DE10054629A1 - Handhabungsvorrichtung für gemischte längliche Festkörper und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung - Google Patents
Handhabungsvorrichtung für gemischte längliche Festkörper und Verfahren zum Betrieb einer solchen VorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Ausrichten und selektiven Wenden sowie zum Aufsetzen von gemischten länglichen Festkörpern, beispielsweise Flaschen, auf Förderbänder. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie Festkörper unterschiedlicher Form und Größe aus loser Schüttung verarbeiten kann. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten, selektiven Wenden und aufrechten Aufsetzen von Festkörpern unterschiedlicher Größe und Form. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem ersten Verfahrensschritt die Festkörper mittels einer modifizierten Rüttelrinne in Längsrichtung ausgerichtet und an eine Wendeeinheit übergeben. In der Wendeeinheit werden die Festkörper entsprechend ihrem Schwerpunkt über einander gegenüberliegende Kippkanten unabhängig von ihrer ursprünglichen Ausrichtung in eine einheitliche aufrechte Stellung gebracht. DOLLAR A Mittels einer Absenkvorrichtung werden in einem weiteren Verfahrensschritt die Festkörper aufrecht stehend auf ein Förderband aufgestellt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Ausrichten, selektiven Wenden
und Aufsetzen von gemischten Festkörpern, insbesondere Flaschen, auf ein Förderband,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Bei der maschinellen Beförderung von Mischungen unterschiedlicher länglicher Festkörper
wie z. B. Flaschen wird das Aufsetzen auf übliche Förderanlagen (Transportbänder, Ketten
förderbänder) heute weitgehend noch von Hand durchgeführt. Aufrichtmaschinen für ein
heitliche Festkörper sind Stand der Technik.
Die Ausrichtung vermischter Festkörper erfolgt bisher von Hand oder setzt eine optische
Erkennung der Festkörper (vgl. WO 99/30292) und damit ihrer Lage voraus, während die
Ausrichtung in die gewünschte Verfahrensrichtung dann durch mechanische Wendeein
richtungen (Drehtisch) erfolgt. Um einen störungsfeien Betrieb eines solchen Verfahrens
zu gewährleisten ist es notwendig, die Konturenbilder aller möglichen Festkörper der zu
verarbeitenden Mischung von Festkörpern zu kennen und im Abgleichprogramm der Er
kennungseinheit einzulesen. Dies ist bei prinzipiell unbekannten Mischungen nicht stö
rungsfrei möglich.
Das Aufsetzen von vermischten Festkörpern auf bewegte Fließbänder setzt eine senkrechte
Ausrichtung und Stabilisierung der Festkörper beim Aufsetzvorgang voraus. Hierzu wer
den nach dem Stand der Technik einzelgesteuerte Kipp- oder Arretierungsvorrichtungen
verwendet, die unabhängig von der individuellen Form der Festkörper arbeiten
(WO 00/01597 und WO 98/02255) Bei den bekannten Handhabungsvorrichtungen ist einer
seits der Kostenaufwand für die optische Erkennung und Auswertung, die zur Steuerung
des Werdevorgangs notwendig ist, erheblich und andererseits die Funktionfähigkeit der
optischen Auswertung von einer ständigen Aktualisierung sämtlicher Festkörpertypen im
Abgleichprogramm abhängig. Weiterhin setzen herkömmliche Aufsetzvorrichtungen eine
umfangreiche teure Steuerung voraus und sind zudem sehr platzaufwendig und damit für
industrielle Massendurchsätze ungeeignet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die Festkörpermischungen unbekannter Zusam
mensetzung verarbeiten kann und dabei einen kostengünstigen industriell anwendbaren
Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Handhabungsvorrichtung gemäß der Lehre des Patentan
spruchs 1 gelöst, bei der erfindungsgemäß physikalische Merkmale der Festkörper genutzt
werden, um eine einfache, mechanische Ablaufsteuerung zu erreichen, die platzsparend
und kostengünstig realisiert werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ein
satz dieser Vorrichtung zu schaffen, mit dem der Wende-, Aufricht- und Absetzvorgang
störungssicher und kostengünstig durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß der Lehre des Patentanspruchs 13 gelöst.
Der Vorteil der beschriebenen Erfindung ist, dass vollständig auf eine optische Erkennung
und entsprechende Datenauswertung selbst bei Mischungen einer großen Zahl von Fest
körpertypen verzichtet werden kann und zusätzlich eine sehr effektive und kostengünstige
Wendevorrichtung beschrieben ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen darge
stellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die gesamte Vorrichtung mit vier Prozesschritten: 1 Aus
richter, 2 Wendeeinheit, 3 Absenkvorrichtung, 4 Förderband;
Fig. 2 einen detaillierten Längsschnitt durch Wende- und Absenkvorrichtung;
Fig. 3 hin Verfahrensschema für Festkörper, die mit der schwereren Seite voraus in die
Wendevorrichtung einlaufen;
Fig. 4 hin Verfahrensschema für Festkörper; die mit der leichteren Seite voraus in die
Wendevorrichtung einlaufen;
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Absenkschacht mit symbolisiertem kleinsten und
größten Festkörper;
Fig. 6 einen Querschnitt durch den Antrieb der Absenkeinheit; und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch Haken und Führung.
Die beschriebene Vorrichtung ist in der Lage, Mischungen von länglichen Festkörpern,
deren Schwerpunkt auf der Längsachse nicht mittig ist, aus loser Schüttung aufrecht ste
hend auf ein Förderband aufzusetzen. In Fig. 1 erkennt man, wie diese Festkörper über
eine Mehrfach-Rüttelrinne 1 längs ausgerichtet, in einer Wendeeinheit 2 selektiv gewen
det und anschließend mittels einer Absenkvorrichtung 3 auf ein Förderband 4 stehend auf
gesetzt werden.
Die Mehrfach-Rüttelrinne 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sie im Einlaufbereich über ein
im Höhenniveau abgestuftes Register von Trennwänden verfügt, zwischen die die längli
chen Festkörper, evtl. unterstützt durch eine kontinuierliche Rüttelbewegung, längs ausge
richtet in Kanäle gelangen und durch ein darunter verlaufendes Förderband abgezogen
werden. Die Mehrfach-Rüttelrinne kann in Förderrichtung nach unten geneigt sein, um den
Fall- und Fördervorgang zusätzlich durch die Schwerkraft zu unterstützen.
Die längs ausgerichteten Festkörper werden an die Wendeeinheit 2 übergeben, in der die
Festkörper auf einem in etwa horizontal verlaufenden Förderband seitlich geführt über das
Bandende 5 bzw. über eine gegenüber dem Bandende angebrachte Gegenkippkante 6 ge
kippt und mit dem schweren Ende voraus (bei Flaschen ist das der Flaschenboden) in Ab
senkschächte 7 geleitet werden (vgl. Fig. 3 und Fig. 4).
Aus Fig. 3A-3C ist ersichtlich, wie Festkörper, die mit dem schwereren Ende voraus am
Bandende ankommen, direkt in einen Absenkschacht 7 abkippen.
In Fig. 4A-4D erkennt man, wie Festkörper, die mit dem leichteren Ende voraus (bei
Flaschen ist das die Mündung, der Flaschenhals) auf das Förderbandende zulaufen, vor
dem Abkippen in den Absenkschacht 7 auf der Gegenseite auf eine schräg gestellte Auf
gleitfläche 8 aufsetzen und über diese weiter vorwärts geschoben werden, bis das schwere
Ende des Festkörpers, das Förderbandende erreicht hat und der Festkörper rückwärts mit
dem schweren Ende voraus über die Gegenkippkante 6 nach unten abkippt.
Das Auflaufen der Festkörper auf der Gegenseite und das rückwärts Abkippen kann zu
sätzlich durch eine frei laufende Rollen 9 unterschiedlichster Form am unteren Ende der
möglicherweise gekrümmten Aufgleitfläche 8 unterstützt werden.
Durch Lageveränderung der Aufgleitfläche 8 und gegebenenfalls der Rollen 9 kann die
Wendeeinheit den unterschiedlichen Abmessungen der jeweiligen Festkörper (Mischung)
angepasst werden.
Mehrere Festkörper können in nebeneinander angeordneten Kanälen auch zeitlich versetzt
den Wende- und Abkippvorgang durchlaufen. Eine Taktung ist nicht nötig.
Die Geschwindigkeiten der Transportbänder der Rüttelrinne 1 und der Wendeeinheit 2
können unterschiedlich sein. Die schnellere Vorwärtsbewegung der Festkörper auf dem
Transportband der Wendeeinheit 2 bewirkt einen ausreichenden zeitlichen und räumlichen
Abstand der Festkörper um den Wende- und Absenkvorgang abzuschließen, bevor der
nächste Festkörper ankommt.
Abgekippte Festkörper werden in den, den einzelnen Kanälen zugeordneten Absenk
schächten 7 von einem Haken 10 aufgefangen, der die Festkörper stehend vertikal nach
unten befördert und auf einem weiteren Förderband 4 stehend absetzt.
Fig. 5 zeigt einen Absenkschacht 7, der jeweils gebildet durch zwei feste, vertikale, im
oberen Bereich konvex abgerundete Führungsleisten 11 mit prismatischer Anschrägung
sowie im oberen Teil auf der Gegenseite durch einen beweglichen selbstregulierenden,
beispielsweise federnden Andrückhebel 12, bestehend aus zwei evtl. konvexen Führungs
leisten, die ebenfalls prismatisch angeschrägt sind.
Der variable Andrückhebel 12 ist so ausgebildet und beweglich, dass er sowohl die
schmalsten als auch die breitesten zu handhabenden Festkörper einer Mischung nach unten
passieren lässt aber jedoch gegen die gegenüberliegenden, feststehenden vertikalen Füh
rungsleisten 11 andrückt.
Der variable Andrückhebel 12 ist so ausgebildet und angeordnet; dass er nach dem anfäng
lichen Andrücken eines Festkörper-Unterteils an die feststehenden Führungsleisten, im
Verlauf des Absenkvorgangs das sich verjüngende Oberteil des Festkörpers (bei Flaschen
ist dies der Flaschenhals) freigibt.
Der variable Andrückhebel 12 ist des Weiteren so angeordnet, dass er zu handhabende
Festkörper mit definierter maximaler Höhe, die auf dem Förderband 4 abgesetzt wurden,
nicht beim Weitertransport behindert.
Fig. 7 zeigt wie ein ankommender Festkörper am vorderen, nach oben abgewinkelten
oder abgebogenen Ende des Hakens 10 aufsetzt und sich durch sein Eigengewicht an die
feststehenden vertikalen Führungsleisten 11 andrückt.
Der Festkörper ist dadurch auch während des Absenkvorgangs in seiner aufrechten Stel
lung stabilisiert. Die Haken 10 sind so ausgebildet, dass sowohl die schmalsten als auch die
breitesten zu handhabenden Festkörper mit ihrer vorderen Unterkante im schrägen Bereich
des Hakens zu stellen kommen.
Während des Absenkvorgangs ist der Haken 10 mittels Rollen 13 auf parallel zu den fest
stehenden vertikalen Führungsleisten 11 verlaufenden Schienen 14 geführt.
Der Haken 10 taucht im Verlauf der Abwärtsbewegung zwischen den Segmenten des Ab
zugsbandes 4 ein und führt den Festkörper bis zu dessen Aufsetzen auf dem Förderband 4.
Etwa in dem Moment des vollkommenen Untertauchens des vorderen Endes des Hakens
10 unter die Förderbandebene wird der Festkörper freigegeben.
Der Haken 10 ist mit einer Kette 15 gegebenenfalls auch Riemen o. ä. verbunden, die eben
falls parallel zu den feststehenden vertikalen Führungsschienen 11 verläuft. Die Kette dient
dabei als Antrieb für den Absenkvorgang. Der Kettenantrieb erfolgt über eines der Ketten
räder 16. An Stelle des Kettentriebes können auch Riemen o. ä. verwendet werden.
Bei der hier beschriebenen Realisierung der Absenkeinheit findet eine Kette Verwendung,
die über zwei Kettenräder läuft, von denen eines auf einer starren Welle 17, das andere auf
einer rotierenden Antriebswelle 18, beide jedoch frei drehbar montiert sind.
Die Kette hat in definierten Teilbereichen Mitnehmerlaschen 19 - es sind auch Bolzen o. ä.
als Mitnehmer denkbar. In anderen Teilbereichen der Kette 15 sind diese Mitnehmerla
schen nicht vorhanden.
Fig. 6 zeigt, wie auf der rotierenden Antriebswelle 18 eine Mitnehmerrolle 20 fixiert ist,
mit der die Mitnehmerlaschen, eine kraft-, oder formschlüssige Verbindung oder magneti
sche Haltewirkung eingehen können. In Phasen einer solchen Verbindung oder magneti
schen Haltewirkung erzeugt die Rotation der Welle eine Kettenbewegung die das Absen
ken des Haken 10 und des auf ihm befindlichen Festkörpers bewirkt.
Durch Teilbereiche der Kette ohne Mitnehmerlaschen 19 kann ein Stillstand des Hakens 10
im oberen Bereich des Absenkschachtes 7 als Wartestellung ausgelegt werden.
Trifft ein fallender Festkörper auf einen in Wartestellung befindlichen Haken 10, wird die
ser durch den Impuls des Festkörpers nach unten in Bewegung gesetzt. Dadurch kommt
erneut ein Kontakt oder magnetische Haltewirkung zwischen Mitnehmerlaschen 19 und
Mitnehmerrolle 20 zustande und der Absenkvorgang wird erneut durchgeführt, bis wieder
ein Haken 10 seine Wartestellung erreicht.
Die Absenkbewegung in mehreren nebeneinander angeordneten Absenkschächten 7 lässt
sich durch eine rotierende Antriebswelle 18 bewerkstelligen. Dabei löst jeder ankommende
Festkörper individuell seine Absenkbewegung in seinem Absenkschacht 7 selbst aus, un
abhängig von der Situation in den anderen Absenkschächten. Es ist keine Taktung noch
eine zusätzliche sensorische Steuerung der Abläufe notwendig.
Die Zeit zwischen dem Ende eines Absenkvorgangs und dem Erreichen der Wartestellung
eines Hakens 10 im oberen Bereich des Absenkschachtes 7 wird minimieren, in dem auf
der Kette 15 mehrere - vornehmlich zwei - Haken 10 befestigt werden.
Claims (13)
1. Handhabungsvorrichtung zum automatischen selektiven Wenden und Aufsetzen auf ein
Förderband von im wesentlichen länglichen Festkörpern mit unterschiedlich ausgebildeten
stirnseitigen Enden, insbesondere von Flaschen, mit einer Wendeeinheit und einer Absenk
einheit,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wendeeinheit Kippkante (5) und Gegenkippkante (6) umfasst.
2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass Kippkante (5) und Gegenkippkante(6) horizontal weniger als um die Distanz zwi
schen leichterem Ende der Festkörper und dem Schwerpunkt der Festkörper beabstandet
angeordnet sind.
3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wendeeinheit eine Aufgleitfläche (8) umfasst.
4. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufgleitfläche gegen den Absenkschacht (7) geneigt ist.
5. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wendeeinheit eine Gegenrolle (9) umfasst.
6. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gegenrolle (9) mit ihrer oberen Kante im Wesentlichen bündig mit der Aufgleit
fläche (8) abschließt.
7. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Absenkeinheit über einen Absenkschacht verfügt, der durch zwei starre vertikale Führungsleisten (11) und einen Andrückhebel (12) mit konvexen prismatisch angeschräg ten Führungsleisten gebildet wird und
dass wischen den Führungsleisten (11) ein Haken (12) vertikal nach unten geführt wird.
dass die Absenkeinheit über einen Absenkschacht verfügt, der durch zwei starre vertikale Führungsleisten (11) und einen Andrückhebel (12) mit konvexen prismatisch angeschräg ten Führungsleisten gebildet wird und
dass wischen den Führungsleisten (11) ein Haken (12) vertikal nach unten geführt wird.
8. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haken (10) über eine abgeschrägte Spitzen verfügen deren Neigung so ausgebildet
ist, dass sie zusammen mit den Führungsleisten (11) eine konkave Form bildet.
9. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die abgeschrägte Spitze des Hakens (10) so ausgebildet ist, dass die kleinsten wie
auch die größten Festkörper der Festkörpermischung auf der abgeschrägten Spitze zu ste
hen kommen.
10. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb des Hakens (10) mittels einer Antriebskette/-riemens (15) nur zeitweise
solange erfolgt, bis der Festkörper auf dem Förderband (4) abgesetzt und ein Haken (10)
die Ausgangsposition erreicht hat und dass der Antrieb eines Hakens (10) mittels Mitneh
mern (19) durch das Gewicht des auf dem Haken (10) auftreffenden Festkörpers, unabhän
gig von den Haken in anderen Absenkschächten, ausgelöst wird.
11. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mitnehmer (19) für den zeitweisen Antrieb der Kette/des Riemens (115) an der
Kette/dem Riemen (15) angeordnet sind und eine kraft- oder formschlüssige Verbindung
mit oder eine magnetische Haltewirkung an der Mitnehmerrolle (20) eingehen.
12. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mitnehmer (19) nur entlang von Teilbereichen der Antriebskette (15) platziert sind
und dass die Mitnehmer (19) den Absenkvorgang unterbrechen, wenn der zugehörige Ha
ken (10) wieder die Ausgangsposition zur Aufnahme eines weiteren Festkörpers erreicht
hat.
13. Verfahren zum automatischen selektiven Wenden und Absetzen auf ein Förderband
von im wesentlichen länglichen Festkörpern mit unterschiedlich ausgebildeten stirnseitigen
Enden, insbesondere von Flaschen, unter Einsatz einer Vorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 12,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
- - Ausrichtung von Festkörpern unterschiedlicher Form und Größe aus einer losen Schüttung mittels einer Mehrfach-Rüttelrinne (1);
- - Transport der Festkörper zu einer Wendeeinheit (2);
- - selektives Kippen der Festkörper in Abhängigkeit ihrer Ausrichtung über Kippkante (5) bzw. Gegenkippkante (6);
- - Absenken der Festkörper in aufrecht stehender Position mittels eines abgeschrägten Hakens (10), der parallel zu Führungsleisten (11) bewegbar ist, wobei mittels eines Mitnehmers (19), einer Kette/eines Riemens (15) und einer Mitnehmerrolle (20) eine mechanische Steuerung des Absenkvorgangs erfolgt, die durch das Eigengewicht der Festkörper ausgelöst wird; und
- - aufrechtes Aufsetzen der Festkörper auf ein Förderband (4) mittels eines Hakens (10), der im Verlauf des Absetzvorgangs zwischen Segmenten eines Förderbandes (4) hin durchgeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000154629 DE10054629A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Handhabungsvorrichtung für gemischte längliche Festkörper und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung |
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DE2000154629 DE10054629A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Handhabungsvorrichtung für gemischte längliche Festkörper und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung |
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ID=7662096
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DE2000154629 Withdrawn DE10054629A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Handhabungsvorrichtung für gemischte längliche Festkörper und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung |
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