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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen, Ausrichten
und Abgeben von Behältern
wie Flaschen und dergleichen, insbesondere für automatische Umordnungsmaschinen, die
mit automatischen Mitteln versehen ist, um den Behälter auszurichten,
der in ihr angeordnet ist.
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Es
ist auf dem technischen Gebiet des Befüllens und Packens von Behältern bekannt,
dass es einen Bedarf gibt, einen vorangehenden Arbeitsschritt durchzuführen, welcher
das Umordnen der Behälter beinhaltet,
um sicherzustellen, dass die unterhalb liegenden Füllmaschinen
Behälter
aufnehmen, die alle korrekt mit ihrem Hals und/oder ihrer Öffnung nach oben
ausgerichtet sind.
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Diese
Umordnung wird mittels so genannter Dreh-Umordnungsmaschinen durchgeführt, die
mit Vorrichtungen versehen sein müssen, welche die Behälter einzeln
von einem Silo, das sie in zufälliger Verteilung
enthält,
aufnehmen und sie nachfolgend alle in derselben Weise ausgerichtet
mit der Öffnung nach
oben auf das Band abgeben können,
um sie zu entnehmen und zu der Füllmaschine
zu transportieren.
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Diese
Vorrichtungen basieren jedoch auf dem Zusammenwirken mit einer ringförmigen Scheibe,
die an der Maschine befestigt ist und den Behälter bis zu einer vorbestimmten
Winkelposition unterstützt,
in der die Scheibe unterbrochen ist, sodass der Behälter fallen
kann.
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Zusätzlich zu
der Notwendigkeit einer befestigten Scheibe können die bekannten Sortiermaschinen
nicht einfach an verschiedene Formen und Größen von auszurichtenden Behältern angepasst
werden, wodurch es notwendig ist, die Sortiervorrichtung und/oder
den damit verbundenen Schacht auszuwechseln, auch wenn es nur eine
kleine Abweichung in der besagten Form oder Größe gibt.
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Das
technische Problem besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zum Aufnehmen
und Abgeben von Behältern
zu schaffen, die zufällig
verteilt in Silos von Umordnungsmaschinen enthalten sind, welche in
der Lage ist, auch das Ausrichten der Behälter automatisch durchzuführen, sobald
sie in der Vorrichtung angeordnet worden sind.
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Im
Zusammenhang mit diesem Problem ist es ein weiteres Erfordernis,
dass die Vorrichtung einfach an herkömmliche Maschinen tangential
herangeführt
werden kann und die Möglichkeit
erhöht,
Behälter
verschiedener Größen auszurichten,
ohne dass die Sortiervorrichtung ausgewechselt werden muss.
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Diese
technischen Probleme werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum
Aufnehmen, Leiten und Abgeben von Behältern, die in Silos von Umordnungsmaschinen
und dergleichen zufällig verteilt
sind, gemäß dem Merkmal
des Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Einzelheiten können
sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels
der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ergeben. Es
zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht einer Umordnungsmaschine, die
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufnehmen, Leiten und Abgeben des Behälters versehen ist;
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2 eine
Draufsicht auf die Maschine gemäß 1;
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3a, 3b eine
Vorderansicht und eine Rückansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Aufnehmen, Leiten und Abgeben von Behältern, wobei sich der ausrichtende
Hebel in der Ruheposition befindet;
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4 eine
Vorderansicht der Walze zum Betätigen
der Vorrichtung gemäß 3a;
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5 einen
Schnitt entlang der Ebene V-V in 4;
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6 einen
Schnitt entlang der Ebene VI-VI in 4;
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6a, 6b eine
Vorderansicht und eine Rückansicht
der Vorrichtung gemäß 6;
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7a, 7b eine
Vorderansicht und eine Rückansicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der in 3 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei
sich der ausrichtende Hebel in der Ruheposition befindet;
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8 eine
Vorderansicht der Walze zum Betätigen
des ausrichtenden Hebels der Vorrichtung gemäß 7a im
Uhrzeigersinn;
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9 einen
Schnitt entlang der Ebene IX-IX in 8;
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10 einen
Schnitt entlang der Ebene X-X in 8;
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11 eine
Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 10, wobei
der ausrichtende Hebel im Uhrzeigersinn gedreht wird;
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12 eine
Vorderansicht der Walze zum Betätigen
der Vorrichtung gemäß 7a,
wobei der ausrichtende Hebel im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird;
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13 einen
Schnitt entlang der Ebene XIII-XIII in 12; und
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14 eine
Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 13, wobei
der ausrichtende Hebel im Uhrzeigersinn gedreht wird.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, besteht die erfindungsgemäße Maschine 50 im
Wesentlichen aus einer Basis 51, die ein zylindrisches
Silo 52 mit einer vertikalen Längsachse X-X trägt.
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Im
Innern des zylindrischen Silos 52 ist eine koaxiale Welle 53 angeordnet,
die in bekannter Weise motorisch angetrieben und daher nicht beschrieben
wird und an der ein Paar von horizontalen Ringen 54 befestigt
ist, die sich in Übereinstimmung
mit der Welle drehen, und ein kegelstumpfförmiges Element 55,
das sich in entgegengesetzter Richtung zu den darunter liegenden
Ringen 54 dreht.
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Das
Entladen der Behälter 20 von
der Maschine ist in einem vorgegebenen Winkelbereich 60 der
Basis vorgesehen, wobei die Entladetätigkeit durch verbundene Behälter-Entlade-Mittel 70 ausgeführt wird,
welche den Behälter
wegnehmen und auf ein Fließband 80 stellen.
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Das
Entnehmen des Behälters 20 aus
dem Silo 52 wird durch Aufnahme-, Ausrichtungs-, und Abgabe-Vorrichtungen
ausgeführt,
welche tangential an den Drehringen 54 befestigt sind,
welche deren Halt gewährleisten.
Jede Aufnahme-, Ausrichtungs- und Abgabe-Vorrichtung 10 (3a)
besteht aus zwei parallelen und sich gegenüber liegenden Seitenwänden 10a,
die durch eine Rückwand 10b miteinander
verbunden sind, welche die Breite der Vorrichtung bestimmt.
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Im
oberen Bereich sind die Seitenwände
der Vorrichtung offensichtlich in bekannter Weise so geformt, dass
sie einen Sitz 10c definieren, der in lateraler/tangentialer
Richtung verbreitert ist und, wenn möglich, den Hals 20b,
aber nicht den Boden 20a des Behälters enthalten kann.
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Der
hintere Teil der Rückwand 10b ist
mit Elementen zum Befestigen an Teilen der Umordnungsmaschinen versehen,
welche im Beispiel aus Hakenpaaren 11b bestehen, die übereinander
in einem Abstand angeordnet sind, der dem Axialabstand der Scheiben 54 entspricht,
an denen die Vorrichtungen befestigt werden müssen.
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Die
oben beschriebenen Mittel 10 haben auch mit ihnen verbundene
Mittel zum Ausrichten des Behälters 20,
welcher in die Anlage gelangt ist, welche aus einem ausrichtenden
Hebel 11 bestehen, der in einem geeigneten Abstand vom
oberen Rand der Vorrichtung 10 angeordnet ist und sich
im Wesentlichen über
die gesamte Breite der Vorrichtung 10 erstreckt. Ein Ende
des ausrichtenden Hebels 11 ist mit einem ersten Ende eines
quer verlaufenden Stifts 11a verbunden, der an seinem anderen
Ende ein Ritzel 12 aufweist, das seinerseits mit einer
Zahnstange 13a eingreift, die am Endbereich einer Stange 13 gebildet
ist, welche an der Rückseite
der Rückwand 10b befestigt
ist.
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Genauer
gesagt wird die Stange 13 mit der Rückwand 10b der Vorrichtung 10 durch
ein Paar von Brückenteilen 13b in
Kontakt gehalten, welche die Abtrennung von der Wand verhindern,
aber eine translatorische Bewegung in beiden Richtungen in einer
Richtung parallel zu der vertikalen Achse X-X erlauben.
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Eine
Feder 14, welche die Stange 13 in einer vorgegebenen
axialen Position halten möchte,
ist zwischen einem der beiden Brückenteile 13b und
einem Stopp-Element 13c angeordnet, das mit der Stange 13 verbunden
ist.
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Eine
Walze 15 mit einer horizontalen Achse 15a ist
an dem der Zahnstange 13a gegenüber liegenden Ende der Stange 13 angeordnet.
Wie in 4 dargestellt, bildet die Walze das Element, das dem
Profil einer geraden Führung 90 folgen
kann, die durch einen Ring 91 gebildet wird, der sich über 360 Grad
um den Umfang erstreckt und mit der Basis 51 der Maschine
koaxial mit den Ringen 54 verbunden ist, welche die Sortiervorrichtungen
tragen (1).
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Die
Ringe umfassen einen Abschnitt 92 mit einem Führungsprofil 93,
das eine ansteigende Rampe 93a und eine fallende Rampe 93b aufweist,
entlang denen die der Führung
folgende Walze 15 fährt.
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Das
Arbeitsprinzip der Vorrichtung und Maschine ist folgendes:
- – Sobald
die Behälter 20 zufällig verteilt
in das Silo 52 geladen und die Drehung der Welle 53 gestartet
wurden, übt
die Gegendrehung der Ringe 54 und des kegelstumpfförmigen Glockenelements 55 eine
Zentrifugalkraft auf die einzelnen Behälter aus, die sich tendenziell
radial in Richtung des Umfangs bewegen und in die Aufnahmevorrichtungen 10 eintreten,
die in tangentialer Richtung angeordnet sind; während dieses Schritts kann der
Behälter
entweder mit dem Hals, der an der Rückseite angeordnet ist (3a),
und damit in den Sitz 10c in die Vorrichtung 10 eintreten,
oder an der Vorderseite (nicht gezeigt) bezüglich der Drehrichtung der
Vorrichtung;
- – Ein
festes Stopp-Element 56 (das in 3a mit gestrichelten
Linien dargestellt ist), das in der Nähe des Bereichs für die Ausgabe/den
Ausgang des Behälters
angeordnet ist, stößt den Behälter in
Richtung der Rückseite
der Vorrichtung 10 und startet die Abfolge zum Ausrichten
und Abgeben des Behälters.
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Im
Einzelnen:
- – Die Walze 15 fährt die
ansteigende Rampe 93a der Führung 90 entlang,
wobei sie die Stange 13 nach oben gegen die Druckkraft
der Feder 14 drückt;
- – Wenn
der Behälter 20 (3a)
mit seinem Boden 20a in die Vorrichtung gelangt ist, der
bezüglich
der Drehrichtung der Vorrichtung vor dem Hals 20b liegt,
bewirkt das folgende Absenken des ausrichtenden Hebels 11 wegen
der Drehung des Ritzels 12, das mit der Zahnstange 13a eingreift,
dass der Boden 20a des Behälters herabfällt, weil
der Hals 20b durch den Sitz 10c in der Rückseite
der Vorrichtung 10 gehalten wird;
- – Der
Behälter
fällt deshalb
gerade, mit dem Boden nach unten und dem Hals nach oben (6a).
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Es
wird betont, dass diese Mittel zum Halten des Halses des Behälters als
solche bekannt sind und deshalb nicht im Einzelnen beschrieben werden.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht in folgendem Fall:
- – Der Behälter 20 ist mit dem
Boden 20a hinter dem Hals 20b bezüglich der
Drehrichtung der Vorrichtung in die Vorrichtung eingetreten;
- – Das
nachfolgende Absenken des ausrichtenden Hebels 11 wegen
der Drehung des Ritzels 12, das mit der Zahnstange 13a eingreift,
bewirkt das Fallen des Bodens 20a des Behälters, weil
die geneigte Fläche,
die durch den Hebel 11 gebildet wird, den Hals 20b für eine bestimmte
Zeit zurückhält;
- – Der
Behälter
fällt deshalb
gerade herab, mit dem Boden nach unten und dem Hals nach oben (6a).
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
kann der Hebel 11 sich nur im Uhrzeigersinn drehen und
der Drehstift 11a muss an der Vorderseite 10a der
Vorrichtung 10, in Bezug auf die Drehrichtung der Vorrichtung
angeordnet sein.
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Es
ist jedoch beabsichtigt, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist,
dass eine Drehung des ausrichtenden Hebels 111 in beiden
Richtungen erreicht wird, was im Falle von Behältern 120 besonders
effektiv ist, die im Wesentlichen keinen Hals haben, der mit der
Vorrichtung 10 zusammenwirken kann, sodass eine Ausrichtung
der Behälter
bewirkt wird und sie deshalb immer mit dem Boden nach unten fallen.
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Bei
dieser bidirektionalen Anordnung (7a, 7b)
ist bei dem Behälter 110 der
Hebel 111 mit dem Drehstift 11a und daher mit
dem Ritzel 12 in einer bezüglich der Breite der Vorrichtung
mittigen Position verbunden; dementsprechend ist die Betätigungsstange 13 im
Wesentlichen in der Mitte der Rückwand 10b der
Vorrichtung angeordnet.
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Die
Führung 190 des
Rings 91 umfasst einen Abschnitt mit einem ersten höheren Profil 193 und
einem zweiten niedrigeren Profil 194, auf welchen die Walze
wahlweise abgelenkt werden kann aufgrund eines weiteren Abschnitts 193a des
Rings 91, der eine ansteigende/fallende Rampe bildet, die
drehbar um einen Drehzapfen 193c bewegbar ist, der mit dem
restlichen festen Bereich des Umfangsrings 91 verbunden
ist. Die Betätigung
des drehenden Ringabschnitts 193a wird von dem Schaft 195a eines
Zylinders 195 durchgeführt,
der seinerseits von einer Vorrichtung 100 (7a)
zur Erfassung der Form des Behälters
und damit seiner Ausrichtung in der Sortiervorrichtung vor dem Fallen
gesteuert wird.
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Das
Arbeitsprinzip der Maschine ist wie folgt:
- – Sobald
die Behälter 20 zufällig verteilt
in das Silo 52 geladen und die Welle 53 zum Drehen
gebracht wurden, bewirkt die Gegendrehung der Ringe 54 und
des kegelstumpfförmigen
Glockenelements 55 eine Zentrifugalkraft auf die einzelnen
Behälter,
die sich tendentiell nach außen
bewegen und in die Aufnahmevorrichtungen 10 eintreten,
die in tangentialer Richtung angeordnet sind; während dieses Schritts kann
der Behälter 20 in
die Vorrichtung 10 mit dem Boden 120a eintreten,
der entweder mit Bezug auf die Drehrichtung der Vorrichtung an der
Rückseite
(7a) oder an der Vorderseite (nicht gezeigt) angeordnet
ist;
- – Während der
Drehung der Vorrichtung 110, die dem Schritt der Aufnahme
des Behälters
entspricht, fährt
die Walze 15 entlang dem flachen Ringabschnitt 91,
der in einer solchen Höhe
angeordnet ist, dass die Stange 13 in einer vertikalen Position
gehalten wird, in welcher der ausrichtende Hebel 111 in
einer horizontalen Position bleibt;
- – Sobald
der Behälter
in die Vorrichtung 10 eingetreten ist und die Drehung der
Ringe 54 die Vorrichtung in die Nähe des Ausgangsbereichs 60 gebracht
hat, beginnt die Abfolge für
das Ausrichten des Behälters,
nämlich
- – Die
Erkennungsvorrichtung 100 erkennt die Abwesenheit des Bodens 120a des
Behälters;
- – Der
Zylinder 195 wird betätigt,
um den Schaft 195a in die ausgefahrene Position zu bewegen, sodass
der Abschnitt 193a des Rings angehoben wird und die ansteigende
Rampe eine Fläche
mit dem oberen Profil 193 der Führung 190 bildet;
- – Unter
diesen Bedingungen fährt
die Walze 15 den oberen Profilteil der Führung hinauf,
wobei sie die Aufwärts-Rückbewegung
der Stange 13 gegen die Druckausübung der Feder 14 bewirkt;
- – Die
Aufwärts-Rückbewegung
der Stange 13 bewirkt die Bewegung des Ritzels 12 im
Uhrzeigersinn und damit die Drehung des ausrichtenden Hebels 111 im
Uhrzeigersinn;
- – Die
Drehung im Uhrzeigersinn des Hebels 111 bewirkt, dass der
Behälter 120 mit
dem Boden 120a nach unten fällt, sodass er von den Entladevorrichtungen 70, 80 weggenommen
werden kann.
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Wenn
andererseits der Behälter 120 in
die Vorrichtung 10 mit dem Boden 120a an der Vorderseite
mit Bezug auf die Drehrichtung der Vorrichtung eingetreten ist:
- – sendet
die Erkennungsvorrichtung 100 ein entsprechendes Signal
für die
Erkennung des Bodens zu dem Zylinder 195, sodass letzterer
den Schaft 195a zurückzieht,
um den beweglichen Abschnitt 193a des Rings 91 in
eine Position zu bringen, die in einer Linie mit dem Bodenprofil 194 der Führung 192 liegt;
- – unter
diesen Bedingungen fährt
die Walze 15 den Bodenprofilteil der Führung hinunter, wodurch sie
eine Abwärtsbewegung
der Stange 13 bewirkt, die von der Feder 14 gedrückt wird;
- – die
Abwärtsbewegung
der Stange 13 bewirkt die Drehung des Ritzels 12 im
Gegenuhrzeigersinn und damit die Drehung des ausrichtenden Hebels 111 im
Gegenuhrzeigersinn;
- – die
Drehung des Hebels 111 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt, dass
der Behälter
wieder mit dem Boden 120a nach unten fällt, sodass er von den Entladevorrichtungen 70, 80 weggenommen
werden kann.
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Es
wird ausgeführt,
wie der bidirektionale, ausrichtende Hebel es ermöglicht,
dass die Maschine unabhängig
von der Drehrichtung der Maschine verwendet wird, was besonders
nützlich
ist, wenn zwei Maschinen nebeneinander angeordnet sind und dasselbe
Abgabeband beliefern und sich daher in entgegengesetzter Richtung
drehen müssen.