DE10034907A1 - Maschine zum Behandeln von Flaschen, Dosen o. dgl. Behälter - Google Patents
Maschine zum Behandeln von Flaschen, Dosen o. dgl. BehälterInfo
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Abstract
Bei einer Maschine zum Behandeln von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter mit wenigstens einem Behälterträger an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor, ist für diesen Behälterträger ein individueller Stellantrieb vorgesehen, mit dem die Position und/oder Ausrichtung und/oder Orientierung und/oder Winkelstellung des Behälterträgers in Bezug auf den Rotor mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit in Abhängigkeit von Steuerparametern oder -Daten steuerbar ist. Die Steuer- und Regeleinheit ist unmittelbar an dem wenigstens einen Stellantrieb vorgesehen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Maschinen zum Behandeln von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter,
insbesondere auch solche umlaufender Bauart, bei denen die zu behandelnden
Behälter an Behälterträgern eines umlaufenden Rotors angeordnet sind, sind in
unterschiedlichsten Ausführungen und für verschiedenste Zwecke bekannt.
Bekannt sind ferner Etikettiermaschinen umlaufender Bauart, bei denen die
Behälterträger als Drehteller ausgebildet sind und die auf diesen Drehtellern
aufstehenden Behältern an verschiedenen Behandlungspositionen vorbeibewegt
werden, beispielsweise an einem Etikettieraggregat zur Übergabe von Etiketten an die
Behälter, an Anbürst- und Andrückstationen usw., wobei der jeweiligen
Behandlungsstation entsprechend ein Ausrichten des dortigen Behälters durch
gesteuertes Drehen des Drehtellers erfolgt. Insbesondere für die Etikettierung mit
längeren Etiketten, beispielsweise mit Rundum-Etiketten ist es bekannt, die Behälter
zum Anrollen dieser Etiketten um ihre vertikale Behälterachse zu drehen.
Bekannt ist speziell auch (EP 0 717 703 B1), für die Drehteller jeweils einen eigenen,
von einem Elektromotor gebildeten Drehantrieb vorzusehen und diese Drehantriebe
von einem zentralen Rechner zu steuern, und zwar u. a. in Abhängigkeit von aktuellen
Maschinenparametern, wie Dreh- oder Winkelstellung und/oder Drehgeschwindigkeit
des Rotors usw., sowie auch in Abhängigkeit von behandlungsspezifischen
Steuerparametern, d. h. von Parametern, die die Art der Behandlung der Behälter (z. B.
Etikettieren), die bei einer Behandlung notwendige Orientierung und/oder
Eigenrotation der Behälter usw. an verschiedenen Behandlungsstationen oder -
positionen berücksichtigen. Von Gebersignalen werden die aktuellen
Maschinenparameter abgeleitet. Die bekannte Maschine erfordert einen sehr
großvolumigen Datenaustausch zwischen den einzelnen Signalgebern, dem zentralen
Rechner und den Antrieben für die Drehteller.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine der vorgenannten Art hinsichtlich des
konstruktiven Aufwandes und hinsichtlich der Datenübertragung zu vereinfachen. Zur
Lösung dieser Aufgabe ist eine Maschine entsprechend dem Patentanspruch 1
ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Maschine, die beispielsweise eine Etikettiermaschine ist,
zeichnet sich u. a. durch einen vereinfachten und übersichtlichen Aufbau aus, der es
insbesondere auch gestattet, im Bedarfsfall die Stellantriebe für die Behälterträger
jeweils mit der zugehörigen Steuer- und Regelelektronik als komplette Baugruppe
auszutauschen. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung eine sehr
vereinfachte Datenübertragung, beispielsweise auch asynchrone Datenübertragung,
insbesondere während des Betriebs der Maschine.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die eher
behandlungsbezogenen oder -spezifischen Steuerparameter zumindest zum Teil in der
jeweiligen Steuer- und Regelelektronik abgelegt, so daß über die vorzugsweise als Bus
ausgebildete Datenverbindung im Extremfall während des Betriebs der Maschine
lediglich die aktuellen Maschinenparameter an die Steuer- und Regeleinheiten
übertragen werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung
wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Behälterbehandlungsmaschine gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 in vereinfachter Schnittdarstellung einen der Behälterträger der Maschine der
Fig. 1, zusammen mit dem zugehörigen Stell- bzw. Drehantrieb.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Maschine dient zum Behandeln von
Behältern 2, beispielsweise von Flaschen und dabei speziell zum Etikettieren der
Behälter 2.
Die Maschine 1 umfaßt u. a. einen um eine vertikale Maschinenachse VA mittels eines
Antriebs 3 umlaufend angetriebenen Rotor 4 mit Drehtisch 5, an dessen Umfang in
gleichmäßigen Winkelabständen um die Achse VA verteilt Behälterträger vorgesehen
sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind diese Behälterträger Drehteller 6, auf
denen die Behälter 2 mit ihrem Boden aufstehen und die jeweils um eine
Drehtellerachse DA parallel zur Maschinenachse VA gesteuert drehbar sind, und zwar
durch einen eigenen elektrischen Drehtellerantrieb 7.
Die Behälter 2 werden den Drehtellern 6 jeweils an einen Behältereinlauf
nacheinander zugeführt und nach dem Behandeln nacheinander an einem
Behälterauslauf von den Drehtellern 6 entnommen, wie dies dem Fachmann bekannt
ist. Im Winkelbereich der Drehbewegung des Drehtisches 5 zwischen dem
Behältereinlauf und dem Behälterauslauf erfolgt in ebenfalls bekannter Weise das
Behandeln, d. h. im vorliegenden Fall das Etikettieren der Behälter 2.
In Abhängigkeit von der Art der Behälter 2, von der Art der Behandlung, von dem
jeweiligen Behälterbereich, an dem das Etikettieren erfolgen soll, von den
Behandlungsstationen oder -aggregaten, an denen die auf den Drehtellern 6
aufstehenden Behälter 2 vorbeibewegt werden, von der Art und Ausbildung dieser
Behandlungsstationen oder -aggregate, d. h. im vorliegenden Fall von der Art der
Etikettieraggregate, der Stationen zum Andrücken oder Anbürsten der Etiketten usw. ist
bei jeder Behandlung eine bestimmte Orientierung der Behälter 2 notwendig, und
zwar durch gesteuertes Drehen der Drehteller 6 um ihre Achse DA (Lage- bzw.
Positionssteuerung).
Diese Lage- bzw. Positionssteuerung der Drehteller 6 ist u. a. abhängig von einer ersten
Gruppe von Steuerdaten, die aktuelle Maschinenparameter berücksichtigen, wie
Drehgeschwindigkeit und Winkelstellung des Drehtisches 5 bezogen auf eine
Ausgangsstellung. Die Lage- bzw. Positionssteuerung der Drehteller 6 durch ihre
individuellen Drehtellerantriebe 7 ist weiterhin auch abhängig von Parametern oder
Steuerdaten, die frei programmierbar sind und z. B. die Position des jeweiligen
Drehtellers 6 am Umfang des Rotors 5, die erforderliche Orientierung der Drehteller 6
und damit der Behälters 2 an einer bestimmten Behandlungsposition, die erforderliche
Rotation und/oder Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung der Drehteller 6 und
damit der Behälters 2 an einer bestimmten Behandlungsposition, beispielsweise an
einer Etikettierstation zum Übernehmen und/oder Anrollen eines Etiketts an die
Behälter usw. festlegen.
Zur Erfassung der Maschinenparameter (Winkelstellung und Geschwindigkeit des
Drehtisches 5) dient ein Lagegeber 8, dessen Signalausgang am Rotor 4 vorgesehen ist
und mit diesem Rotor umläuft. Vorgesehen ist weiterhin ein Bedientableau 9, welches
z. B. von einem Rechner mit Eingabetastatur, Bildschirm usw. gebildet ist und über
welches eine Steuerung und Programmierung der Maschine 1 möglich ist.
Jeder Drehtellerantrieb 7 umfaßt u. a. einen eigenen elektrischen Antriebs- oder
Stellmotor 10, der bei der dargestellten Ausführungsform ein Schrittschaltmotor ist. Die
Ausgangswelle des Antriebsmotors 10 ist jeweils mit dem zugehörigen Drehteller 6
verbunden. Jedem Antriebsmotor 10 ist ein eigener Lagegeber 11 zugeordnet, weicher
ein von der Stellung des Motors 10 und des Drehtellers 6 abhängiges Ist-Lage- oder Ist-
Positionssignal liefert.
Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, sind der Antriebsmotor 10 und der Geber 11
jeweils Bestandteil einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12, die für jeden
Drehtellerantrieb 7 gesondert vorgesehen ist, und zwar nach außen hin dicht gekapselt
in einem zylinderförmigen Gehäuse 13, welches am unteren Ende durch einen
angeformten Boden und am oberen Ende durch einen Flansch 14 verschlossen ist, an
dem der Drehteller 6 drehbar gelagert ist und auch der Antriebsmotor 10 mit dem
Geber 11 und die Steuer- und Regeleinheit 12 befestigt sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt jede Steuer- und Regeleinheit 12 im
wesentlichen zwei Baugruppen, nämlich eine Lageregelbaugruppe 15 und eine von
dem Ausgangssignal dieser Baugruppe angesteuerte Stromregelbaugruppe 16, die
ihrerseits den Antriebsmotor 10 ansteuert. Die Stromregelbaugruppe 16 enthält u. a.
eine als Leistungsstufe ausgebildete Ausgangsstufe zur Erzeugung der den
Antriebsmotor 10 (Schrittschaltmotor) ansteuernden Stromimpulse sowie einen
eigenen, internen Rückkoppelkreis 16', über den eine Regelung des Ausgangssignals
(z. B. Größe und Anzahl der Stromimpulse) auch in Abhängigkeit von dem
Ausgangssignal der Lageregelbaugruppe 15 erfolgt.
Die Lageregelbaugruppe 15 ist beispielsweise eine mikroprozessorgestützte
Baugruppe, die u. a. auch einem Mikroprozessor zugeordnete Speicher für Programme
und Daten enthält. Der Eingang jeder Lageregelbaugruppe 15 ist an eine
Datenverbindung 17 angeschlossen, die als Daten- und Adressbus ausgeführt ist und
über die an die Lageregelbaugruppen 15 bzw. an die Steuer- und Regeleinheiten 12
u. a. die von dem Lagegeber 8 abgeleiteten aktuellen Maschinenparameter
(Winkelstellung und Drehgeschwindigkeit des Rotors 4), aber auch beispielsweise über
das Tableau 9 oder eine Schnittstelle eingegebene Programme oder Daten übertragen
werden, beispielsweise die behandlungsspezifischen Daten (z. B. Orientierung des
jeweiligen Drehtellers 6 auch in Abhängigkeit von den aktuellen Maschinendaten),
und zwar auch zur Abspeicherung in den vorhandenen Speichern der
Lageregelbaugruppen 15.
Die Datenverbindung 17 ist vorzugsweise für eine bidirektionale Datenübertragung
ausgebildet, z. B. für eine Überprüfung der in den einzelnen Steuer- und Regeleinheiten
12 gespeicherten Daten. Die Datenverbindung 17 ist weiterhin vorzugsweise ein
Daten- und Adressbus, beispielsweise ein Bus mit elektrischen Leitungen oder ein
Lichtleiterbus.
Jede Steuer- und Regeleinheit 12 bildet einen Regelkreis mit Rückkopplung 18, über
die das der tatsächlichen Stellung des jeweiligen Drehtellers entsprechende und von
dem Geber 11 erzeugte Ist-Signal mit einem in der jeweiligen Lageregelbaugruppe 15
gebildeten Soll-Signal verglichen wird, so daß dann durch entsprechende Ansteuerung
der Stromregelbaugruppe 16 und damit des Motors 10 eine Nachregelung der Stellung
bzw. Winkelstellung oder Orientierung des Drehtellers 6 auf den Sollwert erfolgt.
Wie in der Fig. 2 dargestellt, ist der Drehtisch 5 im wesentlichen von einem die
vertikale Maschinenachse VA konzentrisch umschließenden Ringkörper 20 gebildet, in
dem die einzelnen Drehtellerantriebe 7 von oben her in an der Oberseite vorgesehene
Öffnungen eingesetzt und mit ihrem Flansch 14 befestigt sind.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es
versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne
daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, daß die Steuerung des jeweiligen
Drehtellerantriebs 7 bzw. des zugehörigen Antriebsmotors 10 jeweils in Abhängigkeit
von den aktuellen Maschinenparametern (Winkelstellung sowie Drehgeschwindigkeit
des Rotors 4), die von dem Geber 8 abgeleitet werden, und unter Berücksichtigung
weiterer, in den Lagereglerbaugruppen 15 abgespeicherter Parameter erfolgt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise an den einzelnen Drehtellern 6
Sensoren 19 vorzusehen, die zum Ausrichten der Behälter 2, beispielsweise zum
Etikettieren an bestimmten, für das jeweilige Etikett vorgesehenen Behälterflächen mit
markanten Bereichen, beispielsweise mit Nasen, Ausnehmungen usw. an den
Behältern 2 zusammenwirken. Die Signale dieser Sensoren 19 werden dann ebenfalls
der jeweiligen Lageregelbaugruppe 15 als Eingangs- oder Steuersignal zugeführt.
Weiterhin ist es selbstverständlich möglich, die beschriebene Ausbildung auch bei
Maschinen für eine andere Art der Behandlung von Behältern 2 vorzusehen,
beispielsweise bei Füll- und/oder Verschließmaschinen (z. B. zum Füllen und Schließen
von Bügelverschlußflaschen) usw.
1
Behälterbehandlungsmaschine
2
Behälter, beispielsweise Flasche
3
Maschinenantrieb
4
Rotor
5
Drehtisch
6
Drehteller
7
Drehtellerantrieb
8
Lagegeber
9
Bedientableau
10
Antriebsmotor, beispielsweise Schrittschaltmotor
11
Lagegeber
12
Steuer- und Regeleinheit
13
Gehäuse
14
Flansch
15
Lageregelbaugruppe
16
Stromregelbaugruppe
16
' interne Rückkopplung
17
Datenverbindung
18
Rückkopplung
19
Sensor
20
Rotorring
VA vertikale Maschinenachse
DA Drehtellerachse
VA vertikale Maschinenachse
DA Drehtellerachse
Claims (17)
1. Maschine zum Behandeln von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter (2) mit
einem um eine vertikale Maschinenachse (VA) umlaufenden Rotor (4), mit
wenigstens einem am Rotor (4) vorgesehenen Behälterträger (6) sowie mit
wenigstens einem für den Behälterträger (6) individuell vorgesehenen Stellantrieb
(10), mit dem die Ausrichtung des Behälterträgers in Bezug auf den Rotor (4) mittels
einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit in Abhängigkeit von Steuerparametern
oder -Daten steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinheit (12) des wenigstens einen Behälterträgers (6)
unmittelbar an dem wenigstens einen Stellantrieb (10) vorgesehen ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (4) um die
Maschinenachse (VA) verteilt mehrere Behälterträger (6) vorgesehen sind, und daß
jedem Behälterträger eine eigene Steuer- und Regeleinheit (12) zugeordnet ist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterträger
(6) Drehteller sind, die jeweils eine Standfläche für den Boden der Behälter (2)
bilden.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellantrieb ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor (10) zum Drehen
des jeweiligen Behälterträgers (6) um eine Achse (DA) parallel zur Maschinenachse
(VA) ist.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellantrieb ein Schrittschaltmotor (10) ist.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Steuer- und Regeleinheit (12) unmittelbar am Motor (10)
vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Steuer- und Regeleinheit (12) in einem gemeinsamen Gehäuse
(13) mit dem wenigstens einen Stellantrieb (10) untergebracht ist.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Stellantrieb (10) ein eigener Sensor oder einem Geber (11) zugeordnet
ist, der ein der Stellung des jeweiligen Stellantriebs bzw. Behälterträgers (6)
entsprechendes Signal an einen Eingang der Steuer- und Regeleinheit (12) liefert.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (11) und der
Stellantrieb (10) Bestandteil eines von der Steuer- und Regeleinheit (12) gebildeten
Regelkreises ist, in welchem die Steuerung des Stellantriebs (10) in Abhängigkeit
von dem Ist-Wert des Gebers und von einem von den Steuerparametern
abgeleiteten Sollwert erfolgt.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinheit (12) eine den Stellantrieb (10) ansteuernde
Endstufe oder Stromregelbaugruppe (16) mit interner Rückkopplung (16') aufweist.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinheit (12) eine Lageregelbaugruppe (15) aufweist, die in
Abhängigkeit von Steuerparametern sowie evtl. unter Berücksichtigung wenigstens
eines Sensor- oder Gebersignals (11, 19) ein Steuersignal zum Steuern des
Stellantriebes (10) erzeugt.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinheit (12) jeweils wenigstens einen eigenen
mikroprozessorgestützen Schaltkreis mit wenigstens einem Daten- und
Programmspeicher aufweist.
13 Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Steuer- und Regeleinheit (12) ein den Stellantrieb (10) steuerndes
Steuersignal unter Verwendung von aktuellen, zumindest der Stellung und/oder
Geschwindigkeit des Rotors (4) entsprechenden Maschinenparametern und/oder in
Abhängigkeit von Steuerparametern bildet, die die Lage bzw. Position und/oder
Orientierung und/oder Winkelstellung, die Drehrichtung, Drehgeschwindigkeit usw.
des jeweiligen Behälterträgers (6) vorzugsweise auch in Abhängigkeit von der
Stellung und/oder Drehgeschwindigkeit des Rotors (4) definieren.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerparameter
zumindest teilweise in einem Speicher der Steuer- und Regeleinheit (12) abgelegt
sind.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die aktuellen Maschinenparameter von wenigstens einem Geber (8) abgeleitet
werden, der für sämtliche Behälterträger (6) oder für jeweils eine Gruppe von
Behälterträgern (6) gemeinsam vorgesehen sind.
16. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinheiten (12) jeweils mit einer als Bus ausgebildeten
Datenverbindung (17) verbunden sind.
17. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre
Ausbildung als Etikettiermaschine.
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