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Vorrichtung zum Linieren von Behältern
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Linieren bzw. Vereinzeln
von Behältern in parallelen Reihen, insbesondere von Flaschen, der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Beim Transport werden aufrecht auf einem Flächenförderer, etwa einem
Bandförderer, stehende Flaschen an einen Fördertisch herangeführt, wo sie in einzelne
Gassen "eingefädelt", also liniert werden müssen.
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Hierbei ergeben sich gerade bei modernen Anlagen wegen der hohen Fördergeschwindigkeiten
ganz erhebliche Massenkräfte, durch die die Flaschen in den
einzelnen
Gassen zusammengepreßt werden, so daß sie sich gegenseitig verkeilen, nicht in die
Gassen hineinrutschen und so einen Stau verursachen.
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Dies ist etwa bei der Vorrichtung nach der gattungsbildenden DE-AS
22 04 090 der Fall, bei welcher die einzelnen Gassen durch Trennstege voneinander
getrennt sind, deren Enden zueinander versetzt in den Fördertisch hineinmünden.
Einige der Enden der Trennstege sind mit einer Verdickung ausgebildet, welche,wie
etwa ein Eisbrecher an einem Brückenpfeiler, den Einlauf der herankommenden Flaschen
in eine zwischen zwei Verdickungen eingeschlossene Gruppe von Gassen ermöglichen
sollen. Im übrigen sind die Gassen im rechten Winkel zur Förderrichtung, mit welcher
die Flaschen auf dem Fördertisch ankommen, angeordnet, so daß die in Förderrichtung
auftretende Massenkraft gegen eine festeBegrenzung wirkt, nicht aber gegen den Einlauf
der Gassen.
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Durch die rechtwinklige Ableitung und die Staustellen zwischen benachbarten,
an Enden von Trennstegen für die Gassen angebrachten Verdickungen komrrt es zu Stauungen,
während welcher der gesamte Fördervorgang zum Stillstand gelangt.
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Es ist auch bereits bekannt (DE-AS 11 58 396), die Enden der Trennstege
unmittelbar in den Fördertisch ragen zu lassen und durch einen Exzenterantrieb in
Schwingung zu versetzen, wodurch ein Stau vermieden
werden soll.
Als Nebeneffekt tritt aber eine enorme Geräuschentwicklung auf, da durch die Rüttelbewegungen
der Enden der Trennstege diese gegen die Flaschen und die Flaschen wiederum gegeneinander
schlagen. Außerdem können empfindliche Flaschen oder sonstige Behälter beschädigt
werden.
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Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß der Vereinzelungs-
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Linierungsvorgang erleichtert wird und die Behälter, vorzugsweise
Flaschen, störungsfrei in die einzelnen Gassen eingeführt werden, ohne daß es hierzu
mechanisch be-' wegter Teile im Bereich des Einlaufes der Gassen bedarf, und ohne
daß die Förderrichtung wesentlich geändert oder gar um 90 0 umgelenkt wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs
1 gelöst.
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Hierbei sind an den Enden aller Trennstege Verdickungen angebracht;
die Verdickungen befinden sich ihrerseits in einer gestaffelten Anordnung, wobei
an jenem Rand der Förderbahn, zu welchem hin die Gassen leicht abgwickelt sind,
die erste Verdickung angeordnet und jede weitere, benachbarte Verdickung in Förderrichtung
nach hinten versetzt ist.
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Die Verdickungen sind von zwei aufrechten Verdickungswänden begrenzt,
welche beide in eine vertikale, schneidenartige Kante münden, die der Förderrichtung
entgegengewandt ist. Von diesen beiden Verdickungswänden verläuft die eine in Längsrichtung
der Gassen, während die andere in Förderrichtung der Förderbahnen verläuft.
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Die in Förderrichtung der Förderbahn verlaufende Verdickungswand endet
an ihrer von der schneidenartigen Kante abgewandten Seite in einer vertikalen Hinterkante,
welche so angeordnet ist, daß sie, über die zugewandte Gasse hinweg, zur benachbarten
schneidenartigen Kante gerade einen solchen Abstand aufweist, wie er dem Durchmesser
der zu linierenden Gegenstände entspricht.
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Im Betrieb werden die Gegenstände, etwa Flaschen, gegen die Gassen
geschoben.
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Die erste der Flaschen, die aus der sogenannten Kugelpackung herausgelöst
wird, ist eine Flasche, die in Anlage mit der Längsbegrenzung der Förderbahn auf
dem Fördertisch läuft. Es ist somit einfach möglich, die erste Verdickung und den
zugehörigen Trennsteg auf die Bewegungsbahn dieser Flasche auszurichten. Diese Flasche
bewegt sich geradlinig, bis sie mit der Stelle ihrer größten Breite die Hinterkante
jener Verdickung passiert hat, an welcher sie anliegt. Hier wird die Flasche seitlich
hinter
die Hinterkante geschoenund, entlastet vom Druck der nachführenden Flaschen, in
Richtung der Gasse unbehindert weitergefördert. Im Augenblick, in welchem diese
Flasche die genannte Hinterkante passiert hat, gibt sie die seitlich neben ihr befindliche,
sich gegen sie abstützende Flasche frei, so daß sich diese zum Einlauf in die benachbarte
Gasse orientieren kann. Da die Einläufe der einzelnen Gassen gestaffelt angeordnet
sind, schafft somit jede gerade in eine Gasse einlaufende Flasche den notwendigen
Bewegungsspielraum für die benachbarten Flaschen, so daß sich die vor dem benachbarten
Einlauf befindende Flasche leicht auf diesen Einlauf ausrichten kann. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung sorgt somit für einen stauungsfreien Einlauf der Flaschen in die einzelnen
Gassen, ohne daß deshalb me- -chanisch bewegte Teile und die hiermit verbundenen
Nachteile, nämlich Bauaufwand, Geräusche:twicklung' Staudruck und Beschädigungsgefahr,
in Kauf genommen werden müssen.
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bei einer bisher bekannten, mit schwingenden Trennstegenden versehenen
Vorrichtung wahren etwa 10 Meßfühler erforderlich, um stets einen Aufschluß über
das Verhalten der Flaschen im Einlauf zu gewinnen und bei Stauungen Gegenmaßnahmen
treffen zu können. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung so störungsfrei arbeitet, daß man auf solche Meßfühler entweder verzichten
kann oder mit sehr
viel weniger Meßfühlern zum Uberwacds des Flaschenstromes
auskommt.
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Wegen des geringen Bauaufwandes ist es außerdem möglich, für Flaschen
bzw. Behälter eines ganz bestimmten Durchmessers jeweils eine zugehörige Vorrichtung
bereitzustellen und einzusetzen, wodurch die Leistungsfähigkeit beim Linierungsvorgang
noch weiter erhöht wird, da infolge des störungsfreien Betriebsablaufes eine solche
Vorrichtung imstande ist, außerordentlich viele Flaschen pro Zeiteinheit zu linieren.
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Wie aus dem obigen ersichtlich, ist der Schneidenwinkel, unter welchem
die beiden Verdickungsflächen gegeneinander geneigt sind, gleich dem Neigungswinkel,
unter welchem die Gassen seitlich von der Förderrichtung abzweigen.
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Dieser Neigungswinkel sollte nun nicht zu klein sein, da sonst die
Staffelung der schneidenartigen Verdickungsenden nicht mehr wirksam wird. Andererseits
sollte dieser Winkel gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung 300 nicht übersteigen,
da sonst die Belastungen der Trennstege und Behälter zu groß werden und der Versatz
der schneidenartigen Enden, in Förderrichtung gesehen, zu groß wird, um den zuverlässigen
Einlauf der Flaschen in die Gassen noch zu ermöglichen. Vorzugsweise liegt der Schneidenwinkel
bzw. Neigungswinkel in der Größenordnung von etwa 150. Ein kleiner Ablenkwinkel
hat zu dem den Vorteil, daß die Hauptförderrichtung des Flaschenstromes
beibehalten
werden kann,ohne zusätzlichen Platz zu beanspruchen.
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Wie bereits oben erwähnt, ist die am Rand der Förderbahn gelegene
erste Verdickung mit ihrer einen Verdickungswand auf die Seitenbegrenzung der Förderbahn
ausgerichtet. Um einen besonders sauberen Einlauf zu gewährleisten, gehen gemäß
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung diese Verdickungswand und die seitliche
Förderbahnbegrenzung bündig ineinander über, bo daß auf die Flaschen vor dem Einlauf
in die Gassen nicht etwa ein durch einen Abstand, Vorsprung oder dergleichen verursachter
seitlicher Stoß einwirkt, der nicht nur die Geräuschbelastung erhöht, sondern außerdem
die Anordnung der Flaschen stört.
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zin bevorzugter Neigungswinkel ergibt sich aus der Anordnung der Flaschen,
mit welcher sie in einer 'gRugelpackunc" auf d Fördertisch ankonimen: diese Flaschen
befinden sich in einer bestimmten Stapelungsordnung, wobei jeweils eine Flasche
gegenüber zwei benachbarten Flaschen auf Lücke angeordnet ist und gegen diese anliegt.
Wenn man davon ausgeht, daß auf dem F6rdertisch die Flaschen mit einer idealen Stapelung
kommen, dann ist eine erste Längsreihe solcher Flaschen durch deren Anlage gegen
die seitliche Begrenzung des Fördertisches bestimmt.
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Gegen diese erste Längsreihe liegt die benachbarte, zweite Längsreihe
auf die oben beschriebene Weise so an, daß sich die Flaschen der zweiten Reihe genau
auf Lücke mit jenen der ersten Reihe befinden. Somit ist auch die Lage der zweiten
und jeder weiteren Reihe genau festgelegt, und zwar insbesondere deren Abstand von
der seitlichen Begrenzung der Förderbahn. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung ist der Neigungswinkel der Gassen zur Förderrichtung so bestimmt, daß
die schneidenartigen Verdickungsenden genau auf dem seitlichen Begrenzungsrand der
zugehörigen Flaschenreihen liegen, so daß die herangeförderten Flaschen niemals
gegen eine Schneide anlaufen, sondern stets parallel zu der sich in Förderrichtung
erstreckenden Verdickungswand laufen bzw. gegen diese tangential anlaufen.
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Es mut lediglich dafür gesorgt werden, daß die Förderbahn auf dem
Fördertisch genügend lang ist, daß sich die in statistischer Verteilung herangeführten
Flaschen zu einer idealen Stapelung, der sogenannten Kugelpackung, zusammensetzen
können.
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Eine ideale Geometrie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch
die Merkmale des Anspruchs 5 definiert.
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Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen
Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert.
In dieser ist die
Draufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, mit einer Förderbahn
1, die sich auf einem Fördertisch befindet. Auf der Förderbahn 1 werden Flaschen
2, die einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriß mit dem Durchmesser D aufweisen,
in Richtung der Pfeile 3 gefördert.
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Eine durch eine Schraffur angezeigte Förderbahn-Begrenzungswand 4
erstreckt sich parallel zur Bewegungsrichtung 3 der Flaschen 2. Es sind nur zwei
parallele Reihen von Flaschen 2 dargestellt, deren Lage jeweils durch die beiden
Richtungspfeile 3 verdeutlicht ist. In der Praxis sind mehrere Reihen vorgesehen,
wobei die Flaschen 2 "in dichter Kugelpackung" angRördert werden.
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Von der Förderbahn 1 zweigen Gassen 5 seitlich ab, von welchen jedoch
nur eine gezeigt ist. Es wird darauf hin gewiesen, daß bei einer Vorrichtung der
gezeigten Art in der Regel wesentlich mehr als zwei Gassen 5 angeordnet sind,bis
etwa zehnoder mehr.
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Die Gassen 5 werden von Trennstegen 6 beiderseits begrenzt, deren
Abstand nur geringfügig größer ist als der Durchmesser D der Flaschen 2.
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Die Enden der Trennstege 6 weisen Verdickungen 7 auf, welche von zwei
Verdickungswänden 8, 9 gebildet sind, die in einer schneidenartigen Kante 10 auslaufen,
welche
der Bewegungsrichtung der Flaschen 2 auf der Förderbahn
1 entgegengerichtet sind.
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Wie ersichtlich, geht die Verdickungswand 8 bündig in die eine der
Seitenwände der Trennstege 8 über, während die andere Verdickungswand 9 parallel
zu der Bewegungsrichtung (Pfeile 3) der Flaschen 2 auf der Förderbahn 1 ausgerichtet
ist. Der Schneidenwinkel a der Verdickung 7 entspricht somit jenem Winkel, um welchen
sich die Bewegungsrichtung der Flaschen 2 beim Einlauf in eine Gasse 5 ändert, oder
jenem Winkel, um welchen die Gassen 5 zur Bewegungsrichtung der Pfeile 3 geneigt
sind.
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Während die Verdickungswand 8 bündig in eine Seitenwand des Trennsteges
6 übergeht, überragt die andere Verdickungswand 9 die zugehörige Seitenwand des
Trennsteges 6 um einen Abstand c und endet in einer Kante 11. Der Abstand der Kante
11 von der benachbarten Schneide 10 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der
Flaschen 2. An die Kante 11 schließt sich eine Hinterschneidung an, die in die Innenfläche
der Stege 6 übergeht.
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Da der Abstand der Hinterkante 11 von der benachbarten Schneide 1
den Durchmesser D nicht übersteigt, ist die Flasche 2', die in der Zeichnung gerade
beim Einlauf
in eine der Gassen 5 gezeigt ist, während dieses Einlaufes
noch so abgestützt, daß sie in Richtung der Verdickungswand 9 nicht ausweichen kann.
Sie stützt somit die benachbarte Flasche 2'', die gerade über die benachbarte Schneide
hinweg in die benachbarte Gasse 5 einläuft, ab, so daß jedesmal, wenn eine Flasche
2' in eine Gasse 5 einläuft, diese Flasche 2' die benachbarte Flasche 2'' in eine
solche Lage drückt, daß diese ihrerseits störungsfrei in die benachbarte Gasse 5
einlaufen kann.
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In der Zeichnung ist die Verbindungslinie (D) zwischen der Hinterkante
11 und der Schneidenspitze 10 des benachbarten Trennsteges eingezeichnet.
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Der Winkel dieser Linie zur Förderrichtung ist mit bezeichnet, der
Winkel zwischen dieser Linie und der hDrmalen zur Längsrichtung der Gasse 5 ist
mit & bezeichnet. Die Projektion der Linie D auf die Normale zur Förderrichtung
längs der Pfeile 3 ist mit a bezeichnet, während die Projektion dieser Linie auf
die Förderrichtung (Pfeil 3) mit b bezeichnet ist. Die Projektion dieser Linie auf
die Normale zur Längsrichtung der Gasse 5 ist mit h bezeichnet.
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Die geometrischen Beziehungen zwischen diesen Größen sind am Ende
der Beschreibung- aufgel i st et .
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Die gezeigte Vorrichtung ist grundsätzlich für Behälter mit beliebigem
Durchmesser D eingerichtet, wobei jedoch die Wandstärke e der Trennstege 6 ebenfalls
eine Funktion des Durchmessers bildet. Die Wandstärke e soll aber aus Gründen der
Festigkeit einen Wert von etwa 8 mm nicht unterschreiten. Dieser Wert ergibt sich
bei Flaschen von etwa 60 mm Durchmesser.
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Wie die folgende Aufstellung der geometrischen Beziehungen zeigt,
sind bei der gezeigten, optimierten Ausführungsform fast alle Winkel und Größen
nur noch Funktionen vom Durchmesser der zu linierenden Gegenstände. Wegen des besonders
einfachen Aufbaus ist es ohne weiteres möglich, für Gegenstände, deren Durchmesser
geringfügig voneinander abweicht, eigene Linierungsvorrichtungen zu verwenden, so
daß infolge der Optimierung der Vorrichtung auf den jeweils vorliegenaen Behälter-
bzw. Flaschendurchmesser die in Kugelpackung ankommenden Behälter bzw. Flaschen
sehr rasch und mit einem Mindestmaß an Energieverlust aufgeschlossen und liniert
werden können, woraus ein störungsfreier, geräuscharmer Betrieb ohne zusätzliche
Energiezufuhr möglich ist.
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Wird jedoch das Packgut häufig gewechselt, d.h., müssen bspw. im Wechsel
Flaschen mit unterschiedlichem Durchmesser verarbeitet werden, kann durch entsprechende
Ausgestaltung der Trag- und Be-Befestigungselemente die Verschiebung der Trennstege
(6) so erfolgen, daß die erforderlichen geometrischen Beziehungen für alle in Frage
kommenden Flaschendurchmesser erhalten bleiben.
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Bei der Ausführungsform nach der Figur gehen die Seitenwand 4 und
die Wand 9 ineinander über, d.h., die Förderrichtung 3 und die Wände 9 sind parallel
zueinander. Sie können jedoch auch unter einem von O abweichenden Winkel zueinander
verlaufen. Es muß nur gewährleistet sein, daß die antransportiertenFlascnen 2 in
Anlage an die Wände 9 kommen.
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Geometrische Beziehungen a = D + D sin 60° - D 2 2 a = D 1 -3 2 tan
ß = b a ß = arccos (D) b = a tan(arccos(a))
| 1 m a |
| 1 r? D tan(arccos(D)) |
| b=-21 ß D tan(arccos(2 })tan (arccos |
c=D-h r= 90° -6 = 90° - ß 900 - 900 + B -L ß -h = D cos c = D - D cos(B -( c = D(1
- cos(S - α)
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