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Die nachfolgende Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für eine Gefäßhandhabungsvorrichtung und auf einen Transportstern.
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Greifer dienen der Zuführung und/oder dem Umsetzen von Gefäßen wie etwa Flaschen oder Dosen usw. von einer Prozessstation zur nächsten. Die Gefäße werden hierbei an einer Rotationsposition eines Transportsterns von Greifern aufgenommen, für einen vorbestimmten Winkelbetrag durch die Bewegung des Transportsterns mitgenommen und dann von den Greifern auf eine Abfördervorrichtung oder an einen nachgeschalteten Transportstern übergeben.
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Der Greif- und Öffnungsvorgang der Greifer an der/den vorgegebenen Rotationspositionen) des Transportsterns wird in der Regel durch ortsfeste Auslöseorgane gesteuert, die an einer Maschinenbasis vorliegen und die auf ein Steuerelement am Greifer einwirken. Als Auslöseorgane kommen etwa eine Steuerkurve mit kontinuierlich veränderlicher Kontur, Rollen, oder Nocken bzw. Umwerfer, die an diskreten Rotationspositionen angebracht sind und auf die Steuerungsvorrichtung der Greifer einwirken, in Frage. Die Aufbringung der Schließkraft kann aktiv durch Einwirkung der Auslösevorrichtung auf die Steuerelemente der Greifer oder passiv durch elastische Elemente, etwa Federn oder Elastomerelemente, deren Ausdehnung durch die Einwirkung des Steuerorgans auf die Steuerungsvorrichtung des Greifers freigegeben wird, erfolgen. Ebenso können Auslöseorgane pneumatisch oder elektromagnetisch in Position gebracht bzw. entfernt werden um wahlweise zu schalten oder nicht.
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Ein solcher Transportstern, bei dem die Greifarme zwangsgesteuert durch eine Nockenwelle betätigt werden, ist aus der
DE 296 02 798 U1 bekannt. Der Transportstern dort weist zwei planparallel beabstandete und konzentrisch zueinander angeordnete Tragringe auf. Normal zu den Tragringen sind paarweise Bolzen angeordnet, die jeweils eine Drehachse für einen Greifarm bilden. Zwischen zwei zugeordneten Greifarmen, die eine Greifzange bilden, ist eine Druckfeder angeordnet, die zum Öffnen vorgesehen ist. Normal zu den Tragringen ist pro Greifzange eine Nockenwelle drehbar gelagert, die das Steuerelement für die Bewegung der Greifarme ist; die Nockenbewegung wird auf ein radial nach innen ragendes freies Ende eines Greifarms übertragen, der wiederum über ein Getriebe die Bewegung zwangsgekoppelt an den zweiten Arm überträgt. Der Tragstern dort kann ferner auf verschiedene Gefäßgrößen adaptiert werden, indem die Nockenwellen aller Greifer um einen vorbestimmten Betrag in Umfangsrichtung der Tragringe verdreht wird, wodurch der Ruhestellung der Greifarme bei maximalem Nockenhub ein „Offset” aufgeprägt wird.
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Dort wird über die Nockenwelle direkt der Schließvorgang der Greifarme bewirkt, die Schließkraft ist nicht begrenzt. Wenn ein zu transportierendes Gefäß sich verklemmt oder Fremdkörper zwischen die Greifer kommen, treten hohe Kräfte auf, die zur Beschädigung des zu greifenden Gegenstandes oder des Greifers führen können. Es ist nicht vorgesehen, bei dem Transportstern dort kaputte Greifarme der Greifer einzeln auszutauschen. Bei Verschleiß der Backen, Greifarmführungslagerung u. ä. wird der Transportstern geöffnet, was mit Standzeiten verbunden ist.
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Greifarme, die paarweise in einer Baueinheit vorliegen, die als ganzes austauschbar ist, wurden durch
DE 203 05 988 U1 beschrieben. Die Greifarme erstrecken sich dort von ihrer Schwenkachse ein Stück weit radial nach innen und ein einziges Federelement ist zwischen gegenüberliegenden Armen angeordnet. Dieses ist dazu vorgesehen, die Arme in ihre Greifstellung zu überführen. Offenstellung wird mittels einer Nockenwelle erreicht, die in dem Zentralkörper gelagert ist und auf deren Nocken die Greifarme jeweils mit entsprechenden Ansatzflächen anliegen. Die Greifkraft wird durch die Federn erreicht; die Nockenwelle definiert lediglich den maximalen möglichen Schließwinkel. Die Greifarme sind ferner untereinander durch ein Stirnrad-Getriebe gekoppelt, um eine unsymmetrische Bewegung der Greifarme zu verhindern. Die Nockenwelle ist an ihrem freien Ende drehfest mit einem Steuerelement verbunden, das an diskreten Rotationspositionen des Tragrings in Eingriff mit einer ortsfesten an dem Tragring vorhandenem Steuerstift tritt. Die Greifarmbewegung muss synchronisiert werden, was aufwändig ist.
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Ohne Synchronisierung bei reproduzierbarem Greifen kommen die Greifer aus, die in
EP 2 343 255 A1 beschrieben sind. Der Greifer dort hat eine Positioniervorrichtung für das zu greifende Objekt, die dazu dient, das zu greifende Objekt in der Greifstellung zu zentrieren. Die Positioniervorrichtung hat zwei oder mehr Anschläge, die zwischen den Greifarmen angeordnet sind und bevorzugt oben und unten an dem Gefäß anliegen. Die Anschläge haben hierbei eine Kontur, die der Außenkontur des zu greifenden Gegenstandes nachempfunden ist. Der dort beschriebene Greifer ist nur für jeweils vorbestimmte Gefäßformate geeignet einsetzbar, wenn nicht die Positioniervorrichtung umgebaut werden soll.
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Bekannte Transportsterne sind dazu ausgelegt, in einer einzigen Drehrichtung betrieben zu werden, da die Steuerelemente bzw. Mitnehmer für genau eine Drehrichtung konstruiert sind. Sie müssen vor einem Richtungswechsel zumindest umgedreht werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Greifer für eine Gefäßbearbeitungsvorrichtung zu schaffen, der ein weiter verbessertes zentriertes Greifen ohne Positioniervorrichtung für flexible Gefäßformate ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Greifer für eine Gefäßbearbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Darüber hinaus ergibt sich die Aufgabe, einen Transportstern zu schaffen, der geringere Ausfall- und Wartungszeiten hat als bekannte Transportsterne.
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Diese Aufgabe wird durch einen Transportstern mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Weiterbildungen der Vorrichtungen werden jeweils durch die Unteransprüche beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Greifer für eine Gefäßhandhabungsvorrichtung hat in einer ersten Ausführungsform einen Greiferträger und eine oder mehrere Greifzange(n) mit jeweils zwei Greifarmen, die schwenkbar in dem Greiferträger gelagert sind. Ferner hat der Greifer eine Nockenwelle, die im Greiferträger drehbar gelagert ist und einen oder mehrere Nocken aufweist, der sich auf den Greifarmen abstützt bzw. die sich auf den Greifarmen abstützen. Darüber hinaus weist der Greifer eine Federanordnung auf, die zur Ausübung einer Schließkraft zwischen den Greifarmen angeordnet ist. Der Greiferträger hat wenigstens einen Federsitz, der zwischen den Greifarmen angeordnet ist, wobei sich von dem Federsitz jeweils zumindest ein Federelement zu jedem der Greifarme erstreckt.
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Unter „Gefäßhandhabungsvorrichtung” wird hierin eine Handhabungsvorrichtung für lineareren oder umlaufenden Transport der Gefäße verstanden, insbesondere ein Transportstern. „Gefäße” können dabei Flaschen und Dosen, aber auch Tuben oder Eimer mit unterschiedlichen Formen sein. Die „Greifarme” umgreifen einen Gefäßabschnitt. Bei einer Flasche kann dies ein Flaschenkopf, Flaschenhals und/oder Flaschenbauch sein.
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In Bezug auf den Federsitz bedeutet „Zwischen den Greifarmen” hier, dass der Federsitz beispielsweise auf einer „Winkelhalbierenden” der beiden Greifarme in Ruhestellung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich bei gleichen Federsteifigkeiten der beiden Federelemente vorteilhaft eine kraftgesteuerte Synchronisierung der Greifarmbewegung. Anders als bei bekannten Greifern, die auch über Federelemente geschlossen werden, wird dies erfindungsgemäß vorteilhaft dadurch ermöglicht, dass pro Greifarm mindestens ein Federelement eingesetzt wird, das so ausgebildet ist wie das Federelement des zugeordneten gegenüberliegenden Greifarms.
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Vorteilhaft braucht der erfindungsgemäße Greifer kein Getriebe zur Synchronisierung der Greiferbewegung und kann daher deutlich kostengünstiger hergestellt werden als bekannte synchronisierte Greifer. Bekannte Synchronisierungstriebe sind in der Herstellung teuer, während Federn als Standardteil kostengünstig verfügbar sind.
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Die Federelemente des erfindungsgemäßen Greifers dienen dem Schließen der Greifarme, während die Nockenwelle lediglich den maximal möglichen Schließwinkel vorgibt. Die Federelemente sind entsprechend dem Gewicht der Gefäße ausgelegt; der Fachmann ist mit der Zuordnung der Federkennlinien entsprechend der zu erwartenden Durchmesser und Masseunterschiede der zu greifenden Gefäße vertraut. Es können, wenn über einen vergleichsweise großen Durchmesserbereich quasi konstante Greifkräfte nötig sind, auch Federelemente mit degressivem Kennlinienverlauf eingesetzt werden.
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Wenn es sinnvoll erscheint, können die zwei zugeordneten Greifarme einer Greifzange auch mit jeweils einem Nocken gesteuert werden, um so einen zeitlichen Versatz der Greifarmbewegung innerhalb einer Greifzange zu ermöglichen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Federsitz ein Steg und/oder eine Platte sein, der/die symmetrisch zwischen den Greifarmen angeordnet ist/sind. Die Federelemente stützen sich hierbei an dem Steg und/oder der Platte ab. Der Steg oder die Platte kann als Bestandteil des Greiferträgers ausgebildet sein, so etwa einteilig zusammen mit diesem gefertigt sein, oder es kann sich dabei um ein separates Bauteil handeln, das mit dem Greiferträger gefügt wird. Bei Steg und/oder Platte handelt es sich quasi um eine „Zwischenwand” des Greiferträgers, der diesen in Längsrichtung durchzieht und an der die Federelemente anliegen.
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„Symmetrisch” bedeutet, dass der Steg oder die Platte in der Ruhestellung der Greifarme auf einer Winkelhalbierenden des Greifarmwinkels angeordnet ist. Zur Verbesserung der Aufnahme des Federelements kann die Platte oder der Steg auch eine an die Federelement-Geometrie angepasste Vertiefung, z. B. einen Federteller, haben.
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In einer noch weiteren Ausführungsform können die Greifarme einen Greifabschnitt und einen Lagerabschnitt haben, zwischen denen eine Schwenkachse vorliegt, die bevorzugt nahe an einem Ende des Lagerabschnitts liegt. Der Federsitz kann an dem Ende des Lagerabschnitts zwischen den Greifarmen angeordnet sein, wobei die Federelemente Druckfederelemente sind. Bei den Federelementen kann es sich um Schraubenfedern handeln, aber auch um andere, dem Fachmann geeignet erscheinende Federn, etwa Elastomerelemente, Luftfederelemente, Tellerfedern, Evolutfedern. Die Federn können die eine Reihen- oder Parallelschaltung ausbilden. „Nahe” am Ende des Lagerabschnitts bedeutet hierin, dass die Schwenkachse an einer Längsachsenposition der Greifarme vom Ende des Lagerabschnitts entfernt angeordnet ist.
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Der Greifer kann ferner ein Steuerelement aufweisen, das drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist und das zur Drehmomenteinleitung in die Nockenwelle mittels einer Auslösevorrichtung einer vorgegebenen Gefäßhandhabungsvorrichtung ausgebildet ist. Ein geeignetes, erfindungsgemäßes Steuerelement ist ein Steuerkreuz aus zwei gestapelten länglichen Kontaktkörpern, die jeweils drehfest mit der Nockenwelle verbunden sind. Die Kontaktkörper sind hierbei vorteilhaft zentrisch auf der Nockenwelle befestigt.
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Durch die zentrische bzw. symmetrische Befestigung der Kontaktkörper auf der Nockenwelle wird ermöglicht, die Gefäßhandhabungsvorrichtung, in der der erfindungsgemäße Greifer eingesetzt wird, in beiden Drehrichtungen zu betreiben, ohne dass das Steuerelement umgebaut werden muss. Hierdurch wird eine erhöhte Flexibilität der Gefäßhandhabungsvorrichtung ermöglicht, die auch ein Umstellen des Produktionsprozesses, insbesondere das Einfügen weiterer Bearbeitungsstationen, ohne Weiteres ermöglicht. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Greifer dadurch ohne Änderungen für links- und rechtsdrehende Transportsterne verwendet werden; Beschädigungen durch „Rückwärtsdrehen” werden vermieden. Durch den Einsatz von zwei angular versetzten Kontaktkörpern wird zudem ermöglicht, den Greifer als Refit-Bauteil für eine Vielzahl existierender Gefäßhandhabungsvorrichtungen einzusetzen; die Geometrie sowie Höhen- und Winkelpositionierung der Kontaktkörper muss hierzu lediglich an vorgegebene Schnittstellenparameter angepasst werden.
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Die Kontaktkörper können geeigneter Weise quaderförmig sein; günstig ist, wenn ihre Stirnflächen, bevorzugt auch andere Flächen, eine konvexe Krümmung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuerelement lösbar mit der Nockenwelle verbunden sein, wodurch es ermöglicht wird, das Steuerelement auszutauschen und/oder ein anderes Steuerelement zu montieren. Die konvexe Krümmung trägt zu einem homogenen Lauf des Greifers in dem Transportstern bei, indem ruckartige Bewegungen des Steuerelements weitgehend vermieden werden. Auch trägt ein Verzicht auf Kanten in dem Kontaktbereich mit der korrespondierenden Auslösevorrichtung des Transportsterns dazu bei, den Verschleiß der Kontaktkörper niedrig zu halten, da hohe Flächenpressungen vermieden werden.
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Der Greifer kann ferner eine oder mehrere Greifzange(n) aufweisen, die planparallel beabstandet von der ersten Greifzange in dem Greiferträger gelagert ist/sind. Die weitere(n) Greifzange(n) sind hierbei nicht mit der ersten Greifzange gekoppelt, wobei sich jeder Greifarm der weiteren Greifzange(n) mit zumindest einem ihm zugeordneten Federelement an dem Federsitz des Greiferträgers abstützt. Hierdurch sind die Greifzangen unabhängig voneinander beweglich, was es ermöglicht, mit den Greifzangen Gefäßabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern (unterschiedliche Gefäßformate) zu greifen, so etwa mit einer in einer Einbausituation unten liegenden Greifzange einen Flaschenbauch und mit einer oben liegenden Greifzange einen Flaschenhals. Der erfindungsgemäße Greifer muss nicht umgerüstet werden, um verschiedene Flaschen-Typen mit unterschiedlichen Durchmessern und Formen zu greifen, er passt sich selbst daran an und durch die Auswahl geeigneter Federelemente kann auch eine große Bandbreite an Gefäßgewichten abgedeckt werden. ”Planparallel” bedeutet im Hinblick auf die Ausrichtung der Greifzangen zueinander, dass deren Schwenkebenen parallel sind.
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Die weitere Greifzange kann hierbei insbesondere bezüglich der Quermittelebene des Greiferträgers asymmetrisch angeordnet sein. Hierdurch wird ermöglicht, zwei typgleiche Greifer in einer Übergabesituation zu einem nachgeschalteten Transportstern einzusetzen, ohne dass die Greifarme kollidieren. Die Greifer des einen Transportsterns werden hierzu in einer ersten Ausrichtung verbaut und die Greifer des anderen Transportsterns um 180° gedreht. Jede der Greifzangen hat ihre eigene Schwenkebene, in der die Greifarme verschwenkt werden können ohne den Bewegungsablauf anderer Greifarme zu beeinträchtigen; die Schwenkebenen der Greifzangen des einen Greifers liegen quasi in den „Zwischenräumen” zwischen den Greifzangen des anderen Greifers.
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Darüber hinaus kann der Greiferträger zwei planparallel beabstandete Grundplatten aufweisen, in denen die Nockenwelle drehbar gelagert ist und in denen jeweils die Schwenkachsen der Greifarme gelagert sind. Bei der oberen und unteren Grundplatte kann es sich vorteilhaft um ebenensymmetrische Gleichteile handeln, wodurch die Teileanzahl des erfindungsgemäßen Greifers reduziert wird. Die Platten können neben den Schwenkachsen der Greifarme und der Nockenwellenlagerung Aufnahmen für Stäbe und/oder Säulen haben, die mit den Grundplatten verbunden werden, um einen belastbaren Greiferträger zu schaffen.
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Die Grundplatten können zudem jeweils einen Schlitz aufweisen, der symmetrisch zwischen den Greifarmen vorliegt, wobei in dem Schlitz der Steg oder die Platte, aufgenommen ist, der/die den Federsitz bildet. Der Steg oder die Platte kann vor der Montage der beiden Grundplatten in den Schlitz eingesteckt werden, wodurch eine zeitsparende Montage des Greiferträgers ohne thermische Fügeverfahren ermöglicht wird; dies schließt aber nicht aus, dass thermische Fügeverfahren bei der Herstellung des Greifers verwendet werden können. Zudem erlaubt diese Bauform eine erhöhte Flexibilität bei der Gestaltung des Federsitzes; so ist es beispielsweise möglich, je nach gewünschter Federvorspannung unterschiedlich dicke Platten bzw. Stege einzusetzen, wobei über die Dicke die Federvorspannung eingestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann sich ein dem Steuerelement abgewandtes Ende der Nockenwelle über den Greiferträger hinaus erstrecken, wobei dieses abgewandte Ende der Nockenwelle identisch mit dem Steuerelement-Ende ausgebildet ist. Das abgewandte Ende der Nockenwelle kann auch mit einer Abdeckkappe abgedeckt sein. Das Steuerelement kann erfindungsgemäß von dem einen Wellenende getrennt werden und an dem anderen angebaut werden; sozusagen wird das Steuerelement-Ende hierdurch zum abgewandten Ende und umgekehrt. Hierdurch wird ermöglicht, den Greifer in Transportsternen einzusetzen, bei denen die Auslösevorrichtung oben oder unten liegt; der erfindungsgemäße Greifer ist somit sehr flexibel einsetzbar; insbesondere auch im Refit.
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Um einen Transportstern von einer Ansteuerung von oben auf eine Ansteuerung von unten oder umgekehrt umzubauen, ist es ausreichend, die Steuerungsvorrichung auf das andere Ende der Nockenwelle zu setzen.
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Vorteilhaft können jedoch auch die gleichen Greifertypen in zwei hintereinander geschalteten Transportsternen eingesetzt werden, wobei die Ansteuerung der Steuerungsvorrichtung bei beiden Transportsternen oben oder unten oder bei einem der Transportsterne unten und bei dem anderen oben erfolgen kann. Durch die asymmetrische Anordnung der Greifzangen bezüglich der Quermittelebene des Greiferträgers wird ermöglicht, dass die Greifarme in jeder der vorgenannten Kombinationen kollisionsfrei bewegt werden können, da jede Greifzange ihre eigene Schwenkebene hat. Man kann sagen, die Greifarme des nachgeschalteten Transportsterns werden „auf dem Kopf” installiert, sodass die Greifarme des nachgeschalteten Transportsterns in die axialen Greifarm-Zwischenräume des vorgeschalteten Transportsterns passen. Anders als im Stand der Technik genügt also zur Ausrüstung einer Vielzahl von unterschiedlichen Transportsternen ein einziger Greifertyp, wobei bisher zumindest unterschiedlich gekröpfte Greifarme vorgesehen waren.
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Noch weiter kann einer oder können beide Greifarme wenigstens zweiteilig sein, wobei diese einen ersten Teil, der den Greifabschnitt aufweist und einen zweiten Teil, der den Lagerabschnitt aufweist, haben. Der erste und der zweite Teil sind hierbei über ein Überlastgelenk verbunden, das bei Überschreiten eines vorbestimmten Moments zumindest einen Bewegungsfreiheitsgrad freigibt. Das Überlastgelenk schafft hierbei die Möglichkeit, dass der erste Teil bei Überlast, beispielsweise bei einer Kollision mit einem verklemmten Gefäß oder einem nachgeschalteten Greifer, nach Erreichen einer definierten Auslösekraft bzw. eines definierten Auslösemoments am Gelenk auszurasten und Verformungen bzw. Beschädigungen zu verhindern.
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Darüber hinaus kann der Greifabschnitt eines oder mehrerer Greifarms/Greifarme eine Überzugskappe aufweisen, die austauschbar über das Greifende gezogen ist und die am freien Ende eine Noppe oder eine sich parallel zu der Schwenkachse erstreckende Rippe haben kann, um die Griffigkeit zu verbessern. Durch die Noppen bzw. Rippen wird auch sichergestellt, dass Behälter unterschiedlicher Durchmesser ohne Umstellung gegriffen werden können und die Längsachsen der Behälter exakt auf dem Teilkreisdurchmesser des Transportsternes gehalten werden können, was für die Übergabe an nachgeschaltete Abfördereinrichtungen und/oder Transportsterne wichtig ist. Die Überzugskappe ist hierbei als Verschleißteil vorgesehen, die, um die eigentlichen Greifarme zu schonen, in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden kann. Die Noppen und/oder Rippen dienen dazu, das zu greifende Gefäß an definierten reproduzierbaren Positionen zu fassen und die Sicherheit gegen Herausrutschen aus dem Zangengriff auch bei feuchter Oberfläche sicherzustellen. Die Überzugskappe(n) können auch mit der Außenform des zu greifenden Gefäßes korrespondierend gestaltet sein, um auch normal zur Längsachse des Gefäßes eine sichere Aufnahme zu ermöglichen.
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Schließlich können die Greifarme jeweils einen Nockenfolger aufweisen, an dem der Nocken der Nockenwelle anliegt. Bei dem Nockenfolger kann es sich um eine drehbar gelagerte Rolle oder eine Fläche mit einer gleitmindernden und/oder verschleißfesten Beschichtung handeln. Der Nockenfolger kann alternativ auch aus einem trocken-gleitfähigen Material bestehen und/oder zusätzlich mit beschriebener Beschichtung versehen sein.
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Ein drehbarer gelagerter Nockenfolger bietet den Vorteil, dass kein Gleiten zwischen Nocke und Nockenfolger auftritt, weshalb auf externe Schmierung verzichtet werden kann, was den Reinigungs- und Instandhaltungsaufwand minimiert. Die Lagerung des Nockenfolgers kann vorteilhaft durch gekapselte Lagereinheiten erfolgen. Solche Nockenfolger sind kommerziell als Standardteile verfügbar bzw. lassen sich aus Standardteilen zusammensetzen; es können hierfür z. B. Laufrollen bzw. Kurvenrollen, die bei Wälzlagertellern im Lieferprogramm sind, verwendet werden. Die Drehachse der Nockenfolger kann zudem vorteilhaft mit der Schwenkachse der beiden Teile der Greifarme zusammenfallen; bspw. kann der Nockenfolger mittels einer Nadellagerung auf einer gemeinsamen Achse gelagert sein, während die beiden Teile des Greifarms in Bohrungen darauf geführt sind.
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Der erfindungsgemäße Transportstern weist in einer ersten Ausführungsform eine ortsfeste Maschinenbasis und wenigstens einen rotierbaren Tragring auf. An dem Umfang des Tragrings ist in gleichmäßigen Winkelabständen eine Vielzahl erfindungsgemäßer Greifer angeordnet, wobei die Steuerelemente der Greifer jeweils in die gleiche Richtung weisen. Ferner hat der Transportstern eine oder mehrere zu der Maschinenbasis ortsfeste Auslösevorrichtung(en), die beim vorbei Bewegen der Greifer die Steuerelemente der Greifer betätigt/betätigen. Die Auslösevorrichtung(en) kann/können rein mechanisch, d. h. durch vorbei Bewegen der Greifer an ortsfesten „Umwerfern” oder aber pneumatisch, elektromechanisch, z. B. elektromagnetisch, oder hydraulisch angesteuert werden.
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Dadurch, dass die Greifarme einer Greifzange nicht über ein Getriebe zwangsgekoppelt sind, ist es möglich, dass ein Greifarm einem Fremdköper, der in den Transportstern geraten ist, oder einem falsch zugeführtem Gefäß, ausweichen kann, anstatt zu einem Verklemmen mit anschließendem Produktionsstillstand zu führen, wodurch die Produktion unter Verwendung des erfindungsgemäßen Transportsterns mit weniger Stillstand erfolgen kann als bei Verwendung von bekannten Transportsternen. Auch hat der erfindungsgemäße Transportstern einen verringerten Wartungsaufwand, da die Kopplung der Greifarmbewegung über verschleißfreie Federelemente erfolgt und nicht über ein verschleißendes und ggf. schmierstoffbedürftiges Getriebe; zudem funktionieren die Nockenfolger auch nahezu verschleißfrei. Es kann hierbei sowohl eine „hängende” als auch eine „stehende” Anordnung der Greifer vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Auslösevorrichtung um eine Auslösevorrichtung mit kontinuierlicher Auslösecharakteristik, etwa eine Steuerkontur, oder um eine Auslösevorrichtung mit diskreter Auslösecharakteristik handeln. Eine Auslösevorrichtung mit diskreter Auslösecharakteristik kann beispielsweise einen oder mehrere Auslösenocken und/oder Umwerfer aufweisen, der/die dazu ausgebildet ist/sind, das Steuerelement des Greifers zu betätigen. Es kann dabei sowohl vorgesehen sein, dass der Greifer an genau einer Rotationsposition des Transportsterns öffnet oder aber an mehreren Rotationspositionen, beispielsweise um einen Teil der handzuhabenden Gefäße vorzeitig auszuschleusen. Zudem kann vorgesehen sein, dass der Greifer über einen bestimmten Rotationsbereich des Transportrings geöffnet bleibt, was sich entweder durch die Steuerkurve oder durch eine am Greifer vorliegende Sperreinrichtung, die von einer ersten Auslösevorrichtung aktiviert wird und von einer nachfolgenden deaktiviert wird, realisieren lässt.
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Der Transportstern kann schließlich auch einen zweiten Tragring haben, der planparallel und konzentrisch beabstandet zu dem ersten Tragring angeordnet sein kann. Der zweite Tragring kann hierbei auch mitbewegt sein oder er kann feststehend ausgebildet sein, wobei an diesem beispielsweise die Auslösevorrichtung(en) angeordnet sein können.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht des Greifers von unten/hinten,
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2 eine perspektivische Ansicht des Greifers von unten/vorne,
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3a eine Untersicht des geschlossenen Greifers,
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3b eine Untersicht des offenen Greifers,
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4 eine Rückansicht des Greifers.
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Der erfindungsgemäße Greifer 1 ist in 1 in einer perspektivischen Ansicht von unten/hinten gezeigt. Er hat vier Greifarme 2, von denen jeweils zwei gegenüberliegende eine Greifzange 2 bilden. Die Greifarme 2 sind in einem Greiferträger 1' schwenkbar gelagert, wobei deren Schwenkachse S in einem den Greifflächen abgewandten Endbereich der Greifarme 2 vorliegt. Der Greiferträger 1' weist zwei Grundplatten 111, 112 auf, die obere Grundplatte 111 und die untere Grundplatte 112, von denen die Schwenkachse S aufgenommen ist. Die Grundplatten 111, 112 sind über einen Bügel, der normal zu den Grundplatten 111, 112 angeordnet ist, verbunden. Bei den beiden Grundplatten 111, 112 handelt es sich um Gleichteile, die untereinander austauschbar sind und als Blechteil einfach herstellbar sind, beispielsweise durch Stanzen; dadurch hat der erfindungsgemäße Greifer 1 auch ein vergleichsweise geringes Gewicht.
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Die Steuerung des Greifvorgangs erfolgt durch eine Nockenwelle 3 (siehe 2), die drehbar in den Grundplatten 111, 112 gelagert ist und die an ihrem oberen Ende ein Steuerelement 32 aufweist, das aus zwei übereinander gestapelten Kontaktkörpern 321, 322 besteht, die zentrisch und drehfest mit der Nockenwelle 3 verbunden sind. Das Steuerelement 32 ist dazu vorgesehen, in einer Einbausituation in einem Transportstern während des vorbei Bewegens an einer ortsfesten Auslösevorrichtung, etwa einem Umwerfer, einem Auslösenocken, einer Rolle oder Auslösestift, betätigt zu werden und dadurch eine Drehbewegung der Nockenwelle 3 zu bewirken.
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Die Nockenwelle 3 hat einen symmetrischen Nocken 31 (siehe 2), auf dem jeweils beide Greifarme 2 der zwei übereinander angeordneten Greifzangen 2 anliegen und der zur Steuerung der Schließbewegung der Greifzangen 2 dient. Der Nocken 31 ist so gestaltet, dass er zwei stabile Zustände mit den anliegenden Nockenfolgern 4 einnehmen kann; sowohl auf dem Nockenberg als auch in dem Nockental liegt der Nockenfolger 4 so an, dass ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Nockenwelle 3 erschwert ist.
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Jeder der Greifarme 2 hat einen ihm zugeordneten Nockenfolger 4, bei dem es sich um eine wälzgelagerte Führungsrolle handelt, deren Drehachse drehfest mit dem Greifarmkörper verbunden ist, wobei die eigentliche Rolle um die Drehachse gelagert ist. Die Schließ- und Öffnungszeitpunkte) werden durch die Nockenform bestimmt; die Nocke 31 überträgt jedoch die Schließ- bzw. Haltekraft nicht; dies geschieht über paarweise angeordnete Federanordnung 7 (siehe 3), die auf die Greifarme 2 einwirkt.
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Die einzelnen Greifarme 2 sind untereinander nicht gekoppelt, wodurch eine individuelle Beweglichkeit im Falle von Fehlfunktionen, wie dem Verklemmen von Fremdkörpern oder der Fehlzuführung von Gefäßen, ermöglicht wird; bevor es zu einer schädigenden Überlastung kommt, weicht der Greifarm 2, an dem die durch das Federpaar vorgegebene Grenzkraft zuerst überschritten wird, aus.
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Die Greifarme 2 sind jeweils zweiteilig, sie haben einen ersten Teil 21, in dem der Greifabschnitt 11 vorliegt, und einen zweiten Teil 24, in dem der Lagerungsabschnitt 11' vorliegt. Der erste und der zweite Teil sind hierbei über ein Überlastgelenk 25 verbunden, das bei Überschreiten eines vorbestimmten Moments zumindest einen Bewegungsfreiheitsgrad freigibt. Das Überlastgelenk schafft die Möglichkeit, dass der erste Teil bei Überlast, nach Erreichen einer definierten Auslösekraft bzw. eines definierten Auslösemoments am Gelenk ausrasten kann. Im Regelbetrieb, d. h. ohne Überschreiten der Auslösekraft, „verhalten” sich die Greifarme starr.
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Die Nockenwelle 3 ragt an ihrem dem Steuerelement-Ende 34 abgewandten Ende 33 ein Stück über die untere Grundplatte 112 hinaus, wo eine Abdeckkappe 5 auf letztere gesetzt ist. Die Geometrie des abgewandten Endes entspricht hierbei einer Geometrie des Steuerelement-Endes 34, wodurch ermöglicht wird, das Steuerelement 32 von dem Steuerelement-Ende 34 zu entkoppeln und auf das abgewandte Ende 33 der Nockenwelle 3 drehfest zu koppeln; wodurch das Steuerelement-Ende 34 zum abgewandten Ende 33 wird und umgekehrt. Dies ermöglicht es, den erfindungsgemäßen Greifer 1 für Transportstern-Typen einzusetzen, die die Auslösevorrichtung(en) oben oder unten haben. Die Kopplung des Steuerelements 32 mit der Nockenwelle 3 ist daher lösbar gestaltet; etwa durch eine Passfederverbindung o. ä.
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Die Greifflächen der Greifarme 2 haben eine Kreisbogenform, die mit dem Querschnitt des zu greifenden Gefäßes korrespondiert. Über die Greifarme 2 ist jeweils eine Überzugskappe 22 gezogen, die die Greifflächen bildet. Die Überzugskappen 22 haben hier jeweils eine erhabene Rippe 222, die als eigentliche Kontaktstelle mit dem zu greifenden Gefäß vorgesehen ist. Die Überzugskappen 22 haben ferner jeweils einen angegossenen Pin 222, der zur formschlüssigen Fixierung in einer Bohrung des jeweiligen Greifarms 2 sitzt. Es sind auch überzugskappenlose Greifer oder andere Kappentypen möglich.
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2 zeigt den Greifer 1 von unten/vorne, wobei der Schlitz 112', der in der Grundplatte 112 vorliegt zu erkennen ist. In dem Schlitz 112' der unteren Grundplatte 112 sowie in dem Schlitz 111' der oberen Grundplatte 111 (siehe 1) ist die Platte 6 geführt, die quasi eine Zwischenwand des Greiferträgers 1' bildet und als Federsitz vorgesehen ist. Hierbei erstrecken sich von voneinander abgewandten Seiten der Platte 6 jeweils Federn 71, 72 zu jedem der Greifarme 2, was in der Untersicht in 3a und 3b zu erkennen ist.
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Die Greifarme 2 haben jeweils einen Greifabschnitt 11, in dem die Greifflächen vorliegen, und einen Lagerungsabschnitt 11', in dem die Greifarme um die Schwenkachse S schwenkbar gelagert sind. Die Federn 71, 72 sind hierbei an dem Ende des Lagerungsabschnitts 11' angeordnet, das vom Greifabschnitt abgewandt liegt. Auf jeden der Greifarme 2 wirken zwei parallel geschaltete Druckfedern 71, 72 ein (siehe auch Rückansicht 4), die zum Schließen der Greifzangen 2 verwendet werden, wobei in der 3a figurativ die geschlossene Greifposition mit „gelängten” Federn 71, 72 gezeigt ist und in 3b die Offenposition. Da die gegenüberliegenden Greifarme 2 einer Greifzange 2 untereinander kinematisch nicht gekoppelt sind, ist es möglich, auch einen einzelnen Greifarm 2 gegen die Federkraft auszuschwenken, was insbesondere im Falle einer Fehlfunktion des Transportsternes 10, in dem der Greifer 1 eingesetzt wird, ein vorteilhaftes Sicherheitsmerkmal darstellt. Die Synchronisation der Greifarmbewegung erfolgt rein kraftgesteuert, wobei beide Federn 71, 72 die gleiche Federkennlinie haben müssen. Jede der Federn 71, 72 liegt innen auf der Platte 6 an und erstreckt sich nach außen zu einem Greifarm 2. Eine kräftemäßige Beeinflussung des einen Greifarms 2 durch Bewegung des anderen Greifarms 2 wird hierbei durch die Platte 6 verhindert. Um den Greifer 1 zu öffnen, muss die Nockenwelle um 90° verdreht werden, was hier in 3a durch den Pfeil gezeigt ist; die symmetrischen Nocken der Nockenwelle werden dadurch in Kontakt mit den Nockenfolgern der Greifarme gebracht, wodurch die Greifarmbewegung bewirkt wird. Der geöffnete Zustand ist in 3b zu erkennen; hierbei ist auch das Überlastgelenk 25, da es aus dem Greiferträger 1' ausgeschwenkt ist, besser zu erkennen.
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Die Anordnung der Federn 71, 72 in Paaren ist in der Rückansicht der 4 zu erkennen, wobei jeweils zwei parallel geschaltete Federn 71, 72 innen an dem Steg anliegen und sich nach außen zu den Greifarmen 2 erstrecken. Durch Parallelschaltung kann die effektive Federkonstante vervielfacht werden, wenn für einen bestimmten zu greifenden Gefäß-Typ eine hohe Greifkraft nötig ist. Sollten Federn mit entsprechender Kennlinie verfügbar sein, mit denen sich die zu erreichende Greifkraft mit lediglich einer Feder erreichen lässt, ist auch der Einsatz von nur einer Feder je Greifarm möglich, was figurativ aber nicht gezeigt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29602798 U1 [0004]
- DE 20305988 U1 [0006]
- EP 2343255 A1 [0007]