JP3990729B2 - １個または複数個の回転対称性を有する容器をラインプレッシャーを受けながら搬送される回転対称性を有する容器の流れから分離するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、１個または複数個の回転対称性を有する容器をラインプレッシャーを受けながら搬送される回転対称性を有する容器の流れから分離するための装置に関するものである。この装置は、容器の流れに対する第１コンベアと分離された容器を取り除くための第２コンベヤとからなり、第２コンベヤは分離点において第１コンベヤから分岐している。この装置はさらに、第１コンベヤから第２コンベヤへ分離されるべき容器を搬送するための装置を有している。容器はラインプレッシャーを受けながら搬送されているので、容器を第１コンベヤ上に保持するガイドレールが第１コンベヤの左右に配置されている。
ラインプレッシャーを受けながら搬送される容器の流れから個々の容器を分離することは、これまでは専ら星型ホイールによってなされてきた。
ラインプレッシャーを受けることなく搬送され、したがって、互いに間隔を開けて搬送される容器を分離するための多くの装置が知られており、例えば、ＥＰ−Ａ−０ ００３ １１１においては、各部分からなる分岐排出装置および逸らせガスノズルが知られている。しかしながら、前記装置はラインプレッシャーを受けながら搬送される容器を分離するのには適していない。
本発明の目的は、可能な最も単純な構成を有し、信頼性をもって作動する装置を用いることにより、ラインプレッシャーを受けながら搬送されるこのような容器の流れから個々の容器を分離することができるようにし、第１コンベヤ、例えばコンベヤベルトまたはリンクチェインコンベヤ上に容器の流れを留めておくことができるようにすることにある。
前記目的は、本発明に従って第１コンベヤが分離点において一方の側に向かって鋭角をなして曲がり、第２コンベヤが分離点において第１コンベヤから他方の側に向かって鋭角をなして分岐し、第１および第２コンベヤの間に分離楔が形成され、第１逸らせスライダが容器の運動経路の外側に配置される引っ込んだ位置と第２コンベヤの分岐点側において分離点の始端から分離楔の先端に向かってのびる突出した位置の２つの位置の間において運動可能に配置され、第２の逸らせスライダが容器の運動経路の外側に配置される引っ込んだ位置と、第１コンベヤの曲がる側において分離点の始端から第１コンベヤの少なくとも略１／２の幅に渡って分離楔の先端の方向に沿ってのびる突出した位置の２つの位置の間において運動可能に配置されるような構成とすることによって解決される。
第１逸らせスライダがその突出した位置にあり、また第２逸らせスライダがその引っ込んだ位置にあるとき、容器は第１の曲がったコンベヤ上を搬送されている。分離されるべき容器が分離点に達すると、それが、例えば底に配置されたトリガーリミッタによって検出され、第１逸らせスライダは引っ込み、第２逸らせスライダがのび、その結果、分離されるべき容器は、後続の容器により、分岐する第２コンベヤ上に押し出される。その後、第１逸らせスライダは分離されるべき容器のすぐ後ろにおいて再びのび、それと同時に第２逸らせスライダは引っ込み、それによって後続の容器は再び第１コンベヤ上を搬送される。
１個またはそれ以上の容器が容器の流れから分離されるとき、生じた間隔は存在するラインプレッシャーのためにすぐに閉じられる。間隔が閉じることによって、短時間の強い加速と圧力変動が生じ、これらは搬送方向に沿って、または搬送方向と反対方向に沿って伝播する。容器の急激な動きによって、個々の対象物の電子工学的追跡の際にエラーが生じることを防止するため、この圧力変動を減衰させるための装置を備えることが賢明である。このような装置は、第１コンベヤ上において分離点に向かって配置され、その上を容器がスライドする薄いプレートから形成され得る。
本発明による装置は清涼飲料充填装置の一部を形成し得る。かかる清涼飲料充填装置は、清涼飲料用ボトルが欠陥を有しておらず、清潔でかつ異物を有していないことを検査するステーションを備えている。ラインプレッシャー下に底および側壁を検査するための装置が、同時に出願されたＰＣＴ国際出願「容器の底を検出するための装置を通過させて容器を搬送するための方法および装置」（我々のケースナンバー：３０５６２／底検査）および「ボトルのような回転対称性を有する容器をそれらがラインプレッシャーを受けて搬送される間に回転せしめるための方法および装置」（我々のケースナンバー：３０５６０／自動回転）に記載されている。底の検査および側壁の検査、並びに本発明に基づく、欠陥があるものと判定された個々の容器の分離が、ラインプレッシャー下に実行されることによって、装置の全体構成が実質上単純化される。なぜならば、通常配置される充填装置は取り入れ領域においてラインプレッシャーを必要とするからである。したがって、容器を離れ離れに配置することによって、それらが底および側壁検査のための装置の上流側において相互に間隔を開けて配置されるようにし、あるいはその後再びラインプレッシャーを生じさせる必要はない。
底の検査または側壁の検査の結果を個々の容器に割り当てることは、ＦＩＦＯシフトレジスタによって実行され、このレジスタの内容は、その都度容器が分離点のすぐ上流に配置された光リミッタに達するまで、第１コンベヤ上における容器のさらなる運動に対応して漸次計時される。第１コンベヤ上における容器のさらなる運動は、容器の流れに作用する星型ホイール、ＣＣＤラインスキャンカメラ、フォトダイオードアレイまたはドップラー効果を用いた通過速度測定器またはそれらに類するものを用いることによって決定され得る。検査結果を個々の容器に割り当てる前記方法は、物品が互いに間隔をあけて搬送されるような装置から既に知られていることである。
好ましくは、分離楔は縦方向に２つに分割されており、これら２つの部分は、その都度、それぞれ第１および第２逸らせスライダに沿って、その外側エッジの方向に沿って運動し得るようになっている。分離楔の各部分および逸らせスライダは、第１コンベヤまたは第２コンベヤの略中間において出会う。それによって、容器のより正確な分離およびより高い容器の処理効率が達成される。
より高い容器処理効率を達成する際の分離装置の動作は、逸らせスライダのすぐ上流側に、第１コンベヤのガイドレールにおいて旋回可能なフラップを設けることによって可能になる。この旋回フラップは、既に個々の容器に対し、第１コンベヤの曲がり部分の方向に、あるいは分岐する第２コンベヤの方向に運動量を及ぼし、それによって、容器が第１または第２逸らせスライダと出くわすときに方向の変化があまり急激に生じない。
分離を改善するためのさらなる可能性は、分離楔をその広がった下流側端において旋回可能に支持することである。その結果、分離楔の先端は旋回することができ、そして、個々の容器の運動方向の変化はより小さなものとなる。
２つの逸らせスライダは空気圧シリンダによってのばされる。それらの伸びの速度はほぼ容器の通過速度に一致している。したがって、空気圧ピストンの膨張速度を制御可能とすることが目的に適っている。これは、好ましくは、２重作動ピストンを用いることによってなされる。ピストンの膨張時にピストン前方のチャンバから生じる空気の流れは、調節可能なスロットルによって制御可能である。ピストンの膨張および収縮速度は、シリンダの全長にわたって分布しかつバルブによってその都度制御される複数個の通気孔を備えることによって制御される。ピストンが一端において圧縮空気の作用を受けるとき、ピストンの他端において通気孔は順次開口され、ピストンは、その都度、開口した通気孔に至るまで段階的に運動する。前記手段によってピストンの移動距離および移動速度が制御され得る。このようなシリンダはまた、膨張速度または膨張距離が変化し得るような他のアプリケーションに対して適用され得る。
以下において、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図１は、２つの逸らせスライダを備えた本発明による装置の１実施例を示す図である。
図２は、２つの逸らせスライダ、および縦方向に分割され、その各部分が運動可能とされた付加的な分離楔を備えた本発明による装置の１実施例を示した図である。
図３は、２つの逸らせスライダと付加的な２つの逸らせフラップを備えた本発明による装置の１実施例を示した図である。
図４は、２つの逸らせスライダと付加的な旋回分割楔を備えた本発明による装置の１実施例を示した図である。
図５は、容器の搬送速度を決定するために第１コンベヤに隣接して配置された星型ホイールの平面図である。
図６は、容器の搬送速度を決定するためのラインスキャンカメラ並びに圧力を減衰させる装置に結合された本発明による装置を示した図である。
図７は、搬送方向に対して直角な断面において容器の搬送速度を決定するためのラインスキャンカメラを示した図である。
図８は、次第に膨張し得るピストンを備えたシリンダの概略図である。
図９は、ピストンの膨張速度が制御可能なシリンダの概略図である。
図１によれば、空ボトル１０が第１コンベヤ１２上をラインプレッシャーを受けながら搬送される。第１コンベヤは例えば、コンベヤベルトまたはリンクチェインコンベヤから形成される。空ボトル１０は第１コンベヤ１２上をガイドレール１４によって案内される。２つのガイドレール１４間の間隔は空ボトル１０の直径より１〜１０ｍｍ大きくなっている。分離点１６において第１コンベヤ１２は約３０°の角度をなして一方の側に向かって、すなわち図１では右側に向かって曲がっており、そして、第２コンベヤ１８は約３０°の角度をなして他方の側に向かって、すなわち図１では左側に向かって分岐している。それによって分離楔２０が両方のコンベヤ１２および１８の間に形成されている。
実際、このような構成は、空ボトル１０の直径の約３または４倍の大きさの幅を備えたコンベヤベルトまたはリンクチエインコンベヤを用いることによって実現され得る。空ボトル１０はガイドレール１４によってリンクチェインコンベヤ上を案内される。曲げられる場合、リンクチェインコンベヤは直線的にのび、ガイドレール１４のみが曲げられる。したがって、空ボトル１０は、リンクチェインコンベヤの運動方向に対してわずかに斜めに曲げられた領域において搬送される。同様に、分岐する第２コンベヤ１８上の空ボトルは、ガイドレール１４によってリンクチェインコンベヤ上を斜めに運動せしめられる。好都合なことに３本の平行に走るリンクチェインコンベアは、分離点で重なり合っており、空ボトル１０は、中間のリンクチェインコンベヤ上を搬送され、そして、曲がるガイドレール１４によって、右側に並んで走るリンクチェインコンベヤ上に移動する。一方、空ボトル１０は、反対側の方向に分岐するガイドレールによって左側に並んで走るリンクチェインコンベヤ上に移動する。容器を、２本のリンクチェインコンベヤ上に同心に配置された分離点１６まで案内し、そしてそこで、本発明による装置を用いて、２本のコンベヤ１２および１８のうちの一方に移動させることができる。第２コンベヤ１８は直線状のコンベヤから形成されている必要はなく、また、回転テーブルから形成され得る。
分離点１６において、すなわち２本のコンベヤ１２および１８の曲がりの開始点において、第１逸らせスライダ２２および第２逸らせスライダ２４が、第１コンベヤ１２の両側に配置されている。２つの逸らせスライダ２２、２４は、それぞれ先端に向かって先細に形成され、空気圧シリンダ２８によってのび、または引っ込むことができるように支持されたロッド２６からなっている。第１逸らせスライダ２２は、近接する第１コンベア１２の側に配置され、その下流側において第２コンベヤ１８が分岐している。また、第２逸らせスライダ２４は、近接する第１コンベヤ１２の側に配置され、その下流側において第１コンベヤ１２が曲がっている。逸らせスライダ２２、２４は、引っ込んだ位置において、第１および第２コンベヤ１２、１８の外側に配置されている。２つの逸らせスライダ２２、２４は分離楔２０に向かってのびることができ、その突出した位置において、それぞれ第２および第１コンベヤ１８、１２の幅の少なくとも半分の距離までのびる。特に、第２逸らせスライダ２４は、第１コンベヤの幅のほぼ中間までのび得ることで十分である。第１逸らせスライダ２２は、その突出した位置において、第２コンベヤ１８の分岐によって生じたガイドレール１４の間隙を埋め、それによって、空ボトル１０はすべて、第１コンベヤ１２上を搬送され続ける。分離されるべき欠陥のある空ボトル１１が分離点１６に達したとき、第２逸らせスライダ２４は先行する最後尾の不良品でないボトルのすぐ後ろにのび、それによって欠陥のある空ボトル１１は第１コンベヤ１２上に沿って動くことを妨げられる。同時に、第１逸らせスライダ２２は引っ込み、その結果、分離されるべき空ボトル１１が後続の空ボトル１０によって生じるラインプレッシャーによって第２コンベヤ上に押し出される。もし次の空ボトルが同様に分離さけなければならないなら、第１逸らせスライダ２２はその引っ込んだ位置に留まり、第２逸らせスライダ２４はその突出した位置に留まっている。他方、もし次の空ボトルが不良品でなく、第１コンベヤ１２上をさらに搬送されなければならなないなら、第１逸らせスライダ２２は再び分離された空ボトル１１のすぐ後ろにのび、第２逸らせスライダ２４は引っ込み、それによって第１コンベヤ１２上に再び経路が開けられる。
図２に示した実施例によれば、固定された分離楔２０の代わりに２つの運動し得る先の尖った部材３０、３２からなる分割楔２０が用いられる。これら先の尖った部材３０、３２は、それぞれ、空気圧シリンダ３４、３６によって、第１および第２逸らせスライダ２２、２４に向かって運動することができ、それによって逸らせスライダ２２、２４がのびる距離を短縮する。先の尖った部材３０、３２は、それぞれ、第１および第２コンベヤ１２、１８の中間まで運動することができ、その結果、逸らせスライダ２２、２４の運動距離は半分になる。したがって、運動に要する時間が短縮され、その結果、より高いボトル処理率が可能となる。
図３の実施例によれば、第１および第２逸らせフラップ３８、４０が分離点１６のすぐ上流側において、または当該分離点１６において、第１コンベヤ１２と並んで横に配置されている。逸らせフラップ３８、４０はその後端において旋回可能に支持されており、それらの搬送方向に向けられた先端は、空気圧シリンダ４２、４４によって旋回軸のまわりに旋回することができる。逸らせスライダ２２、２４がのびる直前に、またはそれと同時に、第１コンベヤ１２と同一の側において直後に配置された逸らせフラップ３８または４０が、関係するシリンダ４２または４４によって制御され、次のボトルに逸らせスライダ２２、２４の先端から離れるような運動量を及ぼし、のびる逸らせスライダ２２、２４に対する空間を作り出す。したがって、逸らせスライダ２２、２４ののびる時期に対する大きな時間的な窓が存在する。例えば、分離されるべき容器１１は、すでに第２逸らせフラップ４０によって第２コンベヤ１８の方向に沿って運動量を与えられているので、第２逸らせスライダ２４は、空ボトル１０に出くわす危険を生じることなく、相対的に遅れてのびることができる。
図４の実施例によれば、分割された楔２０はその広がった端部において支持され、軸４６のまわりに旋回可能になっている。この旋回は、空気圧シリンダ４８によってなされる。空ボトルが第２コンベヤ１８上に逸らされない場合には、分割された楔２０は第２コンベヤ１８に向かってわずかに旋回する位置に配置され、その結果、空ボトル１０は第１コンベヤ１２上を分割された楔２０を通過して搬送され続ける。分離されるべき空ボトル１１が分離点１６に達したとき、分割された楔２０は第２コンベヤ１８から逸れ、第１コンベヤ１２に向かって旋回せしめられる。これによって第２逸らせスライダ２４に対する伸びの距離はやや短くなる。これは空ボトルの処理効率を向上させる別の可能な方法である。
２つの逸らせスライダ２２、２４の伸びの速度は空ボトル１０の速度にほぼ一致しており、よって、逸らせスライダ２２、２４の先端は、それがのびるとき、いわば、空ボトル１０とともにさらに運動し、これらの間にスライドする。空ボトルがラインプレッシャーを受けながら搬送されるとき、空ボトル１０の速度は急激に変化し、第１コンベヤ１２が駆動される速度以下となるので、空ボトル１０が運動する速度を把捉することが好都合である。この目的のため、図５によれば、星型ホイール５０が分離点１６の上流において第１コンベヤ１２に隣接して配置される。星型ホイールは、その歯を空ボトル１０の間に係合させており、それを通過する空ボトル１０によって駆動される。そのとき、星型ホイール５０の回転速度から空ボトル１０の速度を決定し、それに従って第１および第２逸らせスライダ２２、２４ののびる速度を制御することができる。同時に、星型ホイール５０の回転から、ＦＩＦＯシフトレジスタにおける底または側壁検査の結果のさらなる計時に対するクロックパルスを導出することができ、その結果、もし、特定の空ボトルが分離点１６の直前に配置された光リミッタを通過するならば、その都度、特定の空ボトルに関係し、測定結果を含む制御信号が存在し、それによって、空ボトル１０が底または側壁検査の間に欠陥を有すると判定される場合には、分離過程が開始される。
ボトルの搬送速度を測定する別の可能性は、星型ホイールの代わりにラインスキャンカメラ１０１を用いることである。ラインスキャンカメラ１０１は、搬送装置の搬送面における光源１００の反対側の位置であって、ボトルの口の高さレベルに配置されている。搬送速度は、マイクロプロセッサ回路を用いて、カメラの一連のシグナルから計算される（図６および７参照）。容器の流れは、揺らぐ圧力条件に基づいて容器の分離がなされる場合には、急激に加速され得る。場合によっては、不正確な測定が生ずる可能性がある。この挙動は、もし、ラインスキャンカメラと分離点との間の領域において、減衰エレメントとして容器の流れに対するわずかな機械的抵抗を設けることによって相殺することができる。減衰エレメントは例えば、コンベヤ上に配置され、その上を容器が滑走する薄いプレート１０２によって実現され得る（図６参照）。
図８はその全長にわたって分布する複数個の通気孔０、１、２、…、ｎを備えた空気圧シリンダ６０の概略図である。各通気孔は独立した制御バルブ６２に接続されている。ピストンロッド６６を備えたピストン６４は、シリンダ６０内において運動可能になっている。図８のピストン６４がその左端位置からその右端位置まで動かされるとき、通気孔０はその制御バルブ６２によって圧縮空気源に接続され、一方、それ以外の通気孔の制御バルブ６２は閉じられている。そのとき、ピストン６４は、空気がピストンロッド端において逃げられないので、運動することができない。その後、通気孔１が制御バルブ６２を通じて通気され、よって、ピストン６４は、それが通気孔１の開口を閉じるまで右側に運動する。通気孔１に対する制御バルブ６２はその後閉じられ得る。ピストンはすでに通気孔１の開口を閉じているので、制御バルブ６２の制御は時間的に決定される。次の通気孔２、３、４、…、ｎが開かれることによってピストン６４は次第に右側に動かされ得る。通気孔０を閉じ、通気孔ｎを圧縮空気に接続することによってピストン６４は逆の順序でバルブｎ−１〜１の時系列的な通気によって次第に左側に動かされる。したがって、ピストン６４は中間位置に保持されることができるということは明らかである。ピストンの速度を制御するための別の可能な方法が図９に示してある。図９において、ピストンロッド７６を備えたピストン７４は、シリンダ７０の内部で運動する。シリンダの左端は、制御バルブ７２を通じて圧縮空気源に接続されることができ、一方、シリンダ７０の右端は一連の制御可能なスロットルチェックバルブ７８を通じて、汚れた空気側において減圧される。スロットルチェックバルブ７８は、それぞれ、制御バルブ８０およびバイパスラインによって橋渡しされ得る。ピストンロッドが最大速度でのびるとき、空気は、最も少なく絞られたバルブを通じて排出される。膨張速度は、汚れた空気中に接続された強く絞られたバルブ７８によって、減速され得る。切り換えられ得る複数個のスロットルチェックバルブ７８の代わりに、アクチュエータによって調節される単一のスロットルバルブを用いることが可能である。前記調節はステッピングモータによってなされる。
前述したシリンダ６０、７０は特に逸らせシリンダ２２、２４の伸びの速度を制御するのに適している。伸びの距離はシリンダ６０によって調節され得る。このようなシリンダはまた、分離装置の逸らせシリンダ２２、２４を駆動する以外の目的のためにも用いるられ得る。
図８および９に示したシリンダによって、まず最初、逸らせシリンダ２２、２４が、増大した速度でのばされ、その後、逸らせスライダ２２、２４の先端がコンベヤベルトの中間に接近し、逸らせスライダ２２、２４の先端が多かれ少なかれ半径方向に容器１０に出くわすおそれがあり、場合によっては容器１０を壊すおそれがある場合、伸びの速度を容器１０の搬送速度まで減少させることが可能である。

Claims (8)

1. ラインプレッシャーを受けながら搬送される回転対称性を有する容器の流れから個々の回転対称性を有する容器を分離するための装置であって、
   容器の流れを生じさせ、容器の分離点において鋭角をなして曲がっている第１コンベヤと、
   分離された容器を除去するように機能し、前記分離点において前記第１コンベヤから分岐して配置された第２コンベヤと、
   前記第１及び第２コンベヤの間に配置された分離楔と、
   前記第１コンベヤの搬送路上における前記分離点の上流側において容器の速度を測定する速度測定手段と、
   前記分離点において前記第２コンベヤの分岐する側に前記第１コンベヤに隣接して配置され、容器の搬送経路の外側に位置する引っ込んだ位置と、前記分離楔の先端に向かってのびる突出した位置の２つの位置の間において運動可能な第１逸らせスライダと、
   前記分離点において前記第１コンベヤの曲がる側に前記第１コンベヤに隣接して配置され、容器の搬送経路の外側に位置する引っ込んだ位置と、前記分離楔の先端に向かってのびる突出した位置の２つの位置の間において運動可能な第２逸らせスライダと、を備え、
   前記第１逸らせスライダが前記突出した位置をとるとともに、前記第２逸らせスライダが前記引っ込んだ位置をとるとき、容器は前記第１コンベヤ上を搬送され続け、前記第１逸らせスライダが前記引っ込んだ位置をとるとともに、前記第２逸らせスライダが前記突出した位置をとることによって、容器が前記第２コンベヤ上に分離されるようになっており、
   前記第１および第２逸らせスライダの運動速度が、前記速度測定手段による測定結果に従って制御されることを特徴とする装置。
2. 前記分離楔は、縦方向において、２つの先の尖った部材に分割されており、前記２つの先の尖った部材は、それぞれ、前記第１逸らせスライダおよび前記第２逸らせスライダに向かってのび得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 逸らせフラップが、前記分離点において前記第１コンベヤの横に隣接し、旋回軸のまわりに旋回可能に配置されており、前記逸らせフラップは、その外側に旋回した状態で、容器に対して、前記第１コンベヤの曲がり部分の方向に沿ってまたは前記第２コンベヤの分岐の方向に沿って運動量を与えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記分離楔は、その広がった端部において支持され、軸のまわりに旋回可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 光源およびラインスキャンカメラが、前記分離点の上流において、前記第１コンベヤの互いに向き合う側に配置されており、容器の搬送速度が、前記ラインスキャンカメラによって生成されるシグナルによって決定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記第１コンベヤ上に配置され、１個またはそれ以上の容器の分離によって生じるラインプレッシャーの変動を減衰させるための装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記速度測定手段は、星型ホイールからなっており、前記星型ホイールは、容器の流れの中に突出し、その流れによって回転するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記速度測定手段は、回転毎に、クロックジェネレータによって、電子トリガ装置に対して特定の個数のパルスを供給し、それらのパルスに従って前記第１および第２逸らせスライダの運動速度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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