DE102015006979A1 - Hydro-mechanisch einstellbare Seitenführung zum Fördern von Produkten - Google Patents

Abstract

Eine Hauptanforderung an die Einstellbarkeit der Seitenführungen von Fördereinrichtungen für Produkte unterschiedlicher Breiten oder Durchmesser liegt zum Einen in der Reproduzierbarkeit des Einstellweges und zum Anderen in dem Zeitaufwand für den Einstellvorgang. Die vorliegende Erfindung liefert eine Verstellvorrichtung die in neuer, verbesserter Weise durch eine hydro-mechanische Verbindung betätigt wird. Hierbei treten zwei einfachwirkende Zylinder mit Rückstellfeder in Interaktion. Die Bewegung durch einen mechanischen Antrieb an einem Zylinder wird hydraulisch auf einen zweiten Zylinder übertragen, der mittels einer Rohr- bzw. Schlauchleitung mit dem ersten Zylinder verbunden ist. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, wie weit der Antriebszylinder von dem Verstellzylinder entfernt ist, da außer der hydraulischen Verbindung keine weiteren mechanischen oder elektrischen Verbindungen benötigt werden. Vorteilhaft ist es dabei mehrere Antriebs-Verstellzylinderkombinationen über einen linearen Antrieb anzusteuern, wobei nur ein Wegmesselement zur Lageerfassung dem Antrieb zugeordnet werden muss. Obgleich sich die Erfindung auch für gradlinige Fördereinrichtungen hervorragend eignet, liegt der weitaus größere Vorteil beim Einsatz in den Kurven bzw. bogenförmigen Fördereinrichtungen, die üblicherweise komplexe mechanische Antriebseinrichtungen für einen einheitlichen Verstellweg der Seitenführungen benötigen. In den Kurven können sowohl flexible Führungsleisten, als auch Kurvensegmente als Führungsleisten zum Einsatz kommen, die detaillierte Erklärung der Wirkungsweise erfolgt in der Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen. Die vorliegende Erfindung liefert gegenüber der Vielzahl der bekannten Typen von Verstelleinrichtungen von Seitenführungen den Vorteil, dass mit einem linearen Antriebselement gleichzeitig mehrere Verstellelemente maßgenau verstellt werden können, wobei es außer einer Schlauch- bzw. Rohrleitung keine feste Verbindung der Verstellelemente untereinander bzw. mit dem Antrieb gibt. Somit entfallen störungsanfällige Lagerstellen und Antriebselemente zwischen Antriebs- und Verstelleinheit. Da sich die Wegmesseinrichtung in der eingehausten Antriebseinheit befindet, kann auf störungsanfällige Sensoren an den Verstelleinheiten zur Positionsbestimmung der Seitenführung verzichtet werden.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues verbessertes Verfahren zur Einstellung der Seitenführung zum Fördern von Produkten längs eines Bewegungsweges, zur Anpassung der Position der Seitenführung an die Breite, bzw. den Durchmesser des Produkts.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Einrichtungen zum Fördern von Produkten entlang eines Bewegungsweges bekannt. Die Anpassung der Seitenführungen für unterschiedliche Produktabmessungen zum sicheren Fördern der Produkte entlang des Bewegungsweges erfolgt üblicherweise durch manuelle Einstellung der Seiten-führungen z. B. DE 697 01 556 T2 . Außerdem sind Systeme bekannt bei denen wie in DE 699 12 646 T2 die Seitenführungen motorisch über eine Zahnstangen-Ritzel-Kombination parallel verstellt werden können. Des Weiteren ist in der DE 601 16 064 T2 eine verstellbare Seitenführung mit elektrischen bzw. pneumatischen Zylindern dargestellt, die jedoch abweichend von der vorliegenden Erfindung jeweils eine eigene Ansteuerung benötigen. Neben der Verwendung der Seitenführungen an Transporteinrichtungen, insbesondere Flachbandkettenförderern, werden solche Seitenführungen auch zum sicheren Transport von Produkten in Sternradkombinationen zur Verbindung der einzelnen Arbeitsstationen von Abfüllanlagen verwendet. Hierbei kann ein Formatwechsel, d. h. die Umstellung der Fördereinrichtungen für die sichere Förderung von Produkten mit unterschiedlichen Abmessungen, nur durch den Austausch der Sternräder und Seitenführungen verwirklicht werden.
• Die vorliegende Erfindung zeigt nun Lösungsansätze, die sich hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, um die Verstellbarkeit der Seitenführungen in den Kurven einer Fördereinrichtung befassen. Die Erfindung weicht hierbei in wesentlichen Punkten von den bekannten Lösungen des Standes der Technik ab. Ziel der Erfindung ist es dabei eine kostengünstige, robuste und universell einsetzbare Verstelleinrichtung zu schaffen, die reproduzierbar auf die Abmessungen der zu fördernden Produkte eingestellt werden kann, und somit ein Formatwechsel für die unterschiedlichen Produktabmessungen weitestgehend automatisiert durchgeführt werden kann.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Eine Hauptanforderung an die Einstellbarkeit der Seitenführungen von Fördereinrichtungen für Produkte unterschiedlicher Breiten oder Durchmesser liegt zum Einen in der Reproduzierbarkeit des Einstellweges und zum Anderen in dem Zeitaufwand für den Einstellvorgang.
• Die vorliegende Erfindung liefert eine Verstellvorrichtung die in neuer, verbesserter Weise durch eine hydro-mechanische Verbindung betätigt wird. Hierbei treten zwei einfachwirkende Zylinder mit Rückstellfeder in Interaktion. Die Bewegung durch einen mechanischen Antrieb an einem Zylinder wird hydraulisch auf einen zweiten Zylinder übertragen, der mittels einer Rohr- bzw. Schlauchleitung mit dem ersten Zylinder verbunden ist. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, wie weit der Antriebszylinder von dem Verstellzylinder entfernt ist, da außer der hydraulischen Verbindung keine weiteren mechanischen oder elektrischen Verbindungen benötigt werden. Vorteilhaft ist es dabei mehrere Antriebs-Verstellzylinderkombinationen über einen linearen Antrieb anzusteuern, wobei nur ein Wegmesselement zur Lageerfassung dem Antrieb zugeordnet werden muss.
• Obgleich sich die Erfindung auch für gradlinige Fördereinrichtungen hervorragend eignet, liegt der weitaus größere Vorteil beim Einsatz in den Kurven bzw. bogenförmigen Fördereinrichtungen, die üblicherweise komplexe mechanische Antriebseinrichtungen für einen einheitlichen Verstellweg der Seitenführungen benötigen. In den Kurven können sowohl flexible Führungsleisten, als auch Kurvensegmente als Führungsleisten zum Einsatz kommen, die detaillierte Erklärung der Wirkungsweise erfolgt in der Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen.
• Die vorliegende Erfindung liefert gegenüber der Vielzahl der bekannten Typen von Verstelleinrichtungen von Seitenführungen den Vorteil, dass mit einem linearen Antriebselement gleichzeitig mehrere Verstellelemente maßgenau verstellt werden können, wobei es außer einer Schlauch- bzw. Rohrleitung keine feste Verbindung der Verstellelemente untereinander bzw. mit dem Antrieb gibt. Somit entfallen störungsanfällige Lagerstellen und Antriebselemente zwischen Antriebs- und Verstelleinheit. Da sich die Wegmesseinrichtung in der eingehausten Antriebseinheit befindet, kann auf störungsanfällige Sensoren an den Verstelleinheiten zur Positionsbestimmung der Seitenführung verzichtet werden.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, erfolgt eine detaillierte Beschreibung mit Unterstützung der beigefügten Zeichnungen, in welchen
• 1a und 1b eine schematische Darstellung des neuen Verstellmechanismus der Seitenführungen in den jeweils entgegengesetzten Wirkrichtungen zeigt,
• 2 den vertikalen Querschnitt durch eine solche Fördereinrichtung darstellt,
• 3 eine perspektivische Darstellung des Übergangs einer Kurve in die gerade Transportrichtung einer Fördereinrichtung zeigt,
• 4 ein komplettes Teilstück einer Fördereinrichtung mit der Anordnung der Verstelleinheiten und Antriebseinheiten vorstellt,
• 5 das Beispiel einer Antriebseinheit für mehrere Verstelleinheiten repräsentiert,
• 6 die einstellbare Seitenführung mit einem flexiblen Kurvensegment in der Anordnung mit einem Sternrad, und
• 7 die alternative Ausführung der einstellbaren Seitenführung mit festen Kurvensegmentstücken in Kombination mit einem Sternrad darstellt.
• BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• In der schematischen Darstellung des Wirkprinzips des Verstellmechanismus für Seitenführungen an einem Fördermechanismus (1) sind in 1a zwei gegenüberliegende Verstellzylinder (17) abgebildet. An den Kolbenstangen (19) der Verstellzylinder sind die Halterungen (23) für je zwei Seitenführungen (4) befestigt. Die Arbeitsräume (21) der Verstellzylinder sind über eine Rohr- oder Schlauchleitung (25) hermetisch dicht mit den Arbeitsräumen (10) der beiden Antriebszylinder (6) verbunden. Der so entstandene Raum ist mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt. Die beiden Kolbenstangen (8) der Antriebszylinder sind durch eine Verbindungsplatte (11) über eine Spindelmutter (12) mit dem Gewindetrieb (13) verbunden. Der Motor (14) des Linearantriebes kann mit einem Encoder (15) zur Erfassung des Weges des Linearantriebes ausgestattet werden.
• Wird nun über den Linearantrieb (13) und die Verbindungsplatte (11) der Kolben der beiden Antriebszylinder nach oben bewegt (1a), so wird die Flüssigkeit aus dem Raum (10) über dem Antriebszylinderkolben (7) verdrängt und über die zugehörigen Leitungen (25) zu den Verstellzylindern (17) gefördert. Die beiden Kolben (18) der Verstellzylinder bewegen sich aufeinander zu, bis das verdrängte Volumen aus den Antriebszylindern den Raum (21) hinter den Kolben der Verstellzylinder eingenommen hat und wieder ein Kräftegleichgewicht im System herrscht. Dadurch kann der Abstand der beiden gegenüberliegenden Führungsleistenpaare auf die Breite des Produkts (5a) eingestellt werden.
• In 1b ist der umgekehrte Vorgang dargestellt, wobei der Linearantrieb nun die Verbindungsplatte nach unten bewegt. Der so entstehende Unterdruck in den beiden Antriebszylindern führt dazu, dass Flüssigkeit in die Zylinder nachfließen muss. Diese kommt aus den beiden Verstellzylindern deren federbelastete Kolben entsprechend dem zu ersetzenden Flüssigkeitsvolumen nachrücken. Somit wird der Abstand des dargestellten Führungsleistenpaares auf die Breite des Produkts (5b) angepasst.
• 2 zeigt nun eine konstruktive Lösung der Anordnung der Verstellzylinder (17) an einer Fördereinrichtung (1) im vertikalen Querschnitt in Produktbewegungsrichtung.
• An den seitlichen Wänden (1c) der Fördereinrichtung sind Halterungen (24) befestigt, die sowohl die Verstellzylinder (17), als auch die Gleitlager (28) für die Führungseinheiten (22) tragen. An den Führungseinheiten sind die Tragbleche (23) für die Führungsleisten (4) befestigt. Die Führungsleisten werden mit Hilfe des Linearantriebs und der Antriebszylinder so auf die Breite des Produkts/Flasche (5) ausgerichtet, dass ein sicherer Transport des Produktes entlang des Bewegungsweges ermöglicht wird. Die Führungsleisten (4) besitzen eine T-förmige Ausnehmung (4d) in denen die Tragbleche (23) entlang der Führungsleiste verschiebbar sind, jedoch in der Bewegungsachse des Verstellzylinders die Führungsleiste in beide Bewegungsrichtungen des Zylinders sicher mitnehmen.
• 3 zeigt die perspektivische Darstellung des Übergangs eines Kurvenstücks in den geraden Verlauf einer solchen Fördereinrichtung. Die Führungsleisten (4b) in der Kurve sind flexibel ausgeführt. Wird nun die Führungsleiste durch den Verstellmechanismus bewegt so muss die daraus resultierende Längenänderung der Führungsleiste ausgeglichen werden. Dies geschieht über die teleskopartige Ausführung (4c) der Leistenübergänge von der bogenförmigen in die gerade Führungsleiste (4a). In den Bogenstücken ist der Verstellmechanismus (23a) in der Mitte des Bogens fest mit der Führungsleiste (4b) verbunden. Die Verstellmechanismen (23b) am Bogen sind so mit der Führungsleiste verbunden, dass die Führungsleiste mit der T-förmigen Ausnehmung entlang des Bogens auf den Blechhaltern der Führungseinheiten gleiten kann und somit die auftretende Längenänderung der Führungsleisten beim Aus- bzw. Einfahren der Verstellzylinder ausgeglichen werden kann.
• In 4 ist ein komplettes Teilstück einer Fördereinrichtung mit verstellbaren Seitenführungen dargestellt. Die gezeigte Fördereinrichtung besteht aus zwei geraden Teilstücken (1a) sowie einem Kurvenstück (1b) einer Fördereinrichtung (1). Beispielhaft ist hier die Anordnung der Verstelleinheiten (3) entlang des Bewegungsweges und der dazugehörenden Antriebseinheiten (2) dargestellt. Hierbei wird die einfache und kostengünstige Integration des Verstellmechanismus in eine solche Fördereinrichtung augenscheinlich.
• Die beispielhafte Ausführung einer Antriebseinheit (2) zeigt 5. Auf einer Trägerplatte (16) werden eine Vielzahl von Antriebszylindern (6) kreisförmig um einen Motor (14) mit Encoder (15) und Gewindetrieb (13) montiert. Die Spindelmutter (14) des Gewindetriebs ist fest mit der Verbindungsplatte (11) verbunden. An der Verbindungsplatte sind die Kolbenstangen (8) der Antriebszylinder befestigt. Die Schläuche (25) führen zu den Verstelleinheiten (3) die in der Abbildung nicht mehr dargestellt sind.
• 6 zeigt eine verstellbare Seitenführung in Kombination mit einem Sternrad. Eine Antriebseinheit (2) ist über Schläuche (25) mit den Verstellzylindern (17a, 17b) verbunden. Die Führungsleiste (4) besteht aus einem flexiblen Material. In der Mitte des Bogens der Seitenführung ist der Verstellzylinder (17a) über die Halterung (23a) fest mit der Führungsleiste verbunden. Die Halterung (23b) der Verstellzylinder (17b) ist so geformt, dass sie in den Langlöchern der Führungsleiste entlang des Bogens verschiebbar ist, aber gleichzeitig die Führungsleiste in beide Verstellrichtungen hält. Innerhalb des Bogens der Führung ist das Sternrad (26) angeordnet. Bei einem Formatwechsel, also der Änderung der Geometrie des Produkts, muss jetzt nur das Sternrad ausgetauscht werden, da hier das Produkt formschlüssig vom Sternrad angetrieben wird. Die Seitenführung hingegen kann mit Hilfe der Steuerung der Anlage automatisch nachgefahren werden. Die Formatwechselzeiten und die Kosten für die Beschaffung und Lagerung der Formatteile können dadurch deutlich reduziert werden.
• Eine zweite alternative Ausführung eines Sternrads mit verstellbarer Seitenführung zeigt 7. Hier sind anstatt der flexiblen Seitenführung Bogensegmente (27) mit festem Radius um das Sternrad (26) angeordnet. Die Verstellzylinder (17) sind an den Halterungen (24) befestigt. In den Halterungen sind die Führungen (22) für die Seitenführungssegmente (27a, 27b) integriert. Die Seitenführungssegmente sind in dem gezeigten Beispiel aus Rundmaterial gefertigt und überlappen sich an den Übergangsstellen. Dabei sind die beiden Führungsleisten der Segmente (27a) im Abstand zueinander so angeordnet, dass sie zwischen die beiden Führungsleisten der Segmente (27b) passen. Die Enden der Führungsleisten sind dem Bogen entgegengesetzt zurückgebogen, sodass sich das Produkt an den Übergangsstellen (27c) beim Vorbeifahren nicht verhaken kann. Wenn nun der Radius der Bogensegmente dem mittleren bis maximalen Radius des gewünschten Einstellbereichs der Seitenführung entspricht, so kann davon ausgegangen werden, dass die Abweichung vom idealen Bogen der Führungsleisten so gering ist, dass sie keinerlei Einfluss auf den Transport der Produkte entlang des Bewegungswegs hat.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 69701556 T2 [0002]
• DE 69912646 T2 [0002]
• DE 60116064 T2 [0002]

Claims (9)

1. Verstellmechanismus für mindestens eine Seitenführung (4) eines Förderers (1) für Produkte (5) entlang eines Bewegungswegs, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus aus je einer von einfach wirkenden Zylindern mit Federrückstellung gebildeten Antriebs- (2) und Verstelleinheit (3) besteht.
2. Verstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume (10, 21) von zwei einfachwirkenden Zylindern mit Federrückstellung über eine Rohr- bzw. Schlauchleitung (25) hermetisch dicht verbunden sind, und der so gebildete Raum vollständig mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist, dabei können Arbeits- und Verstelleinheiten räumlich weitestgehend unabhängig voneinander angeordnet sein.
3. Verstellmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebszylinder (6), vorzugsweise aber eine Vielzahl von Zylindern, mit der Kolbenstange (8) an einer Verbindungsplatte (11) befestigt sind, und die Verbindungsplatte (11) durch eine daran befestigte Spindelmutter (12) über einen Motor (14), eine Spindel (13) und eine Wegmesseinrichtung (15) positionsgenau verfahren werden kann. Der daraus resultierende Hub wird direkt vom Arbeitszylinder auf den Verstellzylinder übertragen.
4. Verstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellzylinder (17) mit der Halterung (24) an einem Seitenteil (1a) der Fördereinrichtung montiert ist und mit der Kolbenstange (19) die durch eine Führung (22) gegen Verdrehen gesicherten Haltebleche (23) für die Führungsleisten (4) rechtwinklig zum Bewegungsweg des Produkts verschieben kann.
5. Verstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er sowohl an geraden, als auch an bogenförmigen Teilstücken einer Fördereinrichtung, sowie an Sternrädern, Förderschnecken und ähnlichen Komponenten einer Fördereinrichtung zur Anwendung kommen kann.
6. Verstellmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei geradliniger Bewegungsrichtung des Produktes mindestens ein Halteblech (23) fest mit der Führungsleiste (4) verbunden ist, jedoch bei bogenförmiger Bewegungsrichtung des Produktes ein Halteblech (23a) fest mit der Führungsleiste (4) und die weiteren Haltebleche (23b) in Längsrichtung der Führungsleiste verschiebbar, verbunden sind.
7. Verstellmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderung der bogenförmigen Führungsleiste (4b) am Übergang zur geraden Führungsleiste (4a) durch eine teleskopartige Ausführung (4c) der Enden der beiden Führungsleisten ausgeglichen werden kann.
8. Verstellmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung an die Produktbreite im Bereich einer Kurve durch mehrere Verstelleinheiten mit sich einander überlappenden Bogensegmenten (27) mit festem Radius erreicht wird und der Fertigungsradius der Bogensegmente (27) mindestens so groß wie der mittlere Radius des gewünschten Verstellbereichs, aber kleiner gleich dem größten Radius des Verstellbereichs bezogen auf die Mitte des Bogens, ist.
9. Verstellmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlappung der Bogensegmente der Führungsleisten durch die unterschiedliche Höhenlage der Führungsleisten (27a, 27b) erreicht wird, und die Enden der Bogenstücke (27) entgegen der Bogenkrümmung zurückgebogen werden (27c), um zu verhindern, dass sich das Produkt an den Führungsleisten verhaken kann.

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