DE102019126615A1

DE102019126615A1 - Lineares Transportsystem mit minimaler Transportteilung

Info

Publication number: DE102019126615A1
Application number: DE102019126615.7A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hahn
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-08
Also published as: CN114502491B; CN114502491A; WO2021063742A1; EP4037999A1

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 umfasst, 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

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen von einzeln steuerbaren Transportelementen zum Transport von Behältern, insbesondere von Flaschen, Dosen oder 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 beschrieben. Die die Flaschen transportierenden Läufer bewegen sich dabei angetrieben durch die magnetische Wechselwirkung zwischen einem Permanent- und/oder Elektromagnete tragenden Sekundärteil 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 Führungsschienen gelagert und haben in der Ebene der Rollenlager im Allgemeinen ein Fahrgestell mit einer rechteckigen Form, wobei in Längsrichtung der Läufer nur geringfügig voneinander beabstandete Rollenpaare an der jeweiligen Führungsschiene angreifen.
Für die Gestaltung der Läufer ergeben sich in der Praxis widersprüchliche Anforderungen. Einerseits sollen die Läufer in Längsrichtung, d. h. in Bewegungsrichtung, eine möglichst große Ausdehnung 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 werden 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 sogenannte 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 Behälter kleiner als die Läufer sind. Ebenso ist eine geringe Längsausdehnung der Läufer wünschenswert, 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 Ausdehnung 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 angebrachte Magnete aufweist, einer Reduzierung der minimal erreichbaren Transportteilung im Wege stehen. Beispielsweise ist die Ausdehnung der Magnete in Transportrichtung durch die Gestaltung der Spulen des Langstators vorgegeben und kann somit nicht beliebig reduziert werden, wobei üblicherweise eine Sequenz aus mehreren abwechselnd gepolten Magneten in Bewegungsrichtung, d. h. Längsrichtung, der Läufer vorgesehen ist, um eine optimale Vortriebskraft zu erzielen. Die Längsausdehnung dieser Sequenz definiert dabei die minimal realisierbare Längsausdehnung 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 Längsausdehnung der Sekundärteile, weil sich die Sekundärteile unmittelbar aufeinanderfolgender Läufer bei zu großer Annäherung je nach Polarisierung der Magnete der benachbarten Sequenzenden entweder stark anziehen oder stark abstoßen würden. In beiden Fällen würden die entstehenden Kräfte die Vortriebskraft des Linearmotors bei weitem übersteigen, weshalb eine gesteuerte 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 Längsausdehnung von 45 mm oder mehr jedoch nicht möglich.
In der DE 10 2015 226 139 A1 werden daher Transportelemente vorgeschlagen, deren Form und deren Anordnung der Rollen derart gewählt werden, dass aufeinanderfolgende Transportelemente soweit ineinander gefahren werden können, dass sich eine Transportteilung ergibt, die geringer als die Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Zusätzlich werden spezielle Sekundärteile beschrieben, die ein solches Ineinanderfahren der Transportelemente ermöglichen.
Die beschriebenen Sekundärteile haben jedoch eine geringere Wechselwirkungsfläche für den elektromagnetischen Vortrieb, sodass sich ein schwächerer Vortrieb ergibt. Zudem sind die Transportelemente 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 Auswirkungen 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 Transportbahnen, die jeweils wenigstens einen Langstator-Linearmotor und wenigstens ein Führungselement 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 Transportelement 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 ausgebildet sind, dass ein Versatz zwischen der ersten und der zweiten Transportbahn in Hinblick auf eine Lage der transportierten Behälter ausgeglichen werden kann.
Die Transportelemente dienen insbesondere zum Transport von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage. 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 Zwischenprodukte, insbesondere Vorformlinge, sogenannte Preforms, zum Streckblasen der Behälter 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 dergleichen 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 hierauf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Es sei lediglich erwähnt, dass die wenigstens zwei Transportbahnen insbesondere mit einem einseitigen Linearmotorantrieb ausgebildet sein können. Des Weiteren können ein oder mehrere parallel zueinander angeordnete Führungselemente vorgesehen 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 Aufstandsfläche, zwischen den Transportbahnen vorgesehen sein. Der Versatz kann insbesondere als senkrechter Abstand zwischen sich entsprechenden Elementen der Transportbahnen, beispielsweise einer Mittelebene oder eines Mittelpunkts der Langstatoren, definiert werden. Die Transportbahnen können, müssen aber nicht zwingend, baugleich sein. Beispielsweise kann eine der Transportbahnen ein zusätzliches Führungselement aufweisen. Auch die Art und Form der Führungselemente 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 baugleich ausgebildet sein.
Die Transportelemente weisen jeweils, wie an sich bekannt, wenigstens ein Sekundärteil zur magnetischen 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, insbesondere 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 ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführung kann der Langstator-Linearmotor auch als asynchroner Linearmotor ausgebildet sein, wobei mindestens ein Permanentmagnet und/oder nicht schaltender Elektromagnet des Sekundärteils der Transportelemente und/oder ein elektrisch leitendes Element der Transportelemente, z. B. in Form einer metallischen Platte, an welcher der Permanentmagnet und/oder nicht schaltende Elektromagnet angebracht sind, als elektrische Leiter 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 gegenüberstehenden 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 angeordnet, dass der zwischen den Polen der Magnete des Sekundärteils und des Langstators vorhandene Luftspalt im Wesentlichen senkrecht zu einer Aufstandsfläche des Transportsystems bzw. der Behälterbehandlungsanlage ausgerichtet ist. In diesem „vertikalen“ Fall sind die im Allgemeinen 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 Folgenden 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 zudem die beiden Langstatoren parallel zueinander mit einem horizontalen Versatz, d.h. sich entsprechende Punkte der Langstatoren sind in einer horizontalen Ebene zueinander versetzt.
In einer zweiten, alternativen Ausführung sind die Führungsschiene(n), Langstator(en) und Sekundärteile derart angeordnet, dass der zwischen den Polen der Magnete des Sekundärteils und des Langstators vorhandene Luftspalt im Wesentlichen parallel zu der Aufstandsfläche des Transportsystems 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 Sekundärteils. In diesem Fall ist somit die Langstator-Ebene eine horizontale Ebene. Die Bewegungsrichtung und der Verlauf der wenigstens einen Führungsschiene ist hierbei ebenfalls im Wesentlichen horizontal, d. h. parallel zu der Aufstandsfläche angenommen. Bei einem beidseitigen Linearmotor verlaufen jedoch nunmehr die beiden Langstatoren parallel zueinander mit einem vertikalen 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 transportierten Behälter in einer horizontalen Ebene. Es versteht sich jedoch, dass die oben genannte Transportbahn auch Steigungen, ja sogar vertikale Teilstücke, umfassen kann. Entsprechend sind die relativen Anordnungen von Führungsschienen, Langstatoren und Sekundärteilen an die Ausrichtung der Transportbahn anzupassen. Der Einfachheit der Beschreibung halber wird im Folgenden ohne Einschränkung eine horizontal ausgerichtete Transportbahn angenommen. Es versteht 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 Regeleinheit kann dabei als eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit des Langstator-Linearmotorsystems und/oder durch dezentral an den Transportelementen angeordnete Steuer- und/oder Regeleinheiten realisiert werden. Durch gezieltes Ansteuern einzelner Elektromagnete bzw. einzelner 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 Transportelementen entlang der Transportbahn geleitet werden kann.
Erfindungsgemäß umfasst der Satz von Transportelementen für den Einsatz an zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen wenigstens ein Transportelement einer ersten Bauart und wenigstens ein Transportelement einer zweiten Bauart. Bei mehr als zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen umfasst der Satz entsprechend Transportelemente weiterer Bauarten. 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 Transportelement jeder Bauart umfassen oder auch mehr als ein Transportelement zu mindestens einer Bauart. Insbesondere können von jeder Bauart gleich viele Transportelemente 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 Transportelemente der zweiten Bauart zur Anordnung und Bewegung an der zweiten Transportbahn ausgebildet.
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 Führungselement der Transportbahn angeordnet bzw. gelagert sein, die dem Transportelement der anderen Bauart zugeordnet ist. Die Transportbahnen können insbesondere räumlich vollständig voneinander getrennt sein.
Erfindungsgemäß sind die Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart derart verschieden 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 Transportbahnen vorgesehen, wobei entsprechende zusätzliche Bauarten der Transportelemente vorgesehen 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 Haltevorrichtungen für die Behälter, derart verschieden ausgebildet, dass die von ihnen transportierten Behälter in einer gemeinsamen Ebene transportiert werden. Anders als bei den Transportbahnen 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 Transportstrecke angeordnete Behälterbehandlungsstationen.
Wie bereits erwähnt, können die Transportelemente 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/oder Anordnung der den Transportelementen zugeordneten Haltevorrichtungen für die Behälter ausgeglichen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann sich aber auch, wie bereits oben erwähnt, die Ausbildung der Transportelemente selbst, beispielsweise aufgrund der Anordnung der Lagerelemente und/oder der Form des Rumpfes der Transportelemente, unterscheiden. Beispielsweise können die Transportelemente der zweiten Bauart einen bezüglich der Lagerung an den Führungselementen der zweiten Transportbahn höher ausgebildeten Rumpf aufweisen, sodass 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 Haltevorrichtungen 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 Greifelement kann dabei passiv oder aktiv steuerbar ausgebildet sein. Insbesondere sind Greifelemente zum formschlüssigen oder kraftschlüssigen Greifen eines Halsbereichs der Behälter, z. B. des sogenannten Neckrings zum Neckhandling von Kunststoffflaschen, vorstellbar, wobei der gehaltene Behälter beim formschlüssigen Greifen um seine Längsachse drehbar in dem Greifelement gelagert sein kann. Zudem kann das Greifelement schwenkbar und/oder höhenverstellbar ausgebildet sein. Gemäß dieser Weiterbildung sind die erste und die zweite Haltevorrichtung derart 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 Transportelementen 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 Ausdehnung 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 Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart bezüglich der Transportrichtung derart an der ersten bzw. der zweiten Transportbahn angeordnet sind, dass in dem Behälterstrom abwechselnd Behälter bzw. Behältergebinde von einem Transportelement der ersten Bauart und ein Transportelement der zweiten Bauart transportiert werden. Hier und im Folgenden werden zwei Transportelemente, unabhängig davon, an welcher Transportbahn die Transportelemente angeordnet sind, als unmittelbar aufeinanderfolgend betrachtet, wenn die von ihnen transportierten Behälter bzw. Behältergebinde 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 angeordnet sein, dass an keiner Stelle der Prozessstrecke, d.h. desjenigen Teils der Transportbahnen, der dem Transport der Behälter dient, zwei baugleiche Transportelemente unmittelbar aufeinanderfolgen. 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 Transportbahn derart nah aneinander herangefahren werden können, dass die von ihnen transportierten Behälter mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als die Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Hierzu können die Transportelemente, insbesondere deren Haltevorrichtungen, derart ausgebildet sein, dass eine Kollision von Teilen aufeinanderfolgender Transportelemente 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 ausgebildete Haltevorrichtung der Transportelemente der oberen Transportbahn zwischen zwei aufeinanderfolgende 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 Transportelemente der ersten Bauart auf einer Seite der Transportelemente bezüglich der Transportrichtung angeordnet sein, während eine Haltevorrichtung der Transportelemente der zweiten Bauart auf der anderen Seite der Transportelemente angeordnet ist. Auf diese Weise können die Haltevorrichtungen in eine Lücke zwischen den beiden Transportbahnen greifen. In diesem Fall unterscheiden 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 Unterstützungselemente als Teil der Haltevorrichtung vorgesehen sein können, die beispielsweise einen Bodenbereich der Behälter stützen können. Jedoch ist zumindest ein Halteelement vorgesehen, an dem die Behälter zumindest mit einem Teil ihrer Gewichtskraft hängen. Beispielsweise kann eine Klammer oder ein 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 Transportelemente, 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 erreicht, 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 unterscheiden 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 Transportbahnen 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 beispielsweise mittig zwischen den Transportbahnen angeordnet sein. Auch hier ist eine Vielzahl alternativer Weiterbildungen, insbesondere durch Kombination von horizontal und vertikal versetzten Transportbahnen, denkbar.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die längere Haltevorrichtung der ersten und der zweiten Haltevorrichtung wenigstens ein Lagerelement aufweisen, mittels dessen die längere Haltevorrichtung an einem Führungselement, insbesondere der Transportbahn, an der das Transportelement mit der kürzeren Haltevorrichtung angeordnet ist, lagerbar ist. Bei dem Führungselement, 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 wenigstens ein Lagerelement aufweisen, mittels dessen die kürzere Haltevorrichtung an dem Führungselement gelagert ist. Es versteht sich, dass auch mehr als ein Führungselement und entsprechend 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 Übergabe und/oder Aufnahme von Behältern oder Vorformlingen ausgleichen.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Transportsystem zum Transport von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage gelöst, das eine Vielzahl von Sätzen von Transportelementen nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen, 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 zueinander angeordnet 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 Transportsystem angewendet werden. Insbesondere können die erste und die zweite Transportbahn wie oben beschrieben vertikal und/oder horizontal zueinander versetzt angeordnet sein. Die zugehörigen Langstator-Linearmotoren können wie oben beschrieben vertikal oder horizontal ausgerichtet sein. Des Weiteren kann wenigstens ein Führungselement vorgesehen sein, an dem eine Haltevorrichtung 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 Transportelemente ein solches Lagerelement aufweisen. Ergänzend kann auch die kürzere Haltevorrichtung der Transportelemente ein Lagerelement aufweisen, mit dem sie an demselben Führungselement gelagert sein kann. Wie bereits erwähnt können die erste und die zweite Transportbahn baugleich sein.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch die Verwendung wenigstens eines Satzes von Transportelementen gemäß einer der oben beschriebenen Weiterbildungen mit einem Transportsystem 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 zueinander angeordnet sind.
Auch hier können dieselben Variationen und Weiterbildungen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Satz von Transportelementen beschrieben wurden, angewendet werden. 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 Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart zumindest abschnittsweise entlang der ersten und der zweiten Transportbahn so nah aneinander herangefahren werden, dass von den Transportelementen transportierte Behälter mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als eine Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist. Dabei ist die Ausdehnung der Transportelemente 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 verändert 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 Transportelemente 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 Drittelverband. Aufgrund der reduzierten Teilung kann bei gleichem Durchsatz die Geschwindigkeit der Transportelemente reduziert werden, wodurch sich der Verschleiß der Lagerelemente reduziert. Alternativ kann aufgrund der größeren Packungsdichte, das heißt der Anzahl der Behälter bzw. Vorformlinge pro Prozessstrecke, ein höherer Durchsatz der Prozessstrecke bzw. der Behälterbehandlungsanlage erzielt werden. Da die Sekundärteile der Transportelemente nicht verändert werden müssen, können die Transportelemente mit unveränderter Vortriebskraft angetrieben werden.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung 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.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines einseitig geführten Transportelements gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt schematisch einen Satz von Transportelementen an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer ersten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt schematisch Transportelemente an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer zweiten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt schematisch drei Varianten von Transportelementen einer ersten und einer zweiten Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung.
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 Elemente. 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 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 wechselwirken. Aufgrund der Anordnung eines Langstators 150 lediglich auf einer Seite des Transportelements 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 exemplarisch 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 gegenüberliegenden Führungsschienen geführt zu werden. Entsprechend kann auch das Sekundärteil 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 angeordneten 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 1 dargestellten Weiterbildung ist die Teilung, mit der die Flaschen in einem Behälterstrom transportiert werden können, durch die Ausdehnung der Transportelemente 100 in Transportrichtung begrenzt. Durch spezielle Weiterbildungen der Transportelemente und ihrer Sekundärteile kann zwar, wie beispielsweise in der DE 10 2015 226 139 A1 beschrieben, diese Grenze unterschritten werden, jedoch reduziert sich dabei die wirksame Vortriebskraft.
2 zeigt schematisch einen Satz von Transportelementen 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 Transportbahnen 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 2 für die Transportelemente 200 der zweiten Bauart lediglich den Rumpf 210 mit Sekundärteil und die Haltevorrichtung 215. Schließlich ist in der dargestellten, 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 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 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 Haltevorrichtung abzustützen. Zusätzlich kann auch die kürzere Haltevorrichtung 115 über entsprechende Lagerelemente an der Führungsschiene 170 abgestützt werden.
In der in der 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 Transportelemente 100 der ersten Bauart. Als Konsequenz werden die Behälter 130 in derselben Höhe gehalten und geführt.
Aufgrund des vertikalen Versatzes zwischen den Transportbahnen 120 und 220 können die Transportelemente 100 und 200 mit dem in der 2 dargestellten Überlapp in Transportrichtung geführt werden. Hierzu können die Transportelemente und/oder deren Haltevorrichtungen wie in den 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.
3 zeigt schematisch Transportelemente an zwei vertikal zueinander versetzt angeordneten Transportbahnen gemäß einer zweiten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Weiterbildung 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 3 auch die Haltevorrichtungen 115a und 115b der Transportelemente 100a und 100b schmal ausgebildet. Bei der in der 3 gezeigten Weiterbildung ist es somit nicht erforderlich, dass die Haltevorrichtung 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.
4 zeigt schematisch drei Varianten von Transportelementen einer ersten und einer zweiten Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung. Die 4a und 4b können dabei auf die in den 2 und 3 gezeigten Weiterbildungen angewendet werden. Von den versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen sind in den 4a und 4b lediglich die Langstatoren 150 und 250 gezeigt, wobei jeweils die vertikale Mittelebene dieser Langstatoren als gestrichelte Linie angedeutet 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 Weiterbildungen 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 2 und 3 gezeigten Führen mit reduzierter Teilung vermieden wird.
In der Variante der 4a sind die Langstatoren 150 und 250, und somit die erste und die zweite Transportbahn, ausschließlich vertikal zueinander versetzt angeordnet. Um den in der 2 gezeigten Überlapp zwischen Haltevorrichtung 215 und Rumpf 110 zu ermöglichen, ist in der dargestellten 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 beispielsweise durch entsprechend ausgebildete Lagerelemente und/oder Aufhängungen der Lagerelemente 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 geringeren Ausdehnung senkrecht zu der vertikalen Ebene ausgebildet als die kürzere Haltevorrichtung 115. Es versteht sich, dass der Luftspalt zwischen Langstator und Sekundärteil der Transportelemente durch entsprechende Ausbildung der Transportelemente auch bei der Variante der 4a für beide Transportbahnen gleich sein kann. Gemäß der in der 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 4b. Anders als bei der Anordnung der 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 Transportbahnen, die horizontal und vertikal versetzt zueinander angeordnet sind, so wie es in der 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 horizontaler Versatz H übersetzt sich dann automatisch in einen entsprechenden Versatz der Haltevorrichtungen 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 4c schematisch dargestellt. In dieser nicht limitierenden Weiterbildung laufen die Rümpfe 510 und 610 der Transportelemente 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 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 H₁ der ersten Haltevorrichtung 515 senkrecht zu einer vertikalen Ebene von der entsprechenden Ausdehnung H₂ der zweiten Haltevorrichtung 615, um ein Führen der Behälter 130 in derselben vertikalen Ebene zu ermöglichen. In der hier dargestellten 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 Transportelementen der ersten und der zweiten Bauart.
Eine Vielzahl weiterer Ausbildungen der Transportelemente und Haltevorrichtungen ist, je nach Weiterbildung und Anordnung der Transportbahnen, denkbar.
5 zeigt schematisch drei Varianten von Anordnungen von Transportelemente an zwei, drei bzw. vier Transportbahnen gemäß der vorliegenden Erfindung. In der 5a ist erneut die Variante der 2 und 3 mit zwei Transportbahnen, d.h. zwei Langstatoren 150 und 250, dargestellt. 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 ersten und der zweiten Bauart kann durch entsprechende individuelle Steuerung der Transportelemente entlang der ersten und der zweiten Transportbahn mittels einer an sich bekannten Steuer- und/oder Regeleinheit des Langstator Linearmotorsystems erzielt werden. In der 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 Transportelemente der ersten und der zweiten Bauart im Halbverband, wodurch die Teilung Y₁ annähernd bis auf die Hälfte der Ausdehnung der Transportelemente reduziert werden kann.
In der Variante der 5b ist eine weitere Transportbahn mit zugehörigem Langstator 350 vertikal versetzt oberhalb der zweiten Transportbahn angeordnet, wobei Transportelemente 310 einer 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 dargestellten) Haltevorrichtungen für die Behälter. In der 5b sind zwei Sätze von Transportelementen mit jeweils einem Transportelement jeder Bauart dargestellt. Um eine minimale Transportteilung 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 5c schließlich wurde eine vierte Transportbahn mit zugehörigem Langstator 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 Sekundärteile der Transportelemente, Teilungen des Behälterstroms zu erreichen, die deutlich geringer 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 Abstützen 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013218389 A1 [0003]
DE 102015226139 A1 [0009, 0048]

Claims

Ein Satz von Transportelementen (100, 200; 100a-b, 200a) für ein Langstator-Linearmotorsystem mit wenigstens zwei versetzt zueinander angeordneten Transportbahnen (120, 220), die jeweils wenigstens einen Langstator-Linearmotor (150, 250) und wenigstens ein Führungselement (160, 260) aufweisen, wobei die Transportelemente jeweils zum Transport wenigstens eines Behälters (130), insbesondere 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 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 umfasst, 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.
Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 1, wobei die Transportelemente der ersten 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.
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.
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) ausgebildet sind.
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.
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, insbesondere um einen Versatz der ersten und der zweiten Transportbahn (120, 220) senkrecht zu der vertikalen Ebene, verschieden ist.
Der Satz von Transportelementen nach Anspruch 4 oder 5, wobei die längere Haltevorrichtung (215) der ersten und der zweiten Haltevorrichtung (115, 215) wenigstens ein Lagerelement aufweist, mittels dessen die längere Haltevorrichtung an einem Führungselement (170), insbesondere der Transportbahn, an der das Transportelement mit der kürzeren Haltevorrichtung angeordnet ist, lagerbar ist.
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; 100ab) 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.
Transportsystem nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) vertikal zueinander versetzt angeordnet sind.
Transportsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) horizontal versetzt zueinander angeordnet sind.
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.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) baugleich sind.
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 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, aufweist, wobei die erste und die zweite Transportbahn (120, 220) versetzt zueinander angeordnet sind.
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 angeordnet sind.
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 Transportelementen transportierte Behälter (130) mit einer Teilung transportiert werden, die kleiner als eine Ausdehnung der Transportelemente in Transportrichtung ist.