Sensor (35) anzuhalten.

Claims

Behältersteuerungsvorrichtung zum Steuern der Beförderung von Behältern, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: ein Steuerelement zum Steuern der Zufuhr und des Anhaltens von den Behältern zu einer Verarbeitungseinrichtung, die die Behälter aufeinanderfolgend empfängt, die durch eine Fördereinrichtung entlang eines Förderpfads kontinuierlich befördert werden, durch eine Taktschraube mit einem spiralförmigen Eingriffsabschnitt vor der Taktschraube; eine Antriebseinheit, die das Steuerelement antreibt; und eine Erfassungseinheit, die einen Zustand der Taktschraube erfasst, wobei die Antriebseinheit das Steuerelement antreibt, um die Behälter anzuhalten, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, gemäß einem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit.
Behältersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement einen Zahnabschnitt aufweist, der zwischen die Behälter einzuführen ist, und wobei die Antriebseinheit das Steuerelement gemäß dem Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit zu einem Zeitpunkt antreibt, wenn der Zahnabschnitt zwischen den Behältern eingeführt ist, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, wodurch die Behälter angehalten werden.
Behältersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement einen spiralförmigen Eingriffsabschnitt in einem Teil von seiner Seitenoberfläche aufweist, um mit den Behältern in Eingriff zu gelangen, und so angeordnet ist, dass es um eine Achse schwenkbar ist, die im Wesentlichen parallel zu dem Förderpfad der Behälter als die Mitte ist, und wobei die Antriebseinheit das Steuerelement um die Achse als die Mitte schwenkt, um die Beförderung und das Anhalten von den Behältern zu steuern, und wobei, wenn die Behälter anzuhalten sind, das Steuerelement, gemäß dem Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit, zu einem Zeitpunkt schwenkt, wenn der Zahnabschnitt zwischen den Eingriffsabschnitten zwischen den Behältern eingeführt ist, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden.
Behältersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Beförderung von den Behältern durch die Fördereinrichtung zuzulassen ist, die Antriebseinheit das Steuerelement derart schwenkt, dass von der Seitenoberfläche des Steuerelements ein Abschnitt, an dem der spiralförmige Eingriffsabschnitt nicht ausgebildet ist, einem Seitenabschnitt des Förderpfads zugewandt ist, und wenn die Beförderung von den Behältern durch die Fördereinrichtung unterbrochen werden soll, die Antriebseinheit das Steuerelement derart schwenkt, dass der spiralförmige Eingriffsabschnitt mit den Behältern in Eingriff gelangt und das Steuerelement noch in diesem Zustand anhält, wodurch die Behälter angehalten werden.
Behältersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement ein Element umfasst, das die Behälter von zwei Seiten einklemmt, um die Behälter anzuhalten und die Behälter löst, wodurch die Zufuhr der Behälter wiederaufgenommen wird.
Behältersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement ein Element umfasst, das den Förderpfad schließt, um die Behälter anzuhalten, und den Förderpfad öffnet, um die Zufuhr der Behälter wiederaufzunehmen.
Behältersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Fülleinrichtung umfasst, die die Behälter mit einer Flüssigkeit füllt.
Behältersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit einen Drehwinkel von der Taktschraube erfasst.
Behältersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit, als eine Information, die einen Zustand von der Taktschraube angibt, eine Information erfasst, die sich auf eine Position von einem Behälter bezieht, der mit dem Eingriffsabschnitt von der Taktschraube in Eingriff ist, und wobei eine Position von einem Behälter, der sich neben einem Seitenabschnitt des Steuerelements entlang dem Förderpfad bewegt, durch die Information spezifiziert ist.
Behältersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, dicht gedrängt von einer Position eines Einlasses der Taktschraube zu dem Seitenabschnitt des Steuerelements fortfahren.
Behältersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Verzögerungseinheit umfasst, die ein Erfassungssignal von der Erfassungseinheit verzögert, um ein Antriebssignal an die Antriebseinheit zuzuführen, und wobei die Verzögerungseinheit eine Zeit anpassen kann, um das Erfassungssignal zu verzögern.
Herstellungsbezogene Anlage, die sich mit Behältern befasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Verarbeitungseinrichtung, die eine Taktschraube aufweist, die mit einem spiralförmigen Eingriffsabschnitt ausgebildet ist, um die Behälter zu empfangen, die durch eine Fördereinrichtung kontinuierlich entlang eines Förderpfads befördert werden; ein Steuerelement zum Steuern der Zufuhr und des Anhaltens von den Behältern zu der Taktschraube von der Verarbeitungseinrichtung vor der Taktschraube; eine Antriebseinheit, die das Steuerelement antreibt; und eine Erfassungseinheit, die einen Zustand der Taktschraube erfasst, wobei die Antriebseinheit das Steuerelement antreibt, um die Behälter anzuhalten, die kontinuierlich entlang des Förderpfads befördert werden, gemäß einem Erfassungsergebnis von der Erfassungseinheit.
Herstellungsbezogene Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Fülleinrichtung umfasst, die die Behälter mit einer Flüssigkeit füllt.