DE4133114C2 - Fördersystem für Stückgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem für Stückgut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Als Fördersysteme für Stückgut, beispielsweise beim Rei­ nigen und Abfüllen von Flaschen, werden bisher Ketten-, Band- oder Rollenförderer verwendet. Um verschleißarme Fördersysteme zu erhalten, ist es ferner bekannt, asyn­ chrone Linearmotoren als Antrieb zu verwenden. Asyn­ chrone Motoren weisen den generellen Vorteil auf, daß Bürsten nicht erforderlich sind. Bisher werden die Läu­ fer als Stator ausgebildet, d. h. sie tragen Elektromag­ nete, die die Vortriebskräfte erzeugen. Hierbei ist es erforderlich, die benötigte Antriebsenergie auf die Läufer zu übertragen, was mit einem entsprechenden Auf­ wand und konstruktiven Maßnahmen, wie Kabelführungen oder Bürsten, verbunden ist.

Die DE-OS 35 44 201 zeigt ein Fördersystem mit einem Schlit­ ten als Läufer, der einen nach oben offenen Kasten zur Förderung des Stückgutes aufweist. Der Schlitten ist mit mehreren Rädern als Führungsglieder versehen, welche über ein Paar als Spur dienender, einander gegenüberliegender, U-förmiger Führungsschienen geführt werden. Unterhalb der Spur befindet sich ein linearer Induktionsmotor (Li­ nearmotor), welcher durch die Kombination einer Reaktions­ platte, die an der Unterseite des Kastens befestigt ist und sich vertikal nach unten erstreckt, und einem Paar von Statoren gebildet ist. Die Reaktionsplatte fungiert als bewegliches Teil, die Statoren bilden das ortsfeste Element. Jeder Stator der beiden einander gegenüberlie­ genden Statoren weist eine Schichtstruktur mit einer An­ zahl von kammförmigen Elektroplatten auf, wobei in jeden Schlitz der Statoren eine Spule eingefügt ist. Nachteilig bei diesem Langstatormotor ist, daß der Läufer gestoppt werden muß, um das Stückgut beispielsweise einer Bearbei­ tungsstation zuzuführen, wobei die Zuführung dann mittels einer anderen Fördereinrichtung erfolgen soll. Bei der genannten Fördereinrichtung muß das Stückgut hierzu dann dem Kasten entnommen und der anderen Fördereinrichtung zugeführt oder aber durch die andere Fördereinrichtung dem Kasten entnommen werden. Hierzu sind dann beispiels­ weise spezielle Greifelemente notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Förder­ system der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem eine sichere Führung des Stückgutes sowie eine vereinfachte Übergabe desselben an eine andere Fördereinrichtung oder an eine sonstige Einrichtung zur weiteren Bearbeitung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem För­ dersystem der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der federbelastete Förderarm kann dabei im Bewegungsablauf eventuell auftretende Unstetigkeiten ausgleichen. Des weiteren kann er in einfacher Weise entgegen der Feder­ kraft an gewünschten Stellen aus dem Förderweg geschwenkt oder gezogen werden, um beispielsweise eine Übergabe des Stückguts zu bewerkstelligen.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß die Läufer ein aus Aluminium oder einem magnetischen Werkstoff be­ stehendes Reaktionsteil zum Zusammenwirken mit Elektro­ magneten des Langstators aufweisen. Das Reaktionsteil ist dabei als Platte ausgebildet, die durch elektromag­ netische Wanderfelder des Stators bewegt wird. Hierbei wird im Reaktionsteil mittels Induktion ein Feld erzeugt. Bei Verwendung von Aluminium oder einem magnetischen Werkstoff ergeben sich gute Wirkungsgrade, so daß die­ se bevorzugt verwendet werden. Die Läufer enthalten keine elektrischen oder elektronischen Komponenten und es sind keine Verbindungen, wie Bürsten oder Leitungen, zu einer Netzversorgung der Läufer erforderlich, so daß sich sehr einfach aufgebaute Läufer ergeben.

Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß Elektromagnete in einzelnen Bereichen des Langstators unabhängig von Elektromagneten in anderen Bereichen steuer- bzw. regelbar sind. Dadurch können Läufer in den einzelnen Bereichen unterschiedlich gesteuert wer­ den, so daß beispielsweise in einem Bereich ein Läufer kurzzeitig stoppen kann, um Stückgut aufzunehmen oder abzugeben, während in anderen Bereichen ein Läufer sei­ ne Förderfunktion ungestört fortführt.

Besonders für kontinuierliche Herstellungs- oder Bear­ beitungsprozesse ist vorgesehen, daß der Langstator ei­ ne geschlossene Bahnkurve für die Läufer bildet, so daß sich eine reversierende Bewegung erübrigt.

In besonders vorteilhafter Ausführung sind die Läufer über Rollen schienengeführt. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß jeder Läufer immer korrekt zum Stator ange­ ordnet ist, ohne daß hierfür Steuer- oder Regelsysteme bzw. eine spezielle Gestaltung der Magnetfelder erfor­ derlich wäre. So ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion von Läufer und Stator.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Läufer Führungs­ rollen und gegebenenfalls Stützrollen aufweisen. Hier­ durch wird die Anzahl der bewegten Teile minimiert, da bei einer Anordnung der Rollen am Langstator eine we­ sentliche größere Anzahl vorgesehen werden müßte. Beim Einsatz von Führungsrollen in Kombination mit Stützrol­ len werden die Reibungskräfte, insbesondere bei einem gekrümmten Bahnverlauf, minimiert.

Eine sehr einfache Ausführung ergibt sich dadurch, daß der Langstator eine Führungsschiene für die Führungsrol­ len des Läufers aufweist. Ferner kann der Langstator ei­ ne Lauffläche für die Stützrollen des Läufers aufweisen.

Eine formstabile Ausführung des Fördersystems ergibt sich dann, wenn der Langstator auf einem Stützprofil sitzt.

In einer Ausführungsform bildet dabei das Stützprofil die Führungsschiene und/oder die Lauffläche für den Läufer. So ergibt sich auch hier eine sehr einfache Konstruktion. Statt dessen kann auch der Langstator unmittelbar Füh­ rungsschienen für den Läufer bilden.

Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Stützprofil die Führungsschiene und/oder die Lauffläche für den Läufer bildet. Durch dieses Prinzip der Aufteilung von Trage- bzw. Halte- und Führungskräf­ ten, die von der Führungs- und Haltevorrichtung aufge­ nommen werden, und Förderkräften, die von den Läufern auf das Stückgut übertragen werden, kann ein quasi bau­ gleiches Fördersystem mit lediglich angepaßter Haltevor­ richtung zur Förderung verschiedener Stückgüter einge­ setzt werden. Darüber hinaus vereinfacht sich eine Über­ gabe des Stückgutes an eine andere Fördereinrichtung oder an eine sonstige Einrichtung zur weiteren Bearbei­ tung.

Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, daß die Läufer einen unter Federkraft in den Förderweg des Stückgutes eingreifenden Förderarm aufweisen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Führungs- und Halte­ vorrichtung durch ein Hohlprofil mit einem Führungska­ nal zur hängenden Aufnahme von Stückgut, z. B. von Fla­ schen an radialen Ansätzen im Bereich des Flaschenhal­ ses, gebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr ein­ fache und preiswerte Lösung, die gerade für leichtes Stückgut, wie PET-Flaschen, geeignet ist. Diese Flaschen weisen am Flaschenhals eine Halskrause auf, mit der sie sich innenseitig am Rand des Führungskanals abstützen können. So gewährleistet das Hohlprofil eine sichere Füh­ rung solcher Flaschen.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Führungs- und Haltevorrichtung das Stützprofil für den Langstator bildet. Durch diese Maßnahme wird die Anzahl der benötigten Teile zur Herstellung des Förder­ systems verringert und dessen Montage vereinfacht.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist vorge­ sehen, daß das Stützprofil als Kastenprofil ausgebildet ist, an seiner unteren Wand den Führungskanal der Füh­ rungs- und Haltevorrichtung aufweist, an seiner oberen Wand den Langstator mit dem geführten Läufer trägt, und daß der am Läufer angeordnete Förderarm das Stützprofil seitlich bis unterhalb des Führungskanals umgreift und als Mitnehmer auf das im Führungskanal hängende Stück­ gut wirkt.

Der Läufer läuft also an der Oberseite des Stützprofils, das entsprechend der konkreten Förderaufgabe verlegt wird. An der Unterseite des Stützprofils, nämlich in dessen Führungskanal, ist das Stückgut eingehängt und wird über den das Stützprofil seitlich umgreifenden För­ derarm, der als bloßer Mitnehmer arbeitet, fortbewegt.

Zweckmäßigerweise ist der Förderarm durch Anlaufen ge­ gen einen festen Anschlag entgegen der ihn belastenden Feder aus der Mitnahmeposition ausschwenkbar, so daß das Stückgut an beliebigen Stellen der Förderbahn frei­ gegeben werden kann, um an eine Bearbeitungsstation oder einen anderen Förderer abgegeben zu werden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der zeichneri­ schen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele näher er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines För­ derkreises;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Draufsicht der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 2; und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze, wie ein erfindungsge­ mäßes Fördersystem 1 eingesetzt werden kann. Das Förder­ system 1 bildet im gezeigten Beispiel eine geschlossene Förderbahn 2 mit einer Aufgabestation 3, mehreren Bear­ beitungsstationen 4 und einer Abgabestation 5. Je nach Bedarf führt die Förderbahn 2 durch eine Bearbeitungs­ station 4 hindurch oder an dieser vorbei, so daß das transportierte Stückgut getrennt von der Förderbahn 2 in die Bearbeitungsstation 4 abgeleitet wird. Die Pfeile in Fig. 1 geben die Förderrichtung des Stückgu­ tes an. Schraffiert sind jene Abschnitte der Förderbahn 2 dargestellt, auf denen kein Stückgut transportiert wird.

Ein Fördersystem 10 nach Fig. 2 und 3 weist einen Läu­ fer 11 und einen Langstator 12 auf. Der Langstator 12 ist über ein stützendes Hohlprofil 13 und Halter 14 sta­ tionär angeordnet. Das Hohlprofil 13 stützt den Langsta­ tor 12 ab und bildet eine Führungsschiene 15 und eine Lauffläche 16 für den Läufer 11. Bodenseitig weist das Hohlprofil 13 einen Führungskanal 17 auf, der von einem Einschnitt mit umgebogenen Kanten 18 gebildet ist.

Der Läufer 11 weist zwei in Förderrichtung hintereinan­ der angeordnete Führungsrollen 19 mit Spurkranz, die auf der Führungsschiene 15 des Hohlprofils 13 laufen, und eine Stützrolle 20 auf, die auf der Lauffläche 16 des Hohlprofils 13 abrollt (Fig. 3). Die Rollen 19 und 20 sind an einem den Stator 12 U-förmig umgebenden Re­ aktionsteil 21 des Läufers 11 gelagert. Weiterhin weist der Läufer 11 einen Förderarm 22 auf, der aus einem Hal­ teteil 23, einer Lagerhülse 24 und einem Winkelhebel 25 mit einem Schwenkarm 26, besteht. Das Halteteil 23 hält die Lagerhülse 24, in der der Winkelhebel 25 schwenkbar gelagert ist. Unter Wirkung einer Feder 27 kann der Schwenkarm 26 mit seinem freien Ende in den Bereich des Führungskanals 17 des Hohlprofils 13 schwenken. Durch einen Anschlag 30 am Halteteil 23 ist der Schwenkbereich des Schwenkarms 26 begrenzt.

Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Fördersystem 10 ist für den Transport von Flaschen 28, insbesondere aus PET, vorgesehen. Eine Flasche 28 wird dabei von den Kanten 18 des Führungskanals 17 an einem Kragen 29 gehalten. Der Läufer 11 wird durch Wanderfelder, die von Elektromag­ neten des Stators 12 erzeugt werden, längs der Führungs­ schiene 15 bewegt. Über das freie Ende des Schwenkarms 26 wird eine in dem Führungskanal 17 hängende Flasche mit dem Läufer 11 mitbewegt. Mit Hilfe fest stehender Anschläge in der Förderbahn ist es möglich, den Schwenk­ arm 26 aus dem Bereich des Führungskanals 17 gegen die Kraft der Feder 27 zu verschwenken, so daß eine bis dorthin mitgeförderte Flasche 28 nicht mehr weiterge­ fördert wird, selbst wenn der Läufer 11 weiterbewegt wird. Ein derartiges Vorgehen kann beispielsweise er­ forderlich sein, um die Flasche 28 zu einer Bearbei­ tungsstation zu transportieren und dort mittels einer anderen Fördereinrichtung weiter zu bewegen.

Die gezeigte Ausführungsform mit drei Rollen 19 und 20 gewährleistet bei geringem Reibungswiderstand eine si­ chere Führung und eine gute Kurvengängigkeit. Zudem wird durch die Rollenführung stets ein konstanter Abstand zwi­ schen Reaktionsteil 21 und Stator 12 sichergestellt, so daß der Wirkungsgrad gleich bleibt und keine aufwendigen Regelungen zur Konstanthaltung des Abstandes erforderlich sind. Der Stator 12 bewirkt eine ausreichend starke An­ ziehung des Reaktionsteils 21, so daß der Läufer 11 si­ cher mit seinen Führungsrollen 19 auf der Führungsschie­ ne 15 geführt ist.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 4 (gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie bei Fig. 2 und 3 versehen) bildet der Stator 12 unmittelbar zwei Füh­ rungsschienen 15 für Führungsrollen 19 in Form von Sei­ tenrollen mit vertikal angeordneter Achse. Der Stator 12 sitzt zwischen gegenüberliegend angeordneten Führungsrol­ len 19, so daß eine Zwangsführung entsteht und immer ein konstanter Abstand zwischen Stator 12 und Reaktionsteil 21 gewährleistet ist. Der Stator 12 ist wiederum auf ei­ nem Hohlprofil 13 mit einem Führungskanal 17 zur Aufnahme von PET-Flaschen 28 angeordnet.

Unabhängig von der jeweiligen konstruktiven Ausführung sind die Läufer 11 sehr einfach aufgebaut und weisen le­ diglich mechanische Komponenten auf. Alle erforderlichen Elektromagnete sind im Stator 12 vorgesehen. Auf einer Förderbahn 2 sind eine Vielzahl von Läufern 11 zum Trans­ port einer Vielzahl von Flaschen 28 vorgesehen. Auch kann der Läufer gemäß Fig. 2 bis 4 zugleich mehrere Flaschen aufnehmen, wobei nur der Förderarm entsprechend angepaßt werden muß. Genauso können andere Stückgüter bei entspre­ chender Abwandlung des Hohlprofils 13 oder Verwendung ei­ ner entsprechend angepaßten Haltevorrichtung transportiert werden. Es ist auch möglich, Stückgut direkt auf den Läu­ fern 11 zu plazieren oder auf den Läufern 11 Transport­ behälter anzuordnen. In einer weiteren Variante kann der Förderarm 22 als Haltearm mit einem Greifer zur Aufnahme von Stückgut ausgebildet sein.

Claims (16)

1. Fördersystem für Stückgut mit einem asynchronen Linearmotor als Antrieb mit einem Langstatormotor mit stationären elektrischen/elektronischen Kompo­ nenten und bürstenlosen Läufern zur Förderung des Stückgutes, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (11) zur Förderung von Stückgut (28), wie Flaschen, Behälter oder dergleichen, einen unter Federkraft (27) in den Förderweg des Stückgutes (28) eingrei­ fenden Förderarm (22) aufweisen.

2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Läufer ein aus Aluminium oder einem magnetischen Werkstoff bestehendes Reaktionsteil (21) zum Zusammenwirken mit Elektromagneten des Langstators (12) aufweisen.

3. Fördersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Elektromagnete in einzelnen Be­ reichen des Langstators (12) unabhängig von Elek­ tromagneten in anderen Bereichen steuer- bzw. re­ gelbar sind.

4. Fördersystem nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Langstator (12) eine geschlossene Bahnkurve für die Läufer (11) bildet.

5. Fördersystem nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (11) über Rollen (19, 20) schienengeführt sind.

6. Fördersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Läufer (11) Führungsrollen (19) und gegebenenfalls Stützrollen (20) aufweisen.

7. Fördersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Langstator (12) eine Füh­ rungsschiene (15) für die Führungsrollen (19) des Läufers (11) aufweist.

8. Fördersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Langstator (12) eine Lauffläche (16) für die Stützrollen (20) des Läufers (11) aufweist.

9. Fördersystem nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Langstator (12) auf einem Stützprofil sitzt.

10. Fördersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stützprofil die Führungsschiene (15) und/oder die Lauffläche (16) für den Läufer (11) bildet.

11. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Langstator (12) zumindest eine Führungsschiene (15) für den Läu­ fer (11) bildet.

12. Fördersystem nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der För­ derbahn eine Führungs- und Haltevorrichtung (17, 18) zur Aufnahme des Stückgutes (28) vorgesehen ist, und daß die Läufer (11) zur ausschließlichen Übertragung von Förderkräften auf das Stückgut (28) ausgebildet sind.

13. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Hal­ tevorrichtung (17, 18) durch ein Hohlprofil (13) mit einem Führungskanal (17) zur hängenden Aufnahme des Stückgutes (28), insbesondere von Flaschen an radialen Ansätzen (29) im Bereich ihres Fla­ schenhalses, gebildet ist.

14. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Haltevorrichtung (17, 18) das Stützprofil für den Langstator (12) bildet.

15. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützprofil (13) als Kastenprofil ausgebildet ist, an seiner un­ teren Wand den Führungskanal (17) der Führungs- und Haltevorrichtung aufweist, an seiner oberen Wand den Langstator (12) mit dem geführten Läu­ fer (11) trägt, und daß der am Läufer (11) an­ geordnete Förderarm (22) das Stützprofil (13) seitlich bis unterhalb des Führungskanals (17) umgreift und als Mitnehmer auf das im Führungs­ kanal hängende Stückgut (28) wirkt.

16. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderarm (22) durch Anlaufen gegen einen festen Anschlag (30) entgegen der ihn belastenden Feder (27) aus der Mitnahmeposition ausschwenkbar ist.