DE102013204461A1

DE102013204461A1 - Rotary machine with a carousel and method for a rotary machine

Info

Publication number: DE102013204461A1
Application number: DE102013204461.5A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Davidson; Franz Lautenschlager
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Rundläufermaschine (1) mit einem Karussell (2) zur Förderung von Behältern (3) in Behälteraufnahmen (5) und einem Aggregat (4) zur Behandlung und/oder Inspektion der Behälter (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Karussell (2) mit einem Zahnrad (7) verbunden ist, in das wenigstens zwei Antriebe (8, 9) über Ritzel (10, 11) eingreifen, und wobei eine Motorregelung (14) in einem positionsgeregelten Betrieb des Karussells (2) dazu ausgebildet ist, die Drehmomente der beiden Antriebe (8, 9) derart zu regeln, dass sie entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad (7) wirken.Rotary machine (1) with a carousel (2) for conveying containers (3) in container receptacles (5) and an aggregate (4) for treating and / or inspecting the containers (3), characterized in that the carousel (2) also has a gear wheel (7) is connected, in which at least two drives (8, 9) engage via pinions (10, 11), and wherein a motor control (14) is designed in a position-controlled operation of the carousel (2) to reduce the torques of the regulate both drives (8, 9) in such a way that they act in opposite directions on the gearwheel (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundläufermaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 und ein Verfahren für eine Rundläufermaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 14. The invention relates to a rotary machine with the features of the preamble of claim 1 and a method for a rotary machine with the features of the preamble of claim 14.

Rundläufermaschinen werden üblicherweise in Getränkeverarbeitungsanlagen eingesetzt, wobei Behälter in Behälteraufnahmen eines Karussells gefördert und mit Aggregaten behandelt werden. Derartige Rundläufermaschinen sind beispielsweise Etikettiermaschinen, Druckmaschinen und/oder Inspektionsmaschinen. Hierbei wird üblicherweise das Karussell mit einem Elektromotor als Antrieb angetrieben und die Behälteraufnahmen relativ zum Karussell über eine Steuerkurve oder mittels separater Antriebe verdreht. Dadurch werden die Behälter mit dem Karussell an den einzelnen Aggregaten vorbeigeführt und können über die Verdrehung der Behälteraufnahmen am gesamten Behälterumfang etikettiert oder bedruckt werden. Rotary machines are commonly used in beverage processing plants, wherein containers are conveyed into container receptacles of a carousel and treated with aggregates. Such rotary machines are, for example, labeling machines, printing machines and / or inspection machines. Here, the carousel is usually driven by an electric motor as a drive and rotated the container receptacles relative to the carousel via a control cam or by means of separate drives. As a result, the containers with the carousel are guided past the individual units and can be labeled or printed on the rotation of the container receptacles on the entire container circumference.

Eine derartige Rundläufermaschine ist aus der DE 197 41 476 bekannt, wobei die Achsen des Karussells, der Behälteraufnahmen und des Greifmechanismus jeweils von einer Motor-Getriebeeinheit angetrieben werden. Nachteilig dabei ist, dass die dabei eingesetzten Zahnrad- oder Kettengetriebe spielbehaftet sind, wodurch die Positioniergenauigkeit bei der Behälterbehandlung leidet. Dadurch kann beispielsweise eine Bedruckung an einer falschen Position am Behälter aufgebracht sein. Such a rotary machine is from the DE 197 41 476 known, wherein the axes of the carousel, the container receptacles and the gripping mechanism are each driven by a motor-gear unit. The disadvantage here is that the gear or chain gears used here are subject to play, whereby the positioning accuracy suffers in the container treatment. As a result, for example, a printing can be applied to the container at a wrong position.

Darüber hinaus ist aus der DE 10 2008 038 146 eine Rundläufermaschine bekannt, bei der die Welle des Karussells mit einem Direktantrieb angetrieben wird. Derartige Direktantriebe sind durch die hohen Drehmomente beim Anlaufen der Rundläufermaschine entsprechend groß ausgelegt und dadurch kostenaufwändig. In addition, from the DE 10 2008 038 146 a rotary machine known, in which the shaft of the carousel is driven by a direct drive. Such direct drives are designed to be large due to the high torques when starting the rotary machine and thus expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rundläufermaschine bereitzustellen, die eine hohe Positioniergenauigkeit in Verbindung mit geringen Kosten für den Antrieb aufweist. The object of the present invention is to provide a rotary machine which has a high positioning accuracy in conjunction with low costs for the drive.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Rundläufermaschine mit einem Karussell nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils, gemäß dem das Karussell mit einem Zahnrad verbunden ist, in das wenigstens zwei Antriebe über Ritzel eingreifen und wobei eine Motorregelung in einem positionsgeregelten Betrieb des Karussells dazu ausgebildet ist, die Drehmomente der beiden Antriebe derart zu regeln, dass sie entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad wirken. The invention solves this problem in a rotary machine with a carousel according to the preamble of claim 1 with the features of the characterizing part, according to which the carousel is connected to a gear, engage in the at least two drives via pinion and wherein a motor control in a position-controlled operation the carousel is adapted to control the torques of the two drives so that they act opposite to each other on the gear.

Dadurch, dass zwei Antriebe über Ritzel in das Zahnrad eingreifen, das mit dem Karussell verbunden ist, können mit den beiden Antrieben zwei verschieden große Drehmomente auf das Zahnrad aufgebracht werden. Dadurch, dass nun die Motorregelung in dem positionsgeregelten Betrieb des Karussells die beiden Antriebe derart regelt, dass deren Drehmomente entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad wirken, wird das Zahnrad zwischen den Ritzeln verspannt. Anders ausgedrückt, greifen die Ritzel der beiden Antriebe durch die entgegengesetzt wirkenden Drehmomente so in das Zahnrad ein, dass deren Zahnflanken am Zahnrad immer anliegen. Hierdurch wird ein Spiel zwischen den Ritzeln und dem Zahnrad vermieden, wodurch die Motorregelung die Position des Karussells spielfrei regeln kann. Darüber hinaus kann der Grad der Verspannung des Zahnrads über die Motorregelung angepasst werden. Dadurch ist auf einfache Weise eine genaue Positionsregelung des Karussells bei geringen Kosten für das Antriebssystem möglich. The fact that two drives via pinion engage in the gear, which is connected to the carousel, two different torques can be applied to the gear with the two drives. The fact that now controls the motor control in the position-controlled operation of the carousel, the two drives such that their torques opposite to each other act on the gear, the gear between the pinions is braced. In other words, engage the pinion of the two drives by the oppositely acting torques in the gear so that their tooth flanks always abut the gear. As a result, a clearance between the pinions and the gear is avoided, whereby the engine control can regulate the position of the carousel without play. In addition, the degree of tension of the gear can be adjusted via the motor control. As a result, a precise position control of the carousel at low cost for the drive system is possible in a simple manner.

Die Rundläufermaschine kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Behälter können Flaschen, Dosen oder Tuben sein. Die Behälter können aus Glas oder Kunststoff sein. Die Rundläufermaschine kann eine Etikettiermaschine, eine Druckmaschine oder eine Inspektionsmaschine sein. Denkbar ist auch, dass die Rundläufermaschine eine Streckblasmaschine, ein Rinser, ein Füller, ein Verschließer oder eine Verpackungsmaschine ist. The rotary machine can be arranged in a beverage processing plant. The containers can be bottles, cans or tubes. The containers can be made of glass or plastic. The rotary machine may be a labeling machine, a printing press or an inspection machine. It is also conceivable that the rotary machine is a stretch blow molder, a rinser, a filler, a capper or a packaging machine.

Die Behälteraufnahmen können entlang des Umfangs des Karussells angeordnet sein. Die Behälteraufnahmen können die Behälter am Hals und/oder am Boden aufnehmen. Die Behälteraufnahmen können über eine Steuerkurve oder mit eigenen Antrieben drehbar ausgebildet sein. The container receptacles may be arranged along the circumference of the carousel. The container receptacles may receive the containers at the neck and / or at the bottom. The container receptacles can be designed to be rotatable via a control cam or with its own drives.

Das Aggregat zur Behandlung der Behälter kann ein Etikettieraggregat, ein Druckaggregat und/oder ein Inspektionsaggregat sein. Die Rundläufermaschine kann mehrere Aggregate aufweisen. Das Etikettieraggregat kann dazu ausgebildet sein, Etiketten an den Behältern anzubringen. Das Inspektionsaggregat kann dazu ausgebildet sein, die Qualität des Behälters, des Etiketts und/oder der Bedruckung zu inspizieren und kann insbesondere eine Kamera umfassen. The aggregate for treating the containers may be a labeling unit, a printing unit and / or an inspection unit. The rotary machine can have several units. The labeling unit can be designed to attach labels to the containers. The inspection unit can be designed to inspect the quality of the container, the label and / or the printing and can in particular comprise a camera.

Das Karussell kann als Drehteller ausgebildet sein, insbesondere wobei die Behälteraufnahmen an dessen Umfang angeordnet sind. Das Karussell kann über ein Lager drehbar gelagert sein, das insbesondere ein Kugel- oder Rollenlager ist. Das Zahnrad kann gegenüber dem Karussell feststehend sein. The carousel may be formed as a turntable, in particular wherein the container receptacles are arranged on the circumference thereof. The carousel may be rotatably supported by a bearing, which is in particular a ball or roller bearing. The gear may be stationary relative to the carousel.

Die Antriebe können jeweils eines der Ritzel umfassen. Die Antriebe können einen Elektromotor mit einer Achse umfassen, wobei die Ritzel mit den Achsen fest verbunden sind. Die Antriebe können ein Getriebe zwischen dem Elektromotor und dem Ritzel umfassen. Die Ritzel können einen kleineren Durchmesser aufweisen als das Zahnrad. The drives may each comprise one of the pinions. The drives may comprise an electric motor with an axis, wherein the pinions with the Axles are firmly connected. The drives may include a transmission between the electric motor and the pinion. The pinions may have a smaller diameter than the gear.

Die Motorregelung kann einen Mikroprozessor umfassen. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein, die Position des Karussells und/oder die Drehmomente der beiden Antriebe zu erfassen. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein, eine Stromversorgung der beiden Antriebe zu regeln. Die Motorregelung kann einen PID-Regler oder einen Zustandsregler umfassen. The engine control may include a microprocessor. The engine control can be designed to detect the position of the carousel and / or the torques of the two drives. The motor control can be designed to regulate a power supply of the two drives. The motor control may include a PID controller or a state controller.

Positionsgeregelter Betrieb des Karussells kann bedeuten, dass die Motorregelung dazu ausgebildet ist eine Ist-Winkelposition des Karussells mit einer Soll-Winkelposition zu vergleichen und die Antriebe derart zu regeln, dass die Differenz zwischen Ist- und Soll-Winkelposition minimiert wird. Die Winkelposition des Karussells kann ein Drehwinkel des Karussells gegenüber einer Referenz-Winkelposition sein. Position controlled operation of the carousel may mean that the motor control is configured to compare an actual angular position of the carousel with a desired angular position and to regulate the drives in such a way that the difference between actual and desired angular position is minimized. The angular position of the carousel may be a rotation angle of the carousel relative to a reference angular position.

Die Motorregelung kann in dem positionsgeregelten Betrieb des Karussells dazu ausgebildet sein, einen der zwei Antriebe positionsgeregelt und den anderen momentengeregelt zu regeln. Hierdurch wird die Ansteuerung der Motorregelung vereinfacht. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein, mit dem positionsgeregelten Antrieb die Winkelposition des Karussells und gleichzeitig mit dem momentengeregelten Antrieb ein konstantes Drehmoment auf das Zahnrad zu regeln. Dadurch kann das Zahnrad mit dem konstanten Drehmoment verspannt werden. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein, den positionsgeregelten Antrieb mit einer Positionskurve und den momentengeregelten Antrieb mit einer Momentenkurve zu regeln. Die Momentenkurve kann insbesondere ein konstantes Drehmoment zur Regelung vorgeben. In the position-regulated operation of the carousel, the motor control can be designed to regulate one of the two drives position-controlled and the other torque-controlled. As a result, the control of the engine control is simplified. The motor control can be designed to regulate the angular position of the carousel and at the same time with the torque-controlled drive a constant torque to the gear with the position-controlled drive. As a result, the gear can be clamped with the constant torque. The motor control can be designed to regulate the position-controlled drive with a position curve and the torque-controlled drive with a torque curve. The torque curve can in particular specify a constant torque for the control.

Die Motorregelung kann in einem geschwindigkeits- oder momentengeregelten Betrieb des Karussells dazu ausgebildet sein, die Drehmomente der beiden Antriebe derart zu regeln, dass sie gleichgerichtet zueinander auf das Zahnrad wirken. Dadurch, dass die Drehmomente in gleicher Richtung auf das Zahnrad wirken, wird der Energiebedarf für die Antriebe gesenkt, da das Zahnrad nun nicht mehr zwischen den beiden Ritzeln verspannt ist. Insbesondere kann die Motorregelung in dem geschwindigkeits- oder momentengeregelten Betrieb des Karussells dazu ausgebildet sein, dass beide Antriebe das gleiche Drehmoment auf das Zahnrad ausüben. Der positionsgeregelte Betrieb des Karussells kann stufenlos in den geschwindigkeits- oder den momentengeregelten Betrieb des Karussells übergehen und/oder umgekehrt. Es ist denkbar, dass während der Bedruckung der positionsgeregelte Betrieb des Karussells aktiviert wird und zwischen zwei Bedruckungsvorgängen der geschwindigkeits- oder momentengeregelte Betrieb des Karussells aktiviert wird. The motor control can be designed in a speed- or torque-controlled operation of the carousel to regulate the torques of the two drives such that they act rectified to each other on the gear. The fact that the torques act in the same direction on the gear, the energy requirement for the drives is lowered because the gear is no longer clamped between the two pinions. In particular, the engine control can be designed in the speed-controlled or torque-controlled operation of the carousel to ensure that both drives exert the same torque on the gear. The position-controlled operation of the carousel can be steplessly transferred to the speed-controlled or torque-controlled operation of the carousel and / or vice versa. It is conceivable that during the printing of the position-controlled operation of the carousel is activated and between two printing operations of the speed or torque-controlled operation of the carousel is activated.

Die Motorregelung kann in dem geschwindigkeitsgeregelten Betrieb des Karussells dazu ausgebildet sein, einen der zwei Antriebe geschwindigkeitsgeregelt und den anderen momentengeregelt zu regeln. Hierdurch wird der Aufwand in der Motorregelung vereinfacht und die Motorregelung kann von außen genauso angesprochen werden, wie die Regelung eines einzelnen Antriebs. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein den geschwindigkeitsgeregelten Antrieb mit einer Geschwindigkeitskurve und den momentengeregelten Antrieb mit einer Momentenkurve zu regeln. Die Momentenkurve kann insbesondere ein konstantes Drehmoment zur Regelung vorgeben. In the speed-controlled operation of the carousel, the engine control can be designed to regulate one of the two drives in a speed-controlled manner and the other torque-controlled. As a result, the effort in the engine control is simplified and the engine control can be addressed from the outside just as the regulation of a single drive. The motor control can be designed to regulate the speed-controlled drive with a speed curve and the torque-controlled drive with a torque curve. The torque curve can in particular specify a constant torque for the control.

Das Zahnrad kann mit dem Karussell über eine Welle verbunden sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion. Die Welle kann über Lager, insbesondere Kugel- oder Rollenlager, gelagert sein. The gear may be connected to the carousel via a shaft. This results in a particularly simple construction. The shaft can be mounted on bearings, in particular ball or roller bearings.

Die Ritzel können gegenüber dem Zahnrad vorgespannt sein. Hierdurch wird das Spiel zwischen den Ritzeln und dem Zahnrad noch geringer und die Positionierung des Karussells kann noch genauer geregelt werden. Die Ritzel können mit einer Feder gegen das Zahnrad verspannt sein. The pinions can be biased against the gear. As a result, the game between the pinions and the gear is even lower and the positioning of the carousel can be controlled more precisely. The pinions can be clamped with a spring against the gear.

Das Zahnrad kann an einer Kugeldrehverbindung angeordnet sein, über die das Karussell sowohl drehbar gelagert als auch angetrieben wird. Hierdurch kann die Lagerung und der Antrieb des Karussells besonders kompakt ausgeführt werden. Die Kugeldrehverbindung kann ein feststehendes Ringsegment und ein drehbares Ringsegment umfassen, die über Kugeln oder Rollen miteinander drehbar verbunden sind, wobei das drehbare Ringsegment das Zahnrad umfasst. The gear may be arranged on a ball slewing connection, via which the carousel is both rotatably supported and driven. As a result, the storage and the drive of the carousel can be made very compact. The ball pivot connection may comprise a fixed ring segment and a rotatable ring segment, which are rotatably connected to each other via balls or rollers, wherein the rotatable ring segment comprises the gear.

Das Zahnrad der Kugeldrehverbindung kann unmittelbar mit einem Drehteller des Karussells verbunden sein. Dadurch wird keine Welle zur Verbindung zwischen der Kugeldrehverbindung und dem Drehteller des Karussells benötigt. Dadurch kann die Konstruktion besonders einfach und kostengünstig aufgebaut werden. Dabei kann das drehbare Ringsegment der Kugeldrehverbindung unmittelbar mit dem Drehteller verbunden sein. "Unmittelbar verbunden" kann bedeuten, dass die beiden Teile direkt miteinander über eine verschraubte oder verschweißte Verbindung verbunden sind. Alternativ kann dies bedeuten, dass der Drehteller mit dem drehbaren Ringsegment der Kugeldrehverbindung und dem Zahnrad einteilig ausgebildet ist. Dadurch werden weniger Teile für das Karussell benötigt. The gear of the ball slewing connection can be connected directly to a turntable of the carousel. As a result, no shaft for connection between the ball slewing and the turntable of the carousel is needed. As a result, the construction can be constructed in a particularly simple and cost-effective manner. In this case, the rotatable ring segment of the ball slewing connection can be connected directly to the turntable. "Immediately connected" may mean that the two parts are directly connected to each other via a bolted or welded connection. Alternatively, this may mean that the turntable is integrally formed with the rotatable ring segment of the ball pivot connection and the gear. This will require fewer parts for the carousel.

Das Karussell kann entweder direkt oder über ein Getriebe mit einem Drehgeber verbunden sein. Hierdurch kann die Position des Karussells besonders gut erfasst werden. Der Drehgeber kann ein Sensor sein, mit dem die Winkelposition des Karussells erfassbar ist. Der Drehgeber des Karussells kann mit der Motorregelung verbunden sein. Der Drehgeber kann ein Absolutwertdrehgeber und/oder ein Inkrementalgeber sein. Der Drehgeber kann auf der Achse des Karussells angeordnet sein. The carousel can be connected either directly or via a gearbox with a rotary encoder. As a result, the position of the carousel can be detected particularly well. The rotary encoder can be a sensor with which the angular position of the carousel can be detected. The rotary encoder of the carousel can be connected to the engine control. The rotary encoder can be an absolute rotary encoder and / or an incremental encoder. The rotary encoder can be arranged on the axis of the carousel.

Die Antriebe können Servomotoren umfassen, die insbesondere Synchronmotoren sind. Hierdurch kann eine besonders hohe Positionierungsgenauigkeit des Karussells erzielt werden. Die Synchronmotoren können Magnete auf einem Rotor umfassen, die dazu ausgebildet sind, sich synchron zu einem magnetischen Wechselfeld des Stators zu bewegen. The drives may include servomotors, which are in particular synchronous motors. As a result, a particularly high positioning accuracy of the carousel can be achieved. The synchronous motors may comprise magnets on a rotor which are adapted to move in synchronism with an alternating magnetic field of the stator.

Den Antrieben kann jeweils ein Sensor zur Erfassung des Drehwinkels, der Drehzahl und/oder des Drehmoments zugeordnet sein. Hierdurch kann die Motorregelung die Antriebe besonderes präzise regeln. Die Motorregelung kann dazu ausgebildet sein, das Drehmoment wenigstens einer der Antriebe über einen Antriebsstrom zu bestimmen. Der Sensor zur Erfassung des Drehwinkels und/oder der Drehzahl kann ein Drehgeber sein. Der Sensor kann bei wenigstens einem Antrieb direkt auf der Motorachse angeordnet sein. The drives can each be assigned a sensor for detecting the angle of rotation, the rotational speed and / or the torque. This allows the motor control regulate the drives very precise. The motor control can be designed to determine the torque of at least one of the drives via a drive current. The sensor for detecting the rotation angle and / or the rotational speed may be a rotary encoder. The sensor can be arranged at least one drive directly on the motor axis.

Wenigstens ein Antrieb kann ein Asynchronmotor und wenigstens ein anderer Antrieb kann ein Synchronmotor sein. Da Asynchronmotoren typischerweise für die Bereitstellung von hohen Antriebsleistungen kostengünstiger als Synchronmotoren sind und Synchronmotoren eine höhere Positioniergenauigkeit aufweisen, ist es so möglich, dass der Asynchronmotor den wesentlichen Teil der Antriebsleistung für das Karussell bereitstellt und der Synchronmotor die genaue Positionierung des Karussells ermöglicht. At least one drive may be an asynchronous motor and at least one other drive may be a synchronous motor. Since asynchronous motors are typically more cost effective than synchronous motors for providing high drive power and synchronous motors have higher positioning accuracy, it is possible for the asynchronous motor to provide most of the drive power to the carousel and allow the synchronous motor to precisely position the carousel.

Darüber hinaus stellt die Erfindung mit dem Anspruch 14 ein Verfahren für eine Rundläufermaschine bereit, wobei Behälter in einem Karussell gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Karussell über ein Zahnrad von wenigstens zwei Antrieben angetrieben wird, und wobei das Karussell positionsgeregelt wird und die Drehmomente der Antriebe so geregelt werden, dass sie entgegengesetzt auf das Zahnrad wirken. In addition, the invention with claim 14 provides a method for a rotary machine, wherein containers are conveyed in a carousel, characterized in that the carousel is driven by a gear of at least two drives, and wherein the carousel is position-controlled and the torques of the Drives are controlled so that they act opposite to the gear.

Dadurch, dass das Zahnrad von wenigstens zwei Antrieben angetrieben wird, können mit den beiden Antrieben jeweils unterschiedliche Drehmomente auf das Zahnrad ausgeübt werden. Dadurch, dass diese Drehmomente entgegengesetzt auf das Zahnrad wirken, kann das Zahnrad verspannt werden und ein Spiel zwischen den Antrieben und dem Zahnrad kann dadurch vermieden werden. Dadurch wird auf besonders kostengünstige Weise eine genaue Positionierung des Karussells ermöglicht. Characterized in that the gear is driven by at least two drives, in each case different torques can be exerted on the gear with the two drives. The fact that these torques act opposite to the gear, the gear can be braced and play between the drives and the gear can be avoided. As a result, a precise positioning of the carousel is made possible in a particularly cost-effective manner.

Die zuvor in Bezug auf die Rundläufermaschine beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination mit dem Verfahren für eine Rundläufermaschine kombiniert werden. The features described above with respect to the rotary machine can be combined individually or in combination with the method for a rotary machine.

Das Verfahren kann insbesondere bei einer oben beschriebenen Rundläufermaschine angewendet werden. The method can be used in particular in a rotary machine described above.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt: Further features and advantages of the invention will be explained below with reference to the embodiments illustrated in the figures. Showing:

1 eine Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rundläufermaschine in einer Draufsicht; 1 an overview of a rotary machine according to the invention in a plan view;

2 eine perspektivische Seitenansicht des Antriebsstrangs der erfindungsgemäßen Rundläufermaschine aus 1; und 2 a perspective side view of the drive train of the rotary machine according to the invention 1 ; and

3 eine seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rundläufermaschine mit einer Kugeldrehverbindung. 3 a side sectional view of another embodiment of the rotary machine according to the invention with a ball slewing connection.

1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rundläufermaschine 1 in einer Draufsicht. Die Rundläufermaschine 1 ist hier als Etikettiermaschine ausgebildet. Zu sehen ist, dass die Behälter 3 von links kommend mit einer Förderschnecke 17 und einem Förderstern 15 dem Karussell 2 zugefördert werden. Auf dem Karussell 2 werden die Behälter 3 in Behälteraufnahmen aufgenommen (hier nicht dargestellt) und an einzelnen Etikettieraggregaten 4 vorbeigeführt. Mit den Etikettieraggregaten 4 werden dabei Etiketten auf die Behälter 3 an verschiedenen Positionen aufgebracht. Nach erfolgter Etikettierung werden dann die Behälter 3 durch den Förderstern 16 dem Auslauf der Maschine zugeführt. Anschließend können die Behälter 3 beispielsweise in einer Verpackungsmaschine verpackt werden. 1 shows an overview of a rotary machine according to the invention 1 in a top view. The rotary machine 1 is designed here as a labeling machine. You can see that the containers 3 coming from the left with a screw conveyor 17 and a conveyor star 15 the carousel 2 be promoted. On the carousel 2 become the containers 3 taken in container receptacles (not shown here) and on individual labeling units 4 past. With the labeling units 4 labels are applied to the containers 3 applied at different positions. After labeling, then the container 3 through the conveyor star 16 fed to the outlet of the machine. Then the containers can 3 For example, be packaged in a packaging machine.

Die Etikettieraggregate 4 weisen jeweils einen Etikettenvorrat 4a auf, aus dem mit den Paletten 4b Etiketten entnommen, beleimt und über den Greifermechanismus 4c auf die Behälter 3 aufgebracht werden. Hierbei ist besonders wichtig, dass die Etiketten an den Behältern 3 genau positioniert werden. The labeling units 4 each have a label stock 4a on, out of the with the pallets 4b Removed labels, glued labels and the gripper mechanism 4c on the containers 3 be applied. It is particularly important that the labels on the containers 3 be accurately positioned.

Dazu ist es notwendig, dass die Behälter 3 mithilfe des Karussells 2 genau gegenüber den Etikettieraggregaten 4 positioniert werden. Dies wird in der nachfolgenden 2 genauer beschrieben. For this it is necessary that the containers 3 using the carousel 2 exactly opposite the labeling units 4 be positioned. This will be in the following 2 described in more detail.

2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Antriebsstrangs der erfindungsgemäßen Rundläufermaschine 1 aus der 1. Zu sehen ist, dass das Karussell 2 einen Drehteller 2a umfasst, auf dem die Behälter 3 in umfänglich angeordneten Behälteraufnahmen 5 gefördert werden. Der Drehteller 2a ist dabei über eine Welle 6 mit dem Zahnrad 7 fest verbunden. Diese gesamte Einheit wird wiederum mit dem Lager 13 an der Welle 6 drehbar gelagert. Zu sehen ist auch, dass die beiden Antriebe 8 und 9 über die Ritzel 10 und 11 jeweils in das Zahnrad 7 eingreifen. 2 shows a perspective side view of the drive train of the rotary machine according to the invention 1 from the 1 , You can see that the carousel 2 a turntable 2a includes on which the containers 3 in circumferentially arranged container receptacles 5 be encouraged. The turntable 2a is about a wave 6 with the gear 7 firmly connected. This entire unit will turn to the warehouse 13 on the shaft 6 rotatably mounted. You can also see that the two drives 8th and 9 over the pinions 10 and 11 each in the gear 7 intervention.

Der erste Antrieb 8 umfasst einen Elektromotor 8b, an dessen Welle das Untersetzungsgetriebe 8a angeflanscht ist. Der Elektromotor 8b ist hier als Synchronmotor ausgebildet, der mit einem Regelungsmodul 14d in der Motorregelung 14 verbunden ist. Darüber hinaus umfasst der Antrieb 8 den Sensor 8c, der hier als Drehgeber ausgebildet ist. Dieser erzeugt Impulse, die ebenfalls mit der Motorregelung 14 und dessen Regelungsmodul 14d erfasst werden. Die Abtriebswelle des Getriebes 8a ist wiederum mit dem Ritzel 10 fest verbunden. Da das Untersetzungsverhältnis des Getriebes 8a bekannt ist, kann über den Sensor 8c die genaue Winkelposition des Ritzels 10 erfasst werden. The first drive 8th includes an electric motor 8b , on whose shaft the reduction gear 8a is flanged. The electric motor 8b is designed here as a synchronous motor with a control module 14d in the engine control 14 connected is. In addition, the drive includes 8th the sensor 8c , which is designed here as a rotary encoder. This generates pulses, which are also with the motor control 14 and its control module 14d be recorded. The output shaft of the transmission 8a is in turn with the pinion 10 firmly connected. As the reduction ratio of the transmission 8a It can be known about the sensor 8c the exact angular position of the pinion 10 be recorded.

Der zweite Antrieb 9 ist hier baugleich zum ersten Antrieb 8 ausgebildet. Dieser umfasst ebenfalls das Untersetzungsgetriebe 9a, den Elektromotor 9b und den Sensor 9c zur Erfassung des Drehwinkels. Der Elektromotor 9b ist hier ebenfalls als Synchronmotor ausgebildet und ist mit dem zweiten Regelungsmodul 14b der Motorregelung 14 verbunden. Darüber hinaus ist auch der Sensor 9c mit dem Regelungsmodul 14b der Motorregelung 14 verbunden. The second drive 9 is identical here to the first drive 8th educated. This also includes the reduction gear 9a , the electric motor 9b and the sensor 9c for detecting the angle of rotation. The electric motor 9b is also designed here as a synchronous motor and is connected to the second control module 14b the engine control 14 connected. In addition, the sensor is also 9c with the control module 14b the engine control 14 connected.

Darüber hinaus wird die Winkelposition des Karussells 2 mit dem Drehgeber 12 an der Welle 6 erfasst. Der Drehgeber 12 ist hier als Absolutwertdrehgeber ausgebildet und übermittelt die absolute Position (Drehwinkelposition) des Karussells 2 an die Motorregelung 14. Alternativ kann der Drehgeber 12 auch als Inkrementalgeber ausgebildet sein, wobei dann zusätzlich mit einem Referenzsensor eine definierte Referenzposition des Karussells 2 erfassbar ist (hier nicht dargestellt). In addition, the angular position of the carousel 2 with the rotary encoder 12 on the shaft 6 detected. The encoder 12 is designed here as absolute encoder and transmits the absolute position (rotational position) of the carousel 2 to the engine control 14 , Alternatively, the encoder 12 be designed as an incremental encoder, in which case in addition to a reference sensor, a defined reference position of the carousel 2 can be detected (not shown here).

Die Motorregelung 14 ist dazu ausgebildet, in einem positionsgeregelten Betrieb des Karussells 2 die Drehmomente der beiden Antriebe 8 und 9 derart zu regeln, dass sie entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad 7 wirken. The engine control 14 is designed to be in a position-controlled operation of the carousel 2 the torques of the two drives 8th and 9 to regulate such that they are opposite to each other on the gear 7 Act.

Die Motorregelung 14 ist hier mit dem Masterregelmodul 14a so ausgebildet, dass der erste Antrieb 8 mit dem Regelungsmodul 14d mittels der Winkelposition des Karussells 2 positionsgeregelt wird. Hierzu ist im Masterregelmodul 14a eine Positionskurve mit einer Soll-Winkelposition des Karussells 2 für jeden Zeitpunkt innerhalb eines Arbeitszyklus hinterlegt. Gleichzeitig wird die Ist-Winkelposition des Karussells 2 über den Drehgeber 12 kontinuierlich mit dem Positionserfassungsmodul 14c erfasst. Mit dem Regelmodul 14d wir dann der Strom für den Antrieb 8 derart geregelt, dass die vom Drehgeber 12 erfasste Ist-Winkelposition mit der Soll-Winkelposition übereinstimmt. The engine control 14 is here with the master rule module 14a designed so that the first drive 8th with the control module 14d by means of the angular position of the carousel 2 is position-controlled. This is in the master rule module 14a a position curve with a desired angular position of the carousel 2 deposited for each time within a work cycle. At the same time the actual angular position of the carousel becomes 2 via the rotary encoder 12 continuously with the position detection module 14c detected. With the control module 14d we then the power for the drive 8th so regulated that from the encoder 12 detected actual angular position coincides with the desired angular position.

Gleichzeitig gibt das Masterregelmodul 14a dem Motorregelungsmodul 14b für den zweiten Antrieb 9 ein konstantes Soll-Drehmoment vor, das entgegen der Drehrichtung des Zahnrads 7 wirkt. Das Ist-Drehmoment wird von dem Regelungsmodul 14b durch die Messung des Motorstroms, sowie über die Drehzahl des Antriebs 9 bestimmt. Die Drehzahl des Antriebs 9 wird hier von dem Regelungsmodul 14b über den Sensor 9c erfasst. Durch das entgegengesetzt zur Drehrichtung des Karussells 2 wirkende Drehmoment des zweiten Antriebs 9 wird das Zahnrad 7 abgebremst. Da jedoch dem Antrieb 8 durch das Regelungsmodul 14d eine bestimmte Soll-Winkelposition des Karussells 2 vorgegeben wird, wirkt der Antrieb dieser Abbremsung entgegen. At the same time, there is the master control module 14a the engine control module 14b for the second drive 9 a constant target torque in front, opposite to the direction of rotation of the gear 7 acts. The actual torque is from the control module 14b by measuring the motor current and the speed of the drive 9 certainly. The speed of the drive 9 is here from the control module 14b over the sensor 9c detected. By the opposite to the direction of rotation of the carousel 2 acting torque of the second drive 9 becomes the gear 7 braked. However, because the drive 8th through the control module 14d a certain desired angular position of the carousel 2 is specified, the drive counteracts this deceleration.

Folglich wirken die Drehmomente der beiden Antriebe 8 und 9 entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad 7, so dass es zwischen den beiden Ritzeln 10 und 11 verspannt ist. Hierdurch kann die Regelung der Position des Karussells 2 spielfrei und damit besonders genau erfolgen. Gleichzeitig kann mit der Größe des Gegendrehmoments des zweiten Antriebs 9 die Kraft zur Verspannung des Zahnrads 7 so eingestellt werden, dass der Energieverbrauch der beiden Antriebe 8 und 9 insgesamt nicht zu hoch ist. Consequently, the torques of the two drives act 8th and 9 opposite to each other on the gear 7 so it's between the two sprockets 10 and 11 is tense. This allows the regulation of the position of the carousel 2 free of play and therefore very accurate. At the same time, with the size of the counter torque of the second drive 9 the force to brace the gear 7 be adjusted so that the energy consumption of the two drives 8th and 9 Overall, not too high.

Darüber hinaus ist die Motorregelung 14 in einem geschwindigkeitsgeregelten Betrieb des Karussells 2 dazu ausgebildet, die Drehmomente der beiden Antriebe 8 und 9 derart zu regeln, dass sie gleichgerichtet zueinander auf das Zahnrad 7 wirken. Beispielsweise kann der geschwindigkeitsgeregelte Betrieb dann aktiviert werden, wenn zwischen zwei Behältern 3 keine Etikettierung erfolgt. Folglich ist also während dieses Zeitraumes keine genaue Positionierung des Karussells 2 erforderlich. In addition, the engine control 14 in a speed-controlled operation of the carousel 2 adapted to the torques of the two drives 8th and 9 to regulate such that they are rectified to each other on the gear 7 Act. For example, the speed-controlled operation can be activated when between two containers 3 no labeling. Consequently, therefore, during this period, no accurate positioning of the carousel 2 required.

Hierbei wird auch das Drehmoment des Antriebs 8 auf das Zahnrad 7 über den Strom des Motors 8b mittels des Regelungsmoduls 14d erfasst. Darüber hinaus wird die Drehzahl des Antriebs 8 über den Sensor 8c erfasst und durch das Regelungsmodul 14d ausgewertet. This is also the torque of the drive 8th on the gear 7 about the flow of the engine 8b by means of the control module 14d detected. In addition, the speed of the drive 8th over the sensor 8c captured and through the regulatory module 14d evaluated.

Folglich kann nun entsprechend einer Geschwindigkeitskurve im Masterregelmodul 14a eine konstante Geschwindigkeit des Karussells 2 vorgegeben werden. Hierzu wird dann den beiden Regelungsmodulen 14b und 14d jeweils das gleiche Soll-Drehmoment auf das Zahnrad 7 vorgegeben. Mit den Regelungsmodulen 14d und 14b wird das Drehmoment der Antriebe 8 und 9 erfasst und so geregelt, dass dieses in gleicher Richtung auf das Zahnrad 7 wirkt, und zwar in Drehrichtung. Wird dann eine zu hohe Geschwindigkeit des Karussells 2 über den Drehgeber 12 mit dem Positionserfassungsmodul 14c gemessen, so wird das vorgegebene Soll-Drehmoment für die beiden Antriebe 8 und 9 verringert. Ist die Geschwindigkeit des Karussells 2 umgekehrt zu niedrig, so wird für die Antriebe 8 und 9 ein entsprechend höheres Soll-Drehmoment vorgegeben. Consequently, according to a speed curve in the master control module 14a a constant speed of the carousel 2 be specified. This is then the two control modules 14b and 14d each have the same setpoint Torque on the gear 7 specified. With the control modules 14d and 14b becomes the torque of the drives 8th and 9 recorded and regulated so that this in the same direction on the gear 7 acts, in the direction of rotation. Will then be too high speed of the carousel 2 via the rotary encoder 12 with the position detection module 14c measured, so is the predetermined target torque for the two drives 8th and 9 reduced. Is the speed of the carousel 2 conversely too low, so will for the drives 8th and 9 given a correspondingly higher target torque.

Durch den geschwindigkeitsgeregelten Betrieb des Karussells 2 wird also von den Antrieben 8 und 9 das gleiche Drehmoment auf das Zahnrad 7 ausgeübt und folglich ist dieser Betrieb reibungsarm und es wird besonders wenig Energie für die Antriebe 8 und 9 benötigt. Through the speed-controlled operation of the carousel 2 So it is from the drives 8th and 9 the same torque on the gear 7 exercised and consequently this operation is low friction and it is particularly low energy for the drives 8th and 9 needed.

Sobald dann eine Etikettierung der Behälter 3 ansteht, wird die Motorregelung in den positionsgeregelten Betrieb des Karussells umgeschaltet, wodurch dann eine besonders hohe Positioniergenauigkeit des Karussells 2 beim Etikettieren erreicht wird. Once then a labeling of the container 3 is pending, the motor control is switched to the position-controlled operation of the carousel, which then a particularly high positioning accuracy of the carousel 2 is achieved during labeling.

Die 3 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rundläufermaschine 1 mit einer Kugeldrehverbindung 18. Diese unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform lediglich dadurch, dass die Lagerung und der Antrieb des Karussells 2 über die Kugeldrehverbindung 18 erfolgt. The 3 shows a side sectional view of another embodiment of the rotary machine according to the invention 1 with a ball slewing connection 18 , This is different from the one in the 1 and 2 shown embodiment only in that the storage and the drive of the carousel 2 over the ball slewing connection 18 he follows.

Zu sehen ist, dass das feststehende Ringsegment 18b der Kugeldrehverbindung 18 auf der Tragsäule 19 aufgeschraubt ist. Dieses feststehende Ringsegment ist scheibenartig ausgebildet. Das drehbare Ringsegment 18a ist wiederum über Kugeln gegenüber dem feststehenden Ringsegment 18b drehbar gelagert. Folglich kann sich das drehbare Ringsegment 18a um die Achse A mit einer nur geringen Reibung drehen. Darüber hinaus weist das drehbare Ringsegment 18a auf der Innenseite eine Verzahnung auf, die das Zahnrad 17 bildet. Diese Konstruktion ist ähnlich wie bei einem Kugellager, jedoch ist die innere Lagerschale zusätzlich als Zahnrad 7 ausgeführt. Das drehbare Ringsegment ist über eine Schraubverbindung fest mit dem Drehteller 2a verbunden. It can be seen that the fixed ring segment 18b the ball slewing connection 18 on the support column 19 is screwed on. This fixed ring segment is formed like a disk. The rotatable ring segment 18a is in turn via balls relative to the stationary ring segment 18b rotatably mounted. Consequently, the rotatable ring segment 18a turn around the axis A with only a slight friction. In addition, the rotatable ring segment 18a on the inside a gearing on which the gear 17 forms. This construction is similar to a ball bearing, however, the inner bearing shell is additionally as a gear 7 executed. The rotatable ring segment is fixed via a screw with the turntable 2a connected.

Darüber hinaus sind die beiden Antriebe 8 und 9 zu sehen, die über die Ritzel 10 und 11 in das Zahnrad 17 eingreifen. Die beiden Antriebe 8 und 9 weisen hierbei analog zu 2 die Getriebe 8a, 9a, die Elektromotoren 8b, 9b und die Sensoren 8c und 9c auf. In addition, the two drives 8th and 9 to see that over the pinions 10 and 11 in the gear 17 intervention. The two drives 8th and 9 have the same way 2 the gears 8a . 9a , the electric motors 8b . 9b and the sensors 8c and 9c on.

Darüber hinaus ist hier ebenfalls der Drehgeber 12 zu sehen, der mit dem Drehteller 2a verbunden ist. Damit kann die Winkelposition des Karussells 2 erfasst werden. Alternativ kann der Drehgeber 12 auch am drehbaren Ringsegment 18a der Kugeldrehverbindung 18 angeordnet sein. In addition, here is also the encoder 12 to see that with the turntable 2a connected is. This allows the angular position of the carousel 2 be recorded. Alternatively, the encoder 12 also on the rotatable ring segment 18a the ball slewing connection 18 be arranged.

Darüber hinaus sind auf dem Drehteller 2a die Behälteraufnahmen 5 umfänglich angeordnet, mit denen die Behälter 3 gefördert und verschwenkt werden können. In addition, on the turntable 2a the container receptacles 5 circumferentially arranged with which the container 3 can be promoted and pivoted.

Die Motorregelung 14 ist hier genau gleich wie die Motorregelung in der 2 aufgebaut. Demnach können auch hier in einem positionsgeregelten Betrieb des Karussells 2 die Drehmomente der beiden Antriebe 8 und 9 derart geregelt werden, dass sie entgegengesetzt zueinander auf das Zahnrad 7 wirken. Darüber hinaus können in einem geschwindigkeitsgeregelten Betrieb des Karussells 2 die Drehmomente der beiden Antriebe 8 und 9 derart geregelt werden, dass sie gleichgerichtet zueinander auf das Zahnrad 7 wirken. Die Vorteile ergeben sich entsprechend der Beschreibung in Bezug auf 2. The engine control 14 Here is exactly the same as the engine control in the 2 built up. Accordingly, here too in a position-controlled operation of the carousel 2 the torques of the two drives 8th and 9 be controlled so that they are opposite to each other on the gear 7 Act. In addition, in a speed-controlled operation of the carousel 2 the torques of the two drives 8th and 9 be regulated so that they are rectified to each other on the gear 7 Act. The advantages are as described in relation to 2 ,

Durch die Kugeldrehverbindung 18 kann hier der Antriebsstrang besonders kompakt und einfach aufgebaut werden. Eine Welle, so wie in der 2, ist hier nicht notwendig. Through the ball slewing connection 18 Here, the powertrain can be built very compact and simple. A wave, as in the 2 , is not necessary here.

Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. It is understood that in the embodiments described above mentioned features are not limited to these specific combinations and are possible in any other combinations.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19741476 [0003]
DE 102008038146 [0004]

Claims

Rotary machine ( 1 ) with a carousel ( 2 ) for the transport of containers ( 3 ) in container receptacles ( 5 ) and an aggregate ( 4 ) for the treatment and / or inspection of the containers ( 3 ), characterized in that the carousel ( 2 ) with a gear ( 7 ), in which at least two drives ( 8th . 9 ) via pinion ( 10 . 11 ), and wherein a motor control ( 14 ) in a position-controlled operation of the carousel ( 2 ) is adapted to the torques of the two drives ( 8th . 9 ) in such a way that they are opposite to each other on the gear ( 7 ) Act.

Rotary machine ( 1 ) according to claim 1, wherein the engine control ( 14 ) in the position-controlled operation of the carousel ( 2 ) is adapted to one of the two drives ( 8th ) position-controlled and the other ( 9 ) to regulate torque-controlled.

Rotary machine ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the engine control ( 14 ) in a speed or torque controlled operation of the carousel ( 2 ) is adapted to the torques of the two drives ( 8th . 9 ) such that they are rectified to each other on the gear ( 7 ) Act.

Rotary machine ( 1 ) according to claim 3, wherein the engine control ( 14 ) in the speed-controlled operation of the carousel ( 2 ) is adapted to one of the two drives ( 8th . 9 ) regulated speed and the other torque controlled.

Rotary machine ( 1 ) according to claim 3 or 4, wherein the engine control ( 14 ) in the moment-controlled operation of the carousel ( 2 ) is adapted to the two drives ( 8th . 9 ) to regulate torque-controlled.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the gear ( 7 ) with the carousel ( 2 ) over a wave ( 6 ) connected is.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the pinions ( 10 . 11 ) opposite the gear ( 7 ) are biased.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the gear ( 7 ) on a ball slewing connection ( 18 ) is arranged over which the carousel ( 2 ) is both rotatably supported and driven.

Rotary machine ( 1 ) according to claim 8, wherein the gear ( 7 ) of the ball slewing connection ( 18 ) directly with a turntable ( 2a ) of the carousel ( 2 ) connected is.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the carousel ( 2 ) either directly or via a gearbox with a rotary encoder ( 12 ) connected is.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the drives ( 8th . 9 ) Comprise servomotors, which are in particular synchronous motors.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the drives ( 8th . 9 ) one sensor each ( 8c . 9c ) is assigned for detecting the rotation angle, the rotational speed and / or the torque.

Rotary machine ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein at least one drive ( 9 ) an asynchronous motor and at least one other drive ( 8th ) is a synchronous motor.

Method for a rotary machine ( 1 ), where containers ( 3 ) in a carousel ( 2 ), characterized in that the carousel ( 2 ) via a gear ( 7 ) of at least two drives ( 8th . 9 ) and the carousel ( 2 ) is position-controlled and the torques of the drives ( 8th . 9 ) are controlled so that they are opposite to the gear ( 7 ) Act.