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Dokumentenidentifikation DE19650843A1 28.05.1998
Titel Antriebs- und Steuerungssystem für Produktbestrahlungsanlagen
Anmelder Gamma-Service Produktbestrahlung GmbH, 04347 Leipzig, DE
Erfinder Hübner, Gerhard, Dipl.-Biol. Dr.habil., 04451 Panitzsch, DE;
Zeising, Manfred, Dipl.-Ing., 06116 Halle, DE
Vertreter Patentanwälte Gulde Hengelhaupt Ziebig, 10785 Berlin
DE-Anmeldedatum 27.11.1996
DE-Aktenzeichen 19650843
Offenlegungstag 28.05.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.05.1998
IPC-Hauptklasse G21K 5/00
IPC-Nebenklasse B65G 19/02   B65G 19/22   B65G 47/64   G01B 13/00   G01B 7/00   B01J 19/12   
IPC additional class // B65G 49/00,43/00  
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt ein Antriebs- und Steuerungssystem für Produktbestrahlungsanlagen, in welchem die zu bestrahlenden Produkte über ein Fördersystem an in einem Bestrahlungsraum angeordneten Strahlenquellen vorbeitransportiert werden. Die Erfindung ist anwendbar insbesondere zur Bestrahlung verschiedenster Produkte mit energiereicher Gammastrahlung, beispielsweise medizinischer Artikel, Verpackungsmaterialien und Kunststoffen.
Das erfindungsgemäße Antriebs- und Steuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Transportwagen 1 über eine in einer oberen Power-Schiene 2 laufenden Kette und die in einer unteren Free-Schiene 3 laufenden Laufwagen 4 erfolgt, derart, daß das gezielte Ein- und Ausklinken der Laufwagen 4 über Stopper 5 und Mitnehmer 13 realisiert wird, wobei die Stopper 5 von Ganzmetallpneumatikzylindern 6 betätigt werden und die Erfassung der Position der Transportwagen 1 zur Transportsteuerung über zwischen einer Traverse 7 und der Free-Schiene 3 angeordneten, mit Sensoren 9 zusammenwirkenden Schaltfahnen 8 erfolgt. Die Sensoren 9 sind entweder als Luftsensoren oder Magnetsensoren ausgebildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Antriebs- und Steuerungssystem für Produktbestrahlungsanlagen und ist anwendbar insbesondere zur Sterilisation verschiedenster Produkte mit energiereicher Gammastrahlung, beispielsweise medizinischer Artikel, Verpackungsmaterialien und Kunststoffen.

Es ist bekannt, in stationären Bestrahlungsanlagen Produkte einer energiereichen Strahlung zum Zwecke der Sterilisation auszusetzen. Die Zuführung und Entnahme der Produkte kann dabei sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich im Durchlaufverfahren erfolgen.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist, daß der Materialfluß uneffektiv und der Transport sowie dessen Steuerung aufwendig realisiert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebs- und Steuerungssystem für Produktbestrahlungsanlagen zu schaffen, welches einen effektiven kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Durchlauf ermöglicht und einfach und wirtschaftlich herstellbar und zuverlässig sowie verschiedensten Anforderungen anpaßbar zu betreiben ist sowie eine hohe Lebensdauer und Anlagensicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das zu bestrahlende Gut ohne direkten Kontakt zu den Strahlenquellen effektiv und zuverlässig gesteuert durch den Bestrahlungsraum transportiert wird, wobei das Antriebs- und Steuerungssystem eine optimale Dosisverteilung bei geringer Inhomogenität gewährleistet, indem der Antrieb der Transportwagen über eine in einer oberen Power-Schiene laufende Kette und die in einer unteren Free-Schiene laufenden Laufwagen erfolgt derart, daß das gezielte Ein- und Ausklinken der Laufwagen über Stopper und Mitnehmer realisiert wird, wobei die Stopper von Ganzmetallpneumatikzylindern betätigt werden und die Erfassung der Position der Transportwagen zur Transportsteuerung über zwischen einer Traverse und der Free-Schiene angeordneten, mit Sensoren zusammenwirkenden Schaltfahnen erfolgt.

Das speziell gesteuerte, umlaufende Fördersystem ermöglicht durch Variation der Umlaufzeit beziehungsweise Taktzeit, Einstellung der Umläufe sowie durch Wechsel der Bestrahlungsposition eine optimale Bestrahlungstechnologie.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der gesamte Antrieb mit Sensorik in strahlenresistenter Form ausgebildet ist und die strahlenempfindlichen Bauteile der Anlage außerhalb des Bestrahlungsraumes angebracht sind, wobei die Sensoren entweder Luftsensoren oder Magnetsensoren sind und die zugehörigen Signalleitungen durch die Decke des Bestrahlungsraumes geführt werden.

Dadurch, daß die Stopper zum Einklinken und Entkoppeln mit Schaltklinken zum Ausheben der Mitnehmer und Halteklinken mit Anlaufkante für die Laufwagen zusammenwirken, kann je nach vorgegebenem Programm der Mitnehmer durch die Schaltklinke ausgehoben oder in die Kette eingeklinkt werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung des Fördersystems mit Sensorik;

Fig. 2 eine Detailansicht des Stoppers zum Einklinken und Entkoppeln der Transportwagen in Stellung "AUF";

Fig. 3 eine Detailansicht des Stoppers zum Einklinken und Entkoppeln der Transportwagen in Stellung "ZU";

Fig. 4 eine Detailansicht der Weichenbetätigung.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Antriebs- und Steuerungssystem als Power-and-Free-System ausgebildet und transportiert die mit den zu bestrahlenden Produkten beladenen Paletten in angehängten Transportwagen 1 mit allseitig geschlossenen Seiten, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Blech ausgebildet sind.

Das Power-and-Free-System besteht aus zwei übereinander angeordneten Schienen, der Power-Schiene 2 und der Free-Schiene 3. In der oberen Power-Schiene 2 läuft kontinuierlich eine Kette und zieht über Mitnehmer 13 die in der unteren Free-Schiene 3 laufenden Laufwagen 4, an denen die Transportwagen 1 hängen.

Die Transportwagen 1 lassen sich über die Laufwagen 4 nach Bedarf von der Kette entkoppeln oder wieder einklinken. Das System ermöglicht somit einen diskontinuierlichen Materialfluß.

Das Entkoppeln und Einklinken wird über die Stopper 5 realisiert, die je nach Erfordernis angeordnet sind. Der Durchlauf der Transportwagen 1 wird von der Steuerung nach einem vorgegebenen Programm gesteuert. Die Transportwagen 1 werden von dem Power-and-Free- System durch ein Materiallabyrinth nach einem festgelegten Fahrregime um den Quellenkorb mit den Strahlungsquellen geführt, wobei nach Durchlauf der Bestrahlungsachse eine 180°-Drehung erfolgen kann. Durch diese Drehung wird eine gleichmäßige Einwirkung der Strahlung ermöglicht, das zu einer günstigen Dosisverteilung im Bestrahlungsgut führt. Nach Durchlauf aller Bestrahlungspositionen wird der Transportwagen 1 durch das Materiallabyrinth nach außen transportiert, um 180° zurückgedreht und gegebenenfalls nach entsprechend programmierten Wartepositionen der Übergabestation erneut zugeführt. Selbstverständlich sind neben dem oben angegebenen Transportvorgang um den Quellenkorb weitere Fahrweisen möglich.

Der Transportwagen für den Transport des Fördergutes ist mit einer Traverse 7 an dem Laufwagen 4 des Power-and-Free-Förderers befestigt. Der Transportwagen 1 ist um einen zentrisch angeordneten Zapfen 7a drehbar gelagert und während der Fahrt mechanisch verriegelt.

Zwischen der Traverse 7 und dem Laufwagen 4 sind Schaltfahnen 8 angeordnet, welche bei Durchgang durch die Sensoranordnung in den Sensoren 9 Signale erzeugen und hierdurch die Wagenposition melden. Die Sensoren 9 sind in einer ersten Ausführungsvariante als Luftsensoren ausgeführt. Die Luftsensoren bilden eine Luftschranke bestehend aus einer Sender- und einer Empfängerdüse welche durch einen Speiseluftdruck versorgt werden wird der Luftstrom zwischen Sender- und Empfängerdüse, durch die Schaltfahnen 8 unterbrochen, so wird das Signal ausgelöst. Die Signalleitungen sind hierbei als metallische Rohre ausgebildet und werden aus dem Bestrahlungsraum geführt.

Als weitere Ausführungsvariante ist der Einsatz magnetischer Sensoren 9 möglich, wobei hier das Magnetfeld durch die Schaltfahnen 8 beeinflußt wird und daraus die Signalbildung resultiert. Die Signalleitungen sind bei dieser Ausführungsvariante strahlenresistente Elektroleitungen, welche ebenfalls durch die Decke aus dem Bestrahlungsraum geführt werden.

Soll ein Transportwagen 1 transportiert werden, wird, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die Schaltklinke 5a eines Stoppers 5 mit einem Ganzmetallpneumatikzylinder 6 betätigt. Damit wird der Mitnehmer 13 in die Kette eingeklinkt. Soll der laufende Transportwagen 1 an einer definierten Stelle gestoppt werden, wird der Stopper 5 angesteuert und über den Ganzmetallpneumatikzylinder 6 betätigt. Die Schaltklinke 5a hebt dann den Mitnehmer 13 aus. Zwischen dem Pneumatikzylinder 6 und der Schaltklinke 5a bzw. der Halteklinke 5b ist mindestens ein Ausgleichelement 11 zur Kolbenentlastung sowie ein Antriebsübertragungsmechanismus 12 angeordnet.

Die Änderung der Fahrtrichtung der Transportwagen 1 erfolgt mit Weichen 16. Der prinzipielle Aufbau der Weichen ist in Fig. 4 dargestellt. Ein Ganzmetallpneumatikzylinder 6a, welcher baugleich ausgebildet ist mit dem Ganzmetallpneumatikzylinder 6 zur Betätigung der Stopper 5, betätigt die Weichenzunge 14. Die Weichenstellung wird mit Sensoren 9a überwacht, wobei die Sensoren 9a Luftsensoren oder Magnetsensoren und baugleich wie die Sensoren 9 ausgebildet sein können.

Ein Transportwagen 1, der ohne Umladung mehrfach im Bestrahlungsraum um die Strahlenquellen laufen soll, wird durch entsprechende Weichenstellung nicht nach außen geführt sondern direkt über den Umlauf geleitet. Welcher Transportwagen direkt umlaufen soll, wird von dem Steuerungsprogramm vorgegeben und über ein Erkennungssystem für die Transportwagen ausgelöst.

Die Produktdaten und die Sollbestrahlungsparameter werden zur Prozeßsteuerung in mindestens einem Computer erfaßt, welcher zur Datenübergabe und zum Datenaustausch mit mindestens einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Anlage verbunden ist. Dieser Computer ist ein fester Bestandteil der Prozeßsteuerung und dient ausschließlich der Mensch-Maschine-Kommunikation mittels einer speziellen Leitrechner-Software.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Antriebs- und Steuerungssystem für Produktbestrahlungsanlagen, in welchem die zu bestrahlenden Produkte über ein Fördersystem an in einem Bestrahlungsraum angeordneten Strahlenquellen vorbeitransportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß

    der Antrieb der Transportwagen (1) über eine in einer oberen Power-Schiene (2) laufende Kette und die in einer unteren Free-Schiene (3) laufenden Laufwagen (4) erfolgt derart,

    daß das gezielte Ein- und Ausklinken der Laufwagen (4) über Stopper (5) und Mitnehmer (13) realisiert wird, wobei die Stopper (5) von Ganzmetallpneumatikzylindern (6) betätigt werden und die Erfassung der Position der Transportwagen (1) zur Transportsteuerung über zwischen einer Traverse (7) und der Free-Schiene (3) angeordneten, mit Sensoren (9) zusammenwirkenden Schaltfahnen (8) erfolgt.
  2. 2. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Fahrtrichtung über Weichen (16) realisiert wird, wobei die Betätigung der Weichen (16) mit Ganzmetallpneumatikzylindern (6a) erfolgt, welche baugleich mit den Ganzmetallpneumatikzylindern (6) sind.
  3. 3. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (9) Luftsensoren sind, deren Luftstrom durch die Schaltfahnen (8) unterbrochen wird und die Signalleitungen (10) metallische Rohrleitungen sind.
  4. 4. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (9) Magnetsensoren sind, deren Magnetfeld durch die Schaltfahnen (8) beeinflußt wird und die Signalleitungen (10) strahlenresistente Elektroleitungen sind.
  5. 5. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen (10) durch die Decke des Bestrahlungsraumes geführt sind.
  6. 6. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper (5) zum Einklinken und Entkoppeln mit Schaltklinken (5a) zum Ausheben des Mitnehmers (13) und Halteklinken (5b) mit Anlaufkante für die Laufwagen (4) zusammenwirken.
  7. 7. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ganzmetallpneumatikzylinder (6) und der Schaltklinke (5a) sowie der Halteklinke (5b) mindestens ein Ausgleichelement (11) zur Kolbenstangenentlastung sowie ein Antriebsübertragungsmechanismus (12) angeordnet ist.
  8. 8. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportwagen (1) über eine Traverse (7) und einen Zapfen (7a) drehbar gelagert mit dem Laufwagen (4) verbunden ist.
  9. 9. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportwagen (1) während der Fahrt mechanisch verriegelt ist.
  10. 10. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Weichenstellung der Ganzmetallpneumatikzylinder (6a) eine Weichenzunge 14) betätigt und die Weichenstellung über Sensoren (9a) überwacht wird.
  11. 11. Antriebs- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prozeßsteuerung die Produktdaten und Sollbestrahlungsparameter in mindestens einem Computer erfaßt werden, welcher zur Datenübergabe und zum Datenaustausch mit mindestens einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Gesamtanlage verbunden ist.






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