WO2021063742A1 - Lineares transportsystem mit minimaler transportteilung - Google Patents

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WO2021063742A1
WO2021063742A1 PCT/EP2020/076391 EP2020076391W WO2021063742A1 WO 2021063742 A1 WO2021063742 A1 WO 2021063742A1 EP 2020076391 W EP2020076391 W EP 2020076391W WO 2021063742 A1 WO2021063742 A1 WO 2021063742A1
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transport
elements
transport elements
offset
type
Prior art date
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PCT/EP2020/076391
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Hahn
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.)
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Publication date
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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
    • 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 the controlled movement of individually controllable transport elements for transporting containers, in particular bottles, cans or preforms, in a system for treating the containers.
  • linear transport systems are well known in the prior art.
  • the most prominent example are high-speed passenger trains based on magnetic levitation technology.
  • transport systems with linear motor drives are also used in many areas of industry, in particular for the individual transport of piece goods within production lines.
  • a linear transport system with a large number of magnetic runners for transporting bottles in a container treatment system is described.
  • the runners transporting the bottles move driven by the magnetic interaction between a permanent and / or electromagnet-carrying secondary part of the runners and two long stators along two parallel guide rails that are connected to the respective long stator.
  • the runners are mounted on the guide rails via rollers and generally have a rectangular chassis in the plane of the roller bearings, with only slightly spaced pairs of rollers engaging the respective guide rail in the longitudinal direction of the runners.
  • the runners should run in the longitudinal direction, i. H. in the direction of movement, have the greatest possible expansion in order to reduce the wear and tear on the bearing elements, generally the rollers.
  • the roles of a long runner can be made smaller than those of a short runner.
  • the rotor can take up more load with the same dimensioning of the bearing elements.
  • the so-called transport division or division is as small as possible and thus the throughput of containers can be as large as possible per unit time of a container treatment plant using the transport system. If each runner transports exactly one container, the minimum achievable division results, for example, when successive runners run against each other. This minimum achievable division thus corresponds to the maximum longitudinal extension of the runners, provided that the loading containers are smaller than the runners. Likewise, a small longitudinal extension of the runners is desirable in order to be able to pick up small containers in the pent-up state at a transfer point from a conveyor belt.
  • the expansion of the running gear of the runners is generally the limiting factor, since this determines the position or the spacing of the bearing elements, for example the rollers.
  • the expansion of the secondary part in the transport direction which usually has a carrier plate and magnets attached to it, can prevent the minimum achievable transport division from being reduced.
  • the expansion of the magnets in the transport direction is predetermined by the design of the coils of the long stator and can therefore not be reduced as desired.
  • H. Longitudinal direction the runner is provided in order to achieve an optimal propulsive force. The longitudinal extension of this sequence defines the minimum realizable longitudinal extension of the secondary parts and thus sets a lower limit for the minimal achievable transport division.
  • the minimum achievable transport division is even significantly higher than this longitudinal extension of the secondary parts, because the secondary parts of immediately successive runners would either attract or repel each other if they were too close, depending on the polarization of the magnets of the adjacent sequences. In both cases, the resulting forces would far exceed the propulsive force of the linear motor, which is why a controlled movement of the runners would no longer be possible. For this reason, in practice there always remains a sufficiently large gap between the secondary parts of successive runners.
  • DE 102015226 139 A1 therefore proposes transport elements whose shape and arrangement of the rollers are chosen so that successive transport elements can be driven into one another to the extent that a transport division results that is less than the extent of the transport elements in the transport direction.
  • special secondary parts are described that enable the transport elements to move into one another.
  • the secondary parts described have a smaller interaction surface for the electromagnetic propulsion, so that a weaker propulsion results.
  • the transport elements are sometimes difficult to manufacture.
  • the object of the present invention to provide a linear transport system which allows the smallest possible transport division without having negative effects on the controllability and the propulsion of the runners.
  • wear and tear on the rotor's bearing elements should be reduced.
  • the present invention is based on the object of increasing the throughput of a linear transport system while at the same time requiring little maintenance.
  • a set of transport elements for a long-stator linear motor system with at least two offset transport lanes each of which has at least one long-stator linear motor and at least one guide element
  • the transport elements each for transporting at least one container, in particular a bottle or a preform and each have at least one secondary part for magnetic interaction with a long-stator linear motor
  • the set at least one transport element of a first type and at least one transport element of a second type for individually controlled movement along a first or a comprises second transport path of the transport paths arranged offset to one another, and wherein the transport elements of the first and the second type are designed differently in such a way that an offset between the first and the second transport path in With regard to a position of the transported container can be compensated.
  • the transport elements are used in particular to transport containers in a container treatment system.
  • Containers are in particular beverage bottles, but also other containers for food, medicines, hygiene articles, cleaning agents or the like, such as. B. cans, glass bottles or other glass containers with lids, packaging based on cardboard or Composites, tetrapack or the like.
  • preforms in particular preforms
  • preforms for blow-molding the containers are also conceivable.
  • containers are also to be understood as meaning bundles with several containers that have been put together.
  • the transport elements can be designed as runners, pucks, slides, shuttles or the like, which by magnetic interaction with at least one long stator of a linear motor, i. H. a linear motor train, the transport path can be moved along the transport path.
  • a linear motor i. H. a linear motor train
  • Each transport element can be accelerated, decelerated, moved at a constant speed or even temporarily stopped on the transport path as required.
  • a variable path-time profile of each individual transport element can be implemented.
  • the set of transport elements is designed for use with a long stator linear motor system with at least two transport tracks which are offset from one another and each have at least one long stator linear motor and at least one guide element.
  • Long-stator linear motor drives are well known in the prior art, so that a detailed description is dispensed with here.
  • the at least two trans port tracks can in particular be designed with a single-sided linear motor drive.
  • one or more guide elements arranged parallel to one another can be provided, on which the transport elements are movably arranged by means of suitable bearing elements, for example rollers, slide bearings, or the like, ie. H. stored, can be.
  • a linear motor train can be arranged between two guide elements, for example designed as guide rails. A large number of designs of the guide rails and long stators are known in the prior art.
  • the at least two transport tracks are arranged offset from one another.
  • An offset in the vertical direction, ie perpendicular to a contact surface of the long stator linear motor system, and / or in the horizontal direction, ie parallel to the Aufstandsflä surface, can be provided between the transport tracks.
  • the offset can in particular be defined as a perpendicular distance between corresponding elements of the transport paths, for example a center plane or a center point of the long stators.
  • the transport lanes can, but need not necessarily, be of the same construction.
  • one of the trans port tracks can have an additional guide element. The type and shape of the guide elements and the development of the long stators can be different for the transport tracks.
  • the transport elements can especially can be easily manufactured.
  • the transport elements in this case apart from the further development and arrangement of the holding devices described below, that is to say in particular with regard to the bearing elements, secondary parts and the fuselage, can have essentially the same construction.
  • the transport elements each have at least one secondary part for magnetic interaction with the at least one long stator of the respective transport path.
  • at least one sequence i. H. Sequence in the longitudinal direction of the transport element, of generally adjacent permanent magnets and / or electromagnets, in particular non-switching electromagnets, with alternating polarity can be attached to the secondary part, which can be designed, for example, in the form of a carrier plate.
  • the at least one long stator linear motor can in particular be designed as a synchronous linear motor.
  • the long stator linear motor can also be designed as an asynchronous linear motor, with at least one permanent magnet and / or non-switching electromagnet of the secondary part of the transport elements and / or an electrically conductive element of the transport elements, eg. B. in the form of a metallic plate on which the permanent magnet and / or non-switching electromagnet are attached to act as electrical Lei ter for induction by the asynchronous linear motors.
  • the magnets of the transport elements and the long stator (s) are generally aligned and dimensioned in such a way that they face each other on both sides of an air gap, with the greatest possible overlap in the direction perpendicular to the transport or movement direction and along the air gap opposing the magnetic poles is targeted in order to achieve an optimal propulsive force.
  • Two basic configurations for the orientation and relative arrangement of guide rail (s), long stator (s) and secondary part are conceivable.
  • the guide rail (s), long stator (s) and secondary part are arranged in such a way that the air gap between the poles of the magnets of the secondary part and the long stator is aligned essentially perpendicular to a contact surface of the transport system or the container treatment system.
  • the generally elongated poles of the magnets of the long stator and secondary part are also aligned essentially vertically.
  • the plane in which a surface of the long stator facing the secondary part runs, hereinafter referred to as the long stator plane is thus a vertical plane.
  • the direction of movement and the course of the at least one guide rail is essentially horizontal, ie assumed to be parallel to the footprint.
  • the two long stators run parallel to one another with a horizontal offset, ie corresponding points of the long stators are offset from one another in a horizontal plane.
  • the guide rail (s), long stator (s) and secondary parts are arranged in such a way that the air gap between the poles of the magnets of the secondary part and the long stator is essentially parallel to the contact surface of the transport system or the container treatment system is aligned.
  • the generally elongated poles of the magnets of the long stator and secondary part are also aligned essentially horizontally.
  • the long stator plane is therefore a horizontal plane.
  • the direction of movement and the course of the at least one guide rail is here also essentially horizontal, d. H. assumed to be parallel to the footprint.
  • the two long stators now run parallel to one another with a vertical offset, i.e. corresponding points on the long stators are offset from one another in a vertical plane.
  • the transport elements can by means of a control and / or regulating unit, for. B. in the form of a process computer along the respective transport path.
  • the control and / or regulating unit can be implemented as a central control and / or regulating unit of the long stator linear motor system and / or by decentralized control and / or regulating units arranged on the transport elements.
  • the set of transport elements for use on two transport tracks arranged offset from one another comprises at least one transport element of a first type and at least one transport element of a second type. If there are more than two offset transport tracks, the set includes transport elements of other types of construction.
  • the types are different, although the difference, as mentioned above, can be limited to the design and arrangement of the holding devices described below.
  • the types can, however, also differ, for example, in the further development and arrangement of the bearing elements and / or secondary parts.
  • the set can include exactly one transport element of each type or more than one transport element for at least one type of construction. In particular, the same number of transport elements of each type can be contained in one set.
  • the transport elements are designed via their secondary parts for individually controlled movement along the respective transport path.
  • the transport elements of the first type for arrangement and movement on the first transport path and the transport elements of the second type for arrangement and movement on the second transport path are formed.
  • the transport elements of the first and second types can be designed in such a way that they are each arranged exclusively on the guide element or elements of the respective transport path.
  • a bearing element of a holding device of the transport element of one type can be arranged or supported on a guide element of the transport path which is assigned to the transport element of the other type.
  • the transport tracks can in particular be spatially completely separated from one another.
  • the transport elements of the first and the second type are designed differently in such a way that an offset between the first and the second transport path with regard to a position of the transported containers can be compensated for. If more than two transport tracks are provided, with corresponding additional types of transport elements being provided, these additional types differ from the first and second types in such a way that corresponding offsets of the further transport tracks with respect to the position of the transported containers can be compensated for.
  • the transport elements of the first and the second type, and if available other types, are therefore, in particular due to the various designs and arrangements of the associated shark described below.
  • Devices for the containers designed differently in such a way that the containers transported by them are transported in a common plane.
  • the containers transported by the transport elements of the first and second types, and possibly other types thus form a common flow of containers. This enables a uniform takeover or delivery of the containers by the transport elements from or to appropriately provided feed conveyors or discharge conveyors, as well as the uniform treatment of the transported containers by container treatment stations arranged on the transport path.
  • the transport elements of the first and second types can be constructed identically, apart from the holding devices described below, so that the offset between the first and second transport tracks due to the different design and / o the arrangement of the holding devices assigned to the transport elements for the Container can be compensated.
  • the design of the transport elements themselves can differ, for example due to the arrangement of the bearing elements and / or the shape of the body of the transport elements.
  • the transport elements of the second type can have a body that is higher in relation to the mounting on the guide elements of the second transport track, so that when the container is suspended, a holding device for the transport elements of the second type with respect to a holding device for the transport elements of the first type is perpendicular to the long stator Level is offset.
  • Such an offset of the holding devices can in particular prevent a collision of the transport elements when they move into one another.
  • the transport elements of the first and the second type can have a first and a second holding device for the at least one container, the first and the second holding device being designed differently in such a way that the offset between the first and the second transport path is compensated can be.
  • the transport elements are each equipped with a holding device for holding one or more containers, e.g. B. in the form of a gripping element equipped.
  • the gripping element can be designed to be passively or actively controllable.
  • Greifele are elements for form-fitting or force-fitting gripping of a neck area of the container, eg. B.
  • the ge held container can be rotatably mounted in the Greifele element when positively gripping about its longitudinal axis.
  • the gripping element can be pivoted and / or adjusted in height be trained.
  • the first and the second holding device are designed differently in such a way that the offset between the first and the second transport path can be compensated for.
  • the first and second holding devices can differ in terms of their length and / or depth, the difference being determined by the offset of the first and second transport paths.
  • the transport elements of the first and the second type can furthermore be designed in such a way that with an alternating arrangement of transport elements of the first and the second type on the first and the second transport track, respectively, containers can be transported in a container flow with a pitch, which is smaller than an expansion of the transport elements in the transport direction.
  • the transport division, or briefly division, of a stream of similar containers or container bundles is given by the distance between corresponding points of immediately successive containers or container bundles in the direction of transport.
  • the aforementioned alternating arrangement of transport elements of the first and second design is to be understood here and below in such a way that the transport elements of the first and second design are arranged on the first and second transport tracks with respect to the transport direction in such a way that in the container flow containers or container bundles are alternately transported by a transport element of the first type and a transport element of the second type.
  • two transport elements regardless of the transport path on which the transport elements are arranged, are considered to be immediately consecutive if the containers or containers transported by them follow one another directly in the container flow.
  • the transport elements can be arranged on the respective transport lane in such a way that at no point in the process path, ie that part of the transport lanes that is used to transport the containers, two structurally identical transport elements directly one after the other.
  • the following sequence of transport elements can be selected by arranging them accordingly on the transport lanes, the respective number indicating the type: 1, 2, 3, ..., N-1, N. The sequence repeated.
  • the transport elements of this sequence can form the set of transport elements referred to above.
  • the transport elements of the first of the second type can be designed in such a way that successive transport elements can be moved so close to one another along the respective transport path that those transported by them Containers are transported with a pitch that is smaller than the extent of the Transportele elements in the direction of transport.
  • the transport elements, in particular their holding devices can be designed in such a way that a collision of parts of successive transport elements of the first and second types can be avoided, even if the distance between the successive transport elements in the transport direction is less than the extent of the transport elements in the transport direction .
  • a correspondingly narrowly designed holding device for the transport elements of the upper transport track engages between two successive transport elements of the lower transport track.
  • a holding device of the transport elements of the upper transport path can protrude beyond the body of the transport elements of the lower transport path, so that the holding device can be moved over the body of the transport elements of the lower transport path.
  • a holding device of the transport elements of the first type can be arranged on one side of the transport elements with respect to the transport direction, while a holding device of the transport elements of the second type is arranged on the other side of the transport elements.
  • the holding devices can engage in a gap between the two transport tracks.
  • the holding devices differ not by their length, but by their arrangement with respect to the transport elements and by the orientation of the holding or gripping elements. A large number of other designs of the holding devices are conceivable and can be selected as a function of the geometric arrangement of the transport tracks.
  • the first and the second holding device can be designed for hanging transport of the containers.
  • further support elements can be provided as part of the holding device, which, for example, can support a bottom area of the container.
  • at least one holding element is provided on which the containers hang at least with part of their weight.
  • a clamp or a neck ring for neck handling for the hanging transport of the containers, in particular plastic bottles or preforms, can be provided as a holding element.
  • a length of the first and the second holding device can be different.
  • the length of the first and second holding devices is the extent of the holding device to be understood in the vertical direction, the length of corresponding points of the trans port elements, for example a horizontal center line of their secondary parts, can be measured.
  • the length of the first and the second holding device can differ by a vertical offset of the first and the second transport path. As a result, it is sufficient that the containers carried are transported in the same horizontal plane.
  • an extension of the first and the second holding device perpendicular to a vertical plane can be different.
  • the first and the second holding device thus (also) differ in their extent in the horizontal plane.
  • the vertical plane can be the above-mentioned long stator plane for the vertical case of the long stator linear motor system, a horizontal offset of the two trans port tracks can be compensated for by the different expansion of the first of the second holding device.
  • the extent of the first and the second holding device perpendicular to the vertical plane can differ in particular by the offset of the first and the second transport path perpendicular to this vertical plane.
  • the vertical plane can be arranged in the middle between the transport tracks for example.
  • a large number of alternative developments, in particular by combining horizontally and vertically offset transport tracks, are conceivable.
  • the longer holding device of the first and the second holding device can have at least one bearing element, by means of which the longer holding device can be stored on a guide element, in particular the transport track on which the transport element with the shorter holding device is arranged.
  • the guide element on which the at least one bearing element of the longer holding device is arranged can thus be a separate guide element which is arranged, for example, below the lower transport path (with vertical displacement of the transport paths).
  • the at least one bearing element can be arranged on a guide element of the other (lower) transport path.
  • the shorter holding device can also have at least one bearing element, by means of which the shorter holding device is mounted on the guide element.
  • more than one guide element and accordingly more than one bearing element can be provided for additional storage of the longer holding device.
  • the bearing element or elements can be support rollers, for example.
  • the additional storage of the longer holding device can, for example Compensate for a larger bending moment (with passive clamps) on the longer gripping element when transferring and / or receiving containers or preforms.
  • a transport system for transporting containers in a container treatment plant which has a large number of sets of transport elements according to one of the developments described above, a first transport path with at least one first long-stator linear motor and at least one first guide element , on which the transport elements of the first type are movably arranged, and a second transport path with at least one second long-stator linear motor and at least one second guide element on which the transport elements of the second type are movably arranged, the first and the second The transport path is offset from one another, and wherein transport elements of the first and second types are alternately arranged on the first and the second transport path in the transport direction.
  • the first and second transport tracks can be arranged vertically and / or horizontally offset from one another, as described above.
  • the associated long stator linear motors can be aligned vertically or horizontally as described above.
  • at least one guide element can be provided on which a holding device for the transport elements of the first and / or the second type can be guided via at least one bearing element.
  • the at least one bearing element can be a support roller.
  • a longer holding device of the trans port elements can have such a bearing element.
  • the shorter Garvor direction of the transport elements can have a bearing element with which they can be mounted on the same guide element.
  • the first and second transport tracks can be of the same construction.
  • a transport system for transporting containers in a container treatment plant which has a first transport path with at least one first long-stator linear motor and at least one first guide element, on which the transport elements of the first type are movably arranged, and a second transport track with at least one second long-stator linear motor and at least one second guide element on which the transport elements of the second type are movably arranged, wherein the first and the second transport tracks are arranged offset to one another.
  • the transport elements for example by means of the control and / or regulating unit of the long-stator linear motor system described above, can be moved in a controlled manner along the first and the second transport path in such a way that transport elements of the first and second types are arranged alternately in the transport direction.
  • the Trans port elements of the first and the second type can be moved so close to each other at least in sections along the first and the second transport path that containers transported by the Trans port elements are transported with a pitch that is smaller than an extension of the transport elements in the transport direction.
  • the extent of the transport elements in the transport direction is to be understood in the present disclosure as the maximum extent of the transport elements in the transport direction.
  • the offset arrangement of the transport tracks and the use of differently designed transport elements on the different transport tracks allow smaller divisions of the transported container flows to be implemented without the secondary parts of the transport elements having to be changed.
  • the division can ideally be reduced to approximately half the extent.
  • the relative arrangement of the transport elements of the first and second types corresponds to the half-bond when laying tiles.
  • the division can be further reduced when using transport elements of other types. For example, there is an approximately third division of the division when arranging transport elements of a first, a second and a third type in a third tel said.
  • the speed of the transport elements can be reduced with the same throughput, which reduces the wear on the bearing elements.
  • the greater packing density that is to say the number of containers or preforms per process section, a higher throughput of the process section or the container treatment system can be achieved. Since the secondary parts of the transport elements do not have to be changed, the transport elements can be driven ben with unchanged propulsive force.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a transport element guided on one side according to the prior art.
  • FIG. 2 shows schematically a set of transport elements on two transport tracks arranged vertically offset from one another according to a first development of the present invention.
  • Figure 3 shows schematically transport elements on two vertically offset from one another arranged transport tracks according to a second development of the present invention.
  • FIG. 4 schematically shows three variants of transport elements of a first and a second type according to the present invention.
  • FIG. 5 schematically shows three variants of arrangements of transport elements on two, three or four transport tracks according to the present invention.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a transport element guided on one side, as is known in the prior art, is shown in FIG.
  • the transport element 100 shown here has a secondary part 110 which, as known per se, carries a sequence of magnets on the side facing the long stator 150, which act alternately with the electrical windings of the long stator. 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 106 and guide rollers 105.
  • the transport element can, however, also have rollers and guide rollers 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 can also have magnets or poles of magnets on both sides.
  • a secondary part correspondingly equipped with magnets on one side can be provided on both sides of the transport element. In this way, in particular in the branching area of a switch, a magnetic interaction with a long stator arranged on the opposite side can take place.
  • the transport element 100 also has a holding device 115 in the form of a clamp with which the bottles can be transported.
  • a holding device 115 in the form of a clamp with which the bottles can be transported.
  • the division with which the bottles can be transported in a container flow is limited by the extension of the transport elements 100 in the transport direction.
  • FIG. 2 schematically shows a set of transport elements on two transport tracks arranged vertically offset from one another according to a first development of the present invention.
  • the guide rails 160 and 260 and long stators 150 and 250 of the trans port tracks 120 and 220 which are arranged vertically offset from one another, are shown only schematically.
  • the body 110 with the secondary part and the holding device 115 are only shown schematically.
  • FIG. 2 shows only the body 210 with secondary part and the holding device 215 for the transport elements 200 of the second design.
  • both the transport tracks 120 and 220 and the bodies 110 and 210 are constructed identically.
  • FIG. 2 shows an example of a further guide rail 170 which is arranged below the lower transport track 120.
  • bearing elements of the longer holding device 215 can be mounted on the guide rail 170 in order to support the longer holding device.
  • the shorter holding device 115 can also be supported on the guide rail 170 via corresponding bearing elements.
  • the transport tracks 120 and 220 are spatially separated from one another and offset from one another by the distance L in the vertical direction.
  • the holding device 215 of the transport elements 200 of the second type is made longer by the same distance L than the holding device 115 of the transport elements 100 of the first type.
  • the containers 130 are held and guided at the same height.
  • the transport elements 100 and 200 can be guided in the transport direction with the overlap shown in FIG.
  • the transport elements and / or their holding devices as shown in FIGS. 4a and 4b, can be designed in such a way that the holding device 215 can be moved over the body 110 of the transport element 100 without a collision. Since the transport elements 100 and 200 can thus be guided along the first and the second transport path at a distance that is smaller than the dimension X, a pitch Y that is smaller than the dimension X also results.
  • FIG. 3 schematically shows transport elements on two transport tracks arranged vertically offset from one another according to a second development of the present invention.
  • the holding device 215a of the transport element 200a of the second type is so narrow that it can be guided between the bodies 110a and 110b of the transport elements 100a and 100b.
  • the holding devices 115a and 115b of the transport elements 100a and 100b are also designed to be narrow.
  • FIG. 4 schematically shows three variants of transport elements of a first and a second type according to the present invention.
  • FIGS. 4a and 4b can be applied to the developments shown in FIGS. 2 and 3.
  • the transport tracks arranged offset to one another only the long stators 150 and 250 are shown in FIGS. 4a and 4b, the vertical center plane of these long stators being indicated as a dashed line.
  • the hulls 110 and 210 of the transport elements of the first and second types are also shown schematically.
  • the long stators 150 and 250 are arranged exclusively vertically offset from one another.
  • the body 210 of the transport elements of the second type is formed with a greater height than the body 110 of the transport elements of the first type in the variant shown. This can be achieved geremia with example by appropriately designed bearing elements and / or suspensions of the La.
  • the points at which the holding devices 115 and 215 are arranged on the hulls 110 and 210, respectively, are offset by a distance H perpendicular to the vertical plane indicated by dashed lines.
  • the longer holding device 215 is designed with a smaller extent perpendicular to the vertical plane than the shorter holding device 115. It goes without saying that the air gap between the long stator and the secondary part of the transport elements can also be the same for both transport tracks in the variant of FIG. 4a by appropriate design of the transport elements. According to the variant shown in FIG. 4a, an extent of the first and the second holding device is different perpendicular to the vertical plane.
  • the long stators 150 and 250 are not arranged in the same vertical plane, but are arranged offset from one another by a distance H in the horizontal direction, ie perpendicular to the vertical and to the transport direction.
  • H in the horizontal direction
  • the transport elements 100 and 200 can be designed with structurally identical hulls 110 and 210, which simplifies the manufacture of the transport elements.
  • the horizontal offset H is then automatically translated into a corresponding offset of the holding devices 115 and 215.
  • the extent of the second holding device 215 is perpendicular to the vertical plane shown in dashed lines compared to the extent of the first holding device 115 by the offset H of the first and second transport tracks reduced. Again, the lengths of the holding devices 115 and 215 differ by the vertical offset of the transport tracks.
  • An exemplary variant in which the long stator plane of the long stators 550 and 650 is a horizontal plane (indicated by the dashed line) is shown schematically in FIG. 4c. In this non-limiting development, the bodies 510 and 610 of the transport elements of the first and second types run above the long stators 550 and 650. The first and the second transport tracks are thus only arranged offset from one another in the horizontal direction.
  • the containers 130 can nevertheless be transported in the same transport plane in that, as shown in FIG. 4c, the holding devices 515 and 615 of the transport elements of the first and second types are arranged on different sides of the transport elements.
  • the extension Hi of the first holding device 515 perpendicular to a vertical plane differs from the corresponding extension H of the second holding device 615 in order to enable the containers 130 to be guided in the same vertical plane.
  • the holding devices 515 and 615 therefore do not differ in their length, but in their depth with respect to the vertical plane and their arrangement on the transport elements of the first and second types.
  • FIG. 5 shows schematically three variants of arrangements of transport elements on two, three or four transport tracks according to the present invention.
  • FIG. 5a the variant of FIGS. 2 and 3 is again shown with two transport tracks, ie two long stators 150 and 250.
  • the hulls 110 and 210 of the transport elements of the first and the second design are here each arranged offset from one another by approximately half the extent of the transport elements in the transport direction.
  • Appropriate control of the transport elements of the first and second types can be achieved by appropriate individual control of the transport elements along the first and second transport paths by means of a known control and / or regulating unit of the long stator linear motor system.
  • FIG. 5 shows schematically three variants of arrangements of transport elements on two, three or four transport tracks according to the present invention.
  • FIG. 5a the variant of FIGS. 2 and 3 is again shown with two transport tracks, ie two long stators 150 and 250.
  • the hulls 110 and 210 of the transport elements of the first and the second design are here each arranged
  • FIG. 5a shows, by way of example, 3 sets, each with a transport element of the first type and a transport element of the second type.
  • transport elements of the first type and transport elements of the second type are arranged alternately on the first and second transport tracks. This results in an arrangement of the Trans port elements of the first and the second type in a semi-association, whereby the pitch Y can be approximately reduced to half the extent of the transport elements.
  • a further transport path with an associated long stator 350 is arranged vertically offset above the second transport path, with transport elements 310 of a third type being arranged on this third transport path.
  • the transport elements of the third type differ both from the transport elements of the first type and from the transport elements of the second type, in particular by the length of the holding devices (not shown) for the containers.
  • two sets of transport elements are shown, each with a transport element of each type.
  • the transport elements of the first to third types are arranged according to this variant in thirds on the transport tracks.
  • a fourth transport track with an associated long stator 450 and associated transport elements 410 of a fourth type has been added.
  • a minimal transport division Y3 can be achieved here accordingly by arranging the transport elements of the first to fourth design in a quarter formation.
  • the illustrated and described developments make it possible, without reducing the secondary parts of the transport elements, to achieve divisions of the container flow that are significantly lower than the expansion of the transport elements in the transport direction.
  • the transport speed can be reduced and / or the throughput of containers can be increased without the propulsive force of the individual transport elements being reduced.
  • the bearing elements of the holding devices can act on one side or both sides of the guide element in order to compensate for corresponding forces when transferring or receiving containers or preforms.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Satz von Transportelementen (100, 200; 100a-b, 200a) zum Transport von Behältern für ein Langstator-Linearmotorsystem mit wenigstens zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen (120, 220) zur Verfügung, wobei der Satz wenigstens ein Transportelement (100; 100a-b) einer ersten Bauart und wenigstens ein Transportelement (200; 200a) einer zweiten Bauart zur einzeln gesteuerten Bewegung entlang einer ersten bzw. einer zweiten Transportbahn (120, 220) der versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen um-fasst, und wobei die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart verschieden ausgebildet sind, dass ein Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn in Hinblick auf eine Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden kann.

Description

Lineares Transportsystem mit minimaler Transportteilung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen von einzeln steuer baren Transportelementen zum Transport von Behältern, insbesondere von Flaschen, Dosen o- der Vorformlingen, in einer Anlage zur Behandlung der Behälter.
Stand der Technik
Transportsysteme mit Linearmotorantrieb, sogenannte lineare Transportsysteme, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Prominentestes Beispiel sind Personenschnellzüge auf der Basis von Magnetschwebetechnik. Transportsysteme mit Linearmotorantrieb werden jedoch auch in vielen Bereichen der Industrie, insbesondere zum individuellen Transport von Stückgut innerhalb von Produktionslinien eingesetzt.
In der DE 10 2013 218 389 A1 ist beispielsweise ein lineares Transportsystem mit einer Vielzahl von Magnetläufern zum Transport von Flaschen in einer Behälterbehandlungsanlage beschrie ben. Die die Flaschen transportierenden Läufer bewegen sich dabei angetrieben durch die mag netische Wechselwirkung zwischen einem Permanent- und/oder Elektromagnete tragenden Se kundärteil der Läufer und zwei Langstatoren entlang zweier parallel geführter Führungsschienen, die mit dem jeweiligen Langstator verbunden sind. Dabei sind die Läufer über Rollen an den Füh rungsschienen gelagert und haben in der Ebene der Rollenlager im Allgemeinen ein Fahrgestell mit einer rechteckigen Form, wobei in Längsrichtung der Läufer nur geringfügig voneinander be- abstandete Rollenpaare an der jeweiligen Führungsschiene angreifen.
Für die Gestaltung der Läufer ergeben sich in der Praxis widersprüchliche Anforderungen. Einer seits sollen die Läufer in Längsrichtung, d. h. in Bewegungsrichtung, eine möglichst große Aus dehnung haben, um den Verschleiß und die Belastung der Lagerelemente, im Allgemeinen der Rollen, zu reduzieren. Zudem können die Rollen bei einem langen Läufer kleiner ausgebildet wer den als bei einem kurzen Läufer. Alternativ kann der Läufer bei gleicher Dimensionierung der Lagerelemente mehr Last aufnehmen.
Umgekehrt ist es erstrebenswert, die Läufer möglichst kurz auszubilden, damit der Abstand der von ihnen transportierten Behälter oder Objekte in dem sich ergebenden Behälterstrom, die so genannte Transportteilung bzw. Teilung, möglichst klein und somit der Durchsatz von Behältern pro Zeiteinheit einer das Transportsystem einsetzenden Behälterbehandlungsanlage möglichst groß sein kann. Falls jeder Läufer genau einen Behälter transportiert, ergibt sich beispielsweise die minimal erreichbare Teilung, wenn aufeinanderfolgende Läufer auf Stoß fahren. Diese minimal erreichbare Teilung entspricht somit der maximalen Längsausdehnung der Läufer, sofern die Be hälter kleiner als die Läufer sind. Ebenso ist eine geringe Längsausdehnung der Läufer wün schenswert, um kleine Behälter im aufgestauten Zustand an einer Übergabestelle von einem Transportband aufnehmen zu können.
Bei der Bestimmung der minimal erreichbaren Transportteilung ist im Allgemeinen die Ausdeh nung des Fahrwerks der Läufer der limitierende Faktor, da dieses die Lage bzw. den Abstand der Lagerelemente, beispielsweise der Rollen, bestimmt. Darüber hinaus kann auch die Ausdehnung des Sekundärteils in Transportrichtung, welches üblicherweise eine Trägerplatte und darauf an gebrachte Magnete aufweist, einer Reduzierung der minimal erreichbaren Transportteilung im Wege stehen. Beispielsweise ist die Ausdehnung der Magnete in Transportrichtung durch die Ge staltung der Spulen des Langstators vorgegeben und kann somit nicht beliebig reduziert werden, wobei üblicherweise eine Sequenz aus mehreren abwechselnd gepolten Magneten in Bewe gungsrichtung, d. h. Längsrichtung, der Läufer vorgesehen ist, um eine optimale Vortriebskraft zu erzielen. Die Längsausdehnung dieser Sequenz definiert dabei die minimal realisierbare Längs ausdehnung der Sekundärteile und setzt somit eine untere Grenze für die minimal erreichbare Transportteilung.
In der Praxis liegt die minimal erreichbare Transportteilung sogar noch deutlich über dieser Längs ausdehnung der Sekundärteile, weil sich die Sekundärteile unmittelbar aufeinanderfolgender Läu fer bei zu großer Annäherung je nach Polarisierung der Magnete der benachbarten Sequenzen den entweder stark anziehen oder stark abstoßen würden. In beiden Fällen würden die entste henden Kräfte die Vortriebskraft des Linearmotors bei weitem übersteigen, weshalb eine gesteu erte Bewegung der Läufer nicht mehr möglich wäre. Aus diesem Grund verbleibt in der Praxis stets ein ausreichend großer Spalt zwischen den Sekundärteilen aufeinanderfolgender Läufer.
Für manche Anwendungen, insbesondere in der Getränke verarbeitenden Industrie, ist es jedoch wünschenswert, einen möglichst kleinen Teilungsabstand zwischen zwei Läufern zu erreichen. Beispielsweise ist es wünschenswert, die Preforms von Kunststoffflaschen, beispielsweise PET- Flaschen, mit einem Teilungsabstand von 36 mm oder weniger zu einem Infrarot-Ofen einer Streckblasmaschine zu führen. Dies ist mit den bisher bekannten Sekundärteilen mit einer Längs ausdehnung von 45 mm oder mehr jedoch nicht möglich. In der DE 102015226 139 A1 werden daher Transportelemente vorgeschlagen, deren Form und deren Anordnung der Rollen derart gewählt werden, dass aufeinanderfolgende Transportele mente soweit ineinander gefahren werden können, dass sich eine Transportteilung ergibt, die ge ringer als die Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Zusätzlich werden spe zielle Sekundärteile beschrieben, die ein solches Ineinanderfahren der Transportelemente ermög lichen.
Die beschriebenen Sekundärteile haben jedoch eine geringere Wechselwirkungsfläche für den elektromagnetischen Vortrieb, sodass sich ein schwächerer Vortrieb ergibt. Zudem sind die T rans- portelemente teilweise schwer zu fertigen.
Es liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein lineares Transportsystem bereitzustellen, welches eine möglichst kleine Transportteilung gestattet, ohne negative Auswir kungen auf die Steuerbarkeit und den Vortrieb der Läufer zu haben. Zudem sollen Verschleiß und Belastung der Lagerelemente der Läufer reduziert werden. Ganz allgemein liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Durchsatz eines linearen Transportsystems bei gleichzeitig geringem Wartungsaufwand zu steigern.
Beschreibung der Erfindung
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch einen Satz von Transportelementen für ein Langstator-Linearmotorsystem mit wenigstens zwei versetzt zueinander angeordneten Transport bahnen, die jeweils wenigstens einen Langstator-Linearmotor und wenigstens ein Führungsele ment aufweisen, wobei die Transportelemente jeweils zum Transport wenigstens eines Behälters, insbesondere einer Flasche oder eines Vorformlings, ausgebildet sind und jeweils wenigstens ein Sekundärteil zur magnetischen Wechselwirkung mit einem Langstator-Linearmotor aufweisen, wobei der Satz wenigstens ein Transportelement einer ersten Bauart und wenigstens ein Trans portelement einer zweiten Bauart zur einzeln gesteuerten Bewegung entlang einer ersten bzw. einer zweiten Transportbahn der versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen umfasst, und wobei die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart verschieden ausgebil det sind, dass ein Versatz zwischen der ersten und der zweiten T ransportbahn in Hinblick auf eine Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden kann.
Die Transportelemente dienen insbesondere zum Transport von Behältern in einer Behälterbe handlungsanlage. Behälter sind insbesondere Getränkeflaschen, aber auch andere Behälter für Lebensmittel, Medikamente, Hygieneartikel, Reinigungsmittel oder dergleichen, wie z. B. Dosen, Glasflaschen oder andere Glasbehälter mit Deckel, Verpackungen auf der Basis von Karton oder Verbundstoffen, Tetrapack oder Ähnliches. Ebenso sind bei Behältern aus Kunststoff auch Zwi schenprodukte, insbesondere Vorformlinge, sogenannte Preforms, zum Streckblasen der Behäl ter vorstellbar. Des Weiteren sind unter Behältern auch zusammengestellte Gebinde mit mehreren Behältern zu verstehen.
Die Transportelemente können wie an sich bekannt als Läufer, Puck, Schlitten, Shuttle oder der gleichen ausgebildet sein, welche durch magnetische Wechselwirkung mit wenigstens einem Langstator eines Linearmotors, d. h. einem Linearmotorstrang, der Transportbahn entlang der Transportbahn bewegt werden können. Jedes Transportelement kann dabei je nach Bedarf an der Transportbahn beschleunigt, abgebremst, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt oder auch zeitweise ganz angehalten werden. Durch individuelles Steuern der Transportelemente lässt sich somit ein variables Weg-Zeit-Profil jedes einzelnen Transportelements realisieren.
Der Satz von Transportelementen ist zur Verwendung mit einem Langstator-Linearmotorsystem mit wenigstens zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen ausgebildet, die jeweils wenigstens einen Langstator-Linearmotor und wenigstens ein Führungselement aufweisen. Langstator-Linearmotorantriebe sind im Stand der Technik wohlbekannt, sodass hier auf eine de taillierte Beschreibung verzichtet wird. Es sei lediglich erwähnt, dass die wenigstens zwei Trans portbahnen insbesondere mit einem einseitigen Linearmotorantrieb ausgebildet sein können. Des Weiteren können ein oder mehrere parallel zueinander angeordnete Führungselemente vorgese hen sein, an den die Transportelemente mittels geeigneter Lagerelemente, beispielsweise Rollen, Gleitlagern, oder dergleichen, bewegbar angeordnet, d. h. gelagert, sein können. Insbesondere kann ein Linearmotorstrang zwischen zwei, beispielsweise als Führungsschienen ausgebildeten, Führungselementen angeordnet sein. Eine Vielzahl von Ausführungen der Führungsschienen und Langstatoren ist im Stand der Technik bekannt.
Die wenigstens zwei Transportbahnen sind erfindungsgemäß versetzt zueinander angeordnet. Dabei kann ein Versatz in vertikaler Richtung, d.h. senkrecht zu einer Aufstandsfläche des Langstator-Linearmotorsystems, und/oder in horizontaler Richtung, d.h. parallel zur Aufstandsflä che, zwischen den Transportbahnen vorgesehen sein. Der Versatz kann insbesondere als senk rechter Abstand zwischen sich entsprechenden Elementen der Transportbahnen, beispielsweise einer Mittelebene oder eines Mittelpunkts der Langstatoren, definiert werden. Die Transportbah nen können, müssen aber nicht zwingend, baugleich sein. Beispielsweise kann eine der Trans portbahnen ein zusätzliches Führungselement aufweisen. Auch die Art und Form der Führungs elemente sowie die Weiterbildung der Langstatoren können für die Transportbahnen verschieden sein. Bei baugleicher Ausbildung der Transportbahnen können die Transportelemente besonders einfach gefertigt werden. Insbesondere können die Transportelemente in diesem Fall abgesehen von der Weiterbildung und Anordnung der weiter unten beschriebenen Haltevorrichtungen, also insbesondere in Bezug auf die Lagerelemente, Sekundärteile und den Rumpf, im Wesentlich bau gleich ausgebildet sein.
Die T ransportelemente weisen jeweils, wie an sich bekannt, wenigstens ein Sekundärteil zur mag netischen Wechselwirkung mit dem wenigstens einen Langstator der jeweiligen Transportbahn auf. Hierzu kann wenigstens eine Sequenz, d. h. Abfolge in Längsrichtung des Transportelements, von im Allgemeinen benachbarten Permanentmagneten und/oder Elektromagneten, insbeson dere nicht schaltenden Elektromagneten, abwechselnder Polung an dem Sekundärteil angebracht sein, welches beispielsweise in Form einer Trägerplatte ausgebildet sein kann.
Der wenigstens eine Langstator-Linearmotor kann insbesondere als synchroner Linearmotor aus gebildet sein. In einer alternativen Ausführung kann der Langstator-Linearmotor auch als asyn chroner Linearmotor ausgebildet sein, wobei mindestens ein Permanentmagnet und/oder nicht schaltender Elektromagnet des Sekundärteils der Transportelemente und/oder ein elektrisch lei tendes Element der Transportelemente, z. B. in Form einer metallischen Platte, an welcher der Permanentmagnet und/oder nicht schaltende Elektromagnet angebracht sind, als elektrische Lei ter für die Induktion durch die asynchronen Linearmotoren fungieren.
Bei Linearmotoren sind die Magnete der Transportelemente und des oder der Langstatoren im Allgemeinen derart ausgerichtet und dimensioniert, dass sie sich zu beiden Seiten eines Luftspalts gegenüberstehen, wobei in der Richtung senkrecht zur Transport- bzw. Bewegungsrichtung und entlang des Luftspalts im Allgemeinen ein möglichst großer Überlapp der sich gegenüberstehen den magnetischen Pole anvisiert wird, um eine optimale Vortriebskraft zu erzielen. Dabei sind zwei Grundkonfigurationen für die Orientierung und relative Anordnung von Führungsschiene(n), Langstator(en) und Sekundärteil denkbar.
In einer ersten Ausführung sind Führungsschiene(n), Langstator(en) und Sekundärteil derart an geordnet, dass der zwischen den Polen der Magnete des Sekundärteils und des Langstators vor handene Luftspalt im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufstandsfläche des Transportsystems bzw. der Behälterbehandlungsanlage ausgerichtet ist. In diesem „vertikalen“ Fall sind die im All gemeinen länglich ausgebildeten Pole der Magnete von Langstator und Sekundärteil ebenfalls im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet. Gleiches gilt für eine Trägerplatte des Sekundärteils. Die Ebene, in der eine dem Sekundärteil zugewandte Oberfläche des Langstators verläuft, im Folgen den als Langstator-Ebene bezeichnet, ist somit eine vertikale Ebene. Die Bewegungsrichtung und der Verlauf der wenigstens einen Führungsschiene ist hierbei im Wesentlichen horizontal, d. h. parallel zu der Aufstandsfläche angenommen. Bei einem beidseitigen Linearmotor verlaufen zu dem die beiden Langstatoren parallel zueinander mit einem horizontalen Versatz, d.h. sich ent sprechende Punkte der Langstatoren sind in einer horizontalen Ebene zueinander versetzt.
In einer zweiten, alternativen Ausführung sind die Führungsschiene(n), Langstator(en) und Se kundärteile derart angeordnet, dass der zwischen den Polen der Magnete des Sekundärteils und des Langstators vorhandene Luftspalt im Wesentlichen parallel zu der Aufstandsfläche des Trans portsystems bzw. der Behälterbehandlungsanlage ausgerichtet ist. In diesem „horizontalen“ Fall sind die im Allgemeinen länglich ausgebildeten Pole der Magnete von Langstator und Sekundärteil ebenfalls im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Gleiches gilt für eine Trägerplatte des Sekun därteils. In diesem Fall ist somit die Langstator-Ebene eine horizontale Ebene. Die Bewegungs richtung und der Verlauf der wenigstens einen Führungsschiene ist hierbei ebenfalls im Wesent lichen horizontal, d. h. parallel zu der Aufstandsfläche angenommen. Bei einem beidseitigen Li nearmotor verlaufen jedoch nunmehr die beiden Langstatoren parallel zueinander mit einem ver tikalen Versatz, d.h. sich entsprechende Punkte der Langstatoren sind in einer vertikalen Ebene zueinander versetzt.
In beiden Ausführungen verläuft die Bewegung der Transportelemente und der von ihnen trans portierten Behälter in einer horizontalen Ebene. Es versteht sich jedoch, dass die oben genannte T ransportbahn auch Steigungen, ja sogar vertikale T eilstücke, umfassen kann. Entsprechend sind die relativen Anordnungen von Führungsschienen, Langstatoren und Sekundärteilen an die Aus richtung der Transportbahn anzupassen. Der Einfachheit der Beschreibung halber wird im Fol genden ohne Einschränkung eine horizontal ausgerichtete Transportbahn angenommen. Es ver steht sich jedoch, dass die nachfolgend verwendeten Begriffe „senkrecht“, „vertikal“, „parallel“ und „horizontal“ kein absolutes Bezugssystem definieren, sondern in Bezug auf die Ausrichtung der Transportbahn zu verstehen sind, soweit nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
Die Transportelemente können mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit, z. B. in Form eines Prozessrechners, entlang der jeweiligen Transportbahn geführt werden. Die Steuer- und/oder Re geleinheit kann dabei als eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit des Langstator-Linearmo torsystems und/oder durch dezentral an den Transportelementen angeordnete Steuer- und/oder Regeleinheiten realisiert werden. Durch gezieltes Ansteuern einzelner Elektromagnete bzw. ein zelner Blöcke von Elektromagneten des jeweiligen Langstators in einem begrenzten Bereich der jeweiligen Transportbahn kann ein bestimmtes Transportelement gezielt beschleunigt und somit bewegt werden, sodass das Transportelement einzeln und unabhängig von anderen Transpor telementen entlang der Transportbahn geleitet werden kann. Erfindungsgemäß umfasst der Satz von Transportelementen für den Einsatz an zwei versetzt zu einander angeordneten Transportbahnen wenigstens ein Transportelement einer ersten Bauart und wenigstens ein T ransportelement einer zweiten Bauart. Bei mehr als zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen umfasst der Satz entsprechend Transportelemente weiterer Bau arten. Die Bauarten sind verschieden, wobei der Unterschied wie oben erwähnt auf die Ausbildung und Anordnung der weiter unten beschriebenen Haltevorrichtungen beschränkt sein kann. Die Bauarten können sich jedoch auch beispielsweise durch die Weiterbildung und Anordnung der Lagerelemente und/oder Sekundärteile unterscheiden. Der Satz kann genau ein Transportele ment jeder Bauart umfassen oder auch mehr als ein Transportelement zu mindestens einer Bau art. Insbesondere können von jeder Bauart gleich viele T ransportelemente in einem Satz enthalten sein.
Die Transportelemente sind über ihre Sekundärteile, wie an sich bekannt, zur einzeln gesteuerten Bewegung entlang der jeweiligen Transportbahn ausgebildet. Dabei sind die Transportelemente der ersten Bauart zur Anordnung und Bewegung an der ersten Transportbahn und die Transpor telemente der zweiten Bauart zur Anordnung und Bewegung an der zweiten Transportbahn aus gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung können die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart ausgebildet sein, dass sie jeweils ausschließlich an dem oder den Führungselementen der jeweiligen Transportbahn angeordnet sind. Alternativ kann wie unten genauer beschrieben ein Lagerelement einer Haltevorrichtung des Transportelements einer Bauart an einem Führungsele ment der Transportbahn angeordnet bzw. gelagert sein, die dem Transportelement der anderen Bauart zugeordnet ist. Die Transportbahnen können insbesondere räumlich vollständig voneinan der getrennt sein.
Erfindungsgemäß sind die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart verschie den ausgebildet, dass ein Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn in Hinblick auf eine Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden kann. Sind mehr als zwei Trans portbahnen vorgesehen, wobei entsprechende zusätzliche Bauarten der Transportelemente vor gesehen sind, so unterscheiden sich diese zusätzlichen Bauarten von der ersten und der zweiten Bauart derart, dass entsprechenden Versätze der weiteren Transportbahnen bezüglich der Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden können. Die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart, und falls vorhanden weiterer Bauarten, sind somit, insbesondere aufgrund der weiter unten beschriebenen verschiedenen Ausbildungen und Anordnungen der zugehörigen Hai- tevorrichtungen für die Behälter, derart verschieden ausgebildet, dass die von ihnen transportier ten Behälter in einer gemeinsamen Ebene transportiert werden. Anders als bei den T ransportbah- nen liegt aufgrund der verschiedenen Ausbildungen der Transportelemente somit kein Versatz zwischen den transportierten Behältern vor. Die von den Transportelementen der ersten und der zweiten Bauart, und eventueller weiterer Bauarten, transportierten Behälter bilden somit einen gemeinsamen Strom an Behältern. Dies ermöglicht eine einheitliche Übernahme bzw. Abgabe der Behälter durch die Transportelemente von bzw. an entsprechend vorgesehene Zuförderer bzw. Abförderer, sowie die einheitliche Behandlung der transportierten Behälter durch an der Trans portstrecke angeordnete Behälterbehandlungsstationen.
Wie bereits erwähnt, können die T ransportelemente der ersten und der zweiten Bauart abgesehen von den unten beschriebenen Haltevorrichtungen baugleich ausgebildet sein, sodass der Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn durch die unterschiedliche Ausbildung und/o der Anordnung der den Transportelementen zugeordneten Haltevorrichtungen für die Behälter ausgeglichen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann sich aber auch, wie bereits oben er wähnt, die Ausbildung der Transportelemente selbst, beispielsweise aufgrund der Anordnung der Lagerelemente und/oder der Form des Rumpfes der Transportelemente, unterscheiden. Bei spielsweise können die Transportelemente der zweiten Bauart einen bezüglich der Lagerung an den Führungselementen der zweiten Transportbahn höher ausgebildeten Rumpf aufweisen, so dass bei einem hängenden Transport der Behälter eine Haltevorrichtung der Transportelemente der zweiten Bauart bezüglich einer Haltevorrichtung der Transportelemente der ersten Bauart senkrecht zur Langstator-Ebene versetzt angeordnet ist. Ein solcher Versatz der Haltevorrichtun gen kann insbesondere eine Kollision der Transportelemente beim Ineinanderfahren verhindern.
Gemäß einer Weiterbildung können die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart eine erste bzw. eine zweite Haltevorrichtung für den wenigstens einen Behälter aufweisen, wobei die erste und die zweite Haltevorrichtung derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass dadurch der Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn ausgeglichen werden kann. Die Transportelemente sind gemäß dieser Weiterbildung somit jeweils mit einer Haltevorrichtung zum Halten eines oder mehrerer Behälter, z. B. in Form eines Greifelements, ausgestattet. Das Grei felement kann dabei passiv oder aktiv steuerbar ausgebildet sein. Insbesondere sind Greifele mente zum formschlüssigen oder kraftschlüssigen Greifen eines Halsbereichs der Behälter, z. B. des sogenannten Neckrings zum Neckhandling von Kunststoffflaschen, vorstellbar, wobei der ge haltene Behälter beim formschlüssigen Greifen um seine Längsachse drehbar in dem Greifele ment gelagert sein kann. Zudem kann das Greifelement schwenkbar und/oder höhenverstellbar ausgebildet sein. Gemäß dieser Weiterbildung sind die erste und die zweite Haltevorrichtung der art unterschiedlich ausgebildet, dass dadurch der Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn ausgeglichen werden kann. Insbesondere können sich die erste und die zweite Haltevorrichtung wie unten beschrieben durch ihre Länge und/oder Tiefe unterscheiden, wobei der Unterschied durch den Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn bestimmt ist.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung können die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart ferner derart ausgebildet sein, dass bei abwechselnder Anordnung von Transportelemen ten der ersten und der zweiten Bauart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn Behälter in einem Behälterstrom mit einer Teilung transportiert werden können, die kleiner als eine Ausdeh nung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Wie oben erwähnt ist die Transportteilung, oder kurz Teilung, eines Stroms gleichartiger Behälter bzw. Behältergebinde durch den Abstand sich entsprechender Punkte unmittelbar aufeinanderfolgender Behälter bzw. Behältergebinde in Transportrichtung gegeben. Die genannte abwechselnde Anordnung von Transportelementen der ersten und der zweiten Bauart ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die Transpor telemente der ersten und der zweiten Bauart bezüglich der Transportrichtung derart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn angeordnet sind, dass in dem Behälterstrom abwechselnd Be hälter bzw. Behältergebinde von einem T ransportelement der ersten Bauart und ein T ransportele- ment der zweiten Bauart transportiert werden. Hier und im Folgenden werden zwei Transportele mente, unabhängig davon, an welcher Transportbahn die Transportelemente angeordnet sind, als unmittelbar aufeinanderfolgend betrachtet, wenn die von ihnen transportierten Behälter bzw. Be hältergebinde in dem Behälterstrom unmittelbar aufeinanderfolgen.
Sind mehr als zwei Transportbahnen und entsprechend viele Bauarten der Transportelemente vorgesehen, so können die Transportelemente derart an der jeweiligen Transportbahn angeord net sein, dass an keiner Stelle der Prozessstrecke, d.h. desjenigen Teils der Transportbahnen, der dem Transport der Behälter dient, zwei baugleiche Transportelemente unmittelbar aufeinan derfolgen. Insbesondere kann bei N Transportbahnen und N Bauarten die folgende Sequenz von Transportelementen durch entsprechende Anordnung an den Transportbahnen gewählt werden, wobei die jeweilige Zahl die Bauart angibt: 1, 2, 3, ... , N-1, N. Anschließend wird die Sequenz wiederholt. Des Weiteren können die Transportelemente dieser Sequenz den oben bezeichneten Satz von Transportelementen bilden.
Gemäß dieser Weiterbildung können die Transportelemente der ersten der zweiten Bauart derart ausgebildet sein, dass aufeinanderfolgende Transportelemente entlang der jeweiligen Transport bahn derart nah aneinander herangefahren werden können, dass die von ihnen transportierten Behälter mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als die Ausdehnung der Transportele mente in Transportrichtung ist. Hierzu können die Transportelemente, insbesondere deren Halte vorrichtungen, derart ausgebildet sein, dass eine Kollision von Teilen aufeinanderfolgender Trans portelemente der ersten und der zweiten Bauart vermieden werden kann, selbst wenn der Abstand der aufeinanderfolgenden Transportelemente in Transportrichtung geringer als die Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist.
Aufgrund des Versatzes der Transportbahnen kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass bei vertikalen übereinander angeordneten Transportbahnen eine entsprechend schmal ausgebil dete Haltevorrichtung der Transportelemente der oberen Transportbahn zwischen zwei aufeinan derfolgende Transportelemente der unteren Transportbahn greift. Alternativ oder ergänzend kann eine Haltevorrichtung der Transportelemente der oberen Transportbahn über den Rumpf der Transportelemente der unteren Transportbahn hinausragen, sodass die Haltevorrichtung über den Rumpf der Transportelemente der unteren Transportbahn gefahren werden kann.
Bei horizontal zueinander versetzten Transportbahnen kann eine Haltevorrichtung der Transpor telemente der ersten Bauart auf einer Seite der Transportelemente bezüglich der Transportrich tung angeordnet sein, während eine Haltevorrichtung der Transportelemente der zweiten Bauart auf der anderen Seite der Transportelemente angeordnet ist. Auf diese Weise können die Halte vorrichtungen in eine Lücke zwischen den beiden Transportbahnen greifen. In diesem Fall unter scheiden sich die Haltevorrichtungen somit nicht durch ihre Länge, sondern durch ihre Anordnung bezüglich der Transportelemente und durch die Orientierung der Halte- bzw. Greifelemente. Eine Vielzahl weiterer Ausbildungen der Haltevorrichtungen ist denkbar und in Abhängigkeit von der geometrischen Anordnung der Transportbahnen wählbar.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung können die erste und die zweite Haltevorrichtung für einen hängenden Transport der Behälter ausgebildet sein. Dies schließt nicht aus, dass weitere Unter stützungselemente als Teil der Haltevorrichtung vorgesehen sein können, die beispielsweise ei nen Bodenbereich der Behälter stützen können. Jedoch ist zumindest ein Halteelement vorgese hen, an dem die Behälter zumindest mit einem Teil ihrer Gewichtskraft hängen. Beispielsweise kann eine Klammer oderein Neckring zum Neckhandling zum hängenden Transport der Behälter, insbesondere von Kunststoffflaschen oder Vorformlingen, als Halteelement vorgesehen sein.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung für einen hängenden Transport der Behälter kann eine Länge der ersten und der zweiten Haltevorrichtung verschieden sein. Unter der Länge der ersten und der zweiten Haltevorrichtung ist hier und im Folgenden die Ausdehnung der Haltevorrichtung in vertikaler Richtung zu verstehen, wobei die Länge von sich entsprechenden Punkten der Trans portelemente, beispielsweise einer horizontalen Mittellinie ihrer Sekundärteile, bemessen werden kann. Insbesondere kann sich die Länge der ersten und der zweiten Haltevorrichtung um einen vertikalen Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn unterscheiden. Dadurch wird er reicht, dass die mitgeführten Behälter in derselben horizontalen Ebene transportiert werden.
Alternativ oder ergänzend kann eine Ausdehnung der ersten und der zweiten Haltevorrichtung senkrecht zu einer vertikalen Ebene verschieden sein. Gemäß dieser Weiterbildung unterschei den sich die erste und die zweite Haltevorrichtung somit (auch) durch ihre Ausdehnung in der horizontalen Ebene. Insbesondere kann die vertikale Ebene die oben erwähnte Langstator-Ebene für den vertikalen Fall des Langstator-Linearmotorsystems sein, wobei durch die unterschiedliche Ausdehnung der ersten der zweiten Haltevorrichtung ein horizontaler Versatz der beiden Trans portbahnen ausgeglichen werden kann. In diesem Fall kann sich die Ausdehnung der ersten und der zweiten Haltevorrichtung senkrecht zu der vertikalen Ebene insbesondere um den Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn senkrecht zu dieser vertikalen Ebene unterscheiden. Für den bereits erwähnten horizontalen Fall des Langstator-Linearmotorsystems, bei dem die erste und die zweite Transportbahn horizontal zueinander versetzt sind, kann die vertikale Ebene bei spielsweise mittig zwischen den Transportbahnen angeordnet sein. Auch hier ist eine Vielzahl alternativer Weiterbildungen, insbesondere durch Kombination von horizontal und vertikal versetz ten Transportbahnen, denkbar.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die längere Haltevorrichtung der ersten und der zwei ten Haltevorrichtung wenigstens ein Lagerelement aufweisen, mittels dessen die längere Halte vorrichtung an einem Führungselement, insbesondere der Transportbahn, an der das Transpor telement mit der kürzeren Haltevorrichtung angeordnet ist, lagerbar ist. Bei dem Führungsele ment, an dem das wenigstens eine Lagerelement der längeren Haltevorrichtung angeordnet ist, kann es sich somit um ein separates Führungselement handeln, das beispielsweise unterhalb der unteren Transportbahn (bei vertikalen Versatz der Transportbahnen) angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann das wenigstens eine Lagerelement an einem Führungselement der anderen (unteren) Transportbahn angeordnet sein. Ergänzend kann auch die kürzere Haltevorrichtung we nigstens ein Lagerelement aufweisen, mittels dessen die kürzere Haltevorrichtung an dem Füh rungselement gelagert ist. Es versteht sich, dass auch mehr als ein Führungselement und ent sprechend mehr als ein Lagerelement zur zusätzlichen Lagerung der längeren Haltevorrichtung vorgesehen sein können. Bei dem oder den Lagerelementen kann es sich beispielsweise um Stützrollen handeln. Die zusätzliche Lagerung der längeren Haltevorrichtung kann beispielsweise ein größeres Biegemoment (bei passiven Klammern) am längeren Greifelement bei einer Über gabe und/oder Aufnahme von Behältern oder Vorformlingen ausgleichen.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Transportsystem zum Transport von Be hältern in einer Behälterbehandlungsanlage gelöst, das eine Vielzahl von Sätzen von Transpor telementen nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen, eine erste Transportbahn mit wenigstens einem ersten Langstator-Linearmotor und wenigstens einem ersten Führungsele ment, an dem die Transportelemente der ersten Bauart bewegbar angeordnet sind, und eine zweite Transportbahn mit wenigstens einem zweiten Langstator-Linearmotor und wenigstens ei nem zweiten Führungselement, an dem die Transportelemente der zweiten Bauart bewegbar an geordnet sind, aufweist, wobei die erste und die zweite Transportbahn versetzt zueinander ange ordnet sind, und wobei in Transportrichtung abwechselnd Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn angeordnet sind.
Hierbei können dieselben Variationen und Weiterbildungen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Satz von Transportelementen beschrieben wurden, auch auf das Transport system angewendet werden. Insbesondere können die erste und die zweite Transportbahn wie oben beschrieben vertikal und/oder horizontal zueinander versetzt angeordnet sein. Die zugehö rigen Langstator-Linearmotoren können wie oben beschrieben vertikal oder horizontal ausgerich tet sein. Des Weiteren kann wenigstens ein Führungselement vorgesehen sein, an dem eine Hal tevorrichtung der Transportelemente der ersten und/oder der zweiten Bauart über wenigstens ein Lagerelement geführt werden kann. Bei dem wenigstens einen Lagerelement kann es sich wie erwähnt um eine Stützrolle handeln. Insbesondere kann eine längere Haltevorrichtung der Trans portelemente ein solches Lagerelement aufweisen. Ergänzend kann auch die kürzere Haltevor richtung der Transportelemente ein Lagerelement aufweisen, mit dem sie an demselben Füh rungselement gelagert sein kann. Wie bereits erwähnt können die erste und die zweite Transport bahn baugleich sein.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch die Verwendung wenigstens eines Satzes von Transportelementen gemäß einer der oben beschriebenen Weiterbildungen mit einem Transport system zum Transport von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage gelöst, welches eine erste Transportbahn mit wenigstens einem ersten Langstator-Linearmotor und wenigstens einem ersten Führungselement, an dem die Transportelemente der ersten Bauart bewegbar angeordnet sind, und eine zweite Transportbahn mit wenigstens einem zweiten Langstator-Linearmotor und wenigstens einem zweiten Führungselement, an dem die Transportelemente der zweiten Bauart bewegbar angeordnet sind, aufweist, wobei die erste und die zweite Transportbahn versetzt zuei nander angeordnet sind.
Auch hier können dieselben Variationen und Weiterbildungen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Satz von Transportelementen beschrieben wurden, angewendet wer den. Insbesondere können die Transportelemente, beispielsweise mittels der oben beschriebenen Steuer- und/oder Regeleinheit des Langstator-Linearmotorsystems, derart gesteuert entlang der ersten und der zweiten Transportbahn bewegt werden, dass in Transportrichtung abwechselnd Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart angeordnet sind. Dabei können die Trans portelemente der ersten und der zweiten Bauart zumindest abschnittsweise entlang der ersten und der zweiten Transportbahn so nah aneinander herangefahren werden, dass von den Trans portelementen transportierte Behälter mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als eine Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Dabei ist die Ausdehnung der Trans portelemente in Transportrichtung in der vorliegenden Offenbarung als die maximale Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung zu verstehen.
Durch das versetzte Anordnen der Transportbahnen und den Einsatz verschieden ausgebildeter Transportelemente an den verschiedenen Transportbahnen lassen sich kleinere Teilungen der beförderten Behälterströme realisieren, ohne dass die Sekundärteile der Transportelemente ver ändert werden müssten. Bei Verwendung von Transportelementen einer ersten und einer zweiten Bauart, die in Transportrichtung dieselbe Ausdehnung aufweisen, kann die Teilung im Idealfall auf annähernd die Hälfte der Ausdehnung reduziert werden. Die relative Anordnung der T ransportele- mente der ersten und der zweiten Bauart entspricht dabei dem Halbverband beim Verlegen von Fliesen. Entsprechend kann bei Einsatz von Transportelementen weiterer Bauarten die Teilung weiter reduziert werden. Beispielsweise ergibt sich eine annähernde Drittelung der Teilung bei Anordnung von Transportelementen einer ersten, einer zweiten und einer dritten Bauart im Drit telverband. Aufgrund der reduzierten Teilung kann bei gleichem Durchsatz die Geschwindigkeit der Transportelemente reduziert werden, wodurch sich der Verschleiß der Lagerelemente redu ziert. Alternativ kann aufgrund der größeren Packungsdichte, das heißt der Anzahl der Behälter bzw. Vorformlinge pro Prozessstrecke, ein höherer Durchsatz der Prozessstrecke bzw. der Be hälterbehandlungsanlage erzielt werden. Da die Sekundärteile der Transportelemente nicht ver ändert werden müssen, können die Transportelemente mit unveränderter Vortriebskraft angetrie ben werden.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfin dung 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 gemäß dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt schematisch einen Satz von Transportelementen an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer ersten Weiterbildung der vorliegenden Er findung.
Figur 3 zeigt schematisch Transportelemente an zwei vertikal zueinander versetzt ange ordneten Transportbahnen gemäß einer zweiten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
Figur 4 zeigt schematisch drei Varianten von Transportelementen einer ersten und einer zweiten Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 5 zeigt schematisch drei Varianten von Anordnungen von Transportelementen an zwei, drei bzw. vier Transportbahnen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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.
Eine beispielhafte Ausführung eines einseitig geführten Transportelements, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, ist in der Figur 1 gezeigt. Das hier dargestellte Transportelement 100 weist ein Sekundärteil 110 auf, das auf der dem Langstator 150 zugewandten Seite wie an sich bekannt eine Sequenz von Magneten trägt, die mit den elektrischen Wicklungen des Langstators wechsel wirken. 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 110 und dem Langstator 150, insbesondere einem nicht dargestellten Eisenkern des Langstators, an den einseitig angeordneten Führungsschienen 160 gehalten. Das exempla risch dargestellte Transportelement 100 ist über Laufrollen 106 und Führungsrollen 105 einseitig an Führungsschienen 160 des Langstator Linearmotors beweglich gelagert. Das Transportelement kann jedoch auch auf der den Führungsschienen 160 gegenüberliegenden Seite Laufrollen und Führungsrollen aufweisen, um im Verzweigungsbereich einer Weiche an ge genüberliegenden Führungsschienen geführt zu werden. Entsprechend kann auch das Sekundär teil auf beiden Seiten Magnete bzw. Pole von Magneten aufweisen. Alternativ kann auf beiden Seiten des Transportelements jeweils 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 angeord neten Langstator erfolgen.
Das Transportelement 100 weist weiterhin eine Haltevorrichtung 115 in Form einer Klammer auf, mit der die Flaschen transportiert werden können. Bei der in Figur 1 dargestellten Weiterbildung ist die Teilung, mit der die Flaschen in einem Behälterstrom transportiert werden können, durch die Ausdehnung der T ransportelemente 100 in T ransportrichtung begrenzt. Durch spezielle Wei terbildungen der Transportelemente und ihrer Sekundärteile kann zwar, wie beispielsweise in der DE 102015226 139 A1 beschrieben, diese Grenze unterschritten werden, jedoch reduziert sich dabei die wirksame Vortriebskraft.
Figur 2 zeigt schematisch einen Satz von T ransportelementen an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer ersten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. In der Figur sind zum besseren Verständnis lediglich schematisch jeweils die Führungsschienen 160 bzw. 260 und Langstatoren 150 bzw. 250 der vertikal versetzt zueinander angeordneten Trans portbahnen 120 und 220 dargestellt. Des Weiteren sind von den Transportelementen 100 der ersten Bauart lediglich schematisch der Rumpf 110 mit Sekundärteil und die Haltevorrichtung 115 dargestellt. Entsprechend zeigt die Figur 2 für die Transportelemente 200 der zweiten Bauart le diglich den Rumpf 210 mit Sekundärteil und die Haltevorrichtung 215. Schließlich ist in der darge stellten, nicht limitierenden Weiterbildung der Einfachheit halber angenommen, dass sowohl die Transportbahnen 120 und 220 als auch die Rümpfe 110 und 210 baugleich ausgebildet sind.
Exemplarisch ist in der Figur 2 zu dem die Ausdehnung der Transportelemente 100 und 200 mit X bezeichnet, während der Abstand aufeinanderfolgender Flaschen 130 mit Y bezeichnet ist. Schließlich zeigt die Figur 2 exemplarisch eine weitere Führungsschiene 170, die unterhalb der unteren Transportbahn 120 angeordnet ist. An der Führungsschiene 170 können insbesondere Lagerelemente der längeren Haltevorrichtung 215 gelagert werden, um die längere Haltevorrich tung abzustützen. Zusätzlich kann auch die kürzere Haltevorrichtung 115 über entsprechende Lagerelemente an der Führungsschiene 170 abgestützt werden. In der in der Figur 2 dargestellten Weiterbildung sind die Transportbahnen 120 und 220 räumlich voneinander getrennt und in vertikaler Richtung um die Strecke L zueinander versetzt. Um diesen Versatz zu kompensieren, ist die Haltevorrichtung 215 der Transportelemente 200 der zweiten Bauart um dieselbe Strecke L länger ausgebildet als die Haltevorrichtung 115 der Transportele mente 100 der ersten Bauart. Als Konsequenz werden die Behälter 130 in derselben Höhe gehal ten und geführt.
Aufgrund des vertikalen Versatzes zwischen den Transportbahnen 120 und 220 können die Transportelemente 100 und 200 mit dem in der Figur 2 dargestellten Überlapp in Transportrich tung geführt werden. Hierzu können die Transportelemente und/oder deren Haltevorrichtungen wie in den Figuren 4a und 4b dargestellt derart ausgebildet sein, dass die Haltevorrichtung 215 ohne Kollision über den Rumpf 110 des Transportelements 100 gefahren werden kann. Da die Transportelemente 100 und 200 somit mit einem Abstand entlang der ersten und der zweiten Transportbahn geführt werden können, der kleiner als die Ausdehnung X ist, ergibt sich auch eine Teilung Y, die kleiner als die Ausdehnung X ist.
Figur 3 zeigt schematisch Transportelemente an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer zweiten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Wei terbildung ist die Haltevorrichtung 215a des Transportelements 200a der zweiten Bauart derart schmal ausgebildet, dass sie zwischen den Rümpfen 110a und 110b der Transportelemente 100a und 100b geführt werden kann. Ohne Einschränkung sind in der Weiterbildung der Figur 3 auch die Haltevorrichtungen 115a und 115b der T ransportelemente 100a und 100b schmal ausgebildet. Bei der in der Figur 3 gezeigten Weiterbildung ist es somit nicht erforderlich, dass die Haltevor richtung 215a aus der dargestellten Bildebene herausragt, um über den Rumpf 110a bzw. 110b geführt zu werden. Lediglich die Kompensation des vertikalen Versatzes der Transportbahnen 120 und 220 ist erforderlich, um die Behälter 130 in derselben Transportebene zu befördern.
Figur 4 zeigt schematisch drei Varianten von Transportelementen einer ersten und einer zweiten Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Figuren 4a und 4b können dabei auf die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Weiterbildungen angewendet werden. Von den versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen sind in den Figuren 4a und 4b lediglich die Langstatoren 150 und 250 gezeigt, wobei jeweils die vertikale Mittelebene dieser Langstatoren als gestrichelte Linie an gedeutet ist. Ebenso schematisch sind die Rümpfe 110 und 210 der Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart dargestellt. Es versteht sich, dass die dargestellten, vereinfachten Weiter bildungen nicht beschränkend bezüglich der Lagerung der Transportelemente, der Weiterbildung der Sekundärteile, sowie der Anordnung und Form der Haltevorrichtungen ist, sondern lediglich demonstrieren soll, wie durch die unterschiedliche Ausbildung der Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart ein Versatz der Transportbahnen ausgeglichen und eine Kollision der Transportelemente bei dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Führen mit reduzierter Teilung ver mieden wird.
In der Variante der Figur 4a sind die Langstatoren 150 und 250, und somit die erste und die zweite Transportbahn, ausschließlich vertikal zueinander versetzt angeordnet. Um den in der Figur 2 gezeigten Überlapp zwischen Haltevorrichtung 215 und Rumpf 110 zu ermöglichen, ist in der dar gestellten Variante der Rumpf 210 der Transportelemente der zweiten Bauart mit einer größeren Höhe ausgebildet, als der Rumpf 110 der Transportelemente der ersten Bauart. Dies kann bei spielsweise durch entsprechend ausgebildete Lagerelemente und/oder Aufhängungen der La gerelemente erzielt werden. Anders ausgedrückt sind in dieser Variante die Punkte, an denen die Haltevorrichtungen 115 und 215 an den Rümpfen 110 bzw. 210 angeordnet sind, um eine Strecke H senkrecht zu der gestrichelt angedeuteten vertikalen Ebene versetzt. Um die Behälter 130 auch in derselben vertikalen Ebene zu führen, ist daher die längere Haltevorrichtung 215 mit einer ge ringeren Ausdehnung senkrecht zu der vertikalen Ebene ausgebildet als die kürzere Haltevorrich tung 115. Es versteht sich, dass der Luftspalt zwischen Langstator und Sekundärteil der Trans portelemente durch entsprechende Ausbildung der Transportelemente auch bei der Variante der Figur 4a für beide Transportbahnen gleich sein kann. Gemäß der in der Figur 4a dargestellten Variante ist somit eine Ausdehnung der ersten und der zweiten Haltevorrichtung senkrecht zu der vertikalen Ebene verschieden.
Dies gilt auch für die Haltevorrichtungen 115 und 215 der Variante der Figur 4b. Anders als bei der Anordnung der Figur 4a sind hier jedoch die Langstatoren 150 und 250 nicht in derselben vertikalen Ebene angeordnet, sondern in horizontaler Richtung, d.h. senkrecht zur Vertikalen und zur Transportrichtung um eine Strecke H versetzt zueinander angeordnet. Bei baugleichen Trans portbahnen, die horizontal und vertikal versetzt zueinander angeordnet sind, so wie es in der Figur 4b gezeigt ist, können die Transportelemente 100 und 200 mit baugleichen Rümpfen 110 und 210 ausgebildet werden, wodurch die Herstellung der Transportelemente vereinfacht wird. Der hori zontaler Versatz H übersetzt sich dann automatisch in einen entsprechenden Versatz der Halte vorrichtungen 115 und 215. Um den horizontalen Versatz auszugleichen, ist die Ausdehnung der zweiten Haltevorrichtung 215 senkrecht zur gestrichelt dargestellten, vertikalen Ebene gegenüber der Ausdehnung der ersten Haltevorrichtung 115 um den Versatz H der ersten und der zweiten Transportbahn reduziert. Erneut unterscheiden sich die Längen der Haltevorrichtungen 115 und 215 um den vertikalen Versatz der Transportbahnen. Eine exemplarische Variante, bei der die Langstator-Ebene der Langstatoren 550 und 650 eine horizontale Ebene (angedeutet durch die gestrichelte Linie) ist, ist in der Figur 4c schematisch dargestellt. In dieser nicht limitierenden Weiterbildung laufen die Rümpfe 510 und 610 der Trans portelemente der ersten und der zweiten Bauart oberhalb der Langstatoren 550 und 650. Die erste und die zweite Transportbahn sind somit lediglich in horizontaler Richtung zueinander versetzt angeordnet. Die Behälter 130 können dennoch in derselben Transportebene befördert werden, indem wie in der Figur 4c dargestellt die Haltevorrichtungen 515 und 615 der Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart auf verschiedenen Seiten der Transportelemente angeordnet sind. Erneut unterscheidet sich die Ausdehnung Hi der ersten Haltevorrichtung 515 senkrecht zu einer vertikalen Ebene von der entsprechenden Ausdehnung H der zweiten Haltevorrichtung 615, um ein Führen der Behälter 130 in derselben vertikalen Ebene zu ermöglichen. In der hier darge stellten Variante unterscheiden sich die Haltevorrichtungen 515 und 615 somit nicht in ihrer Länge, sondern in ihrer Tiefe bezüglich der vertikalen Ebene und ihrer Anordnung an den Transportele menten der ersten und der zweiten Bauart.
Eine Vielzahl weiterer Ausbildungen der Transportelemente und Haltevorrichtungen ist, je nach Weiterbildung und Anordnung der Transportbahnen, denkbar.
Figur 5 zeigt schematisch drei Varianten von Anordnungen von Transportelemente an zwei, drei bzw. vier Transportbahnen gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Figur 5a ist erneut die Va riante der Figuren 2 und 3 mit zwei Transportbahnen, d.h. zwei Langstatoren 150 und 250, dar gestellt. Die Rümpfe 110 und 210 der Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart sind hier jeweils um annähernd die Hälfte der Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung versetzt zueinander angeordnet. Eine entsprechende Steuerung der Transportelemente der ers ten und der zweiten Bauart kann durch entsprechende individuelle Steuerung der Transportele mente entlang der ersten und der zweiten Transportbahn mittels einer an sich bekannten Steuer- und/oder Regeleinheit des Langstator Linearmotorsystems erzielt werden. In der Figur 5a sind zudem exemplarisch 3 Sätze mit jeweils einem Transportelement der ersten Bauart und einem Transportelement der zweiten Bauart dargestellt. Dabei werden durch entsprechendes Führen abwechselnd Transportelemente der ersten Bauart und Transportelemente der zweiten Bauart an der ersten bzw. zweiten Transportbahn angeordnet. Somit ergibt sich eine Anordnung der Trans portelemente der ersten und der zweiten Bauart im Halbverband, wodurch die Teilung Y annä hernd bis auf die Hälfte der Ausdehnung der Transportelemente reduziert werden kann. In der Variante der Figur 5b ist eine weitere Transportbahn mit zugehörigem Langstator 350 ver tikal versetzt oberhalb der zweiten Transportbahn angeordnet, wobei Transportelemente 310 ei ner dritten Bauart an dieser dritten Transportbahn angeordnet sind. Die Transportelemente der dritten Bauart unterscheiden sich sowohl von den Transportelementen der ersten Bauart als auch von den Transportelementen der zweiten Bauart, insbesondere durch die Länge der (nicht darge stellten) Haltevorrichtungen für die Behälter. In der Figur 5b sind zwei Sätze von Transportele menten mit jeweils einem Transportelement jeder Bauart dargestellt. Um eine minimale Trans portteilung Y2 zu erzielen, die annähernd einem Drittel der Ausdehnung der Transportelemente entspricht, sind die Transportelemente der ersten bis dritten Bauart gemäß dieser Variante im Drittelverband an den Transportbahnen angeordnet.
In der Variante der Figur 5c schließlich wurde eine vierte Transportbahn mit zugehörigem Langsta tor 450 und zugehörigen Transportelementen 410 einer vierten Bauart ergänzt. Eine minimale Transportteilung Y3 kann hier entsprechend durch Anordnung der Transportelemente der ersten bis vierten Bauart im Viertelverband erzielt werden.
Die dargestellten und beschriebenen Weiterbildungen gestatten es, ohne Reduzierung der Se kundärteile der Transportelemente, Teilungen des Behälterstroms zu erreichen, die deutlich ge ringer als die Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung sind. Dadurch können die Transportgeschwindigkeit reduziert und/oder der Durchsatz an Behältern erhöht werden, ohne dass die Vortriebskraft der einzelnen Transportelemente reduziert würde. Durch zusätzliches Ab stützen der längeren Haltevorrichtungen an einem entsprechend vorgesehenen Führungselement kann zudem das größere Biegemoment bei Übergabe und/oder Aufnahme von Behältern oder Vorformlingen ausgeglichen werden. Dabei können die Lagerelemente der Haltevorrichtungen einseitig oder beidseitig an dem Führungselement angreifen, um entsprechende Kräfte bei der Übergabe bzw. Aufnahme von Behältern oder Vorformlingen auszugleichen.

Claims

Ansprüche
1. Ein Satz von Transportelementen (100, 200; 100a-b, 200a) für ein Langstator-Linearmo torsystem mit wenigstens zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen (120, 220), die jeweils wenigstens einen Langstator-Linearmotor (150, 250) und wenigstens ein Führungsele ment (160, 260) aufweisen, wobei die T ransportelemente jeweils zum T ransport wenigstens eines Behälters (130), ins besondere einer Flasche oder eines Vorformlings, ausgebildet sind und jeweils wenigstens ein Sekundärteil (110, 210) zur magnetischen Wechselwirkung mit einem Langstator-Linearmotor aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz wenigstens ein Transportelement (100; 100a-b) einer ersten Bauart und wenigs tens ein Transportelement (200; 200a) einer zweiten Bauart zur einzeln gesteuerten Bewegung entlang einer ersten bzw. einer zweiten Transportbahn (120, 220) der versetzt zueinander ange ordneten Transportbahnen umfasst, und wobei die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart verschieden aus gebildet sind, dass ein Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn in Hinblick auf eine Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden kann.
2. Der Satz von T ransportelementen nach Anspruch 1 , wobei die T ransportelemente der ers ten und der zweiten Bauart eine erste bzw. eine zweite Haltevorrichtung (115, 215; 115a-b, 215a) für den wenigstens einen Behälter aufweisen, wobei die erste und die zweite Haltevorrichtung derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass dadurch der Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn ausgeglichen werden kann.
3. Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Transportelemente (100, 200; 100a-b, 200a) der ersten und der zweiten Bauart ferner derart ausgebildet sind, dass bei abwechselnder Anordnung von Transportelementen der ersten und der zweiten Bauart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn (120, 220) Behälter (130) in einem Behälterstrom mit einer Teilung transportiert werden können, die kleiner als eine Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist.
4. Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste und die zweite Haltevorrichtung (115, 215; 115a-b, 215a) für einen hängenden Transport der Behälter (130) aus gebildet sind.
5. Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 4, wobei eine Länge der ersten und der zweiten Haltevorrichtung (115, 215; 115a-b, 215a), insbesondere um einen vertikalen Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn (120, 220), verschieden ist.
6. Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Ausdehnung der ersten und der zweiten Haltevorrichtung (115, 215) senkrecht zu einer vertikalen Ebene, insbe sondere um einen Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn (120, 220) senkrecht zu der vertikalen Ebene, verschieden ist.
7. Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 4 oder 5, wobei die längere Haltevor richtung (215) der ersten und der zweiten Haltevorrichtung (115, 215) wenigstens ein Lagerele ment aufweist, mittels dessen die längere Haltevorrichtung an einem Führungselement (170), ins besondere der Transportbahn, an der das Transportelement mit der kürzeren Haltevorrichtung angeordnet ist, lagerbar ist.
8. Transportsystem zum Transport von Behältern (130) in einer Behälterbehandlungsanlage, umfassend: eine Vielzahl von Sätzen von Transportelementen (100, 200; 100a-b, 200a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine erste Transportbahn (120) mit wenigstens einem ersten Langstator-Linearmotor (150) und wenigstens einem ersten Führungselement (160), an dem die Transportelemente (100; 100a- b) der ersten Bauart bewegbar angeordnet sind, und eine zweite Transportbahn (220) mit wenigstens einem zweiten Langstator-Linearmotor (250) und wenigstens einem zweiten Führungselement (260), an dem die Transportelemente (200; 200a) der zweiten Bauart bewegbar angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Transportbahn versetzt zueinander angeordnet sind, und wobei in Transportrichtung abwechselnd Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn angeordnet sind.
9. Transportsystem nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) vertikal zueinander versetzt angeordnet sind.
10. Transportsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) horizontal versetzt zueinander angeordnet sind.
11. Transportsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, weiterhin ein Führungselement (170) aufweisend, an dem eine Haltevorrichtung (215) der Transportelemente der ersten und/oder der zweiten Bauart über wenigstens ein Lagerelement geführt werden kann.
12. Transportsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) baugleich sind.
13. Verwendung wenigstens eines Satzes von Transportelementen (100, 200; 100a-b, 200a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Transportsystem zum Transport von Behältern (130) in einer Behälterbehandlungsanlage, welches eine erste Transportbahn (120) mit wenigstens ei nem ersten Langstator-Linearmotor (150) und wenigstens einem ersten Führungselement (160), an dem die Transportelemente (100; 100a-b) der ersten Bauart bewegbar angeordnet sind, und eine zweite Transportbahn (220) mit wenigstens einem zweiten Langstator-Linearmotor (250) und wenigstens einem zweiten Führungselement (260), an dem die Transportelemente (200; 200a) der zweiten Bauart bewegbar angeordnet sind, aufweist, wobei die erste und die zweite Trans portbahn (120, 220) versetzt zueinander angeordnet sind.
14. Verwendung nach Anspruch 13, wobei die Transportelemente (100, 200; 100a-b, 200a) derart gesteuert entlang der ersten und der zweiten Transportbahn (120, 220) bewegt werden, dass in Transportrichtung abwechselnd Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart an geordnet sind.
15. Verwendung nach Anspruch 14, wobei die Transportelemente (100, 200; 100a-b, 200a) der ersten und der zweiten Bauart zumindest abschnittsweise entlang der ersten und der zweiten Transportbahn (120, 220) so nah aneinander herangefahren werden, dass von den Transportele menten transportierte Behälter (130) mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als eine Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist.
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