Selbstzentrierender Halter für vollautomatische Fülhnaschinen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen selbstzentrierenden Halter für vollautomatische Füllmaschinen, insbes. solche, welche leere Behälter von einer automatischen, durch Schwerkraft fördernde Vorrichtung aufnehmen und sie zum Reinigen, Füllen und Verpacken vertikal zentrieren können.
Füllmaschinen dieser Art können mit selbstzentrierenden, bekannten Haltern versehen werden. Solche Maschinen erfordern das von Hand vorgenommene Einfügen der leeren Behälter bei umgekehrter Lage in den Halter. Dieses handbetätigte Einfügen der leeren Behälter, z. B. Tuben, in solche selbstzentrierende Halter war ein sehr schwierig durchzuführender Vorgang, welcher ein sehr hohes Mass von Fähigkeit, Geschicklichkeit und Schnelligkeit erforderte, das erwiesenermassen nur wenige Arbeiter selbst nach monatelanger, geduldiger Trainierung besitzen.
Mit einsetzender Automatisierung wurde es notwendig einen neuen Halter zu konstruieren, der solche leere, rohrförmige Behälter in umgekehrter Lage von schwerkraftbewegten Förderern aufnimmt und sie vertikal ausgerichtet für nachfolgende Arbeitsgänge, wie beispielsweise Reinigen, Füllen und Sicken festhält. Infolge des äusserst leichten Gewichtes der leeren Behälter und infolge ihrer Zerbrechlichkeit liefert das automatische Vorwärtsfördern derselben sehr schwierige Probleme.
Die leeren Behälter besitzen ungenügendes Gewicht, um genügend weit in bekannte selbstzentrierende Halter einzudringen, wie es zur Aufrechterhaltung einer vertikalen Ausrichtung nötig ist, und ein beträchtlicher Spielraum in der Durchgangsöffnung des Halters, der ein freies Hineinfallen der leeren Rohrkörper ermöglichen sollte, genügte auch nicht, weil ein für praktische Zwecke zu weites Abschwenken von der senkrechten Ausrichtung dabei nicht verhindert werden konnte.
Das Problem lässt sich ohne weiteres lösen, wenn nur die leeren Behälter unter Einwirkung von Schwerkraft in einen Halter gefördert oder geworfen werden können und vorübergehend in senkrechter Ausrichtung gehalten werden können.
Die Erfindung besteht somit aus einem selbstzentrierenden Halter mit einem Durchgangskanal zum Aufnehmen eines Behälters, wobei sich eine Anzahl mit Abstand voneinander umfänglich angeordnete Schlitze durch die Seiten des Halters zum Durchgangskanal erstrecken, ein Backenteil innerhalb eines jeden der genannten Schlitze gelagert ist und Mittel zum Erfassen der Backenteile vorgesehen sind, um letztere verschwenkbar innerhalb der genannten Schlitze zu befestigen, und dieser Halter ist dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Backenteile zum Blockieren eines in den Durchlasskanal eingefügten Behälters normalerweise in den Durchlasskanal hineinragen, während sie beim tieferen Hineinfügen des Behälters in den Durchlasskanal nach auswärts gedrückt werden,
wodurch die oberen Enden der genannten Backenteile verschwenkt werden und durch die Schlitze hindurch zum Durchlasskanal gelangen, um die Seiten des Behälters zu berühren, woraufhin der Behälter in vertikaler Ausrichtung innerhalb des Durchlasskanals durch die Backenteile festgehalten wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine bevorzugte, beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen leeren Halter,
Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Halters,
Fig. 3 eine vergrösserte, horizontale Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Halters, wobei der Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 mit Blick in Richtung der Pfeile vorgenommen ist und ferner ein hinzugefügter, leerer Behälter im Halter in seiner ersten oder durch Schwerkraftswirkung erzielten Aufnahmelage dargestellt ist,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Halter und den leeren Behälter nach der Linie 44 in Fig. 3 mit Blick in Richtung der Pfeile,
Fig. 5 eine Vertikalansicht des in Fig.
4 gezeigten Halters mit darin befindlichem Behälter, wobei aber der Behälter zu seiner zweiten, oder endgültigen Lage be wegt ist, in welcher die Füllen und Verschliessarbeitsgänge durchgeführt werden können.
Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht des Haltergehäuses, wobei die Federelemente und die federbeeinflussten Klauenteile des Halters entfernt sind,
Fig. 7 eine, im grösseren Massstab dargestellte, schematische Ansicht, welche die steuernde Wirkung von einer der federbelasteten Klauen zeigt, die sich aus der Bewegung des leeren Behälters von seiner aufnehmenden ersten Lage zu seiner endgültigen füllenden und verschliessenden zweiten Lage ergibt, und
Fig. 8 eine vergrösserte Ansicht von einer der federbelasteten Klauen mit Blickrichtung direkt zur inneren konkaven Klauenoberfläche, welche die Seiten des leeren Behälters oder Rohrkörpers durch ihre Enden beim Berührtwerden erfasst.
In den Zeichnungen ist ein rohrförmiger, metallener Halter 10 dargestellt, welcher auf einer passenden, nicht gezeigten Unterlage angeordnet werden kann, aber auch an allen behälterfüllenden und sickenden Maschinen der bekannten Art vorgesehen ist.
Der Halter 10 weist einen oberen Teil 12 und einen erweiterten, unteren Teil 14 auf. Der Oberteil 12 ist mit einem unlösbar daran ausgebildeten, grösseren, radialen Flansch 16 versehen. Ferner besitzt der Halter 10 einen etwas einwärts konvergierenden Durchgangskanal oder eine Öffnung 18, die sich durch den Halter hindurcherstreckt, um ein umgekehrtes, leeres Rohrgebilde 19 zum Füllen und Sickenverschliessen darin aufzunehmen. Das umgekehrte Rohrgebilde 19 ist mit einem ein Ganzes damit bildenden, brechbaren Verschluss 21 versehen und weist üblicherweise ein für eine nicht gezeigte Kappe bestimmtes Gewinde auf. Das obere Ende der Öffnung oder des Durchgangskanals 18 ist nach aussen aufgeweitet oder ausgerundet, wie bei 20 in Fig. 5 gezeigt ist.
Das untere innere Ende der Seiten des Halters 10 ist gemäss Fig. 5 mit einer verringerten, einwärts gerichteten Abschrägung 22 versehen gegen welche eine nach einwärts geneigte Schulter 24 des umgekehrten Behälters 19 anliegt, wenn sein Halsteil in seiner zweiten oder endgültigen Füllen und Sicklage durch den Boden des Kanals 18 hindurchragt. Der Boden des Halters 10 weist, wie bei 26 in Fig. 5 angedeutet, eine grosse, kegelstumpfförmige, axiale Aussparung auf.
Bei den neueren automatischen Maschinen ist es nicht mehr nötig, die leeren Behälter 19 in einer genauen Lage für die Füllen und Sickvorgänge einzufügen.
Dies wird nun durch die Wirksamkeit der üblichen Behälterabstützung erzielt, die keinen Teil vorliegender Erfindung darstellt, aber im übrigen drehbar ausgebildet ist. Das Drehen des Trägers des Behälterhalters wird durch ein elektrisches Auge gesteuert, das den Träger gemäss einem Schauzeiger einstellt, der an der oberen Kante der leeren Behälter angebracht ist, wobei eine Abdeckung während dem endgültigen Sickenvorgang stattfindet.
Eine Anzahl mit Abstand voneinander umfänglich angeordnete Längsschlitze sind in den Seitenwänden des Halters 10 ausgebildet. Jeder Schlitz nimmt eine ent fernbare und auswechselbare Klemmbacke 30 auf. Es ist zu beachten, dass sich die Schlitze 28 im wesentlichen über die Länge des Halters oder vom unteren Teil des gekrümmten oberen Endes 20 bis zur oberen Fläche des radialen Flansches 22 erstrecken, welcher das untere Ende des Durchgangskanales 18 teilweise verschliesst.
Gemäss den Fig. 7 und 8 kann einer der Backenteile 30 von ausserhalb des Halters 10 jeweils innerhalb eines der Schlitze 28 angeordnet werden. Der Backenteil 30 ist quer zu seiner inneren Oberfläche etwas konkav aus gebildet, um das Erfassen der entsprechend konvex aus gebildeten Seiten des Behälters 19 zu erleichtern, wenn sich der Behälter im Halter befindet. Wenn jedoch die
Zahl der Backen erhöht und gleichzeitig die Breite ihrer
Klemmflächen genügend verringert wird, so ist ohne weiteres ersichtlich, dass es dann unnötig ist, eine solche
Innenfläche kreisbogenförmig auszubilden. Die gegen überliegenden Enden 39 und 41 sind abgerundet, um sich den abgerundeten Enden 29 und 31 der Schlitze 28 anzupassen.
Jeder Backenteil 30 weist im Vergleich zu seinen
Breiten- und Dickendimensionen eine beträchtliche
Länge auf und ist mit seitlich abragenden Flanschen 42 und 44 versehen, um die Strecke seiner Stirnseite zu be grenzen, längs welcher letztere durch den Schlitz 28 hin durch in den Halter 10 hineinragen kann. Jeder Backen teil 30 hat eine innere Stirnseite, welche durch den
Schlitz 28 hindurch in den Halter 10 in dessen axialen
Durchgangskanal 18 hineinragt, um mit dem darin be findlichen leeren Behälter in Eingriff zu kommen.
Es ist zu beachten, dass die innere Stirnseite mit Ab stand gegenüberliegende Enden 36, 48 aufweist, welche zum Erfassen des Behälters 19 leicht nach vorwärts ragen. Gemäss Fig. 5 liegen die Endteile 36 und 48 in derselben vertikalen Ebene, wenn das Rohrgebilde 19 in seine zweite oder endgültige Füllen und Sickenlage ge stossen ist. Die dazwischen liegenden Oberflächen 37 und 46 der Vorderseite des Backenteils 30 sind von den gegenüberliegenden Enden 36 und 48 aus nach einwärts geneigt, wodurch sie eine passende Greiffläche bilden.
Der untere Zwischenteil 46 ist unter einem steileren
Winkel nach einwärts geneigt als der obere Zwischenteil
37, und dient als Anschlag für die erste Lage des unter Schwerkraftswirkung geförderten Behälters 19, wie in Fig. 7 durch unterbrochene Linien angedeutet ist.
Die Form der zwischen den Enden 36 und 48 vor handenen Zwischenflächen 37 und 46 ist nicht kritisch, aber diese Oberflächen müssen sich an der Innenseite der Ebene der Enden 36 und 48 befinden. Eine einzige kreisbogenförmige und konkav ausgebildete Einbuchtung zwischen den Enden 36 und 48 könnte auch ausgebildet sein, um einen Anschlag für den hereinkommenden Behälter 19 vorzusehen, welcher ebenfalls als Steuerfläche wirken könnte, um den Backenteil 30 zu verschwenken, wenn zum Hineinstossen des Behälters 19 in seine zweite oder Füllen und Sickenlage eine grössere Kraft angewandt wird.
Der grössere Unterteil 14 des Halters 10 ist, wie bei 61 angedeutet, geschlitzt, wobei die Schlitze 61 in Ausrichtung mit den Schlitzen 28 im Halter 10 liegen. Die Schlitze 61 haben keine besondere Aufgabe beim Betrieb des Halters 10, sind aber erforderlich um Raum für den Durchgang der nötigen Werkzeuge zu schaffen, welche beim Schneiden der unteren ausgerichteten Enden der inneren Schlitze 28 benutzt werden. Ersichtlicherweise verringern die Schlitze 61 das Gesamtgewicht der Halter 10.
Die obere Innenkante des grösseren Unterteils 14 ist mit einer offenen oberen Ringnut 63 versehen, welche kontinuierlich zur Aussenseite des kleineren Oberteils
12 verläuft. Die Nut 63 ist etwas schräg einwärts geneigt und bildet eine überhängende Kante, welche aus einer Reihe von mit Abstand angeordneten Anschlägen 65 besteht, die mit dem Oberteil 12, zwischen den Schlitzen 28 ein Ganzes bilden. Die Anschläge 65 dienen als obere Haltemittel für eine kreisrunde Feder 67, die innerhalb der Nut 63 angeordnet ist.
Die Feder 67 ist vom endlosen, schraubenförmigen Typ und umfänglich an der Aussenseite des Halters 10 innerhalb der Nut 63 sowie über die Rückseiten der Backenteile 30 angeordnet. Die Feder 67 berührt die Backenteile 30 unter ihren Schwenkpunkten, wie bei 69 in Fig. 7 angedeutet ist. Die Feder 67 kann irgendeine Stärke besitzen, ohne Gefahr, dass ihr Federdruck die inneren Oberflächen der Backenteile 30 zu nah gegen die Seiten des Behälters 19 presst, wodurch letzterer beschädigt werden könnte. Die seitlichen Flansche 42 und 44 begrenzen nämlich die Einwärtsbewegung der Bakkenteile 30 unbeachtet der Grösse des Federdruckes, der darauf ausgeübt werden könnte.
Die Halter 10 müssen zum Benutzen mit einer bestimmten Grösse und Art des zu füllenden Behälters 19 jeweils besonders angefertigt werden. Jede bestimmte Grösse und Art des Behälters erfordert einen Halter von entsprechender Grösse und Art des aufnehmenden Durchgangskanals. Ersichtlicherweise müssen die Halter 10 entfernbar angebracht werden, damit erforderlicherweise ein rasches und leichtes Auswechseln möglich ist.
Bei einer solchen Anordnung und Konstruktion kann eine einzige Füllen und Sickenmaschine benutzt werden, um unterschiedliche Grössen und Typen von Behältern lediglich durch Auswechseln der jeweiligen Halter zu füllen und zu sicken.
Die ausrichtenden Backenteile 30 müssen auch zum leichten Auswechseln angefertigt sein, da sie infolge ihres beständigen Reibungskontaktes mit den zu füllenden Behältern 19, einem übermässigen Verschleiss unterworfen werden. Indem diese Backenteile 30 rasch entfernbar gemacht werden, lässt sich eine ganz neue Gruppe von Backenteilen rasch und ohne Mühe an die Stelle der abgenutzten Backenteile ohne Zerlegen des ganzen Halters bringen.
Beim Betrieb der mit erfindungsgemässen Haltern 10 ausgerüsteten Füllen und Sickenmaschinen werden die leeren Behälter 19 in umgekehrter Lage zugeführt und auf irgendeiner passenden Weise in die offenen, oberen Enden der Kanäle 18 der Halter 10 hineinfallen lassen.
Woraufhin sich die leeren Behälter 18 unter Einwirkung der Schwerkraft in den Durchgangskanal 18 hineinbewegen, bis die unterste Schulter 24 des umgekehrten Behälters 19 gegen den oberen Teil des dazwischenliegenden Winkelteils 46 anstösst, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist. Es ist zu beachten, dass sich zu diesem Zeitpunkt der umgekehrte Behälter 19 in annähernd vertikaler Lage befindet, wobei seine oberen Seiten in direkter Berührung mit der oberen, inneren Oberfläche des leicht konvergierenden Kanals 18 stehen. Der Behälter 19 erstreckt sich nun eine genügende Länge in den Behälter hinein, um gemäss Fig. 4 seine vertikale Ausrichtung aufrechtzuerhalten.
Wenn sich die Behälter 19 vertikal gelagert in ihrer ersten Anordnung innerhalb der Halter 10 befinden, wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist, dann sind sie in einer Lage zum Aufnehmen des Endes einer üblichen, nicht gezeigten Saugdüse, welches lediglich aus dem Ende eines kleinen Rohres bestehen kann, das vertikal in das offene, obere Ende des Behälters 19 hineinragt. Diese Saugdüse wird in das offene, obere Ende des Behälters 19 hineingesenkt, um irgendwelche Fremdkörper, wie Schmutz, Staub und dgl. daraus zu entfernen, bevor die Füllen und Sickenarbeitsgänge einsetzen. Beim Hinabsenken der Düse in den leeren Behälter 19 schlägt ihr unteres und vorderstes Ende gegen den verringerten Hals der Schulter 24 des Behälters 19 an und drückt ihn aus der ersten Lage gemäss Fig. 4 nach unten zu seiner zweiten, in Fig. 5 gezeigten Lage.
Die Bewegung des leeren Behälters 19 durch das vorspringende Ende der nicht gezeigten Saugdüse zu seiner zweiten oder endgültigen Lage bewirkt, dass das obere Ende der Schulter 24 die Nockenfläche 46 des Backenteiles 30 erfasst und sie nach unten und nach auswärts drückt, wodurch sie um ihren Drehpunkt 69 verschwenkt wird und dadurch ihr oberes inneres Ende 36 in direkter Berührung mit der äusseren gegenüberliegenden Seitenfläche des Behälters 19 bringt. Nach Beendigung dieses Steuervorganges ragt der Hals des Behälters 19 durch die verringerte Öffnung des Durchgangskanals 18 im Boden des Halters 10 hindurch, und der Behälter 19 wird nun in seiner senkrechten Lage innerhalb des Halters 10 gänzlich durch die Backenteile 30 gehalten. Die Seiten des Behälters 19 sind nicht mehr in Berührung mit den Seiten des Kanals 18 des Halters 10.
In dieser Lage, in welcher der Behälter immer noch durch die Backenteile 30 innerhalb des Halters 10 entfernbar abgestützt ist, wird er mit genügender Festigkeit gehalten, um die Durchführung der erforderlichen Füllund Sickenarbeitsgänge zu gestatten.
Wenn das Füllen und Sicken des Behälters 19 beendet ist, ist letzterer zum Entfernen aus dem Halter 10 in irgendeiner passenden Weise bereit, so z. B. durch Befestigung seiner gesickten oberen Kante in irgendeiner Klemmvorrichtung zwecks vertikalen Herausziehens aus dem Halter 10. Nach erfolgtem Herausziehen des Behälters 19 aus dem Halter 10 befindet sich die Schulter 24 ersichtlicherweise nicht mehr in Berührung mit der unter Nockenoberfläche 46 und 48 der Backenteile 30, so dass die Feder 67 das Drehen der Backenteile 30 bewirken kann, wobei letztere aus ihrer Schwenklage gemäss Fig. 5 zu der in Fig. 4 und 7 gezeigten Lage zurückkehren. Der Halter 10 ist nun wieder in Bereitschaftslage zur Aufnahme seines nächstfolgenden, leeren Behälters 19.
In der Praxis wuren bei schnellaufenden Füll und Sickenmaschinen die Halter 10 durch Schwerkraftswirkung mit höheren Geschwindigkeiten gefüllt, als dies beim handbetätigten Füllen erzielt werden konnte.
Gleichzeitig ergab sich eine beträchtliche Verringerung in der Zahl der während des Füllens und Sickens beschädigten Behälter. Halter der beschriebenen Art gestatten grössere Behältertoleranzen und sichern gleichzeitig stets eine genaue vertikale Ausrichtung der Behälter.