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Vorrichtung zum Transport von kreiszylindrischen
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Gegenständen ================================================== Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zurm Transport von kreiszylindrischen Gegenständen,
wie z.B. Flaschen, Dosen oder dergleichen, mit einem Transportband, auf dem die
Gegenstände mit senkrecht zur Bandebene verlaufender Zylinderachse und einander
berührenden Zylinderflächen in einer vielspurigen Reihe angeordnet sind und durch
sich verengende seitliche Führungen zu einer Reihe mit verringerter Spurenzahl formiert
werden.
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Bei bekannten Vorrichtungen sind die seitlichen Führungen gerade oder
so gekrümmt, daß sich ihr quer zur Transportrichtung gemessener Abstand in Abhängigkeit
vom Weg in Transportrichtung in abnehmendem Maße verringert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Vorrichtung der
eingangs beschriebenen Art den Durchsatz an Gegenständen bei einer vorgegebenen
Länge möglichst groß zu machen und die durch das Aneinanderschlagen der Gegenstände
bewirkte Schallemision zu reduzieren.
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Diese Rufgabe wird erfindungsgemäß durch seitliche Führungen gelöst,
deren quer zur Transportrichtung gemessener Abstand sich in Abhängigkeit vom Weg
in Transportrichtung zunehmend stärker verringert.
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Der erfindungsgemäßen Lösung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Ein möglichst großer Durchsatz an zylindrischen Gegenständen wird erreicht, wenn
an keinem Wegabschnitt auf die Gegenstände ein erhöhter Druck ausgeübt werden muß
bzw. wenn die Kraftverteilung eine möglichst stetige Funktion des Weges ist. Das
bedeutet mit anderen Worten, daß die Beschleunigung der Gegenstände in dem sich
verengenden Bereich möglichst konstant sein soll. Die-selbe Forderung muß für eine
larmarme Zusammenführung erhoben werden, so daß eine leistungsmäße Optimierung gleichzeitig
mit einer Lärmminderung verbunden ist.
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Aufgrund theoretischer Untersuchungen ergibt sich bei einem Zusammenführen
von drei Reihen auf zwei Reihen unter Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Flusses
von Gegenständen die folgende Abhängigkeit der Abstände der seitlichen Führungen
in Abhängigkeit vom Weg:
In dieser Formel ist D der Zylinderdurchmesser der Gegenstände,
F der Durchsatz der Gegenstände (Gegenstände pro Zeiteinheit), x die Wegkoordinate
in Transportrichtung mit Ursprung bei der dichtesten Dreierpackung und b die Beschleunigung.
D ist konstant. F und B sollen konstant gehalten werden. Damit ergibt sich eine
Abhängig keit von d, wie sie mit der erfindungsgemäßen Lösung beschrieben wurde.
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Das Ergebnis ist auch aus folgendem Grund physikalisch sinnvoll: Das
Zusammendrücken der Gegenstände muß am Anfang sehr langsam geschehen. In diesem
Bereich, in dem bei geraden Führungen die meisten Klemmungen auftreten, führt schon
eine geringe Verengung der Bahn zu einer erheblichen Ausdehnung des von den Gegenständen
gebildeten Paketes in Transportrichtung. Der Zusammenführungswinkel ist deshalb
in diesem Bereich entsprechend klein. Sind die betreffenden Gegenstände bereits
ein Stück in die daneben liegende Reihe hineingedrückt, so führt eine weitere Verengung
zu keiner wesentlichen Besciileunigung mehr. In diesem Bereich verengt sich die
Bahn deshalb mit größeren Zusammenführungswinkeln.
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Besondere Bedeutung kommt einem Spezialfall der Erfindung zu, der
darin besteht, daß sich der quer zur Transportrichtung gemessene Abstand der seitlichen
Führungen bei Umformung einer zweispurigen Reihe von Gegenständen in eine einspurige
Reihe in Abhängigkeit vom Weg in Transportrichtung nach einer parabolischen Funktion
verringert Diese parabolische Funkticnergibt sich durch folgende Formel für den
Abstand d der seitlichen Führungen F als Funktion der WegkooFdinate s:
In dieser Formel ist s eine entgegengesetzt zur Transportrichtung
ver1aufende Wegkoordinate, die ihren Ursprung an der Stelle hat, wo der Abstand
d gleich dem Durchmesser D der Gegenstände ist.
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Wenn die Führungen eine solche Form haben, ist gewährleistet, daß
die Gegenstände mit ihren Zylinderflächen beim reißverschlußartigen Einordnen in
die einspurige Reihe aneinander abrollen. Dieses Abrollen kommt dadurch zustande,
daß die Gegenstände bei ihrer translatorischen Bewegung in Transportrichtung aussen
von den Führungen abgebremst und innen durch das Transportband gedreht werden. Zwei
mit ihren Zylinderflächen einander berührende Gegenstände, von denen jeder an einer
der beiden seitlichen Führungen anliegt, erfahren dabei eine gegensinnige Drehung,
so daß sie an der Berührungsstelle aneinander abrollen können. Bei diesem Abrollen
werden die Gegenstände weniger stark erschüttert als bei einem Reiben, welches bei
geradlinigen Führungen auftritt. Weniger Erschütterungen sind gleichbedeutend mit
einer geringeren Schallemision. Bei einer Formierung einer dreispurigen Reihe zu
einer einspurigen Reihe kann ein Abrollen nicht auftreten, da die Gegenstände der
mittleren Spur immer nur in einer Drehrichtung gedreht werden können und daher mit
den Gegenständen einer der beiden äußeren Spuren reiben.
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Bei der Formierung einer vierpurigen Reihe zu einer einspurigen Reihe
wäre ein Abrollen in einem bestimmten Kurzbereich zwar theoretisch denkbar, Jedoch
treten in der Praxis erhebliche Reibungen auf. Man kann deshalb davon ausgehen,
daß beim Zusammenführen von zwei Spuren zu einer
Spur eine besonders
geringe Schallemission auftritt.
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Diese Erkenntnis ist, wie später noch gezett wird, für die Gesamtkonzeption
der Vorrichtung bzw. für das mit dieser Vorrichtung durchgeführte Transportverfahren
von großer Wichtigkeit.
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Zu erwähnen ist noch, daß die seitlichen Führungen nicht notwendigerweise
feststehend sein müssen, sondern auch aus mit dem Transportband mit laufenden seitlichen
Begrenzungsbändern bestehen können. In diesem Fall verzichtet man zwar auf den zuvor
beschriebenen. Vorteil des Abrollens der Gegenstände; andererseits bleibt der wesentliche
Gewinn unberührt, nämlich die konstante Beschleunigung und der damit erzielte optimale
Durchsatz sowie die verringerte Schallemission. Mitlaufende seitliche Begrenzungsbänder
haben den Vorteil, daß die Reibung zwischen den Gegenständen und den Begrenzungsbändern
sehr gering ist, was sich vorteilhaft auf den angestrebten optimalen Durchsatz auswirkt.
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Eine. zweckmäßige Ausgestaltung der brfindungsgemäßen Vorrichtung,
betreffend die Formierung einezweispurigea Reihe zu einer einspurigen Reihe, kann
darin bestehen, daß das Transportband aus mehreren mit gleicher Geschwindigkeit
parallel nebeneinanderlaufenden Einzelbändern besteht, und daß die Mittellinie zwischen
den seitlichen FUhrungen eine Gerade ist.
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Eine Alternative dazu kann darin bestehen, daß das Transportband aus
mehreren parallel nebeneinanderlaufenden Einzelbädern besteht, von denen jedes -
von einer Seite des Transportbandes zur anderen gesehen - eine höhere Geschwindigkeit
hat
als das dahinter befindliche Einzelband, und daß die Nittellinie zwischen den zeitlichen
Führungen in in Transportrichtung gegen das schnellste Einzelband hin gekrümmt ist.
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sinne andere Weiterbildung der rfindungsgenäßen Vorrichtung, der selbständige
erfinderische Bedeutun beigemessen wird, kann darin bestehen, daß die Spitze der
Innenführungen an Stellen, wo zwei einspurige Reihen unter einem spitzen Winkel
zusammengeführt sind, mit einer elastischen Verlängerung versehen ist, die sich
in TranJportrichtung höchstens bis zu dem Bereich erstreckt, wo der Abstand der
Aussenführungen gleich 3/2 #3 des Durchmessers eines Gegenstandes ist. Die ist die
@@@@ @@@ die drei ageinanderliegende zylindrische Gegenstände einnehmen, wenn man
den Abstand zwischen einer zwei Gegenstände berührenden Tangente und einer den anderen
Gegenstand berührenden Tangente, die parallel zu der erstgenannten Tangente ist,
mißt.
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Durch die zuletzt erwähnte maßnahme wird erreicht, daß die Geganstände
an der Mündungsstelle der beiden einpurigen Reihen nicht aufeinanderschlagen. Die
elastische Verlängerung fängt die Stoßenergie auf und hält die Gegenstände über
den kritischen Bereich hinaus auf Abstand. Durch die Elastizität der Verlängerung
wird der Abstand zwischen den Gegenständen in Transportrichtung kontinulerl ich
verringert bis die Gegenstände schließlich an Ende des kritischen Bereiches stoB-frei
zusammentreffen.
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Die elastische Verlängerung kann beispielsweise aus einem Federstahl-Band
oder einer Plastikfahne bestehen, die eine so große Eigensteifigkeit hat, daß sie
im nichtbelasteten Zustand gerade ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Transport von kreiszylindrischen
Gegenständen unter Verwendung einer Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art, mit
der eine zweispurige Reihe zu einer einspurigen Reihe formiert wird.
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Es wird nochnals auf die besonderen Vorteile dieses Spezialfalles
hingewiesen. Mit dieser Vorrichtung soll nun, wie an sich auf andere Weise bekannt,
eine vielspurige Reihe in eine einzige einspurige Reihe umgeformt werden. Eine einzige
@@@purige Reihe wird eispeilsweise bei Anlagen zum Füllen von Flaschen mit Getränken
benötigt. Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun dadurch gekennzeichnet sein, daß
die vielspurige Reihe zunächst in eine entsprechende Anzahl von Reihen mit höchsten
zwei Spuren aufgeteilt wird, daß dann die einzelnen zweispurigen Reihen zu einer
einspurigen Reihe formiert werden, daß dann - sofern noch mehr als zwei einspurige
Reihen vorliegen - jeweils zwei einspurige Reihen zu einer einzigen einspurigen
Reihe vereinigt werden, und daß solange weitere Verfahrensschritte der zuletzt genann
ten Art angeschlossen werden bis nur noch eine einzige einspurige Reihe übrig ist.
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Bei dem zuletzt beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird von
der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß aus den oben angegebenen Gründen die Gesamtschallemission
geringer ist als bei einem Verfahren, bei dem eine vielspurige Reihe um-mittelbar
durch seitliche Führungen in eine einspurige Reihe umgeformt wird.
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Es ist bekannt, eine vielspurige Reihe zunächst in zwei Reihen aufzuteilen.
Davon ausgehend kann eine Ausgestaltung des zuvor angegebenen erfindungsgemäßen
Verfahrens darin bestehen, daß - sofern eine der durch die Teilung entstandenen
Reihen mehr als zwei Spuren hat -diese Reihe erneut in zwei Reihen aufgeteilt wird,
und daß solange weitere Verfahrensschritte dieser Art angeschlossen werden, bis
die der vielspurigen Reihe entsprechende Anzahl von Reihen mit höchstens zwei Spuren
vorliegt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen
beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Darstellung zur Demonstration eines bekannten
Transportverfahrens; Fig. 2 den erfindungsgemäßen Verlauf der seitlichen Führungen
für die Vereinigung einer zweispurigen Reihe zu einer einspurigen Reihe gemäß einer
ersten Ausführungsform; Fig. 3 den erfindungsgemäßen Verlauf der seitlichen Führungen
für die Verdhigung einer zweispurigen Reihe zu einer einspurigen Reihe gemäß einer
zweiten Ausführungsform; Fig. 4 eine Darstellun-g zur Demonstration des erfindungsgemäßen
Transportverfahrens;
Fig. 5 einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Fig. 1 zeigt ein erstes Transportband 31 und ein zweites Transportband
B2. Das erste Transportband B1 besteht aus zehn parallel laufenden Einzelbändern
1-10, die gleiche Geschwindigkeit haben. Das Trafisportband B2 besteht aus fünf
Einzelbändern, von denen die Einzelbänder 11 und 15 die gleiche Geschwindigkeit
wie die Einzelbänder 1-10 haben. Die Einzelbänder 12 und 14 laufen schneller,und
das Einzelband 13 läuft am schnellsten. Über den Transportbändern B 1 und 132 sind
Führungen F für die zu transportierenden zylindrischen Gegenstände G, die beispielsweise
Flaschen, Dosen oder dergleichen sein können, angeordnet. Man erkennt, daß das bekannte
Transportverfahren darin besteht, daß zunächst eine achtspurige Reihe in zwei vierspurige
Reihen aufgeteilt wird. Die beiden vierspurigen Reihen werden dann durch sich verengende
gerade Führungsteile zu zweispurigen Reihen umgeformt. Die beiden einspurigen Reihen
werden schließlich durch gerade Führungsteile zu einer einzigen einspurigen Reihe
vereinigt.
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Fig. 2 zeigt die Vereinigung einer zweispurigen Reihe zu einer einspurigen
Reihe unter Verwendung von Führungen F, die sich in Transportrichtung nach einer
parabolischen Funktion verengen. Die Führungen F sind über einem Transportband B
angeordnet, das aus drei mit gleicher Geschtindig-l keit laufenden Einzelbändern
21,22,23 besteht. Es handelt
sich hierbei um eine symmetrische
Ausführung, d.h. die Führungen F sind symmetrisch zu einer geraden Mittellinie 24
angeordnet.
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Die Streckenkoordinate s für die parabolische Funktion läuft entgegengesetzt
zur Transportrichtung und hat ihren Ursprung in dem Punkt, wo der Abstand d der
beiden Führungen F nach der parabolischen Funktion genau dem Durchmesser D der Gegenstände
ist. Zur Vermeidung einer Unstetigkeit weichen die Führungen F in diesen Bereich
von dem errechneten parabolischen Verlauf ab und schmiegen sich in Form eines kontinuierlichen
Uberganges an den von parallelen Führungsteilen begrenzten einspurigen Bereich an.
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In Fig. 3 ist eine unsy=metrische Ausführung für den Verlauf der Führungen
F gezeigt, die eine zweispurige Reihe in eine einspurige Reihe umformen. Auch hier
nimmt der Abstand d zwischen den Führungen F in Transportrichtung nach einer parabolischen
Funktion ab. Die Streckenkoordinate s für die Formel, welche die parabolische Funktion
ergibt, läuft entgegengesetzt der Transportrichtung und hat auch hier ihren Ursprung
in dem Punkt, wo der theoretischeAbstand d gleich dem Durchmesser D eines Gegenstandes
G ist.
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Das Transportband B besteht hier aus sieben Einzelbändern 31-37, die
abgestuft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen. Das Einzelband 31 hat
die höchste Geschwindigkeit und das Einzelband 37 die niedrigste. Die Mittellinie
38 zwischen den beiden Führungen F ist in Transportrichtung gegen das schnellste
Einzelband 31 hin gekrümmt.
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In Fig. 4 ist gezeigt, wie eine achtspurige Reihe mit möglichst geringer
Schallemission und optimalen Durchsatz in eine einspurige Reihe umgeformt werden
kann. Dazu sind auf einem Transportband B Führungen F vorgesehen. Das Transportband
B besteht aus acht mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Einzelbändern. Die achtspurige
Reihe wird zunächst in zwei vierspurige Reihen geteilt. Jede der beiden vierspurigen
Reihen wird in zwei zweispurige Reihen geteilt. Jede zweispurige Reihe wird in eine
einspurige Reihe umgeformt. Die Führungsabschnitte im Zusammenführungsbereich sind
gemäß Fig. 2 geformt. Dann werden jeweils zwei einspurige Reihen zu einer einzigen
ehspurigen Reihe vereinigt. Auch hier sind die Führungsabschnitte im Zusammenführungsbereich
nach Fig. 2 geformt. Schließlich bleiben nur noch zwei einspurige Reihen übrig,
die am Ende zu einer einzigen einspurigen Reihe vereinigt werden. Auch hier ist
der ZusammenfUhrungsbewich der Führungen nach Fig. 2 ausgebildet. Man erkennt, daß
eine Verringerung der Spurenzahl jeweils nur in Form des Umformens einer zweispurigen
Reihe in eine einspurige Reihe erfolgt.
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In Fig. 5 ist der Teil der Führungen gezeigt, in dem zwei einspurige
Reihen zwecks ZusammenfUhrung zu einer einzigen einspurigen Reihe zusammentreffen.
Die äußeren FUhrungen sind hiermit Fa bezeichnet. Von dentinneren Führungen Fi ist
nur der Endbereich mit der Spitze 50 sichtbar. An dieser Spitze 50 befindet sich
eine elastische Verlängerung in Form einer Blattfeder 51. Die elastische Verlängerung
erstreckt sich von der Spitze 50 aus in Transportrichtung bis zu
der
Linie 52. An dieser Stelle ist der Abstand d gleich cer Breite von drei aneinanderliegenden
Gegenständen G. Die elastische Verlängerung 51 verhindert, daß die Gegenstände D
unmittelbar nach der Spitze 50 stoßartig aufeinandertreffen. Sie verformt sich laufend
unter dem Einfluß der vorwärts transportierten Gegenstände und sorgt dafür, daß
diese nach Überschreiten der Linie 52 stoßfrei aneinander angelegt werden, so daß
eine sonst an dieser Stelle durch Stöße auftretende Schallemission vermieden wird.
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L e e r s e i t e