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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Bei
der aus
DE-A-28 26 977 bekannten
Verteilvorrichtung für
gefüllte,
in einer Verpackungsstation zu verpackende Behälter ist bei einer Ausführungsform
der Schieber zweiteilig und bei einer anderen Ausführungsform
einteilig und schräg
zur Zuführvorrichtung
so verschiebbar, dass er bei der Verschiebung Bewegungskomponenten
parallel und quer zur Zuführrichtung
ausführt.
Damit werden Behältergruppen
wahlweise in eine von zwei Abführstrecken
rangiert. Sind mehr als zwei Abführstrecken vorhanden,
sind im Zwischenförderabschnitt
mehrere Schieber zueinander parallel angeordnet. Der bauliche Aufwand
ist hoch, da jeder Schieber in einer Schrägführung untergebracht ist, die
in einer Schieberstellung die Funktion eines stationären Schiebers übernimmt.
Ferner reiben die aus der Zuführrichtung abgelenkten
Behälter
einzeln entlang dem Schieber, was nicht nur eine hohe mechanische
Belastung der Behälter
und des Schiebers bedingt, sondern auch zur Geräuschentwicklung beiträgt. Eine
Umstellung auf andere Behältergrößen ist
schwierig. Die insgesamt mögliche
Förder-
und Verteilrate ist niedrig. Ungünstig
ist, dass die Behälter
an beiden Seiten geführt
werden, woraus speziell beim Rangieren häufig Staus resultieren.
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Bei
der Vorrichtung gemäß
DE-931 96 29 U wird
ein die Behältergruppe
von beiden Seiten abstützender
Schieber in einer Kreuzschlittenanordnung verstellt, wobei er den Endabschnitt
der Zufuhrstrecke in Zuführrichtung
und quer dazu mitschleppt. Aus diesem Grund sind die seitlichen
Führungsbegrenzungen
des Endabschnitts der Zufuhr wie auch die seitlichen Führungsbegrenzungen
der einzelnen Abführstrecken
teleskopartig ausziehbar. Der mechanische Aufwand ist hoch. Die
Vorrichtung ist aufwändig
und aufgrund der großeen
Anzahl relativ zueinander beweglicher mechanischer Komponenten verschleißanfällig. Da
die Behältergruppen
an beiden Seiten geführt
werden, entsteht beim Rangieren sehr leicht ein Stau. Außerdem erfordern
Umstellungen auf andere Behälterdurchmesser
oder -größen zeitlichen
Aufwand.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, die baulich einfach, störungssicher und universell
für unterschiedliche
Behältergrößen verwendbar
ist, relativ leise betrieben werden kann, und ohne Behälterstopps
hohe Förder-
und Verteilungsraten ermöglicht.
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Die
gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Da
der Schieber nur einseitig an der jeweiligen Behältergruppe angreift, und während der
Zufuhr die im Zwischenförderabschnitt
verfügbare
Länge zum
Rückstellen
und für
Positionswechsel von einer Seite zur anderen Seite einer zu verteilenden
Behältergruppe
nutzt, ergibt sich ein einfacher und betriebssicherer Aufbau. Am
Schieber selbst brauchen bei sich ändernden Behältergrößen keine
nennenswerten Umstellungen vorgenommen zu werden, da er wegen des
einseitigen Angriffs zu den meisten Behältergrößen passt, d.h. formatunabhängig ist.
Ein Rangierstau wird vermieden, da die Behältergruppe speziell beim Rangieren
nur an einer Seite beaufschlagt wird. Es lassen sich hohe Zufuhr-,
Förder- und
Verteilungsraten erzielen, insbesondere mit gefüllten und deshalb stabil stehenden
Behältern.
Der Schieber rangiert eine Behältergruppe
ohne mit anderen Behältern
zu kollidieren. Beim Rückstellhub lässt er sich
sogar schneller als die Zuführgeschwindigkeit
bewegen.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform wird
der Schieber mittels des Stellantriebs oder mehrerer Stellantriebe,
die kooperierend arbeiten, beim Rückstellhub im Zwischenförderabschnitt
von einer Seite einer sich aus der Zufuhr auf dem Zwischenförderabschnitt
aufbauenden Behältergruppe
vor dem in Zuführrichtung
vordersten Behälter
vorbei zur anderen Seite dieser Behältergruppe bewegt. Dabei kann
der Schieber schneller als beim Verteilhub angetrieben werden. Gegebenenfalls
wird er beim Rückstellhub
vorübergehend
um eine vertikale Achse gedreht, um leichter an dem vordersten Behälter einer
sich aufbauenden Behältergruppe
vorbeizukommen. Für
den Fall, dass der Schieber zur Verteilung einer Behältergruppe
an derselben Seite anzugreifen hat, an der er zuvor beim Verteilen
angelangt war, braucht er natürlich
nicht an der Behältergruppe vorbeimanövriert zu
werden.
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Eine
weitere, besonders zweckmäßige Ausführungsform
ist mit einem dritten Freiheitsgrad der Schieberbewegung ausgestattet,
in dem der Schieber zum Seitenwechsel in der Rückstellbewegung mittels des
Stellantriebs relativ zum Zwischenförderabschnitt mindestens über die
Behälterhöhe anheb- und
wieder absenkbar ist. In diesem Fall wird dann, wenn eine Verteilung
erforderlich wird, zu der der Schieber an die andere Seite der Behältergruppe wechseln
muss, der Schieber bei der Rückstellbewegung über die
Behältergruppe
und gegebenenfalls andere, noch auf dem Zwischenförderabschnitt
befindliche Behälter
hinweggehoben und wieder abgesenkt. In diesem Fall kann die Zwischenförderstrecke optimal
kurz sein.
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Im
Hinblick auf eine korrekte und schnelle Bewegungssteuerung des Schiebers
ist es zweckmäßig, wenn
der Schieberstellantrieb hydraulische, pneumatische, elektrische,
elektromechanische oder mechanische Aktoren aufweist.
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Alternativ
könnte
der Schieberstellantrieb auch Nocken und Nockensteuerbahnen aufweisen. In
jedem Fall werden die Schieberbewegungen so gesteuert, dass der
Schieber die zu rangierende Behältergruppe
ohne umfallende Behälter
verlagert, seine Rückstellbewegung
jeweils so schnell ausführt, dass
er zeitgerecht wieder für
einen neuen Verteilvorgang bereit ist, und werden sämtliche
Bewegungen von oberhalb oder außerhalb
des Zwischenförderabschnitts
gesteuert.
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Zweckmäßig ist
eine übergeordnete,
elektronische Verteilungssteuervorrichtung für den Schieberstellantrieb
vorgesehen, die, um Funktionsfehler weitestgehend auszuschließen, vorzugsweise,
zumindest mit elektronischen, optoelektronischen oder mechanisch-elektronischen
Behältersensoren
verknüpft
ist, um die jeweiligen Bewegungen des Schiebers nur dann zu steuern,
wenn die erforderliche Behälteranzahl
am richtigen Ort vorhanden ist, und um die Bewegungen mit der jeweils
erforderlichen Geschwindigkeit und Richtung zu kontrollieren.
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Zweckmäßig ist
in der Vorrichtung eine Abführstrecke
für je
eine vom Schieber unbeeinflusste Behältergruppe in Zuführrichtung
auf die Zufuhr ausgerichtet. Der Schieber braucht diese Behältergruppe
nicht zu manipulieren, d.h. quer zur Förderrichtung versetzen, dient
ggf. jedoch als die richtige Anzahl für die Behältergruppe abzählendes
Organ, damit auch in diese Abführstrecke
die ordnungsgemäße Behälteranzahl
ausschließlich
von der Zwischenförderstrecke
gefördert
wird. Gegebenenfalls assistiert der Schieber hier als eine seitliche
Führung.
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Um
die Vorrichtung leicht an unterschiedliche Behältergrößen anpassen zu können, ist
es zweckmäßig, wenn
die Länge
und/oder Höhe
des Schiebers verstellbar ist bzw. sind. Zweckmäßig wird nämlich der Schieber jeweils
nur so lange bemessen, dass er exakt zur Behältergruppe passt.
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Gegebenenfalls
sind am Schieber Behälter-Positionier- und/oder -Greifelemente
angeordnet, die austauschbar und/oder verstellbar sind. Diese Elemente
führen
beim Rangieren die Behälter zweckmäßig zumindest
von einer Seite.
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Auch
die aktive Länge
des Zwischenförderabschnitts
kann verstellbar sein, um die Vorrichtung leicht an unterschiedliche
Behältergrößen oder
Anzahlen der Behälter
in jeder Behältergruppe
anpassen zu können.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform ist
der Schieber an einem oberhalb des Zwischenförderabschnitts angeordneten
Roboterarm montiert. Dieser Roboterarm beherrscht mindestens zwei,
vorzugsweise sogar drei, orthogonale Arbeitsachsen und wird entweder
nach einem Programm und/oder unter Berücksichtigung von Sensorsignalen
angetrieben. Ein Roboterarm kann beispielsweise durch drei senkrecht
aufeinander stehende Linearachsen gebildet werden, deren Bewegungen
durch gesteuerte Überlagerung
die erforderlichen Bahnkurven bevorzugt programmgesteuert erzeugen.
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Wie
erwähnt,
kann der Schieber seine Rückstellbewegungen
mit höheren
Geschwindigkeiten ausführen,
als beim Rangieren von Behältergruppen.
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Die
Fördergeschwindigkeit
im Zwischenförderabschnitt
sollte sich gleich oder höher
einstellen lassen als in der Zufuhr. Die Fördergeschwindigkeit in den
Hauptführstrecken
kann jedoch niedriger eingestellt werden als im Zwischenförderabschnitt,
da durch die verteilende Funktion des Schiebers zum Transport der
Behälter
entlang der Abführstrecken, beispielsweise
zu einer Verpackungsstation, genügend
Zeit und Raum zwischen den Behältergruppen zur
Verfügung
steht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung können
mehrere vorzugsweise voneinander unabhängig steuerbare Schieber in
Förderrichtung
gesehen hintereinander angeordnet sein, um auch bei hohen Leistungen
eine Verteilung auf viele Ablaufspuren zu ermöglichen.
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Anhand
der Zeichnungen werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum gruppenweisen Verteilen
von Behältern,
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Vorrichtung,
und
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3 eine
Schemadraufsicht auf die eine oder andere Ausführungsform, in einer speziellen Verteilphase.
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Eine
Vorrichtung V zum gruppenweise Verteilen von Behältern B umfasst eine Zufuhr
Z, entlang derer Behälter
B entweder mit Zwischenabständen oder
direkt aneinanderliegend in Richtung eines Pfeils 4 mit
einer bestimmten Geschwindigkeit angeliefert werden, die gruppenweise
(in 1 jeweils fünf
Behälter)
auf mehrere Abführstrecken
A1 bis A5 (in der gezeigten Ausführungsform
in 1 fünf
Abführstrecken)
regelmäßig oder
unregelmäßig verteilt werden.
Die Abführstrecken
können
gassenförmig mit
Zuführungsgeländern zu
beiden Seiten ausgebildet sein. Die Zufuhr Z mündet, beispielsweise mittig, in
einen Zwischenförderabschnitt 1,
in welchem beispielsweise eine Förderbandanordnung
oder eine Kettenmatte 2 in Richtung eines Pfeils 3 mit
einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die gleich oder höher als
die Zuführgeschwindigkeit 4 eingestellt
werden kann. In den Abführstrecken
A1 bis A5 sind ebenfalls Förderelemente,
z.B. Bänder,
vorgesehen, die in Richtung eines Pfeils 5 in einer bestimmten
Geschwindigkeit angetrieben werden, beispielsweise langsamer als
die Zufuhr 4. Die Abführstrecken
A1 bis A5 führen
beispielsweise zu einer nicht gezeigten Verpackungsstation. Die
Behälter
B sind beispielsweise gefüllte
Flaschen oder Dosen, die in der Verpackungsstation beispielsweise
in Folien eingeschweißt
werden, und zwar jeweils mehrere Behälter als ein Gebinde.
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Zum
Rangieren bzw. Verteilen der in einer Reihe kontinuierlich zugeführten Behälter B ist
im Zwischenförderabschnitt 1 ein
Schieber S vorgesehen, der mittels einer Stellantriebeinrichtung 6 oder 6' so hin- und
herbewegbar ist, dass er Bewegungskomponenten in Zuführrichtung 4 und
quer dazu ausführt,
wobei der Schieber normalerweise S parallel zur Zuführrichtung 4 ausgerichtet
ist.
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In
der Ausführungsform
in 1 ist der Stellantrieb 6 so ausgebildet,
dass er zwei orthogonale Stellachsen beherrscht, und zwar mit einer
Bewegungskomponente 8 parallel zur Zufuhr und einer Bewegungskomponente 7 quer
zur Zufuhr. Der Stellantrieb steht beispielsweise mit einer übergeordneten elektronischen
Steuervorrichtung CU in Verbindung. Die Stellachsen sind bevorzugt
als elektrische Linearachsen ausgebildet.
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Im
Zwischenförderabschnitt 1 sind
keine Längsführungen
für die
Behälter
vorgesehen, ausgenommen gegebenenfalls seitliche Führungen 10,
die in etwa auf die Abführstrecken
A1 und A5 ausgerichtet sind. Zumindest eine Abführstrecke, in diesem Fall die
Abführstrecke
A3, ist auf die Zufuhr Z fluchtend ausgerichtet, damit Behältergruppen
G3 (3) zur Abführstrecke
A3 gebracht werden können,
auf die der Schieber S nicht einzuwirken braucht. Der Schieber S
wird vielmehr eingesetzt, um die jeweiligen Behältergruppen (in 1 beispielsweise
die Behältergruppe
G1 für
die Abführstrecke
A1) aus der Reihe ankommender Behälter abzusondern und in eine
seitlich versetzte Position zu stellen, die auf die Abführstrecke
A1 ausgerichtet ist.
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Dabei
greift der Schieber S entweder an einer Seite 15 einer
Behältergruppe
an, oder an der gegenüberliegenden
Seite 17, jedoch stets nur einseitig.
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In 1 steht
der Schieber S bereit, um an der Seite 15 der Behältergruppe
anzugreifen, sobald die Behälter
B in ordnungsgemäßer Anzahl
aus der Zufuhr Z angelangt ist. Dann schiebt der Schieber S diese
Behältergruppe
(gestrichelt mit 11 angedeutet) nach oben, um die Behältergruppe
G1 für
die Abführstrecke
A1 zu positionieren. Bei dieser Verschiebebewegung in Richtung des
gestrichelten Pfeils 11 führt der Schieber S mit der
Behältergruppe
eine Bewegungskomponente auch parallel zur Zuführrichtung 4 aus,
um die weiterhin zugeförderten
Behälter B
aus der Zufuhr nicht zu behindern. Sobald der Schieber S die Behältergruppe G1,
wie gestrichelt dargestellt, positioniert hat, wird er über den
gestrichelten Weg 12 zunächst auf die andere Seite der weiterhin
aus der Zufuhr Z kommenden Behälter
B verlagert und dann in Richtung des gestrichelten Pfeils 13 wieder
zurückgestellt,
um dann, sobald wieder die richtige Anzahl Behälter in der Behältergruppe
ist, diese neue Behältergruppe
beispielsweise in Richtung des gestrichelten Pfeils 11,
jedoch nur bis zur Ausrichtung auf die Abführstrecke A2 zu rangieren und
abzustellen. Bei seiner Rückstellbewegung kann
der Schieber S schneller gesteuert werden, als bei der Verteilbewegung.
Nachdem die Behältergruppe
für die
Abführstrecke
A2 positioniert worden ist, bleibt der Schieber S beispielsweise
auf der Seite im Zwischenförderabschnitt 1,
die der Seite 17 der sich neuerlich aufbauenden Behältergruppe
zugewandt ist. Der Schieber S wird gegebenenfalls an der Seite 17 positioniert,
um die ankommenden Behälter
etwas zu führen
oder abzustützen.
Diese sich aufbauende Behältergruppe
ist beispielsweise für
die Abführstrecke
A3 bestimmt und benötigt
deshalb keinen rangierenden Einfluss des Schiebers. Der Schieber
lässt hier
fünf Behälter passieren,
die (3) auf dem Zwischenförderabschnitt 1 direkt
in die fluchtende Abführstrecke 3 gefördert werden.
Sobald der letzte Behälter
B dieser Behältergruppe
G3 (3) die in Zuführrichtung 4 vorne
liegende Endkante des Schiebers passiert hat, kann der Schieber
S wieder in Aktion treten und (3) die nächste Behältergruppe G4
für die
Abführstrecke
A4 in Richtung des gestrichelten Pfeils 19 rangieren und
positionieren. Dann kehrt der Schieber S wieder zurück zur Seite 17,
um schließlich
die letzte Behältergruppe
G5 (2) in Richtung des gestrichelten Pfeils 14 an
der unteren Längsführung 10 zu
positionieren.
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Auf
diese Weise werden alle fünf
Abführstrecken
A1 bis A5 bevorzugt gleichförmig
beschickt.
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Die
Ausführungsform
der Vorrichtung V in 2 zeichnet sich dadurch aus,
dass der Stellantrieb 6' einen
dritten Freiheitsgrad besitzt, nämlich
die Bewegungskomponenten 7 und 8 parallel und
quer zur Zuführrichtung,
und zusätzlich
eine Bewegungskomponente 9, mit der der Schieber S vorübergehend
mindestens über
die Behälterhöhe anhebbar und
wieder absenkbar ist.
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Wie
in 2 angedeutet, bringt der Schieber S zunächst entlang
des gestrichelten Wegs (Pfeil 14) die Behältergruppe
G5 in die Position, in der diese auf die Abführstrecke A5 ausgerichtet ist.
Dann führt er,
gegebenenfalls, einen kurzen Rückhub 16 aus, um
sich von den Behältern
der Behältergruppe
G5 sauber zu lösen,
ehe er entlang des gestrichelten Weges 18 über die
sich aufbauende Behältergruppe aus
der Zufuhr Z hinweggehoben und dahinter wieder abgesenkt wird, so
dass er erneut der Seite 17 der Behälter B zugewandt ist. Dann
wird in ähnlicher Weise
beispielsweise die Behältergruppe
G4 für
die Abführstrecke
A4 rangiert und positioniert.
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Die
oben beschriebene Vorgangsweise, bei der die Abführstrecken A1 bis A5 regelmäßig beschickt
werden, muss nicht zwingend abgearbeitet werden. Vielmehr kann auch
eine andere willkürliche Abfolge
gewählt
werden. Ferner braucht der Schieber S nicht alle verfügbaren Abführstrecken
zu beschicken, falls kleinere Gebinde zu verpacken sind. Die Anzahl
der Abführstrecken
A1 bis A5 kann beliebig sein.
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Zweckmäßig ist
die Länge
L1 des Zwischenförderabschnitts 1 größer als
die Länge
L2 einer Behältergruppe.
In dem Fall, in dem der Schieber S in 1 ohne anzuheben
bewegt wird, kann die Länge L1
ein Mehrfaches der Länge
L2 betragen. Im Fall der Ausführungsform
in 2, in der der Schieber S über die Behälter hinweggehoben werden kann, kann
die Länge
L1 wesentlich kürzer
gewählt
werden. Die Länge
L2 des Schiebers S kann gegebenenfalls verstellt werden, ebenso
die aktive Schieberhöhe,
falls erforderlich. Am Schieber S können gegebenenfalls Positionierelemente
zum vorübergehenden Stabilisieren
der Behälter
in der abgesonderten Behältergruppe
verstellbar und/oder austauschbar angebracht sein. Die Vorrichtung
V verfügt über nicht gezeigte
Sensoren, die die Behälter überwachen, und
auch die Fördereinrichtungen,
und die z.B. mit der übergeordneten
Steuervorrichtung CU verbunden sind, um den Schieber S nur dann
bewegen zu lassen, wenn ein störungsfreier
Betrieb möglich
ist.
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Da
der Schieber S beim Rangieren der Behältergruppen auch eine Bewegungskomponente
in Zuführrichtung 4 ausführt, die
mindestens so schnell ist, dass keine Kollision mit den permanent
ankommenden Behältern
oder mit anderen auf dem Zwischenförderabschnitt 1 positionierten
Behältern
auftreten kann, brauchen die Behälter
B zu keiner Zeit angehalten zu werden. Daraus resultiert eine hohe Förder- und
Verteilungsrate der Vorrichtung.