Einrichtung zum rollenden Fortbewegen von mindestens angenähert drehrunden Körpern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum rollenden Fortbewegen von mindestens angenähert drehrunden Körpern, mit einem entlang der Bewegungsbahn für die Körper angeordneten und in deren Richtung bewegten Antriebs organ und hierzu im wesentlichen gleichlaufend angeordneten Gegendruckmitteln, wobei die Körper zwischen dem Antriebsorgan und den Gegendruckmitteln abrollen.
Ausser beim Transport auf einem Förderband oder einer Rollenbahn wird diese Fortbewegungsart in Produktions- oder Prüfanlagen für Gegenstände aller Art, insbesondere auch für Behälter, zuweilen angewendet. Dabei ist es oft erforderlich, die Körper jeweils an bestimmten Stellen längs ihres Weges zur Durchführung von Fertigungs- oder Prüfoperationen anzuhalten. Je nach der betreffenden Arbeitsoperation sollen die Körper während ihres Aufenthaltes in der Station gegebenenfalls eine Eigendrehung ausführen.
Bekannte Anordnungen zur Lösung dieser Aufgabe beruhen grundsätzlich auf einem bei der Station angebrachten Steuermechanismus, welcher periodisch in Abhängigkeit vom Durchlauf der Körper bewegt wird, um die Körper einzeln aufzuhalten und nach beendigter Arbeitsoperation wieder freizugeben. Versucht man im Interesse einer guten Ausnützung der Anlage der Durchlaufgeschwindigkeit der Körper zu steigern, so stösst man mit derartigen Anordnungen jedoch bald auf Schwierigkeiten. Abgesehen vom Aufwand für die oszillierenden Bewegungen des Steuermechanismus ist vor allem das brüske Anhalten der Körper störend, so insbesondere im Fall von Glasgefässen; wegen der dabei auftretenden Schlagbe- anspruchung und der resultierenden Abnützung der Maschinenteile muss die Durchlaufgeschwindigkeit notgedrungen beschränkt bleiben.
Soll den Körpern in der Station eine Eigendrehung erteilt werden, so ergeben sich zusätzliche Komplikationen, wie Einspannen der Körper, Beschleunigen und Verzögern der Rotation usw. Zwar ist es möglich, für die Rotation an Ort das Antriebsorgan für die Rollbewegung zu verwenden, doch ist in diesem Fall die Drehgeschwindigkeit begrenzt, und die Verweilzeit der Körper in der Station, während welcher sie die von der Arbeitsoperation geforderte Rotation ausführen (z. B. eine volle Umdrehung), lässt sich nicht abkürzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Schwierigkeiten z. B. beim taktmässigen Fortbewegen der Körper zu überwinden und mit einfachen Mitteln eine Bewegungseinrichtung zu schaffen, bei der jede brüske, schlagartige Anderung im Bewegungsablauf der Körper vermieden wird, was insbesondere eine beträchtliche Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit erlaubt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckmittel längs der Bewegungsbahn mindestens zwei ruhende Abschnitte und zwischen diesen mindestens ein angetriebenes Gegendruckorgan aufweisen, welches eine zur Bewegung des Antriebsorgans. gegenläufige Bewegung ausführt, um den Körpern bei ihrem Durchlauf vorübergehend eine beschleunigte Rotationsbewegung bei gleichzeitiger Verlangsamung der Translationsbewegung zu erteilen.
Nachstehend werden in Verbindung mit der Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist die Draufsicht auf eine Bewegungseinrichtung.
Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, und
Fig. 3 zeigt schematisoh ein weiteres Ausfüh- rungsbeispiel im Grundriss.
Die Einrichtung nach Fig. 1 und 2 dient vorzugsweise zum Fortbewegen von zylindrischen Glasgefässen, um diese im Produktionsablauf an verschiedenen Prüfstationen vorbeizuführen, wo sie auf etwaige Mängel, wie Risse, Dimensionsabweichungen, Fremdkörper usw. untersucht werden. Die Einrichtung ist seitlich neben einem Förderband 10 angeordnet, auf welchem die Behälter 5 herangeführt werden und auf das sie nach Durchlaufen der Prüfstationen wieder abgegeben werden. Die auf dem Förderband 10 von links in Fig. 1 herangeführten Behälter 5 laufen auf einer Kante 13 einer Platte 12 auf. Sie werden dort von Armen 32 eines Sternrades 30 erfasst, dessen Drehgeschwindigkeit auf die Fördergeschwindigkeit des Bandes 10 abgestimmt ist.
Die Arme 32 führen sodann die Behälter 5 an Führungsschienen 14 und 20 entlang, die einander überlappen und die Behälter vom Förderband 10 weg auf eine Gleitplatte 26 lenken. Dem Sternrad 30 kommt die Aufgabe zu, die in mehr oder weniger unregelmässiger Folge eintreffenden Behälter 5 in einem bestimmten Takt in die Bewegungseinrichtung einzuführen; einzelne Plätze zwischen den Armen 32 können dabei natürlich je nach Ablieferung der Behälter unbesetzt bleiben. Die auf gleicher Höhe wie das Transportband 10 befindliche Gleitplatte 26 führt im Bogen vom Band 10 weg und weiter rechts in Fig. 1 wieder zum Transportband hin. An dieser Stelle ist ein zweites Sternrad 30' vorgesehen, welches die Behälter 5 wieder übernimmt und auf das Band 10 zurückleitet. Diesem Sternrad.
30' sind wiederum gebogene Führungsschienen 20 und 14 zugeordnet.
Die Bahn, welche die Körper 5 in der Einrichtung über der Gleitplatte 26 durchlaufen, ist in Fig. 1 strichpunktiert eingetragen und mit 7 bezeichnet. An bestimmten Stellen längs dieser Bahn sind die verschiedenen Prüfeinrichtungen - im vorliegenden Fall deren vier (nicht dargestellt) - angeordnet, in deren Bereich die Behälter während einer bestimmten Zeit verweilen sollen, bis die betreffende Prüfoperation beendet ist. Für die verschiedenen Prüfungen ist es dabei erforderlich, dass die Behälter in der jeweiligen Prüfstation mindestens eine volle Umdrehung um ihre Achse ausführen.
Auf ihrer kreisbogenförmigen Bahn 7 vom Sternrad 30 zum Sternrad 30' werden die Behälter 5 in einer Rollbewegung an den Priifstationen vorbeigeführt. Als Antriebs organ für die Rollbewegung entlang der translatorischen Bewegungsbahn 7 dient ein zentrales Reibrad 40, welches vorzugsweise aus zwei gleichgrossen, übereinander auf einer Achse 42 sitzenden Scheiben besteht. Um die Behälter dabei ständig in Berührung mit dem Rand des Antriebsrades 40 zu halten, sind Gegendruckmittel vorgesehen, die in einem dem Durchmesser der Behälter angepassten Abstand rings um das Rad 40 angeordnet sind. Diese Gegendruckmittel sind einerseits durch Kufenpaare 70, 71 und anderseits durch Reibräder 50 gebildet; die letzteren befinden sich längs der Bewegungsbahn 7 im Bereich der Prüfstationen und jeweils zwischen zwei Kufenpaaren 70, 71.
Die Reibräder 50 bestehen vorzugsweise ähnlich wie das Antriebsrad 40 je aus zwei gleichgrossen, übereinander auf einer gemeinsamen Achse 52 sitzenden Scheiben. Sie ragen mit ihrem dem Antriebsrad 40 zugekehrten Rand leicht über die Kufen 70, 71 vor und sind im angegebenen Drehsinn angetrieben, so dass der genannte Rand eine zum Antriebsrad 40 gegenläufige Bewegung ausführt.
Die Rollbewegung der Behälter 5 vom Sternrad 30 zum Sternrad 30' ist grundsätzlich aus einer Translationsbewegung-Verschiebung der Körperachse längs der Bahn 7 - und einer Rotation um die Behälterachse zusammengesetzt. Im Bereich der ruhenden Kufen ist diese Rollbewegung allein durch die Umfangsgeschwindigkeit des Rades 40 bestimmt. Sobald die Behälter 5 jedoch auf einem Reibrad 50 auflaufen, so verändert sich das Verhältnis zwischen diesen beiden Bewegungskomponenten: Infolge der gegenläufigen Bewegung des Reibrades wird die Rotationsbewegung der Behälter beschleunigt, während sich gleichzeitig die Translationsbewegung verlangsamt.
Durch Wahl der Umfangsgeschwindigkeit des Reibrades 50 in bezug auf diejenige des Antriebsrades 40 lassen sich die Verhältnisse innerhalb weiter Grenzen bestimmen und den Erfordernissen der jeweiligen Arbeitsoperation in der betreffenden Station anpassen. Vorzugsweise liegt die Umfangsgeschwindigkeit des Reibrades 50 nur wenig unter derjenigen des Rades 40, so dass die Behälter 5 bei nur geringfügiger translatorischer Verschiebung eine beschleunigte Eigendrehung ausführen. Die Länge des über die Kufen vorstehenden Bogenabschnittes des Reibrades 50 wird so bemessen, dass der Behälter 5 während des langsamen Vorbeiwanderns die erforderliche Anzahl Umdrehungen ausfährt, bis er auf das anschliessende Kufenpaar aufläuft.
In der Praxis ist für die meisten Arbeitsoperationen nur eine einzige volle Umdrehung erforderlich, während welcher die geringfügige translatorische Verschiebung nicht ins Gewicht fällt. Anderseits ist es natürlich möglich, jeweils nach Auflaufen eines Behälters 5 die Umfangsgeschwindigkeit des Reibrades 50 vorübergehend bis auf diejenige des Antriebsrades 40 zu erhöhen, so dass der Behälter während dieser Zeit an Ort, d. h. ohne jede translatorische Verschiebung rotiert. Die vom Sternrad 30 bestimmte Taktfolge ist selbstverständlich auf die Verweilzeit der Behälter in den Stationen und die Verschiebungsdauer von Station zu Station abzustimmen. Es ist zweckmässig, die Gegendruckmittel in bezug auf das Antriebsrad federnd nachgiebig zu lagern.
Die Achsen 52 der Reibräder 50 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck auf je einem Schwenkhebelpaar 64 gelagert, wobei die Schwenkhebel von je zwei aufeinanderfolgenden Reibrädern auf einer gemeinsamen, feststehenden Achse 60 sitzen. Die Schwenkhebel werden mittels Zugfedern 68, welche bei 69 verankert sind, in Berührung mit einstellbaren Anschlägen 66 gehalten, welche die Ruhelage der Reibräder 50 in bezug auf das Antriebsrad 40 bzw. auf die Kufen 70, 71 bestim men. Der Antrieb der Reibräder 50 erfolgt zweckmässigerweise von der Achse 60 aus, wie mit den Rädern 62 und 58 schematisch angedeutet ist. Der Antrieb des Rades 62 kann dabei je nach den Erfordernissen vom Antrieb des zentralen Rades 40 (Rad 48) abgeleitet sein, oder es können für die Reibräder unabhängige und gegebenenfalls variable Antriebsmittel vorgesehen sein.
Die Kufen 70 und 71 sitzen auf je einem Träger 72 bzw. 74. Die beiden Träger sind gemeinsam an einem Schwenkarm 76 befestigt, welcher auf einer Schwenkachse 77 gelagert ist. Eine am Arm 76 angreifende Zugfeder 78 hält den Arm in Berührung mit einem einstellbaren Anschlag 79, welcher die Ruhelage der Kufen 70 und 71 bestimmt. Die Kufe 70 ist auf dem Träger 72 radial verschiebbar befestigt und dadurch gegenüber der Kufe 71 einstellbar. Um ein kontinuierliches Abrollen der Behälter sicherzustellen, ist eine gewisse Überlappung zwischen benachbarten Kufenpaaren in der Abrollrichtung von Vorteil.
(Einige Einzelheiten an den Kufen sind in der Fig. 1 der besseren Übersicht halber nur im Bereich der Schnittebene eingezeichnet.)
Die beschriebene nachgiebige Lagerung der Gegendruckmittel bietet Gewähr für den einwandfreien Durchlauf von Behältern, welche gewisse Toleranzabweichungen im Durchmesser oder - beabsichtigte oder unbeabsichtigte - Unebenheiten an der Aussenfläche aufweisen. Es lassen sich aber auch Gegenstände durch die Einrichtung hindurchführen, welche von vornherein keinen kreisförmigen, sondern z. B. elliptischen Querschnitt aufweisen.
Die Umstellung der Einrichtung auf andere Solldurchmesser der durchlaufenden Gegenstände erfolgt im Bereich des Antriebsrades 40 durch Veränderung der Anschläge 66 bzw. 79 oder bei grösseren Durch messer-Sinderungen durch Auswechseln des Antriebsrades 40 gegen ein solches mit anderem Durchmesser.
Im Bereich des Ein- und Auslaufs der Behälter erfolgt diese Anpassung durch Verschieben der Führungsschienen 14 und 20 bzw. deren Montageplatten 12 und 22 gegenüber der Drehachse des Sternrades 30 bzw. 30'. Die Führungsschienen 14 sind bei 15 auf der Montageplatte 12 angelenkt und können mittels eines Stellhebels 18, der mit einer Lasche 16 mit der Schiene 14 verbunden ist, auf die Lage der Schiene 20 eingestellt werden. Die Schienen 14 lassen sich aber im Fall einer vorübergehenden Ausserbetriebsetzung der Bewegungseinrichtung auch ganz zurückschwenken, so dass die Behälter 5 auf dem Förderband 10 an der Einrichtung vorbeigeführt werden.
Anstelle des Sternrades 30' am Auslauf und des Sternrades 30 am Einlauf der Körper 5 könnte natürlich auch je ein Reibrad oder dergleichen vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn die Körper bereits in geeigneten, gleichmässigen Abständen auf dem Förderband herangeführt werden.
Wie die Fig. 2 erkennen lässt, ist auch eine Höhenverstellung des Antriebsrades 40 und der Gegendruckmittel vorgesehen. Die Achse 42 des Antriebsrades 40 ist zu diesem Zweck in einer Hohlwelle 44 geführt und mit dieser beispielsweise mittels einer im Bund 46 sitzenden Stellschraube drehverbunden, was eine Einstellung der Höhenlage der Achse 42 gemeinsam mit den beiden Scheiben des Rades 40 gestattet. Die untere der beiden Scheiben ist sodann mittels einer Stellschraube auf der Achse 42 gesichert und dadurch einzeln in ihrer Höhenlage bzw. im Abstand zur oberen Scheibe einstellbar. In analoger Weise ist auch die Höheneinstellung der beiden Scheiben der Treibräder 50 möglich. Die Höhenverstellung der Kufen 70 und 71 erfolgt durch Verschieben ihrer Träger 72 bzw. 74 gegenüber dem Arm 76 nach Lösen der betreffenden Befestigungsmittel.
Während bei der beschriebenen Einrichtung nach Fig. 1 und 2 die translatorische Bewegungsbahn 7 längs eines Kreisbogens verläuft, sind selbstverständlich auch andere Bahnformen möglich, wobei das Antriebs organ wie auch die Gegendruckmittel entsprechend auszubilden sind. Die Fig. 3 zeigt als Beispiel in vereinfachter Darstellung eine Bewegungseinrichtung mit geradliniger translatorischer Bewegungsbahn 85. Als Antriebsorgan für die Körper 5 dient hier ein (nur teilweise dargestelltes) von links nach rechts bewegtes Reibungsband, welches vorzugsweise als endlose Schleife ausgebildet und längs der vorgesehenen Bewegungsbahn 85 an einer feststehenden Schiene 88 geführt ist. Parallel zum Antriebsorgan 86 und in einem dem Durchmesser der Körper 5 angepassten Abstand sind die ruhenden Gegendruckkufen 90 angeordnet.
Diese sind an einer Stelle unterbrochen und durch ein angetriebenes Gegendruckorgan in Form einer Bandschleife 92 ersetzt, welche über angetriebenen Rollen 94 im angegebenen Sinn gegenläufig zum Antriebsorgan 86 umläuft. Die Wirkung des angetriebenen Reibungsbandes 92 ist analog derjenigen der Reibräder 50, indem die auf das Band auflaufenden Körper 5 in ihrer Translationsbewegung verzögert und in ihrer Eigendrehung gleichzeitig beschleunigt werden. Das Ausmass der Änderungen im Bewegungsablauf ist auch hier durch die Geschwindigkeit der gegenläufigen Bewegung des Bandes 92 bestimmt; diese Geschwindigkeit soll im allgemeinen kleiner und höchstens vorübergehend gleich gross sein wie diejenige des Antriebsorgans 86, damit überhaupt eine Fortbewegung der Körper 5 über das angetriebene Gegendruckorgan 92 hinaus erfolgt.
Als angetriebenes Gegendruckorgan könnte natürlich auch hier gegebenenfalls ein Reibrad wie beim vorangehenden Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Es ist jedoch nicht Bedingung, dass das angetriebene Gegendruckorgan eine stetige, umlaufende Bewegung wie das Reibrad 50 oder das Reibband 92 ausführt. Grundsätzlich wäre etwa auch eine Gegen druckschiene denkbar, welche parallel zur translatorischen Bewegungsbahn eine oszillierende Bewegung ausführt, wobei jeweils der Vorlauf (d. h. gegenläufig zum Antriebsorgan) bei Anwesenheit eines Körpers und der Rücklauf (d. h. in gleicher Richtung wie das Antriebsorgan) im Zeitintervall zwischen zwei Körpern erfolgt.
Ausser der im Zusammenhang mit der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 genannten Anwendung bei der Produktionsprüfung von Glasbehältern sind selbstverständlich auch andere Anwendungen in grosser Zahl denkbar. Das angetriebene Gegendruckorgan kann dabei zusätzliche Funktionen ausüben, als Beispiele hierfür seien das Aufbringen von Etiketten oder das Aufdrucken von Beschriftungen oder dergleichen auf die durchlaufenden Körper erwähnt. Sodann spielt es keine Rolle, ob die beschleunigte Eigendrehung der Körper während ihres Aufenthaltes in der Station durch die betreffende Arbeitsoperation überhaupt ausgenützt wird; in diesem Zusammenhang ist die Anwendung der Bewegungseinrichtung für Füllstationen von Behältern zu nennen, wo nur die vor übergehende Verlangsamung der Translation, nicht aber die gleichzeitige Beschleunigung der Rotation von Bedeutung ist.
Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass auch die Anwendung mit anderer räumlicher Lage der durchlaufenden Gegenstände, so z. B. mit horizontaler Achse möglich ist.
Die Vorteile der in verschiedenen Varianten beschriebenen Bewegungseinrichtung sind offensichtlich: Im beschriebenen Bewegungsablauf treten keinerlei brüske, schlagartige Anderungen auf, und zwar weder an den durchlaufenden Gegenständen selbst noch an Teilen der Bewegungseinrichtung. Dies erlaubt eine ganz erhebliche Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit. Beispielsweise konnten bei einer Versuchs ausführung einer Prüfmaschine für Glasgefässe bereits Durchlaufgeschwindigkeiten von 5 Gläsern pro Sekunde erzielt werden, wobei die Gläser in jeder Station 11/2 Umdrehungen ausführten. Diese Vorteile werden mit relativ einfachen konstruktiven Mitteln erreicht.
Die Anderungen im Bewegungsablauf treten gewissermassen selbsttätig beim Eintreffen der Gegenstände an den vorgesehenen Stellen auf, und es sind keine komplizierten Steuermittel für die einzelnen Teile der Einrichtung erforderlich. Bei all diesen Vorteilen ist die Einrichtung ausserordentlich anpassungsfähig und vielseitig in der Anwendung.