Maschine zum Füllen und Versiegeln von Behältern
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Füllen und Versiegeln von Behältern, die automatisch z. B. eine Einheitsportion eines Erzeugnisses in einen Behälter einfüllt und diesen anschliessend hermetisch verschliesst, ohne dass menschliche Hände den Behälter und dessen Inhalt berühren. Die Verwendung eines zum einmaligen Gebrauch bestimmten Behälters, der eine kleine Menge eines Produktes enthält, die verbraucht wird, ohne dass der Behälter anschliessend wieder versiegelt wird, stellt, wenn der durch den Behälter geschützte Inhalt eine lange Lagerung vor dem Gebrauch ermöglicht, hinsichtlich der Bequemlichkeit der Handhabung und der Verteilung einen entschiedenen Vorteil gegenüber üblichen, bekannten Verpakkungsverfahren dar.
Zum Beispiel werden in steigendem Masse in Restaurants, Eisenbahnen, Luftlinien usw. als Einzelportionen in als Einheitenbehälter bekannte Behälter verpackte Nahrungsmittel, wie Marmeladen, Fruchtsirupe und dergleichen benutzt. Da diese Behälter sehr oft den Verbrauchern direkt zum sofortigen Gebrauch zugeführt werden, müssen sie ohne Werkzeuge, z. B. Dosenöffner, leicht zu öffnen sein.
Einheitenbehälter sind bereits bekannt, die aus biegsamem, plastischem Material hergestellt sind. Ein bedeutender Nachteil eines aus derartigem Material hergestellten Behälters ist darin zu finden, dass ein Durchdringen des Behälters durch Luft möglich ist, so dass, falls sich ein verderblicher Inhalt in dem Behälter befindet, der Inhalt in verhältnismässig kurzer Zeit verderben kann. Um sowohl diesen Nachteil zu überwinden als auch eine längere Lagerung zu ermöglichen, werden Einheitenbehälter jetzt aus Leichtmetallen, wie Aluminium, hergestellt, so dass, wenn die Behälter durch plastische Verschmelzung mit einem Deckel gleichen Materials hermetisch versiegelt werden, sie ihre Füllungen bedeutend länger schützen und ausserdem ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen geöffnet werden können.
Die Maschine zum Füllen und Versiegeln von Behältern gemäss der Erfindung weist eine Anzahl von Bearbeitungsstationen, einschliesslich einer Ladestation, einer Füllstation und einer Deckelaufsetzstation auf, sowie Fördermittel, welche Behälter, jeweils einen in einen Träger eingesetzt, aufeinanderfolgend den verschiedenen Bearbeitungsstationen zuführen, in denen die Behälter automatisch behandelt werden, einschliesslich des Verschliessens, Versiegelns und Entfernens der Behälter mittels einer vielköpfigen Verschliessvorrichtung, wobei die Träger als Widerlager und Wärmeleiter dienen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Grundriss verschiedener Bearbeitungsstationen der Maschine zum automatischen Füllen und Versiegeln von Einheitenbehältern,
Fig. 2 eine Seitenansicht von Teilen eines Behälterträgers und eines Deckelaufsetzkopfes,
Fig. 3 eine Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung mit dem Deckelaufsetzkopf in Versiegelstellung,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Einheitenbehälters mit abgenommenem Deckel,
Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Beladen von ungefüllten Einheitenbehältern in die Träger,
Fig. 6 einen Grundriss einer Ausstossvorrichtung zum Entfernen von Einheitenbehältern aus ihren Trägern sowie einen Grundriss der in Fig. 5 gezeigten Ladevorrichtung,
Fig.
7 einen Schnitt längs der Linie Vil-Vil in Fig. 6,
Fig. 8 einen Grundriss, teilweise im Schnitt nach der Lilie VII1 :-VIII in Fig. 7,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 13,
Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 6,
Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 6,
Fig. 12 eine Zeittafel der Arbeitsweise der in Fig. 6, 10 und 11 gezeigten Ausstossvorrichtung,
Fig. 13 einen Grundriss der Deckelaufsetzstation,
Fig. 14 eine Seitenansicht der in Fig. 13 dargestellten Deckelaufsetzstation,
Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie XV-XV eines Teiles der in Fig. 13 gezeigten Deckelaufsetzstation,
Fig. 16 einen Grundriss, teilweise im Schnitt längs der Linie XVI-XVI in Fig. 15,
Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie XVII-XVII Fig.
13,
Fig. 18 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Vakuumsteuerventils in der Deckelaufsetzstation in Normalstellung mit dem Vakuum abgeschaltet,
Fig. 19 eine Seitenansicht des Vakuumsteuerventiles mit seinen Einstellteilen in einer Stellung, in der das Vakuum eingeschaltet ist,
Fig. 20 eine Zeittafel der Wirkungsweise der verschiedenen Bauelemente der Deckelaufsetzstation und
Fig. 21 eine Schnittansicht einer Behälteranzeigevorrichtung entlang der Linie XXI-XXI der Fig. 13.
Ein Einheitenbehälter C besteht aus einem zylindrischen, becherförmigen Aluminiumgehäuse 2 mit einem sich radial um seine Öffnung erstreckenden Flansch 4 (Fig. 4). Das Innere des Gehäuses 2 sowie die obere Fläche des Flansches 4 sind mit einem thermoplastischen Material, wie Polyvinylchlorid, überzogen. Der Überzug an dem Flansch 4 kann entweder nur druckempfindlich oder auch gleichzeitig wärmeund druckempfindlich sein. Zu einem Behälter C gehört ein Aluminiumdeckel 6, der den selben Durchmesser wie der Flansch 4 hat und mit einer Zunge 8 zum Abziehen des Deckels versehen ist. Die Oberseite des Deckels 6 kann mit einem Etikett 10 versehen sein, während die Unterseite mit einem wärme- oder druckempfindlichen Material, ähnlich dem auf dem Flansch 4, überzogen ist.
Nach dem Füllen des Behälters C wird der Deckel 6 entweder durch ein Verschmelzen der Vinylüberzüge oder durch das Zusammenkleben des druckempfindlichen Materials hermetisch mit der Oberfläche des Flansches 4 versiegelt.
Behälterträger 12 (Fig. 2 und 3) führen jeweils einen Einheitenbehälter C durch alle Bearbeitungsstationen der Maschine. Jeder Träger 12 besteht aus einem als Hohlkörper ausgebildeten Gehäuse 13, dessen als Stütze dienende, ringförmige Lippe 14 die Öffnung im Oberteil des Gehäuses bestimmt. Das Innere des Trägers 1 < besteht aus einer Öffnung 16, deren Durchmesser grösser ist, als der des Gehäuses 2 des Einheitenbehälters C. Der Einheitenbehälter C erstreckt sich mit seinem Gehäuse 2 abwärts in das Innere 16, wobei die Unterseite des ringförmigen Flansches 4 von der ringförmigen Lippe 14 getragen wird. Die Masse des Trägergehäuses 13 ist wesentlich grösser, als die Masse des Einheitenbehälters C in gefülltem oder ungefülltem Zustand.
Der Hohlraum 16 des Trägers 12 ist benachbart der Lippe 14 mit einem sich abwärts verjüngenden Teil 18 versehen, um zwischen der Wand des Trägers 12 und der Wand des Behältergehäuses 2 einen Luftraum zu bilden, so dass sich der Träger 12 und der Behälter C nur zwischen dem Flansch 4 und der Lippe 14 berühren. Jeder der Träger 12 besitzt eine Öffnung 20, die einen Durchlass für einen Lichtstrahl bildet, der das Fehlen eines Behälters C anzeigt. Die Öffnung 20 erleichtert ausserdem das Entfernen irgendwelcher Stoffe, die in das Innere 16 des Trägers 12 gelangt sein sollten.
Jeder Träger 12 ist auf einem Kettenförderband 22 durch einen in ein Glied der Kette 22 eingepassten Steg 24 (Fig. 7) in aufrechter Stellung befestigt. Wie aus Fig.
1 ersichtlich ist, leitet eine Ladestationzufuhr 26 vorgeformte Behältergehäuse 2 in eine Ladestation 28, die automatisch ein Behältergehäuse 2 in jeden Träger 12 einsetzt. Der beladene Träger 12 wird einer Druck- und Reinigungsvorrichtung 30 zugeführt, in der mittels Vakuum Verunreinigungen, die in den Behälter C eindrangen, entfernt werden. Von dort laufen die Behälter C um ein Zahnrad 32, das mit einer Anzeigevorrichtung versehen ist, die feststellt, ob ein Behälter C in jedem Träger 12 gelagert ist. Sollte ein Behälter C nicht ordnungsgemäss in einem Träger 12 eingesetzt sein, so werden nicht gezeigte Sicherheitsvorrichtungen betätigt, die das Füllen des Trägers 12 verhindern. Die Träger 12 werden anschliessend einer Füllstelle 36 zugeführt.
Die Füllstelle 36 kann entweder einen einzeloder vielköpfigen Mechanismus zum gleichzeitigen Füllen von entweder einem oder einer Mehrzahl von Behältern C aufweisen. Von der Füllstelle 36 laufen die Träger 12 mit gefülltem Behälter C um einen zweiten Anzeiger 38, der wiederum feststellt, ob sich gefüllte Behälter C in jedem Träger befinden, um, falls nicht, Sicherheitsvorrichtungen zu betätigen, die die betreffende Deckelaufsetzvorrichtung ausser Betrieb setzt, die sonst den Behälter C mit einem Deckel versehen würde. Die Träger 12 und ihre gefüllten Behälter C laufen anschliessend in einer sich drehenden Deckelaufsetzstation 40 um, in der ein Deckel 6 auf jeden der gefüllten Behälter C aufgesetzt und hermetisch mit desden Flansch 4 versiegelt wird.
Nach dem Versiegeln werden die gefüllten und verschlossenen Behälter C automatisch von der Deckelaufsetzvorrichtung entfernt und einer Rutsche 42 zugeleitet, die die fertigen Behälter C einer Verpackungsvorrichtung zuführt.
Nachdem die gefüllten und versiegelten Behälter C von dem Träger 12 entfernt worden sind, läuft das Kettenförderband 22 mit den Trägern 12 durch eine Heizstation 44, in der die Gehäuse 13 der Träger 12 erhitzt werden. Die Hitze des Trägergehäuses 13 wird über die ringförmige Lippe 14 dem Flansch 4 des Behälters C zugeleitet, um das hermetische Versiegeln des Deckels 6 in der Deckelaufsetzstation 40 zu bewirken. Von der Heizstation 44 läuft das Kettenförderband 22 zur Ausstosstation 46, in der jegliche Behälter C, die nicht an der Entladestelle der Deckelaufsetzstation 40 von den Trägern 12 entfernt worden sind, ausgestossen werden.
Von hier werden die Träger 12 wieder in die Ladestation 28 eingeführt, um einen anderen Behälter C aufzunehmen und ihn durch einen anderen Arbeitszyklus zu führen.
Von der Zufuhr 26 treten die Behälter C in die Maschine ein und laufen auf ein Paar auf Abstand stehende Führungsplatten 50, die oberhalb des Kettenförderbandes 22 angeordnet sind. Das Kettenförderband 22 bewegt sich, nachdem es um das einen Teil der Ausstosstation 46 (Fig. 1 und 6) bildende Kettenzahnrad 52 gelaufen ist, in einer geraden Bahn, geführt durch ein Paar Kettenführungen 54, die an dem Rahmen 56 der Ladestation befestigt sind. Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, werden die Träger 12 ebenfalls durch sich in Längsrichtung der Maschine erstreckende Trägerführungen 58 und mit den Kettenführungen 54 verbundene Stützen 60 geführt.
Die aus Nylon, Teflon oder ähnlichem Material bestehenden Trägerführungen 58 befinden sich mit einer Nabe 62 auf dem Trägersteg 24 in Eingriff, so dass die Träger 12, jeder mit seiner Oberfläche horizontal gelagert, genau entlang einer vorbestimmten gradlinigen Bahn geführt werden (Fig. 5 und 7).
Jede Behälterführungsplatte 50 weist eine Nut 64 Fig. 7) auf, die die Flansche 4 der Behälter C aufnimmt.
Die Führungsplatten 50 bilden eine allmählich von links nach rechts (Fig. 5) auf die Bahn der Träger 12 zu verlaufende abwärtsgeneigte Behälterführungsbahn 51.
Kurz nachdem die Behälter C von der Zufuhr 26 die Führungsplatten 50 erreichen, wird die Bewegung eines jeden Behälters C durch ein Paar federbelasteter, nachgiebiger, verstellbarer Anschläge 66 (Fig. 7 und 8) unterbrochen.
Auf Stützen 70 ist oberhalb der Führungsbahn 51 ein zweites Kettenförderband 72 angeordnet. Das linke Ende der Kette 72 läuft um ein Antriebszahnrad 74, während das rechte Ende um ein mittels verstellbarer Stützen 78 mit der Maschine verbundenes Leerlaufzahnrad 76, läuft. Das Antriebszahnrad 74 sitzt auf einer Welle 80 (Fig. 5) und wird über Getriebe 82, 84 von einer Welle 86, auf der das Kettenzahnrad 52 der Ausstosstation 46 befestigt ist, angetrieben. Die Kette 72 ist mit flachen, tafelähnlichen Gliedern versehen.
Aufjedem dritten Glied befindet sich ein Ansatz 90 aus Gummi, Nylon oder ähnlichem, nachgiebigem Material, der Behälter C in die Träger 12 einsetzt. Der lineare Abstand zwischen den Ansätzen 90 und dem zwischen benachbarten Trägern 12 auf der Kette 22 ist einander gleich. Die lineare Geschwindigkeit der Kette 72 ist ebenfalls gleich der linearen Geschwindigkeit der Kette 22. Sobald ein Behälter C von der Zufuhr 26 in die Führung 51 eintritt, wird seine Bewegung durch die Anschläge 66 verlangsamt, bis einer der Ansätze 90 mit dem Behälter C in Eingriff tritt; worauf der Behälter aus der Verbindung mit den Anschlägen 66 gelöst und entlang der geneigten Führung 51 (Fig. 5) geführt wird. Die Ansätze 90 sind derartig auf der Kette 72 angebracht, dass die Vorderkante eines jeden Ansatzes 90 direkt über der Vorderkante der inneren Öffnung des entsprechenden Trägers 12 zu liegen kommt.
Führt der Ansatz 90 den Behälter C entlang der geneigten Führung 51, so nähert sich der Behälter C allmählich dem Träger 12 und beginnt sich, sobald er sich dem tiefsten Ende der Führung 51 nähert, in den Träger 12 einzusetzen (siehe rechte Seite der Fig. 5).
Erreichen die Behälter C das Leerlaufkettenrad 76, so haben sie sich mit dem Flanschen 4 auf den Lippen 14 der Träger 12 ruhend in die Träger 12 eingesetzt. Sobald die Kette 72 um das Leerlaufkettenrad 76 herumläuft, werden die Ansätze 90 von den Trägern 12 abgezogen, so dass die Behälter C dann völlig von den Trägern 12 angetrieben werden.
Jeder Träger 12 mit einem leeren Behälter Wird, nachdem er aus der Verbindung mit den Ansätzen 90 gelöst worden ist, durch eine Vakuumreinigungs- und Druckstation 30 geführt, deren nachgiebiger Drücker 92 jeden Behälter C in einen engen Kontakt mit seinem Träger 12 zwingt. Neben dem Drücker 92 befindet sich eine mit einer Vakuumquelle verbundene Rohrleitung 94, deren Durchmesser ein wenig geringer ist, als der Aussendurchmesser der Flansche 4 eines Behälters C, so dass die untere Fläche 96 der mit der Flansch 4 in Eingriff tretenden Rohrleitung 94 verhindert, dass der Behälter C durch das etwaige Fremdkörper entfernende Vakuum aus dem Träger 12 herausgezogen wird.
Nachdem die Behälter C, einer für jeden Träger 12, eingesetzt und gereinigt worden sind, werden sie um das Leerlaufkettenrad 32 der Füllstation 36 zugeführt.
Das Kettenzahnrad 32 verändert die Laufrichtung der Kette, so dass sie sich für ungefähr 180; mit der Peripherie der sich drehenden Füllstation 36 in Eingriff befindet. Die Füllstation 36 stellt kein Teil der Erfindung dar.
Nach dem Füllen der Behälter C werden diese der Deckelaufsetzstation 40 (Fig. 13 bis 17) zugeführt, in der der flache Metalldeckel 6 mit der Flansch 4 des Behälters C durch Verschmelzen der Vinylüberzüge an den Kontaktflächen versiegelt wird. Die Kette 22 mit den Trägern 12 läuft um ein einen Teil der Deckelaufsetzvorrichtung darstellendes sich fortwährend drehendes Kettenzahnrad 100 grossen Durchmessers. Die Träger 12 nehmen Stellungen entlang der Zahnteilbahn des Kettenrades 100 ein (Fig. 15 und 17). Beim Umlauf der Behälter C um die Peripherie des Rades 100 erhält jeder Behälter C aus einem separaten Magazin 102 einen Deckel 6. Um die Peripherie des Kettenzahnrades 100 sind 36 Magazine angeordnet. Jedes Magazin 102 enthält einen annähernd tropfenförmigen Behälter (Fig. 16), der den kreisförmigen Deckel 6 mit der Abzugszunge 8 aufnimmt.
Die Magazine 102 bestehen aus zwei bei 104 mit einer Flansch versehenen und verschweissten Metallstücken. Jedes Magazin 102 passt in eine separate Aussparung 106 des Kettenzahnrades 100, in der es durch eine die Magazine 102 nach aufwärts in Arbeitsstellung zwingende Flügelklemme 108 gehalten wird. Die Flügelklemme 108 ist mit einer Stange 110, die von einer Feder 112 umgeben ist, versehen. Die Stange 110 führt durch einen Arm 114, der sich von einer mit der vertikalen Hauptwelle 118 der Deckelaufsetzstation 40 verkeilten Nabe 116 nach aussen erstreckt. Auf der Welle 118 sitzt ebenfalls das Kettenzahnrad 100. Eine Flügelklemme 108 hält zwei Magazine 102. Zum Auffüllen der Magazine 102 wird die Flügelklemme 108 um 900 gedreht, und die Magazine 102 werden nach unten aus der Aussparung 106 entfernt.
Ein Mitnehmer 120 mit mehreren abwärtsgerichtetenFührungsstücken 121 ist injedem derMaga- zine 102 angeordnet und wird durch eine Druckfeder 122 aufwärts gepresst. Oberhalb des Mitnehmers 120 wird ein Stapel Deckel 6 in das Magazin 102 eingesetzt. Der Stapel wird durch die Feder 122 nach oben gepresst, bis der oberste Deckel 6 mit nach innen überliegenden Kanten 124 der zwischen benachbarten Magazinen 102 an dem Kettenzahnrad 100 befestigten Platten 126 (Fig. 16) in Eingriff tritt. Abwärtsgerichtete Finger 128 der Platten 126 erfassen die Magazine 102 und richten sie in den Aussparungen 106 ein. Die Platten 126 verhindern das Heraustreten des Deckelstapels aus dem Magazin 102. Der oberste Deckel 6 wird durch eine nachfolgend beschriebene Vorrichtung mittels Vakuum entfernt.
Jedem Magazin 102 ist ein Deckelaufsetzkopf 130 beigeordnet, der unter Anwendung von Vakuum den obersten Deckel 6 aus dem Magazin 102 entfernt, den Deckel 6 aufwärts sowie radial auswärtsführt, bis er über dem gefüllten Behälter C gelagert ist. Jeder Kopf 130 ist in einem glockenförmigen, auf Abstand oberhalb des Kettenzahnrades 100 angebrachten Flansch
132 radial zu der Maschine beweglich befestigt. Naben
136 und 134 auf der Flansch 132 bzw. auf dem Kettenzahnrad 100 wie die Streben 138 trennen den Flansch
132 von dem Kettenzahnrad 100. Die Naben 134 und
136 auf der Hauptwelle 118 lassen alle beschriebenen Bauteile als eine Einheit umlaufen.
Die Köpfe 130 bewegen sich radial der Maschine von Stellungen über den Magazinen 102 (Fig. 15) zu Stellungen über den Trägern 12 (Fig. 17) in einem in einer Führung 141 in der Flansch 132 beweglichen
Schlitten 140. Eine Rolle 142 des Schlittens 140 läuft in einem Kurvenschlitz 144 (Fig. 13), der in einer von einem oberen, feststehenden, kreisförmigen Oberteil
148 der Maschine abwärtsführenden Wand ausgebildet ist.
Jeder Deckelaufsetzkopf 130 (Fig. 15, 17 und 3) be steht aus einer durchlöcherten Scheibe 150 aus Gummi oder ähnlichem Material, welche zu einer Saugfläche
153 führende Löcher 152 enthält. Die Scheibe 150 ist in einem Aufnehmer 154 eingepasst, der ein wenig mehr als die vertikale Dicke der Scheibe 150 verjüngt ist und somit eine Vakuumkammer 156 oberhalb der Scheibe
150 bildet, um einen gemeinsamen, alle Löcher 152 verbindenden Durchlass 152 zu bilden. Mit der Kam mer 156 ist eine Kupplung 158 verbunden, die an eine
Luftleitung 160 angeschlossen ist.
Der Kopf 130 ist mittels einer Gummiverbindung
162 federnd mit einem senkrecht in einer Hülse 166 (Fig. 15 und 17) zwischen von einer Schlitz- und Stift verbindung 168 bestimmten Begrenzungen gleitenden
Stössel 164 verbunden. Eine vorbelastete Feder 170 zwischen einem Stössel 172 und einem drehbar in der Hülse 166 eingepassten Stöpsel 174 hält den Stössel 164 relativ zur Hülse 166 in einer unteren Lage. Eine Rolle 176 im oberen gegabelten Ende des Stöpsels 174 ist mit einer in dem Oberteil 148 ausgebildeten Profilnockenlaufbahn 178 in Eingriff. Eine Feder 182 presst die Hülse 166 relativ zu einer einen Teil des Schlittens 140 bildenden Hülse 180 nach oben.
Die Feder 182 wird zwischen einem Deckel 184 und einer Schulter an der Basis der Hülse 180 zusammengepresst. Der Deckel 184 weist einen nach innen ragenden Flansch 185 auf, der gegen eine Unterlagscheibe 187 zwischen der Hülse 166 und dem Stöpsel 174 gehalten wird. Durch diese Anordnung wird die Rolle 176 gegen die Nockenlaufbahn 178 gezwungen. Die Nockenlaufbahn 178 ist mit dem Kurvenschlitz 144 konzentrisch, so dass die Rolle 176 sich niemals ausser Eingriff mit der Nockenlaufbahn 178 befindet, wenn sich der Träger 12 radial bewegt.
Mit einem senkrechten Schlitz 188 in dem Stössel 164 tritt ein radial und horizontal in dem Schlitten 140 gleitender Sperrstift 190 in Eingriff, um den Stössel 164 und demzufolge den druckausübenden Deckelaufsetzkopf 130 unter Umständen, die anschliessend beschrieben werden, in einer oberen Lage ausser Eingriff mit dem Träger 12 zu verriegeln. Der Sperrstift 190 ist mit inneren und äusseren ringförmigen Nuten 192 und 194 versehen, in die abwechselnd, wenn sich der Sperrstift 190 entweder in seiner äusseren oder inneren Stellung befindet, eine federbelastete Sperre 196 einrastet. Auf einen Kopf 198 des Sperrstiftes 190 wird durch anschliessend beschriebene Vorrichtungen ein Druck ausgeübt, um den Sperrstift 190 in Sperrstellung und aus dieser heraus zu bewegen.
Der in einem Kreis verlaufende Deckelaufsetzvorgang, in dem die druckausübenden Köpfe 130 die Deckel 6 mit den Flanschen 4 der gefüllten Behälter C versiegeln, wird unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 13 und 20, mit der 00-Stellung der Deckelaufsetzstation 40 in der Fig. 13 am unteren Ende und in dem Diagramm der Fig. 20 am unteren Ende dargestellt. In der Fig. 20 versinnbildlicht die Linie A die vertikale Bewegung des Deckelaufsetzkopfes 130, die ausgezogene Linie B das eingeschaltete Vakuum; die gestrichelte Linie B, das abgeschaltete Vakuum und die Linie C die horizontale Bewegung des Deckelaufsetzkopfes 130. In der 2650-Stellung ist jeder Kopf 130 in Tieflage (Linie A) mit der Saugfläche 153 der Lochscheibe 150 in Eingriff mit dem obersten Dekkel 6 in dem Magazin 102.
Das Vakuum wird bei 2700 (ausgezogene Linie B in Fig. 20) durch anschliessend beschriebene Vorrichtungen eingeschaltet, so dass der oberste Deckel 6 in dem Magazin 102 mittels Vakuum an der Saugfläche 153 haftet. Wenn sich das Magazin 102 und der Kopf 130 bis 3200 gedreht haben, setzt die vertikale Bewegung A des Kopfes 130 ein. Wie aus der Fig. 14 ersichtlich ist, ist die Nockenlaufbahn 178 mit einer Erhöhung 200 versehen, die das Anheben des Kopfes 130 durch die Feder 182 ermöglicht. Das Vakuum ist noch eingeschaltet und der Kopf 130 befindet sich noch in seiner Innenstellung.
Bei 3400 ist das Anheben des Kopfes 130 vollendet, worauf sich der Schlitten 140 durch den Kurvenschlitz 144 angetrieben in seiner Führung 141 nach aussen zu bewegen beginnt (Linie C in Fig. 20), bis sich der Deckelaufsetzkopf 130 über dem Behälter C in dem Träger 12 befindet (Fig. 15), d. h. bei 360 oder 00 der Drehbewegung. Bei ungefähr 130 verursacht eine Neigung 202 (Fig. 14) in der Nockenlaufbahn 178 die Abwärtsbewegung des Kopfes 130, durch welche der Deckel 6 gegen den Flansch 4 des Behälters C gepresst wird. Die abwärtsgerichtete Druckbewegung ist bei 250 der Kreisbewegung beendet. Diese Stellung wird als Versiegelungsstellung bezeichnet und ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Lage wird der Deckel 6 hermetisch mit der Flansch 4 versiegelt, indem die Vinylüberzüge miteinander verschmelzen.
Die das Verschmelzen bewirkende Wärme wird dem Flansch 4 des Behälters C vom Träger 12 selbst zugeleitet. Wie bereits erwähnt, besitzt der Träger 12 eine wesentlich grössere Masse als der Behälter C, jedoch tritt er mit dem Behälter C nur an der Unterseite des Flansches 4 (Fig. 3) in Eingriff, wobei die verjüngten Teile 18 und die Tiefe des Innenraumes 16 eine Berührung der Wände und des Bodens des Behältergehäuses 2 verhüten. Demzufolge wird die Wärme, die den Trägern 12 übermittelt wurde, bevor sie ihre Behälter C erhielten, nur von der Lippe 14 dem Flansch 4 übermittelt. Die Versiegelungsstellung wird zwischen 250 und 950 der Kreisbewegung der Station 40 (siehe Linie A in Fig. 20) fortgesetzt.
Sobald der Behälter C die 950-Stellung erreicht, gestattet eine weitere, nicht gezeigte Erhöhung in der Nockenlaufbahn 178 das Anheben des Kopfes 130.
Das Vakuum ist, wie aus der ausgezogenen Linie B in Fig. 20 zu ersehen ist, immer noch eingeschaltet. Demzufolge wird der versiegelte an der Saugfläche 153 der Lochscheibe 150 haftende Behälter C aus dem Träger 12 gehoben (Fig. 2 und Fig. 20 erhöhter Teil der Linie A). Das Entfernen des Behälters C aus dem Träger 12 ist bei 100 abgeschlossen. Die Förderkette 22 wird aus ihrer Verbindung mit dem Kettenzahnrad 100 gelöst und führt ihre leeren Träger 12 von der Deckelaufsetzstation 40 (Fig. 13) fort. Die gefüllten, mit Deckel versehenen und versiegelten Behälter C werden jedoch weiter um die Peripherie der Maschine bis zur 1600 Stellung geführt, an der das Vakuum sofort abgeschaltet wird (ausgezogene Linie B vereinigt sich mit gestrichelter Linie B in Fig. 20), so dass der fertige Behälter C vom Kopf 130 abfällt.
Unterhalb der Bahn der Deckelaufsetzköpfe 130 befindet sich eine Rutsche 204 (Fig. 2), entlang der die dann verschlossenen Behälter C in Kühl- und Verpackungsvorrichtungen gleiten, welche keinen Teil der Erfindung darstellen.
Der Kopf 130 verbleibt in seiner angehobenen und äusseren Stellung bis er die 2150-Stellung erreicht, worauf sich unter Wirkung des Kurvenschlitzes 144 der Schlitten 140 nach innen bewegt (Linie C Fig. 20). Bei 3250 befindet sich der Kopf 130 wieder in seiner Innenstellung über dem Magazin 102, worauf eine nicht gezeigte Neigung, in der senkrechten Nockenlaufbahn 178 den Kopf abwärts über das Magazin 102 bewegt, um mit dem nächsten Deckel 6 in Eingriff zu treten. Bei 2650 befindet sich der Kopf 130 mit dem nächsten Deckel 6 im Magazin 102 in Eingriff und das Vakuum wird bei 2700 (ausgezogene Linie B in Fig. 20) wieder eingeschaltet. Der Deckelaufsetzkopf 130, der jetzt den nächsten Deckel 6 angesaugt hat, wiederholt jetzt das Arbeitsspiel mit einem Behälter C in einem anderen Träger 12.
Da 36 Deckelaufsetzköpfe 130 vorhanden sind und die Maschine ununterbrochen im Betrieb ist, so wurden zwischen den Arbeitsspielen eines jeden einzelnen Kopfes 130, 35 zusätzliche Behälter C gefüllt und verschlossen.
Das Vakuum, welches an jedem der Köpfe benutzt wird, um Deckel 6 aufzunehmen, wird von einem separaten Ventil 206 (Fig. 15, 17, 18 und 19) gesteuert. Alle Ventile 206 weisen ein gemeinsames, ringförmiges Ventilgehäuse 208 auf, das durch Klemmen 210 mit dem Flansch 132 verbunden ist. Eine ringförmige Nute 212 in dem Gehäuse 208 ist von einer Platte 214 bedeckt, so dass die Nute 212 als eine Kammer dient, welche alle Ventile 206 mit einer gemeinsamen Vakuumquelle verbindet. Vier in der Platte 124 verschraubte Verbindungsstücke 216 verbinden die ringförmige Nute 212 über die Rohre 220, die von Verbindungsstücken 222 in der Hauptwelle 118 ausgehen, mit einer Vakuumpumpe 218 (Fig. 14). Eine Bohrung 224 in der Welle 118 ist über die Rohrleitung 226 (Fig. 14) mit der Vakuumpumpe 218 verbunden.
Durch diese Anordnung besteht in der ringförmigen Nut 212 jederzeit ein Vakuum oder zumindest ein Druck, der geringer als der atmosphärische Druck ist.
Jedes der Ventile 206 (Fig. 18 und 19) besitzt das zuvorerwähnte gemeinsame Ventilgehäuse 208 und eine radiale Bohrung 232, in der ein Kolben 234 gleitet.
Mit dem Kolben 234 ist ein Stössel 236 mit einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Kopfteil 238 verbunden.
Eine in dem geschlossenen Ende der Bohrung 232 gelagerte Feder 240 drückt gegen den Kolben 234, um diesen nach rechts (Fig. 18) zu schieben. Die Bohrung 232 bildet einen Teil eines von der Vakuumpumpe 218 zu dem Deckelaufsetzkopf 130 führenden Durchlasses.
Entsprechend der Stellung des Kolbens 234 ist der Durchlass entweder gesperrt, oder der Deckelaufsetzkopf 130 ist in offener Verbindung mit der Vakuumpumpe 218. Eine ringförmige Kammer 242 in dem Ventilgehäuse 208 umgibt die Bohrung 232 und steht über radiale Durchlässe 244 mit der Bohrung 232 und über Durchlässe 246 und 248 mit der Kammer 212 in Verbindung, wobei die Abmessung der letzteren durch ein einstellbares Nadelventil 250 gesteuert wird. Wie bereits erwähnt, besteht in der ringförmigen Kammer 212 und daher in der ringförmigen Kammer 242 jederzeit ein Vakuum oder zumindest ein Druck geringer als der der Atmosphäre.
Der biegsame Luftschlauch 160, der zu dem Deckelaufsetzkopf 130 führt, ist durch eine Verbindung 252 an dem Ventilkörper 208 angeschlossen und steht über einen Durchlass 244, eine ringförmige Nute 256 und radiale Durchlässe 258 mit der Bohrung 232 in Verbindung. Grössere radiale Durchlässe 260 führen von der Aussenseite des Ventils 206 zum vorderen Ende der Bohrung 232. Ein verengter Teil oder Ringraum 262 umgibt die Mitte des Kolbens 234 und steht jederzeit mit der ringförmigen, zum Luftschlauch 160 führenden Nute 256 in Verbindung. Dieser Ringraum 262 steht ebenfalls entweder mit der Vakuumkammer 212 oder über die Durchlässe 260 mit der Atmosphäre in Verbindung, wobei es davon abhängt, ob sich der Kolben 234 in der in Fig. 19 oder in der in Fig. 18 gezeigten Stellung befindet.
Wie bereits erwähnt, bestimmt die Stellung des Kolbens 234, ob sich der Deckelaufsetzkopf 130 unter einem Vakuum oder atmosphärischen Druck befindet.
Eine mittige Gegenbohrung 264 in dem Kolben 234 befindet sich jederzeit mit dem Ende der Bohrung 232 in Verbindung, in dem sich die Feder 240befindet.
Ebenfalls ist die Gegenbohrung jederzeit mit dem Ringraum 262 des Kolbens 234 in Verbindung, mit dem letzteren über die radialen Durchlässe 266. Das abgeschlossene Ende der Bohrung 232 mit der Feder 240 ist, da der Ringraum 262 immer mit dem Kopf 130 in Verbindung steht, immer unter demselben Druck wie der Deckelaufsetzkopf 130. Die Feder 240 übt immer einen Druck auf den Kolben 234 aus, um ihn in die in Fig. 18 dargestellte Stellung zu bewegen, wodurch sich der Luftschlauch 160 und daher der Deckelaufsetzkopf 130 unter atmosphärischem Druck befindet.
In dieser Stellung (Fig. 18) besteht ein Vakuum nur in den Kammern und Durchlässen 212, 248, 246, 242 und 244. Ein Vakuum entsteht jedoch am Deckelaufsetzkopf 130, wenn der konische Kopf 238 des Stössels 236 durch eine in der 2700-Stellung des Maschinengestells (Fig. 20) feststehende Steuerfläche 270 (Fig. 13) nach innen und der Kolben 234 somit nach links verschoben wi
Ein sich abwärts erstreckender, feststehender Arm 286 ist mit dem unteren Ende des Vorsprungs 284 verbunden. Befindet sich der Stössel 236 in seiner Aussen- oder Vakuumsperrstellung (Fig. 18), so berührt sein Kopf 238 rechts am Arm 286 vorbei den Auslösefinger 280, der ein Drehen der Welle 282 bewirkt. Der durch den Auslösefinger 280 erzeugte Widerstand würde normalerweise den Stössel 236 zurück nach innen zwingen, jedoch verhindert der mit der Innenfläche des Kopfes 238 in Eingriff tretende Arm 286 eine derartige Rückbewegung. Ein Hebelarm 288, dessen Stellung durch eine einstellbare Halteschraube 289 (Fig. 13) eingerichtet wird, ist verstellbar mit dem oberen Ende der Welle 282 verbunden. Der Hebelarm 288 und demzufolge der Auslösefinger 280, werden durch eine Sperrfeder 290 im Gegenzeigersinn verschwenkt und mit der Halteschraube 289 in Eingriff gebracht (Fig. 13).
Das entgegengesetzte Ende des Hebelarmes 288 tritt mit einem Stössel 292 eines Mikroschalters 294 in Eingriff, der mit einem Solenoid 296 in Reihe geschaltet ist. Ein Stössel 298 des Solenoids 296 ist über eine einstellbare Verbindungsstange 302 mit einem Kniehebel 300 verbunden.
Ein zweiter, bei 306 an einem Teil 308 des Maschinengestells angelenkter Kniehebel 304 ist über eine Verbindungsstange 310 mit dem Kniehebel 300 verbunden.
Der obere Arm 312 des Kniehebels 304 ist kurvenartig ausgebildet und endet in einer der Bewegungsbahn des Kopfes 198 des Sperrstiftes 190 in dem Schlitten 140 gegenüberliegenden Stellung (Fig. 15).
Wenn der Stössel 236 des Steuerventils 206 in seiner Aussen- oder Vakuumabsperrstellung (Fig. 18) ist, so wird der Auslösefinger 280 verschwenkt, wodurch der Mikroschalter 294 betätigt wird, der den Stromkreis zum Solenoid 296 schliesst, welches, wie in Fig. 15 ersichtlich ist, über den Kniehebel 300 den Kniehebel 304 im Gegenzeigersinn verschwenkt und dadurch den Sperrstift 190 in den Schlitz 188 im Stössel 164 des Deckelaufsetzkopfes 130 treibt. Dadurch wird der Stössel 164 in einer Hochlage verriegelt, so dass der Kopf 130 nicht mit dem Behälter C in dem Träger 12 in Eingriff treten kann, oder, falls sich kein Behälter C im Träger 12 befindet, nicht mit der ringförmigen Lippe 14 des Trägers 12 in Eingriff treten kann.
Damit der Deckelaufsetzkopf 130 im nächsten Arbeitsspiel in normaler Weise betrieben werden kann, muss der Sperrstift 190 aus dem Schlitz 188 herausgezogen werden. Eine Nocke 314 (Fig. 13), die mit der Innenfläche des Kopfes 198 des Sperrstiftes 190 in Eingriff tritt, zieht diesen nach aussen. Die Nocke 314 ist so angeordnet, dass der Sperrstift 190 nur dann herausgezogen wird, wenn sich der Kopf 130 in Hochlage befindet, das ist zwischen der 1150 und 2350-Stellung.
Befindet sich kein Behälter C im Träger 12, wenn sich der einen Deckel 6 mit sich führende Deckelaufsetzkopf 130 abwärtsbewegt, so würde dieser den Dekkel 6 mit der erhitzen Lippe 14 des Trägers 12 versiegeln, was offensichtlich verhindert werden muss, da sonst der Träger 12 keine weiteren Behälter aufnehmen könnte. Eine anschliessend beschriebene Anzeigevorrichtung verhindert derartige Vorkommnisse.
Vor der Deckelaufsetzstation 40 ist ein Behälteranzeigegerät, bestehend aus einer Lampe 320 und einer photoelektrischen Zelle 322 angeordnet (Fig. 13 und 21). Die Lampe 320 auf einer Stütze 321 befindet sich ein wenig zu einer Seite und unterhalb des Trägers 12, wenn dieser mittels der Kette 22 der Deckelaufsetzstation 40 zugeführt wird. Die photoelektrische Zelle 322 auf einer Stütze 323 befindet sich oberhalb und auf der anderen Seite des Trägers 12, so dass, falls sich kein Behälter C in dem Träger 12 befindet, das Licht durch die Öffnung 20 in der Seitenwand des Trägers 12 und durch den offenen Oberteil des Trägers fällt, um die Photozelle 322 zu betätigen. Mit der Lichtquelle 320 und der Zelle 322 wirkt eine Blende 324 zusammen, die in einer Ebene ein wenig oberhalb des Trägeroberteiles drehbar angebracht ist.
Die mit Lamellen 326 versehene Blende 324 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der der Kette 22 gleicht, in Umlauf versetzt, wobei jede Lamelle 326 zwischen benachbarten Trägern 12 vorbeiläuft, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle 320 zur Zelle 322 zu unterbrechen. Hierdurch wird erreicht, dass die Zelle 322 nicht durch den Zwischenraum zwischen den Trägern betätigt wird, wie es der Fall sein würde, wenn keine Blende 324 vorhanden sein würde, sondern sie wird nur dann betätigt, wenn ein Behälter C im Träger 12 fehlt. Die Blende 324 ist mit einer Welle 327 verbunden, auf der ebenfalls ein Kettenzahnrad 328 gleichen Durchmessers angebracht ist, welches mit der Kette 22 in Eingriff tritt, um die Blende 324 anzutreiben.
Die Photozelle 322 betätigt ein Solenoid 329 (Fig. 13 und 17), das einstellbar mit einem am Oberteil 148 der Maschine drehbar gelagerten Kniehebel 330 verbunden ist, dessen Arm 331 in den Bereich des Vakuumsteuerventils 206 reicht. Ein Auslösehebel 332 ist drehbar am unteren Ende des Kniehebels 330 gelagert, wobei eine Feder 334 den Auslösehebel 332 mit einem einstellbaren Anschlag 336 in Eingriff bringt. Ein Finger 338 am Auslösehebel 332 befindet sich ein wenig einwärts der Bewegungsbahn der Köpfe 238 der Stössel 236 der Vakuumkontrollventile 206. Sobald die Photozelle 322 einen leeren Träger 12 anzeigt, wird das Solenoid 329 betätigt, welches den Kniehebel 330 im Gegenzeigersinn (Fig. 17) verschwenkt, worauf der Finger 338 hinter den Kopf 238 des Ventils 206 greifend den Kopf 238 nach aussen zieht und somit das Vakuum abschaltet.
Da das Vakuum mittels des Kniehebels 330 in der 3100-Stellung (Fig. 13 und 20) abgeschaltet ist, wird der Deckel, der hätte entnommen werden sollen, nicht aus dem Magazin herausgehoben, sondern der Deckelaufsetzkopf 130 bewegt sich ohne Deckel 6 nach oben.
Sobald der Auslösefinger 280 in der 3600-Stellung erreicht wird, verschwenkt der Kopf 238 des dann hervorstehenden Ventilstössels 236 denselben, so dass der Sperrstift 190 in der bereits erläuterten Weise in den Schlitz 188 eingreift und den Kopf in Hochlage und ausser Eingriff verriegelt. Hierdurch wird verhindert, dass sich der Kopf 130 abwärts auf den leeren, jedoch erhitzten Träger 12 zu bewegt, was eine Beschädigung des Kopfes zur Folge haben könnte.
Als Sicherheitsmassnahme wird das Vakuum abgeschaltet und der Deckelaufsetzkopf 130 führt keine Abwärtsbewegung aus, wenn sich kein Behälter C im Träger 12 befindet. Weiterhin wird, sollte sich kein Deckel 6 im Magazin 102 befinden, das Vakuum abgeschaltet und der Kopf 130 wird ebenfalls daran gehindert, sich abwärts auf die gefüllten und erhitzten Behälter C zu zubewegen. Ebenfalls wird das Vakuum abgeschaltet und eine Abwärtsbewegung des Kopfes
130 auf den Behälter C zu verhindert, falls der Kopf 130, obgleich das Magazin 102 voll ist, keinen Deckel 6 entnehmen sollte. Obgleich jede dieser Sicherheitsvorrichtungen aus irgendeinem der angeführten Gründe während eines Arbeitsspieles in Tätigkeit tritt, wird, bevor das nächste Arbeitsspiel beginnt, der Kopf 130 entriegelt und in seine Arbeitsstellung zurückversetzt und das Vakuumsystem in den normalen Zustand versetzt.
Das Abschalten des Vakuums an einem Kopf 130 oder das Verriegeln eines Kopfes 130 in Hochlage beeinträchtigt die Betriebsweise der verbleibenden 35 Köpfe oder Vakuumsteuerventile 206 in keiner Weise.
Demzufolge verursacht das Versagen entweder eines Trägers 12, eines Magazines 102 oder eines Kopfes 130 keinen Ausfall der gesamten Maschine oder der anderen Köpfe 130.
Nachdem die Träger 12 die Deckelaufsetzstation 30 verlassen haben, und nachdem die gefüllten und versiegelten Behälter C aus den Trägern 12 herausgehoben und in eine Rutsche 204 fallen gelassen worden sind, laufen die Träger 12 durch eine aus einem länglichen, metallenen Gehäuse 340 auf einen Gestellteil 342 bestehende Heizstation 44. Das Gehäuse 340 hat ein hitzereflektierendes Inneres sowie sich längs des Gehäuses oberhalb der Träger 12 erstreckende Heizelemente 344. Die Heizelemente 344 erhitzen die Träger 12, während diese durch das Innere des Gehäuses 340 geführt werden. Die Träger 12 besitzen genügend Masse, so dass sie, nachdem sie einmal erhitzt worden sind, verhältnismässig lange heiss bleiben, da nur eine geringe Menge ihrer Gesamthitze den Behälterflanschen 4 vermittelt wird.
Die folgenden Durchläufe durch das Gehäuse 340 sind daher nur von kurzer Dauer und verlangsamen nicht den Betrieb der Maschine.
Nach dem Durchlaufen der Heizstation 44 sind die Träger 12 wieder zur Aufnahme von Behältern C in der Ladestation 28 bereit. Zuvor wird jedoch jeder Träger 12 in einer Ausstosstation 46 automatisch abgefühlt, um die Anwesenheit von Behältern C, die nicht durch den Deckelaufsetzkopf 130 aus dem Träger 12 gehoben worden waren, festzustellen. Während des Umlaufens um das Kettenzahnrad 52 wird jeder Träger 12 von unten durch Auswurffinger mechanisch geprüft (Fig. 5, 6 und 10 bis 12). Jeder Träger 12 ist an seinem Boden mit Öffnungen 350 versehen, die an jeder Seite des Steges 24 angeordnet sind. Die Öffnungen 350 nehmen ein Paar Finger 352 auf, welche in der in Fig. 11 gezeigten Weise die Anwesenheit eines Behälters C prüfen und den Behälter C aus dem Träger entfernen. Die Finger 352 werden von den gegabelten Enden einer Platte 354 gebildet.
Jede Platte 354 ist am oberen Ende einer senkrechten Stange 356 angebracht, die in einer Nabe 358 in dem Kettenzahnrad 52 gleitet. Das innere Ende der Platte 354 besitzt Schlitze 360, die mit einem senkrechten Stift 362 die Finger 352 mit den Öffnungen 350 in den Trägern 12 ausrichten, wenn die Finger 352 betätigt werden, um in die Träger einzutreten. Die Platten 354 und demzufolge die Finger 352 werden durch einen feststehenden, geschlitzten, unterhalb des Kettenzahnrades 52 befestigten Nocken 364 und eine mit dem Nocken 364 in Eingriff tretende Rolle 366 am unteren Ende einer jeden Stange 356 angehoben.
Während die Träger 12 um das Kettenzahnrad 52 herumlaufen, treten in der 1950-Stellung (Fig. 12) die Rollen 366 mit dem Nocken 364 in Eingriff, worauf die Finger 352 aufwärts durch Träger 12 bewegt werden (Fig. 11) und so verbliebene Behälter C aus den Trägern herausheben.
Oberhalb der Träger 12, jedoch in der Bahn eines angehobenen Behälters C ist ein Ablenker 368 angebracht, der die Behälter C in eine Rutsche 370 ablenkt, die zu einer Sammelstelle führt. Nach der Rutsche 370 neigt sich die Nockenlaufbahn 364 abwärts und bewirkt dadurch das Niedergehen der Finger 352 durch die Öff- nungen 350 in den Trägern 12 zu ihrer Normalstellung bei 3200. An dieser 3200-Stelle sind alle Träger 12 ohne Behälter C und laufen, wie in Fig. 6 ersichtlich ist, wieder zur Ladestation 28, um ein neues Arbeitsspiel zu beginnen.