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(11) | EP 0 180 706 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Fördervorrichtung |
| (57) .O Fördervorrichtung, die zur Ausführung verschiedener Abfolgen von vorherbestimmten
technologischen Arbeitsgängen ausrüstbar ist, wobei auch bei Änderung der Betriebsgeschwindigkeit
die Mengen der herangeführten bzw. ins Innere jedes kontinuierlich vorbeilaufenden
Behälters (13) eingeführten Fluide konstant bleiben. Die Lage des Förderelementes
(9) im Vergleich zu den Behältertransporttischen (44), die sich auf einer in bezug
auf den Boden festen Höhe befinden, ist in Abhängigkeit von der Höhe des Körpers der
Behälter (13) einstellbar, um Vorräte von Behältern (13) verschiedener Höhe erfassen,
entnehmen und befördern zu können, ohne die Lage und das Format der Vielzahl der Greiforgane
(10) verändern zu müssen. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zur Durchführung verschiedener Arbeitsschritte von vorgegebenen technischen Abläufen, wobei auch bei Änderung der Betriebsgeschwindigkeit die Mengen der herangeführten bzw. ins Innere jedes einzelnen kontinuierlich vorbeigeführten Behälters eingeführten Fluide konstant sind, mit einem Förderelement.
[0002] Es sind verschiedene Typen von Vorrichtungen für Manipulation von Behältern bekannt, die Befüllungsanlagen zugeführt werden müssen. Die derzeitige Tendenz der Befüllungsanlagen erfordert, daß an den leeren Behältern komplizierte bzw. immer raffiniertere und immer schneller ablaufende Bearbeitungen vorgenommen werden. Außerdem ist die Tendenz bekannt, Plastikbehälter verschiedener Höhe einzusetzen.
[0003] Beim derzeitigen Stand der Technik werden die verschiedenen Abfolgen der erforderlichen technologischen Arbeitsgänge dadurch ausgeführt, daß mehrere entsprechend ausgerüstete Vorrichtungen zum Einsatz gebracht werden. Außerdem muß man bei den bekannten Vorrichtungen zur Bearbeitung von Flaschen verschiedener Höhe zur Einstellung der Lage und des Formats der Vielzahl der Greiforgane eingreifen. Es ist des weiteren bekannt, daß die Menge des in das Innere jedes einzelnen vorbeilaufenden Behälters eingebrachten Fluides konstant bleiben muß und daß die bekannten Anlagen mit konstanter Betriebsgeschwindigkeit funktionieren, um die Menge des eingeführten Fluids unverändert zu halten. Es ist des weiteren bekannt, daß die hier erörterten Anlagen einen Platzbedarf haben, der in modernen Werken mit hoher Produktivität nicht tragbar ist.
[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fördervorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, verschiedene Abfolgen von vorherbestimmten technologischen Arbeitsgängen auszuführen, wobei auch bei Veränderung der Betriebsgeschwindigkeit die Menge der Fluide konstant bleibt, die in das Innere jedes kontinuierlich vorbeilaufenden Behälters einfließen. Die vorgeschlagene Fördervorrichtung muß außerdem in der Lage sein, Vorräte von Behältern verschiedener Höhe zu ergreifen, zu entnehmen und zu befördern, ohne daß bezüglich der Lage und des Formats der vorgesehenen Greiforgane eingegriffen werden muß.
[0005] Es ist eine Vorrichtung erforderlich, die eine umfassende Kombination der erforderlichen Merkmale und eine solche Vielseitigkeit aufweist, daß ein breites Band von Arbeitsvorgängen bei hohen Geschwindigkeiten möglich ist.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behälter so geführt werden, daß sie eine Bearbeitungsstrecke im Inneren der von dem Förderelement beschriebenen Bahn durchlaufen.
[0007] Weitere bevorzugte, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0008] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schema der Kinematik der Fördervorrichtung und des Transportweges der beförderten Behälter;
Fig. 2 im Detail den Eingangsbereich der vorbeilaufenden Behälter;
Fig. 3 im Detail den Ausgangsbereich der vorbeilaufen-, den Behälter;
Fig. 4 die Phase, in der ein Behälter von den synchronisierten Greifvorrichtungen erfaßt wird;
Fig. 5 die Phase, in der der Behälter am Ende der Bearbeitung losgelassen wird;
Fig. 6 das Umschwenken der Greiforgane;
Fig. 7 das Umkippen des Behälters innerhalb der Fördervorrichtung;
Fig. 8 die die Flüssigkeit in das Innere der Behälter leitenden Vorrichtungen gemäß den Linien X-X bzw. Z-Z von Fig. 1;
Fig. 9 die synchronisierten, die Flüssigkeit entsprechend zu einem äußeren Umlenkrad in die Behälter einleitenden Vorrichtungen gemäß der Linie Y-Y von Fig. 1;
Fig. 10 ein Detail der Vorrichtung, die den Hals des Behälters erfaßt;
Fig. 11 ein offenes Greiforgan zur Aufnahme des Behälters;
Fig. 12 die Funktion des Greiforgans, die den Behälter - am Hals erfaßt;
Fig. 13 die Greiforgane während des Öffnens;
Fig. 14 das umgeschwenkte Greiforgan innerhalb der Fördervorrichtung;
Fig. 15 den Behälter während des Aufrichtens am Ende der Bearbeitungsstrecke;
Fig. 16 ein kinematisches Schema der Fördervorrichtung mit drei innen angeordneten Rädern und einem äußeren Umlenkrad;
Fig. 17 ein Detail einer rotierenden synchronisierten Verteileinrichtung zur Zufuhrung eines Fluids in das Innere des Behälters längs des kreisförmigen Abschnittes des Förderweges der vorbeilaufenden Behälter;
Fig. 18 eine Draufsicht des rotierenden Verteilers mit einer Vielzahl von Bohrungen zur Zuführung der einzufüllenden Flüssigkeit;
Fig. 19 eine Draufsicht des ortsfesten Verteilers, in dem die Weite des Eingriffswinkels in sechs Verteilungsösen aufgeteilt ist;
Fig. 20 eine Gesamtansicht der Maschine einschließlich der transparenten Schutzkuppe.ln;
Fig. 21 eine schematische Darstellung der für die Beförderung von sehr hohen Flaschen eingestellten Maschine;
Fig. 22 eine schematische Darstellung der für die Beförderung von sehr niedrigen Flaschen eingestellten Maschine und
Fig. 23 eine schematische Darstellung der Einstellung der herangeführten Fluidmenge in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit.
[0009]
In Fig. 1 ist mit 1 eine erste bogenförmige Kontaktfläche, der der kreisförmige Abschnitt der Bearbeitungsstrecke der Behälter entspricht, bezeichnet. Mit 2 ist die zweite bogenförmige Kontaktfläche des Förderers bezeichnet, der ein zweiter kreisförmiger Abschnitt der Bearbeitungsstrecke der Behälter entspricht. Mit 3 ist das erste innere Betriebsrad auf der Bahn des Förderers bezeichnet. Mit 4 ist ein an der Außenseite des Förderers liegendes Umlenkrad bezeichnet. Mit 5 ist das zweite an der Innenseite des Förderers angeordnete Betriebsrad bezeichnet. Mit 6 ist ein Synchronisierstern am Eingang und mit 7 ein Synchronisierstern am Ausgang bezeichnet. Mit 8 ist eine Synchronisationsschnecke bezeichnet. In Fig. 1 zeigen die Pfeile die Drehrichtung und den Weg eines Förderelementes 9 an.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist das Förderelement mit Greiforganen 10 ausgerüstet, die einen Behälter 13 erfassen und ihn mit Hilfe einer Führungsschiene 11 im Inneren des Förderelementes auf den Kopf stellen.
Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß der Behälter 13 mittels einer Führungsschiene 12 aufgerichtet und an den Ausgangsstern 7 geführt wird, nachdem er von dem Greiforgan 10 gelöst wurde.
Fig. 4 zeigt, daß das umschwenkbare Greiforgan an einem Zapfen 18 des Förderelementes 9 angelenkt ist. Außerdem ist zu sehen, daß das Greiforgan 10`mit einer Führung 17 so geführt wird, daß diese dem Verlauf der Führungsschiene 11 folgt, um sich-während des Weges auf den Kopf zu stellen. Es ist weiterhin zu sehen, daß eine Rolle 15 durch Abgleiten von einer Führung 14 einen Hebel 16 zur Entnahme eines Behälters 13 aus dem Eingangsstern 6 verschwenkt.
Analog ist in Fig. 5 gezeigt, daß der Hebel 16 geöffnet wird, um den Griff am Hals des Behälters 13 freizugeben, der zu dem Ausgangsrad 7 geführt wird. Es ist zu sehen, daß die Rolle 15 auf die Führung 14 aufgleitet. Aus
Fig. 6 ist zu ersehen, daß der Förderer 9 aus Gelenkgliedern mit Rollen 19 und Zapfen 20 besteht. Es ist zu sehen, daß die Greifwirkung des Hebels 16 entsprechend zum Synchronmechanismus des Sterns 6 erfolgt. Das umkehrbare oder umschwenkbare Greiforgan 10 ist an einem Zapfen 18 angelenkt.
Fig. 7 zeigt, daß das umkehrbare Greiforgan 10 am Zapfen 18 angelenkt ist und außerdem eine Führung 17 mit einem Gelenkschuh 21 aufweist, der an der Führungsschiene 11 angreift. Die in dieser Fig. dargestellte Umkehrwirkung ermöglicht es, den Behälter 13 aus dem Eingangsstern 6 zu entnehmen, damit er eine Bearbeitungsstrecke im Inneren der Bahn beschreibt, die von dem gelenkigen Förderelement 9 auf Zahnrollen 19 durchlaufen wird. Jeder Behälter 13 wird von dem Hebel 16, der an jedem umkehrbaren Greiforgan 10 angeordnet ist, fest am Hals erfaßt.
[0010] In der einen Bereich XX (Fig. 1) darstellenden Fig. 8 ist zu sehen, daß auf dem kreisförmigen Abschnitt der Bearbeitungsstrecke in das Innere der Behälter 13 über an sich bekannte Vorrichtungen eine Düse 22 eingeführt wird, die mit entsprechenden Rohren 23 verbunden ist, welche durch einen rotierenden Verteiler 25 versorgt werden, der mit einem darunterliegenden Dosiergerät 26 verbunden ist, wobei diesem über die Leitungen 24 die notwendige konstante Menge des eingesetzten Fluids zugeführt wird. In dieser Fig. ist mit 27 der kreisförmige Weg der Führungsschiene 11 oder 12 bezeichnet, an der die Schuhe 21 angreifen, die über Winkelstücke 17 an jedem umkehrbaren Greiforgan 10 gehalten sind.
[0011] In Fig. 9 ist analog zu Fig. 8 ein Bereich YY gekennzeichnet, und es ist zu sehen, daß der äußere Bereich des Förderelementes 9 über die Rolle 19 mit dem äußeren Umlenkrad 4 in Eingriff steht. In dieser Fig. ist die Möglichkeit gezeigt, auch dann Behälter zu bearbeiten, wenn deren Weg eine Kreisbahn ist, deren Zentrum die Drehachse des Umlenkrades 4 ist. Diese Bearbeitungen sind natürlich mit Vorrichtungen durchzuführen, die in dieser Figur mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, wie in der analogen Figur 8.
[0012] Aus Fig. 10 ist die Funktion des Zapfens 20 für die Zahnrollen 19, auf denen das Förderelement 9 läuft, besser ersichtlich. In dieser Fig. ist die Rolle 15 von der Führung 14 gelöst, und der Hebel 16 ist verschwenkt und zurückgezogen, um den Hals der Flasche 13 zu erfassen.
[0013] In Fig. 11 ist zu sehen, daß die Rolle 15 am Ende eines Hebels 29 angebracht ist, der an einem festen Zapfen 28 des umkehrbaren Greiforgans 10 schwenkbar gelagert ist. Es ist zu sehen, daß während der Bewegung des Förderelementes in Richtung des Pfeils die Rolle 15 auf der Führung 14 ansteigt und dadurch den Hebel 29 zwingt, auf einen Stössel 30 entgegen der Kraft einer Feder 32 zu drücken. Während der Translationsbewegung dreht sich der Stössel 30 durch Einwirkung einer Schraube 33, die in eine Führungsnut 31 in dem Stössel eingreift. An dem freien Ende des Stössels 30 ist der Hebel 16 befestigt. In Fig. 12 ist der Hebel 16 um 90 Grad verschwenkt und zurückgezogen, um seine Greifwirkung auf den Hals des Behälters 13 ausüben zu können. Diese Greifwirkung ist durch die Dehnung der Feder 32 garantiert, die durch Einwirkung auf den Stössel 30 die Flasche 13 am Hals erfaßt. In dieser Figur ist zu sehen, daß die Rolle 15 die Führung 14 nicht berührt und daß der Hebel 29, der bei 28 angelenkt ist, das halbkugelige Ende des Stössels 30 nicht berührt, ebenso wie die Führungsnut 31 nicht mit der Schraube 33 in Berührung ist. Die Fig. 11 und 12 beziehen sich auf den Eingangsbereich; sie sind jedoch auch in bezug auf den Ausgangsbereich analog zu sehen.
[0014] In Fig. 13 ist der funktionelle Ablauf der Rotation bzw. Translation des mit dem Stössel 30 fest verbundenen Hebels 16 deutlicher zu sehen. Aus dieser Figur ist zu sehen, daß der Hebel parallel zur Achse des Behälters 13 verläuft. Die Feder 32 wird von dem von der Rolle 15, die sich auf die Führung 14 stützt, gesteuerten Hebel 29 zusammengedrückt. In dieser Figur ist auch die Funktion der schraubenförmigen Führungsnut 31, in die die Schraube oder der Sperrzahn 33 eingreift, deutlicher zu sehen. Außerdem sind deutlich die Funktionen des Führungsschuhs 21 zu sehen, der über den Vierkant 17 den Körper des Greiforgans 10 mit der Führungsschiene verbindet. Es ist zu sehen, daß sich bei dieser Ausführungsform der Zapfen 18 für das Umschwenken oder Umkehren der Greiforgane 10 auf der Symmetrieachse des Förderelementes 9 befindet.
[0015] In Fig. 14 ist gezeigt, daß die Feder 32 beaufschlagt wird, um den Hals des Behälters 13 stets in Eingriff zu halten. In dieser Figur führt der Behälter die Bearbeitungsstrecke im Inneren der von dem Förderelement 9 beschriebenen Bahn entsprechend kreisförmigen Abschnitten durch, die zu dem Bogen konzentrisch sind, der durch den kreisförmigen Abschnitt 27 der Führungsschiene gebildet wird, die immer noch von dem Führungsschuh 21 umgriffen wird, der an dem Vierkant 17 angelenkt ist, das am Körper-des umkehrbaren Greiforgans 10 befestigt ist.
[0016] Aus Fig.15 ist zu ersehen, daß der Führungsschuh 21 auf der Führungsschiene 12 verläuft und das Greiforgan 10 um den Zapfen 18 dreht, um den Behälter nach außerhalb der Laufbahn des Förderelementes 9 zu führen und ihn bei dem Ausgangsstern abzuliefern. Auch in dieser Fig. ist zu sehen, daß der Zapfen 18 axial zu dem Förderelement 9 angeordnet ist.
[0017] Unter Bezugnahme auf Fig. 16 ist darauf hinzuweisen, daß der wirksame Bogen im inneren Rad 39 mit 34 bezeichnet wird; der analoge wirksame Winkel auf dem Innenrad 40 wird mit 35 bezeichnet; der wirksame Bogen auf dem äußeren Umlenkrad wird mit 38 bezeichnet; der wirksame Bogen auf dem Innenrad 41 wird von den Teilwinkeln 36 und 37 bezeichnet. Mit 6 und 7 werden die Eingangs- und Ausgangssterne bezeichnet, und mit 9 wird die Laufbahn des Förderelementes bezeichnet. Jedem wirksamen Bogen entspricht ein entsprechender Winkel im Mittelpunkt; aber dieser Winkel kann in dem festen Verteiler, der unter Bezugnahme auf Fig. 19 zu beschreiben sein wird, geteilt werden. Bei den verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten wird die Größe des aktiven Teils jedes wirksamen Winkels durch an sich bekannte, tachymetrische Geräte gesteuert, die eine bei höheren Geschwindigkeiten größere Zahl von Versorgungsleitungen öffnen, um die in jeden Behälter eingegebene Fluidmenge konstant zu halten. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 wird insbesondere bei dem Rad 41 jeder einzelne Winkel 36 und 37 noch einmal aufgeteilt, was bei den anderen Winkeln 34, 35 und 38 erfolgt.
[0018] Die Fig. 17 und die Fig. 18 und 19 zeigen, daß die rotierenden Verteiler im wesentlichen aus einer Scheibe 25 bestehen, an deren Peripherie eine große Zahl von Zuführungsöffnungen 42 verteilt ist; die feste Scheibe 26 trägt längs des gesamten wirksamen Bogens Schlitze 43. In Fig. 19 sind nur 6 Schlitze dargestellt, es ist jedoch offensichtlich, daß die Zahl der Schlitze je nach den technologischen Erfordernissen variiert werden kann. In Fig. 17 ist zu sehen, daß die Schlitze 43 der festen Scheibe 26 während der Rotation der Scheibe 25 die festen Leitungen 24 über die Zuführungsöffnungen 42 mit einer Vielzahl von Leitungen 23 verbinden.
[0019] Der Gesamtaufbau der in dem Beispiel nach Fig. 20 dargestellten Maschine zeigt deren Kompaktheit. Es ist ein Tisch 44 zu sehen, der sich gegenüber dem Boden in einer festen Höhe befindet. Mit 45 ist ein Aufbau bezeichnet, der sämtliche funktionelle Mechanismen enthält und dessen Position je nach der Höhe der zu behandelnden Behälter regulierbar ist. Mit 48 ist ein am Boden befestigter Fuß bezeichnet und mit 49 der Träger der Eingangs- und Ausgangssterne.
[0020] In Fig. 21 sind außer dem Fuß 48 Heber 46 und 47 für die Einstellung der Lage des Aufbaus 45 zu sehen. In dieser Fig. werden die Flaschen 13 von dem Tisch 44 aus herangeführt, der sich stets auf der gleichen Höhe über dem Boden befindet, wobei die Bewegung der Behälter von dem Eingangsrad 6 synchronisiert wird und die Behälter 13 von dem Greiforgan 10 genau am Hals erfaßt werden.
[0021] Analog ist in Fig. 22 zu sehen, daß bei unveränderter Höhe des Eingangstisches 44 über dem Boden auch Flaschen 13 mit geringer Höhe von den Greiforganen 10, die vorher durch entsprechende Einwirkung auf die Heber 46 und 47 entsprechend abgesenkt wurden, am Hals erfaßt werden.
[0022] Aus Fig. 23 ergibt sich, daß durch die Bohrungen oder Zuführöffnungen 42 der rotierenden Scheibe 25 bzw. über die rotierenden Rohre 23 sowie die Düsen 22 Fluid in das Innere jedes Behälters eingeführt wird. Die Düse 22 wird über bekannte Mechanismen in den Behälter eingeführt und aus diesem wieder herausgezogen, wenn die Bahn des Behälters mit der Kreisbahn des Förderers zusammenfällt und damit synchronisiert wurde. Die Menge an Fluid muß aber aus technologischen Gründen auch bei verschiedenen Drehgeschwindigkeiten immer konstant gehalten werden. Es ist klar, daß bei einer gleichförmigen Drehbewegung die für die Beschreibung eines Bogens mit vorherbestimmter Größe notwendige Zeit umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit ist: je schneller das Rad läuft, desto weniger Zeit benötigt es, um einen vorherbestimmten Winkel zu überstreichen. Um die Zeit konstant zu halten, ist es erforderlich, daß der Winkel proportional zur i nahme der Geschwindigkeit verringert oder proportional zur Steigerung der Geschwindigkeit vergrößert wird. Da es sich darum handelt, die Fördermenge von Düsen mit konstanter Förderleistung konstant zu halten, wurde festgestellt, daß es notwendig ist, den wirksamen Bogen in vier oder mehr Schlitze 43 auf der festen Scheibe des Verteilers 26 aufzuteilen. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 23 befinden sich entsprechend zu den vier Schlitzen 43 vier Rohre 24, die eine konstante Teilfördermenge Fluid heranführen. Jede Leitung 24 wird von Ventilen 52, 53, 54 und 55 erfaßt, die durch eine tachymetrische Vorrichtung 50 gesteuert werden, welche eine Änderung der Drehzahl des Motors 51, der den Verteiler in der Drehung antreibt, feststellt. Die Funktion ist sehr einfach: Wenn der Motor mit reduzierter Geschwindigkeit läuft, beispielsweise mit der durch den Pfeil 52 bezeichneten, wird nur das Ventil 52 geöffnet, während, wenn der Motor 51 mit der Geschwindigkeit 53 rotiert, auch das Ventil 53 geöffnet wird, wobei analog das Ventil 54 geöffnet wird, wenn der Motor 51 mit der Geschwindigkeit 54 läuft, und wenn schließlich der Motor 51 mit der Geschwindigkeit 55 läuft, ist auch das Ventil 55 offen. Bei dieser Art der Steuerung, die in Fig. 23 schematisch dargestellt ist, sind die Fördermenge und auch die Einspritzzeit des Fluids in den Behälter auch bei Änderung der Drehgeschwindigkeit bzw. der Fördergeschwindigkeit des ständig vorbeilaufenden Behältervorrats konstant.
[0024] Es ist klar, daß die Fluide und die Bearbeitungen, dene die Behälter unterzogen werden, verschiedener Art sein können, je nachdem, welche technischen Arbeiten ausgeführt werden sollen. Die geometrische Konfiguration, die Anordnung, der Verlauf der vom Förderelement beschriebenen Bahn und auch der Abstand zwischen seinen Gliedern bilden Variablen, die von den Quer- und Längsabmessungen der Behälter abhängen. Auch das Material, aus dem die Behälter, die zu behandeln sind, bestehen, ist dem Fachmann freigestellt.
[0025] Der Ablauf der vorherbestimmten technologischen auszuführenden Operationen bei verschiedener Drehgeschwindigkeit kann innerhalb eines großen Bereiches unter Berücksichtigung der erforderlichen optimalen Ergebnisse gewählt werden. Die Fördervorrichtung kann verschiedene Abfolgen von vorherbestimmten technologischen Arbeiten leisten, wobei auch bei Änderung der Drehgeschwindigkeit die Menge an Fluid konstant bleibt, die jeweils in jeden kontinuierlich vorbeigeführten Behälter einfließt.