EP1529009A1 - Vorrichtung zum transport von zylindrischen gegenständen - Google Patents

Vorrichtung zum transport von zylindrischen gegenständen

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EP1529009A1
EP1529009A1 EP03732210A EP03732210A EP1529009A1 EP 1529009 A1 EP1529009 A1 EP 1529009A1 EP 03732210 A EP03732210 A EP 03732210A EP 03732210 A EP03732210 A EP 03732210A EP 1529009 A1 EP1529009 A1 EP 1529009A1
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EP
European Patent Office
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objects
shafts
transport
shaft
containers
Prior art date
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Pending
Application number
EP03732210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Burger
Johannes Rauschnabel
Bernd Goetzelmann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/22—Devices influencing the relative position or the attitude of articles during transit by conveyors
    • B65G47/24—Devices influencing the relative position or the attitude of articles during transit by conveyors orientating the articles
    • B65G47/244—Devices influencing the relative position or the attitude of articles during transit by conveyors orientating the articles by turning them about an axis substantially perpendicular to the conveying plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G33/00—Screw or rotary spiral conveyors
    • B65G33/02—Screw or rotary spiral conveyors for articles

Definitions

  • the invention relates to a device for transporting cylindrical objects, in particular containers during a treatment process, e.g. a sterilization process, based on the generic features of the main claim.
  • the containers which roll by means of this device in the transport direction about an axis of rotation transversely to the transport direction are guided in such a way that the containers can be rotated past the coupling area, for example of a plasma source, which for example for the purpose of sterilization can also be seen from EP 0 377 788 AI is known.
  • a plasma source which for example for the purpose of sterilization can also be seen from EP 0 377 788 AI is known.
  • a device for transporting cylindrical objects, in particular containers is designed such that at least two shafts are rotatable in the same direction, axially perpendicular to the transport direction of the containers.
  • the transport device can be arranged, for example, in a treatment chamber with a plasma source for generating electromagnetic vibrations for sterilizing the containers.
  • the containers come to rest with their cylinder wall on a shaft and with an end face on an adjacent shaft during transport. Due to the distance between the axes and / or the respective diameters of the shafts, according to the invention a predeterminable angular position of the objects or containers relative to the plane of the axes of the shafts and, furthermore, a self-rotation and also a longitudinal movement of the containers can be effected under the influence of the respective rotational speeds of the shafts. It is also advantageous here if the shafts are inclined at a predetermined angle to the transport direction, so that the speed of the longitudinal movement can thus be adjusted.
  • the respective axis spacing and / or the respective diameter of the shafts can be dependent on the geometric dimensions of the cylindrical objects or Containers are determined in a simple manner on the basis of a determination of the center of gravity depending on the angular position of the respective object or container and then predefined.
  • the geometrical dimensions include in particular the diameter and the length of the respective object, possibly taking into account the change in the center of gravity of geometric designs of a bottle-like opening area of a container. A wide range of container diameters and shapes can thus be processed with simple setting options.
  • a linear transport of cylindrical containers e.g. possible in a sterile surrounding area.
  • the respective container will rotate uniformly about its own longitudinal axis so that the entire cylinder surface is accessible via the transport path during the sterilization process and the rotating transport means can also be sterilized on all sides.
  • the largely upright containers according to the invention can also be easily transported when filled.
  • the container can be transported horizontally and can easily be replaced by baffles or other additional applications, such as a gripper be set up.
  • the container can also be transported horizontally, with the restriction that filled containers cannot be transported in this way, so that there is no risk of tipping over.
  • the fact that many adjustments and settings of the device can be made from the outside means that there is no lengthy change of components.
  • the waves of the transport device according to the invention represent an easily accessible surface for cleaning, sterilizing or similar treatment methods.
  • transport tracks with the corresponding shafts can also be implemented in parallel in one treatment chamber.
  • the transport can be carried out with low energy consumption because there is only rolling friction on the containers with the lowest friction value at all.
  • the device according to the invention can also be used for transporting containers in locks which are connected upstream or downstream, and in buffers between individual stations of packaging lines, and for other purposes, for example to apply color ring markings to containers or to check the contents or the container material on all sides even with camera systems.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a transport device with a plurality of rotatable shafts and cylindrical containers transported therewith,
  • Figure 2 is a detailed representation of two shafts that are inclined in the transport direction of the containers and
  • Figure 3 is an illustration of two shafts in section and a container transported therein in a predetermined angular position.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device 1 for transporting containers 2, by means of which the containers 2 are transported, for example via corresponding locks, through a treatment chamber, for example a sterilization chamber, which is not explained in more detail here.
  • a treatment chamber for example a sterilization chamber
  • the containers can be exposed to a plasma that is generated at a plasma source that is fed, for example, by high-frequency or microwave energy.
  • the device 1 has a number of rotatable shafts, of which only the shafts 3 and 4 are identified, since the containers 2 are transported between them, which is explained in more detail with reference to the following figures.
  • FIG. 2 It can be seen from FIG. 2 that the shafts, in particular the shaft 3 is shown here, are inclined at an angle ⁇ to the transport direction 5 and the containers 2 rotate according to the arrow 6 during the movement in the transport direction 5.
  • FIG. 3 will now be used to explain how the geometrical influencing variables of the device 1 and the containers 2 affect the transport of the containers 2.
  • Decisive and determining for the angular position ⁇ of the container 2 is the geometric position of its center of gravity 7.
  • This center of gravity 7 essentially depends on the height and the diameter of the container 2.
  • a center of gravity curve 11 results with a variable angular position ⁇ .
  • the minimum of this so-called spline function is the stable equilibrium position of the container 2 in the bearing system of the shafts 3 and 4.
  • the container 2 can in principle be brought into an approximately vertical position by a thickening of the shaft 4 on one side.
  • the center distance 10 of the bearings of the shafts 3 and 4 can also be processed.
  • the invention can be applied to all machines that transport a cylindrical object linearly in terms of process technology and may not have to be positioned specifically, or even if a transition transport path to a downstream machine has to be formed.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Transport von zylindrischen Gegenständen (2), insbesondere Behältnissen, vorgeschla­gen, bei der mindestens zwei gleichsinnig, axial senk­recht zur Transportrichtung der Gegenstände (2) drehbare Wellen (3,4) vorhanden sind. Die Gegenstände (2) kommen während des Transportes mit ihrer Zylinderwand an einer Welle (4) und mit einer Stirnseite an einer jeweils be­nachbarten Welle (3) zu liegen. Durch den Achsenabstand (10) und/oder die jeweiligen Durchmesser (8, 9) der Wellen (3, 4) ist eine vorgebbare Winkellage (ß) der Gegenstände (2) zur Ebene der Achsen der Wellen (3, 4) der Wellen (3, 4) und eine Eigenrotation der Gegenstände (2) bewirk­bar.

Description

Vorrichtung zum Transport von zylindrischen Gegenständen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von zylindrischen Gegenständen, insbesondere von Behältnissen während eines Behandlungsverfahrens, z.B. einem Sterilisationsverfahren, ausgehend von den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs .
In der nicht vorveröffentlichten DE 102 11 976.7 ist eine Vorrichtung beschrieben, mit der die Behältnisse während des Transportes in einer sterilen Behandlungskammer auf einer in Transportrichtung bewegbaren Vorrichtung liegen, die aus quer zur Transportrichtung drehbaren Walzen besteht und zwischen denen die Behältnisse zu liegen kommen.
Die Behältnisse, die mittels dieser Vorrichtung in Transportrichtung um eine Drehachse quer zur Transportrichtung rollen, werden so geführt, dass die Behältnisse am Ein- kopplungsbereich z.B. einer Plasmaquelle vorbeidrehbar sind, die beispielsweise zum Zwecke der Sterilisation für sich gesehen auch aus der EP 0 377 788 AI bekannt ist. Bei der Sterilisation dieser Gegenständen sind diese in der Behandlungskammer vollständig einem Niederdruckplasma ausgesetzt und sind gleichzeitig linear transportierbar.
Vorteile der Erfindung
In vorteilhafter Weise ist eine Vorrichtung zum Transport von zylindrischen Gegenständen, insbesondere von Behältnissen, derart ausgebildet, dass mindestens zwei gleichsinnig, axial senkrecht zur Transportrichtung der Behältnisse, drehbare Wellen vorhanden sind. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise in einer Behandlungskammer mit einer Plasmaquelle zur Erzeugung von elektromagnetischen Schwingungen zur Sterilisation der Behältnisse angeordnet sein.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommen die Behältnisse während des Transportes mit ihrer Zylinderwand an einer Welle und mit einer Stirnseite an einer jeweils benachbarten Welle zu liegen. Durch den Achsenabstand und/oder die jeweiligen Durchmesser der Wellen ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise eine vorgebbare Winkellage der Gegenstände oder Behältnisse zur Ebene der Achsen der Wellen und weiterhin unter Einfluss der jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der Wellen eine Eigenrotation und auch eine Längsbewegung der Behältnisse bewirkbar. Vorteilhaft ist es hier auch, wenn die Wellen in einem vorgegebenen Winkel zur Transportrichtung geneigt sind, so dass die Geschwindigkeit der Längsbewegung damit einstellbar ist.
Mit einer geeigneten Berechnungsmethode oder durch Versuche kann der jeweilige Achsenabstand und/oder die jeweiligen Durchmesser der Wellen in Abhängigkeit von den geometrischen Abmessungen der zylindrischen Gegenstände oder Behältnisse aufgrund einer Ermittlung der Schwerpunktsbahn in Abhängigkeit von der Winkellage des jeweiligen Gegenstandes oder Behältnisses auf einfache Weise ermittelt und dann vorgegeben werden. Als geometrische Abmessungen kommen dabei insbesondere der Durchmesser und die Länge des jeweiligen Gegenstandes, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Schwerpunktveränderung von geometrischen Gestaltungen eines flaschenähnlichen Öffnungsbereichs eines Behältnisses in Betracht. Somit können mit einfachen Einstellmöglichkeiten ein weiter Bereich von Behältnisdurchmessern und -formen verarbeitet werden.
Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise ein linearer Transport von zylindrischen Behältnissen z.B. in einem sterilen Umgebungsbereich möglich. Das jeweilige Behältnis wird dabei um seine eigene Längsachse gleichförmig rotieren, so dass beim Sterilisationsprozess über den Transportweg die gesamte Zylinderoberfläche zugänglich ist und das rotierende Transportmittel ebenfalls allseitig sterilisiert werden kann. Weiterhin können die weitgehend aufrecht stehenden Behältnisse gemäß der Erfindung auf einfache Weise auch befüllt transportiert werden.
Die Nachteile aufwendiger Transportsysteme, wie z.B. Zellenriemen für eine Zellenhalterung mit sog. Clipsysteme oder Systeme ohne direkte Fixierung oder auch Transportbänder, bei denen die Behältnisse nebeneinander stehen und seitlich geführt sind, werden hier vermieden.
Zusammenfassend erläutert ergeben sich einige wesentliche Vorteile der Erfindung. Beispielweise wird es auch für den Fall, dass ein Behältnis umfällt, keinen Bruch geben. Statt dessen kann das Behältnis liegend weitertransportiert werden und kann einfach durch Schikanen oder sonstige Zusatzapplikationen, wie z.B. einen Greifer, wieder aufgestellt werden. Das Behältnis kann nach der Erfindung auch generell, mit der Einschränkung, dass gefüllte Behältnisse so nicht transportiert werden können, auch liegend transportiert werden, damit keine Gefahr des Umfallens besteht.
Dadurch, dass viele Anpassungen und Einstellungen der Vorrichtung von außen vorgenommen werden können, entfällt ein langwieriger Wechsel von Bauteilen. Die Wellen der erfindungemäßen Transportvorrichtung stellen dabei eine leicht zugängliche Oberfläche zum Reinigen, Sterilisieren oder ähnlichen Behandlungsmethoden dar.
In vorteilhafter Weise können auch parallel mehrere Transportbahnen mit den entsprechenden Wellen in einer Behandlungskammer realisiert werden. Der Transport kann darüber hinaus mit geringem Energieeinsatz durchgeführt werden, denn es liegt nur noch eine Rollreibung an den Behältnissen mit dem niedrigsten Reibungswert überhaupt vor.
Außer zum Transport in Sterilisationskammern kann die er- findungemäße Vorrichtung auch zum Transport von Behältnissen in Schleusen, die Sterilisationskammern vor- bzw. nachgeschaltet sind, und in Puffern zwischen einzelnen Stationen von Verpackungslinien, sowie für andere Zwecke eingesetzt werden, z.B. um Farbringmarkierungen auf Behältnissen aufzubringen oder um den Inhalt oder das Behältnismaterial selbst mit Kamerasystemen allseitig zu kontrollieren. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel einer Transportvorrichtungen zur Sterilisation von zylindrischen Behältnissen wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Transportvorrichtung mit mehreren drehbaren Wellen und damit transportierten zylindrischen Behältnissen,
Figur 2 eine Detaildarstellung von zwei Wellen, die in Transportrichtung der Behältnisse geneigt sind und
Figur 3 eine Darstellung von zwei Wellen im Schnitt und eines darin in einer vorgegebenen Winkellage transportierten Behältnisses.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Transport von Behältnissen 2 dargestellt, mit der die Behältnisse 2, beispielsweise über entsprechende Schleusen, durch eine hier nicht näher erläuterte Behandlungskammer, z.B. eine Sterilisationskammer, transportiert werden. In dieser Sterilisationskammer können die Behältnisse einem Plasma, das an einer Plasmaquelle erzeugt wird, die z.B. durch Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie gespeist wird, ausgesetzt werden. Die Vorrichtung 1 weist eine Anzahl drehbarer Wellen auf, von denen hier nur die Wellen 3 und 4 gekennzeichnet sind, da zwischen diesen die Behältnisse 2 transportiert werden, was anhand der nachfolgenden Figuren noch näher erläutert wird.
Aus Figur 2 ist zu erkennen, dass die Wellen, hier ist insbesondere die Welle 3 gezeigt, in einem Winkel α zur Transportrichtung 5 geneigt sind und die Behältnisse 2 während der Bewegung in der Transportrichtung 5 gemäß dem Pfeil 6 rotieren. Anhand Figur 3 soll nun erläutert werden, wie die geometrischen Einflussgrößen der Vorrichtung 1 und der Behältnisse 2 sich auf den Transport der Behältnisse 2 auswirken.
Ausschlaggebend und bestimmend für die Winkellage ß des Behältnisses 2 ist die geometrische Lage seines Schwerpunktes 7. Dieser Schwerpunkt 7 hängt im wesentlichen von der Höhe und dem Durchmesser des Behältnisses 2 ab . In Abhängigkeit von den geometrischen Daten des Lagersystems des Behältnisses 2, hier die Durchmesser 8 und 9 der Wellen 3 und 4 und ihres Achsabstandes 10, ergibt sich bei veränderlicher Winkellage ß eine Schwerpunktskurve 11.
Hinsichtlich einer energetischen Gleichgewichtsbetrachtung ist das Minimum dieser sog. Spline-Funktion die stabile Gleichgewichtslage des Behältnisses 2 im Lagersystem der Wellen 3 und 4. Durch eine Veränderung des Achsabstandes 10 der Wellenlager oder der Durchmesser 8 und/oder 9 der Wellen 3 und 4 kann die jeweilige Winkellage ß des Behältnisses 2 stabil verändert werden.
Beispielsweise kann durch eine einseitige Verdickung der Welle 4 das Behältnis 2 im Prinzip in eine annähernd senkrechte Lage gebracht werden. Zum anderen sind durch Veränderung des Achsabstandes 10 der Lager der Wellen 3 und 4 auch andere Behältnisdurchmesser verarbeitbar. Die Erfindung ist an allen Maschinen anwendbar, die einen zylindrischen Gegenstand prozesstechnisch linear transportieren und eventuell auch nicht gezielt positionieren müssen, bzw. auch wenn eine Übergangstransportstrecke zu einer nachgeschalteten Maschine gebildet werden muss.

Claims

Patentansprüche
1) Vorrichtung zum Transport von zylindrischen Gegenständen (2), bei der
mindestens zwei gleichsinnig, axial senkrecht zur Transportrichtung der Gegenstände (2) drehbare Wellen (3,4) vorhanden sind, bei der
die Gegenstände (2) während des Transportes mit ihrer Zylinderwand an einer Welle (4) und mit einer Stirnseite an einer jeweils benachbarten Welle (3) zu liegen kommen, wobei
durch den Achsenabstand (10) und/oder die jeweiligen Durchmesser (8,9) der Wellen (3,4) eine vorgebbare Winkellage (ß) der Gegenstände (2) zur Ebene der Achsen der Wellen (3,4) und weiterhin unter Einfluss der jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der Wellen (3,4) eine Eigenrotation der Gegenstände (2) bewirkbar ist. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wellen (3,4) in einem vorgegebenen Winkel (α) zur Transportrichtung (5) geneigt sind.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abstände der transportierten zylindrischen Gegenstände (2) durch einen auf mindestens einer Welle (3,4) aufgebrachten Schneckengang während des Transportes einstellbar sind.
4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Achsenabstand (10) und/oder die jeweiligen Durchmesser (8,9) der Wellen (3,4) in Abhängigkeit von den geometrischen Abmessungen der zylindrischen Gegenstände (2) aufgrund einer Ermittlung der Schwerpunktsbahn (11) in Abhängigkeit von der Winkellage (ß) des jeweiligen Gegenstandes (2) vorgebbar sind.
5) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
als geometrische Abmessungen insbesondere der Durchmesser (12) und die Länge des jeweiligen Gegenstandes, (2) gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Schwerpunktveränderung von geometrischen Gestaltungen eines flaschenähnlichen Öffnungsbereichs des Behältnisses (2) herangezogen werden.
6) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine einseitige Verdickung der Welle (4), an der der Gegenstand (2) mit seiner Zylinderwand anliegt, in eine senkrechte Lage gebracht wird.
7) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ein befüllbares Behältnis (2) ist.
8) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Transportvorrichtung (1) in einer nahezu geschlossenen Behandlungskammer für die Gegenstände (2) angeordnet ist.
9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
in oder an der Behandlungskammer eine Plasmaquelle zur Erzeugung von elektromagnetischen Schwingungen zur Sterilisation der Gegenstände (2) angeordnet ist.
EP03732210A 2002-08-02 2003-04-10 Vorrichtung zum transport von zylindrischen gegenständen Pending EP1529009A1 (de)

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18W Application withdrawn

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