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Zentriervorrichtung für aufrecht stehende Gefäße, insbesondere in
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Etikettierma schinen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung
für Gefäße, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bereits eine derartige Zentriervorrichtung bekannt, bei welcher
der drehbare Zentrierring höhenfest angeordnet ist und die Gefäße durch die Zentrierglocken
unter Mitnahme der Standflächen nach unten gedrückt werden, bis die Gefäße fest
auf der konischen Zentrierfläche aufsitzen und sich in dieser zentrieren (US-PS
3 064 714). Mit dieser einfach und betriebssicher aufgebauten Zentriervorrichtung
ist ohne weiteres ein exaktes mittiges Zentrieren von Gefäßen mit den verschiedensten
Querschnitts-und Bodenformen möglich. Es muß lediglich die trichterartige Zentrierfläche
ausreichend breit gewählt werden, so daß sie sowohl Gefäße, deren Durchmesser an
der oberen Toleranzgrenze liegt, als auch Gefäße, deren Durchmesser an der unteren
Toleranzgrenze liegt, einwandfrei aufnimmt.
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Ungünstig ist jedoch, daß die Gefäße in Abhängigkeit vom Durchmesser
mehr oder weniger tief in den Zentrierring einsinken, ihre Höhenposition somit mehr
oder weniger variiert. In der Praxis bedeutet dies, daß z.B.
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beim Etikettieren von Formflaschen für Spirituosen, bei denen Durchmessertoleranzen
von einigen Millimetern keine Seltenheit sind, kein einheitlicher, exakLer Etikettensitz
erzielt werden kann. Besonders nachteilig wirken
sich die Unterschiede
in der Höhenlage der Gefäße aus, wenn Etiketten in begrenzte Vertiefungen der Gefäße
eingebracht werden sollen. Diese bekannte Zentriervorrichtung ist daher für Etikettiermaschinen
zur hochwertigen Gefäßausstattung nicht geeignet.
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Außerdem ist schon eine Zentriervorrichtung für Gefäße in einer Etikettiermaschine
bekannt, bei welcher die Standfläche für den Gefäßboden höhenfest in einem Drehtisch
angeordnet ist, während der mit einer mehrfach unterbrochenen konischen Zentrierfläche
versehene Zentrierring höhenbeweglich gelagert ist (DE-GM 75 01 478). Durch eine
ortsfeste Steuerkurve, eine Kurvenrolle, eine Stoßstange und eine Druckfeder wird
der Zentrierring im Ein- und Auslaufbereich des Drehtisches in einer unteren Endlage
fluchtend mit der Standfläche festgehalten, so daß er die Ein- und Auslaufbewegung
der Gefäße nicht behindert. Im übrigen Bereich dagegen wird der Zentrierring freigegeben
und durch die Feder nach oben bewegt, bis die konische Zentrierfläche voll am Gefäß
anliegt und dieses dabei zentriert. Bei dieser bekannten Zentriervorrichtung ist
neben einer exakten Zentrierung verschiedenster Gefäßquerschnitte infolge der hohenfesten
Anordnung der Standfläche auch eine gleichbleibende Höhenposition der Gefässe und
damit eine einwandfreie und gleichmäßige Etikettierung gegeben.
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Der getriebemäßige Aufwand sowie der Raumbedarf für die Höhensteuerung
der Zentrierringe ist jedoch enorm und in einem Speichenrad-Drehtisch einer modernen
Hochleistungs-Etikettiermaschine kaum unterzubringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zentriervorrichtung
mit einfachsten Mitteln dahingehend zu verbessern, daß neben einer exakten Zentrierung
auch eine konstante Höhenlage des Gefäßbodens gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei einer erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung können die Gefäße
ohne Behinderung durch den in der oberen Endlage befindlichen Zentrierring auf die
gleichfalls die obere Endlage einnehmende Standplatte aufgesetzt werden, da der
Zentrierring bei dieser Konstellation ohne weiteres auf gleicher Höhe oder auch
tiefer wie die Standplatte positioniert werden kann. Beim anschließenden Absenken
der Gefäße durch die Zentrierglocken wird die Standplatte bis in die untere Endlage
bewegt, wodurch die Höhenlage der Gefäße eindeutig und gleichbleibend festgelegt
ist. Der Zentrierring bleibt noch so lange in seiner oberen Endlage, bis sich das
Gefäß im Verlaufe seiner Absenkbewegung voll an die trichterartige Zentrierfläche
angelegt und dabei zentriert hat, und macht dann die weitere Absenkbewegung mit.
Die untere Endlage des Zentrierrings wird somit durch den Gefäßdurchmesser beeinflußt,
was sich jedoch weder auf die Zentriergenauigkeit noch auf die Einhaltung der vorgegebenen
Höhenlage der Gefäße in irgendeiner Weise auswirkt. Die höhenbewegliche Lagerung
des ZentrNerrings, das Anbringen von Anschlägen für die Standplatte und den Zentrierring
sowie das Unterbringen einer Feder für den Zentrierring läßt sich auch bei beengten
Raumverhältnissen mit wenig Aufwand bewerkstelligen. Irgendeine zusätzliche Steuereinrichtung
für die Höhenbewegung des Zentrierrings ist nicht vorhanden; diese wird indirekt
über das Gefäß durch die ohnehin vorhandene Steuereinrichtung für die Zentrierglocken
bewirkt. Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung ist daher auch für Hochle istung
s-Etikettierma schinen mit einem Speichenrad-Drehtisch bestens geeignet und erweitert
deren Einsatzgebiet beträchtlich.
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Eine besonders einfache, kompakte Bauweise ergibt sich durch die im
Anspruch 2 enthaltene Weiterbildung der Erfindung. Ein separater, höhenfester Anschlag
für die obere Endlage der Standplatte ist hierbei nicht erforderlich.
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Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung kann überall dort eingesetzt
werden, wo es auf ein exakt mittiges Zentrieren der Gefäße, verbunden mit einer
konstanten Höhenlage ankommt, sei es bei Gefäßen mit kreisförmigem oder mit von
der Kreisform abweichendem Querschnitt, wie z.B. Formflaschen. Besonders vorteilhaft
ist eine Verwendung beim Ausrichten von Gefäßen mit im Bodenbereich ausgebildeten
Vertiefungen. Entsprechende Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
3 bis 6 enthalten, wobei die exakte Zentrierung zu einer exakten Ausrichtung beiträgt.
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Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung kann in Gefäßbehandlungsmaschinen
der verschiedensten Bauart eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet sind
schnellaufende Rotationsetikettiermaschinen. Eine entsprechende Weiterbildung der
Erfindung enthält der Anspruch 7.
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Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den senkrechten Schnitt durch
eine Zentriervorrichtung im Einlaufbereich einer Etikettiermaschine Fig. 2 den senkrechten
Schnitt durch eine Zentriervorrichtung im Ausrichtungsbereich einer Etikettiermaschine
Fig. 3 die Draufsicht auf die Zentriervorrichtung nach Fig. 1 und 2.
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Die Zentriervorrichtung nach Fig. ] bis 3 ist zusammen mit einer Reihe
weiterer gleichartiger Zentriervorrichtungen in eine nur zum Teil dargestellte Etikettiermaschine
mit einem Drehtisch 1 integriert. Dieser Drehtisch 1 hat die Aufgabe, aufrechtstehende
Flaschen 2 durch den Ausrichtungsbereich und den nachfolgenden Etikettierbereich
der Etikettiermaschine zu transportieren. Er ist um eine senkrechte Achse drehbar
und nach Art eines Speichenrads ausgebildet. In dessen Radkranz sind gleichmäßig
über
den Umfang verteilt mehrere Wellen 3 parallel zur Drehachse des Drehtisches 1 drehbar
gelagert. Am oberen Ende jeder Welle 3 ist ein Drehteller 4 befestigt, am un.teren
Ende sitzt ein Ritzel 5. Das Ritzel 5 kämmt mit einem Zahnsegment 6, das im Radkranz
des Drehtisches ] schwenkbar gelagert ist. An der Unterseite jedes Zahnsegments
6 ist eine Kurvenrolle 7 befestigt, die in eine in sich geschlossene Kurvennut 8
eingreift. Diese Kurvennut 8 ist in einen ortsfesten Kurvenring 9 eingearbeitet
und steuert in herkömmlicher Weise die Positionen und Schwenkbewegungen jedes Drehtellers
4 bei einer Rotation des Drehtisches 1.
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Im mitlaufenden Oberteil 10 des Drehtisches 1 ist konzentrisch zu
jedem Drehteller 4 eine heb- und senkbare Zentrierglocke 11 angeordnet. Diese weist
an ihrer Unterseite eine konische Zentrieröffnung für den Kopf der Flaschen 2 auf
und ist drehbar an einer senkrechten Stange 12 gelagert.
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Die Stange 12 sitzt ihrerseits längsverschiebbar in einem Rohr 13,
wobei ihre mögliche Hublänge durch einen Stift 14 in Verbindung mit einem Längsschlitz
im Rohr 13 festgelegt ist. An der oberen Stirnseite der Welle 12 greift eine Druckfeder
15 an, die sich andererseits am geschlossenen oberen Ende des Rohres 13 abstützt
und die Welle 12 mit der. Zentrierglocke 11 somit nach unten drückt. Das Rohr 13
ist höhenverschiebbar in einem Lagerbock 16 geführt, der am Oberteil 10 des Drehtisches
1 befestigt ist.
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Es trägt seitlich eine Kurvenrolle 17, deren Achse in einem Längsschlitz
des Lagerbocks 16 geführt ist und somit das Rohr 13 gegen Drehung sichert. Die Kurvenrolle
17 greift in eine in sich geschlossene Hubkurve 18 ein, die in eine ortsfeste Kurventrommel
19 eingearbeitet ist. Die Hubkurve 18 steuert somit in Verbindung mit der Kurvenrolle
17 die Höhenlage bzw. Höhenbewegung des Rohres 13 mit der nachgiebig darin angeordneten
Zentrierglocke 11, wenn der Drehtisch 1 einschließlich seines Oberteils 10 rotiert.
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Auf jedem Drehteller 4 ist mittels mehrerer Bolzen 20 eine horizontale,
kreisförmige Standplatte 21 höhenverschiebbar und drehfest geführt, wobei zwischen
den Drehteller 4 und die Standplatte 21 in entsprechende Vertiefungen mehrere Druckfedern
22 eingesetzt sind. Diese versuchen die Standplatte 21 nach oben zu drücken. Die
untere Endlage der Standplatte 21 ist erreicht, wenn ihre Unterseite an der horizontalen
Oberseite des als Anschlag dienenden Drehtellers 4 anliegt (Fig. 2). Die obere Endlage
wird mittels eines unter anderem als Anschlag wirkenden Zentrierrings 23 festgelegt,
der in eine am Umfang der Standplatte 21 ausgebildete ringartige Ausnehmung mit
Laufspiel eingreift (Fig. 1). In dem konzentrisch zum Drehteller 4 und zur Standplatte
21 angeordneten Zentrierring 23 sind mehrere nach unten ragende senkrechte Stifte
24 mit verdickten Köpfen befestigt, die in entsprechenden Bohrungen bzw. Kammern
eines Tragrings 25 höhenverschiebbar geführt sind. Die oberen Stirnflächen 26 der
Kammern im Tragring 25, an denen die Stifte 24 austreten, dienen als Anschlag für
die verdickten Köpfe und legen somit die obere Endlage der Stifte 24 und damit des
Zentrierrings 23 fest (Fig. 1). Die Köpfe der Stifte 24 werden außerdem durch Druckfedern
27 beaufschlagt, die in den nach unten hin abgeschlossenen Kammern im Tragring 25
unterhalb der Stifte 24 sitzen. Durch die Druckfedern 27 wird somit der Zentrierring
23 normalerweise in seine obere Endlage gedrückt (Fig. 1). Der Tragring 25 ist mittels
eines Wälzlagers konzentrisch zur Drehachse des Drehtellers 4 drehbar gelagert und
mit ihm auch der Zentrierring 23. In dessen Bohrung ist ein Ring 28 mit hohem Reibungskoeffizienten
befestigt, der in seiner Bohrung mit einer sich nach unten hin trichterartig verjüngenden
konischen Zentrierfläche 29 versehen ist. Diese liegt exakt konzentrisch zur Drehachse
des Drehtellers 4 und ist derart bemessen, daß sie die Flaschen 2 im gesamten Toleranzbereich,
also mit kleinstem oder größtem Durchmesser, am Übergang von der Seitenwand zum
Boden exakt erfassen und zentrieren kann. Der kleinste Durchmesser der Zentrierfläche
29 ist somit in jedem Falle kleiner als der kleinste Außendurchmesser der zu verarbeitenden
Flaschensorte.
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Im Drehteller 4 ist eine Hülse 30'drehfest und höhenverschiebbar gelagert,
derart, daß sie nach oben aus dem Drehteller 4 herausragt und eine entsprechende
Öffnung in der Standplatte 21 mit Spiel durchdringt. An der Hülse 30 greift eine
nach oben wirkende Druckfeder 31 an, die sich andererseits am Grunde einer im Drehteller
4 ausgebildeten Ausnehmung, in welcher die Hülse 30 geführt ist, abstützt. Die Hülse
30 weist an ihrer oberen Stirnseite einen leistenartigen, radial zum Drehteller
4 verlaufenden Nocken 32 auf, der zum winkelmäßigen Ausrichten der Flaschen 2 mit
Hilfe von im Boden ausgebildeten Vertiefungen 33 dient. Die Hülse 30 ist an ihrem
unteren Ende flanschartig verbreitert und wirkt hier zur Definition ihrer oberen
Endlage mit entsprechenden Anschlägen 34 am Drehteller 4 zusammen. Die obere Endlage
ist derart gewählt, daß der Nocken 32 hierbei nicht aus der gleichfalls die obere
Endlage einnehmenden Standplatte 21 herausragt (Fig. ]). Zur Drehung der Flaschen
2 im Ausrichtungsbereich ist schließlich noch ein bogenförmiges, elastisch nachgiebiges
Reibelement 35 vorgesehen, das mittels einer Halterung 36 am Kurven ring 9 befestigt
ist. Das Reibelement 35 liegt auf Höhe des Tragrings 25 und liegt an diesem mit
einer bestimmten Vorspannung an, wenn dieser vom Drehtisch 1 vorbeigeführt wird.
Das erzielte Drehmoment ist ausreichend groß, um die von der Zentrierfläche 29 ergriffenen
Flaschen 2 entgegen dem Bremsmoment der Standplatte 21, die einen relativ geringen
Reibungskoeffizienten aufweist, mindestens einmal um die eigene Achse zu drehen.
Andererseits ist die Reibungskraft am Reibelement 35 ausreichend klein, um ein Durchrutschen
des Tragrings 25 zu ermöglichen, wenn die Flasche durch den Nocken 32 ausgerichtet
und gegen weitere Drehung blockiert ist.
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Die Funktion der vorstehend beschriebenen Zentriervorrichtung ist
folgende: Im Einlaufbereich der Etikettiermaschine bzw. des Drehtisches 1 ist die
Zentrierglocke 11 durch die Hubkurve 18 entsprechend angehoben, so daß eine Flasche
2 über ein ortsfestes Gleitblech 37 hinweg auf die Standplatte 21 geschoben werden
kann. Die Standplatte 21 und der Zentrierring
23 nehmen hierbei
ihre durch die Anschläge 23 bzw. 26 definierten oberen Endlagen ein, in der ihre
Oberseiten einschließlich derjenigen des Rings 28 in einer gemeinsamen horizontalen
Ebene mit derjenigen des Gleitblechs 37 liegen. Da auch der Nocken 32 nicht über
die Standplatte 21 vorsteht, wird das Aufschieben der Flaschen nicht behindert -
(siehe Fig. 1).. Im Anschluß daran wird im Verlaufe der weiteren Rotation des Drehtisches
1 die Zentrierglocke 11 durch einen entsprechenden Abfall der Hubkurve 18 (in Fig.
1 strichpunktiert angedeutet) nach unten bewegt, wobei sie zuerst den Kopf der Flasche
2 erfaßt und zentriert und dann die Flasche 2 mitsamt der Standplatte 21 nach unten
drückt, entgegen der Kraft der Federn 22, bis die Standpl.atte 21 am Drehteller
4 anschlägt. Die Hubkurve 18 ist derart ausgebildet, daß bei Flaschen im gesamten
Höhentoleranzbereich die Standplatte 21 mit Sicherheit in ihre untere Endlage bewegt
wird, wobei ein evtl. Überhub durch die Druckfeder 15, deren Kraft wesentlich höher
ist als die gesamte Kraft der Druckfedern 22, kompensiert wird. Es laufen somit
alle Flaschen 2 in der gleichen Höhenlage, gemessen vom Flaschenboden aus, an der
nicht gezeigten Etikettierstation vorbei' so daß eine gleichmäßige, exakte Etikettierung
gesichert ist. Im Verlaufe der durch die Zentrierglocke 11 bewirkten Absenkbewegung
trifft die Flasche 2 mit ihrem abgerundeten, rotationssymmetrischen Übergangsbereich
von der Wand zum Boden auf die gleichfalls rotationssymmetrische Zentrierfläche
29 auf und wird durch diese bezüglich der Drehachse des Drehtellers 4 exakt zentriert.
Der Zentrierring 23 macht dann entgegen der Kraft der Druckfedern 27 die weitere
Absenkbewegung von Flasche 2 und Standplatte 21 mit, bis die Standplatte 21 ihre
untere Endlage erreicht hat. Die dabei erreichte untere Endlage des Zentrierrings
23 ist abhängig vom Durchmesser der Flasche 2, hat jedoch keinen Einfluß auf die
Höhenlage der Flaschen (Fig. 2). Der bisher beschriebene Zentriervorgang läuft bei
rotationssymmetrischen Gefäßen und bei Gefäßen mit von der Kreisform abweichendem
Querschnitt wie z.B. Formflaschen, wobei die Standplatte' der Zentrierring usw.
dem Gefäßquerschnitt angepaßt sind, in gleicher Weise ab. Die Gefäße bleiben dabei
über den gesamten Umlauf
mit dem Drehtisch 1, wobei die Drehteller
4 durch die Kurvennut 8 zusätzlich um ihre eigene Achse geschwenkt werden, exakt
zentriert.
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Im vorliegenden Falle erfolgt nach dem Einspannen der Flaschen 2 zwischen
Zentrierglocke 11 und Standplatte 21 bzw. Drehteller 4 noch ein winkelmäßiges Ausrichten
nach der Vertiefung 33 im Flaschenboden. Die Hülse 30 mit dem Nocken 32 wird während
des Absenkens direkt durch den Flaschenboden nach unten gedrückt und liegt an diesem
unter dem Druck der Feder 31 an, wenn das Absenken beendet ist. Während der nachfolgenden
Drehung des Tragrings 25 mit dem Zentrierring 23 durch das Reibelement 35 wird die
Flasche 2 durch die Zentrierfläche 29 mitgenommen und es gleitet der Nocken 32 am~~Flaschenboden
entlang, bis er in die Vertiefung 33 einrastet. Die Flasche 2 ist damit exakt ausgerichtet
und gegen eine Drehung relativ zum Drehteller 4 gesichert. Der gleichzeitig blockierte
Tragring 25 gleitet über den restlichen Bereich des Reibelements 35 ohne Eigendrehung
hinweg. Während des Ausrichtens wird der Drehteller 4 durch eine entsprechende Ausbildung
der Kurvennut 8 relativ zum Drehtisch 1 stillgehalten. Die Flasche 2 ist während
des Ausrichtens durch den Zentrierring 23 sicher zentriert und kann daher nicht
seitlich ausweichen.