Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft industrielle Fördersysteme und insbesondere Fördersysteme für die Verpackungsindustrie unter Anwendung von Unterdruck.

Unterdruck wird aus verschiedenen Gründen in vielen automatisierten industriellen Prozessen - einschließlich in der Verpackungsindustrie - eingesetzt. Wird ein bewegtes Teil und/oder ein bewegtes Werkzeug mit Unterdruck beaufschlagt, müssen bei der Zuführung des Unterdruckes besondere Vorkehrungen getroffen werden. In der Verpackungsindustrie werden in vielen Verpackungsmaschinen mehrere Laufwagen (teilweise unabhängig voneinander bewegbar) eingesetzt, die eine vollständig umlaufend ausgebildete Förderstrecke umfahren. Die

Bereitstellung von Unterdruck über derartige Laufwagen stellt eine besondere konstruktive Herausforderung dar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fördersystem mit selektiver Unterdruckversorgung der Laufwagen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Fördersystem gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Fördersystem bereitgestellt, wobei das Fördersystem eine sich entlang einer Förderstrecke erstreckende

Führungsschiene und mindestens einen Laufwagen mit einem

Befestigungsabschnitt aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt verschiebbar in die Führungsschiene eingreift und wobei in dem Befestigungsabschnitt ein

Unterdruckanschluss ausgebildet ist. Es ist ein Antriebsmechanismus zum

Bewegen des mindestens einen Laufwagens entlang der Förderstrecke

vorgesehen. Mehrere Unterdruckventile sind mit der Führungsschiene entlang der Förderstrecke verbunden und eine Unterdruckquelle ist mit den mehreren

Unterdruckventilen verbunden, um diese mit Unterdruck zu versorgen. Das Fördersystem ist dazu ausgelegt, dass es den Unterdruckanschluss des mindestens einen Laufwagens über die Unterdruckventile selektiv mit Unterdruck versorgt, und zwar bei einer benachbarten Anordnung des mindestens einen Laufwagens zu den Unterdruckventilen.

Unter einer„Versorgung mit Unterdruck bei einer benachbarten Anordnung des mindestens einen Laufwagens zu den Unterdruckventilen" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch zu verstehen, dass die Versorgung des

Unterdruckanschlusses des Laufwagens mit Unterdruck selektiv über diejenigen Unterdruckventile erfolgt, in deren Nähe sich der Laufwagen befindet.

Bevorzugt ist die Führungsschiene zwischen den mehreren Unterdruckventilen im Wesentlichen durchgehend ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Führungsschiene einander gegenüberliegende erste und zweite

Führungsschienenflächen auf, die sich entlang der Förderstrecke erstrecken, wobei der Befestigungsabschnitt eine erste und eine zweite Seite aufweist, und die erste und die zweite, sich gegenüberliegende Seite des

Befestigungsabschnitts jeweils verschiebbar in die erste beziehungsweise zweite Führungsschienenfläche eingreifen. Besonders bevorzugt sind die mehreren Unterdruckventile mit Öffnungen verbunden, die sich durch die erste Führungsschienenfläche erstrecken.

Vorteilhafterweise umfasst der Unterdruckanschluss gegenüberliegende erste und zweite Unterdruckeinlässe, wobei die ersten und zweiten Unterdruckeinlässe jeweils an der ersten beziehungsweise der zweiten Seite des

Befestigungsabschnitts angeordnet sind.

Besonders bevorzugt umfasst der Befestigungsabschnitt sich gegenüberliegende erste und zweite Unterdruckdichtungen, die jeweils an der ersten Seite und der zweiten Seite des Befestigungsabschnitts um die ersten und zweiten

Unterdruckeinlasse herum angeordnet sind und mit der ersten beziehungsweise zweiten Führungsschienenfläche in Eingriff stehen.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Befestigungsabschnitt ferner eine erste und eine zweite Unterdruckeinlassplatte, durch welche die ersten und zweiten Unterdruckeinlässe jeweils definiert sind, und auf denen die ersten und zweiten Unterdruckdichtungen jeweils gelagert sind, wobei die erste und die zweite Unterdruckeinlassplatte derart vorgespannt sind, um mit den ersten und zweiten Führungsschienenflächen in Eingriff zu gelangen.

Daneben kann vorgesehen werden, dass der Unterdruckanschluss ferner gegenüberliegende dritte und vierte Unterdruckeinlässe umfasst, wobei die dritten und vierten Unterdruckeinlässe jeweils an der ersten beziehungsweise der zweiten Seite des Befestigungsabschnitts angeordnet sind.

Vorteilhafterweise sind die erste und die zweite Seite des Befestigungsabschnitts verschiebbar zwischen der ersten und der zweiten Führungsschienenfläche aufgenommen.

Bevorzugt ist der mindestens eine Laufwagen dazu ausgelegt, einen Unterdruck von dem Unterdruckanschluss derart einzusetzen, um ein Werkstück lösbar an dem Laufwagen zu befestigen.

Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Fördersystem zusätzlich eine Steuerung auf, wobei die Steuerung in kommunizierender Signalverbindung mit den mehreren

Unterdruckventilen steht und Positionsangaben empfängt, die eine Position des mindestens einen Laufwagens anzeigen, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, jedes der mehreren Unterdruckventile basierend auf der Position des zumindest einen Laufwagens zu öffnen und zu schließen. Vorteilhafterweise ist die Steuerung dazu ausgelegt, auf der Basis der

Positionsangaben diejenigen der mehreren Unterdruckventile zu öffnen, die in fluider Verbindung mit dem Unterdruckanschluss des mindestens einen

Laufwagens stehen.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Antriebsmechanismus um einen

elektromagnetischen Antriebsmechanismus, wobei die Steuerung die

Positionsangaben von dem elektromagnetischen Antriebsmechanismus empfängt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Abstand zwischen jeweils zwei der Unterdruckventile kleiner als eine Länge des Befestigungsabschnitts in einer Richtung der Förderstrecke, sodass der Unterdruckanschluss des Befestigungsabschnitts gleichzeitig mit zwei

benachbarten Unterdruckventilen der mehreren Unterdruckventile in fluider Verbindung stehen kann. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der

Unterdruckanschluss des Befestigungsabschnitts zu jedem Zeitpunkt der

Bewegung des Laufwagens mit mindestens einem der Unterdruckventile in fluider Verbindung steht. Mit dem Ausdruck„Länge des Befestigungsabschnitts" ist insbesondere die Ausdehnung des Raumes innerhalb der Unterdruckdichtungen in Richtung der Förderstrecke gemeint. Ist nämlich der Abstand zwischen zwei Unterdruckventilen geringer als die Ausdehnung des durch die

Unterdruckdichtungen abgedichteten Raumes in Richtung der Förderstrecke, so steht der Unterdruckanschluss des Befestigungsabschnitts bei bestimmten

Positionen des Laufwagens gleichzeitig mit zwei zueinander benachbarten

Unterdruckventilen in fluider Verbindung. Bewegt sich der Laufwagen weiter, so bleibt die fluide Verbindung mit zumindest einem Unterdruckventil auf jeden Fall so lange bestehen bis eine fluide Verbindung mit dem nächsten, in Richtung der Förderstrecke folgenden Unterdruckventil hergestellt ist.

Bevorzugt sind die Führungsschiene und die Förderstrecke vollständig umlaufend ausgebildet. Die Förderstrecke umfasst vorteilhafterweise Arbeitsabschnitte und Nicht- Arbeitsabschnitte, wobei die mehreren Unterdruckventile nur entlang des

Arbeitsabschnitts der Förderstrecke mit der Führungsschiene verbunden sind. Bevorzugt ist mindestens ein Teil der mehreren Unterdruckventile dazu

eingerichtet, den Unterdruckanschluss des mindestens einen Laufwagens mit einem variablen Maß an Unterdruck zu beaufschlagen.

Besonders bevorzugt umfasst die Unterdruckquelle einen Unterdruckverteilerkanal mit einer Vielzahl von Unterdruckleitungen, wobei sich jeweils eine

Unterdruckleitung vom Unterdruckverteilerkanal zu jeweils einem der mehreren Unterdruckventile erstreckt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mehrere Laufwagen vorgesehen, von denen jeder einen

Befestigungsabschnitt aufweist, der verschiebbar mit der Führungsschiene in Eingriff steht, und wobei in dem Befestigungsabschnitt ein Unterdruckanschluss ausgebildet ist. Das Fördersystem ist dazu ausgelegt, die Unterdruckanschlüsse der Vielzahl von Laufwagen über mehreren Unterdruckventile unabhängig voneinander und selektiv mit Unterdruck zu versorgen, und zwar bei einer jeweils benachbarten Anordnung der Vielzahl von Laufwagen zu den entsprechenden Unterdruckventilen.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Antriebsmechanismus um einen

elektromagnetischner Antriebsmechanismus, der dazu ausgelegt ist, jeden der Vielzahl von Laufwagen unabhängig zu bewegen.

Die Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Fördersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; die Figur 2 ist eine Draufsicht auf eine Führungsschiene des Fördersystems der Figur 1 ; die Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Laufwagens des Fördersystems der Figur 1 ; die Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Befestigungsabschnitt des Laufwagens der Figur 3; die Figur 5 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Befestigungsabschnitts der Figur 4; die Figur 6 ist eine Schnittansicht des Befestigungsabschnitts des Laufwagens der Figur 4 entlang der Linie 6-6 und dargestellt mit einem Abschnitt der

Führungsschiene der Figur 1 ; die Figur 7 ist eine Aufrissdarstellung eines Abschnitts des Fördersystems der Figur 1 ; und die Figur 8 ist eine schematische Darstellung von elektronischen Steuerungen des Fördersystems der Figur 1 . Bezug nehmend auf die Figuren 1 und 2 umfasst ein Fördersystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Laufwagen 12, die an einer sich entlang einer Förderstrecke 1 6 erstreckenden

Führungsschiene 14 verschiebbar gelagert sind. Über einen

Antriebsmechanismus 20 sind die Laufwagen 12 entlang der Förderstrecke 16 verfahrbar. Ein Unterdruck-Teilsystem 22 versorgt die Laufwagen 12 während ihrer Bewegung entlang zumindest eines Abschnittes der Führungsschiene 14 selektiv mit Unterdruck. Das Unterdruck-Teilsystem 22 umfasst eine Vielzahl von Unterdruckventilen 24, die mit der Führungsschiene 14 verbunden sind und eine Unterdruckquelle (nicht gezeigt) führt den Unterdruckventilen 24 Unterdruck zu. Vorteilhafterweise liefert das Fördersystem 10 durch den Einsatz des Unterdruck- Teilsystems 22 über die Unterdruckventile 24 bei benachbarter Anordnung der Laufwagen 12 zu den Unterdruckventilen 24 selektiv Unterdruck aus der

Unterdruckquelle 26 an die Laufwagen 12. Bezug nehmend auf Figur 3 umfasst jeder Laufwagen 12 einen

Befestigungsabschnitt 30, einen Antriebsmechanismus-Eingriffsabschnitt 32 und einen Werkstückhalteabschnitt 34. Der Befestigungsabschnitt 30 greift

verschiebbar in die Führungsschiene 14 ein, während der Antriebsmechanismus- Eingriffsabschnitt 32 vom Antriebsmechanismus 20 in Eingriff genommen wird, um den Laufwagen 12 zu bewegen. Wenn der Laufwagen 12 ein Werkstück um mindestens einen Teil des Fördersystems 10 bewegen soll, ist der

Werkstückhalteabschnitt 34 dazu eingerichtet, ein Werkstück (z.B.

Verpackungsmaterial) lösbar daran zu befestigen.

Ferner Bezug nehmend auf die Figuren 4 bis 6 ist in dem Befestigungsabschnitt 30 ein Unterdruckanschluss 36 zur Aufnahme von Unterdruck aus den

Unterdruckventilen 24 in der Führungsschiene 14 und zum Zuführen in den Werkstückhalteabschnitt 34 ausgebildet. Der Unterdruckanschluss 36 umfasst eine Vielzahl von Unterdruckeinlässen 40a, 40b, die sich in gegenüberliegende Seiten 42a, 42b des Befestigungsabschnitts 30 erstrecken. Vorzugsweise sind die Unterdruckeinlässe 40a, 40b in jeweiligen Unterdruckdichtungen 44a (die eigentlich mit dem Bezugszeichen 44b zu bezeichnende gegenüberliegende Unterdruckdichtung ist nicht dargestellt) ausgebildet, die dichtend an der

Führungsschiene 14 anliegen. Besonders bevorzugt befinden sich die

Unterdruckeinlässe 40a, 40b und die Unterdruckdichtungen 44a an jeweiligen Unterdruckeinlassplatten 46a, 46b, die innerhalb der Seiten 42a, 42b des

Befestigungsabschnitts 30 verschiebbar gelagert sind und durch

Vorspannelemente 50 auseinander gezwungen und damit in Eingriff mit der Schiene 14 gebracht werden.

Der durch die Unterdruckeinlässe 40a, 40b eingeleitete Unterdruck wird über einen oder mehrere Unterdruckkanäle 52 aus dem Unterdruckanschluss 36 herausgeführt. Der Unterdruck gelangt über die Unterdruckkanäle 52 an den

Werkstückhalteabschnitt 34. Die dargestellte Ausführungsform zeigt Doppelkanäle 52, es könnten jedoch auch mehr oder weniger Unterdruckkanäle 52 verwendet werden. Wenn beispielsweise der Werkstückhalteabschnitt 34 relativ zur Führungsschiene 14 drehbar sein soll, könnte zwischen dem

Befestigungsabschnitt 30 und dem Werkstückhalteabschnitt 34 eine einzige drehbare Verbindung mit kollinearen Unterdruckkanälen hergestellt werden. Erneut Bezug nehmend auf die Figur 3 ist der Antriebsmechanismus- Eingriffsabschnitt 32 jedes Laufwagens 12 je nach dem Typ des

Antriebsmechanismus 20, der mit dem Fördersystem 10 verwendet wird, anpassbar. Obwohl in der dargestellten Ausführungsform der

Antriebsmechanismus-Eingriffsabschnitt 32 zum Eingriff mit einem

elektromagnetischen Antriebsmechanismus 20 ausgelegt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Antriebsmechanismus beschränkt. Vorteilhafterweise ist ein solcher elektromagnetischer Antriebsmechanismus 20 in der Lage, jeden Laufwagen 12 unabhängig von den anderen zu bewegen. Darüber hinaus kann der Antriebsmechanismus-Eingriffsabschnitt 32 Rollen 54 zum Halten des Laufwagens 12 an einer weiteren Schiene/Führung 56 (siehe Figur 1 ) umfassen. In einer solchen Ausgestaltung, führt die Führungsschiene 14 den Laufwagen 12 Unterdruck zu, wird jedoch nicht dafür herangezogen, die Laufwagen 12 während der Bewegung entlang der Förderstrecke 16 physisch am Fördersystem 10 zu halten.

Der Werkstückhalteabschnitt 34 ist je nach Art des zu haltenden Werkstücks und der gewünschten Unterdruckbeaufschlagung anpassbar. In der dargestellten Ausführungsform ist der Werkstückhalteabschnitt 34 dazu eingerichtet, ein Werkstück unter Verwendung von Unterdruck zu halten. Der

Werkstückhalteabschnitt 34 ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Werkstück im Inneren eines Innendurchgangs 60 zu halten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Verwendung des einmal dem Laufwagen zugeführten Unterdrucks beschränkt.

Mit Bezug auf die Figuren 6 und 7 umfasst die Führungsschiene 14

gegenüberliegende erste 62a und zweite 62b Führungsschienenflächen, die mit den gegenüberliegenden Seiten 42a, 42b des Befestigungsabschnitts 30 in Eingriff stehen. Die Unterdruckventile 24 sind vorzugsweise mit Öffnungen 64 verbunden, die sich durch die erste Führungsschienenfläche 62a erstrecken. Die Verwendung von gegenüberliegenden Führungsschienenflächen 62a, 62b und Seiten 42a, 42b des Befestigungsabschnitts ist vorteilhaft, da sie dazu beiträgt, die aus dem angelegten Unterdruck resultierenden Kräfte auszugleichen und folglich die zwischen der Führungsschiene 14 und dem Befestigungsabschnitt 30 erzeugten Bindungskräfte zu verringern, welche die Gleitbewegung der einzelnen Laufwagen 12 beeinträchtigen würden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Seiten 42a, 42b der

Befestigungsabschnitte 30 zwischen den gegenüberliegenden

Führungsschienenflächen 62a, 62b angeordnet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise könnte ein U-förmiger Befestigungsabschnitt einander gegenüberliegende Seiten aufweisen, zwischen denen sich eine Führungsschiene befindet. Zusätzlich ist die

Führungsschiene 14, wie oben ausgeführt, nicht zwingend erforderlich, um die Laufwagen 12 zu halten. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform die Führungsschiene 14 zwischen den Unterdruckventilen 24 im Wesentlichen durchgehend ist, ist dies nicht zwingend erforderlich.

Auch auf die Figur 2 Bezug nehmend benötigen die Laufwagen möglicherweise den Unterdruck nicht über den gesamten Umlauf der Förderstrecke 16;

beispielsweise können in der Förderstrecke 16 ein Arbeitsabschnitt 66 und ein Nicht-Arbeitsabschnitt 70 vorhanden sein. Wird von den Laufwagen im Nicht- Arbeitsabschnitt 70 kein Unterdruck benötigt (wenn z.B. kein zu haltendes

Werkstück vorhanden ist), so kann beispielsweise nur entlang des

Arbeitsabschnittes 66 die Vielzahl der Unterdruckventile 24 an die

Führungsschiene 14 angeschlossen werden. Wo Unterdruck benötigt wird, sind die Unterdruckventile 24 vorteilhaft in einem Abstand 72 angeordnet, der kleiner ist als eine Länge 74 des

Befestigungsabschnitts 30 in Richtung der Förderstrecke 16. Somit kann der Unterdruckanschluss 36 des Befestigungsabschnitts gleichzeitig mit zwei benachbarten Unterdruckventilen 24 in fluider Verbindung stehen. Während sich jeder Laufwagen 12 entlang der Förderstrecke 16 bewegt, kann ein Unterdruck aus dem nächsten Ventil 24 erhalten werden, bevor Unterdruck aus dem

vorhergehenden Ventil 24 verloren geht.

Die Unterdruckventile 24 werden vorzugsweise elektromagnetisch betrieben, sodass eine elektronische Steuerung, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, ermöglicht wird. Zusätzlich können alle oder ein Teil der Unterdruckventile 24 so ausgestaltet sein, dass sie ein variables Unterdruckniveau liefern - beispielsweise um eine Haltekraft, die auf ein Werkstück ausgeübt wird,

vorübergehend zu reduzieren.

Die Unterdruckventile 24 sind gemeinsam jeweils über eine entsprechende

Vielzahl von Unterdruckleitungen 76 (von denen der Übersichtlichkeit halber nur ein Teil dargestellt ist) mit der Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden.

Vorteilhafterweise umfasst die Unterdruckquelle einen Unterdruckverteilerkanal 80, der entlang der Länge der Führungsschiene 14 verläuft und an den die

Unterdruckleitungen 76 angeschlossen sind. Der Unterdruckverteilerkanal 80 kann mit einer Unterdruckpumpe oder dergleichen als Unterdruckquelle verbunden sein. Alternativ könnte mehr als eine unabhängige Unterdruckquelle genutzt werden; wobei beispielsweise ein Teil der Unterdruckventile 24 Unterdruck aus einer Quelle erhält und ein anderer Teil aus einer anderen Quelle.

Bezug nehmend auf Figur 8 sind die Unterdruckventile 24 des Unterdruck- Teilsystems 22 vorzugsweise elektronisch mit einer Steuerung 82 (z.B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder einer anderen

Mikroprozessoreinrichtung) verbunden, die basierend auf

Laufwagenpositionsangaben, jeweilige Steuerausgaben an die Unterdruckventile 24 liefert. Wenn die Steuerung 82 anhand der Positionsangaben feststellt, dass der Unterdruckanschluss 36 eines Laufwagens 12 in der Lage ist, mit einem

Unterdruckventil 24 in fluide Verbindung zu gelangen, öffnet die Steuerung 82 das Unterdruckventil 24. Wenn kein Laufwagen 12 mit einem Unterdruckventil 24 in fluide Verbindung gelangen kann, sperrt die Steuerung 82 dieses Unterdruckventil 24. Die Steuerung 82 kann diese Vorgänge für mehrere Unterdruckventile 24 gleichzeitig durchführen.

Wird ein elektromagnetischer Antriebsmechanismus 20 verwendet, sodass der Antrieb den Standort jedes Laufwagens 12 unabhängig„kennt", können die Laufwagenpositionsangaben der Steuerung 82 von dem Antriebsmechanismus geliefert werden. Die Steuerung 82 könnte alternativ über andere Mittel

Laufwagenpositionsangaben empfangen. Beispielsweise könnten den Positionen der Ventile 24 entsprechende Positionssensoren entlang der Führungsschiene angeordnet sein und Positionseingangssignale an die Steuerung 82 senden.

Zusätzlich könnte auf eine zentrale Steuerung 82 verzichtet werden, wobei jedes Unterdruckventil 24 über eine mechanische, elektrische, magnetische etc.

Anzeige, dass ein Laufwagen 12 benachbart zu diesem angeordnet ist,

angesteuert wird.

Vorteilhafterweise kann ein Fördersystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere Laufwagen 12 während sie stillstehen, oder während sie sich entlang einer Förderstrecke 16 bewegen, mit Unterdruck versorgen. Indem Unterdruck nur zugeführt wird, wenn sich ein Laufwagen tatsächlich an einer Position befindet, an der er diesen aufnehmen kann, kann der mit der Unterdruckquelle verbundene Energiebedarf deutlich reduziert und die Leistung gesteigert werden.