Druckluftbetriebener Greifer für Flaschenpacker
Die Erfindung betrifft einen druckluftbetriebenen Greifer für Flaschenpacker, bestehend aus mehreren den Flaschenkopf erfassenden Greiffingern, einem die Finger radial nach innen in Greifstellung bewegenden keilförmigen Steuerglied, sowie einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren eines Teil die Greiffinger trägt und deren anderes Teil mit dem Steuerglied verbunden ist.
Bei einem derartigen (aus der DAS Nr. 1027126) bekannten Greifer sind zwei sich gegenüberstehende Greiffinger vorgesehen, die je als doppelarmige Hebel ausgebildet und an einem mit dem Zylinder verbundenen Teil angelenkt sind. Ein mit dem Kolben durch eine Kolbenstange verbundenes keilförmiges Glied kann, sobald der Kolben mit Druckluft beaufschlagt wird, zwischen die oberen Hebelarme der beiden Greiffinger eingedrückt werden, wodurch sich die unteren Hebelarme aufeinander zubewegen und in Greifstellung den Flaschenkopf erfassen. Wird der Luftdruck aufgehoben, so wird der Kolben und damit das keilförmige Glied durch Federkraft nach oben bewegt. Eine weitere die oberen Hebelarme miteinander verbindende Ringfeder kann dann die oberen Hebelarme gegeneinander drücken, wodurch die unteren Hebelarme gespreizt werden und damit in Abgabe stellung gelangen.
Dieser bekannte druckluftbetriebene Greifer ist jedoch verhältnismässig aufwendig in der Konstruktion und dementsprechend teuer. Er weist auch verhältnismässig grosse Bauabmessungen auf und ist entsprechend schwer, wobei zu berücksichtigen ist, dass mehrere derartige Greifer zum Heben einer Packeinheit an einem Greiferrahmen angeordnet sind. Die Greiffinger können praktisch ebenso wie das keilförmige Steuerglied nur aus Metall gefertigt sein, wodurch einerseits ein hoher Verschleiss bedingt ist und ausserdem eine Beschädigung des Flaschenkopfes eintre ten kann. Ausserdem wird durch die beiden zusammenwirkenden Greiffinger die Flasche nicht zentriert, was bei Flascheneinpackern zu erheblichen Störungen führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen druckluftbetriebenen Greifer der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, der einfacher in seinem Aufbau und entsprechend billiger in der Herstellung ist, der ausserdem weniger verschleissanfällig ist und bei dem die jeweils erfasste Flasche einwandfrei zentriert wird.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die kreisförmig angeordneten Greiffinger mit einem gemeinsamen Bodenteil aus einem Stück elastischen Kunststoffes bestehen, welches mit dem Kolben verbunden ist, und dass konzentrisch zu den Greiffingern als Steuerglied eine gegenüber den Fingern axial verschiebbare, mit dem Zylinder verbundene Büchse vorgesehen ist, die an ihrem unteren Ende eine sich konisch nach unten verjüngende Anlauffläche aufweist, an der sich die unteren Enden der Greiffinger derart abstützen, dass sie bei Aufwärtsbewegung der Büchse gegenüber dem Bodenteil radial nach innen in Greifstellung und bei Abwärtsbewegung dank ihrer Elastizität radial nach aussen in Abgabestellung bewegt werden. Der neue Greifer zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau aus.
Greiffinger und Bodenteil bestehen aus einem einzigen Stück elastischen Kunststoffes und können dementsprechend beispielsweise im Spritzverfahren billig hergestellt werden. Auf irgendwelche gelenkigen Verbindungen wurde verzichtet und ebenso sind alle Greiffinger bereits von Anfang an mit dem Bodenteil verbunden, so dass nur dieses alleine mit dem Kolben verbunden werden muss. Durch die kreisförmige Anordnung der Greiffinger wird der Flaschenkopf allseitig von Greiffingern erfasst, so dass die Flasche gegenüber dem Greifer einwandfrei zentriert wird. Die Greiferstellung bestimmt die Flaschenstellung und aus diesem Grund können mehrere Flaschen genau zentriert in die hierfür vorgesehenen Kästen oder Kartons abgesenkt werden.
Weiterhin ist der neue Greifer wenig verschleissanfällig, denn er weist keine Gelenke auf und die Greiffinger besitzen gegenüber der mit ihnen zusammenwirkenden Büchse eine geringe Reibung, falls die Büchse aus geeignetem Material, beispielsweise Metall hergestellt wird. Die aus Kunststoff bestehenden Greiffin ger besitzen ausserdem den Vorzug, dass der Flaschenkopf praktisch nicht mehr beschädigt wird.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit 1 der gesamte Greifer bezeichnet. Mehrere derartige Greifer, z. B. zwölf oder zwanzig, sind an einem gemeinsamen heb- und senkbaren Greiferrahmen 2 zum Ein- oder Auspacken einer entsprechenden Anzahl von Flaschen angeordnet. Der Greifer weist mehrere Greiffinger 3, beispielsweise zehn, auf, die kreisförmig zueinander angeordnet sind und erfindungsgemäss mit einem Bodenteil 4 aus einem Stück bestehen.
Schlitze 5, die zwischen den Greiffingern vorgesehen sind, ermöglichen es, dass diese, wie nachfolgend beschrieben wird, radial nach innen bewegt werden können.
Greiffinger 3 und Bodenteil 4 bestehen aus einem elastischen Kunststoff, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung zu Hostaform-C (Acetalkopolymerisat) oder < eDelrin (Kunststoff erhalten durch Polymerisation aus H3O-freiem alsO) bekannt ist. Das Bodenteil 4 kann mit einem Druckluftkolben verbunden sein oder es ist zweckmässig, wie es bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, selbst als Kolben ausgebildet und trägt eine Dichtung 6. Konzentrisch zu den Greiffingern 3 ist als Steuerglied eine gegenüber den Fingern axial verschiebbare Büchse 7 vorgesehen. Diese Büchse kann durch den Druckluftzylinder verbunden sein oder zweckmässig, wie es bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, selbst als Zylinder ausgebildet sein.
Im unteren Teil weist sie eine sich konisch nach unten verjüngende Anlauffläche 8 auf, die mit den unteren Enden 3a der Greiffinger 3 zusammenarbeitet. Im oberen Teil ist die Zylinderbüchse 7 duch einen Deckel 9 verschlossen, welcher über eine Dichtung 10 gegenüber der Kolbenstange 11 abgedichtet ist. Ein Bund 13 einer Zwischenbüchse 14 begrenzt die Bewegung der Zylinderbüchse 7 nach oben, für den Fall, wenn keine Flasche erfasst wird.
Das Bodenteil 4 ist mittels der Mutter 15 an der Kolbenstange 11 befestigt, die zum Zwecke der Druckluftzuführung hohl ausgebildet sein kann. Vorteilhaft ist die Kolbenstange 11 gegenüber dem Greiferrahmen 3 axial entgegen der Kraft der Feder 17 nach oben verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit ist vorgesehen, da mit die einzelnen Greifer beim Absenken des Greiferrahmens etwas nach oben ausweichen können, damit sich bei Abweichen der Flaschenhöhe alle Greifer gleichmässig auf den Flaschenköpfen abstützen können.
Vorteilhaft stützt sich die die Kolbenstange 11 konzentrisch umgebende Schraubendruckfeder 17 einerseits am Greiferrahmen 2 und andererseits an dem Deckel 9 der Zylinderbüchse 7 ab. Hierdurch erfüllt sie eine zweifache Funktion, indem sie einmal zur elastischen Abstützung des gesamten Greifers 1 gegenüber dem Greiferrahmen 2 dient und zum anderen auch zur Zurückführung des Zylinders in die Abgabestellung, wie nachstehend noch näher beschrieben wird.
Um die Einführung des Flaschenkopfes zwischen die Greiffinger zu erleichtern und gleichzeitig auch eine Beschädigung bzw. ein vorzeitiges Nachinnenbiegen der Greiffinger zu vermeiden, weist die Zylinderbüchse zweckmässig an ihrem unteren Rand einen sich konisch nach oben verjüngenden Einführtrichter 18 auf. Der kleinste Durchmesser D des Einführtrichters soll dabei vorteilhaft gleich oder kleiner sein als der lichte Durchmesser der Greiffinger in Abgabestellung, wie sie im rechten Teil der Zeichnung dargestellt ist.
Die Wirkungsweise des neuen Greifers ist folgende:
In der Zeichnung ist der neue Greifer 1 im linken Teil in Greifstellung und im rechten Teil in Abgabestellung gezeigt. In der Abgabestellung wird der Greiferrahmen 2 mit den daran vorgesehenen Greifern 1 auf den Kopf K der Flaschen abgesenkt, so lange, bis die Mutter 15 auf dem Flaschenkopf zur Anlage kommt. Beim weiteren Absenken des Greiferrahmens 2 wird die Feder 17 etwas zusammengedrückt und somit sichergestellt, dass der Greifer tatsächlich auf dem Flaschenkopf anliegt. Anschliessend wird über die hohle Kolbenstange 11 Druckluft in den Zylinderraum 19 eingeleitet, wodurch die Zylinderbüchse 7 nach oben verschoben wird. Hierbei werden die unteren Enden 3a der Greiffinger 3 durch die konische Anlauffläche 8 radial nach innen bewegt, bis sie fest an dem Flaschenkopf anliegen.
Da die Greiffinger 3 den Flaschenkopf von allen Seiten umfassen und sich ausserdem dieser Flaschenkopf an der Mutter 15 abstützt, wird die Flasche genau in Achsrichtung des Greifers zentriert, was sich beim Absetzen in Kästen oder Kartons vorteilhaft auswirkt. Ist die Flasche an der gewünschten Stelle abgesetzt, so wird der Luftdruck aufgehoben und durch die Feder 17 wird die Zylinderbüchse 7 nach unten bewegt. Die Greiffinger 3 bewegen sich dank ihrer Elastizität radial nach aussen und geben den Flaschenkopf frei.
Wie man aus der obigen Beschreibung entnehmen kann, haben die wichtigsten Teile des neuen Flaschengreifers jeweils eine zweifache Funktion, wodurch nicht nur die Anzahl der Teile verringert wird, sondern auch das Gewicht des gesamten Greifers. Das Bodenteil 4 dient nicht nur zum Halten der Greiffinger 3, sondern gleichzeitig auch als Kolben. Ebenso dient die Büchse 7 sowohl als Steuerglied für die Greiffinger als auch als Einführ- und Zentrierorgan für den Flaschenkopf und schliesslich noch als Druckluftzylinder. Dasselbe trifft für die Feder 17 zu, die zur Belastung des gesamten Greifers und zur Rückführung des Zylinders in Abgabestellung vorgesehen ist.
Compressed air operated gripper for bottle packers
The invention relates to a compressed air-operated gripper for bottle packers, consisting of several gripping fingers that grasp the bottle head, a wedge-shaped control member that moves the fingers radially inward into the gripping position, and a piston-cylinder unit, one part of which carries the gripper fingers and the other part with the control member connected is.
In such a gripper known (from DAS No. 1027126), two opposing gripper fingers are provided, each designed as a double-armed lever and articulated on a part connected to the cylinder. A wedge-shaped member connected to the piston by a piston rod can, as soon as compressed air is applied to the piston, be pressed between the upper lever arms of the two gripping fingers, whereby the lower lever arms move towards each other and grasp the bottle head in the gripping position. If the air pressure is released, the piston and thus the wedge-shaped member is moved upwards by spring force. Another ring spring connecting the upper lever arms to one another can then press the upper lever arms against one another, whereby the lower lever arms are spread apart and thus reach the dispensing position.
However, this known compressed air-operated gripper is relatively complex in construction and accordingly expensive. It also has relatively large overall dimensions and is correspondingly heavy, whereby it must be taken into account that several such grippers are arranged on a gripper frame for lifting a packing unit. The gripping fingers, like the wedge-shaped control member, can practically only be made of metal, which on the one hand results in high wear and tear and also can cause damage to the bottle head. In addition, the two interacting gripper fingers do not center the bottle, which can lead to considerable disruptions in bottle packers.
The present invention is therefore based on the object of providing a compressed air-operated gripper of the type mentioned above, which is simpler in its construction and correspondingly cheaper to manufacture, which is also less susceptible to wear and in which the bottle being picked up is properly centered.
This is achieved according to the invention in that the circularly arranged gripping fingers with a common bottom part consist of a piece of elastic plastic which is connected to the piston, and that concentrically to the gripping fingers as a control member a bushing that is axially displaceable with respect to the fingers and connected to the cylinder is provided is, which at its lower end has a conically tapering downward contact surface on which the lower ends of the gripping fingers are supported in such a way that when the bushing moves upwards relative to the bottom part, they move radially inwards into the gripping position and when they move downwards, thanks to their elasticity, radially outwards be moved into the delivery position. The new gripper is characterized by a particularly simple structure.
Gripping fingers and bottom part consist of a single piece of elastic plastic and can accordingly be produced cheaply, for example by injection molding. Any articulated connections were dispensed with and all gripping fingers are also connected to the bottom part from the start, so that only this has to be connected to the piston. Due to the circular arrangement of the gripper fingers, the bottle head is gripped on all sides by gripper fingers so that the bottle is perfectly centered in relation to the gripper. The position of the gripper determines the position of the bottle and for this reason, several bottles can be lowered into the boxes or cardboard boxes provided for this purpose, centered exactly.
Furthermore, the new gripper is little susceptible to wear because it has no joints and the gripping fingers have little friction with respect to the bushing that interacts with them, if the bushing is made of a suitable material, for example metal. The plastic gripper fingers also have the advantage that the bottle head is practically no longer damaged.
Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing.
In the drawing, 1 denotes the entire gripper. Several such grippers, e.g. B. twelve or twenty, are arranged on a common raisable and lowerable gripper frame 2 for packing or unpacking a corresponding number of bottles. The gripper has several gripping fingers 3, for example ten, which are arranged in a circle with respect to one another and, according to the invention, consist of a single piece with a bottom part 4.
Slots 5, which are provided between the gripping fingers, make it possible for them to be moved radially inward, as will be described below.
Gripping finger 3 and bottom part 4 consist of an elastic plastic, as it is known, for example, under the name of Hostaform-C (acetal copolymer) or <eDelrin (plastic obtained by polymerizing H3O-free alsO). The bottom part 4 can be connected to a compressed air piston or it is expedient, as is the case in the embodiment shown, designed as a piston itself and carries a seal 6. Concentric to the gripping fingers 3 is a bushing 7 which is axially displaceable with respect to the fingers as a control element intended. This sleeve can be connected by the compressed air cylinder or, as is the case in the exemplary embodiment shown, it can itself be designed as a cylinder.
In the lower part it has a conically downwardly tapering contact surface 8 which cooperates with the lower ends 3 a of the gripping fingers 3. In the upper part, the cylinder liner 7 is closed by a cover 9, which is sealed off from the piston rod 11 via a seal 10. A collar 13 of an intermediate liner 14 limits the upward movement of the cylinder liner 7 in the event that no bottle is detected.
The base part 4 is fastened by means of the nut 15 to the piston rod 11, which can be hollow for the purpose of supplying compressed air. Advantageously, the piston rod 11 can be moved axially upwards against the force of the spring 17 relative to the gripper frame 3. This displaceability is provided so that the individual grippers can move slightly upwards when the gripper frame is lowered so that all grippers can be supported evenly on the bottle heads when the bottle height deviates.
The helical compression spring 17 concentrically surrounding the piston rod 11 is advantageously supported on the one hand on the gripper frame 2 and on the other hand on the cover 9 of the cylinder liner 7. As a result, it fulfills a double function in that it serves on the one hand for elastic support of the entire gripper 1 against the gripper frame 2 and on the other hand also to return the cylinder to the delivery position, as will be described in more detail below.
In order to facilitate the introduction of the bottle head between the gripping fingers and at the same time also to avoid damage or premature inward bending of the gripping fingers, the cylinder liner expediently has an insertion funnel 18 which tapers conically upward at its lower edge. The smallest diameter D of the insertion funnel should advantageously be equal to or smaller than the clear diameter of the gripping fingers in the dispensing position, as shown in the right part of the drawing.
The new gripper works as follows:
In the drawing, the new gripper 1 is shown in the left part in the gripping position and in the right part in the delivery position. In the delivery position, the gripper frame 2 with the grippers 1 provided thereon is lowered onto the head K of the bottles until the nut 15 comes to rest on the bottle head. When the gripper frame 2 is lowered further, the spring 17 is compressed somewhat, thus ensuring that the gripper actually rests on the bottle head. Compressed air is then introduced into the cylinder chamber 19 via the hollow piston rod 11, as a result of which the cylinder liner 7 is displaced upwards. Here, the lower ends 3a of the gripping fingers 3 are moved radially inward by the conical contact surface 8 until they rest firmly against the bottle head.
Since the gripping fingers 3 encompass the bottle head from all sides and this bottle head is also supported on the nut 15, the bottle is centered exactly in the axial direction of the gripper, which is advantageous when it is placed in boxes or cartons. If the bottle is set down at the desired point, the air pressure is released and the cylinder liner 7 is moved downwards by the spring 17. Thanks to their elasticity, the gripping fingers 3 move radially outwards and release the bottle head.
As can be seen from the description above, the most important parts of the new bottle gripper each have a dual function, which not only reduces the number of parts, but also the weight of the entire gripper. The bottom part 4 serves not only to hold the gripping fingers 3, but also as a piston at the same time. The sleeve 7 also serves both as a control element for the gripping fingers and as an inserting and centering element for the bottle head and, finally, as a compressed air cylinder. The same applies to the spring 17, which is provided for loading the entire gripper and for returning the cylinder to the delivery position.