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Die
Erfindung betrifft einen Anrollkopf für Flaschenkapseln zum Anrollen
von auf den betreffenden Flaschenhals aufgesetzten Kapseln mit einer
axial über
eine Hubstrecke federbelastet bewegbaren Niederhalterstange, an
deren unterem Ende ein Niederhalter befestigt ist und die in radialem
Abstand von einem hohlen Grundkörper
umgeben ist, welcher von einem Motor drehangetrieben ist und außen radial bewegbare
Rollenhaltestangen aufweist, an deren unterem Ende jeweils eine
Andruckrolle drehbar gelagert ist, und mit Mitteln zum Einstellen
der radialen Andruckkraft der Andruckrollen.
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Es
gibt mit Korken verschlossene Getränkeflaschen, auf welche oben
von Hand oder maschinell automatisch Kapseln lose aufgesetzt werden,
die nachfolgend fest angerollt werden. Solche Flaschenkapseln können aus
wärmeschrumpfbaren
oder formbaren Materialien bestehen, zum Beispiel Polymermaterial
oder Metall, wie Aluminium oder Zinn. Weiterhin gibt es Kapselaufsetzmaschinen,
welche die in Stangenform angelieferten Flaschenkapseln vereinzeln
und locker auf den verschlossenen Hals einer Getränkeflasche
aufsetzen. Solche mit aufgesetzten Kapseln versehene Flaschen gelangen
bei bekannten Maschinen auf einen Drehteller, auf welchem umfangsmäßig im Abstand
eine Vielzahl von Flaschentellern mit lose auf diesen aufgestellten
Flaschen umlaufen. Jeder Flaschenteller gehört zu einer Station, die im
Abstand größer als
eine Flaschenhöhe
oben jeweils einen Anrollkopf aufweist, der kurvengesteuert axial
etwa senkrecht nach oben angehoben und bei oder nach seinem Umlaufen
auf dem Drehteller wieder abgesenkt werden kann.
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Der
Anrollkopf hat die Aufgabe, die lose auf den Flaschenhals oben aufgesetzte
Kapsel anzurollen, vorzugsweise faltenfrei und in einer für den Endverbraucher
möglichst
gut aussehenden, ansprechenden Form. Jeder Anrollkopf ist mit einer
Mehrzahl von Andruckrollen versehen, die am Außenumfang der Kapsel entlang
rollen und einen radial nach innen auf den Flaschenhals wirkenden
Anrolldruck ausüben,
während
sich der Anrollkopf axial relativ zu dem Flaschenhals hoch- und
herunterbewegt, damit die Andruckrollen auf die gesamte Kapsel einwirken können. Auf
diese Weise werden die Kapseln eng an den Flaschenhals angedrückt, so
daß sich
etwaige Erhebungen oder Wulste anschmiegen.
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Während der
Anrollbewegung drückt
das obere Ende des Flaschenhalses mit der Stirnfläche der
Kapsel gegen einen Niederhalter, der am unteren Ende einer axial
bewegbaren Niederhalterstange befestigt ist. Bei der gesteuerten
axialen Bewegung der Flaschen auf ihrem Bearbeitungsweg läuft der
Flaschenhals axial an den Andruckrollen nach oben bis zum Ende des
Axialhubes hoch und danach wieder herunter.
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Die
Andruckrollen sind am unteren Ende von Rollenhaltestangen drehbar
gelagert, wobei die Rollenhaltestangen gerade sind, in ihrer Grundstellung parallel
zur Niederhalterstangen verlaufen und in ihrem oberen Bereich schwenkbar
so gehalten sind, daß ihr
unteres Ende mit der jeweiligen Andruckrolle axial in eine Spreizstellung
herausgedrückt
werden kann. Dieses Herausdrücken
der Andruckrollen und damit das axiale Herausschwenken der Rollenhaltestangen
erfolgt zum Beispiel nach Andrücken
des Flaschenhalses an den Niederhalter und axialem Hochdrücken der
Niederhalterstange entgegen der genannten Federkraft, um die Kapsel
auf die Umfangsfläche
des Flaschenhalses zu bringen und anzurollen.
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Dieses
Andrücken
erfolgt mit einem gewissen radialen Druck der Andruckrollen gegen
die vom Flaschenhals abgestützte
Kapsel. Das Andrücken geschieht
durch Drehbewegungen der Andruckrollen um eine parallel zur Niederhalterstange
verlaufende Drehachse eines Grundkörpers, an welchem die Rollenhaltestangen
schwenkbar gelagert sind. Es versteht sich, daß bei zunehmender Drehzahl
dieses Grundkörpers
die auf die Andruckrollen wirkenden Zentrifugalkräfte die
Andruckkraft verringern. Ohne eine minimale Andruckkraft kann man
aber Kapseln nicht anrollen. Deshalb hat man bereits Elastomerringe
außen über das
Bündel
der schwenkbaren Rollenhaltestangen übergezogen, so daß eine entsprechende
radiale Federkraft (zum Beispiel durch Gummiringe) auf die Andruckrolle
ausgeübt
wird.
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Es
ist bekannt, daß es
Kapseln vieler unterschiedlicher Eigenschaften gibt, welche einerseits aus
dem Kapselmaterial und andererseits aus der Oberflächenbehandlung
resultieren. Sobald die eine Charge Kapseln einen anderen Lack hat
oder aus anderem Material geringerer oder höherer Härte besteht, ändert sich
für die
betreffende Charge bereits die Andruckkraft bei gleicher Drehzahl
der Rollenhaltestangen und ihrer Andruckrollen. Dies bedingt aufwendige
Kalibrierarbeiten für
die Elastomerringe, die für
jede Produktcharge anders eingesetzt werden müssen. Außerdem hat sich gezeigt, daß Elastomerringe
verschleißen
und auch nach korrektem Kalibrieren ihre Spannung verliegen mit
der Folge, daß das
Anrollbild trotz anfänglich
korrekter Kalibrierung schlecht wird.
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Man
hat daher bereits versucht, einen anderen Anrollkopf mit dynamischer
Auswuchtung zu entwickeln, der unter dem deutschen Aktenzeichen
DE 600 05 461 T2 veröffentlicht
wurde. Dieser bekannte Anrollkopf weist außer der federbelasteten Niederhalterstange
und dem Kranz der im Abstand außen herum
angeordneten Rollenhaltestangen gelenkig gehalterte zusätzliche
Arme außen
auf, die gegenüber
einer Lagerkugel am unteren Ende einen Sockel haben, der wiederum über eine
Druckfeder gegen die jeweils zugeordnete Rollenhaltestange drückt. Weiterhin
ist an dem Sockel ein Schwenkhebel angeordnet, der einerseits mit
dem Sockel und andererseits über
ein Druckteil gehalten ist. Dieses Druckteil arbeitet wiederum gegen
die Rollenhaltestange. Der bekannte Anrollkopf kann in einer speziellen
Stellung ausgewuchtet sein, in welcher eine Unabhängigkeit von
der Drehzahl der Motors erreicht wird. Mit Nachteil ist dieser Anrollkopf
aber außerordentlich
kompliziert und gegenüber
dem Einfluß der
Fliehkraft empfindlich. Wiederum gibt es Nachteile der Alterung
von Materialien, wobei sich insbesondere die Direktionskraft der
verschiedenen Druckfedern unkontrolliert verstellt. Die Herstellung
des bekannten Anrollkopfes ist kostspielig und die Montage und Wartung
sind zeitaufwendig und verringern die Gesamtleistung einer solchen
Anrollmaschine.
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Allen
bisher bekannten Anrollköpfen
haftet aber insbesondere der Nachteil an, daß die mit der Drehung der Rollenhaltestangen
zwangsläufig
einhergehende Fliehkraft und ihre Wirkung als nachteilig angesehen
werden. Alle bekannten Anrollköpfe
sehen daher Maßnahmen
vor, die scheinbar schädlichen
Wirkungen der Fliehkraft zu eliminieren oder zu überwinden. Dies kann aber weder
wartungsfrei noch einfacher gelingen, zumal bei erhöhter Maschinenleistung
auch die Drehzahl und damit die Fliehkraft größer werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Anrollkopf der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß der Aufbau einfacher, wirtschaftlicher
herstellbar und wartungsfrei wird. Eine weitere Aufgabe gemäß der Erfindung
besteht darin, die Abhängigkeit
der Druckkrafteinstellung von Werkstoffalterungen unabhängig zu
machen, so zum Beispiel mechanische Druckfedern oder Ela stomerringe zu
vermeiden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, bei dem neuen Anrollkopf
eine leichtere Einstellbarkeit der Andruckkraft zu erreichen.
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Mindestens
eine der vorstehenden Aufgaben wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Mittel zum Einstellen der radialen Andruckkraft der Andruckrollen
aus mit den Rollenhaltestangen in Eingriff stehenden Unwuchten bestehen,
welche bei zunehmender Drehzahl des Grundkörpers die jeweilige Andruckrolle
stärker
gegen das Werkstück
drücken. Jede
Andruckrolle wird wie bei den bekannten Anrollköpfen am unteren freien Ende
einer Rollenhaltestange gehalten, und nach der neuen Erfindung steht außerdem mit
jeder Rollenhaltestange eine Unwucht in Eingriff, die – nicht
wie beim Stand der Technik gegen die Fliehkraft arbeitet, sondern – unter
Ausnutzung der Fliehkraft die Andruckrolle in der gewünschten
Wirkrichtung radial so bewegt, daß je nach der Drehzahl die
Andruckrolle mehr oder weniger gegen das Werkstück, d.h. gegen die auf dem
Flaschenhals oben aufsitzende Kapsel, angedrückt wird. In überraschender
Weise kann so der Wirkdruck aller Andruckrollen durch Veränderung
der Drehzahl des Grundkörpers
gesteuert werden.
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Wenn
also gemäß der Erfindung
die Drehzahl des Motors stufenlos regelbar ist, kann man eine stufenlose
Veränderung
des Anrolldruckes der Rollen gegen die Flaschenkapsel erreichen.
Je nach den Eigenschaften der anzurollenden Flaschenkapseln kann
von Charge zu Charge die gewünschte
Andruckkraft durch einfachste Maßnahmen eingestellt werden.
Mittels Potentiometern kann man bekanntlich die Frequenz eines Elektromotors
regeln, so daß auf
diese Weise die jeweils gewünschte
Drehzahl des Antriebsmotors bzw. des Grundkörpers, an welchem die Rollenhaltestangen
schwenkbar gelagert sind, vorgegeben werden.
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Besonders
günstig
ist es dabei, wenn erfindungsgemäß die Unwucht
die Form einer Ringscheibe hat. Die Ringform der Scheibe ist daher
nützlich, daß in der
mittigen Ausnehmung wichtige Maschinenteile hindurchgehen können, zum
Beispiel die Niederhalterstange, an deren unterem Ende der Niederhalter
befestigt ist. Eine Ringscheibe ist wirtschaftlich herstellbar und
hat einen einfachen Aufbau. Sie braucht im Betrieb nicht verändert zu
werden und ist im Vergleich zu Elastomeren (beim Stand der Technik)
von Werkstoffalterungen unabhängig.
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Bei
vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Ringscheibe
auf einer Radialseite eine größere Masse
als auf der diametral gegenüberliegenden
Seite, wo sich ein Durchtrittsloch für den Durchtritt einer Rollenhaltestange
durch die Ringscheibe befindet. Die mittige Durchtrittsöffnung der Ringscheibe,
die oben schon angesprochen wurde, hat eine wesentlich größere Fläche, von
der sich das Durchtrittsloch unterscheidet. Letzteres hat einen Durchmesser,
der nur etwas größer als
der Außendurchmesser
der Rollenhaltestange ist, so daß diese Stange leicht gleitend
durch das Durchtrittsloch hindurchtreten kann. Das flächige Material
der Ringscheibe hat auf der erwähnten
einen Radialseite eine geringe Masse im Vergleich zu den umfangsmäßig etwa
um 90° von
dieser Seite versetzten anderen zwei Seiten und ganz besonders eine
geringere Masse im Vergleich zu der diametral gegenüberliegenden Seite.
Auf letzterer nämlich
befindet sich die größere Masse
mit der Folge, daß bei
einer Drehung der Ringscheibe um ihren Mittelpunkt die Fliehkraft
in der radialen Richtung der größeren Masse – von dem Durchtrittsloch
weg – wirkt
und mit der Ringscheibe auch die sich gleitend in dem Durchtrittsloch
befindliche Rollenhaltestange in die Wirkrichtung zu der größeren Masse
hin zu verschieben versucht. Auf diese Weise verschiebt die Rollenhaltestange,
durch die Ringscheibe gesteuert, die Andruckrolle auf die Flaschenkapsel
hin.
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Es
ist besonders zweckmäßig, wenn
gemäß der Erfindung
jeder Rollenhaltestange eine Ringscheibe zugeordnet ist. Auf diese
Weise hat man so viele Ringscheiben wie Andruckrollen und wie Rollenhaltestangen.
Jede Ringscheibe steuert damit unter Wirkung der Fliehkraft die
ihr zugeordnete Andruckrolle. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind
sechs Andruckrollen und damit auch sechs Rollenhaltestangen vorgesehen.
Zweckmäßigerweise sind
die Andruckrollen umfangsmäßig in gleichem Abstand
voneinander angeordnet, so daß sich
in Bezug auf das Zentrum der Ringscheibe jeweils zwei Andruckrollen
und damit auch Rollenhaltestangen diametral gegenüberliegen.
Dafür ist
es besonders zweckmäßig, wenn
die größere Masse
der Ringscheibe mit einem zu der mittigen Öffnung der Ringscheibe hin
offenen Schlitz für
den Gleitdurchgriff der Rollenhaltestange versehen ist, welcher
dem Durchtrittsloch etwa diametral gegenüberliegt. Betrachtet man im
Stillstand eine Ringscheibe und eine gerade Anzahl von Rollenhaltestangen,
von denen sich jeweils zwei diametral gegenüberstehen, dann läßt sich
leicht vorstellen, wie die eine Rollenhaltestange durch das erwähnte Durchtrittsloch
hindurchgeht, während
die gegenüberliegende
Haltestange durch den offenen Schlitz im Bereich der größeren Masse (der
Unwucht) hindurchgeht. Ohne eine radiale Beeinflussung der Ringscheibe
kann diejenige Rollenhaltestange, die in dem langlochförmigen offenen Schlitz
hin- und hergleiten kann, eine radiale Bewegung durchführen, die
von einer anderen, darüber oder
darunter angeordneten Ringscheibe gesteuert wird, als die in Ruhe
befindliche, soeben betrachtete Ringscheibe. Diese soeben betrachtete
Ringscheibe steuert also über
das Durchtrittsloch eine einzige Rollenhaltestange mit ihrer zugeordneten
Andruckrolle und erlaubt andererseits auf der diametral gegenüberliegenden
Seite eine radiale Pendelbewegung einer anderen Rollenhaltestange,
welche durch eine der darüber
oder darunter liegenden Ringscheibe gesteuert wird.
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Die
Erfindung ist weiterhin dadurch vorteilhaft ausgestaltet, daß die Niederhalterstange
etwa senkrecht zu der Ebene der Ringscheibe steht. Die Ringscheibe
erstreckt sich im wesentlichen in einer Ebene. Diese Ebene wird
bei der bevorzugten Ausführungsform
so angeordnet, daß die
Niederhalterstange etwa senkrecht durch diese Ebene und damit auch
durch die mittige Öffnung
hindurchgeht.
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Zur
Steigerung der Maschinenleistung werden Anrollköpfe mit mehreren Andruckrollen
eingesetzt, zum Beispiel und bevorzugt sechs Andruckrollen gleichmäßig auf
dem kreisförmigen
Umfang ver teilt. Dann ist es besonders zweckmäßig, wenn erfindungsgemäß bei mehreren
Andruckrollen mehrere Ringscheiben parallel zueinander und über- bzw.
untereinander gleitend in einem Gehäuse geführt sind. Ersichtlich kann
man ebene Ringscheiben besonders platzsparend in der erwähnten Parallelanordnung
in einem Gehäuse
anbringen. Das Gehäuse
kann dabei einen zylinderförmigen
Innenraum vorgeben, in welchem sich die Ringscheiben radial hin-
und herbewegen können.
In axialer Richtung halten zwei ebene Wandungen die Ringscheiben
in ihrer gewünschten parallelen
Lage. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Innenwandungen des
Gehäuses
und insbesondere deren ebene innere Oberflächen reibarm und verschleißfest sind,
so daß ein
Langzeitbetrieb praktisch ohne Wartung im Bereich der Ringscheiben möglich ist.
Zum Beispiel können
die gegeneinander bzw. parallel zueinander gleitenden Flächen einerseits
der Oberflächen
der Ringscheiben gegen die Gehäusewandungen
und andererseits der Ringscheiben gegeneinander durch Teflonbeschichtungen
reibarm gemacht werden. Nahezu alle Arten von Reibverminderung sind
denkbar, insbesondere auch die Materialauswahl der im allgemeinen
aus Metall bestehenden Ringscheiben. So haben Versuche mit Ringscheiben
aus Messing zu guten Erfolgen geführt.
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Während die
Achse des zylinderförmigen Gehäuses parallel
zu der Niederhalterstangen verläuft,
ist es darüber
hinaus erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn
das Gehäuse
neben den Andruckrollen im Bereich des unteren Endes des Grundkörpers an letzterem
angebracht ist und Langlöcher
für den Durchtritt
der Rollenhaltestangen und für
das Ermöglichen
deren Spreizbewegung aufweist. Die Niederhalterstange braucht nur
eine mittige Durchtrittsöffnung
verhältnismäßig kleinen
Durchmessers, damit nämlich
außer
der Stange auch der an dieser befestigte Niederhalter axial durch
das Gehäuse
hindurchgeführt
werden kann. Entsprechend muß die
mittige Öffnung
jeder Ringschreibe einen ausreichend großen Durchmesser in radialer
Richtung haben, daß bei
jeder Verschiebeposition der Ringscheibe der Niederhalter nicht
nur durch die Wandungen des Gehäuses,
sondern auch durch das Paket der übereinander angeordneten Ringscheiben
axial nach oben und unten hindurchtreten kann. Diese Notwendigkeit ist
gegeben, weil die Andruckrollen auf der Flaschenseite des Gehäuses unterhalb
des letzteren angeordnet sind und der Flaschenhals axial an diesen
vorbeigeführt
werden muß.
Außerdem
wird die obere Stirnseite des Flaschenhalses mit der aufgesetzten
Kapsel von dem Niederhalter mit Druck beaufschlagt, weil dadurch
die Flasche während
ihrer Bearbeitungsbewegungen gehalten wird. Damit die Andruckrollen
die Kapsel auf ihrer gesamten axialen Höhe überstreichen können, muß die Flasche
bzw. ihr oben liegender Hals mitsamt dem aufdrückenden Niederhalter an den
Andruckrollen vorbei und damit durch das Gehäuse und durch die Ringscheiben
hindurch tauchen können.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
befindet sich der Niederhalter zunächst in einer Lage etwas unterhalb
der Andruckrollen und verschiebt sich dann in den hohlen Grundkörper hinein nach
oben, so daß der
Hals der Flasche und damit die auf diesem aufgesetzte Flaschenkapsel
durch das Gehäuse
einmal nach oben und danach wieder unten hindurch taucht.
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Wenn
nun während
dieser axialen Bewegung der Motor die Andruckrollen in Rotation
hält, spreizen
sich die Rollenhaltestangen je nach der Drehzahl des Grundkörpers und
benötigen
also radialen Platz in den vorzugsweise ebenen Endflächen des
Gehäuses,
die bei der hier in Betrachtung stehenden bevorzugten Ausführungsform
etwa waagerecht angeordnet sind. Für diese Spreizbewegung befinden
sich entsprechend der Anzahl der Andruckrollen die erwähnten Langlöcher in
den parallelen Wandungen des Gehäuses.
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Vorteilhaft
ist es gemäß der Erfindung
ferner, wenn die Federbelastung der Niederhalterstange durch eine
Luftfeder erreicht wird. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Einsatz von mechanischen
Druckfedern weitgehend vermieden, so daß damit auch die Halterungsprobleme,
der Wartungsaufwand und andere Schwierigkeiten, zum Beispiel die
Einstellung auf unterschiedliche Chargen usw., ausgeschaltet sind.
Wie bei anderen bekannten Maschinen läuft auch bei einer hier vorgesehenen besonders
günstigen
Ausführungsform
ein Drehteller mit einer Vielzahl von Stationen um, wobei zu jeder Station
ein Flaschenteller unten und ein Anrollkopf oben gehört. Die
Flaschen werden einzeln zugeführt und
für den
Anrollvorgang unter den Niederhalter gesetzt. Während der Drehbewegung werden
die Flaschen dann entgegen der Federkraft der Luftfeder angehoben
und wieder abgesenkt. Der Hub beträgt 20 bis 75 mm und ist je
nach der Kapsellänge
einstellbar. Die Niederhalterstange ist an ihrem oberen, dem Niederhalter
gegenüberliegenden
Ende vorzugsweise mit einem Flachkolben verbunden, der in einem
Luftzylinder auf- und abbewegbar ist. Das Pneumatiksystem ist so
eingerichtet, daß alle
Luftzylinder der einzelnen Stationen miteinander verbunden sind
und die aus dem Luftzylinder oben austretende Luft, wenn die Niederhalterstange
hochgedrückt
wird, an anderer Stelle in einen anderen Luftzylinder hineingedrückt wird,
um dort den Flachkolben und damit auch den Niederhalter nach unten
zu drücken.
Der Fachmann erkennt, daß der
Einsatz einer Luftfeder zur Erreichung der Federbelastung erhebliche
Vorteile bringt im Verhältnis
zu mechanischen Druckfedern.
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Die
Drehzahl der Motors für
den erfindungsgemäßen Anrollkopf
beträgt
zwischen 800 und 1400 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 1000
und 1200 Umdrehungen pro Minute.
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Durch
den neuen Anrollkopf gemäß der Erfindung
kann man im Verhältnis
zu bekannten Kapselanrollmaschinen 30% weniger Stationen bei gleicher Leistung
erreichen. Die Herstellung des neuen Anrollkopfes gestattet einen
um 20% niedrigeren Kostenaufwand. Der Einsatz der Ringscheiben gestattet zudem
eine Wartungsfreiheit, die bislang im Zusammenhang mit den unvermeidlichen
Elastomeren nicht zu erwarten war.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Bei diesen zeigen:
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1 eine
Schnittansicht durch die bevorzugte Ausführungsform des Anrollkopfes
nach der Erfindung,
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1 mit Blickrichtung
von unten nach oben,
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3 die
Draufsicht auf eine Ringscheibe, deren Hauptebene im wesentlichen
in der Papierebene liegt,
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4 eine
Schnittansicht ähnlich
der Ansicht der 2, wobei jedoch zum besseren
Verständnis
und zur deutlicheren Darstellung nur zwei Ringscheiben gezeigt sind,
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5 eine
Draufsicht auf den Anrollkopf der 1, wenn
man dort unter Weglassung der untersten Zentrierplatte in Achsrichtung
von unten nach oben blickt,
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6 eine ähnliche
Darstellung wie 4, wobei jedoch der Motor abgeschaltet
ist und die Ringscheiben in einer beliebigen Position angehalten sind,
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7 eine ähnliche
Ansicht wie 5, wobei der eingeschobene Flaschenhals
mit auf dessen Umfang abrollenden Andruckrollen gezeigt ist.
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An
einem Halter 28 mit Schnellverschluß 29 für die Anbringung
an eine nicht gezeigte Hubstange ist ein Motor 1 mit Wicklung 29 und
Rotor 30, Lüfter 31 und
Motorwellenstumpf 2 befestigt und in Richtung des Doppelpfeils 32 auf-
und abbewegbar. Zwar könnte
die gesamte Anordnung des Anrollkopfes unter einem Winkel zum Lot
vorgesehen werden, bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform liegt
aber die strichpunktierte Längsmittelachse 3 des Anrollkopfes
ebenso in Lotrichtung wie die Auf- und Abbewegungsmöglichkeiten
in Richtung des Doppelpfeils 32 mit dem Halter 28.
Das nicht gezeigte Werkstück,
die Flasche, hat folglich ihren Flaschenhals oben, und die Flaschenkapsel
wird von oben auf den Hals der Flasche aufgesetzt.
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Zentrisch
in dem Anrollkopf verläuft
die Niederhalterstange 4, an deren unterem Ende ein Niederhalter 5 befestigt
ist. Die Niederhalterstange 4 besteht vorzugsweise aus
vollem Material und ist durch eine Sechskantausgestaltung verdrehgesichert.
Die obere strichpunktierte Position des Niederhalters 5 ist
seine äußerste obere
Stellung, während
die mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung des Niederhalters 5 unten
die unterste Position ist. Zusammen mit der Halterung 28 können der
Motor, die Niederhalterstange und alle damit verbundenen Teile in Richtung
des Doppelpfeils 32 nach oben und/oder nach unten verschoben
werden. Außerdem
kann der Niederhalter 5 entgegen der Kraft der Luftfeder
in dem Luftzylinder 6 aus seiner untersten in seine oberste
Position verschoben werden, wobei die Niederhalterstange 4 dann
mit Hilfe des oben angebrachten Flachkolbens 7 den gleichen
Hub nach oben erfährt.
Der Luftauslaß aus
dem Luftzylinder 6 ist hier nicht näher dargestellt, weil derartige
Luftzylinder an sich bekannt sind.
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Die
Niederhalterstange 4 ist in radialem Abstand außen – unterhalb
des Motorwellenstumpfes 2 – von einem zylindrischen Grundkörper 8 umgeben, der
mit Hilfe einer Überwurfmutter 9 an
dem Mo tonrwellenstumpf 2 trennbar angebracht ist. Unten
am Grundkörper 8 ist
der kreisscheibenförmige
Abdeckflansch 10 des allgemein mit 11 bezeichneten
Gehäuses
angeschweißt,
so daß bei
der hier gezeigten Ausführungsform
der Grundkörper
mit diesem Abdeckflansch 10 einstückig ist.
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Im
oberen Bereich des Grundkörpers 8 sind über einen
Spannring 12 sechs Rollenhaltestangen 13 schwenkbar
angelenkt. An ihrem unteren Ende trägt jede Rollenhaltestange 13 eine
Andruckrolle 14. In der am weitesten radial nach innen
zurückgezogenen
Position erstrecken sich die Rollenhaltestangen 13 parallel
zur Längsmittelachse 3 und
liegen praktisch lotrecht am Umfang des Grundkörpers 8 an, wie in
Figur gezeigt ist. Der Niederhalter 5 und der diesen hochdrückende Flaschenhals
können
an den Andruckrollen 14 nur nach oben in Richtung des Pfeils 32 gedrückt werden,
indem die Rollenhaltestangen 13 gespreizt und die Andruckrollen 14 radial
nach außen
gedrückt
werden.
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Im
Bereich über
den Andruckrollen 14 befindet sich das Gehäuse 11 mit
dem becherförmigen Unterteil 15 und
dem oben bereits erwähnten
Abdeckflansch 10, der fest mit dem Grundkörper 8 verschweißt ist.
Die Verbindung zwischen Unterteil 15 und Abdeckflansch 10 erfolgt über sechs
Verschraubungen 16. Die zugehörigen Schraubenlöcher 16' erkennt man
im Umfangsbereich der 5 und 7. In diesen
Figuren blickt man auf den Abdeckflansch 10, während der
schraffierte Kreis in den 2, 4 und 6 ein
Schnitt durch die Ringwand des Unterteils 15 ist.
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Unter
den Andruckrollen 14 ist eine Zentrierplatte 17 mit
ihrem Zentralloch 18 dargestellt. Diese Zentrierplatte
hat für
die erfindungsgemäße Funktion keine
Bedeutung.
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Schneidet
man das Gehäuse 11 entlang
der Linie II-II in 1, dann erhält man den Blick der 2.
Man kann sechs Rollenhaltestangen 13 erkennen, die sich
auf dem innersten, mit einer strichpunktierten Linie gezeigten Kreis
befinden, wobei es sich hier um den Zustand bei laufendem Motor
handelt, dessen Drehzahl etwa 1200 Umdrehungen pro Minute beträgt, wodurch
die sogenannte Grundstellung erreicht wird, in welcher die sechs
Rollenhaltestangen 13 lotrecht liegen.
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Jeder
Anrollkopf hat Mittel zum Einstellen der radialen Andruckkraft der
Andruckrollen an das Werkstück,
d.h. an die äußere Oberfläche der
auf dem Flaschenhals aufgesetzten Kapsel. Bei der hier dargestellten
Ausführungsform
bestehen die Mittel zum Einstellen dieser Andruckkraft aus Unwuchten, die
man in der Draufsicht der 3 erkennt.
Die Unwucht hat nämlich
die Form einer dort dargestellten Ringscheibe 19. Dieser
Ring ist nicht exakt kreisförmig.
Die Ringscheibe 19 ist vielmehr etwas gestaucht, und zwar
in Richtung der Linie von einem Durchtrittsloch 20 zu einem
Schlitz 21. In dieser Linie ist also das Maß der Ringscheibe 19 kleiner
als in der nicht gezeichneten Richtung senkrecht dazu. Die in 3 dargestellte
Scheibe ist deshalb eine Ringscheibe 19, weil sie im mittleren
Bereich eine mittige Öffnung 22 hat.
In der Darstellung der 3 befindet sich rechts von der
mittigen Öffnung 22 eine
größere Masse 23.
Dadurch erhält
die Ringscheibe 19 die Unwucht, denn man kann sich leicht
vorstellen, daß bei einer
Drehung der Ringscheibe 19 um eine senkrecht durch die
mittige Öffnung 22 gehende,
nicht dargestellte Achse die Fliehkräfte versuchen, die Ringscheibe 19 in
Richtung dieser größeren Masse 23 zu ziehen.
Bei einer Momentaufnahme, wenn die Ringschreibe 19 die
Position der 3 hat, zieht die Fliehkraft
also die Ringscheibe 19 nach rechts in Richtung des geschlossenen
Endes des Schlitzes 21. Dieser Schlitz 21 ist
radial nach außen
geschlossen und zu der mittigen Öffnung 22 hin
offen. In dieser Querrichtung der Scheibe, d.h. in der Verlängerung
des Schlitzes 21 nach links, liegt in der Nähe des linken
Randes der Ringscheibe 19 das erwähnte Durchtrittsloch 20 für den Durchtritt
einer Rollenhaltestange 13.
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Betrachtet
man wieder 1, dann sieht man in der Querschnittsansicht
in dem Gehäuse 11 sechs übereinander
angeordnete und parallel zueinander liegende Ringscheiben 19.
Stellt man sich die oberste Ringscheibe als die in 3 dargestellte Scheibe
in dieser Position vor, dann kann man sich vorstellen, wie die Rollenhaltestange 13 links
durch das Durchtrittsloch 20 hindurchtritt, während die
diametral gegenüberliegende
Rollenhaltestange 13 (rechts vom Grundkörper 8) durch den
Schlitz 21 hindurchgreift.
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4 zeigt
diese Grundstellung, bei welcher zwei Ringscheiben 19 nach
außen
zu der Ringwand des Unterteils 15 gezogen sind, weil der
Motor beispielsweise mit einer Drehzahl von 1000 Umdrehungen pro
Minute läuft.
Dadurch befindet sich die größere Masse 23 der
für den
Betrachter der 4 vorn liegenden Ringscheibe 19,
die mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, am rechten Rand. Infolgedessen ist
der Schlitz 21 nach rechts gewandert, so daß die Rollenhaltestange 13 sich
an seinem offenen linken Ende befindet. Durch das Wandern der Ringscheibe 19 nach
rechts wurde die nicht dargestellte Rolle der diametral gegenüberliegenden
linken Rollenhaltestange 13 in die in 1 gezeigte
lotrechte Position gezogen. Dem Betrachter der 4 zeigt
sich die dahinterliegende Ringscheibe 19 teilweise gestrichelt, wo
nämlich
die vordere Ringscheibe 19 darüberliegt. In 4 sind
zwar nur die zwei auf diametral gegenüberliegenden Seiten angeordneten
Schlitze 21 gezeigt, weil es hier nur zwei Ringscheiben 19 gibt,
man kann sich aber leicht vorstellen, daß auf dem strichpunktierten
Teilkreis 24 auch noch die anderen Rollenhaltestangen 13 der
anderen, nicht gezeigten Ringscheiben 19 angeordnet sind.
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Der
Darstellung der 1 und 4 entspricht
auch die Ansicht der 5 auf den Abdeckflansch 10.
Alle sechs Andruckrollen 14 liegen auf dem kleinsten Teilkreis,
weshalb sich die größten Außenumfänge der
Andruckrollen 14 gemäß dem jeweiligen
Rollkreis 25 überlappen.
Tatsächlich
sind die Andruckrollen 14 aber axial versetzt zueinander,
so daß sie
ohne Berührung
nebeneinander liegen können.
In der Position der 4 und 5 ist keine Flasche
bzw. kein Flaschenhals zwischen den Andruckrollen 14. Der
in den 5 und 7 gezeigte innerste Flaschenkreis 26 in
ausgezogener Linie zeigt die Position eines Randes, über welchen
die Andruckrollen 14 hinübergezogen werden müssen.
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Während die
Langlöcher 27 im
Abdeckflansch 10 fest angebracht sind, verschieben sich
die Flaschenkreise 26 von der Position der 5 radial nach
außen
in die der 7, wenn der Flaschenhals den
Hub nach oben in Richtung des oberen Pfeils 32 der 1 in
die strichpunktiert gezeichnete Stellung wechselt. Die Rollkreise 25,
d.h. die Außendurchmesser
der Andruckrollen 14, bewegen sich dann radial nach außen in die
Position der 7, um die Kapsel an den Flaschenhals
anzurollen.
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Wird
der Motor 1 abgeschaltet, dann bleiben die Ringscheiben 19 in
einer beliebigen Mittelposition stehen, wie zum Beispiel in 6 dargestellt
ist. Das heißt
andererseits auch, daß die
Rollenhaltestangen 13 in einer teilweise gespreizten Stellung
stehen bleiben. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des kleinsten
strichpunktierten Kreises der 6, welcher
jeweils durch die Stangenmitte geht, größer als in der Position in
der 4, die oben schon erläutert wurde.
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- 1
- Motor
- 2
- Motorwellenstumpf
- 3
- Längsmittelachse
des Anrollkopfes
- 4
- Niederhalterstange
- 5
- Niederhalter
- 6
- Luftzylinder
- 7
- Flachkolben
- 8
- Grundkörper
- 9
- Überwurfmutter
- 10
- Abdeckflansch
- 11
- Gehäuse
- 12
- Spannring
- 13
- Rollenhaltestangen
- 14
- Andruckrollen
- 15
- Unterteil
- 16
- Verschraubung
- 17
- Zentrierplatte
- 18
- Zentralloch
- 19
- Ringscheibe
- 20
- Durchtrittsloch
- 21
- Schlitz
- 22
- mittige Öffnung
- 23
- größere Masse
- 24
- Teilkreis
- 25
- Rollkreis
- 26
- Flaschenkreis
- 27
- Langloch
- 28
- Halter
- 29
- Schnellverschluß
- 30
- Rotor
- 31
- Lüfter
- 32
- Doppelpfeil
(Bewegungsrichtung)