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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Puffern von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage und eine Vorrichtung zum Puffern von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 10 2018 211 859 A1 bekannt. Demnach können einreihige Behältergruppen, beispielsweise bestehend aus Getränkeflaschen, mittels quer ausgerichteter Reihenschieber ohne Staudruck über eine Pufferfläche geschoben werden. Im Zusammenhang mit einem jeweils quer zur Pufferrichtung ausgerichteten Behältereinlauf und Behälterauslauf ergibt sich so eine Puffervorrichtung, die Behälterströme bei effizienter Platzausnutzung, beispielsweise nach dem First-in-first-out-Prinzip, puffern kann.
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Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass die Behälter beim Verschieben nur vergleichsweise moderat beschleunigt und abgebremst werden können, um ein Umfallen der Behälter und/oder ein Verrutschen der Behälter aus ihrer einreihigen Anordnung zu verhindern. Gleichzeitig muss der Behältertransport im Einlauf- und Auslaufbereich mit dem quer dazu verlaufenden Vorschub der leeren Reihenschieber koordiniert werden. Insgesamt resultiert daraus eine unerwünscht geringe Maschinenleistung beim Einspeichern, Verschieben und Ausspeichern der Behältergruppen.
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Es besteht daher Bedarf für demgegenüber verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Puffern einreihig gruppierter Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage und insbesondere in einer Abfüllanlage.
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Die gestellte Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Das Verfahren dient zum Puffern einreihig gruppierter Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Abfüllanlage. Demnach speichert man die Behälter auf wenigstens einem Einlaufförderband in Einlaufrichtung ein und hebt diese dort einreihig an ihren Halsbereichen mittels in Einlaufrichtung ausgerichteter Greifleisten an. Die Greifleisten werden dann insbesondere jeweils paarweise mit den daran hängenden Behältern an entlang Schienen umlaufend geführten und einzeln angetriebenen Shuttles über einen sich quer an das Einlaufförderband anschließenden Pufferbereich in einer zur Einlaufrichtung quer verlaufenden Pufferrichtung bewegt. Schließlich werden die Behälter auf wenigstens einem sich an den Pufferbereich anschließenden Auslaufförderband abgesetzt und in einer Auslaufrichtung quer zur Pufferrichtung ausgespeichert.
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Dadurch, dass die Behälter beim Beschleunigen und/oder Abbremsen der Shuttles über dem Einlaufförderband, dem Pufferbereich und dem Auslaufförderband an den Greifleisten hängen, lässt sich eine stabile einreihige Transportlage der Behälter einhalten und dadurch sowohl ein Umfallen der Behälter als auch ein Versatz einzelner Behälter in Pufferrichtung gegenüber ihrer einreihigen Ausrichtung vermeiden. Dies wird im Wesentlichen durch den bodenfreien Transport der Behälter über dem Pufferbereich ermöglicht. Zudem kann ein kollisionsfreier Einlauf der Behältergruppen bei hohen Maschinenleistungen durch Öffnen und/oder Anheben der Greifleisten begünstigt werden.
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Die Greifleisten greifen die Halsbereiche der Behälter dabei bezogen auf die Pufferrichtung sowohl von vorne als auch von hinten. Entsprechend können die geöffneten Greifleisten quer zur Pufferrichtung ausgerichtete Einlaufkanäle für die Halsbereiche der Behälter ausbilden.
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Die Behälter sind vorzugsweise streckgeblasene Kunststoffflaschen mit Tragringen.
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Beim Einlaufen der Behälter in die Greifleisten und beim Auslaufen aus den Greifleisten sind die Shuttles vorzugsweise in einer konstanten Vorschubposition in Pufferrichtung gesehen. Die Behälter können dann einreihig in die stationär über dem Einlaufförderband und/oder Auslaufförderband angeordneten Greifleisten einlaufen und/oder aus diesen wieder auslaufen. Nach geeignetem Öffnen und/oder Anheben der Greifleisten ist allerdings auch ein Einlaufen und/oder Auslaufen der Behälter bei gleichzeitigem Vorschub der Greifleisten denkbar.
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Nach dem Einlaufen der Behälter werden die Greifleisten um die Halsbereiche der Behälter und insbesondere unterhalb daran ausgebildeter Tragringe geschlossen und an den Shuttles maschinell angehoben. Umgekehrt werden die bestückten Greifleisten beim Ausspeichern an den Shuttles auf das Auslaufförderband abgesenkt, die Halsbereiche / Tragringe der Behälter durch Öffnen der Greifleisten freigegeben und die Behälter anschließend einreihig aus den Greifleisten herausgefahren.
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Vorzugsweise greifen an den Greifleisten ausgebildete Greifbacken unter an den Behältern ausgebildete Tragringe ein. Dabei verriegeln sich die Greifbacken schwerkraftgetrieben um eine horizontale Schwenkachse nach innen schwenkend von selbst an den Behältern und tragen diese so ihren Tragringen.
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Die Selbstverriegelung der Greifbacken durch schwerkraftgetriebenes nach innen Schwenken unter die Tragringe macht die Erzeugung zusätzlicher Verriegelungskräfte / Schließkräfte durch gesteuerte Antriebe oder dergleichen entbehrlich. Aufgrund der schwerkraftgetriebenen Selbstverriegelung müssen die Stellantriebe der Greifleisten lediglich die Stellbewegungen zum gesteuerten Öffnen und/oder Schließen der Greifbacken bewirken und können somit von den an den Greifbacken wirkenden Gewichtskräften der Behälter entlastet werden. Die Stellantriebe der Greifleisten können daher kompakt und energiesparend ausgelegt werden.
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Vorzugsweise werden Verriegelungskräfte und/oder Schließkräfte der Greifleisten für den hängenden Transport der Behälter dann insbesondere ausschließlich schwerkraftgetrieben erzeugt aufgrund eines geeigneten Versatzes zwischen Schwerpunkt und Schwenkachse der Greifbacken. Das heißt, die Greifbacken sind derart gelagert und ausbalanciert, dass sie durch den Einfluss der Schwerkraft von selbst aufeinander zu schwenken und formschlüssig tragend unter den Tragringen eingreifen. Die Greifbacken haben dann eine im geschlossenen Zustand der Greifleisten nach oben weisende Auflagefläche für die Tragringe der Behälter. Dadurch lässt sich eine stabile Selbstverriegelung und Tragfunktion der Greifbacken am Halsbereich der Behälter ohne aktives Zusammendrücken der Greifbacken bereitstellen.
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Vorzugsweise schwenken die Greifbacken beim Schließen und Öffnen der Greifleiste paarweise um eine gemeinsame, quer zur Pufferrichtung ausgerichtete Schwenkachse. Dies ermöglicht eine einfache Lagerung und schwerkraftgetriebene Verriegelung der Greifbacken, beispielsweise durch sukzessives Auffädeln der Greifbacken auf der Schwenkachse.
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Vorzugsweise werden sämtliche Greifbacken der jeweiligen Greifleiste mittels eines gemeinsamen, aktiv angetriebenen Betätigungsmechanismus geöffnet und insbesondere auch geschlossen. Sämtliche Greifbacken der Greifleiste können dann vom Betätigungsmechanismus synchron geöffnet und gegebenenfalls geschlossen werden. Hierfür sind nur vergleichsweise geringe Stellkräfte erforderlich, da die Verriegelung und der tragende Formschluss der Greifbacken schwerkraftgetrieben hergestellt werden.
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Die Greifleisten können prinzipiell auch ausschließlich passiv geschlossen werden, indem die Greifbacken beim Absenken der Greifleisten auf die Behälter zuerst von diesen auseinandergedrückt werden beim weiteren Absenken unterhalb der Tragringe schwerkraftgetrieben aufeinander zu klappen und sich so schließen und an den Behältern verriegeln.
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Vorzugsweise werden die Greifleisten jeweils von quer zur Pufferrichtung aneinander gereihten Paaren von Greifbacken gebildet und greifen quer zur Pufferrichtung gesehen durchgehend. Die Paare von Greifbacken können dann auch als einzelne Greifer verstanden werden, die in einer geeigneten Anzahl quer zur Pufferrichtung aneinandergereiht werden, um die Greifleiste auszubilden. Unter einem durchgehenden Greifen ist zu verstehen, dass die Behälter im Wesentlichen unabhängig von ihrer Position entlang der Greifleiste von dieser aufgenommen werden können. Das heißt, die Behälter können auch an Übergängen / Spalten zwischen benachbarten Greifen beziehungsweise Paaren von Greifbacken aufgenommen und hängend gehalten werden.
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Somit lassen sich Behälter mit unterschiedlichen Rumpfquerschnitten in den Greifleisten halten ohne diese an die jeweiligen Rumpfdurchmesser anpassen zu müssen. Bekanntermaßen unterscheiden sich Behälter, insbesondere solche mit Tragringen, an ihren Halsbereichen kaum hinsichtlich der Außenabmessungen, sodass unterschiedliche Behälterformate in den Greifleisten relativ problemlos aufgenommen und gehalten werden können. Lediglich die Anzahl der darin aneinander reihbaren Behälter hängt dann vom Rumpfdurchmesser ab, wohingegen eine im Wesentlichen lückenlose einreihige Gruppierung der Behälter in den jeweiligen Greifleisten formatunabhängig möglich ist.
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Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Demnach dient diese zum Puffern einreihig gruppierter Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Abfüllanlage, und umfasst einen Pufferbereich, beispielsweise einen Puffertisch, und ein darüber angeordnetes Transportsystem zum Transport der Behälter in einer Pufferrichtung über den Pufferbereich von einem Einlaufbereich mit wenigstens einem quer zur Pufferrichtung verlaufenden Einlaufförderband in einen Auslaufförderband mit wenigstens einem quer zur Pufferrichtung verlaufenden Auslaufförderband. Das Transportsystem umfasst an Schienen umlaufend geführte und unabhängig voneinander angetriebene Shuttles zum Transport der Behälter.
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Erfindungsgemäß umfassen die Shuttles quer zur Pufferrichtung ausgerichtete Greifleisten zum jeweils einreihigen Anheben, hängenden Transportieren und aufrechten Absetzen einreihig angeordneter Behälter.
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Damit lassen sich die bezüglich des Anspruchs 1 beschriebenen Vorteile erzielen.
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Vorzugsweise umfassen die Greifleisten paarweise um horizontale Achsen schwenkbare Greifbacken, deren Schwerpunkte und Schwenkachsen jeweils derart zueinander versetzt sind, dass die Greifbacken schwerkraftgetrieben unter an den Behältern ausgebildeten Tragringen nach innen einschwenken können und sich dadurch beim Anheben der Behälter von selbst an den Behältern verriegeln und diese an den Tragringen tragend abstützen.
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Vorzugsweise umfassen die Greifleisten dann jeweils einen aktiv angetriebenen Betätigungsmechanismus zum Öffnen und insbesondere auch Schließen sämtlicher daran ausgebildeter Greifbacken.
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Damit lassen sich die bezüglich der Ansprüche 2 und 3 beschriebenen Vorteile erzielen.
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Vorzugsweise umfasst der Betätigungsmechanismus eine sich quer zur Pufferrichtung über alle Greifbacken erstreckende Hubleiste, die die Greifbacken beim Anheben voneinander wegbewegt und somit die Greifleiste öffnet, und die beim Absenken zulässt, dass die Greifbacken schwerkraftgetrieben aufeinander zu klappen und sich die Greifleiste somit schließt. Dies ermöglicht ein einfaches und synchrones Öffnen und Schließen der Greifleiste mit geringen Stellkräften und eine Minimierung der dafür nötigen Hubantriebe.
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Als Hubantrieb eignet sich beispielsweise ein Servomotor, ein Linearmotor oder ein Pneumatikzylinder. Die Hubleiste kann beispielsweise ein auf dem Kopf stehendes T-Profil aufweisen, dessen seitliche Schenkel in jeweils einen der paarweise einander zugeordneten Greifbacken eingreift.
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Vorzugsweise sind die Greifleisten quer zur Pufferrichtung segmentiert in Form einer insbesondere im Wesentlichen lückenlosen Aneinanderreihung von Greifern, die aus je einem Paar der Greifbacken gebildet sind. Dies ermöglicht zum einen eine stabile Konstruktion der Greifleisten für vergleichsweise lange Reihen von Behältern und zum anderen einen modularen Aufbau und eine einfache Skalierung der Greifleisten je nach Länge der jeweils aufzunehmenden Behälterreihe. Anders gesagt können die Greifleisten je nach benötigter Abmessung aus einer geeigneten Anzahl von Segmenten quer zur Pufferrichtung dimensioniert werden.
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Vorzugsweise sind dann jeweils mehrere Greifer, insbesondere jeweils zwei bis sechs Greifer, in einem Modul mit gemeinsamer Tragstruktur für die Greifer zusammengefasst. Die Module können dann beispielsweise an einem Querträger des Shuttles je nach Abmessung quer zur Pufferrichtung in geeigneter Anzahl aneinandergereiht werden.
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Vorzugsweise umfasst jedes Modul eine Schwenkachse, auf der die Greifbacken des Moduls gemeinsam aufgefädelt sind. Dies ermöglicht einen vergleichsweise einfachen modularen Aufbau und eine einfache Montage des Moduls, indem die Greifbacken sowohl auf der Schwenkachse als auch auf der parallel darüber verlaufenden Hubleiste aufgefädelt / aneinandergereiht werden.
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Vorzugsweise sind sämtliche Greifbacken der Greifleisten identisch ausgebildet und insbesondere paarweise rotationssymmetrisch gespiegelt, also paarweise gegenseitig horizontal um 180° verdreht, an der zugeordneten Schwenkachse angeordnet. Die Greifleisten können dann auf besonders einfache Weise modular aufgebaut werden, indem lediglich ein Typ von Greifbacken sowohl für die (in Pufferrichtung) vorderen als auch die hinteren Greifbacken einer Greifleiste verwendet werden.
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Vorzugsweise umfassen die Shuttles Hubeinheiten zum Anheben und Absenken der Greifleisten. Damit können die Greifleisten bezüglich der umlaufend führenden Schienen im Bereich des Einlaufförderbands und des Auslaufförderbands auf geeignete Weise abgesenkt und angehoben werden.
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Vorzugsweise weisen die Greifleisten eine Breite von 3 bis 6 m, insbesondere von 4 bis 5,5 m, quer zur Pufferrichtung auf. Damit lassen sich besonders effiziente Puffervorrichtung, also mit vergleichsweise hoher Pufferkapazität auf vergleichsweise kleiner Standfläche, bereitstellen.
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Vorzugsweise umfasst jedes Shuttle zwei in Pufferrichtung hintereinander angeordnete Greifleisten. Dies reduziert den apparativen Aufwand für den Transport der Behälter in Pufferrichtung. Ferner können die Greifleisten insgesamt vergleichsweise dicht aneinander angeordnet werden, insbesondere falls die Fahrwerke und Antriebe der Shuttles in Pufferrichtung gesehen länger sind als die einzelnen Greifleisten. Anders gesagt lässt sich so die Transportteilung der Behälter in Pufferrichtung im Bereich der Puffervorrichtung minimieren.
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Gegebenenfalls kann dann der Abstand in Pufferrichtung zwischen den beiden am Shuttle hintereinander angeordneten Greifleisten eingestellt werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung;
- 2 eine schematische seitliche Ansicht der Vorrichtung;
- 3 eine Ansicht eines Shuttles in Pufferrichtung;
- 4 eine Schrägansicht von zwei Greifmodulen:
- 5 eine Ansicht des Greifmoduls quer zur Pufferrichtung; und
- 6 Paarweise angeordnete Greifbacken in einer Ansicht von unten; und
- 7 Beispielhafte Bewegungsprofile der Shuttles beim Umlauf am Transportsystem.
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Wie die 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die Vorrichtung 1 zum Puffern einreihig gruppierter Behälter 2 / Behältergruppen 2a einen Pufferbereich 3, beispielsweise oberhalb eines im Wesentlichen horizontalen und feststehenden Puffertischs 3a, sowie ein darüber angeordnetes Transportsystem 4 zum hängenden Transportieren der Behälter 2 / Behältergruppen 2a durch den Pufferbereich 3 in einer Pufferrichtung PR von einem Einlaufbereich 5 mit wenigstens einem Einlaufförderband 5a in einen Auslaufbereich 6 mit wenigstens einem Auslaufförderband 6a. Das wenigstens eine Einlaufförderband 5a verläuft in einer Einlaufrichtung ER und das Auslaufförderband 6a in einer Auslaufrichtung AR jeweils quer und insbesondere orthogonal zur Pufferrichtung PR des Transportsystems 4.
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Das Transportsystem 4 umfasst unabhängig voneinander angetriebene Shuttles 7 und als geschlossene Umlaufbahn ausgebildete Schienen 8, an denen die Shuttles 7 entlanglaufen. Das Transportsystem 4 umfasst eine untere Transportebene 4a zum Einspeichern, Puffern und Ausspeichern der Behälter 2 und eine obere Transportebene 4b zum Zurückführen der leeren Shuttles 7 vom Auslaufbereich 6 zum Einlaufbereich 5. In der oberen Transportebene 4b laufen die Shuttles 7 kopfüber bezogen auf ihre Ausrichtung in der unteren Transportebene 4a.
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Die Shuttles 7 umfassen vorzugsweise eine (in Pufferrichtung PR gesehen) vordere Greifleiste 9 und eine diesbezüglich hintere Greifleiste 10 zum hängenden / bodenfreien Transport der Behälter 2 / Behältergruppen 2a.
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Die Shuttles 7 können aber auch jeweils nur eine der Greifleisten 9, 10 umfassen.
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In Pufferrichtung PR hintereinander am Shuttle 7 angeordnete Greifleisten 9, 10 können auch als Zwillings-Greifleisten angesehen werden. Jede Greifleiste 9, 10 ist für sich genommen zur einreihigen Aufnahme der Behälter 2 / Behältergruppen 2a ausgebildet und quer, insbesondere orthogonal, zur Pufferrichtung PR ausgerichtet.
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Die Greifleisten 9, 10 können auch als in Pufferrichtung PR bewegliche und räumlich voneinander getrennte Pufferzeilen für die einzelnen Behältergruppen 2a angesehen werden.
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Das Einlaufförderband 5a und das Auslaufförderband 6a sind zum bodengeführten Transport der aufrechtstehenden Behälter 2 ausgebildet.
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Der Pufferbereich 3 könnte zumindest abschnittsweise als Puffertisch 3a mit wenigstens einem darin integrierten und quer zur Pufferrichtung PR ausgerichteten Verzweigungsförderband (nicht dargestellt) zum bodengeführten Einleiten und/oder Ausleiten einzelner Behälter 2 / Behältergruppen 2a ausgebildet sein. Prinzipiell ist ein Puffertisch 3a aufgrund des hängenden Transports der Behälter im Pufferbereich 3 jedoch nicht erforderlich.
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In der 1 ist schematisch zu erkennen, dass die Greifleisten 9, 10 zwischen einer jeweils im Einlaufbereich 5 und im Auslaufbereich 6 angedeuteten geöffneten Stellung 11 und einer im Pufferbereich 3 angedeuteten geschlossenen Stellung 12 verstellt werden können. Die Greifleisten 9, 10 greifen die Behälter 2 an daran ausgebildeten Tragringen 2b (lediglich an zwei Behältern 2 schematisch angedeutet) und können die Behälter 2 auf diese Weise anheben, hängend tragen und wieder aufrecht absetzen.
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Schematisch angedeutet sind ferner an den Shuttles 7 ausgebildete Fahrwerke 7a, von denen beispielsweise jeweils eines einen Antrieb zum Bewegen des Shuttles 7 entlang der Schienen 8 umfassen kann. Ferner umfassen die Shuttles 7 schematisch angedeutete Querträger 7b, bezüglich der die Greifleisten 9, 10 motorisch angehoben und abgesenkt werden können.
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In der 1 ist ferner schematisch angedeutet, dass die Greifleisten 9, 10 die Behälter 2 (in Pufferrichtung PR gesehen) von vorne und hinten unterhalb der Tragringe 2b greifen und die Behälter 2 dadurch beim Beschleunigen und Abbremsen der Shuttles 7 in aufrecht hängender Lage stabilisieren.
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Die 3 zeigt schematisch und in Pufferrichtung PR gesehen ein Shuttle 7 mit einer einzelnen Greifleiste 9 umfassend eine Vielzahl quer zur Pufferrichtung PR aneinandergereihter Greifbacken 13, von denen beispielsweise jeweils vier Paare mechanisch zu einem Greifmodul 14 zusammengefasst sind.
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Die Greifleiste 9, 10 umfasst ferner einen Querträger 15 und daran befestigte Laschen 16a, 16b oder dergleichen Tragstrukturen, die die Greifmodule 14 am Querträger 15 halten.
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Ferner umfasst jede Greifleiste 9, 10 einen für sämtliche daran vorhandenen Greifbacken 13 gemeinsamen Betätigungsmechanismus 17. Der Betätigungsmechanismus 17 umfasst eine sich über die gesamte Greifleiste 9, 10 quer zur Pufferrichtung PR erstreckende Hubleiste 17a, vorzugsweise mit einem auf dem Kopf stehenden T-Profil, und Hubantriebe 17b zum Anheben und Absenken der Hubleiste 17a.
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Schematisch angedeutete sind in der 3 ferner die Fahrwerke 7a und der Querträger 7b des zugehörigen Shuttles 7 sowie die Schienen 8 des Transportsystems 4. Der Querträger 15 der Greifleiste 9, 10 kann beispielsweise mittels vertikal ausgerichteter Lineareinheiten 18 bezüglich des Querträgers 7b des Shuttles 7 angehoben und abgesenkt werden.
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Die 4 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt zwei Greifmodule 14 der Greifleiste 9, 10, die insgesamt aus einer Vielzahl quer zur Pufferrichtung PR aneinandergereihter Greifbacken 13 zusammengesetzt ist. Ebenso dargestellt ist der Betätigungsmechanismus 17 für die Greifbacken 13 mit der Hubleiste 17a und einem zugehörigen Hubantrieb 17b. Zu erkennen sind ferner der Querträger 15 sowie die Laschen 16a, 16b.
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Die Greifbacken 13 sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Schwenkachse 19 aufgefädelt und können an dieser zwischen der geöffneten Stellung 11 und der geschlossenen Stellung 12 (siehe 1) der Greifleiste 9, 10 vertikal geschwenkt werden.
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Die Hubantriebe 17b sind beispielsweise als Servomotor, Linearmotor oder Pneumatikzylinder ausgebildet und dienen vorzugsweise nur dazu, die Greifbacken 13 zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung 11, 12 zu verstehen, ohne dabei auch die für das Anheben und Tragen der Behälter 2 nötigen Schließkräfte / Verriegelungskräfte 20 (in der 4 nur einseitig angedeutet) zu erzeugen.
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Stattdessen verriegeln sich die Greifbacken 13 in der geschlossenen Stellung 12 schwerkraftgetrieben von selbst, in dem sie unter den Tragringen 2b an die Behälter 2 klappen und die Tragringe 2b beim Anheben der Greifleiste 9, 10 formschlüssig unterstützen.
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Dies ist beispielshaft in der 5 für ein Paar der Greifbacken 13 angedeutet.
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Demnach umfasst jeder Greifbacken 13 einen unteren Schenkel 13a und einen oberen Schenkel 13b. Die unteren Schenkel 13a dienen zum tragenden Abstützen der Tragringe 2b und zum formschlüssigen Verriegeln der Greifbacken 13 an den Halsbereichen 2c der Behälter 2 unterhalb der Tragringe 2b.
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Zu diesem Zweck sind die unteren Schenkel 13a an ihren freien Enden nach innen hin hakenförmig ausgebildet mit nach oben weisenden Auflageflächen 21 für die Tragringe 2b und mit schräg nach unten und innen weisenden Gleitflächen 22 zum passiven Öffnen der Greifleisten 9, 10 beim Absenken der Greifbacken 13 entlang der Tragringe 2b.
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Das heißt, beim Absenken können die Greifbacken 13 an ihren Gleitflächen 22 passiv geöffnet werden, indem sie von den Tragringen 2b zuerst auseinander gezwungen werden und dann darunter von selbst wieder aufeinander zu klappen und dadurch beim anschließenden Anheben der Greifleiste 9, 10 einen tragenden Formschluss mit den Tragringen 2b herstellen.
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Die oberen Schenkel 13b der Greifbacken 13 umfassen ferner Ausnehmungen 17c, die zum Eingriff der Hubleiste 17a ausgebildet sind und somit als Bestandteile des Betätigungsmechanismus 17 angesehen werden können.
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Der (lediglich schematisch angedeutete) Schwerpunkt 23 der Greifbacken 13 ist bezüglich der Schwenkachse 19 nach außen versetzt, sodass die unteren Schenkel 13a der Greifbacken 13 schwerkraftgetrieben und somit selbststätig aufeinander zu und somit gegen den Halsbereich 2c der Behälter 2 einklappen können.
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Das Einklappen der unteren Schenkel 13a der Greifbacken 13 aufeinander zu wird durch die vertikale Position der Hubleiste 17a auf geeignete Weise innerhalb der Ausnehmungen 17c ermöglicht.
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Die Hubleiste 17a wird beim Öffnen der Greifleiste 9, 10 zum einen derart angehoben, dass die Tragringe 2b in der geöffneten Stellung 11 quer zur Pufferrichtung PR zwischen die Greifbacken 13 eingefahren werden können. Beim Schließen der Greifleiste 9, 10 in die geschlossene Stellung 12 wird die Hubleiste 17a dann derart abgesenkt, dass die unteren Schenkel 13a der Greifbacken 13 schwerkraftgetrieben unter die Tragringe 2b der Behälter 2 einschwenken und an den darunterliegenden Halsbereichen 2c der Behälter 2 anschlagen können.
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Beim anschließenden Anheben der Greifleiste 9, 10 nehmen die Auflageflächen 21 der unteren Schenkel 13a die zugeordneten Tragringe 2b nach oben hin mit und halten die Behälter 2 mittels Selbstverriegelung am Halsbereich 2c unterhalb der Tragringe 2b.
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Der Hubantrieb 17b muss somit selbst keine Verriegelungskraft 20 aufbringen, sondern die Hubleiste 17a lediglich so positionieren, dass die Greifbacken 13 an den Ausnehmungen 17c geführt nach unten gegen die Halsbereiche 2c der Behälter 2 klappen können.
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Anders gesagt werden die Greifbacken 13 beim schwerkraftgetriebenen Schließen der Greifleiste 9, 10 von der Hubleiste 17a (an deren seitlichen Schenkeln) lediglich geführt. Beim Öffnen der Greifleiste 9, 10 müssen die Greifbacken 13 von der Hubleiste 17a zudem lediglich entgegen der daran (ohne die Behälter 2) wirkenden Schwerkraft angehoben werden. Hierfür sind nur relativ kleine Betätigungshübe 17d der Hubleiste 17a und Stellkräfte der zugeordneten Hubantriebe 17b erforderlich. Somit können diese vergleichsweise kompakt und energiesparend ausgebildet werden.
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Die 6 verdeutlicht in einer Ansicht von unten, dass die Greifbacken 13 jeweils identisch ausgebildet sein können und die Greifleiste 9, 10 vorzugsweise aus Paaren von zueinander in der Horizontalen um 180° gedrehten und zinkenartig ineinandergreifenden Greifbacken 13 zusammengesetzt ist.
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Dargestellt sind in der 6 die unteren Schenkel 13a von insgesamt vier Greifbacken 13, wobei die Auflageflächen 21 für die Tragringe 2b von den Gleitflächen 22 verdeckt sind.
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In den 3 bis 6 ist ferner zu erkennen, dass die Greifbacken 13 vorzugsweise im Wesentlichen lückenlos quer zur Pufferrichtung PR aneinandergereiht sind. Dadurch ergibt sich eine quer zur Pufferrichtung PR durchgehend greifende Greifleiste 9, 10.
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Entsprechend können Behälter 2, 2' unterschiedlicher Formate (siehe die 3) ohne Umrüstung und/oder Einhaltung einer bestimmten Teilung zwischen den Behältern 2, 2' zueinander in den Greifleisten 9, 10 aufgenommen werden. Das heißt, unabhängig vom jeweiligen Rumpfdurchmesser können die Behälter 2, 2' auf Kontakt zueinander in den Greifleisten 9, 10 einreihig aufgenommen werden.
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Zudem ist die prinzipielle Haltefunktion der Greifleisten 9, 10 vom Rumpfquerschnitt der Behälter 2 weitgehend unabhängig. Da die Tragringe 2b und die Halsbereiche 2c in der Regel für streckgeblasene Kunststoffbehälter auch bei unterschiedlichen Rumpfdurchmessern identisch sind, eignen sich die Greifleisten 9, 10 auch bei Formatumstellungen der Behälter 2 für ein platzsparendes Puffern der Behälter 2, 2', also unter effizienter Ausnutzung der jeweiligen Breite der Greifleiste 9, 10 quer zur Pufferrichtung PR, ohne Umrüstung der Greifleiste 9, 10.
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Nichtsdestoweniger könnte ein (in der 1 angedeuteter) Abstand 25 zwischen den Greifleisten 9, 10 eines Shuttles 7 formatspezifisch an den jeweiligen Rumpfdurchmesser der Behälter 2 angepasst werden. Hierfür könnten an den Shuttles 7 entsprechende Stellmechanismen (nicht dargestellt) vorhanden sein.
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Ebenso könnte das Transportsystem 4 eine (in der 2 schematisch angedeutete) Einstelleinheit 26 umfassen, an der die leeren Shuttles 7 beim Zurücklaufen anhalten könnten und dort gegebenenfalls maschinell an die jeweiligen Rumpfdurchmesser durch Verstellen des Abstands 25 angepasst werden.
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Dadurch könnten die Shuttles 7 und mit ihnen die Greifleisten 9, 10 zur Minimierung einer Transportteilung 27 in Pufferrichtung PR möglichst nah aneinander gefahren werden.
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Die Shuttles 7 sind jeweils unabhängig voneinander angetrieben. Zu diesem Zweck können die Shuttles beispielsweise über einen Linearmotorantrieb oder separate Servomotoren (jeweils nicht dargestellt) angetrieben werden, so dass die einzelnen Shuttles 7 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und unabhängig voneinander angetrieben werden können.
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Prinzipiell könnten die Shuttles 7 aber auch wahlweise an verschiedenen Transportketten einzeln und unabhängig voneinander eingekuppelt werden (nicht dargestellt). Einzelne Transportketten könnten dann mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufen und/oder entweder kontinuierlich oder mit bestimmten zeitlichen Abläufen getaktet angetrieben sein.
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Somit können die einzelnen Shuttles 7 an prinzipiell beliebigen Stellen der von den Schienen 8 definierten Umlaufbahn bewegt und dort positioniert werden und hierfür unabhängig voneinander beschleunigt und abgebremst werden. Zum einen können Abstände zwischen einzelnen Shuttles 7 verändert werden, beispielsweise zum Überfahren leerer Bereiche der Pufferfläche 3, zum anderen kann eine Abfolge mehrerer Shuttles 7 mit konstantem Abstand zueinander bewegt werden, beispielsweise beim Nachrücken der Shuttles 7 in einem gefüllten Bereich der Pufferfläche 3 zum Auslaufbereich 6 hin.
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Die Shuttles 7 sind beispielsweise als Läufer von Linearmotoren ausgebildet, deren aktive Komponenten dann vorzugsweise an den Schienen 8 angeordnet sind, und beispielsweise mit zugehörigen Permanentmagneten ausgestattet. Diese bilden mit Langstatoren bekannterma-ßen individuelle Antriebe für die einzelnen Shuttles 7 aus.
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Sind die Antriebe der Shuttles 7 als Servomotoren ausgebildet, sind diese vorzugsweise an Antriebsritzel gekoppelt, die an einer entlang der Schienen ausgebildeten Verzahnung entlanglaufen können (jeweils nicht dargestellt). Die Fahrwerke 7a der Shuttles 7 umfassen dann ferner mit den Schienen 8 auf prinzipiell bekannte Weise zusammenwirkende Führungsrollen.
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Antriebsenergie kann beispielsweise berührungslos, also ohne Schleifleitungen, an die Servomotoren oder dergleichen Antriebe der Shuttles 7 übertragen werden oder auch mit Schleifkontakten.
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Die Shuttles 7 können zudem Energiespeicher für ihre individuellen Antriebe aufweisen, wie beispielsweise Leistungskondensatoren, Batterien oder dergleichen. Dadurch lassen sich Spitzen der Leistungsaufnahme beispielsweise beim Beschleunigen der Shuttles 7 kompensieren oder eine Energieversorgung in Abschnitten der Schienen 8 aufrechterhalten, in denen keine permanente Energieeinspeisung aus einer stationären Energiequelle möglich ist.
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Zur Steuerung der einzelnen Shuttles 7 ist beispielsweise eine Datenübertragung mittels Leck-Wellenleiter und/oder funkgestützt möglich, beispielsweis über WLAN.
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Derartige Antriebskonzepte und Steuerungskonzepte sind prinzipiell bekannt und daher nicht weiter im Detail erläutert.
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Die 7 verdeutlich schematisch bevorzugte Geschwindigkeitsprofile der (in der 7 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten) Shuttles 7 beim Umlauf an den Schienen 8. Die Vorschubgeschwindigkeit V der Shuttles 7 ist schematisch als orthogonaler Kurvenabstand von der jeweiligen Bewegungsrichtung der Shuttles 7 entlang der Schienen 8 dargestellt.
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Zur entsprechenden Antriebssteuerung kann die Vorrichtung 1 eine übergeordnete zentrale Steuereinheit 28 für die einzelnen Shuttles 7 umfassen, die dann beispielsweise zugehörige untergeordnete Regelungen für ihre Antriebe umfassen könnten.
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Demnach rücken wartenden leere Shuttles 7 beispielsweise mit einer ersten Geschwindigkeit V1 zum Einlaufbereich 5 nach, werden dort bis auf eine Geschwindigkeit V2 beschleunigt und so abgebremst, dass sie zunächst über einem optionalen (in Pufferrichtung PR gesehen) hinteren Einlaufförderband 5b (in der 1 der Einfachheit halber weggelassen) stillstehen. Dort könnten beispielsweise die jeweils vorderen Greifleisten 9 mit Behälter 2 einreihig bestückt werden.
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Zum nachfolgenden Anfahren eines (in Pufferrichtung PR gesehen) vorderen Einlaufförderbands 5a werden die Shuttles 7 wiederum auf die zweite Geschwindigkeit V2 beschleunigt und dann wieder bis zum Stillstand abgebremst. Vom vorderen Einlaufförderband 5a könnten dann beispielsweise die jeweils hinteren Greifleisten 10 mit den Behältern 2 einreihig bestückt werden.
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Die zweite Geschwindigkeit V2 ist vorzugsweise größer als die erste Geschwindigkeit V1, wodurch das Einspeichern beschleunigt und gegebenenfalls an die Fördergeschwindigkeit des zulaufendenden Behälterstroms angepasst werden kann.
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Hierbei gewährleistet das Anheben und der anschließende hängende Transport in den Greifleisten 9, 10, dass die Behältergruppen 2a sowohl beim Beschleunigen als auch beim Abbremsen der Shuttles 7 präzise geführt werden und keine Schubbeanspruchung auf die Behälter 2 in Pufferrichtung PR einwirkt.
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Beim anschließenden Überfahren eines leeren Bereichs 3b des Pufferbereichs 3 werden die Shuttles 7 vorzugsweise wieder auf die zweite Geschwindigkeit V2 beschleunigt und mit dieser bis an einen mit Shuttles 7 besetzten Bereich 3c des Pufferbereichs 3 herangefahren und zum Anschluss an dort bereits positionierte bestückte Shuttles 7 abgebremst.
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Im besetzten Bereich 3c rücken die Shuttles 7 vorzugsweise Einhaltung der Transportteilung 27 der Behälter 2 / Behältergruppe 2a mit einer dritten Geschwindigkeit V3 zum Auslaufbereich 6 hin insbesondere schrittweise nach.
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Die dritte Geschwindigkeit V3 im besetzten Bereich 3c kann kleiner sein als die erste Geschwindigkeit V1 im Einlaufbereich 5 und die zweite Geschwindigkeit V2 im leeren Bereich 3b.
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Zum Ausspeichern werden die Shuttles 7 beispielsweise auf eine vierte Geschwindigkeit V4 beschleunigt und dann bis zum Stillstand über den zugeordneten Auslaufförderband 6a abgebremst. Das Auslaufförderband 6a steht dabei vorzugsweise still.
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Dadurch können die Greifleisten 9, 10 mit jeweils zugeordneten Transportgassen 6b (siehe 1) fluchtend positioniert werden und entsprechend auf das Auslaufförderband 6a abgesenkt werden. Die Behälter 2 / Behältergruppen 2a können dann nach Öffnen der Greifleisten 9, 10 beispielweise durch Start-Stopp-Steuerung des wenigstens eines Auslaufförderbands 6a gezielt quer zur Pufferrichtung PR auslaufen und so einzeln den nebeneinander angeordneten Transportgassen 6b zugeordnet werden. Beispielsweise kann jeder Transportgasse 6b ein separat steuerbares und angetriebenes Auslaufförderband 6a zugeordnet sein.
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Die vierte Geschwindigkeit V4 im Auslaufbereich 6 kann beispielsweise größer als die dritte Geschwindigkeit V3 und kleiner als die zweite Geschwindigkeit V2 sein.
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Die entleerten Shuttles 7 können beispielsweise mit der vierten Geschwindigkeit V4 bis an das Ende des Auslaufbereichs 6 gefahren werden und dort auf die erste Geschwindigkeit V1 abgebremst werden, um die Shuttles schließlich entlang eines vorzugsweise als Klothoid ausgebildeten Kurvensegments 8a (siehe auch 2) der Schienen 8 nach oben in einen Leershuttlepuffer 29 für wartende leere Shuttles 7 zu fahren.
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Den Leershuttlepuffer 29 durchlaufen die Shuttles 7 in einer der Pufferrichtung PR entgegengesetzten Rückführrichtung RR und vorzugsweise kopfüber bezüglich ihrer Ausrichtung über dem Pufferbereich 3.
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Der Leershuttlepuffer 29 umfasst in der Regel einen aufnahmefähigen, also nicht mit leeren Shuttles 7 besetzten Bereich, der beispielsweise mit der zweiten Geschwindigkeit V2 durchfahren wird, und einen mit leeren Shuttles 7 besetzten Bereich, in dem diese schrittweise auf die dritte Geschwindigkeit V3 beschleunigt und bis zum Stillstand abgebremst werden und so hintereinander nachrücken.
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Die Greifleisten 9, 10 ermöglichen vergleichsweise hohe Geschwindigkeiten der bestückten Shuttles 7 bei exakter Positionierung der Behälter 2 / Behältergruppen 2a in und entgegen der Pufferrichtung PR und im Wesentlichen unabhängig von den Rumpfdurchmessern der Behälter 2.
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Ferner können die Behälter 2 unter Vermeidung eines Umfallens der Behälter 2 sicher im Bereich des Einlaufförderbands 5a aufgenommen und im Bereich des Auslaufförderbands 6a abgesetzt werden.
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In der geöffneten Stellung 12 der Greifleisten 9, 10 können die Behälter 2 / Behältergruppen 2a sowohl beim Einspeichern als auch beim Ausspeichern kollisionsfrei zwischen den Greifbacken 13 quer zur Pufferrichtung PR laufen.
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Die Behälter 2 sind vorzugsweise streckgeblasene Kunststoffflaschen mit Tragringen 2b.
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Die Vorrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Puffern der Behälter 2 in Abfüllanlagen aber auch in Kommissionierungsanlagen oder dergleichen Behandlungsanlagen für die Behälter 2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018211859 A1 [0002]
