CN106414246B - 用于容器的受控定向和/或受控旋转的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于容器(2)的受控定向和/或旋转的装置，装置包括用于在容器进入点(1.1)和容器排出点(1.2)之间的定向和输送区段(5)沿输送方向(A)移动容器的输送元件(3)，装置包括沿输送方向上一个接一个地跟随的多个容器保持器(4.1‑4.4)，容器保持器的旋转由驱动器控制以便通过围绕容器的轴线旋转或枢转定向容器(2)。

Description

用于容器的受控定向和/或受控旋转的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于容器的受控定向和/或旋转的装置，并且特别地涉及一种装置，利用所述装置，容器在定向的定向段和在容器进入点和容器排出点之间的输送区段上以期望的定向至少被定向一次，这通过容器围绕其容器轴线的受控旋转或枢转来实现。定向段在整个定向和输送区段上延伸或者是定向和输送区段的至少一部分。本发明还涉及用于容器的受控定向和/或受控旋转的方法。
背景技术
已知的是，贴标机设置在转子的周边上，转子可以被驱动以带着多个容器保持器围绕竖直机器轴线旋转，每个容器保持器保持将设有标签或其他形式的装饰的容器。还已知的是，容器保持器配置有旋转驱动器或旋转控制器，使得当设置在容器保持器中的容器移动经过例如标签或印刷单元时，容器通过围绕其容器轴线的受控旋转定向以便例如相对于容器结构呈现需要的定向，和/或在容器经过贴标单元或印刷单元时和/或之后围绕容器的容器轴线旋转给定的角度量。各个容器保持器的受控旋转优选地通过每个设有其自身的具有专用的电致动器或伺服电机的可控旋转驱动器的容器保持器而引起，特别是当这些容器保持器被各个地旋转时。仅仅大量的旋转驱动器涉及显著的结构努力。
还已知(DE 26 23 818 A1)设置在贴标机的转子上的所有的容器承载器，并且容器承载器被构造为设有共用的旋转驱动器的转盘，旋转驱动器具体地以带有齿形带的齿形带驱动器的形式，齿形带被引导越过中心驱动带轮并且越过各个转盘的带轮。各个地控制容器承载器或转盘、即独立于其它转盘沿着容器排出点和容器排出点之间的定向和输送区段或者甚至仅在所述区段的一部分上的每个转盘的受控旋转是不可能的。
还已知一种用于容器的定向的装置(DE 3022343C2)，所述装置具有可被驱动以围绕竖直轴线旋转的传输星形件(transport star)，并且传输星形件周边配置有多个布置的容器保持器。这些容器保持器各自包括向外周侧开口的容器传输卡匣(pocket)，该容器传输卡匣具有相对于传输星形件的旋转方向前后延伸的容器接触面，并且相应的容器通过其外周表面躺靠容器传输卡匣，并且容器传输卡匣通过对准带或对准环带的一区段形成。对准环带可通过具有致动器电机或伺服电机的旋转驱动器作为连续环被驱动以不断地循环，与对准带类似，针对每个容器保持器，致动器电机或伺服电机被单独设置。这里同样地，仅仅大量的旋转驱动器涉及显著的结构努力。
发明内容
本发明的目的是公开一种用于容器的受控定向和/或旋转的装置，该装置利用减少的结构复杂性和在输送元件上的大量容器保持器，能够使至少那些位于在容器进入点和容器排出点之间延伸的定向和输送区段的定向段上的容器保持器在单独控制下、即彼此独立地旋转，用于容器绕其容器轴线的定向和/或旋转。
一种用于容器的受控定向和旋转的装置被配置为解决该目的，所述装置包括用于将所述容器在容器进入点和容器排出点之间的定向和输送区段上沿输送方向移动的输送元件，所述装置包括多个容器保持器，所述多个容器保持器沿输送方向彼此接续并且所述多个容器保持器由驱动器旋转控制以便通过将容器围绕容器的容器轴线旋转或枢转来定向所述容器，其中，所述容器保持器形成至少两组容器保持器，其中，每组容器保持器包括至少两个容器保持器且所述容器保持器形成至少两个优选相同的序列，所述序列沿输送方向彼此接续，并且在所述序列中设置每组中的一个容器保持器，并且其中，为每组容器保持器提供单独的致动器或旋转驱动器，通过所述致动器或旋转驱动器，相关的所述组的各容器保持器受控地一起旋转。提供了一种用于容器的受控定向和/或旋转的方法，其中，当使用本发明的装置时，每个容器的至少一次定向和/或旋转通过当所述容器保持器穿过所述定向段时容器保持器的受控旋转而实现。
本发明的装置的特别的优点是，尽管旋转受控的容器保持器的数量较多，但是仅需要少量的可控旋转驱动器，特别是仅需要具有用于一组容器保持器的致动器或伺服电机的单个可控旋转驱动器，并且还有至少在定向和输送区段的定向段上，针对不同组的容器保持器的受控的各自旋转是可能的。这意味着沿着定向段移动的一组(容器保持器)中的每个容器保持器能够以独立于存在于同一段中的其它组的容器保持器的受控方式旋转。以特别有利的方式，旋转驱动器的电致动器或伺服电机仍然可静态地设置在机架上，即电致动器或伺服电机不需要与包括容器保持器的输送元件一起移动。这还省去了通过滑动触点的电连接以便控制和/或供应致动器或伺服电机的需要。
用于每个容器保持器组的容器保持器的共用的旋转驱动器包括例如环带驱动器、链驱动器或带驱动器，所述环带驱动器、链驱动器或带驱动器将相应组的所有容器保持器与分配用于驱动该组的致动器或伺服电机连接。还特别可能的是，带本身可以形成用于设置在容器保持器中或在容器保持器处的容器的接触面或用于容器包封表面的接触面。还可能的是，通过齿轮机构将每组容器保持器的容器保持器为了驱动目的而连接至相关的致动器或伺服电机。
在本发明的上下文中，“旋转驱动的容器保持器”相当普遍的是如下保持器，当容器在容器进入点和容器排出点之间被传输时容器在所述保持器中或在所述保持器处布置，并且所述保持器被配置用于容器围绕其容器轴线、优选地围绕其竖直或基本竖直的容器轴线的受控旋转运动。此外，在此上下文中，旋转受控的容器保持器是容器以底部在其上直立的转盘、抓持器以及容器承载器(包括用于容器的悬挂保持的那些抓持器以及容器承载器)、以及容器传输卡匣，所述容器传输卡匣的容器接触面构造成旋转或循环以提供容器的受控旋转且例如由至少一个可被驱动以循环的对准带形成。
在本发明的上下文中，“对准容器”意味着容器围绕其容器轴线以受控的方式旋转以便例如相对于容器结构或相对于施加至相应容器的例如标签、印模或粘性涂层等的元件呈现期望的定向。
在本发明的上下文中，“容器”特别是由金属、玻璃和/或塑料制成的罐、瓶、管、小袋，以及适合于填充产品、特别是那些液体或粘性的产品的其它包装介质。
为了本发明的目的，表述“基本上”或“大约”意味着从相应精确值以+/-10％、优选地以+/-5％变化和/或以对于功能不显著的改变的形式变化。
本发明的其它实施例、优点和可能的应用由以下的实施例描述和附图得出。无论是单独地还是以任何期望的组合，所有描述的和/或图形表示的属性基本上是独立于其在权利要求中的概要或其追溯应用的本发明的主题。权利要求的内容也是说明书的组成部分。
附图说明
下面通过利用实施例参照附图详细解释本发明。在附图中:
图1以示意性平面视图示出了根据本发明的用于容器的定向的装置，所述装置具有围绕转子的周边布置的多个容器保持器；
图2以示意性平面视图示出了用于容器承载器的受控旋转的驱动单元的齿形带；
图3以示意性侧视图示出了图2的驱动单元；
图4示出了围绕共用轴线可旋转地安装并对图3的驱动单元的齿形带进行驱动的多个齿形带轮的单个视图；
图5以类似于图3的视图示出了本发明的另一实施例的驱动单元，其包括多个齿圈和齿形轮15；
图6至9各自示出了使用本发明装置的不同示例的示意图；
图10示出了包含多个容器的包装件的立体图。
具体实施方式
在附图中大体上由1表示的装置用于容器2在定向和输送区段5的对准或定向段5.1上的至少一次定向、受控旋转和传输，使得在对准之后，容器2具有期望的定向或已经在定向段5.1上旋转期望的角度量；在对准期间，根据当特定容器2进入定向段5.1时碰巧包含的特定容器2的定向，该旋转的角度量可以从容器2到容器2变化。
装置1尤其包括容器输送器，容器输送器在所示实施例中被驱动以围绕转子3上的竖直机器轴线MA(箭头A)旋转。多个容器保持器4.1-4.4设置在转子3的周边，沿旋转方向或输送方向A彼此接续，并且以相等的角度或节距距离围绕机器轴线MA彼此间隔开。为了简单起见，容器保持器4.1-4.4被表示为转盘，容器2以容器的底部直立在转盘上，容器保持器构成多组容器保持器、即在所示实施例中为四组容器保持器，每组容器保持器包括多个与该组相关联的容器保持器，即具有包括多个容器保持器4.1的第一组，包括多个容器保持器4.2的第二组，包括多个容器保持器4.3的第三组，以及包括多个容器保持器4.4的第四组。容器保持器4.1-4.4的数量在所有组中是相同的，并且例如是四个。
此外，容器保持器被布置成使得沿旋转方向或输送方向A，容器保持器4.1由容器保持器4.2接续，容器保持器4.2转而由容器保持器4.3接续，容器保持器4.3转而由容器保持器4.4接续，然后转而又由容器保持器4.1接续。因此容器保持器4.1-4.4构成容器保持器的多个序列4，每个序列4包括来自每组的容器保持器。
为了容器2的定向和受控旋转，容器2通过装置1的容器进入点1.1各个地转移至容器保持器4.1-4.4中的一个容器保持器。容器2在装置1的容器排出点1.2处从容器保持器4.1-4.2移除。转子3在容器进入点1.1和容器排出点1.2之间的旋转运动的角度范围构成定向和输送区段5。在此上，即在定向和输送区段5的定向段5.1上，容器2的至少一次定向和受控旋转通过相应的容器保持器4.1-4.4围绕其竖直轴线BA的受控旋转实现，例如通过至少一个传感器6的信号来控制，传感器6检测例如相应容器保持器4.1-4.4的和/或相应容器2的当前定向或旋转位置。传感器6可以是任何合适的器件，其允许以必要的方式检测容器2。例如，传感器是具有用于计算机辅助图像处理的下游系统的电子数码照相机。在对准之后，每个容器占据期望的定向和/或已经围绕其竖直容器轴线依照期望的角度量旋转出其初始定向。被定向段5.1沿输送方向A占据的长度等于序列4的对应长度或者等于序列4的容器保持器4.1-4.4之间的节距距离的总和。
装置1的特殊性在于，对于每组容器保持器的所有容器保持器4.1-4.4仅需要单个旋转驱动器，单个旋转驱动器仅执行相应组的容器保持器4.1-4.4围绕轴线BA的受控旋转。这通过定向段5.1的长度或角度范围至多等于序列4延伸覆盖的角度范围是可能的。在所示的实施例中，例如对应于定向段5.1的转子旋转运动的角度范围是90°或约90°或更小。
位于定向段5.1上的那些容器保持器4.1-4.4的各个控制的旋转通过为每组容器保持器4.1-4.4独立设置的旋转驱动器实现。每个组的剩余容器保持器4.1-4.4在该过程中必须共同旋转。
根据图2-4，为每个容器保持器组的容器保持器4.1-4.4共同设置的旋转驱动器由驱动单元7实现，对于每个组，该驱动单元7尤其包括形成闭环的不断地循环齿形带8.1-8.4。齿形带8.1-8.4和/或其环被安置在沿机器轴线MA的方向相对于彼此交错地间隔开的不同高度上。每个齿形带8.1-8.4越过齿形带轮9.1-9.4被引导，齿形带轮9.1-9.4对于每组容器保持器是各自的并且与机器轴线MA同轴地布置，并且齿形带轮越过导轮(未示出)以及越过从动齿形带轮10.1-10.4地驱动齿形带8.1-8.4。从动齿形带轮设置在可旋转地安装在转子3中的轴11上，所述轴分别与轴线BA同轴地定向并且承载容器保持器4.1-4.4。
中心齿形带轮9.1-9.4各自设置在轴12上，轴12优选与机器轴线MA同轴地布置，部分地彼此同心地围绕为空心轴并且彼此可旋转地安装。除了轴的中心齿形带轮9.1-9.4之外，每个轴12还包括构造为齿形轮或齿形带轮9.1a-9.4a的另一轮，另一轮由相应组的容器保持器的各个致动器或伺服电机(未示出)驱动。
如图3中所示，转子3可旋转地安装在机架13上。该机架还包括转子驱动器(未示出)，转子驱动器产生转子3围绕机器轴线MA的旋转运动，并且转子驱动器例如通过与机器轴线MA同轴布置的中心轴驱动转子3。将构造成空心轴的轴12然后布置在所述中心轴上。
在类似于图3中的视图中，图5示出了驱动单元7a，其可用于代替驱动单元7并且包括齿轮机构。可以通过其自身的致动器或伺服电机围绕机器轴线MA各个旋转的齿圈14.1-14.2设置成与机器轴线MA同轴并且齿圈在沿机器轴线MA的方向交错的多个高度上。每个齿圈14.1-14.4与一组容器保持器相关联。每组的容器保持器4.1-4.4通过齿形轮15.1-15.4与对应于该组的齿圈14.1-14.4连接，再次使得一组的所有容器保持器4.1-4.4利用为每组提供仅单个致动器或伺服电机在定向段5.1上受控地旋转，用于容器2的和容器保持器4.1至4.4的定向和受控旋转。
装置1的特别的优点尤其在于以下事实，即致动器或伺服电机的所需数量显著减少，即例如对于总共形成四个组的十六个容器保持器4.1-4.4需要仅仅四个致动器或伺服电机。这也使得所需控制的量显著减少。
图6至10示出了装置1的不同用途的示意图。
装置1例如用作贴标机16的一部分，贴标机借助于贴标单元16.1用于将标签贴附到由传感器单元6(图6)检测的容器2的给定区域。
装置1还可以例如用作为单元17的一部分，用于对准(已经)设有装饰的容器2，并且用于随后将对准的容器2转移到下游机器，例如转移到用于由多个容器2(图7)形成包装件的机器。
装置1还可以例如用作为单元18的一部分，用于对准具有多边形横截面的容器2，例如具有正方形或矩形横截面的容器，并且用于将对准的容器转移到下游机器，例如转移到用于由多个容器2(图8)形成包装件的机器。
装置1还可以例如用作为用于创建包装件20的系统19的一部分，每个包装件包括通过粘性涂层21粘合在一起的多个容器2，如图10中所示。
系统19包括至少一个装置1，但在所示的实施例中，系统包括两个装置1，在装置中，在容器穿过定向段5.1时通过定向和/或受控旋转的容器2在所需的外部区域上、即在所示的包装件20的情况下在围绕相应的容器轴线从彼此以90°偏移的外部区域上设有粘性涂层。粘性涂层21的施加在定向段5.1上或直接在定向区段5.1之后实现。
以上已经参照实施例描述了本发明。不言而喻，在不脱离本发明基础的发明构思的情况下，可以进行多种变化和修改。
因此，上面假定容器保持器4.1-4.4是转盘。容器保持器当然可不同地构造，例如作为用于保持悬挂的容器2的容器承载器(例如颈部保持器)或作为容器接触面被构造成以便旋转或循环用于容器的受控旋转的容器传输卡匣，并且例如由可被驱动以例如通过带8.1-8.4或类似带循环的至少一个对准带或对准环带形成。
上面还假定旋转控制的容器保持器4.1-4.4设置在循环转子3上。然而可替代地，容器2也可以移动通过定向和输送区段或者通过直立在输送带上的输送区段的定向段，在这种情况下旋转的容器保持器由布置在输送带旁边和/或上方的对准带组成。
附图标记列表
1 装置
2 容器
3 转子
4 序列
4.1-4.4 容器保持器
5 输送和定向区段
5.1 对准和输送区段
6 传感器
7、7a 驱动单元
8.1-8.4 带或齿形带轮
9.1-9.4 带轮或齿形带轮
9.1a-9.4a 驱动轮
10.1-10.4 带或齿形带轮
11、12 轴
13 机架
14.1-14.4 齿圈
15.1-15.4 齿形轮
16 贴标机
16.1 贴标单元
17、18 单元
19 用于生产包装件的系统
20 包装件
21 粘性涂层
BA 容器保持器的旋转轴线
MA 机器轴线

Claims (14)

1.一种用于容器(2)的受控定向和/或受控旋转的装置，所述装置包括用于将所述容器(2)在容器进入点(1.1)和容器排出点(1.2)之间的定向和输送区段(5)上沿输送方向(A)移动的输送元件(3)，所述装置包括多个容器保持器(4.1-4.4)，所述多个容器保持器沿输送方向(A)彼此接续并且所述多个容器保持器由驱动器旋转控制以便通过将容器围绕容器的容器轴线旋转或枢转来定向所述容器(2)，其中，所述容器保持器(4.1-4.4)形成至少两组容器保持器，其中，每组容器保持器包括至少两个容器保持器(4.1-4.4)且所述容器保持器(4.1-4.4)形成至少两个序列(4)，所述序列沿输送方向(A)彼此接续，并且在所述序列中设置每组中的一个容器保持器(4.1-4.4)，并且其中，为每组容器保持器(4.1-4.4)提供单独的致动器或旋转驱动器(7、7a)，通过所述致动器或旋转驱动器，相关的所述组的各容器保持器(4.1-4.4)受控地一起旋转。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定向和输送区段(5)或所述定向和输送区段(5)的一部分形成定向段(5.1)，并且其中，所述定向段(5.1)沿输送方向(A)包括的长度等于或近似等于所述容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)沿输送方向(A)各自包括的长度和/或等于或近似等于容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)的所述容器保持器(4.1-4.4)的节距距离的总和。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述定向和输送区段(5)或所述定向和输送区段(5)的一部分形成定向段(5.1)，并且其中，所述定向段(5.1)沿输送方向(A)包括的长度至多等于所述容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)沿输送方向(A)各自包括的长度和/或至多等于容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)的所述容器保持器(4.1-4.4)的节距距离的总和。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述定向段(5.1)沿输送方向(A)包括的长度小于所述容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)沿输送方向(A)各自包括的长度，和/或小于容器保持器(4.1-4.4)的序列(4)的所述容器保持器(4.1-4.4)的节距距离的总和。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，每组容器保持器(4.1-4.4)设有单独的致动器或伺服电机，所述致动器或伺服电机为了驱动目的与相关的所述组的容器保持器(4.1-4.4)通过环带驱动器、链驱动器或带驱动器(8.1-8.4)连接，所述环带驱动器、链驱动器或带驱动器与致动器或伺服电机独自相关联和/或通过与致动器或伺服电机独自相关联的齿轮机构相关联。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述容器保持器(4.1-4.4)是形成用于所述容器(2)的支撑表面的转盘或者所述容器保持器是用于所述容器(2)的悬挂保持的容器承载器。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个传感器(6)，所述至少一个传感器用于检测所述容器保持器(4.1-4.4)的和/或所述容器(2)的旋转位置，以用于所述容器保持器(4.1-4.4)的旋转运动的控制。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述输送元件是转子(3)，所述转子能够被驱动以围绕竖直的机器轴线(MA)旋转，并且在所述转子的周边上所述容器保持器(4.1-4.4)围绕所述机器轴线(MA)以相等的角度或节距距离交错设置。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，针对每组容器保持器(4.1-4.4)，所述致动器或旋转驱动器(7、7a)包括单独的驱动轮(8.1-8.4)，所述驱动轮用于带驱动器或链驱动器的环带状、带状或链状元件，和/或针对每组容器保持器(4.1-4.4)，所述致动器或旋转驱动器包括所述齿轮机构的单独的齿圈(14.1-14.4)。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置是具有至少一个贴标单元(16.1)的贴标机(16)的一部分，或者所述装置是单元(17、18)的一部分，所述单元用于容器(2)的定向并且用于将容器(2)以给定定向转移到下游装置，或者所述装置是系统(19)的一部分，利用该系统粘性涂层(21)被施加到所述容器(2)的呈现给定定向的区域，以便通过所述粘性涂层(21)将多个容器(2)组合成包装件。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少两个序列(4)相同。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述驱动轮(8.1-8.4)与所述机器轴线(MA)同轴地布置。
13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述齿圈(14.1-14.4)与所述机器轴线(MA)同轴地布置。
14.一种用于容器(2)的定向和/或旋转的方法，其中，当使用根据前述权利要求2至13中任一项所述的装置(1)时，每个容器(2)的至少一次定向和/或旋转通过当所述容器保持器(4.1-4.4)穿过所述定向段(5.1)时容器保持器的受控旋转而实现。
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