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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Sortieren von Gegenständen insbesondere von Flaschen,
unterschiedlichen Typs mit:
- – wenigstens
einer Zuführvorrichtung zum Zuführen eines unsortierten
Zufuhrstroms der zu sortierenden Gegenstände,
- – wenigstens einer Separiereinrichtung zum Separieren
der zu sortierenden Gegenstände voneinander nach Maßgabe
ihres Typs, und
- – wenigstens einer Abführeinrichtung zum Abführen
wenigstens eines Abfuhrstroms sortierter Gegenstände,
wobei
die Separiereinrichtung wenigstens eine umlaufende Aufnahme aufweist,
die einen Gegenstand aus dem unsortierten Strom der zu sortierenden
Gegenstände in einer Aufnahmerichtung aufnimmt, während
ihrer Umlaufbewegung hält und nach Maßgabe seines
Typs an den diesem zugeordneten Abführstrom abgibt.
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Derartige
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise
das gattungsbildende Dokument
US
3,279,599 eine solche Vorrichtung, bei der ein Strom verschiedenartig
geformter Flaschen über ein Zuführband einer sternartigen
Separiereinrichtung zugeführt wird. Dort werden die einzelnen
Flaschen mit Unterdruck an Saugnäpfen festgehalten und
entlang einer Umlaufbewegung der sternförmigen Separiereinrichtung
zu verschiedenen Abführbändern mitgenommen. Jedes Abführband
ist einem bestimmten Flaschentyp zugeordnet. Die Steuerung der Anlage
erfolgt derart, dass die jeweils bestimmten Flaschentypen den ihrem
Flaschentyp zugeordneten Förderbändern im Rahmen der
Umlaufbewegung der Separiereinrichtung zugeführt und beim
Erreichen dieser Förderbänder freigegeben werden.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass bei dieser Vorrichtung in der Praxis
erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Insbesondere das Ansaugen
der Flaschen an Saugnäpfen führt dazu, dass diese
nicht wieder kontrolliert abgegeben werden können. Oftmals
haften die Saugnäpfe aufgrund des entstehenden Unterdrucks
derart fest an den Flaschen, dass die Flaschen nicht an dem ihren
Flaschentyp zugeordneten Förderband punktgenau abgegeben
werden können, sondern noch im Rahmen der Umlaufbewegung
in unerwünschter Weise weiter mitgenommen werden. Dies
führt zu Fehlsortierungen oder defekten Flaschen. Darüber
hinaus unterliegt das Prinzip des Ansaugens einzelner Flaschen über
Saugnäpfe dem Problem, dass die Flaschen in der Regel nicht
sauber sind. So hängen einzelne Etiketten teilweise abgelöst vom
Flaschenkörper weg, die in unerwünschter Weise über
die Ansaugvorrichtung angesaugt werden. Darüber hinaus
saugen derartige Saugnäpfe auch Fremdkörper, beispielsweise
Schmutz, Etikettenreste, Flüssigkeiten etc. an, was zu
einem erheblichen Reinigungsaufwand der Anlage führt, um
sie betriebstauglich zu halten.
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Das
Dokument
US 3,409,128 beschreibt eine ähnliche
Vorrichtung, bei der einzelne Flaschen mechanisch über
Greiferfinger gehalten werden. Diese Vorrichtung unterliegt dem
Problem, dass nur bestimmte Flaschentypen sortiert werden können,
nämlich solche Flaschentypen, die mit dem Bewegungsmuster
der Greiferfinger zuverlässig greifbar sind. Andere Flaschen
lassen sich mit einer derartigen Vorrichtung nicht sortieren. Darüber
hinaus ist der mechanische Aufwand zur Realisierung einer solchen
Vorrichtung erheblich, was zu einem hohen Verschleiß und
zu unerwünscht hohen Wartungskosten führt.
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Auch
das Dokument
US 4,651,879 zeigt
eine Vorrichtung, bei der zu sortierende Flaschen mechanisch über
Zangenelemente gegriffen werden. Auch diese Vorrichtung unterliegt
dem Problem eines erheblichen mechanischen Aufwands und den damit einhergehenden
Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich Wartung und Ausfallsicherheit.
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Ferner
sind derartige mechanische Vorrichtungen nur für Neuflaschen
und nicht für Leergut geeignet, da Greifer oder Zangenelemente
zum Halten der Flaschen schneller verschmutzen und dadurch funktionsuntauglich
werden, beispielsweise durch feuchte abblätternde Etiketten.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und
ein Verfahren der eingangs bezeichnenden Art bereitzustellen, die
bei einfachem Aufbau eine zuverlässige und nahezu wartungsfreie
Betriebsweise mit geringer Ausfallzeit ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichnenden Art
gelöst, bei der vorgesehen ist, dass die wenigstens eine
Aufnahme mit Druckluft beschickbar ist, die über wenigstens
eine der Aufnahme zugeordnete Austrittsöffnung austritt, wobei
die wenigstens eine Austrittsöffnung in der Aufnahme derart
angeordnet und dimensioniert ist, dass der aufzunehmende Gegenstand
durch den sich ergebenden Druckluftstrom bis zur Abgabe an die Abführeinrichtung
in der Aufnahme gehalten wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung setzt sich über
den Gedanken eines aktiven mechanischen Greifens der zu sortierenden
Gegenstände hinweg. Auch vermeidet die erfindungsgemäße
Vorrichtung Probleme, die mit einem Ansaugen der zu sortierenden
Gegenstände über eine Vakuumquelle einhergehen,
wie sie eingangs ausführlich mit Bezug auf den gattungsbildenden
Stand der Technik beschrieben wurden. Zwar bedient sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch pneumatischer Effekte zum Festhalten der zu sortierenden Gegenstände
an der wenigstens einen Aufnahme, jedoch werden diese pneumatischen
Effekte nicht durch Einsetzen einer Unterdruckquelle erreicht, sondern
vielmehr durch die Verwendung von Druckluft. Dadurch wird erreicht, dass
die Flaschen gezielt in den Aufnahmen gehalten werden, wobei Störkörper,
wie etwa teilweise abstehende Etiketten, Verschmutzungen oder dergleichen, das
Halten der jeweiligen Gegenstände in der wenigstens einen
Aufnahme nicht beeinträchtigen. So kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, einen Gegenstand in der Aufnahme durch gezieltes Anblasen mit
Druckluft temporär zu halten. Alternativ kann gemäß einer
bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen
sein, mittels der Druckluft in der Aufnahme über geschicktes
Erzeugen von Luftströmungen Unterdruckbereiche zu generieren,
die für ein Festhalten eines jeweiligen Gegenstands in
der Aufnahme sorgen. Beide Funktionsprinzipien beruhen aber auf
einem Ausgeben von Druckluft über die wenigstens eine Austrittsöffnung,
wodurch weder ein aktives mechanisches Halten noch ein Ansaugen über
mit einer Unterdruckquelle verbundene Saugnäpfe erforderlich
ist. Ferner kann die verwendete Druckluft dazu verwendet werden,
um einander benachbarte zu sortierende Gegenstände beim
Aufnehmen voneinander zu separieren. Auch dies erhöht die Sortierqualität
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Erfindungsgemäß kann
weiter vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aufnahme mit ihrer Mantelfläche
an die Kontur der zu sortierenden Gegenstände angepasst
ist, beispielsweise um einen runde Flaschenkontur. Eine Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Aufnahme zumindest
abschnittsweise eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische,
Mantelfläche nachbildet. Im vorstehend genannten Anwendungsfall
einer Sortierung von verschiedenen Flaschentypen bedeutet dies,
dass die wenigstens eine Aufnahme zumindest abschnittsweise eine
zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige
in einem Aufnahmebereich konkave Mantelfläche aufweist.
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Erfindungsgemäß kann
ferner vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aufnahme wenigstens
einen gegenüber ihrer Mantelfläche zurückgesetzten
Bereich aufweist, in dem die wenigstens eine Austrittsöffnung
angeordnet ist.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Austrittsöffnung
düsenartig ausgebildet ist, wobei die Druckluft im Abstand
von der Mantelfläche derart aus der Austrittsöffnung
austritt, dass die ausgetretene Druckluft im zurückgesetzten
Bereich quer zur Aufnahmerichtung strömt, wobei der aus
der Austrittsöffnung austretende Luftstrom Luft aus der Umgebung
zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Aufnahme ansaugt. Mit anderen
Worten wird im zurückgesetzten Bereich lokal ein Unterdruck
erzeugt, der derart stark ist, dass der zu sortierende Gegenstand
lokal angesaugt wird und dadurch fest in der Aufnahme gehalten werden
kann, solange der Unterdruck besteht. Sobald der Gegenstand an eine
Abführeinrichtung abgegeben werden soll, erfolgt vorübergehend
ein Abschalten der Druckluft, so dass sich auch der Unterdruck schnell
abbaut und so der Gegenstand nicht länger in der Aufnahme
gehalten wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante
der Erfindung können zwei Austrittsöffnungen im
zurückgesetzten Bereich mit voneinander wegweisendem Luftstrom
vorgesehen sein. Dadurch kann der Unterdruck noch stabiler aufgebaut
werden.
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In
konstruktiver Hinsicht sieht eine Erfindungsvariante vor, dass die
Separiereinrichtung einen drehantreibbaren sternförmigen
Rotor aufweist, der mit einer Mehrzahl von in regelmäßigen
Winkelabständen angeordneten Aufnahmen ausgebildet ist.
So kann erfindungsgemäß der sternförmige
Rotor kontinuierlich drehangetrieben werden und während seiner
Drehbewegung jeweils in einem Aufnahmebereich von der Zuführvorrichtung
jeweils einen Gegenstand aus dem Zufuhrstrom der zu sortierenden
Gegenstände aufnehmen, diesen entlang seiner Drehbewegung
mitnehmen, wobei er gemäß vorstehend beschriebenem
Effekt in der Aufnahme gehalten wird und dann an die jeweilige Abführeinrichtung,
die diesem Gegenstandstyp zugeordnet ist, abgeben. Eine solche Konstruktion
besitzt den besonderen Vorteil, dass sie nur eine geringe Anzahl
beweglicher Teile aufweist, nämlich genau gesagt lediglich
den angetriebenen sternförmigen Rotor. Dessen Aufnahmen müssen
mit Druckluft versorgt werden, was in herkömmlicher Weise
geschehen kann, beispielsweise über eine zentral angeordnete
Hohlwelle. Jeder Aufnahme können dabei zentral ansteuerbare
pneumatische Funktionselemente zugeordnet sein.
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Alternativ
zu einem drehantreibbaren sternförmigen Rotor kann erfindungsgemäß aber
auch vorgesehen sein, dass die Separiereinrichtung ein endloses
Band aufweist, das eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen
wenigstens eine Aufnahme aufweisenden Bandgliedern umfasst. Ein solches
Band kann kettenartig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Aufnahmen
die Bandglieder beziehungsweise Kettenglieder bilden. Zwischen den Bandgliedern
können herkömmliche Gelenk- oder Scharnierelemente
angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Band um wenigstens
zwei Umlenkräder herumgeführt ist, von denen wenigstens
eines drehantreibbar ist. Auch bei dieser Erfindungsvariante ist
die Anzahl der mechanischen bewegten Teile relativ gering, was diese
Ausführungsvariante gegen mechanische Defekte unempfindlich und
insgesamt wartungsfreundlich macht.
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Hinsichtlich
der konstruktiven Gestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die wenigstens eine
Aufnahme einen Aufnahmekörper aufweist, der schichtartig
aufgebaut ist, wobei zwischen zwei Anlageschichten, vorzugsweise
aus verschleißfestem Kunststoffmaterial, eine gegenüber
der Mantelfläche zurückgesetzte die wenigstens
eine Austrittsöffnung definierende Funktionsschicht vorgesehen
ist. Als verschleißfestes Kunststoffmaterial kommt in der
Lebensmittelindustrie beispielsweise POM (Polyoxymethylen) in Frage.
Es bieten sich aber auch andersartige Materialien an, beispielsweise
Aluminium oder Gummimaterialien. Hinsichtlich der Funktionsschicht
kann vorgesehen sein, dass diese von einem Metallblech gebildet
ist, in dem die wenigstens eine Austrittsöffnung sowie
wenigstens ein der Austrittsöffnung zugeordneter Druckluftkanal
vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsvariante ist es
möglich, das Metallblech in seiner Kontur so auszubilden,
dass sich nach sandwichartigem Zusammensetzen mit einer darüber
liegenden und darunter liegenden Anlageschicht im zurückgesetzten
Bereich die wenigstens eine Austrittsöffnung ergibt. Beispielsweise
können in dem Metallblech zwei kanalartige Ausnehmungen vorgesehen
sein, die sich zu dem Randabschnitt erstrecken, der in dem zurückgesetzten
Bereich der Aufnahme angeordnet ist. In diesem Bereich kann das
Blech voneinander weglaufende Kanäle aufweisen, die frontseitig
abgeschirmt sind, etwa vergleichbar mit wenigstens zweier auseinanderlaufender Ströme
eines aus der Geographie bekannten Flussdeltas. Die Versorgung mit
Druckluft kann über die Anlageschichten aus Kunststoff
durchsetzenden Versorgungskanälen erfolgen. Sandwichartig
zusammengesetzte Aufnahmen können über diese durchsetzende
Verbindungsbolzen zusammengepresst werden. Eine derartige sandwichartige
Konstruktion aus mehreren Schichten, beispielsweise aus drei Funktionsschichten
und vier Anlageschichten, hat den Vorteil, dass relativ einfach
herstellbare Einzelteile verwendet werden können, die im
Verschleißfall mit geringem Aufwand einzeln oder in Gruppen
austauschbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund
der sandwichartigen Konstruktion durch Hinzufügen oder
Entfernen von Anlageschichten und Funktionsschichten ohne Demontage
des sternförmigen Rotors die Separiereinrichtung an die Form
eines zu sortierenden Gegenstandes angepasst werden kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder Aufnahme ein steuerbares
Ventil zugeordnet ist, mit dem die Beschickung der Austrittsöffnung mit
Druckluft zu- und abschaltbar ist. Wie vorstehend bereits ausgeführt,
lässt sich ein derartiges steuerbares pneumatisches Ventil
dazu verwenden, um jede Aufnahme separat pneumatisch anzusteuern
und damit sicherzustellen, dass der in einer einzelnen Aufnahme
aufgenommene Gegenstand zuverlässig gehalten und punktgenau
an die dem Gegenstandstyp zugeordneten Abführeinrichtung
abgegeben werden kann. Die Ventile lassen sich beispielsweise über eine
Funkschnittstelle ansteuern, die jedem einzelnen Ventil oder einer
Gruppe von Ventilen zugeordnet ist.
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Erfindungsgemäß kann
ferner eine Erkennungseinrichtung, vorzugsweise eine Kamera zum Erkennen
des jeweiligen Typs jedes einzelnen zu sortierenden Gegenstands
im Zufuhrstrom vorgesehen sein. Die Kamera ist an einer bestimmten
Stelle nahe dem Zufuhrstrom angeordnet und überwacht diesen.
Sie meldet den jeweils erfassten Gegenstandstyp, beispielsweise
Flaschentyp, an eine zentrale Steuereinheit, mit der sie verbunden
ist. Die Steuereinheit kann somit unter Berücksichtigung
der geometrischen Verhältnisse der Anlage genau ermitteln,
welcher Flaschentyp sich gerade in welcher Aufnahme der Separiereinrichtung
befindet. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Separiereinrichtung
wenigstens eine Positionserfassungseinrichtung zur Auffassung ihrer
aktuellen Position während der Umlaufbewegung aufweist.
Unter Berücksichtigung des jeweiligen Gegenstandtyps lässt
sich dann die Aufnahme, insbesondere deren Steuerventil, ansteuern und
so der in der jeweiligen Aufnahme aufgenommene Gegenstand solange
in der Aufnahme halten, bis die diesem Gegenstand zugeordnete Abführeinrichtung
erreicht ist. Sodann kann der Gegenstand aus der Aufnahme freigegeben
und mit der Abführeinrichtung abgeführt werden.
Der Erkennungseinrichtung kann noch eine Vorrichtung vorgeschaltet
sein, die erfasst, ob etwa ein Gegenstand in dem Zufuhrstrom außerhalb
einer vorbestimmten Solllage ist, beispielsweise umgekippt, oder
defekt ist, beispielsweise zerbrochen. Ein solcher Gegenstand kann
automatisch oder manuell aussortiert werden, bevor er die Separiereinrichtung
erreicht.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht eine Vorpositioniereinrichtung
zum Positionieren der zu sortierenden Gegenstände aus dem
Zufuhrstrom in jeweils einer Aufnahme vor. Eine solche Vorpositioniereinrichtung
kann beispielsweise eine Blattfeder oder dergleichen sein, die dafür
sorgt, dass aus dem Zufuhrstrom jeder einzelne zu sortierende Gegenstand
in eine Sollposition gebracht wird, in der er von der Aufnahme zuverlässig
erfasst und in dieser in der vorstehend beschriebenen Weise durch
Ausnutzung von mit Druckluft erreichten pneumatischen Effekten gehalten
werden kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Separiereinrichtung für
eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, wobei die Separiereinrichtung
wenigstens eine umlaufende Aufnahme aufweist, die einen Gegenstand
aus dem unsortierten Strom der zu sortierenden Gegenstände
in einer Aufnahmerichtung aufnimmt, während ihrer Umlaufbewegung
hält und nach Maßgabe seines Typs an den diesen
zugeführten Abführstrom abgibt. Bei der erfindungsgemäßen
Separiereinrichtung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Aufnahme
mit Druckluft beschickbar ist, die über wenigstens eine
der Aufnahme zugeordnete Austrittsöffnung austritt, wobei
die wenigstens eine Austrittsöffnung in der Aufnahme derart
angeordnet und dimensioniert ist, dass der aufzunehmende Gegenstand
durch den sich ergebenden Druckluftstrom bis zur Abgabe an die Abführeinrichtung
in der Aufnahme gehalten ist.
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Ferner
können die vorstehend im Hinblick auf die Separiereinrichtung
beschriebenen Merkmale in Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Separiereinrichtung vorgesehen sein.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Verfahren zum Sortieren von Gegenständen,
insbesondere von Flaschen, unterschiedlichen Typs, umfassend die
folgenden Schritte:
- – Zuführen
eines unsortierten Zufuhrstroms der zu sortierenden Gegenstände,
- – Separieren der zu sortierenden Gegenstände voneinander
nach Maßgabe ihres Typs, und
- – Abführen wenigstens eines Abfuhrstroms sortierter
Gegenstände,
wobei die Separiereinrichtung wenigstens
eine umlaufende Aufnahme aufweist, die einen Gegenstand aus dem
unsortierten Strom der zu sortierenden Gegenstände in einer
Aufnahmerichtung aufnimmt, während ihrer Umlaufbewegung
hält und nach Maßgabe seines Typs an den diesem
zugeordneten Abführstrom abgibt. Bei diesem Verfahren kann
vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aufnahme mit Druckluft
beschickt wird, die über wenigstens eine der Aufnahme zugeordnete
Austrittsöffnung abgegeben wird, wobei die wenigstens eine
Austrittsöffnung in der Aufnahme derart angeordnet und
dimensioniert ist, dass der aufzunehmende Gegenstand durch den sich
ergebenden Druckluftstrom bis zur Abgabe an die Abführeinrichtung
in der Aufnahme gehalten wird.
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Die
Erfindung wird in folgendem beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert. Es stellen dar:
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1 eine
erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer schematischen Draufsicht;
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2 eine
Detailansicht eines Abschnitts der Aufnahme der Separiereinrichtung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung;
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3 eine
Detailansicht der Aufnahme der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß 2 in einer
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A aus 2;
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4 eine
zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Draufsicht; und
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5 ein
Ablaufdiagramm zu dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Sortierung von Gegenständen.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Draufsicht gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet.
Diese Vorrichtung 10 weist eine Zuführvorrichtung 12,
eine Separiereinrichtung 14 und mehrere Abführvorrichtungen 16, 18, 20, 22 auf.
Die Zuführvorrichtung 12 führt einen
unsortierten Zufuhrstrom aus zu sortierenden Flaschen 24, 26, 28, 30 unterschiedlichen
Typs der Separiereinrichtung 14 zu. Die Flaschen haben
beispielsweise unterschiedliche Form, Farbe oder Material und müssen
in gleichartige Gruppen sortiert werden. Wie aus 1 ersichtlich,
sind die Zuführvorrichtung 12 und die Abführeinrichtungen 16, 18, 20, 22 als
Transportbänder ausgebildet, die dazu geeignet sind, die
zu sortierenden Flaschen zu transportieren.
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Die
Separiereinrichtung 14 weist einen drehantreibbaren sternförmigen
Rotor 32 auf, der mit einer Mehrzahl von in regelmäßigen
Winkelabständen angeordneten runden Aufnahmen 34 ausgebildet
ist. Dieser sternförmige Rotor 32 wird über
eine zentral angeordnete Hohlwelle 36 drehangetrieben,
die mit einem Motor (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Separiereinrichtung 14 dreht
sich dabei in Richtung des mit 38 bezeichneten Pfeils um
die eigene Achse. Weiter ist jeder Aufnahme 34 ein steuerbares
Ventil 40 zugeordnet, mit dem jede Aufnahme 34 jeweils
mit Druckluft beschickbar ist.
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Ferner
erkennt man in 1 eine Steuereinheit 42,
die mit einer Kamera 44 und Sensoren 46, 48, 50 verbunden
ist. Die Kamera 44 und die Sensoren 46, 48 sind
nahe dem Zufuhrstrom bzw. nahe an der Zuführvorrichtung 12 angeordnet
und überwachen diesen. Der Sensor 50 ist nahe
der Separiereinrichtung 14 angeordnet, so dass dieser während
der Umlaufbewegung die aktuelle Position der Separiereinrichtung 14 anhand
eines auf der Separiereinrichtung 14 angebrachten Positionserfassungspunktes 52 erfasst.
Sobald die zu sortierenden Flaschen 24, 26, 28, 30 mittels
der Zuführvorrichtung 12 der Separiereinrichtung 14 zugeführt
werden, erfassen die Sensoren 46, 48 die Anwesenheit
und die genaue Lage jeder Flasche 24, 26, 28, 30)
um bereits falschpositionierte oder defekte, beispielsweise zerbrochene
oder umgekippte Flaschen, vor Sortierbeginn zu erkennen, so dass
diese automatisch oder manuell aussortiert werden können
und den eigentlichen Sortiervorgang nicht behindern. Die Steuereinheit 42 kann
nach Maßgabe der von den Sensoren 46, 48 erhaltenen
Signale die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 32 bzw.
der Separiereinrichtung 14 und die damit verbundene Sortierleistung
steuern. Anschließend erfasst die Kamera 44 den
jeweiligen Flaschentyp und meldet diesen an die zentrale Steuereinheit 42.
Sobald die jeweilige Flasche 24, 26, 28, 30 durch
die Zuführvorrichtung 12 an der Separiereinrichtung 14 angekommen
ist, positioniert eine Vorpositioniereinrichtung 54 die
gerade ankommende Flasche aus dem Zufuhrstrom in einer Aufnahme 34 vor.
Wie aus 1 ersichtlich ist diese Vorpositioniereinrichtung 54 als
Blattfeder ausgebildet, die an einer Seitenwand der Zuführvorrichtung 12 angebracht
ist. Diese Blattfeder 54 sorgt dafür, dass aus
dem Zufuhrstrom jede Flasche in eine Sollposition gebracht wird, in
der sie von der Aufnahme 34 zuverlässig aufgenommen
wird.
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Unter
Berücksichtigung der geometrischen und dynamischen Verhältnisse
der Anlage 10 erfasst die Steuereinheit 42, welcher
Flaschentyp sich gerade in welcher Aufnahme 34 der Separiereinrichtung 14 befindet.
Die Steuereinheit 42 steuert somit unter Berücksichtigung
des jeweiligen Flaschentyps 24, 26, 28, 30 das
jeder Aufnahme 34 zugeordnete Steuerventil 40,
so dass diejenigen Aufnahmen 34 mit Druckluft beschickt
werden, in denen gerade Flaschen gehalten werden sollen. Ferner
erkennt man in 1, dass die Steuerventile 40 über
eine an der Separiereinrichtung 14 angebrachte Funkschnittstelle 56 durch
die Steuereinheit 42 angesteuert werden. Dabei wird jede
Aufnahme 34 bzw. jedes steuerbare pneumatische Ventil 40 separat
angesteuert. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass die
in einer einzelnen Aufnahme 34 aufgenommene Flasche zuverlässig
gehalten und punktgenau an der dem Gegenstandstyp zugeordneten Abführeinrichtung 16, 18, 20, 22 abgegeben
werden kann.
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Wie
vorstehend bereits beschrieben werden die Flaschen 24, 26, 28, 30 in
einer Aufnahmerichtung durch eine umlaufende Aufnahme 34 aufgenommen
und während der Umlaufbewegung (Pfeil 38) der
Separiereinrichtung 14 durch die aus der Aufnahme 34 ausströmende
Luft gehalten. Hierauf wird im Folgenden noch im Detail eingegangen.
Sobald sich die in Umlaufrichtung (Pfeil 38) der Separiereinrichtung 14 bewegenden
Flaschen 24, 26, 28, 30 jeweils
an der dem Flaschentyp zugeordneten Abführeinrichtung 16, 18, 20, 22 ankommen,
veranlasst die Steuereinheit 42, dass das jeweilige Steuerventil 40 die
Druckluftzufuhr zu seiner Aufnahme 34 unterbricht, so dass
die jeweilige darin aufgenommene Flasche an die dieser zugeordneten
Abführeinrichtung 16, 18, 20, 22 abgegeben
wird.
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Die
in 1 gezeigten Abführeinrichtungen 16, 18, 20, 22 können
beliebig um die Separiereinrichtung 14 herum angebracht
sein. Deshalb ist zum Beispiel zwischen der Abführeinrichtung 20 und 22 ein Überführungsblech 58 vorgesehen,
das zur besseren Überführung der Flaschen von
einer 20 zur anderen Abführeinrichtung 22 dient.
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In 2 ist
eine Detailansicht der Aufnahme 34 der Separiereinrichtung 14 dargestellt.
Diese Detailansicht zeigt einen Schnitt der Aufnahme 34 senkrecht
zur Drehachse der Separiereinrichtung 14. Aus dieser Ansicht
geht hervor, dass die Mantelfläche 60a der Aufnahme 34,
die mit der aufzunehmenden Flasche 28 in Anlage kommt,
an die Kontur der Flasche 28 angepasst ist und eine zylindrische,
insbesondere kreiszylindrische Mantelfläche nachbildet.
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In
der Schnittansicht aus 3 ist der schichtartige Aufbau
der Aufnahme 34 erkennbar. Dabei ist zwischen zwei Anlageschichten 62, 64 eine gegenüber
der Mantelfläche 60a zurückgesetzte Funktionsschicht 66 eingebracht.
Die Anlageschichten 62 und 64 bestehen aus verschleißfestem
Kunststoffmaterial, beispielsweise aus POM-Material (Polyoxymethylen).
Die Funktionsschicht 66 ist aus einem exakt zugeschnittenen
Metallblech hergestellt. Die einzelnen Schichten der sandwichartig
zusammengesetzten Aufnahme 34 sind über diese
durchsetzende Verbindungsbolzen 68 und Muttern zusammengepresst.
Weiter sind die Funktionsschicht 66 sowie die Anlageschichten 62, 64 jeweils
in Segmente unterteilt, die jeweils einzelnen leicht austauschbar sind.
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Die
Funktionsschicht 66 weist an ihrer Vorderseite 60b einen
T-förmigen Fortsatz 82 auf, der mit seinem Basisschenkel 84 an
der Vorderseite 60b der Funktionsschicht 66 angebracht
ist. Die Querschenkel 86, 88 des T-förmigen
Fortsatzes 82 sind an die umlaufende Kontur der Vorderseite 60b der
Funktionsschicht 66 angepasst. Dadurch bilden sich Austrittsöffnungen 70, 72 aus.
Jede Austrittsöffnung 70, 72 ist mit
einem Druckluftkanal 74, 76 in Form einer kanalartigen
Ausnehmung verbunden. Ferner erkennt man in 2, dass
diese Druckluftkanäle 74, 76 jeweils
in einer Bohrung 78, 80 enden. Ebenso zeigt sich,
dass die in der Funktionsschicht 66 ausgestanzten oder
ausgeschnittenen Druckluftkanäle 74, 76 voneinander
weglaufen, wobei die Austrittsöffnungen 70, 72 voneinander
wegweisen. Ferner weisen die Druckluftkanäle 74, 76 einen
viereckigen Querschnitt auf. Die in der Funktionsschicht 66 vorhandenen
Bohrungen 78, 80 sind mit die Anlageschichten 62, 64 durchsetzenden
Versorgungskanälen (nicht gezeigt) verbunden. Diese Versorgungskanäle
sind über Schläuche mit den Steuerventilen 40 und schließlich
mit einer Druckluftquelle verbunden, um eine Versorgung mit Druckluft
zu gewährleisten. Hierbei erfolgt die Luftzufuhr über
die Hohlwelle 36, die über Schläuche
mit den Steuerventilen 40 verbunden ist.
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Wie
man in 3 weiter erkennt, ist die Funktionsschicht 66 gegenüber
der Mantelfläche 60a derart zurückgesetzt,
dass neben deren Vorderseite 60b auch deren T-förmiger
Fortsatz 82 zurückgesetzt ist, wobei sich ein
entgegen der Aufnahmerichtung gemäß Pfeil 90 offener
Hohlraum 91 ergibt. Wie in 3 dargestellt,
ist eine weitere Funktionsschicht und Anlageschicht vorgesehen,
so dass sich die Aufnahme 34 aus zwei Funktionsschichten
und drei Anlageschichten bildet. Ferner ist aus 2 und 3 erkennbar,
dass die Mantelfläche 60a der Anlageschichten 62, 64 derart
entgegengesetzt zur Aufnahmerichtung (gekennzeichnet durch den mit 90 bezeichneten
Pfeil) hervorsteht, dass die aufgenommene Flasche 28 mit
ihrer Mantelfläche nur an der Mantelfläche 60a der
Anlageschichten 62, 64 positionierend anliegt.
Dadurch wird ein möglicher Verschleiß oder eine
mögliche Beschädigung durch den aufgenommenen
Gegenstand an der zurückgesetzten Funktionsschicht 66 vermieden.
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Sobald
die Steuerventile 40 im Betrieb durch den Befehl der Steuereinheit 42 geöffnet
werden, strömt Druckluft durch die Druckluftkanäle 74, 76, wodurch
die Luft aus den Austrittsöffnungen 70, 72 ausströmt.
Da die Austrittsöffnungen 70, 72 jeweils an
einer gegenüberliegenden Seite des Basisschenkels 84 des
T-förmigen Fortsatzes 82 angeordnet sind, weisen
die beiden aus den Austrittsöffnungen 70, 72 austretenden
Luftströme voneinander weg. Mit anderen Worten, strömt
die Luft quer zur Aufnahmerichtung 90 zwischen der Vorderseite 60b der Funktionsschicht 66 und
dem jeweiligen Basisschenkel 86, 88 des T-förmigen
Fortsatzes 82 aus. Durch die im zurückgesetzten
Bereich quer zur Aufnahmerichtung (Pfeil 90) austretende
Druckluft wird gemäß dem Venturi-Effekt im Hohlraum 91 ein
Luftstrom erzeugt (siehe Pfeil u), der Luft aus der näheren
Umgebung des Hohlraums 91 ansaugt. Dies ist durch die in 2 dargestellten
Pfeile v veranschaulicht. Der dadurch in der Aufnahme 34 erzeugte
Unterdruck ist so stark, dass die Flasche 28 in Aufnahmerichtung 90 angesaugt
und fest in der Aufnahme 34 gehalten wird, solange der
Unterdruck besteht. Soll die Flasche 28 wieder an eine
Abführeinrichtung 16, 18, 20, 22 abgegeben
werden, so erfolgt ein Abschalten der Druckluft durch Ansteuern
des Ventils 40 über die Steuereinheit 42.
Dadurch baut sich der Unterdruck schlagartig ab, so dass die Flasche 28 nicht
länger in der Aufnahme 34 gehalten wird. Ferner
dient die entlang der Vorderseite 60b der Funktionsschicht 66 strömende
Druckluft dazu, um einander benachbarte zuströmende Flaschen
voneinander zu separieren.
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In 4 ist
eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 92 dargestellt, die eine Zuführvorrichtung 98 sowie
mehrere Abführeinrichtungen 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112 aufweist.
Auch bei dieser Ausführungsform sind Überführungsbleche 114 zum Überführen
der Gegenstände zwischen zwei Förderbändern
angebracht.
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Diese
zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform gemäß 1 dadurch,
dass alternativ zu einem drehantreibbaren sternförmigen
Rotor, wie in 1 dargestellt, die Separiereinrichtung 116 ein
endloses Band 118 aufweist. Dieses Band 118 umfasst
eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundene Bandglieder 119, die
die Aufnahmen 34 aufweisen. Wie aus 4 erkennbar
ist das Band 118 kettenartig ausgebildet, wobei zwischen
den einzelnen Bandgliedern 119 Gelenkelemente 120 angeordnet
sind. Weiter ist das Band 118 um zwei Umlenkräder 122, 124 herumgeführt,
von denen eines drehangetrieben ist. Die einzelnen Bandglieder 119 laufen
um die Umlenkräder 122, 124 herum und
können mit den bereits beschriebenen Aufnahmen 34,
wie in 2 dargestellt, einen zu sortierenden Gegenstand 24, 26, 28, 30 von
der Zuführvorrichtung 98 aufnehmen. Die Aufnahmen 34 sind
in gleicher Weise ausgebildet, wie mit Bezug auf 2 beschrieben.
Daher kann in jeder Aufnahme 34 durch den sich ergebenden
Druckluftstrom sowie durch den dadurch erzeugten Unterdruck jeweils eine
Flasche bis zur Abgabe an eine Abführeinrichtung 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112 gehalten
werden. Die Erkennung, die Steuerung und die Sortierung sowie der
Effekt des positionierenden Festhaltens der Flaschen 24, 26, 28, 30 in
den Aufnahmen 34 erfolgt gemäß der ersten
Ausführungsform 10, wie in 1 bis 3 dargestellt.
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm für erfindungsgemäßes
Verfahren 126 zum Sortieren von Gegenständen unterschiedlichen
Typs. Dieses Verfahren 126 umfasst folgende Schritte: in
einem ersten Schritt S128 wird ein unsortierter Zufuhrstrom von
zu sortierenden Gegenständen wie Flaschen, Dosen, Gläser
oder anderweitige Behältnisse einer Separiereinrichtung
zugeführt. Sodann wird ein zu sortierender Gegenstand aus
dem unsortierten Strom mit einer Aufnahme 34 in Aufnahmerichtung
(Pfeil 90) aufgenommen (Schritt S130). Die Aufnahme 34 wird
dabei mit Druckluft beschickt, die über die in der Aufnahme
angeordnete Austrittsöffnungen 70, 72 abgegeben
wird (Schritt S132). Dadurch wird der aufzunehmende Gegenstand 24, 26, 28, 30 durch
den sich ergebenden Druckluftstrom angesaugt und während der
Umlaufbewegung der Separiereinrichtung 14; 116 gehalten
(Schritt S134). Erreicht der zu sortierende Gegenstand die seinem
Typ zugeordnete Abführeinrichtung wird die Druckluftzufuhr
gestoppt (Schritt S136). In der Folge wird der zu sortierende Gegenstand
durch den sich schlagartig abbauenden Unterdruck im zurückgesetzten
Bereich der Aufnahme 34 nicht mehr festgehalten und somit
an die richtige Abführeinrichtung punktgenau abgegeben
(Schritt S138).
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Insgesamt
bietet die Erfindung eine einfach gestaltete Vorrichtung zum Sortieren
von Gegenständen, die unter geringem Aufwand hergestellt
und eine einfache sowie schnelle Montage gewährleistet.
Die Verwendung von Druckluft ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung.
Insbesondere können zu sortierende Gegenstände
gezielt in den Aufnahmen gehalten werden, wobei beispielsweise abstehende
Etiketten, Verschmutzungen oder dergleichen das Halten der jeweiligen
Gegenstände in der Aufnahme nicht beeinträchtigen.
Ferner separiert die ausgeblasene Druckluft einander benachbarte
zu sortierende Gegenstände, wodurch die Sortierqualität
weiter erhöht wird. Aufgrund dessen, dass die vorliegende
Erfindung wenig bewegliche Teile aufweist, besitzt diese kaum Verschleiß und
zeigt eine sehr hohe Sortierleistung. Ein weiterer Vorteil ist die
kostengünstige Herstellung der Separiereinrichtung und
damit einhergehend auch der ganzen Sortieranlage. Durch die sehr kompakte
Konstruktion der Separiereinrichtung weist diese einen sehr geringen
Platzbedarf auf und kann ferner aufgrund der sehr hohen Sortierleistung
in bereits bestehende Abfüllanlagen integriert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 3279599 [0002]
- - US 3409128 [0004]
- - US 4651879 [0005]
- - US 2881918 [0007]
- - GB 2005885 A [0007]
- - DE 2848215 A1 [0007]
- - DE 4200546 A1 [0007]