Vorrichtung zum Orientieren eines Behältnisses

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Behältnis- sen, insbesondere von Pipettierspitzen . Die Vorrichtung zum Vereinzeln weist eine Zuführeinrichtung mit einem Zuführelement für den Stapel und eine in einer Förderrichtung hinter der Zuführeinrichtung angeordnete Transporteinrichtung mit einem Transportmittel für das vereinzelte Behält- nis auf.

Es sind verschiedenste Vorrichtungen zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Behältnissen im Stand der Technik bekannt, etwa aus der US 4,364,466. Hier ist eine Vorrichtung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Dosenbodenstücken beschrieben. In horizontaler Förderrichtung ist hinter einer Zuführeinrichtung eine Transporteinrichtung vorgesehen, in die der Stapel von Dosenbodenstücken eingeführt wird. Für die Vereinzelung sind in der Transportein- richtung zwei Förderbänder und zwei Transportrollen vorgesehen, die gleichzeitig reibschlüssig an dem Rand der Do ^¬ senbodenstücke angreifen. Dadurch, dass die effektive Transportgeschwindigkeit der Transportrollen kleiner ist als die Vorwärtsbewegung der Förderbänder, wird eine Ver- einzelung der Dosenbodenstücke erreicht. Hierbei gleiten die zwei Förderbänder so lange über den Rand des jeweiligen Dosenbodenstücks, bis dieses von den Transportrollen frei gegeben wird. Danach wird das jeweilige Dosenbodenstück mit der Geschwindigkeit der zwei Förderbänder weiter transpor- tiert und liegt hierzu reibschlüssig an den beiden Förder ^¬ bändern an.

In der US 5,176,494 wird eine Vorrichtung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Containern beschrieben. Der Stapel von Containern wird zwischen zwei gegenüberliegenden Paaren von Förderbändern in verti- kaier Richtung in die Förderstrecke einer Vereinzelungsvorrichtung eingeführt. Das untere Paar Förderbänder dreht schneller als das obere Paar Förderbänder. Der Abstand der in Bezug auf den Container jeweils gegenüberliegend ange ^¬ ordneten Förderbänder ist etwas kleiner als die Breite des Containers, sodass die Container reibschlüssig an den För ^¬ derbändern anliegen. Der Stapel wird zunächst mit der über die Wellen erzeugten Fördergeschwindigkeit durch das obere Paar Förderbänder entlang der Förderstrecke gefördert. Der jeweils untere Container wird bis auf die Höhe der Drehach- se der Wellen gefördert. An diesem Punkt laufen die Förderbänder um ihre Drehscheibe und geben den jeweiligen Container seitlich frei und gleichzeitig greifen die schneller drehenden unteren Förderbänder ein, die über die Drehscheiben seitlich auf den Container zulaufen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Behältnissen derart auszubilden und anzuordnen, dass die Förderung der Behältnisse ausreichend präzise und gleichzeitig weitgehend verschleißfrei erfolgt. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das Zuführelement und das Transportmittel in derselben Förderrichtung angeordnet sind, und zwischen einer das Behältnis frei gebenden ersten Position, in der das Zuführelement das Behältnis in Förder ^¬ richtung frei gibt, und einer das Behältnis erfassenden zweiten Position, in der das Transportmittel das Behältnis in Förderrichtung erfasst, ein Abstand vorgesehen ist.

Hierdurch wird erreicht, dass das Behältnis erst nach der Freigabe durch das Zuführelement von dem Transportmittel erfasst und weiter transportiert und nicht gleichzeitig durch das Zuführelement und durch das Transportmittel mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten angetrieben wird. Da das Behältnis in Förderrichtung keine zwei unter ^¬ schiedlichen Fördergeschwindigkeiten aufweisen kann, wird durch die erfindungsgemäße räumliche Trennung in Förder ^¬ richtung erreicht, dass es zwischen dem Zuführelement und dem Behältnis und zwischen dem Transportmittel und dem Be ^¬ hältnis nicht zu einem größerem Schlupf kommt. Ein geringer Mindestschlupf ist bei reibschlüssigen Antrieben immer vorhanden und nicht vermeidbar.

Die Fördergeschwindigkeit des Zuführelements ist somit völ- lig unbeeinflusst von der Fördergeschwindigkeit des Trans ^¬ portmittels und umgekehrt, da die beiden Fördermedien zu keinem Zeitpunkt der Förderung eines Behältnisses gleich ^¬ zeitig an dem Behältnis angreifen. Dadurch kann zum einen die Fördergeschwindigkeit des jeweiligen Fördermediums ex- akt eingehalten werden und andererseits wird Schlupf und damit verbundener Verschleiß durch Reibung zwischen dem jeweiligen Fördermedium und dem Behältnis weites gehend vermieden. Schlupf und Reibung treten nämlich dann zwischen den Fördermedien und dem Behältnis in erhöhtem Maße auf, wenn das Behältnis durch ein Fördermedium gebremst und gleichzeitig durch ein anders Fördermedium angetrieben wird.

Vorteilhafterweise können das Zuführelement und/oder das Transportmittel das Behältnis zumindest im Bereich der Ver- einzelung in Förderrichtung reib- und/oder formschlüssig transportieren. Da das Behältnis durch die erfindungsgemäße räumliche Trennung ohne wesentlichen Schlupf angetrieben

wird, können bei einem rein reibschlüssigem Transport unterschiedliche Stapel von Behältnissen mit der gleichen Vorrichtung vereinzelt werden, weil der Eingriff des Transportmediums unabhängig von der Position oder der Länge des Behältnisses ist.

Vorteilhafterweise können als Zuführelement und/oder För ^¬ dermittel zwei mit gleicher Fördergeschwindigkeit antreib ^¬ bare und in Bezug auf die Förderrichtung übereinander angeordnete Transportbänder vorgesehen sein. Durch den Einsatz von Transportbändern und Umlenkrollen wird ein einfacher reibschlüssiger Transport erreicht, bei dem die Freigabe durch das Zuführelement und das Erfassen durch das Trans ^¬ portmittel ohne regeltechnischen Aufwand durchführbar sind.

Hierzu kann vorteilhafterweise mindestens je eine Umlenk- rolle für das Zuführelement und für das Transportmittel vorgesehen sein, wobei die Umlenkrolle für das Zuführele ^¬ ment in Förderrichtung neben einer Umlenkrolle für das Transportmittel angeordnet ist. Dadurch wird eine einfache übergabe des Behältnisses von der Zuführeinrichtung zu der Transporteinrichtung erreicht, weil das Behältnis durch die beidseitige Führung von oben und von unten über die erfindungsgemäße Lücke geführt wird, die durch den Abstand ge ^¬ bildet wird.

Alternativ ist es vorteilhaft , dass das Behältnis auch un- mittelbar durch die Umlenkrolle reib- und/oder formschlüs ^¬ sig in Förderrichtung transportiert werden kann. Im Bereich der Vereinzelung ist sowohl auf der Seite der Zuführeinrichtung als auch auf der Seite der Transporteinrichtung bei horizontaler Förderung eine obere und eine untere Um- lenkrolle vorgesehen, zwischen denen das Behältnis reib-

und/oder formschlüssig in Förderrichtung transportiert werden kann. Durch den Einsatz einer Umlenkrolle ohne Transportband kann die Förderrichtung unmittelbar nach der Vereinzelung geändert werden, weil die weitere Führung des Be- hältnisses durch das Transportband entfällt, sodass das Be ^¬ hältnis nicht weiter in Förderrichtung gefördert, sondern beispielsweise rechtwinklig zur Förderrichtung transportiert wird.

Vorteilhafterweise kann die Fördergeschwindigkeit Vt des Transportmittels und die Fördergeschwindigkeit Vz des Zu ^¬ führelements in Abhängigkeit der Länge des Behältnisses und dem Abstand von jeweils zwei ineinander gestapelten Behältnissen eingestellt werden kann. Das Verhältnis Vt/Vz be ^¬ trägt mindestens dem Wert 2 abzüglich dem Verhältnis der Länge des Behältnisses zu dem Abstand zweier Behältnisse im gestapelten Zustand. Formal gefasst heißt das: [Vt/Vz = 2- (Abstand 44/Länge 45)] . In den meisten Fällen wird das Ver ^¬ hältnis Vt/Vz größer gewählt, sodass jeweils zwei Behält ^¬ nisse nicht nur vereinzelt sondern zusätzlich auch noch zu- einander beabstandet werden.

Dabei ist die Fördergeschwindigkeit in Bezug auf Träger re ^¬ levant, sodass beliebig lange Behältnisse abhängig von ih ^¬ rem Abstand in gestapeltem Zustand in der gleichen Vorrichtung vereinzelt werden können.

Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung einen Stapel von

Behältnissen aufweisen, wobei das Behältnis in Bezug zu ei ^¬ ner Mittelachse eine offene Seite und eine der offenen Sei ^¬ te gegenüberliegend angeordnete geschlossene Seite und ei ^¬ nen in Bezug zu der Mittelachse radial umlaufenden äußeren Randbereich aufweist. Im Randbereich weist das Behältnis

einen größten äußeren Durchmesser auf, sodass das Behältnis unabhängig von seiner Länge ausschließlich über den Randbereich transportiert wird. Dieses Merkmal hat auch zum Vor ^¬ teil, dass beliebig lange Behältnisse mit der gleichen Vor- richtung vereinzelt werden können.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Randbereich oder Bund eine Breite aufweisen würde, über die der äußere Durchmes ^¬ ser annähernd konstant wäre und der Abstand größer wäre als die Breite des Randbereiches oder Bundes des Behältnisses. Dadurch ist es möglich, dass eine eingriffsfreie übergabe des Behältnisses von der Zuführeinrichtung zu der Transporteinrichtung erfolgt, weil das Zuführelement nicht über den Randbereich oder Bund mit dem Transportmittel gekoppelt werden kann. Eingriffsfrei bedeutet, dass das Behältnis erst von dem Zuführelement frei gegeben wird, bevor es von dem in Träger nachfolgenden Transportmittel erfasst wird.

Vorteilhaft kann ein Verfahren zum Vereinzeln von Behältnissen mit einer Vorrichtung sein, wie sie vorstehend beschrieben ist. Das Verfahren weist folgende nacheinander ablaufende Verfahrensschritte auf: a) ein Stapel von mindestens einem ersten und einem zwei ^¬ ten Behältnis wird durch ein Zuführelement einer Zuführein ^¬ richtung einer Transporteinrichtung mit einem Transportmittel zugeführt, während der Stapel in Förderrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit dem Zuführelement verbunden ist, b) das in Förderrichtung erste Behältnis des Stapels wird von dem Zuführelement frei gegeben, c) das von dem Zuführelement frei gegebene erste Behältnis wird durch das in derselben Förderrichtung folgende zweite

Behältnis über einen Abstand zwischen dem Zuführelement und

dem Transportmittel weiter in Förderrichtung transportiert, d) das durch das zweite Behältnis weiter transportierte Be ^¬ hältnis wird von dem Transportmittel erfasst und weiter in Förderrichtung transportiert. Vorteilhafterweise kann das Behältnis in Förderrichtung ü- ber einen äußeren Randbereich oder einen äußeren Bund form- und/oder kraftschlüssig mit dem Zuführelement oder mit dem Transportmittel in Verbindung stehen.

Vorteilhaft kann das Verfahren sein, wenn, während sich der Randbereich des ersten Behältnisses zwischen der frei gebenden ersten Position und der erfassenden zweiten Position befindet, das erste Behältnis in einer Richtung rechtwink ^¬ lig zur Förderrichtung im zweiten Behältnis gelagert ist. Dadurch wird das Behältnis, das im Moment der übergabe we- der durch das Zuführelement noch durch das Transportmittel geführt ist, durch das nachfolgende zweite Behältnis ge ^¬ führt, in dem es ohnehin im gestapelten Zustand gelagert ist.

Beschreibung der Zeichnung

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt die:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrich ^¬ tung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Behältnissen in einem ersten Verfahrensschritt in einer ersten Sortierrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht gemäß Fig. 1 in einem zweiten Verfahrensschritt;

Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht gemäß Fig. 1 in einem dritten Verfahrensschritt;

Fig. 4 eine Prinzipskizze des Abstandes zwischen der Zu ^¬ führeinrichtung und der Transporteinrichtung; Fig. 5 eine Prinzipskizze eines Stapels mit zwei Behält ^¬ nissen;

Fig. 6 eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrich ^¬ tung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel ineinander gestapelten Behältnissen in einem ers- ten Verfahrensschritt in einer zweiten Sortierrichtung;

Fig. 7 eine perspektivische Seitenansicht gemäß Fig. 6 in einem zweiten Verfahrensschritt;

Fig. 8 eine perspektivische Seitenansicht gemäß Fig. 6 in einem dritten Verfahrensschritt.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Vorrichtung zum Vereinzeln von mehreren zu einem Stapel 3 ineinander gestapelten Behältnissen 40,40' zu verschiedenen Zeitpunkten des Vereinze- lungsprozess dargestellt. Mit dieser Vorrichtung werden der Stapel 4 beziehungsweise die Behältnisse 40,40' in einer horizontalen Förderrichtung 3 transportiert und dabei wie nachstehend beschrieben vereinzelt. Die Vorrichtung weist eine Zuführeinrichtung 1 mit einem Zuführelement 10 und ei- ne in Förderrichtung 3 hinter der Zuführeinrichtung 1 angeordnete Transporteinrichtung 2 mit einem Transportmittel 20 auf. Durch das Zuführelement 10 wird der Stapel 4 und durch das Transportmittel 20 ein Behältnis 40 nach dem anderen in Förderrichtung 3 transportiert.

Die Zuführelement (10) besteht aus einem oberen und einem unteren jeweils umlaufenden Transportband 101, 102, die zwischeneinander einen Spalt 13 bilden, durch den der Stapel 4 hindurch transportiert wird. Im Spalt 13 laufen die beiden Transportbänder 101, 102 mit gleicher Geschwindigkeit parallel zu der Förderrichtung 3. Hierzu ist jedes Transportband 101, 102 über zwei Umlenkrollen 12 gespannt, die wiederum parallel zur Förderrichtung 3 gelagert sind. Das untere Transportband 102 ist länger als das obere Transportband 101 und dient in dem Bereich, in dem es ent ^¬ gegen der Förderrichtung 3 über das obere Transportband 101 hervorsteht, dazu, den Stapel 4 bis zu dem Spalt 13 zu transportieren .

ähnlich wie das Zuführelement 10 besteht auch das Trans- portmittel 20 aus einem oberen und einem unteren jeweils umlaufenden Transportband 201, 202, die zwischen einander einen parallel zur Förderrichtung 3 verlaufenden Spalt 23 bilden und mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Das je ^¬ weilige Transportband 201, 202 ist über zwei Umlenkrollen 22 gespannt, die parallel zur Förderrichtung 3 angeordnet sind. Der Spalt 13 und der Spalt 23 fluchten in Förderrichtung 3.

Zur besseren übersichtlichkeit der Darstellung ist keine Rahmenstruktur, die die Umlenkrollen 12,22 trägt, darge- stellt.

Der in Fig. 1 und 5 dargestellte Stapel 4 umfasst nur bei ^¬ spielhaft ein erstes Behältnis 40 und ein zweites Behältnis 40' . In der Praxis werden auch Stapel 4 mit drei und mehr Behältnissen 40 transportiert und vereinzelt. Alle Behält- nisse 40 sind identisch und weisen bezogen auf eine Mit ^¬ telachse 43 eine offenen Seite 41 und eine der offenen Sei ^¬ te 41 gegenüberliegende zweite geschlossene Seite 42 auf.

Die Länge 45 des Behältnisses 40 ist in diesem Ausführungs ^¬ beispiel ungefähr um einen Faktor zehn größer als sein Durchmesser 47. Das Behältnis 40 weist eine konische Man ^¬ telfläche auf. Im Stapel 4 weisen die Behältnisse 40,40' mindestens einen Abstand 44 auf, sodass die kleinste Ge ^¬ samtlänge eines Stapels 4 aus n+1 Behältnissen 40 der Summe der Länge 45 eines Behältnisses 40 zuzüglich des n-fachen Betrages des Abstandes 44 entspricht. Sind die Behältnisse 40, 40' nicht vollständig ineinandergesteckt , so kann die Länge 45 auch Größer sein.

In der beschriebenen Vorrichtung können auch gestapelte Behältnisse 40 mit einer anderen Form vereinzelt werden.

Auf der offenen Seite 41 weist das Behältnis 40 einen äuße ^¬ ren Randbereich 46 mit einer Breite 48 auf, in dem das Be- hältnis 40 den größten Durchmesser 47 hat, sodass die bei ^¬ den Transportbänder 101 102 des Zuführelements 10 und die Transportbänder 201, 202 des Transportmittels 20 an der Um- fangsfläche des Randbereichs 46 reibschlüssig anliegen. Durch die Anlage der Transportbänder 101, 102, 201, 202 im Randbereich 46 wird das Behältnis 40 reibschlüssig in För ^¬ derrichtung 3 transportiert. Dieser Randbereich 46 ist im Ausführungsbeispiel ein Bund.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird der Stapel 4 zunächst bis zum Ende des Zuführelements 10 transportiert. Am Ende des Zuführelements 10 wird der Randbereich 46 des Behält ^¬ nisses 40 an einer ersten Position 11 dadurch frei gegeben, dass dieser aus den beiden Umlenkrollen 12 ausläuft. In dem Moment der Freigabe wird das erste Behältnis 40 nicht mehr ummittelbar durch das Zuführelement 10 transportiert, je- doch noch das zweite Behältnis 40' . Durch das zweite Be ^¬ hältnis 40' wird das erste Behältnis 40 bis zu einer zwei ^¬ ten Position 21 transportiert, in der der Randbereich 46

von dem Transportmittel 20 der Transporteinrichtung 2 er- fasst wird. Die erste Position 11 weist gegenüber der zwei ^¬ ten Position 21 einen Abstand 5 auf, in dem das Behältnis 40 bezogen auf den unmittelbaren Antrieb durch die Vorrich- tung frei liegt. In diesem Bereich wird das erste Behältnis 40, das in Stapelform in das zweite Behältnis 40' einge ^¬ steckt ist durch das zweite Behältnis 40' zum überbrücken des Abstandes 5 getragen.

Die Vereinzelung wird durch die unterschiedlichen Förderge- schwindigkeiten erreicht, wie durch zwei Vektoren Vz und Vt dargestellt sind. Die Fördergeschwindigkeit Vz des Zuführ ^¬ elements 10 ist in Förderrichtung 3 kleiner als die Fördergeschwindigkeit Vt des Transportmittels 20 in Förderrich ^¬ tung 3. Durch die unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten wird erreicht, dass das in Förderrichtung 3 vordere erste Behältnis 40 mit dem Moment beginnend, in dem es wie in Fig. 4 dargestellt ist, durch das Transportmittel 20 er- fasst wird, kontinuierlich aus dem hinteren zweiten Behältnis 40' herausgezogen wird. In dem Zeitraum, in dem das zweite Behältnis 40' nun weiter bis zu der zweiten Position 21 transportiert wird, wird das erste Behältnis 40 um das Maß schneller transportiert, um das es in dem zweite Be ^¬ hältnis 40' eingesteckt war.

Das Verhältnis der Fördergeschwindigkeiten Vt/Vz entspricht theoretisch somit wie in Fig. 5 veranschaulicht mindestens dem Wert 2 abzüglich dem Verhältnis des Abstandes 44 zwi ^¬ schen den beiden Randbereichen 46 im gestapelten Zustand zu der Länge 45 des Behältnisses 40. Das reicht in der Praxis nicht, da die Behältnisse 40, 40' für einen an die Verein- zelung anschließenden Prozess oft noch zueinander beabstandet werden müssen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Verhältnis der Fördergeschwindigkeiten daher größer, sodass das erste Behältnis 40 schon zu dem Zeitpunkt beabstandet zum zweiten Behältnis 40' ist, in dem das zweite Behältnis 40' gerade einmal die ersten Position 11 erreicht hat.

Wesentlich für die Erfindung ist entsprechend Fig. 4, dass zwischen der ersten Position 11 und der zweiten Position 21 ein Abstand 5 vorgesehen ist, sodass zwischen dem Zuführelement 10 und dem Transportmittel 20 eine Lücke 50 ent- steht. Dadurch greift das Zuführelement 10 nicht gleichzei ^¬ tig mit dem Transportmittel 20 an dem Randbereich 46 des Behältnisses 40 an. Durch diesem Abstand 5 zwischen den beiden Eingriffspositionen 11,12 entsteht somit kein Schlupf zwischen dem Behältnis 40 und den Transportbändern. Je größer die Breite 48 des Randbereiches 46 ist, desto größer muss der Abstand 5 gewählt werden, damit es nicht zu einem doppelten Eingriff mit dem nachteiligen Schlupf kommt .

In den Fig. 6 bis 8 werden der Stapel 4 beziehungsweise die Behältnisse 40,40' anders als in der Darstellung nach Fig. 1 bis 3 mit der geschlossenen zweiten Seite 42 in Förderrichtung 3 voran transportiert. Das Prinzip bei dieser Sortierrichtung der Behältnisse 40,40' ist das Gleiche wie das vorstehend beschriebene. In dem Zeitraum, in dem das zweite Behältnis 40' um das Maß des Abstandes 44 weiter bis zu der zweiten Position 21 transportiert wird, wird das erste Be ^¬ hältnis 40 mindestens um das Maß schneller transportiert, um das es in dem zweite Behältnis 40' eingesteckt war. Das Verhältnis der Fördergeschwindigkeiten Vt/Vz entspricht so- mit wieder mindestens dem vorstehend beschriebenen Maß.

Damit der Stapel 4 besser in den Spalt 13 des Zuführele ^¬ ments 10 eingefädelt werden kann, weist die obere Umlenk-

rolle 12' wie in Fig. 1 und 6 näher bezeichnet ist, einen größeren Durchmesser auf als die übrigen Umlenkrollen 12 der Zuführeinrichtung 1. Der Durchmesser dieser Umlenkrolle 12' ist abhängig von dem Durchmesser 47 des Behältnisses 40, je größer der Durchmesser 47 ist, je größer ist die Umlenkrolle 12' .

Bezugszeichen

1 Zuführeinrichtung

10 Zuführelement 101 Transportband

102 Transportband

11 erste Position, Eingriffsposition

12 Umlenkrolle 12' Umlenkrolle 13 Spalt

2 Transporteinrichtung 20 Transportmittel

201 Transportband

202 Transportband 21 zweite Position, Eingriffsposition

22 Umlenkrolle

23 Spalt

3 Förderrichtung

4 Stapel 40 Behältnis

40' Behältnis

41 offene Seite

42 geschlossene Seite

43 Mittelachse 44 Abstand

45 Länge

46 Randbereich

47 Durchmesser

48 Breite 5 Abstand

50 Lücke

Vt Fördergeschwindigkeit Transportmittel Vz Fördergeschwindigkeit Zuführelement