DE69101301T2 - Anordnung zum synchronen Antrieb von Einrichtungen zur Füllung und Containerbehandlung in Getränkeabfüllern. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft das Fachgebiet für automatische Maschinen zum Abfüllen von Behältern mit flüssigen Produkten.
• Zahlreiche Automaten sind bekannt, die Flüssigkeiten in Behälter, wie Flaschen oder Fläschchen, füllen. Diese Maschinen weisen gewöhnlich Drehtische bzw. Sternräder auf, die um eine senkrechte Achse rotieren und die zur Aufnahme der zu füllenden Flaschen geeignet sind, die geordnet von einer Zuführvorrichtung kommen. Der Drehtisch besitzt Mittel zum Abgeben des flüssigen Produktes, die synchron mit Mitteln arbeiten, die jede Flasche auf die Düse einer entsprechenden Abgabeeinheit ausrichten. Die gefüllten Flaschen werden dann zu einer Ausgabe übertragen. Eine solche Maschine ist aus US-A-4,108,221 bekannt, die eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart.
• Die Flüssigkeitsabgabeeinheiten bestehen gewöhnlich aus mehreren Zylinder/Kolben-Einheiten, die über Ventile mit einer Speiseleitung und einer Abgabedüse wechselseitig verbunden sind.
• Bei den vorgenannten Maschinen müssen die Flüssigkeitsabgabeeinheiten und die Mittel zum Bewegen der Flaschen gegenüber den Abfülldüsen perfekt synchron arbeiten.
• Bei herkömmlichen Maschinen erfolgt der Antrieb über komplizierte Mechanismen, welche die Leistungsfähigkeit der Maschine verringern. Insbesondere bedürfen bekannte Maschinen eigener Mittel, um jede einzelne Bewegung durchzuführen, so daß der Drehtisch überladen wird und es schwierig ist, die erforderlichen Servicearbeiten durchzuführen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, gleichzeitig die Zylinder/Kolben-Einheiten und die Mechanismen anzutreiben, welche die Flaschen gegenüber den Flüssigkeitsabgabeeinheiten bei Automaten zum Abfüllen flüssiger Produkte in Flaschen bewegen.
• Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Antrieb zu schaffen, der einfach, zuverlässig und leistungsfähig ist und der für einen groben Bereich unterschiedlicher Flaschengrößen Verwendung finden kann.
• Diese Ziele werden erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
• Die Eigenschaften der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen erhellt. Die Zeichnung zeigt:
• Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Flaschenabfüllmaschine;
• Fig. 2a und 2b Schnitte längs der Linie II-II in Fig. 1 zur Darstellung der oberen und unteren Teile des vorgenannten Drehtisches;
• Fig. 3 eine Draufsicht mit vergrößerten Einzelheiten auf die vorgenannten Flaschengreifer.
• In Bezug auf die gerade erläuterte Zeichnung besitzt die Maschine zum Befüllen von Flaschen 1 mit einem flüssigen Produkt Mittel 2 zum Zuführen der Flaschen zu einem Drehtisch 3, der in Pfeilrichtung A um eine senkrechte Achse rotiert.
• Die Zuführmittel 2 bestehen aus einem Förderer 4 für Flaschen 1, an dem eine Schnecke 5 angeordnet ist, die axial derart rotiert, daß die geförderten Flaschen 1 beabstandet werden. Die Schnecke 5 arbeitet im Zusammenhang mit einem Verteiler 6, der beispielsweise sternähnlich ausgebildet ist und in Pfeilrichtung B rotiert. Die zu fördernden Flaschen werden in Aufnahmen 6a des Verteilers 6 und von einer Ringführung 7 gehalten und geführt, die teilweise den Verteiler umgibt.
• Der Drehtisch 3 erhält Flaschen 1 vom Verteiler 6 jeweils einzeln nacheinander dort, wo gleich beabstandete Greifer 8 betätigt werden, die am Umfang des Drehtisches angeordnet sind. Der Drehtisch 3 weist ferner Abgabeeinheiten auf, die in der Zeichnung mit 9 bezeichnet sind, von denen die Flüssigprodukte in die Flaschen 1 abgefüllt werden.
• Stromab des Drehtisches 3 gibt es ein Ausgabesystem 10 für die vollen Flaschen, bestehend aus einem Förderer 11 und einem weiteren Verteiler 12, der beispielsweise sternförmig ausgebildet ist und in Pfeilrichtung C rotiert. Die auszugebenden Flaschen werden vom Verteiler 12 dort empfangen, wo sie von den Greifern 8 freigegeben werden und von Aufnahmen 12a im Verteiler und von einer Ringführung 13 gehalten und geführt werden, die sich teilweise um den Verteiler erstreckt.
• Die Abgabeeinheiten 9 bestehen aus mehreren Zylinder/Kolben-Einheiten, die am Drehtisch befestigt sind, der sie mit den Greifern 8 aufreiht. Jede Zylinder/Kolben-Einheit 14 ist über ein Ventil 15 mit einer Flüssigkeits-Spendekammer 16 und mit einer Abfülldüse 17 wechselseitig verbunden. Die Kammer 16 ist auf einer Plattform 18 befestigt, die am rotierenden Teil des Drehtisches 3 angebracht ist.
• Die Plattform 18 ist an der Spitze einer senkrechten Welle 19 befestigt, die kontinuierlich vom Antriebsmotor der Maschine über ein Getriebe 20 drehbar angetrieben ist, das am Boden der Welle sitzt, wo die Unterseite 21 des Drehtischrahmens gelegen ist. Die Welle 19 liegt innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 22, das mit ihr rotiert. An der Spitze ist das Gehäuse 22 von einer zylindrischen Hülse 18a abgedeckt, die unterhalb der Plattform 18 angeordnet ist.
• Zwischen der Welle 19 und dem Gehäuse 22 und koaxial hierzu ist ein rohrförmiges Element 24 mit passenden Lagerungen vorgesehen, um das die Welle 19 und das Gehäuse 22 rotieren. Das untere Ende des rohrförmigen Elementes 24 ist an einer Platte 25 angebracht, die von Säulen 26 getragen ist, welche sich durch die Platte 21 erstrecken und an der Platte 27 befestigt sind.
• Die Greifer 8 und Zylinderkolbenanordnungen 14 werden synchron von Antrieben 28 angetrieben, die in Form eines Satzes senkrechter Säulen ausgebildet sind, die am Umfang des Drehtisches 3 angeordnet sind. Jeder Antrieb besteht aus einer ersten Hülse 29, an der oben ein Gehäuse 30 der Greifer 8 befestigt ist und die axial von einer Stange 31 durchquert ist.
• Die erste Hülse 29 liegt wiederum innerhalb einer zweiten Hülse 32, an deren oberen Ende ein Kreuzstück 32a angeordnet ist, das an der Stange 33a des Kolbens 33 der Zylinderkolbeneinheit 15 befestigt ist. Die zweite Hülse 32 wird von einem Lager 34 geführt, das am Umfang einer Platte 35 befestigt ist, die mit dem rohrförmigen Gehäuse 22 verbunden ist.
• Die erste Hülse 29 ist andererseits an ihrem unteren Ende mit einer Rolle 36 versehen, die um eine radiale Achse bezüglich des Drehtisches rotiert und eine Nockenbahn 37 erfaßt, die an einer zylindrischen Wandlung 38 vorgesehen ist, die an der unteren Platte 21 konzentrisch zur Drehtischachse befestigt ist.
• Das untere Ende der Stange 31 trägt einen Hebel mit einer Rolle 40, die um eine senkrechte Achse rotiert. Die Rolle 40 erfaßt eine ringförmige Nockenbahn 41 an der unteren Platte 21, wie Fig. 3 zeigt.
• Wie die vergrößerten Einzelheiten P und R in Fig. 3 zeigen, bestehen die Greifer 8 aus zwei Backen 8a und 8b, die am Gehäuse 30 mittels Zapfen 42a, 42b drehbar sind. Die Backen 8a und 8b sind an Zahnrädern 43a und 43b befestigt, die miteinander kämmen. Im Zapfen 42a sitzt eine Gabel 44, die einen Zapfen 45 erfaßt, der senkrecht an der Stange 31 befestigt ist. Eine Drehung der Stange 31 um einen bestimmten Winkel mittels der Nockenbahn 41 bestimmt so die Drehung des von den Zahnrädern 43a und 43b gebildeten Paares derart, daß die Backen 8a und 8b symmetrisch aus der Greifposition P in die Löseposition R und zurück gelangen.
• Das untere Ende der besagten zweiten Hülse 32 trägt eine Rolle 46, die diametral gegenüber dem Drehtisch rotiert. Die Rolle 46 läuft in einer Rille 47, die von einem Ring 48 um das rohrförmige Gehäuse 22 gebildet ist. Eine Seite des Ringes 48 ist am Boden schwenkbar an einer Schwenkachse 49 befestigt, die horizontal einen zur Drehtischachse konzentrischen Kreis tangiert. Die Schwenkachse 49 ist an einem Träger 50 befestigt, der mit einer ringförmigen Scheibe verbunden ist, die horizontal von den Säulen 52 getragen ist, die auf der unteren Platte 21 stehen. Auf der der Schwenkachse 49 diametral gegenüberliegenden Seite ist der Ring 48 schwenkbar an der Stange 53a einer Betätigungseinrichtung 53 befestigt. Die Betätigungseinrichtung wird von der Scheibe 51 in senkrechter Lage gehalten.
• Der Betrieb der beanspruchten Vorrichtung wird nun erläutert, beginnend mit dem Moment, wenn die Greifer 8 und die zugehörigen Zylinder/Kolben-Einheiten 14, angetrieben vom Drehtisch 3, in den Bereich gelangen, in dem die vom Verteiler 6 angeförderten Flaschen aufgenommen werden.
• Das Schließen der Backen 8a und 8b in die Greifposition P erfolgt durch die Nockenbahn 41, die in diesem Aufnahmebereich die Stange 31 axial verdreht (s. Fig. 3). Die Stange 31 wird in der Richtung A vom Drehtisch 3 getragen, so daß die Rolle 40 in der Nockenbahn 41 gleitet. Die Drehung der Stange 31 um einen bestimmten Winkel wird auf das Zahnradpaar 43a, 43b und damit auf die Backen 8a und 8b übertragen.
• Nach dem Erfassen der Flasche 1 von den Backen 8a und 8b wird sie senkrecht angehoben, wie der Pfeil D in Fig. 2a zeigt, derart, daß die Düse 41 der Abgabeeinheit 9 in die Mündung der Flasche 1 eintritt. Das Anheben der Flasche erfolgt durch axiales Gleiten der ersten Hülse 29, die am Gehäuse 3 der Greifer 8 befestigt ist. Die Schiebebewegung wird von der Nockenbahn 37 gesteuert, in der die von der Hülse 29 getragene Rolle 36 läuft.
• Ist die Düse 17 in die Flasche 1 eingesetzt worden, so beginnt die Zylinder/Kolben-Einheit 14 mit der Abgabe von Flüssigkeit zum Füllen. Während des Einsetzens der Düse 17 in die Flasche 1 hat sich der Kolben 33 der Zylinder/Kolben-Einheit 14 nach unten bewegt, wie der Pfeil E in Fig. 2a zeigt, derart, daß Flüssigprodukt aus der Kammer 16 abgesaugt wird; wenn dann die Düse 17 in die Flasche eingesetzt worden ist, so wird der Kolben nach oben verschoben, so daß das Flüssigprodukt in die Düse 17 strömt. Gleichzeitig schließt das Ventil 15 den Ansaugkanal für die Flüssigkeit und öffnet den Abgabekanal für die Flüssigkeit.
• Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 33 der Zylinder/Kolben-Einheit 14 erfolgt durch ein axiales Verschieben der zweiten Hülse 32, die an der Stange 33a des Kolbens befestigt ist. Diese Bewegung wird von der Rolle 46 ausgeführt, die an der Hülse 32 sitzt und in der Umfangsrille des Ringes 48 läuft.
• Der Hub des Kolbens 33 wird dadurch eingestellt, daß man den Winkel des Ringes 48 verändert, der gegenüber dem Drehtisch 3 gewöhnlich in einer schrägen Ebene eingestellt ist. Um den Hub einzustellen, kann der Ring von der Betätigungseinrichtung 53 auf der der Schwenkachse 59 gegenüberliegenden Seite verschoben werden, wie dies schematisch durch die gestrichelte Linie 54 in Fig. 2b dargestellt ist. Das Einstellen des Kolbenhubes macht es möglich, die Flüssigkeitsmenge zu ändern, die in die Flaschen gefüllt wird.
• Ist die Flasche voll, so wird sie derart abgesenkt, daß sie sich von der Düse 17 löst. In diesem Zustand wird die Nokkenbahn 41 synchronisiert, um die Backen 8a und 8b in der Freigabeposition R derart zu öffnen, daß der Verteiler 12 des Ausgabesystems 10 die Flasche erfassen und abfördern kann.
• Kurz gesagt, liefert die vorbeschriebene Vorrichtung Mittel zum synchronen Antrieb der Zylinder/Kolben-Einheit 14, zum Öffnen und Schließen der Flaschengreifer 8 und zum Bewegen des Greifers 8 nach oben derart, daß die Düse 17 der Abgabeeinheit 9 in die Flasche eintreten kann.
• Es sollte besonders betont werden, daß die vorgenannten Bewegungen mit einer Vorrichtung erzielt werden, die einen Satz aufrechter Säulen bildet, die um den Drehtisch 3 angeordnet sind. Die Vorrichtung bedarf daher wenig Raum und ein leichter Zugang zu den inneren Teilen des Drehtisches ist möglich. Ferner besitzt die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Maschine infolge des einfachen Aufbaues eine erhöhte Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit.

Claims (5)

1) Vorrichtung zum synchronen Antrieb der Spendevorrichtung und der Vorrichtung zur Behälterhandhabung in automatischen Maschinen für die Abfüllung flüssiger Produkte in die genannten Behälter. Zu den Maschinen gehören:

eine Zuführvorrichtung (2) für die zu füllenden Behälter (1); ein Karussell (3), das sich um eine senkrechte Achse dreht und die von der Zuführvorrichtung (2) kommenden Behälter (1) einzeln aufnimmt;

Greifer (8) zum Festhalten der Behälter (1) . Die Greifer (8) sind entlang des Karussellumfanges (3) montiert;

Flüssigkeitsspender (9) in Form von Zylinder-Kolben-Gruppen, die ebenfalls auf dem Karussell (3) montiert sind und zur Füllung der Behälter (1) synchron zu den genannten Greifern (8) betrieben werden; sowie

eine Ausgabeeinheit (10) um die gefüllten Behälter von dem Karussell (3) wegzubefördern.

Die Vorrichtung beinhaltet eine Einrichtung zum gleichzeitigen Antrieb der Kolben der Spendevorrichtungen und der Mechanismen, die die Behälter im Verhältnis zu den genannten Spendern bewegen.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Manschette (29) aufweist, auf der oben das Gehäuse (30) der Greifer (8) und unten eine Rolle (36) angebracht ist, die in eine Nocke (37) eingreift, welche auf einer zylinderförmigen, zur Achse des genannten Karussells (3) konzentrische Wand (38) gefertigt ist. Die genannte erste Manschette (29) verläuft in einer zweiten Manschette (32), zu der sie konzentrisch ist. Die zweite Manschette (32) ist mit dem Kolben (33) einer Zylinder-Kolben- Gruppe (14) der genannten Spendevorrichtung (9) verbunden und ist mit einer Rolle (46) versehen, die sich entsprechend einer diametrischen Achse des Karussells (3) drehen kann. Die Rolle (46) läuft in einer Rille (47), die durch den Umfang eines Ringes (48) gebildet wird, der die Drehachse des Karussells (3) umringt und in schräger Ebene zum Karussell (3) angeordnet ist. Die Vorrichtung beinhaltet außerdem einen durch die genannte erste Manschette (29) geführten Stab (31), der unten mit einer Rolle (40) versehen ist, die sich um eine senkrechte Achse drehen kann und in eine Nocke (41) in Form eines Ringes auf einer waagerechten Platte (21) eingreift. Das obere Ende des Stabes (31) ist dagegen so ausgeführt, daß es ein Zahnradpaar (43a,43b) in einem festgelegten Winkel dreht, welches die Bewegung auf die genannten Greifer (8) überträgt. Auf diese Weise wird das Backenpaar (8a,8b) von einer Greifposition (P), in der die Behälter (1) festgehalten werden, in eine Freigabeposition (R) gedreht, in der die Behälter losgelassen werden.

2) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem unteren Ende des genannten Stabes (31) ein Hebel (39) mit der genannten Rolle (40) montiert ist, die sich um eine vertikale Achse dreht und in der genannten Nocke (41) läuft. Diese ist so ausgeführt, daß Sie die Greiferbacken (8a,8b) in einer Greifposition (P) schließt, in der die Behälter (1) aufgenommen werden, und die Greiferbacken (8a,8b) in einer Position (R) öffnet, in der die Behälter (1) losgelassen und vom Karussell (3) wegtransportiert werden.

3) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Backen (8a, 8b) drehbar auf dem genannten Gehäuse (30) der Greifer (8) montiert sind und daß an ihnen zwei ineinandergreifende Zahnräder (43a,43b) angebracht sind, die zusammen ein Getriebepaar bilden. Eines der Zahnräder hat in seiner Mitte eine Gabel (44), die zur Aufnahme eines senkrecht an dem genannten Stab (31) angebrachten Bolzens (45) vorgesehen ist.

4) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Nocke (37) so ausgeführt ist, daß sie die erste Manschette (29) abwechselnd zwischen der unteren und der oberen Position hin und her gleiten läßt, in der eine Düse (17) des Spenders (9) in die Öffnung eines zu füllenden Behälters eingeführt wird.

5) Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des genannten Ringes (48) an der Unterseite drehbar an einen Zapfen (49) eingehängt ist, dessen Achse horizontal tangential zu einem zur Karussellachse (3) konzentrischen Kreis ist. Die diametrisch gegenüberliegende Seite des genannten Ringes (48) ist drehbar mit einem Antrieb (53) mit senkrechter Achse verbunden.