EP3807196A1 - Vorrichtung zur unterstützung von transportelementen an linearmotoren - Google Patents

Vorrichtung zur unterstützung von transportelementen an linearmotoren

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Publication number
EP3807196A1
EP3807196A1 EP19710368.2A EP19710368A EP3807196A1 EP 3807196 A1 EP3807196 A1 EP 3807196A1 EP 19710368 A EP19710368 A EP 19710368A EP 3807196 A1 EP3807196 A1 EP 3807196A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide element
guide
transport
treatment system
container treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19710368.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Elsperger
Michael Neubauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3807196A1 publication Critical patent/EP3807196A1/de
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
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • 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
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • B65G54/025—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic the load being magnetically coupled with a piston-like driver moved within a tube
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

Definitions

  • the present invention relates to a device for supporting individually movable transport elements on linear motors, in particular when transporting containers in a container treatment system.
  • Transport systems with a linear motor drive are well known in the prior art.
  • a common feature of the transport systems with linear motor drive is that specially designed transport elements, so-called runners, movers, sledges or pucks, with one or more linear stators of one or more linear motors along a transport path, in particular along one or more guide rails, be moved.
  • the transport elements transport containers, for example, in a container treatment system along the transport path.
  • Transport elements with forced posture are positively mounted on the guide rail or rails by means of rollers and / or other elements. You can only move with one degree of freedom, i.e. along the guide rails. In contrast to this, transport elements with magnetic holding are predominantly held by magnetic attraction forces, mostly between a secondary part of the transport element and the iron core of the long stator, on the guide rail or rails.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment, as is known in the prior art, is shown in FIG. 1.
  • the transport element 100 shown here has magnets on both sides of its secondary part 110, which interact with the electrical windings of the long stator 150. Due to the arrangement of a long stator 150 only on one side of the transport element 100, the transport element is held on the guide rails 160 arranged on one side via magnetic attraction between the magnets of the secondary part 110 and the long stator 150, in particular an iron core of the long stator, not shown ,
  • the transport element 100 shown as an example is movably supported on one side on guide rails 160 of the long stator linear motor via rollers 106a and guide rollers 105a.
  • the transport element 100 also has rollers 106b and guide rollers 105b on the side opposite the guide rails 160, in order to be guided on opposite guide rails in the branching area of a switch.
  • the secondary part 110 can have magnets or poles of magnets on both sides.
  • a corresponding secondary part equipped with magnets can be provided on both sides of the transport element. In this way, a magnetic interaction with a long stator arranged on the opposite side can take place, in particular in the branching area of a switch.
  • a bearing roller under a roller i.e. Role to understand, the axis of rotation of which is oblique or perpendicular to the plane of movement of the transport element 100 spanned by the two guide rails 160.
  • the rollers of the transport element thus serve, among other things, to absorb the weight, which consists of the mass of the transport element 100 and an unfilled or filled container.
  • a guide roller is to be understood as a bearing roller whose axis of rotation lies in the plane of movement, which thus serves exclusively to guide and absorb the magnetic attraction, but not to absorb a load which is caused by the weight.
  • the transport element can easily be removed from the guide rails 160 perpendicular to the plane of movement, for example for maintenance purposes. Only the magnetic attraction between the transport element 100, more precisely the secondary part 110, and the long-stator linear motor 150 holds the transport element on the guide rails 150.
  • the transport element can be wholly or partially are lifted off the guide rails and in the worst case fall out of the guide.
  • a similar problem can occur if, for example, a container transported by means of the gripping element 115 is too heavy, so that a torque acting on the transport element 100 lifts the bearing rollers 105a and 106a from the upper guide rail 160.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device for supporting transport elements on linear motors in container treatment systems, which allow the transport elements to be guided safely even under increased load.
  • a container treatment system in particular a filling system, with a transport system for transporting containers along a transport path, the transport system comprising a plurality of transport elements which are movably mounted on one side on at least one first guide element and one on the side of the first guide element arranged long stator linear motor drive, wherein the transport elements are formed on the first guide element in such a way that the transport elements are held on the first guide element essentially by magnetic interaction, in particular with the long stator linear motor drive, and in sections along the transport path is provided with at least one second guide element which is designed such that the transport elements are held on the first guide element by mechanical engagement with the second guide element.
  • Container handling systems are well known in the art and are therefore not described in detail here.
  • Known examples of container treatment systems or components thereof include a blow molding machine for blow molding preforms, a filling system, a labeler, a printing press, a capper, an inspection device and combinations of these components.
  • the containers for example glass or plastic bottles, cans or the like, are transported from one to the next container treatment unit by means of one or more transport systems within the container treatment system.
  • the container treatment system has a transport system for transporting containers along a transport path with a long-stator linear motor drive.
  • a multiplicity of transport elements is movably mounted on at least one first guide element, the at least one first guide element according to the present development being provided only on one side of the transport elements.
  • the side is defined in relation to the movement plane described above in connection with FIG. 1.
  • a long-stator linear motor drive is also arranged on the same side as the first guide element, by means of which it uses magnetic interaction with the secondary parts of the transport elements, an individual movement of the transport elements according to individual path-time profiles along the transport path is effected via targeted control of the electrical windings or coils of the long stator.
  • the linear motor train of the linear motor is designed as a long stator, it being possible, for example, to use synchronous or asynchronous linear motors.
  • the secondary parts of the transport elements can have at least one permanent magnet and / or non-switching electromagnet for magnetic interaction with the linear motor train arranged on one side.
  • the transport elements are mechanically supported on at least one first guide element in such a way that they can be moved along the first guide element by the magnetic interaction with the long-stator linear motor drive.
  • the first guide element can be designed, for example, as a guide rail, the transport elements having one or more bearing rollers, slide bearings, roller bearings or the like with which they are mounted on the guide rail or rails.
  • This bearing can advantageously be designed such that the transport elements are held on the first guide element essentially by magnetic interaction.
  • This is to be understood in such a way that when the magnetic attraction between the transport elements, in particular their secondary parts, and corresponding elements of the transport path, in particular the long-stator linear motor drive, is overcome, the transport elements can be lifted off the first guide element or elements.
  • the transport elements have the degree of freedom of movement perpendicular to the plane of movement described above.
  • At least a second guide element is provided in sections along the transport path, which holds the transport elements in mechanical engagement with the first guide element.
  • the transport elements are guided on the first and second guide elements in such a way that they cannot be separated from the first guide element even when the magnetic attraction is overcome.
  • the mechanical engagement of the transport elements with the at least one second guide element thus fixes the transport elements in the plane of movement and prevents any movement perpendicular to the plane of movement. This fixation is in particular independent of a load on the transport elements, for example due to fast cornering or the transport of a heavy container.
  • the transport elements can each have a secondary part with at least one magnet, wherein the secondary parts and the long-stator linear motor can in particular be aligned essentially in a vertical plane, deviations of up to 10 ° being included.
  • a vertical plane is understood to mean a plane to which the direction of gravity is parallel.
  • the magnetic attraction between the secondary part and the long stator thus acts obliquely or perpendicular to this vertical plane.
  • the alignment of the secondary parts and the long stator linear motor relates to the alignment of the opposing magnetically interacting surfaces of these elements. An example of a vertical alignment is shown in FIG. 1, the magnetically interacting surface of the secondary part 110 being shown hatched.
  • the second guide element can be designed such that it prevents a translation movement of the transport element away from the first guide element, in particular against magnetic attraction between the transport element and the long stator linear motor drive.
  • the arrangement of the second guide element is thus such that it opposes a linear movement of the transport element out of the plane of movement by blocking such a movement.
  • the second guide element can be designed such that it prevents the transport element from rotating about the first guide element. This is to be understood in such a way that the second guide element is arranged in such a way that it counteracts any torque possibly acting on the transport element, for example due to the weight of the container being transported. Thus, due to the provision of the second guide element also prevents a partial lifting of the transport element from the first guide element.
  • the second guide element can comprise a guide curve and / or a guide rail, the transport elements having at least one bearing element, in particular a roller, a roller bearing or a slide bearing, which is guided in mechanical engagement with the second guide element.
  • the at least one bearing element thus rolls, rolls or slides along the guide curve or the guide rail.
  • the second guide element can also have combinations of guide curves and guide rails, wherein the transport element can have combinations of the above-mentioned bearing elements.
  • the bearing element can also be designed as a guide block or guide bracket.
  • a guide block or a guide clip surrounds the second guide element, i.e. the guide curve or the guide rail in such a way that the translational and rotary movements described above are prevented.
  • the guide block or the guide clip slides along the second guide element.
  • the second guide element can comprise a guide groove and / or a guide channel, the transport elements having at least one bearing element, in particular a guide pin, a guide roller and / or a slide bearing, which is guided in mechanical engagement with the second guide element.
  • the guide pin or the slide bearing moved in the guide groove or the guide channel fixes the position of the transport element in the plane of movement by mechanical contact. It goes without saying that the guide groove or the guide channel are arranged parallel to the first guide element.
  • the second guide element is not arranged continuously along the first guide element or along the transport path, but is only provided in certain sections of the transport path.
  • the second guide element can be provided only in areas in which there is an increased load on the bearing of the transport elements on the first guide element.
  • Such an increased load can, as described above, without providing the second guide element, result in the transport element being at least partially lifted off the first guide element due to a translational movement and / or a rotary movement.
  • the second guide element can be provided along at least one curve section of the transport path, in particular with a radius of curvature smaller than a limit value.
  • a radius of curvature smaller than a limit value.
  • centrifugal forces occur which can overcome the magnetic attraction from a certain speed.
  • the specified specific speed corresponds to a limit value of the radius of curvature of the corresponding curve piece, the total mass of the moving transport element including the container being transported having to be taken into account.
  • a limit value of the radius of curvature can thus be defined, so that a second guide element can be provided for curve sections below this radius of curvature in order to be able to safely guide the transport elements along the curve.
  • the second guide element can be provided at a transfer point and / or a transfer point of the container treatment system for containers.
  • the container conveyed by the transport element is transferred to a container treatment unit or another transport system, for example a transfer star. Accordingly, a container is taken over by a container treatment unit or another transport system at a takeover point.
  • the transport elements can have suitable gripping elements, for example a passive neck-handling clamp, by means of which the transported containers are held.
  • the arrangement of the second guide element in the area of the transfer or takeover is useful in order to lift the transport elements off the first guide element due to the shear and / or or avoid tensile forces.
  • pressing the container into a passive neck handling clamp or pulling the container out of the passive neck handling clamp leads to a force acting perpendicular to the plane of movement, which could possibly overcome the magnetic attraction.
  • the second guide element in the area of the transfer or takeover that is to say, for example, starting at least 10 cm before the transfer or takeover point and ending at the earliest 10 cm after the transfer or takeover point, the transport elements can be used despite the forces that occur be held securely in the plane of movement.
  • the second guide element can alternatively or additionally be provided on a switch of the transport system on the side opposite the first guide element, in particular a further long-stator linear motor drive being provided on the side of the second guide element.
  • a second long-stator linear motor drive compared to the previously mentioned long-stator linear motor drive for the turnout can be provided.
  • at least one first and at least one second guide element can also be provided for each branching branch line for guiding the transport elements on both sides.
  • the inevitable curvature of the transport path also causes centrifugal force at least in partial areas of the switch, to which a counterforce can be built up by means of the second guide element except for the actual branching area, which the transport elements in each case - keeps the plane of movement.
  • the second guide element can in particular be arranged on the side opposite the first guide element.
  • the transport element is thus located between the first and the second guide element, so that it can be guided in a stable manner on both sides.
  • the second guide element can be arranged above and / or below the first guide element.
  • the arrangement of the second guide element can also be configured obliquely offset upwards or downwards with respect to the first guide element.
  • a second guide element arranged in this way can, in particular, as mentioned above, have a guide channel and / or a guide groove.
  • a guide roller of the transport element can also be guided in a guide channel.
  • the second guide element can be arranged on the side of the first guide element.
  • On the side of the first guide element it is to be understood in such a way that it encompasses the entire half space from the middle plane of the transport element, which comprises the first guide element.
  • An additional guide element on the side of the first guide element can, for example, be in mechanical engagement with a corresponding bearing roller of the transport element, the bearing roller and the second guide element are arranged such that the translational movement and / or rotational movement of the transport element described above would exert a force on the second guide element.
  • the second guide element can be provided in an area of a filling of the containers, since the load carried by the transport elements changes greatly in this area.
  • the forces on the mounting of the transport elements due to pressure filling can be compensated for, so that the transport elements can be guided safely along the transport path.
  • the present invention also comprises combinations of the developments described above, it being possible for a plurality of second guide elements, also of different types, to be provided.
  • second guide elements can be provided at different points along the transport path, as long as these are not provided continuously along the first guide element.
  • the second guide element or elements therefore only act as a support without taking on the task of a general guide element of the transport system along the transport path.
  • the second guide element can be interrupted at the branching point of a switch in order to enable the transport elements to be guided in each of the two branching directions.
  • a second guide element provided on the opposite side can continuously follow the diverging course of the one branching direction, while the first guide element follows the course of the first branching direction.
  • first and second guide elements A large number of further designs of the first and second guide elements is conceivable as long as the second guide element holds the transport element securely on the first guide element by mechanical engagement with corresponding bearing elements of the transport element, the free mobility of the transport element being maintained along the transport path.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a transport element guided on one side according to the prior art.
  • FIG. 2 schematically shows the provision of a second guide element formed with a guide channel in a transfer area for containers according to a first development of the present invention.
  • FIG. 3 shows guide rails arranged on the opposite side as second guide elements according to a second development of the present invention.
  • FIG. 4 shows a second guide element designed with a curved guide channel for cornering a transport element according to the present invention.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the second guide element by means of guide rails arranged on the side of the linear motor according to the present invention.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the second guide element as a guide rail on the side of the linear motor, a guide block of the transport element being provided.
  • FIG. 2 shows schematically the provision of a second guide element formed with a guide channel in a transfer area for containers according to a first development of the present invention.
  • containers (not shown) are transferred from holding devices 275 of a transfer star 270 to a gripping element 115, for example a passive neck handling clamp, of the transport element 200 or are taken over by the latter.
  • a force may occur perpendicular to the plane of movement of the transport element 200 which could at least partially lift the transport element off the guide rails 160.
  • the transport element 200 is supported on one side on guide rails 160, which thus represent the at least first guide element, with a long-stator linear motor 150 for individually controlled movement along the transport element 200 the guide rails 160 is provided.
  • the transport element is mounted on the guide rails 160 in accordance with the non-limiting further development shown in FIG. 2 via guide rollers 105a and rollers 106a.
  • Corresponding guide rollers 105b and rollers 106b are again provided on the side of the transport element 200 opposite the guide rails 160, by means of which the transport element 200 can be guided in the direction of a diverging secondary path, for example in a switch area on correspondingly provided corresponding guide rails.
  • the exemplary transport element 200 also has magnets or magnetic poles on both sides of the secondary part 110 or a secondary part 110 on both sides of the transport element 200, each of which is occupied by at least one magnet, which is indicated by hatching in FIG are.
  • the symmetrical development of the transport element 200 is not absolutely necessary, in particular if no switches are provided, and thus running and guide rollers and magnets arranged on one side on the side of the guide rails 160 may also be sufficient.
  • a second guide element 230 with a guide channel 235 is provided in the area of the transfer, in which a correspondingly designed bearing element 240, for example a guide pin or a guide roller, can be guided. If a force occurs perpendicular to the plane of movement due to the transfer of a container, this is compensated for by mechanical engagement of the bearing element 240 with the guide channel 235. In this way, the second guide element 230 prevents the lower rollers 106a and guide rollers 105a of the transport element 200 from passing through the lower guide rail 160 by mechanical engagement of the transport element, more precisely the bearing element 240, with the second guide element 230, more precisely with the guide channel 235 a rotary movement can be lifted off.
  • the arrangement of the second guide element 230 below the first guide element 160 is particularly effective in order to compensate for a torque acting on the transport element 200.
  • FIG. 3 shows a variation of the development in FIG. 2, the second guide element 230 arranged below the guide rails 160 being replaced by two guide rails 330 arranged opposite the guide rails 160.
  • the provision of only the lower guide rail 330 would also be sufficient.
  • the provision of two guide rails 330 opposite the guide rails 160 in sections leads to a stable guide rail. tion of the transport element 100 along this section of the transport path.
  • both the rollers 106b and the guide rollers 105b of the transport element 100 on the opposite side, ie the side opposite the guide rails 160 with respect to the plane of movement of the transport element come into mechanical engagement with the second guide elements 330 ,
  • FIG. 4 shows an example of a curved section of the transport path, which has correspondingly curved guide rails 160 and a correspondingly curved long stator 150.
  • a second guide element 430 with a curved guide channel 435 is provided along the curve piece, in which a corresponding bearing element 240 of the transport element 200 is guided.
  • the guide element 430 is shown in FIG. 4 only along a segment of the curve piece. It goes without saying, however, that the second guide element 430 can be provided along the entire curve piece in order to compensate for centrifugal forces that occur via the mechanical engagement of the bearing element 240 with the guide channel 435.
  • the second guide element 430 can only be provided at a transfer point of the curve section, at which a container (not shown) transported by the transport element 200 by means of the gripping element 115 can be transferred to a linear conveyor (not shown).
  • FIG. 5 shows a further development of a second guide element according to the invention.
  • the transport element 500 has four pairs of guide rollers 107a and 107b arranged obliquely to the plane of movement, of which the guide rollers 107a arranged on the side of the long stator 150 roll on the previously described guide rails 160. Due to the geometric arrangement and combination, these guide rollers 107a and 107b fulfill the load absorption both through the vertical weight force of the transport element 500 and a possible container and the vertical force on the long stator 150 due to the magnetic force.
  • the second guide element comprises upper and lower guide rails 530 on the side of the long stator 150, on which some of the guide rollers 107a roll.
  • the guide rails 530 are arranged such that these guide rollers 107a are simultaneously in engagement with a guide rail 160 of the first guide element and a guide rail 530 of the second guide element. Due to the inclined position of the guide rollers 107a, the guide rails 530 thus block the transport element 500 from being lifted off the guide rails 160. In the non-limiting further development shown here, some of the guide rollers 107b are also in mechanical engagement with the guide rails 530, which further stabilizes the guidance of the transport element. This means that even heavy containers 170 can be transported safely by the transport element 500.
  • FIG. 5 also shows further second guide elements 560, which are arranged as guide rails on the opposite side.
  • These guide rails 560 can be used in particular in the inlet to a branching area of a switch and can be continued along a section of one of the diverging secondary tracks, while the first guide elements 160 are arranged along the second diverging secondary track.
  • the guide rails 560 also mechanically engage the guide rollers 107b to stabilize the transport element 500 in the plane of movement.
  • the guide rails 530 and the guide rails 560 can be arranged so as to overlap in the direction of movement or can be arranged offset with respect to one another along the transport path. In particular, the guide rails 530 can be used to correctly insert the transport element 500 into the branching area of a switch.
  • a further long stator 550 is additionally shown, which is arranged in the branching area of the switch relative to the first long stator 150.
  • FIG. 6 shows a further development of the present invention, in which the second guide element is designed as two additional guide rails 630 on the side of the long stator 150.
  • the transport element 600 has two guide blocks 640 which are designed such that they enclose a part of the respective guide rail 630 and can slide along the guide rail. Due to the arrangement of the guide blocks 640, however, lifting of the transport element 600 from the guide rails 160 is blocked by translation or rotation, so that the transport element 600 can be safely guided on the first guide element 160 regardless of the weight of the container 170 being transported.
  • the further developments shown support the guidance of a transport element in the plane of movement independently of the load acting on the bearings of the transport element. This in particular prevents an unwanted lifting or even falling off of a transport element from the lateral guide rails. On the one hand, this increases process reliability and thereby the efficiency of the container treatment system. On the other hand, the limited provision of additional guide elements in areas in which If there is an increased load on the bearing on the first guide element, it is more cost-effective than a continuous guide on both sides. The provision of a second guide element in sections also does not impair the elegant further development of switches of a one-sided linear motor system.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Behälterbehandlungsanlage mit einem Transportsystem zum Transport von Behältern (170) entlang einer Transportbahn, zur Verfügung, wobei das Transportsystem umfasst: eine Vielzahl von einseitig an wenigstens einem ersten Führungselement (160) bewegbar gelagerten Transportelementen (100, 200, 500, 600), und einen auf der Seite des ersten Führungselements angeordneten Langstator-Linearmotorantrieb (150), wobei eine Lagerung der Transportelemente an dem ersten Führungselement derart ausgebildet ist, dass die Transportelemente im Wesentlichen durch magnetische Wechselwirkung an dem ersten Führungselement gehalten werden, und wobei abschnittsweise entlang der Transportbahn wenigstens ein zweites Führungselement (230, 330, 430, 530, 560, 630) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass die Transportelemente durch mechanischen Eingriff mit dem zweiten Führungselement an dem ersten Führungselement (160) gehalten werden.

Description

Vorrichtung zur Unterstützung von Transportelementen an Linearmotoren
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung von individuell bewegba- ren Transportelementen an Linearmotoren, insbesondere beim Transport von Behältern in ei- ner Behälterbehandlungsanlage.
Stand der Technik
T ransportsysteme mit Linearmotorantrieb sind im Stand der T echnik wohl bekannt. Den T rans- portsystemen mit Linearmotorantrieb ist dabei gemein, dass speziell dazu ausgebildete Trans- portelemente, sogenannte Läufer, Mover, Schlitten oder Pucks, mit dem oder den Langstato- ren eines oder mehrerer Linearmotoren entlang einer Transportbahn, insbesondere entlang einer oder mehrerer Führungsschienen, bewegt werden. Dabei transportieren die Transpor- telemente beispielsweise Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage entlang der T ransport- bahn.
Die Ausbildungen der Transportsysteme, und insbesondere der Transportelemente, können dabei grob in zwei Kategorien eingeteilt werden. Transportelemente mit Zwangshaltung sind mittels Laufrollen und/oder weiterer Elemente formschlüssig an der oder den Führungsschie- nen gelagert. Sie können sich somit nur mit einem Freiheitsgrad bewegen, d.h. entlang der Führungsschienen. Im Gegensatz hierzu werden Transportelemente mit Magnethaltung über- wiegend durch magnetische Anziehungskräfte, meist zwischen einem Sekundärteil des Trans- portelements und dem Eisenkern des Langstators, an der bzw. den Führungsschienen gehal- ten.
Eine beispielhafte Ausführung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, ist in der Figur 1 gezeigt. Das hier dargestellte Transportelement 100 weist an seinem Sekundärteil 1 10 beid- seitig Magnete auf, die mit den elektrischen Wicklungen des Langstators 150 wechselwirken. Aufgrund der Anordnung eines Langstators 150 lediglich auf einer Seite des Transportele- ments 100 wird das Transportelement über magnetische Anziehung zwischen den Magneten des Sekundärteils 1 10 und dem Langstator 150, insbesondere einem nicht dargestellten Ei- senkern des Langstators, an den einseitig angeordneten Führungsschienen 160 gehalten. Das exemplarisch dargestellte Transportelement 100 ist über Laufrollen 106a und Führungsrollen 105a einseitig an Führungsschienen 160 des Langstator Linearmotors beweglich gelagert. In der hier dargestellten Weiterbildung weist das Transportelement 100 auch auf der den Füh- rungsschienen 160 gegenüberliegenden Seite Laufrollen 106b und Führungsrollen 105b auf, um im Verzweigungsbereich einer Weiche an gegenüberliegenden Führungsschienen geführt zu werden. Entsprechend kann auch das Sekundärteil 1 10 auf beiden Seiten Magnete bzw. Pole von Magneten aufweisen. Alternativ kann auf beiden Seiten des Transportelements je- weils ein entsprechend einseitig mit Magneten ausgestattetes Sekundärteil vorgesehen sein. Auf diese Weise kann insbesondere im Verzweigungsbereich einer Weiche eine magnetische Wechselwirkung mit einem auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Langstator erfol- gen.
Hier und im Folgenden ist unter einer Laufrolle eine Lagerrolle, d.h. Rolle, zu verstehen, deren Rotationsachse schräg oder senkrecht zu der von den beiden Führungsschienen 160 aufge- spannten Bewegungsebene des Transportelements 100 steht. Die Laufrollen des Transpor- telements dienen somit unter Anderem der Aufnahme der Gewichtskraft, welche aus der Masse des Transportelements 100 und eines unbefüllten bzw. befüllten Behälters besteht. Im Gegensatz hierzu ist unter einer Führungsrolle eine Lagerrolle zu verstehen, deren Rotations- achse in der Bewegungsebene liegt, die somit ausschließlich der Führung und der Aufnahme der magnetischen Anziehungskraft, nicht aber der Aufnahme einer Last, welche durch die Ge- wichtskraft entsteht, dient. Abgesehen von der zwischen den Laufrollen 106a und 106b und den Führungsschienen 160 auftretenden Reibung kann das Transportelement ohne Weiteres, beispielsweise zu Wartungszwecken, senkrecht zur Bewegungsebene von den Führungs- schienen 160 abgenommen werden. Lediglich die magnetische Anziehung zwischen Trans- portelement 100, genauer dem Sekundärteil 1 10, und dem Langstator-Linearmotor 150 hält das Transportelement an den Führungsschienen 150.
Tritt jedoch eine höhere Belastung des Transportelements auf, beispielsweise bei Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit, so kann die zur Verfügung stehende magnetische Anziehung unter Umständen nicht ausreichen, um das Transportelement an den Führungsschienen 160 zu hal- ten. In diesem Fall kann das Transportelement ganz oder teilweise von den Führungsschienen abgehoben werden und im schlimmsten Fall aus der Führung fallen. Ein ähnliches Problem kann auftreten, wenn beispielsweise ein mittels des Greifelements 1 15 transportierter Behälter zu schwer ist, sodass ein auf das T ransportelement 100 wirkendes Drehmoment die Lagerrol- len 105a und 106a von der oberen Führungsschiene 160 abhebt. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Unterstüt- zung von Transportelementen an Linearmotoren in Behälterbehandlungsanlagen zur Verfü- gung zu stellen, die ein sicheres Führen der Transportelemente auch bei erhöhter Belastung gestatten.
Beschreibung der Erfindung
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Behälterbehandlungsanlage, insbe- sondere eine Abfüllanlage, mit einem Transportsystem zum Transport von Behältern entlang einer Transportbahn, wobei das Transportsystem eine Vielzahl von einseitig an wenigstens einem ersten Führungselement bewegbar gelagerten Transportelementen und einen auf der Seite des ersten Führungselements angeordneten Langstator-Linearmotorantrieb umfasst, wobei eine Lagerung der Transportelemente an dem ersten Führungselement derart ausge- bildet ist, dass die Transportelemente im Wesentlichen durch magnetische Wechselwirkung, insbesondere mit dem Langstator-Linearmotorantrieb, an dem ersten Führungselement gehal- ten werden, und wobei abschnittsweise entlang der Transportbahn wenigstens ein zweites Führungselement vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass die Transportelemente durch mechanischen Eingriff mit dem zweiten Führungselement an dem ersten Führungsele- ment gehalten werden.
Behälterbehandlungsanlagen sind im Stand der Technik wohl bekannt und werden daher hier nicht im Detail beschrieben. Bekannte Beispiele für Behälterbehandlungsanlagen oder Kom- ponenten derselben umfassen eine Blasmaschine zum Formblasen von Preforms, eine Abfüll- anlage, einen Etikettierer, eine Druckmaschine, einen Verschließer, eine Inspektionseinrich- tung und Kombinationen dieser Komponenten. Innerhalb der Behälterbehandlungsanlage wer- den die Behälter, beispielsweise Glas- oder Kunststoffflaschen, Dosen oder dergleichen mit- tels eines oder mehrerer Transportsysteme von einer zur nächsten Behälterbehandlungsein- heit transportiert. Erfindungsgemäß weist die Behälterbehandlungsanlage ein Transportsys- tem zum Transport von Behältern entlang einer Transportbahn mit einem Langstator-Line- armotorantrieb auf.
Hierzu ist eine Vielzahl von Transportelementen an wenigstens einem ersten Führungsele- ment bewegbar gelagert, wobei das wenigstens eine erste Führungselement gemäß der vor- liegenden Weiterbildung lediglich auf einer Seite der Transportelemente vorgesehen ist. Die Seite ist dabei bezüglich der oben im Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen Bewe- gungsebene definiert. Auf derselben Seite wie das erste Führungselement ist zudem ein Langstator-Linearmotorantrieb angeordnet, mittels dessen über magnetische Wechselwirkung mit den Sekundärteilen der Transportelemente eine individuelle Bewegung der Transportele- mente gemäß individueller Weg-Zeit-Profile entlang der Transportbahn über gezielte Ansteu- erung der elektrischen Wicklungen bzw. Spulen des Langstators bewirkt wird.
Langstator-Linearmotoren sind im Stand der Technik wohl bekannt, sodass hier auf eine de- taillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Der Linearmotorstrang des Linearmotors ist dabei als Langstator ausgebildet, wobei beispielsweise synchrone oder asynchrone Linearmo- toren verwendet werden können. Die Sekundärteile der T ransportelemente können dabei min- destens einen Permanentmagneten und/oder nicht schaltenden Elektromagneten zur magne- tischen Wechselwirkung mit dem einseitig angeordneten Linearmotorstrang aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die T ransportelemente derart mechanisch an wenigs- tens einem ersten Führungselement gelagert, dass sie durch die magnetische Wechselwir- kung mit dem Langstator-Linearmotorantrieb entlang des ersten Führungselements bewegt werden können. Das erste Führungselement kann beispielsweise als Führungsschiene aus- gebildet sein, wobei die Transportelemente eine oder mehrere Lagerrollen, Gleitlager, Wälz- lager oder dergleichen aufweisen, mit denen sie an der oder den Führungsschienen gelagert sind. Vorteilhaft kann diese Lagerung dabei derart ausgebildet sein, dass die Transportele- mente im Wesentlichen durch magnetische Wechselwirkung an dem ersten Führungselement gehalten werden. Dies ist so zu verstehen, dass bei Überwindung der magnetischen Anzie- hung zwischen den Transportelementen, insbesondere deren Sekundärteilen, und entspre- chenden Elementen der Transportbahn, insbesondere des Langstator-Linearmotorantriebs, ein Abheben der Transportelemente von dem oder den ersten Führungselementen möglich ist. Anders ausgedrückt besitzen die Transportelemente bei Überwindung der magnetischen Anziehung zusätzlich zum Freiheitsgrad der Bewegung entlang des ersten Führungselements den Freiheitsgrad einer Bewegung senkrecht zur oben beschriebenen Bewegungsebene.
Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Transportelemente zu Wartungszwecken von einem Bediener auf einfache Weise von dem T ransportsystem, genauer dem ersten Führungs- element, abgenommen werden können. Ebenso lässt sich bei im Wesentlichen magnetischer Haltung der T ransportelemente an dem ersten Führungselement auf einfache Weise eine Wei- che des Transportsystems realisieren.
Um dem oben beschriebenen unerwünschten Abheben der Transportelemente von dem ers- ten Führungselement entgegenzuwirken, ist erfindungsgemäß abschnittsweise entlang der Transportbahn wenigstens ein zweites Führungselement vorgesehen, das die Transportele- mente in mechanischem Eingriff an dem ersten Führungselement hält. Anders ausgedrückt werden die Transportelemente in den Abschnitten, in denen wenigstens ein zweites Führungs- element vorgesehen ist, derart an dem ersten und zweiten Führungselement geführt, dass sie auch bei Überwindung der magnetischen Anziehung nicht von dem ersten Führungselement getrennt werden können. Der mechanische Eingriff der Transportelemente mit dem wenigs- tens einen zweiten Führungselement fixiert somit die Transportelemente in der Bewegungs- ebene und unterbindet jede Bewegung senkrecht zur Bewegungsebene. Diese Fixierung ist insbesondere unabhängig von einer Belastung der Transportelemente, beispielsweise auf- grund einer schnellen Kurvenfahrt oder des Transports eines schweren Behälters.
Gemäß einer Weiterbildung können die Transportelemente jeweils ein Sekundärteil mit we nigstens einem Magneten aufweisen, wobei die Sekundärteile und der Langstator-Linearmotor insbesondere im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene ausgerichtet sein können, wobei Ab- weichungen bis zu 10° umfasst sind. Unter einer vertikalen Ebene ist hierbei eine Ebene zu verstehen, zu der die Richtung der Schwerkraft parallel ist. Gemäß dieser Weiterbildung wirkt somit die magnetische Anziehung zwischen Sekundärteil und Langstator schräg oder senk- recht zu dieser vertikalen Ebene. Die Ausrichtung der Sekundärteile und des Langstator-Line- armotors bezieht sich dabei auf die Ausrichtung der sich gegenüberstehenden magnetisch wechselwirkenden Oberflächen dieser Elemente. Ein Beispiel für eine vertikale Ausrichtung ist in Figur 1 gezeigt, wobei die magnetisch wechselwirkende Oberfläche des Sekundärteils 1 10 schraffiert dargestellt ist.
Gemäß einer Weiterbildung kann das zweite Führungselement derart ausgebildet sein, dass es eine T ranslationsbewegung des T ransportelements weg von dem ersten Führungselement, insbesondere entgegen einer magnetischen Anziehung zwischen dem Transportelement und dem Langstator-Linearmotorantrieb, unterbindet. Die Anordnung des zweiten Führungsele- ments ist somit derart, dass sie einer linearen Bewegung des Transportelements aus der Be- wegungsebene hinaus entgegensteht, indem sie eine solche Bewegung blockiert. Es versteht sich, dass hier und bei den übrigen Weiterbildungen stets eine parallele Anordnung des zwei- ten Führungselements bezüglich des ersten Führungselements vorliegt.
Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Führungselement derart ausgebildet sein, dass es eine Drehung des Transportelements um das erste Führungselement unterbindet. Dies ist so zu verstehen, dass das zweite Führungselement derart angeordnet ist, dass es einem even- tuell auf das Transportelement wirkenden Drehmoment, beispielsweise aufgrund des Ge- wichts des beförderten Behälters, entgegenwirkt. Somit kann aufgrund des Vorsehens des zweiten Führungselements auch ein teilweises Abheben des Transportelements von dem ers- ten Führungselement verhindert werden.
Das zweite Führungselement kann eine Führungskurve und/oder eine Führungsschiene um- fassen, wobei die Transportelemente wenigstens ein Lagerelement, insbesondere eine Rolle, ein Wälzlager oder ein Gleitlager, aufweisen, das in mechanischem Eingriff mit dem zweiten Führungselement geführt wird. Somit rollt, wälzt sich ab oder gleitet das wenigstens eine La- gerelement entlang der Führungskurve bzw. der Führungsschiene. Es versteht sich, dass das zweite Führungselement auch Kombinationen aus Führungskurven und Führungsschienen aufweisen kann, wobei das Transportelement Kombinationen der oben erwähnten Lagerele- mente aufweisen kann. Das Lagerelement kann weiterhin als Führungsklotz oder Führungs- klammer ausgebildet sein. Dabei umfängt ein Führungsklotz bzw. eine Führungsklammer das zweite Führungselement, d.h. die Führungskurve oder die Führungsschiene, derart, dass die oben beschriebenen Translations- und Drehbewegungen unterbunden werden. Der Führungs- klotz bzw. die Führungsklammer gleitet dabei entlang des zweiten Führungselements.
Das zweite Führungselement kann alternativ oder zusätzlich eine Führungsnut und/oder einen Führungskanal umfassen, wobei die Transportelemente wenigstens ein Lagerelement, insbe- sondere einen Führungsstift, eine Führungsrolle und/oder ein Gleitlager, aufweisen, das in mechanischem Eingriff mit dem zweiten Führungselement geführt wird. Hier fixiert der in der Führungsnut oder dem Führungskanal bewegte Führungsstift bzw. das Gleitlager durch me- chanischen Kontakt die Lage des Transportelements in der Bewegungsebene. Es versteht sich erneut, dass die Führungsnut bzw. der Führungskanal parallel zu dem ersten Führungs- element angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist das zweite Führungselement nicht durchgängig entlang des ersten Füh- rungselements bzw. entlang der Transportbahn angeordnet, sondern lediglich in bestimmten Abschnitten der Transportbahn vorgesehen. Insbesondere kann das zweite Führungselement ausschließlich in Bereichen vorgesehen sein, in denen eine erhöhte Belastung der Lagerung der Transportelemente an dem ersten Führungselement auftritt. Eine solche erhöhte Belas- tung kann dabei wie oben beschrieben ohne Vorsehen des zweiten Führungselements dazu führen, dass das Transportelement aufgrund einer Translationsbewegung und/oder einer Drehbewegung zumindest teilweise von dem ersten Führungselement abgehoben wird. Durch Vorsehen des zweiten Führungselements in Bereichen, in denen eine erhöhte Belastung auf die Lagerung der Transportelemente an dem ersten Führungselement wirkt, kann das Trans- portelement sicher an dem ersten Führungselement gehalten werden, wobei dieses Halten insbesondere selbst große Lasten bewältigt.
Beispielsweise kann das zweite Führungselement entlang wenigstens eines Kurvenstücks der Transportbahn, insbesondere mit einem Krümmungsradius kleiner als einem Grenzwert, vor- gesehen sein. Bei der Fahrt entlang eines Kurvenstücks der Transportbahn treten Fliehkräfte auf, welche ab einer bestimmten Geschwindigkeit die magnetische Anziehung überwinden können. Ist die übliche Betriebsgeschwindigkeit vorgegeben, entspricht die erwähnte be- stimmte Geschwindigkeit einem Grenzwert des Krümmungsradius des entsprechenden Kur- venstücks, wobei die Gesamtmasse des bewegten Transportelements inklusive beförderten Behälters berücksichtigt werden muss. Somit lässt sich ein Grenzwert des Krümmungsradius festlegen, sodass für Kurvenstücke unterhalb dieses Krümmungsradius ein zweites Führungs- element vorgesehen werden kann, um die T ransportelemente sicher entlang der Kurve führen zu können.
Das zweite Führungselement kann an einem Übergabepunkt und/oder einem Übernahme- punkt der Behälterbehandlungsanlage für Behälter vorgesehen sein. An einem Übergabe- punkt wird der von dem Transportelement beförderte Behälter an eine Behälterbehandlungs- einheit oder ein weiteres Transportsystem, beispielsweise einen Transferstern, übergeben. Entsprechend wird an einem Übernahmepunkt ein Behälter von einer Behälterbehandlungs- einheit oder einem weiteren Transportsystem übernommen. Hierzu können die Transportele- mente wie allgemein bekannt geeignete Greifelemente, beispielsweise eine passive Neck- handlingklammer, aufweisen, mittels derer die transportierten Behälter gehalten werden. Da bei der Übergabe bzw. Übernahme im Allgemeinen Scher- und/oder Zugkräfte auftreten, ist die Anordnung des zweiten Führungselements im Bereich der Übergabe bzw. Übernahme sinnvoll, um einen Abheben der Transportelemente von dem ersten Führungselement auf- grund der auftretenden Scher- und/oder Zugkräfte zu vermeiden. Beispielsweise führt das Ein- drücken des Behälters in eine passive Neckhandlingklammer bzw. das Herausziehen des Be- hälters aus der passiven Neckhandlingklammer zu einer senkrecht zur Bewegungsebene wir- kenden Kraft, die unter Umständen die magnetische Anziehung überwinden könnte. Indem das zweite Führungselement im Bereich der Übergabe bzw. Übernahme, d.h. beispielsweise mindestens 10 cm vor dem Übergabe- bzw. Übernahmepunkt beginnend und frühestens 10 cm nach dem Übergabe- bzw. Übernahmepunkt endend, vorgesehen ist, können die Trans- portelemente trotz der auftretenden Kräfte sicher in der Bewegungsebene gehalten werden. Das zweite Führungselement kann alternativ oder zusätzlich an einer Weiche des Transport- systems auf der dem ersten Führungselement gegenüberliegenden Seite vorgesehen sein, wobei insbesondere ein weiterer Langstator-Linearmotorantrieb auf der Seite des zweiten Füh- rungselements vorgesehen ist. Gemäß dieser Weiterbildung werden die Transportelemente somit in einem Teilbereich der Weiche, beispielsweise im Einlauf zum Verzweigungspunkt, durch das oder die ersten Führungselemente und das oder die zweiten Führungselemente beidseitig geführt, wobei ein zweiter Langstator-Linearmotorantrieb gegenüber dem zuvor er- wähnten Langstator-Linearmotorantrieb für die Weichenfahrt vorgesehen sein kann. Auch hin- ter dem Verzweigungspunkt können je verzweigte Nebenbahn jeweils mindestens eine erstes und mindestens ein zweites Führungselement zum beidseitigen Führen der Transportele- mente vorgesehen sein. Wie bei der Kurvenfahrt tritt auch bei der Weichenfahrt aufgrund der unvermeidbaren Krümmung der Transportbahn zumindest in Teilbereichen der Weiche eine Fliehkraft auf, zu der mittels des zweiten Führungselements bis auf den eigentlichen Verzwei- gungsbereich, eine Gegenkraft aufgebaut werden kann, die die Transportelemente in der je- weiligen Bewegungsebene hält.
Das zweite Führungselement kann insbesondere auf der dem ersten Führungselement ge- genüberliegenden Seite angeordnet sein. Somit befindet sich das Transportelement zwischen dem ersten und dem zweiten Führungselement, sodass es beidseitig stabil geführt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Führungselement oberhalb und/oder unterhalb des ersten Führungselements angeordnet sein. Dabei kann die Anordnung des zweiten Führungs- elements auch schräg versetzt nach oben bzw. unten bezüglich des ersten Führungselements ausgebildet sein. Ein derart angeordnetes zweites Führungselement kann insbesondere wie oben erwähnt einen Führungskanal und/oder eine Führungsnut aufweisen. Dabei kann in ei- nem Führungskanal auch eine Führungsrolle des Transportelements geführt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Führungselement auf der Seite des ersten Füh- rungselements angeordnet sein. Auf der Seite des ersten Führungselements ist dabei derart zu verstehen, dass davon der gesamte Halbraum ab der Mittelebene des Transportelements umfasst ist, der das erste Führungselement umfasst. Ein zusätzliches Führungselement auf der Seite des ersten Führungselements kann beispielsweise in mechanischem Eingriff mit ei- ner entsprechenden Lagerrolle des Transportelements stehen, wobei die Lagerrolle und das zweite Führungselement derart angeordnet sind, dass die oben beschriebene Translationsbe- wegung und/oder Drehbewegung des Transportelements eine Kraft auf das zweite Führungs- element ausüben würde.
Schließlich kann das zweite Führungselement in einem Bereich einer Befüllung der Behälter vorgesehen sein, da sich in diesem Bereich die von den Transportelementen beförderte Last stark ändert. Dabei können insbesondere die durch eine Druckbefüllung auftretenden Kräfte auf die Lagerung der Transportelemente kompensiert werden, sodass die Transportelemente sicher entlang der Transportbahn geführt werden können.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch Kombinationen der oben beschriebenen Weiterbildungen umfasst, wobei mehrere zweite Führungselemente, auch unterschiedlicher Art, vorgesehen sein können. Ebenso können, insbesondere unterschiedliche, zweite Füh- rungselemente an verschiedenen Stellen entlang der Transportbahn vorgesehen sein, so- lange diese nicht durchgängig entlang des ersten Führungselements vorgesehen sind. Das oder die zweiten Führungselemente wirken daher lediglich unterstützend, ohne die Aufgabe eines allgemeinen Führungselements des Transportsystems entlang der Transportbahn zu übernehmen. Am Verzweigungspunkt einer Weiche kann das zweite Führungselement unter- brochen sein, um ein Leiten der Transportelemente in jede der beiden Verzweigungsrichtun- gen zu ermöglichen. Ein auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehenes zweites Führungs- element kann jedoch ununterbrochen dem divergierenden Verlauf der einen Verzweigungs- richtung folgen, während das erste Führungselement dem Verlauf der ersten Verzweigungs- richtung folgt.
Eine Vielzahl weiterer Ausbildungen der ersten und zweiten Führungselemente ist denkbar, solange das zweite Führungselement durch mechanischen Eingriff mit entsprechenden La- gerelementen des Transportelements das Transportelement sicher an dem ersten Führungs- element hält, wobei die freie Beweglichkeit des Transportelements entlang der Transportbahn erhalten bleibt.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Er- findung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines einseitig geführten Transportelements ge- mäß dem Stand der Technik.
Figur 2zeigt schematisch das Vorsehen eines mit einem Führungskanal ausgebildeten zwei- ten Führungselements in einem Übergabebereich für Behälter gemäß einer ersten Weiterbil- dung der vorliegenden Erfindung.
Figur 3zeigt auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Führungsschienen als zweite Führungselemente gemäß einer zweiten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
Figur 4zeigt ein mit einem gekrümmten Führungskanal ausgebildetes zweites Führungsele- ment zur Kurvenfahrt eines Transportelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 5 zeigt eine Ausbildung des zweiten Führungselements mittels auf der Seite des Line- armotors angeordneter Führungsschienen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 zeigt eine Ausbildung des zweiten Führungselements als Führungsschiene auf der Seite des Linearmotors, wobei ein Führungsklotz des Transportelements vorgesehen ist.
In den im Folgenden beschriebenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Ele- mente. Zur besseren Übersichtlichkeit werden gleiche Elemente nur bei ihrem ersten Auftreten beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die mit Bezug auf eine der Figuren beschriebenen Varianten und Ausführungsformen eines Elements auch auf die entsprechenden Elemente in den übrigen Figuren angewendet werden können.
Die Figur 2 zeigt schematisch das Vorsehen eines mit einem Führungskanal ausgebildeten zweiten Führungselements in einem Übergabebereich für Behälter gemäß einer ersten Wei- terbildung der vorliegenden Erfindung. In der dargestellten Weiterbildung werden beispiels- weise Behälter (nicht dargestellt) von Haltevorrichtungen 275 eines Transfersterns 270 an ein Greifelement 1 15, beispielsweise eine passive Neckhandlingklammer, des Transportelements 200 übergeben oder von dieser übernommen. Wie oben beschrieben kann dabei eine Kraft senkrecht zu der Bewegungsebene des Transportelements 200 auftreten, welche das Trans- portelement zumindest teilweise von den Führungsschienen 160 abheben könnte.
Wie in dem in der Figur 1 gezeigten Stand der Technik ist auch gemäß der in der Figur 2 gezeigten Weiterbildung das Transportelement 200 einseitig an Führungsschienen 160 gela- gert, welche somit das wenigstens erste Führungselement darstellen, wobei ein Langstator- Linearmotor 150 zum individuell gesteuerten Bewegen des Transportelements 200 entlang der Führungsschienen 160 vorgesehen ist. Die Lagerung des Transportelements an den Füh- rungsschienen 160 erfolgt gemäß der in der Figur 2 dargestellten nicht limitierenden Weiter- bildung über Führungsrollen 105a sowie Laufrollen 106a. Erneut sind auch auf der den Füh- rungsschienen 160 gegenüberliegenden Seite des Transportelements 200 entsprechende Führungsrollen 105b und Laufrollen 106b vorgesehen, mittels derer das Transportelement 200 beispielsweise in einem Weichenbereich an gegenüberliegend vorgesehenen entsprechenden Führungsschienen in Richtung einer divergierenden Nebenbahn geführt werden kann. Hierzu weist das exemplarische Transportelement 200 auch beidseitig des Sekundärteils 1 10 Mag- nete bzw. Magnetpole auf oder beidseitig des Transportelements 200 jeweils ein Sekundärteil 1 10 auf, welches jeweils mit mindestens einem Magnet besetzt ist, das bzw. die in der Figur 2 schraffiert angedeutet sind. Es versteht sich jedoch, dass die symmetrische Weiterbildung des Transportelements 200 nicht zwingend erforderlich ist, insbesondere wenn keine Weichen vor- gesehen sind, und somit auch einseitig auf der Seite der Führungsschienen 160 angeordnete Lauf- und Führungsrollen sowie Magnete ausreichend sein können.
Gemäß der dargestellten ersten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist im Bereich der Übergabe ein zweites Führungselement 230 mit einem Führungskanal 235 vorgesehen, in dem ein entsprechend ausgebildetes Lagerelement 240, beispielsweise ein Führungsstift oder eine Führungsrolle geführt werden können. Tritt aufgrund der Übergabe eines Behälters eine Kraft senkrecht zur Bewegungsebene auf, so wird diese durch mechanischen Eingriff des La- gerelements 240 mit dem Führungskanal 235 kompensiert. Auf diese Weise verhindert das zweite Führungselement 230 durch mechanischen Eingriff des Transportelements, genauer des Lagerelements 240, mit dem zweiten Führungselement 230, genauer mit dem Führungs- kanal 235, dass die unteren Laufrollen 106a und Führungsrollen 105a des Transportelements 200 von der unteren Führungsschiene 160 durch eine Drehbewegung abgehoben werden. Die Anordnung des zweiten Führungselements 230 unterhalb des ersten Führungselements 160 ist dabei besonders effektiv, um ein auf das Transportelement 200 wirkendes Drehmoment zu kompensieren.
In der Figur 3 ist eine Variation der Weiterbildung der Figur 2 dargestellt, wobei das unterhalb der Führungsschienen 160 angeordnete zweite Führungselement 230 durch zwei den Füh- rungsschienen 160 gegenüberliegend angeordnete Führungsschienen 330 ersetzt wurde. Um das zuvor erwähnte Drehmoment zu kompensieren, wäre auch das Vorsehen lediglich der unteren Führungsschiene 330 ausreichend. Das abschnittsweise Vorsehen zweier den Füh- rungsschienen 160 gegenüberliegender Führungsschienen 330 führt zu einer stabilen Füh- rung des Transportelements 100 entlang dieses Abschnitts der Transportbahn. Dabei gelan- gen in der dargestellten nicht limitierenden Weiterbildung sowohl die Laufrollen 106b als auch die Führungsrollen 105b des Transportelements 100 auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. der den Führungsschienen 160 bezüglich der Bewegungsebene des Transportelements ge- genüberliegenden Seite, in mechanischen Eingriff mit den zweiten Führungselementen 330.
In der Figur 4 ist exemplarisch ein Kurvenstück der Transportbahn gezeigt, welches entspre- chend gekrümmte Führungsschienen 160 sowie einen entsprechend gekrümmten Langstator 150 aufweist. Der Weiterbildung des zweiten Führungselements der Figur 2 entsprechend ist entlang des Kurvenstücks ein zweites Führungselement 430 mit einem gekrümmten Füh- rungskanal 435 vorgesehen, in dem ein entsprechendes Lagerelement 240 des Transportele- ments 200 geführt wird. Aus darstellerischen Gründen ist das Führungselement 430 in der Figur 4 lediglich entlang eines Segments des Kurvenstücks dargestellt. Es versteht sich je- doch, dass das zweite Führungselement 430 entlang des gesamten Kurvenstücks vorgesehen sein kann, um über den mechanischen Eingriff des Lagerelements 240 mit dem Führungskanal 435 auftretende Fliehkräfte zu kompensieren. Alternativ kann das zweite Führungselement 430 lediglich an einem Übergabepunkt des Kurvenstücks vorgesehen sein, an dem ein von dem Transportelement 200 mittels des Greifelements 1 15 transportierter Behälter (nicht dar- gestellt) an einen Lineartransporteur (nicht dargestellt) übergeben werden kann.
Die Figur 5 zeigt eine weitere Weiterbildung eines erfindungsgemäßen zweiten Führungsele- ments. Gemäß dieser Weiterbildung weist das Transportelement 500 vier Paare von schräg zur Bewegungsebene angeordneten Führungsrollen 107a und 107b auf, von denen die auf der Seite des Langstators 150 angeordneten Führungsrollen 107a auf den zuvor beschriebe- nen Führungsschienen 160 abrollen. Diese Führungsrollen 107a und 107b erfüllen aufgrund der geometrischen Anordnung und Kombination die Lastaufnahme sowohl durch die senkrecht wirkende Gewichtskraft des Transportelements 500 und einen möglichen Behälter als auch die senkrecht wirkende Kraft auf den Langstator 150 durch die Magnetkraft. Gemäß der dar- gestellten Weiterbildung umfasst das zweite Führungselement obere und untere Führungs- schienen 530 auf der Seite des Langstators 150, auf denen einige der Führungsrollen 107a abrollen. Dabei sind die Führungsschienen 530 derart angeordnet, dass diese Führungsrollen 107a gleichzeitig im Eingriff mit einer Führungsschiene 160 des ersten Führungselements und einer Führungsschiene 530 des zweiten Führungselements stehen. Aufgrund der Schrägstel- lung der Führungsrollen 107a blockieren die Führungsschienen 530 somit ein Abheben des Transportelements 500 von den Führungsschienen 160. In der hier dargestellten nicht limitierenden Weiterbildung stehen auch einige der Führungsrol- len 107b in mechanischem Eingriff mit den Führungsschienen 530, was die Führung des Transportelements weiter stabilisiert. Somit können auch schwere Behälter 170 von dem Transportelement 500 sicher transportiert werden.
In der Figur 5 sind zusätzlich weitere zweite Führungselemente 560 dargestellt, die als Füh- rungsschienen auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Diese Führungsschienen 560 können dabei insbesondere im Zulauf zu einem Verzweigungsbereich einer Weiche ein- setzen und entlang eines Abschnitts einer der divergierenden Nebenbahnen weitergeführt werden, während die ersten Führungselemente 160 entlang der zweiten divergierenden Ne- benbahn angeordnet sind. Die Führungsschienen 560 führen durch mechanischen Eingriff mit den Führungsrollen 107b ebenfalls zu einer Stabilisierung des Transportelements 500 in der Bewegungsebene. Dabei können die Führungsschienen 530 und die Führungsschienen 560 in Bewegungsrichtung überlappend angeordnet sein oder entlang der Transportbahn versetzt zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann mittels der Führungsschienen 530 ein kor- rektes Einführen des Transportelements 500 in den Verzweigungsbereich einer Weiche erfol- gen. In der Figur 5 ist zusätzlich ein weiterer Langstator 550 gezeigt, der im Verzweigungsbe- reich der Weiche gegenüber dem ersten Langstator 150 angeordnet ist.
In der Figur 6 ist schließlich eine weitere Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der das zweite Führungselement als zwei zusätzliche Führungsschienen 630 auf der Seite des Langstators 150 ausgebildet ist. Bei dieser Weiterbildung weist das T ransportelement 600 zwei Führungsklötze 640 auf, die derart ausgebildet sind, dass sie einen Teil der jeweiligen Führungsschiene 630 umschließen und entlang der Führungsschiene gleiten können. Auf- grund der Anordnung der Führungsklötze 640 wird jedoch ein Abheben des T ransportelements 600 von den Führungsschienen 160 durch Translation oder Drehung blockiert, sodass das Transportelement 600 unabhängig von einem Gewicht des beförderten Behälters 170 sicher an dem ersten Führungselement 160 geführt werden kann.
Die dargestellten Weiterbildungen unterstützen das Führen eines Transportelements in der Bewegungsebene unabhängig von der auf die Lager des Transportelements wirkenden Last. Dadurch kann insbesondere ein ungewolltes Abheben oder gar Abfallen eines Transportele- ments von den seitlichen Führungsschienen vermieden werden. Somit wird einerseits die Pro- zesssicherheit und dadurch der Wirkungsgrad der Behälterbehandlungsanlage erhöht. Ande- rerseits ist das begrenzte Vorsehen von zusätzlichen Führungselementen in Bereichen, in de- nen eine erhöhte Belastung der Lagerung an dem ersten Führungselement auftritt, kosten- günstiger als eine durchgehend beidseitige Führung. Das abschnittsweise Vorsehen eines zweiten Führungselements beeinträchtigt darüber hinaus nicht die elegante Weiterbildung von Weichen eines einseitigen Linearmotorsystems.

Claims

Ansprüche
1. Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Abfüllanlage, mit einem Transportsystem zum Transport von Behältern (170) entlang einer Transportbahn, wobei das Transportsystem um- fasst: eine Vielzahl von einseitig an wenigstens einem ersten Führungselement (160) beweg- bar gelagerten Transportelementen (100, 200, 500, 600), und einen auf der Seite des ersten Führungselements angeordneten Langstator-Linearmo- tor (150), wobei eine Lagerung der Transportelemente an dem ersten Führungselement derart ausgebildet ist, dass die Transportelemente im Wesentlichen durch magnetische Wechselwir- kung, insbesondere mit dem Langstator-Linearmotor, an dem ersten Führungselement gehal- ten werden, dadurch gekennzeichnet, dass abschnittsweise entlang der Transportbahn wenigstens ein zweites Führungselement (230, 330, 430, 530, 560, 630) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass die Transpor- telemente durch mechanischen Eingriff mit dem zweiten Führungselement an dem ersten Füh- rungselement (160) gehalten werden.
2. Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1 , wobei die T ransportelemente (100, 200, 500, 600) jeweils wenigstens ein Sekundärteil (1 10) mit wenigstens einem Magneten aufweisen, und wobei die Sekundärteile (1 10) und der Langstator-Linearmotor (150) insbesondere im We- sentlichen in einer vertikalen Ebene ausgerichtet sind.
3. Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1 und 2, wobei das zweite Führungselement (230, 330, 430, 530, 560, 630) zum Vermeiden des Abhebens des Transportelements (100, 200, 500, 600) besonders in Bereichen der Transportbahn vorgesehen ist, in denen die ein- wirkenden Kräfte auf das Transportelement während des Betriebs regelmäßig größer sind als eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Langstator-Linearmotor (150) und dem Se- kundärteil (1 10).
4. Behälterbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Führungs- element (330, 530, 560, 630) derart ausgebildet ist, dass es eine Translationsbewegung des T ransportelements (100, 500, 600) weg von dem ersten Führungselement (160), insbesondere entgegen der magnetischen Anziehung zwischen dem Transportelement und dem Langstator- Linearmotor (150), unterbindet.
5. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 330, 430, 530, 560, 630) derart ausgebildet ist, dass es eine Drehung des T ransportelements (100, 200, 500, 600) um das erste Führungselement (160) unterbindet.
6. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (330, 530, 560, 630) eine Führungskurve und/oder eine Führungsschiene umfasst, und wobei die Transportelemente (100, 500, 600) wenigstens ein Lagerelement (105b, 106b, 107a, 107b, 640), insbesondere eine Rolle, ein Wälzlager und/oder ein Gleitlager, aufweisen, das in mechanischem Eingriff mit dem zweiten Führungselement geführt wird.
7. Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 6, wobei das Lagerelement (640) einen Füh- rungsklotz umfasst.
8. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 430) eine Führungsnut und/oder einen Führungskanal (235, 435) um- fasst, und wobei die Transportelemente wenigstens ein Lagerelement (240), insbesondere ei- nen Führungsstift, eine Führungsrolle und/oder ein Gleitlager, aufweisen, das in mechani- schem Eingriff mit dem zweiten Führungselement geführt wird.
9. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 330, 430, 530, 560, 630) ausschließlich in Bereichen vorgesehen ist, in denen eine erhöhte Belastung auf die Lagerung der T ransportelemente (100, 200, 500, 600) an dem ersten Führungselement (160) auftritt.
10. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement entlang wenigstens eines Kurvenstücks der Transportbahn, insbe- sondere mit einem Krümmungsradius kleiner als einem Grenzwert, vorgesehen ist.
1 1 . Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 330, 430) an einem Übergabepunkt und/oder an einem Über- nahmepunkt der Behälterbehandlungsanlage für Behälter (170) vorgesehen ist.
12. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (560) an einer Weiche des Transportsystems auf der dem ersten Führungselement (160) gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, und wobei insbesondere ein weiterer Langstator-Linearmotor (550) auf der Seite des zweiten Führungselements (560) vorgesehen ist.
13. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (330, 560) auf der dem ersten Führungselement (160) gegenüberlie- genden Seite angeordnet ist.
14. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 430, 530) oberhalb und/oder unterhalb des ersten Führungs- elements (160) angeordnet ist.
15. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (630) auf der Seite des ersten Führungselements (160) angeordnet ist.
16. Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Führungselement (230, 430, 530, 630) in einem Bereich einer Befüllung der Behälter (170) vorgesehen ist.
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