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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung, eine Bearbeitungsanlage und ein Bearbeitungsverfahren für Behälter unterschiedlicher Typen oder unterschiedlicher Bestimmungen in dem sich an die Bearbeitungsvorrichtung anschließenden weiteren Produktionsverlauf. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuerkurvenvorrichtung und einen Adapter für die Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Behältern unterschiedlicher Typen.
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In vielen Industriesparten werden so genannte Rundläufer in Bearbeitungs- und/oder Transportvorrichtungen eingesetzt. Beispielhaft sei auf Abfüllanlagen der Getränkeindustrie Bezug genommen. Die Rundläufer bestehen dort im Wesentlichen aus einem Drehteller, über dessen Umfang verteilt mehrere Behälteraufnahmen (als Aufnahmevorrichtungen oder Halterungen zu verstehen) vorliegen. Während des Umlaufs des Rundläufers sind die Behälter in den Aufnahmen aufgenommen, denen ortsfest in Bezug auf den Drehteller jeweils die Bearbeitungsstationen zugeordnet sind, sodass eine Behälterbearbeitung ohne Anhalten während des Umlaufs möglich ist. Zum Befüllen von Behältern wird der Rundläufer beispielsweise an einer ersten Umfangsposition mit leeren Behältern beschickt, und die Behälter werden während des Umlaufs mit Hilfe der Bearbeitungsstationen, an denen dann Füllventile angeordnet sind, gefüllt. An einer in Drehrichtung nachgelagerten zweiten Umfangsposition ist eine Entnahmestelle vorgesehen, an der die fertig gefüllten Behälter entnommen werden. An der Beschickungs- und Entnahmestelle wird jeweils eine Beschickungs- bzw. Entnahmevorrichtung eingesetzt, bei der es sich häufig um einen Übergabestern handelt, der üblicherweise einen kleineren Durchmesser haben kann und abgestimmt mit dem Rundläufer so schnell rotiert, dass sich im Funktionskontakt dieselbe Fördergeschwindigkeit, die der Umfangsgeschwindigkeit entspricht, ergibt.
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Sollen in einer Produktionsanlage Behälter unterschiedlichen Typs bearbeitet werden, beispielsweise befüllt, ist eine aufwändige Umrüstung der Anlagentechnik nötig; insbesondere die Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen sowie ggf. die Behälteraufnahmen des Rundläufers müssen ausgetauscht oder zumindest angepasst werden. Wenn lange Produktionszeiten mit den gleichen Behältertypen, d. h. ohne Umrüstung, gefahren werden, kann dies wirtschaftlich sinnvoll realisiert werden. Die Produktion wird jedoch unwirtschaftlich, wenn ein häufiger Wechsel der zu bearbeitenden Behälter stattfindet, da in diesem Fall die Rüstzeiten in einem ungünstigen Verhältnis zu den produktiven Betriebszeiten der Anlage stehen.
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Es kann daher bisher, wenn in einem Produktionszyklus in rascher Folge mehrere unterschiedliche Behältertypen bearbeitet werden müssen, wirtschaftlich sinnvoller sein, in einen zweiten Rundläufer zur Bearbeitung zu investieren. Gerade Rundläufer, die als Abfüllmaschine ausgeführt sind, sind aber sehr teuer, so dass abfüllende Betriebe vor dieser Investition oft zurückschrecken und damit auf Flexibilität verzichten oder sogar ihr Produktsortiment einschränken.
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Um den Umrüstaufwand zu minimieren, beschreibt
WO 2011/048508 A1 eine Fördervorrichtung für Behälter, die über einen Einlaufstern einem Rundläufer zugeführt und nach Durchlaufen einer Bearbeitungsstrecke mittels Auslaufstern entnommen werden. Ein- und Auslaufstern weisen Aufnahmen unterschiedlicher Größe oder Form auf, um bei einem Wechsel des mit dem Rundläufer zu bearbeitenden Gefäßtyps nicht den Ein- und Auslaufstern auswechseln zu müssen. Bei einem Wechsel der zu bearbeitenden Gefäße wird die Bewegung des Ein- und Auslaufsterns entsprechend den Positionen des jeweils verwendeten Behälteraufnahmetyps neu mit dem Rundläufer synchronisiert.
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Alternativ dazu ist aus
DE 10 2013 214 185 A1 eine Transportvorrichtung für eine Behälterbehandlungsmaschine bekannt, bei der, um Gefäße unterschiedlichen Durchmessers ohne Umrüsten fördern zu können, der Ein- und der Auslaufstern sägezahnförmige Behälteraufnahmen mit einem elastischen Element aufweisen, das einen Behälter abhängig von dessen Durchmesser an einer bestimmten Stelle in der Aufnahme halten kann.
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Ferner sind Fördervorrichtungen bekannt, bei denen der rundlaufende Transportstern, in dessen Aufnahmen befindliche Behälter bearbeitet werden, unterschiedlich ausgebildete Aufnahmen aufweist, um unterschiedlich ausgebildete Behälter aufnehmen zu können. Bei
DE 10 2006 033 511 A1 sind hierzu unterschiedliche, umstellbare Greifer über den Umfang des Transportsterns verteilt,
DE 10 2010 053 476 A1 offenbart einen Transportstern mit zwei vertikal übereinander angeordneten Sternscheiben, die jeweils Aufnahmen für unterschiedliche Behältertypen aufweisen.
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Die
DE 28 06 057 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Sortieren von Behältern über einen Transportstern, an dem zur Übernahme der jeweiligen Behältertypen eine Anzahl Auslaufsterne angeordnet ist.
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In
GB 1 309 738 A wird ebenfalls eine Behälter-Sortier-Vorrichtung beschrieben, wobei die Behälter über einen Lichtstrahl identifiziert und basierend darauf zu verschiedenen Ausgabeorten umgelenkt werden.
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DE 10 2012 213 080 A1 offenbart eine Bearbeitungsvorrichtung für Behälter, wobei über einen ersten Transferstern eine mit Behälteraufnahmen ausgestattete Verteilervorrichtung beschickt wird, die die Behälter zu einer Auswahl von Bearbeitungsstationen leiten kann, und über einen zweiten Transferstern die Behälter entnommen werden.
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In
DE 10 2005 015 565 A1 ist eine weitere Bearbeitungsvorrichtung für Behälter offenbart, bei der Behälter durch zugeordnete Entnahmevorrichtungen in unterschiedliche Produktionslinien weitergeführt werden können.
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Außerdem ist aus der
US 3 455 350 A eine Befüllvorrichtung für Behälter mit unterschiedlichen Öffnungen bekannt.
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Die
WO 2013 / 156 181 A1 offenbart eine Befüllanlage mit zwei separat voneinander kontrollierbaren und unabhängig betreibbaren Transportpfaden.
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Aus
DE 10 2010 053 476 A1 ist eine Fördervorrichtung bekannt, die mindestens zwei Aufnahmen zum Transport von Behältnissen unterschiedlicher Geometrien aufweist.
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Ferner offenbart
DE 60 2005 000 195 T2 ein Flüssigkeitseinfüllventil, das zur kombinierten Verwendung zum Befüllen von Behältnissen unterschiedlich großer Öffnungen dient.
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Die
GB 2 154 992 A offenbart einen Klemmkopf zum Ankoppeln eines Einfüllventils an einen Behälter.
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DE 199 57 881 B4 kennt außerdem eine Behandlungsmaschine für Behälter, die unterschiedlichen Behandlungen unterzogen werden können.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, mit der mit möglichst geringem apparativem Aufwand eine wirtschaftlichere Bearbeitung mit unterschiedlichen Behältertypen der zu bearbeitenden Behälter möglich ist, und darüber hinaus auch eine Bearbeitung gleichartiger Behälter, die nach der Bearbeitung in unterschiedlichen Produktionslinien weitergeführt werden sollen, zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Bearbeitungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Die weiteren Aufgaben, Vorrichtungen zu schaffen, um auf vereinfachte Weise mit der Bearbeitungsvorrichtung Behälter unterschiedlicher Typen bearbeiten zu können, werden durch den Adapter mit den Merkmalen des Anspruchs 16 und durch die Steuerkurvenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
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Ferner ergibt sich die Aufgabe, ein Bearbeitungsverfahren zu schaffen, mit dem Behälter unterschiedlicher Typen wirtschaftlich bearbeitet werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bearbeitungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
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Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung für Behälter unterschiedlicher Typen oder unterschiedlicher Bestimmung - hierunter wird die Weiterführung des Produktionsprozesses mit den Behältern nach der Bearbeitungsvorrichtung in zumindest zwei unterschiedlichen Produktionslinien verstanden, - weist einen Bearbeitungsstern auf, der mehrere Behälteraufnahmen hat, wobei jeder Behälteraufnahme ortsfest in Bezug zu der Behälteraufnahme eine Bearbeitungsstation zugeordnet ist. Um die Bearbeitung von Behältern unterschiedlichen Typs zu ermöglichen, ist jede Behälteraufnahme der Bearbeitungsvorrichtung zur Aufnahme der Behälter unterschiedlichen Typs ausgebildet und die jeder Behälteraufnahme zugeordnete Bearbeitungsstation der Bearbeitungsvorrichtung ist zur Bearbeitung der Behälter unterschiedlichen Typs ausgebildet. Die Bearbeitungsvorrichtung weist zumindest eine Beschickungsvorrichtung für Behälter auf sowie für jeden zu bearbeitenden Behältertyp oder für jede Behälterbestimmung eine entsprechend zugeordnete Entnahmevorrichtung auf. D. h., dass die Bearbeitungsvorrichtung zumindest zwei Entnahmevorrichtungen aufweist, die jeweils zur Entnahme eines bestimmten Behältertyps ausgebildet sind, wobei sich die mit den Entnahmevorrichtungen entnehmbaren Behältertypen unterscheiden, oder die zur Entnahme des gleichen Behältertyps ausgebildet sind, die entnommenen Behälter aber jeweils einer bestimmten „Bestimmung“, z. B. unterschiedlichen Produktionslinien, zugeführt werden. Es können aber auch mehr als zwei Entnahmevorrichtungen vorgesehen sein, die sich durch den entnehmbaren Behältertyp oder die Behälterbestimmung unterscheiden. Ferner können auch Entnahmevorrichtungen für unterschiedliche Behältertypen und unterschiedliche Bestimmungen kombiniert sein können - so kann beispielsweise ohne Einschränkung des Schutzumfangs eine Entnahmevorrichtung für Behälter eines ersten Typs und zwei Entnahmevorrichtungen für Behälter eines zweiten Typs vorgesehen sein, wobei letztere unterschiedlichen Bestimmungen zugeführt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung sind die Beschickungsvorrichtung und die dem jeweiligen Behältertyp oder der jeweiligen Behälterbestimmung zugeordneten Entnahmevorrichtungen jeweils an vorbestimmten Umfangspositionen des Bearbeitungssterns angeordnet. Wenigstens ein Teil einer Umlaufstrecke zwischen der Beschickungsvorrichtung und der dem jeweiligen Behältertyp oder der jeweiligen Behälterbestimmung zugeordneten Entnahmevorrichtung ist als Bearbeitungsstrecke für Behälter des jeweiligen Typs oder der jeweiligen Bestimmung ausgebildet. Im Betrieb ist der Bearbeitungsstern wahlweise über die zumindest eine Beschickungsvorrichtung mit Behältern beschickbar, während bearbeitete Behälter entsprechend ihres Typs oder ihrer Bestimmung über die zugeordnete Entnahmevorrichtung entnehmbar sind.
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Eine einzige Beschickungsvorrichtung ist für die eine erfindungsgemäße Ausführungsform ausreichend, in der mit der Bearbeitungsvorrichtung Behälter gleichen Typs aber unterschiedlicher Bestimmung bearbeitet werden, so dass entsprechende Entnahmevorrichtungen vorgesehen sind, die Behälter entsprechend ihrer Bestimmung entnehmen und der weiteren Bearbeitung in unterschiedlichen Produktionslinien zuführen.
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Für eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung, mit der Behälter unterschiedlichen Typs bearbeitet werden sollen, ist für jeden Behältertyp jeweils zumindest eine Beschickungsvorrichtung vorgesehen.
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„Bearbeitungsstation“ umfasst hierin Stationen für eine Vielzahl möglicher Bearbeitungsschritte, so beispielsweise insbesondere sämtliche Bearbeitungsschritte für die Abfüllung von Getränken, anderen Flüssigkeiten oder pastösen Massen. „Separate Beschickungs-/Entnahmevorrichtungen“ bedeutet, dass für jeden Behältertyp, der mit der Bearbeitungsstation gehandhabt wird, eine nur für diesen Typ bereitgestellte und angeordnete Beschickungs- und Entnahmevorrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß kann dabei die Funktionalität der Beschickung und Entnahme in einer einzigen Vorrichtung vereinigt sein, d. h., die Beschickungsvorrichtung oder eine der Beschickungsvorrichtungen und eine der Entnahmevorrichtungen sind in einer gemeinsamen Vorrichtung integriert und realisiert, oder es kann eine erste Vorrichtung zur Beschickung und eine zweite Vorrichtung zur Entnahme vorgesehen sein. Eine integrierte Beschickungs- und Entnahmevorrichtung kann beispielsweise durch einen Übergabestern mit mehreren Aufnahmetaschen realisiert sein, die alternierend Behälter zur Beschickung des Bearbeitungssterns und zur Entnahme fördern.
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„Bearbeitungsstrecke“ ist nicht die gesamte Förderstrecke von Behältern eines bestimmten Typs zwischen deren Beschickung und Entnahme, sondern die Strecke, in denen sie produktiv bearbeitet werden können. Denn es ist nach dem Beschicken und vor der Entnahme prinzipbedingt ein gewisser Umlaufwinkel zum Spannen, Anpressen, Lösen der Anpressung etc. nötig, in dem nicht produktiv bearbeitet werden kann; dies ist der so genannte Totwinkel. Die Bearbeitungsstrecke kann hierin sowohl als Streckenmaß als auch als Winkelbereich angegeben werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung wird ermöglicht, den Bearbeitungsstern ideal für die Abfüllung von Behältern mehrerer unterschiedlicher Typen oder unterschiedlicher Bestimmung zu nutzen. Beispielsweise können mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung Behälter zweier unterschiedlicher Typen befüllt werden. In diesem Fall hat die Bearbeitungsvorrichtung eine erste Beschickungsvorrichtung für den ersten Behältertyp, die mit der ihr zugeordneten Entnahmevorrichtung korrespondiert, und eine zweite Beschickungsvorrichtung für den zweiten Behältertyp, die mit einer zweiten, zugehordneten Entnahmevorrichtung korrespondiert. Liegen Beschickungsvorrichtung und Entnahmevorrichtung integriert kombiniert vor, so gibt es entsprechend zwei kombinierte Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen. Dasselbe Prinzip gilt für drei und mehr unterschiedliche Behältertypen, die mit dem Bearbeitungsstern gehandhabt werden sollen, ohne dass Umrüsten nötig ist.
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Die Beschickungsvorrichtung (oder kombinierte Beschickungs- und Entnahmevorrichtung) für die Behälter des einen Typs ist dabei auf der Bearbeitungsstrecke der Behälter des anderen Typs angeordnet, sodass sich die Bearbeitungsstrecken der beiden Behältertypen überschneiden. Die Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen sind so an dem Bearbeitungsstern angeordnet, dass diese immer operativ mit dem Bearbeitungsstern gekoppelt sind. Dadurch kann nicht nur jederzeit und unterbrechungsfrei bei serieller Bearbeitung Behälter unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Bestimmung mit der Bearbeitungsvorrichtung eine Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Behältertypen bzw. Behälterbestimmungen stattfinden, wobei im Falle unterschiedlicher Behältertypen die jeweiligen Beschickungsvorrichtungen dabei optional schon in ihrem Ruhezustand mit den zu bearbeitenden Behältern bzw. Behälterrohlingen bestückt sein können, sodass Rüstzeit und -kosten eingespart werden, sondern es können auch Behälter unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Bestimmung gleichzeitig bzw. parallel bearbeitet werden.
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Wie bereits erwähnt, können auch mehr als zwei unterschiedliche Behältertypen bzw. Bestimmungen mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden; eine Begrenzung ist lediglich hinsichtlich des Platzbedarfs der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung in Bezug zu dem Durchmesser des Bearbeitungssterns vorhanden, sodass mit einem Bearbeitungsstern mit großem Durchmesser tendenziell mehr unterschiedliche Typen bzw. Bestimmungen bearbeitet werden können. Werden allerdings Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen kombiniert, so ergibt sich auch hier eine größere Flexibilität, da die kombinierte Vorrichtung am Bearbeitungsstern weniger Platz braucht.
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Eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung kann in verschiedenen Modi betrieben werden: Zur seriellen Bearbeitung Behälter unterschiedlichen Typs wird der Bearbeitungsstern zunächst über eine der Beschickungsvorrichtungen mit Behältern eines ersten Typs beschickt, die dann bearbeitet und durch die zugeordnete Entnahmevorrichtung entnommen werden. Anschließend wird der Bearbeitungsstern über zumindest eine weitere der Beschickungsvorrichtungen mit Behältern zumindest eines weiteren Typs beschickt, die dann bearbeitet und durch die zugeordnete Entnahmevorrichtung entnommen werden. Entsprechendes gilt für die Bearbeitung gleichartiger Behälter mit unterschiedlicher Bestimmung, wobei hierfür eine einzige Beschickungsvorrichtung ausreichend ist - zunächst werden die von der Beschickungsvorrichtung in den Bearbeitungsstern übergebenen Behälter bearbeitet und gemäß einer ersten Bestimmung von der zugeordneten Entnahmevorrichtung entnommen, und nach Umschaltung werden die bearbeiteten Behälter gemäß einer zweiten Bestimmung von der zugeordneten Entnahmevorrichtung entnommen.
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Alternativ hierzu kann die Bearbeitungsvorrichtung zur parallelen Bearbeitung der Behälter der unterschiedlichen Typen bzw. unterschiedlicher Bestimmung betrieben werden. Hierbei wird der Bearbeitungsstern gleichzeitig über mehrere der Beschickungsvorrichtungen mit Behältern unterschiedlicher Typen beschickt und die Behälter unterschiedlicher Typen während ihrer Förderung in dem Bearbeitungsstern gleichzeitig bzw. in der durch die Rotation des Bearbeitungssterns vorgegebenen Bearbeitungssequenz bearbeitet. Vorteilhafter Weise entspricht die Anzahl der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns einem ganzzahligen Vielfachen der Zahl der (gleichzeitig) zu bearbeitenden Behältertypen, die mit N bezeichnet wird. Auch kann die Bearbeitungsvorrichtung in paralleler Bearbeitung gleicher Behältertypen mit unterschiedlicher Bestimmung betrieben werden. Die bearbeiteten Behälter werden gemäß ihrer Bestimmung von der jeweiligen zugeordneten Entnahmevorrichtung entnommen.
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Es gibt also zwei grundlegende Betriebsvarianten der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung; entweder zur seriellen oder zur parallelen Bearbeitung der Behälter unterschiedlicher Typen bzw. Bestimmungen. „Seriell“ bedeutet zeitlich nacheinander, während „parallel“ gleichzeitig meint.
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Jedenfalls ist vorgesehen, dass die Bearbeitungsvorrichtung eine Steuerungsvorrichtung aufweist, mit der die Entnahme der Behälter unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Bestimmung durch die zugeordneten Entnahmevorrichtungen in dem jeweiligen Betriebsmodus der Bearbeitungsvorrichtung gesteuert werden kann.
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Zur seriellen oder parallelen Bearbeitung von Behältern unterschiedlichen Typs können die Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns so ausgebildet sein, dass in jeder Aufnahme sämtliche der vorgesehenen Behältertypen aufgenommen werden können. Auch diese können so ausgebildet sein, dass jede Bearbeitungsstation Behälter unterschiedlichen Typs bearbeiten kann.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Behälteraufnahmen jeweils den gleichen Grundaufbau haben, der für alle unterschiedlichen zu bearbeitenden Behältertypen passend und geeignet ist. Es können aber auch mit den unterschiedlichen Behältertypen korrespondierende Adapter vorgesehen sein, mit denen die Behälteraufnahmen - automatisch gesteuert oder händisch - an die jeweiligen Behältertypen anpassbar sind.
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Entsprechend können die den Behälteraufnahmen zugeordneten Bearbeitungsstationen ebenfalls jeweils den gleichen Grundaufbau haben, der für alle unterschiedlichen Behältertypen passend oder über mit den unterschiedlichen Behältertypen korrespondierende Adapter anpassbar ist.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Behälteraufnahmen eines Bearbeitungssterns einen entsprechend der zu bearbeitenden Behältertypen unterschiedlichen Grundaufbau haben, so dass jeweils eine Teilanzahl der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns zur Aufnahme eines bestimmten Behältertyps angepasst ist. Dies bedeutet, dass der Bearbeitungsstern unterschiedliche Behälteraufnahmen aufweist. Auch hierbei sorgt die Steuerung dafür, dass durch die jeweilige Beschickungsvorrichtung die Behälter des jeweiligen Typs an die entsprechenden Behälteraufnahmen übergeben werden und nach Bearbeitung von der dem Behältertyp zugeordneten Entnahmevorrichtung entnommen werden.
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Korrespondierend zu den unterschiedlichen Behälteraufnahmen können auch die zugeordneten Bearbeitungsstationen einen entsprechend der zu bearbeitenden Behältertypen unterschiedlichen Grundaufbau haben, so dass jeweils eine Teilanzahl der Bearbeitungsstationen des Bearbeitungssterns zur Bearbeitung eines bestimmten Behältertyps angepasst ist. Selbstredend sind die Behälteraufnahmen und die Bearbeitungsstationen, die einen unterschiedlichen Grundaufbau entsprechend der zu bearbeitenden Behältertypen haben, passend am Bearbeitungsstern einander zugeordnet, sodass Bearbeitungsstationen für einen bestimmten Behältertyp einer Behälteraufnahme zur Aufnahme desselben Behältertyps zugeordnet ist.
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So kann der Bearbeitungsstern unterschiedliche Typen von Behälteraufnahmen haben, die jeweils bezüglich Form und Abmessungen auf den aufzunehmenden Behältertyp abgestimmt sind.
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Die Anpassung an die unterschiedlichen Behältertypen über korrespondierende Adapter bietet den Vorteil, dass die Teileanzahl gering gehalten wird und eine Anpassung an möglichst viele verschiedene Behältertypen ohne tief greifende Umbauten an dem Bearbeitungsstern möglich ist, insbesondere ohne die Behälteraufnahmen ausbauen zu müssen. Die Aufnahmen können Behälter- oder Flaschenteller, oder für andere Gefäße entsprechende Standbasen, gegebenenfalls mit Haltevorrichtungen aufweisen.
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Weiter ist hervorzuheben, dass die an dem kontinuierlich angetriebenen Bearbeitungsstern angeordneten Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen verschiedene Bauformen aufweisen können: Es kann sich um klassische, kontinuierlich betriebene Übergabesterne, bzw. Ein- und Auslaufsterne, Ein- und Auslaufförderbänder als getrennte Vorrichtungen oder um Ein- und Auslaufschnecken als getrennte Vorrichtungen, aber auch um Kombinationen der vorgenannten handeln - Einlaufstern mit Auslaufschnecke oder Einlaufstern mit Auslaufförderband oder umgekehrt - oder um einen Einlaufstern, der zugleich als Auslaufstern arbeitet, oder eine Einlaufschnecke, die zugleich als Auslaufschnecke fungiert.
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Bei einem Einlaufstern oder Auslaufstern ist die Zahl der Aufnahmen dabei nicht relevant, wenn diese mit einer entsprechenden Einteilschnecke oder einer anderen Einteilvorrichtung kombiniert werden. Auch Förderbänder können mit Einteilschnecken beschickt werden. Dasselbe gilt für die Gestaltung am Auslauf:
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Ein Einlauf- oder Auslauf-Förderband kann günstig tangential bezüglich der Umfangsrichtung des Bearbeitungssterns angeordnet sein.
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Generell können Vereinzelungsschnecken eine in Längsrichtung veränderliche Steigung aufweisen, um den Behälterabstand bei der Förderung darin so einzustellen, dass dieser beispielsweise einem Teilungsabstand eines eingesetzten Übergabesterns entspricht - die Vereinzelungsschnecken stellen sozusagen eine „Übersetzung“ bereit.
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Grundsätzlich kann eine der vorgenannten Beschickungsvorrichtungen und/oder Entnahmevorrichtungen auch eine getaktet angetriebene Vorrichtung sein, beispielsweise ein getaktet angetriebenes Handlingsystem wie ein Roboterarm. Es kann auch ein Förderband sowohl beim Ein- als auch beim Auslauf mit einem Roboterarm, resp. einem Greifer kombiniert werden.
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Grundsätzlich können in der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung beliebige Kombinationen der beispielhaft genannten Beschickungs-/Entnahmevorrichtungen eingesetzt werden. Eine Beschickungsvorrichtung kann z. B. ein Förderband, eine Einlaufschnecke und einen Einlaufstern umfassen, wobei das Förderband die Behälter zu der Einlaufschnecke fördert, die die Behälter im richtigen Abstand an den Einlaufstern übergibt.
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Die Beschickungs- und insbesondere die Entnahmevorrichtungen können in Abhängigkeit des zu entnehmenden Behältertyps gewählt sein, so kann beispielsweise für Dosen ein tangential bezüglich der Umfangsrichtung des Bearbeitungssterns verlaufendes Förderband als Entnahmevorrichtung bevorzugt sein.
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Jede Bearbeitungsstation des Bearbeitungssterns weist zumindest eine Behandlungsvorrichtung auf. Bei den Bearbeitungsstationen des Bearbeitungssterns kann es sich bei zumindest einer Bearbeitungsstation um eine Füllstation oder Entleerstation handeln, die bevorzugt ein Füllventil und/oder Entleerventil als Behandlungsvorrichtung aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der Bearbeitungsstationen eine Evakuierstation, eine Spülstation, eine Vorspannstation, eine Bedruckungsstation, eine Reinigungsstation, eine Faltstation, eine Verschließstation, eine Lackierstation, eine Behälterformungsstation, insbesondere eine Tiefziehstation oder Behälterblasstation sein.
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Die Behandlungsvorrichtung, wie das Füll- bzw. Entleerventil kann einen Kontaktabschnitt aufweisen, mit dem es zum Behandeln, respektive Befüllen oder Entleeren von Behältern auf der Bearbeitungsstrecke fluiddicht auf eine Behälteröffnung gepresst werden kann. Der Kontaktabschnitt kann durch einen an die unterschiedlichen Behältertypen angepassten Adapter bereitgestellt werden.
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Um die Gefäße auf geeignete Weise zu für den jeweils an ihnen auszuführenden Vorgang zu positionieren, können Zentrierglocken eingesetzt werden, die den jeweiligen Gefäßen angepasst sind. Es gibt Zentrierglocken, die auf mehrere Behältertypen passen, und es sind dem Fachmann auch Zentrierglocken bekannt, die bei geringen Abweichungen der zu fassenden Behälterabschnitte selbstadaptierend sind.
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Bei seriellem Bearbeiten unterschiedlicher Behältertypen können am Bearbeitungsstern die Zentrierglocken ausgetauscht werden. Dabei werden beispielsweise die für einen Flaschentyp vorgesehenen Zentrierglocken, die am Füllventil angeordnet sind, an das die Flasche bspw. durch pneumatisches Anheben angepresst wird, gegen die für einen Dosentyp benötigten Zentrierglocken ausgetauscht. Gerade, wenn sich die Basis der Dose in Bezug auf den Durchmesser nur wenig von der Basis der Flasche unterscheidet, ist dies nur ein minimaler Aufwand, da die Zentrierglocken mittels Schnellwechselvorrichtung leicht austauschbar gestaltet sein können.
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Die Anpressung dient der Herstellung eines fluiddichten Kontakts zwischen dem Füll- bzw. Entleerventil und einer Öffnung des zu füllenden Behälters.
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Hierbei kann jede Füll- oder Entleerstation einen Anpresszylinder aufweisen, der dazu ausgebildet ist, eine relative Anpressbewegung zwischen dem Füllventil oder Entleerventil und der Behälteraufnahme, die der jeweiligen Bearbeitungsstation zugeordnet ist, in Richtung parallel zu der Drehachse des Bearbeitungssterns zu bewirken.
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Zur Ausführung der Anpressbewegung können entweder die Behälteraufnahmen oder die Füllventile/Entleerventile jeweils einen Kraftübertragungsabschnitt haben, bevorzugt eine Kurvenrolle, aufweisen, der mit einer Steuerkurvenvorrichtung des Bearbeitungssterns in operativem Kontakt steht. Der Bearbeitungsstern weist hierzu zumindest eine Steuerkurvenvorrichtung mit umlaufender Steuerkurve auf, die für jeden zu bearbeitenden Behältertyp eine Führungsgasse hat, ortsfest ist und nicht mit dem Bearbeitungsstern mitgedreht wird. Die durch die Steuerkurvenvorrichtung mit der Führungsgasse bereitgestellte Steuerkurve ist dabei bevorzugt so ausgestaltet, dass in einem vorbestimmten zusammenhängenden Bereich eines Anpresswinkels, der innerhalb der Bearbeitungsstrecke für den jeweiligen Behältertyp liegt, die Behälteröffnungen an die Kontaktabschnitte der Füllventile oder Entleerventile gepresst werden können.
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Grundsätzlich ist es im Falle vieler Behandlungsschritte wie Befüllen, Entleeren oder Verschließen zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Behälteraufnahme/Behälterteller und Behandlungsvorrichtung, wie z. B. Füll-/Entleerventil, der jeweiligen Bearbeitungsstation sowohl möglich, dass die Behälteraufnahme fest stehend ist und sich die Behandlungsvorrichtung bewegt, als auch umgekehrt.
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Die durch die Steuerkurvenvorrichtung mit der Führungsgasse bereitgestellte Steuerkurve kann des Weiteren einen Nichtanpresswinkelbereich aufweisen, in dem die Behälteröffnungen nicht an die Kontaktabschnitte der Behandlungsvorrichtung wie Füllventile oder Entleerventile gepresst werden. In dem Nichtanpresswinkelbereich kann ein Einlaufbereich und ein Auslaufbereich vorgesehen sein, wobei an dem Einlaufbereich und an dem Auslaufbereich jeweils ein Schaltelement, etwa eine Klappe oder Weiche, angeordnet ist, über das der Zugang zu dem Nichtanpresswinkelbereich für den Kraftübertragungsabschnitt einer vorbestimmten Behälteraufnahme oder einer Behandlungsvorrichtung wie eines vorbestimmten Füllventils/Entleerventils freigegeben werden kann.
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Die mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung bearbeitbaren unterschiedlichen Behältertypen können beispielsweise Mehrwegglasflaschen, Einwegglasflaschen, Dosen, insbesondere Kleingetränkedosen mit Volumina bis 1,0 l und Partydosen mit Volumina im Bereich von etwa 3 l bis 10 l, Mehrwegkunststoffflaschen, Einwegkunststofflaschen, beispielsweise mit Kronkorkenmündung oder Schraubverschlussmündung, sein. Mit der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung sind beliebige Kombinationen in der Bearbeitung möglich, wie Dose und Einwegkunststoffflasche, Einwegkunststofflasche und Mehrwegkunststoffflasche etc., als Beispiele für unterschiedliche Behältertypen. Ein Beispiel für unterschiedliche Behälterbestimmung ist die Bearbeitung gleichartiger Mehrwegkunststoffflaschen, die nach der Entnahme in unterschiedlichen Produktionslinien beispielsweise mit unterschiedlichen Verschlüssen und Etiketten versehen werden.
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Die hierin genannten unterschiedlichen Behältertypen sind lediglich beispielhaft zu verstehen; es können selbstverständlich auch andere, dem Fachmann geeignet erscheinende weitere Behälter bzw. Behälterkombinationen mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden.
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Eine erfindungsgemäße Bearbeitungsanlage für Behälter unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Bestimmung weist zumindest eine Behälterbearbeitungsvorrichtung auf, der zumindest eine Vortischvorrichtung vorgeordnet und/oder zumindest eine Nachbearbeitungsvorrichtung nachgeordnet ist, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung für Behälter unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Bestimmung ist. Dabei ist die zumindest eine Vortischvorrichtung der zumindest einen Beschickungsvorrichtung zugeordnet und zumindest einer der für jeden Behältertyp oder für jede Behälterbestimmung zugeordneten Entnahmevorrichtungen ist die zumindest eine Nachbearbeitungsvorrichtung zugeordnet.
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Ein erfindungsgemäßer Adapter ist zur Anpassung von Behälteraufnahmen oder Bearbeitungsstationen einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung an zumindest zwei Behältertypen vorgesehen, die sich zumindest in einem der Behälteraufnahme oder der Bearbeitungsstation zugewandten Abschnitt zumindest hinsichtlich eines Durchmessers unterscheiden. Der Adapter, der Teil der Behälteraufnahme oder Bearbeitungsstation ist oder lösbar damit verbunden ist, fluchtet in axialer Richtung mit der Behälteraufnahme und der zugeordneten Bearbeitungsstation. Ferner stellt der Adapter hülsenartig eine Aufnahmeöffnung für die Behälter unterschiedlichen Typs bereit und weist zumindest zwei abgesetzte und axial voneinander beabstandete Kontaktabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Diese Durchmesser sind an die Durchmesser der zumindest zwei Behältertypen angepasst und weisen gerade so viel Spiel auf, dass der jeweilige Behältertyp gut in dem Kontaktabschnitt Aufnahme findet, ohne jedoch darin zu wackeln. Dabei ist der Kontaktabschnitt mit dem größeren Durchmesser näher an der Aufnahmeöffnung angeordnet als der Kontaktabschnitt mit kleinerem Durchmesser. So kann der Adapter beide Behältertypen aufnehmen. Mit den nach Durchmesser gestaffelten abgesetzten Kontaktabschnitten können auch Adapter für mehr als zwei unterschiedliche Behältertypen realisiert werden.
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Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass der axiale Abstand der Kontaktabschnitte des Adapters einer axialen Längendifferenz der unterschiedlichen Behältertypen entspricht.
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Eine erfindungsgemäße Steuerkurvenvorrichtung ist für einen Bearbeitungsstern einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung für Behälter unterschiedlichen Typs vorgesehen, wobei die Steuerkurvenvorrichtung ortsfest ist und zum operativen Kontakt mit Kraftübertragungsabschnitten der Behälteraufnahmen oder der Behandlungsvorrichtungen der Bearbeitungsstationen wie Füllventile oder Entleerventile ausgebildet ist, um eine Anpressbewegung zwischen der Bearbeitungsstation und der zugeordneten Behälteraufnahme in eine Richtung parallel zu der Drehachse des Bearbeitungssterns zu bewirken. Die Steuerkurvenvorrichtung hat dabei für jeden zu bearbeitenden Behältertyp eine Führungsgasse.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten von Behältern unterschiedlicher Typen oder unterschiedlicher Bestimmungen in einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung weist die folgenden Schritte auf:
- a) Beschicken der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns mit Behältern zumindest eines ersten Typs durch die zumindest eine Beschickungsvorrichtung,
- b) Fördern der Behälter in dem Bearbeitungsstern, dabei auf der Bearbeitungsstrecke an den Bearbeitungsstationen Durchführen zumindest eines vorbestimmten Bearbeitungsschritts,
- c) mit der dem jeweiligen Behältertyp oder der jeweiligen Behälterbestimmung zugeordneten Entnahmevorrichtung Entnehmen der Behälter entsprechend dem Behältertyp oder der Behälterbestimmung aus den Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns.
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Gemäß einer ersten Variante kann das Verfahren ferner den Schritt aufweisen:
- d) nach Ende einer ersten Bearbeitungsdauer Beenden der Beschickung mit den Behältern des ersten Typs, und stattdessen Beschicken der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns mit Behältern eines anderen Typs durch eine zweite Beschickungsvorrichtungen und Durchführen der Schritte b) und c) mit den Behältern des anderen Typs während einer weiteren Bearbeitungsdauer.
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Eine zweite Alternative des Verfahrens zum Bearbeiten von Behältern unterschiedlicher Typen umfasst die Schritte:
- a1) Beschicken jeder N-ten Behälteraufnahme des Bearbeitungssterns mit Behältern eines ersten Typs durch eine der Beschickungsvorrichtungen, wobei N die Anzahl der zu bearbeitenden Behältertypen ist,
- a2) Beschicken der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns, die zwischen den im Schritt a1) beschickten Behälteraufnahmen liegen, mit Behältern zumindest eines anderen Typs mittels der/den weiteren Beschickungsvorrichtung(en).
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Hiernach folgen die obigen Schritte
- b) Fördern der Behälter in dem Bearbeitungsstern, dabei auf den jeweiligen Bearbeitungsstrecken an den Bearbeitungsstationen Durchführen zumindest eines vorbestimmten Bearbeitungsschritts an den Behältern der unterschiedlichen Typen, und
- c) mit den dem jeweiligen Behältertyp oder der jeweiligen Behälterbestimmung zugeordneten Entnahmevorrichtungen Entnehmen der bearbeiteten Behälter aus den Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns.
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Mit Behälteraufnahmen, die „zwischen“ den im Schritt a1) beschickten Behälteraufnahmen liegen, sind in Bezug zur Beschickung der Behälteraufnahmen in dem Schritt a2) die Behälteraufnahmen gemeint, die durch die Beschickung jeder N-ten Behälteraufnahme frei geblieben sind. Diese können auch nach einem bestimmten Muster beschickt werden, beispielsweise jede (N+1)-te Behälteraufnahme mit Behältern eines zweiten Typs, jede (N+2)-te Behälteraufnahme mit Behältern eines dritten Typs usw.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Behälter während der Förderung in dem Bearbeitungsstern und der Bearbeitung an den Bearbeitungsstationen in dem Schritt b) zumindest einmal an ihrer zugeordneten Beschickungsvorrichtung vorbei bewegt werden, bevor sie in dem Schritt c) entnommen werden. Die beiden vorgenannten Varianten beziehen sich auf die beiden unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens, wonach die Behälter unterschiedlicher Typen seriell oder parallel bearbeitet werden können.
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Das bedeutet, dass die zu bearbeitenden Behälter eines Typs nicht bereits nach einem Umlauf auf dem Bearbeitungsstern wieder entnommen werden, sondern für mehr als eine Umdrehung, beispielsweise zwei, drei oder vier, darin verbleiben und während dessen bearbeitet werden können.
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Durch diese Maßnahme steht ein größerer Umlaufwinkel für eine produktive Bearbeitung zur Verfügung, sodass sich die Auswirkung des Totwinkels im Sinne einer Produktivitätsminderung verringert. Der Totwinkel ist ein konstruktives Absolutmaß, das von der genauen Ausgestaltung der Beschickungs- und Übergabevorrichtung sowie deren Zusammenwirken mit dem Bearbeitungsstern abhängt. Bezogen auf die jeweilige Gesamtverweildauer der Behälter eines Typs im Bearbeitungsstern ist der Anteil der Zeitdauer während des Durchfahrens des Totwinkels, wenn mehr als eine Umdrehung auf dem Bearbeitungsstern zurück gelegt wird, kleiner als bei nur einer Umdrehung auf dem Bearbeitungsstern.
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Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren stellen lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung dar. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung mit einer Beschickungsvorrichtung und zwei Entnahmevorrichtungen für Behälter mit unterschiedlicher Bestimmung,
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung mit zwei Beschickungsvorrichtungen für jeweils einen Behältertyp und jeweils eine jedem Behältertyp zugeordnete Entnahmevorrichtung,
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung für unterschiedliche Behältertypen oder Bestimmungen,
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, bei der (zumindest) eine der Entnahmevorrichtungen gleichzeitig die Beschickungsvorrichtung bildet,
- 5 ein Anlagenschema mit einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung entsprechend 2 in Draufsicht,
- 6 eine perspektivische Ansicht einer Steuerkurvenvorrichtung für eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung,
- 7 eine weitere perspektivische Ansicht der Steuerkurvenvorrichtung aus 6,
- 8 eine transparente persp. Ansicht der Steuerkurvenvorrichtung aus 6,
- 9 eine schematische Seitenansicht von Behälteraufnahmen mit zugeordneten Füllstationen und an die unterschiedlichen Behälter angepassten Adapter.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsvorrichtung für Behälter, mit der mit geringem apparativem Aufwand mit minimierten bzw. ohne Stillstandzeiten eine wirtschaftlichere Bearbeitung mit unterschiedlichen Behältertypen der zu bearbeitenden Behälter möglich ist. Ferner können mit dieser Vorrichtung gleichartige Behälter bearbeitet und nach der Bearbeitung direkt in unterschiedlichen Produktionslinien weitergeführt werden. Eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung ermöglicht eine maximale Variabilität der Betriebsmodi, ohne dass größere apparative Änderungen erforderlich sind.
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In den 1 bis 4 sind schematisch einige Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bearbeitungsvorrichtungen 10 skizziert. Eine einfachste Variante der Bearbeitungsvorrichtung 10 ist in 1 dargestellt. An dem Bearbeitungsstern 1 sind eine Beschickungsvorrichtung 4 und zwei Entnahmevorrichtungen 2,3 angeordnet, die als Übergabesterne konzipiert sind. Sowohl Bearbeitungsstern 1 als auch die Übergabesterne der Beschickungsvorrichtung 4 und der Entnahmevorrichtungen 2,3 weisen jeweils mehrere Behälteraufnahmen auf, die hier nicht dargestellt sind. Mit der Beschickungsvorrichtung 4 werden Behälter B1 und B2, die vom Behältertyp her gleichartig sind, jedoch unterschiedlichen Bestimmungen zugeführt werden sollen, dem Bearbeitungsstern 1 zugeführt, wo sie während der Drehung r des Bearbeitungssterns 1 eine Bearbeitungsstrecke durchlaufen. Ein Anteil der Behälter, bezeichnet mit B2, die gemäß ihrer Bestimmung in einer vorbestimmten Produktionslinie weitergeführt werden sollen, wird von der Entnahmevorrichtung 3 entnommen, und der andere Anteil der Behälter B1, die gemäß ihrer Bestimmung einer anderen Produktionslinie zugeführt werden sollen, werden von der weiteren Entnahmevorrichtung 2 entnommen. Die Entnahme gleichartiger Behälter B1,B2 entsprechend ihrer Bestimmung durch die jeweilige Entnahmevorrichtungen 2,3 in die unterschiedlichen Produktionslinien kann parallel, also gleichzeitig erfolgen. Es ist mit dieser Bearbeitungsvorrichtung aber auch möglich, bei Bedarf lediglich eine der Entnahmevorrichtungen 2 oder 3 zu betreiben, wenn nur eine der weiterführenden Produktionslinien der Behälter B1,B2 erforderlich ist. Dies kann auch alternierend erfolgen, d. h., dass abwechselnd Produktionszyklen mit Entnahme der Behälter entweder über die erste Entnahmevorrichtung 2 oder über die andere Entnahmevorrichtung 3 gefahren werden. Bei alternierendem Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung 10 können auch unterschiedliche Behältertypen B1 und B2 bearbeitet werden, sofern die Behälteraufnahmen der Beschickungsvorrichtung 4 und des Bearbeitungssterns 1 entsprechend konzipiert sind. Schließlich ist auch eine parallele Beschickung unterschiedlicher Behältertypen B1, B2 mit nur einer einzigen Beschickungsvorrichtung 4 denkbar, wenn die Behälteraufnahmen der Beschickungsvorrichtung 4 und des Bearbeitungssterns 1 sowie die jeweiligen Bearbeitungsstationen entsprechend konzipiert und aufeinander abgestimmt sind.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10, die auch für gleichartige Behälter mit unterschiedlicher Bestimmung genutzt werden kann, in erster Linie aber für die Bearbeitung von Behältern B1,B2 unterschiedlichen Typs vorgesehen ist. Behälter B1 können z. B. Flaschen und und Behälter B2 Dosen sein. Die Flaschen B1 werden durch eine Beschickungsvorrichtung 4, z. B. einen Übergabestern, an den Bearbeitungsstern 1 übergeben und Durchlaufen mit Rotation r des Bearbeitungssterns eine Bearbeitungsstrecke bis zur Entnahme durch die Entnahmevorrichtung 2. Die Dosen B2 werden an einer anderen Umfangsposition mit der Beschickungsvorrichtung 5 an den Bearbeitungsstern 1 übergeben, durchlaufen ebenfalls eine Bearbeitungsstrecke und verlassen den Bearbeitungsstern 1 über ein tangentiales Förderband 3, welches eine bevorzugte Entnahmevorrichtung für Dosen darstellt. Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen 2,3,4,5 sind jeweils so angeordnet, dass die Behälter eine möglichst lange Umfangsstrecke am Bearbeitungsstern 1 zurücklegen. Die Bearbeitungsvorrichtung 10 kann sowohl seriell, d. h. nacheinander entweder mit Flaschen oder Dosen betrieben werden, oder im Parallelbetrieb laufen, in dem die Beschickung der Behälteraufnahmen des Bearbeitungssterns 1 durch die beiden Beschickungsvorrichtungen 4, 5 entsprechend abgestimmt ist.
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Eine alternative Bearbeitungsvorrichtung 10 mit jeweils zwei Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen 2,3,4,5 ist in 3 dargestellt. Auch diese Vorrichtung 10 ist zum Betrieb in allen aufgeführten Betriebsmodi - seriell und parallel, mit Behältern B1,B2 unterschiedlicher Behältertypen oder Behälterbestimmungen - geeignet. Für Behälter B2 eines ersten Typs oder einer ersten Bestimmung sind an vorbestimmten Umfangspositionen des Bearbeitungssterns 1 Übergabesterne als Beschickungsvorrichtung 4 und Entnahmevorrichtung 2 gezeigt. Im Unterschied zu 2 ist die weitere Beschickungsvorrichtung 5 für die weiteren Behälter B1 eines zweiten Typs oder einer zweiten Bestimmung durch ein Förderband 55 und eine Robotervorrichtung 56 realisiert, die getaktet die mit dem Förderband herangeförderten Behälter B1 in die jeweilige Aufnahme am Bearbeitungsstern 1 schiebt. Die zugeordnete Entnahmevorrichtung 3 ist als Übergabestern dargestellt.
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4 stellt eine Variante einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung dar, bei der die Beschickungsvorrichtung 4 für Behälter B1,B2 zugleich eine Entnahmevorrichtung 2 für einen der Behältertypen oder Behälterbestimmungen B1 bildet. Die Behälter B2 des weiteren Behältertyps oder der weiteren Behälterbestimmung werden durch die weitere Entnahmevorrichtung 3 aus dem Bearbeitungsstern 1 entnommen. Wie der gestrichelte Blockpfeil und die eingeklammerten Bezugszeichen 5 für Beschickungsvorrichtung und weitere Behälter B2 andeuten, kann auch diese Entnahmevorrichtung 3 gleichzeitig als Beschickungsvorrichtung 5 für die weiteren Behälter B2 ausgebildet sein, so dass durch die erste Beschickungsvorrichtung 4 nur Behälter B1 des ersten Typs oder Bestimmung zugeführt werden. Für eine kombinierte Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 2,4 oder 3,5 ist ein abgestimmter Betrieb bei der Besetzung der jeweiligen Behälteraufnahmen der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 2,4 oder 3,5 erforderlich: So ist es beispielsweise denkbar, dass jede zweite Aufnahme einer kombinierten Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 2,4 oder 3,5 zur Beschickung verwendet wird und die entsprechenden anderen Aufnahmen zur Entnahme verwendet werden. Anders als bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungen der Bearbeitungsvorrichtung 10 kommt in dieser Ausführung dann wie im Stand der Technik der Anzahl der Behälteraufnahmen am Bearbeitungsstern 1 Bedeutung zu. Diese muss mit den alternierend zur Beschickung und Entnahme genutzten Aufnahmen der kombinierten Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 2,4 oder 3,5 synchronisiert werden, so dass ein Behälter nach Durchlaufen der Bearbeitungsstrecke am Bearbeitungsstern 1 auf eine leere Behälteraufnahme der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 2,4 oder 3,5 trifft.
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Gerade diese Ausführungsform mit kombinierten Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen bietet sich aufgrund des geringeren Platzbedarfs an, noch weitere kombinierten Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen für weitere Behältertypen oder Bestimmungen vorzusehen, wie dies durch die gestrichelt dargestellten Kreise angedeutet wird, die Übergabesterne symbolisieren sollen. Es ist aber auch ohne weiteres denkbar, anders als in den Figuren gezeigt, mehr als zwei separate Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen vorzusehen, wenn am Umfang des Bearbeitungssterns ausreichend Platz vorhanden ist.
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Die dargestellten Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und sollen keinerlei Beschränkungen hinsichtlich der Auswahl der Art der Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen, deren Anzahl und Anordnung an dem Bearbeitungsstern darstellen. Dem Fachmann wird aus den Ausführungen ohne weiteres eine Vielzahl weiterer Kombinationen und Anordnungsmöglichkeiten offensichtlich, die alle unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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Die in 5 gezeigte Bearbeitungsanlage 15 umfasst eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10 entsprechend 2, die als zentrales Element, in dem Behälter zweier Typen, hier Dosen und Flaschen, bearbeitet werden können, einen Bearbeitungsstern 1 aufweist. Wenn im Folgenden von Dosen und Flaschen die Rede ist, ist dies nur beispielhaft zu verstehen und auf alle hierin genannten weiteren Behälterkombinationen übertragbar.
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Der Bearbeitungsstern 1 wird über eine erste Beschickungsvorrichtung 4 mit Flaschen beschickt und über eine zweite Beschickungsvorrichtung 5 mit Dosen. Die Beschickungsvorrichtungen 4,5 sind jeweils an unterschiedlichen Winkelpositionen des Bearbeitungssterns 1 angeordnet, sodass die Dosen und Flaschen an unterschiedlichen Stellen des Bearbeitungssterns 1 aufgegeben werden.
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Nach ihrer Befüllung werden die Flaschen von der ersten Entnahmevorrichtung 2 und die Dosen von der zweiten Entnahmevorrichtung 3 wieder aus dem Bearbeitungsstern 1 entnommen.
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Die jeweiligen Beschickungsvorrichtungen 4,5 und Entnahmevorrichtungen 2,3 sind paarweise zusammengefasst, d. h., die mit der Beschickungsvorrichtung 4 zugeführten Flaschen werden ausschließlich von der dieser zugeordneten Entnahmevorrichtung 2 entnommen; gleiches gilt für die Dosen mit der Paarung Beschickungsvorrichtung 5 und Entnahmevorrichtung 3.
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Es kann hierbei entweder vorgesehen sein, dass Flaschen und Dosen parallel bearbeitet werden, sodass die Beschickung gleichzeitig über die Beschickungsvorrichtungen 4,5 erfolgt. Alternativ kann die Bearbeitung von Dosen und Flaschen seriell erfolgen, d. h., zunächst wird für eine erste Bearbeitungsdauer der Bearbeitungsstern 1 über eine der Beschickungsvorrichtungen 4,5 beschickt und anschließend für eine weitere Bearbeitungsdauer über die andere Beschickungsvorrichtung 4,5.
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Während der Förderung in dem Bearbeitungsstern 1 sind die Behälter, Flaschen und Dosen, jeweils in einer Behälteraufnahme 11 aufgenommen, an der jeweils eine Bearbeitungsstation, hier ein Füllventil, vorliegt, wobei die Behälter währenddessen gefüllt werden. Die produktive Bearbeitungsstrecke ist aufgrund des prinzipbedingten Totwinkels etwas geringer ist als der absolute Förderwinkel. Die Bearbeitungsstrecken für die Dosen und Flaschen sind durch die Winkelpositionen ihrer Beschickungsvorrichtungen 4,5 und Entnahmevorrichtungen 2,3 vorgegeben und überschneiden sich teilweise. Die in dem Bearbeitungsstern 1 an den Bearbeitungsstationen ausgeführten Füllprozesse können sich bei Dosen und Flaschen unterscheiden: Während zur Dosenfüllung die Schritte Spülen mit CO2, Vorspannen, Füllen und Entlasten ausgeführt werden, weist der Füllprozess für Flaschen zumindest die Schritte Vorevakuieren, Vorspannen, Füllen und Entlasten auf.
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Die erste Beschickungsvorrichtung 4, die hier zur Zuführung der Flaschen vorgesehen ist, hat vorliegend eine Vereinzelungsschnecke 41, der die leeren Flaschen über eine Transportlinie 65, z. B. ein Förderband zugeführt werden und die eine in Längsrichtung veränderliche Teilung aufweist und so die Behälter in einen geeigneten Längsabstand bringt, der dem Teilungsabstand der Aufnahmen des Übergabesterns 42 und damit auch des Bearbeitungssterns 1 entspricht.
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Bei der ersten Entnahmevorrichtung 2 handelt es sich um ein kombiniertes Handlingsystem, das die Flaschen, nachdem sie zumindest von der ersten Beschickungsvorrichtung 4 bis zu der ersten Entnahmevorrichtung 2 auf dem Bearbeitungsstern 1 gefördert wurden, nicht nur mittels eines Übergabesterns 21 entnimmt, sondern in Verbindung mit der nachgeordneten Verschließervorrichtung 8 auch noch verschließt, ehe die verschlossenen Flaschen auf ein Förderband zum ersten Behälterauslauf 2' umgesetzt werden. Hierbei werden die Flaschen aus dem Bearbeitungsstern 1 durch den Übergabestern 21 an einen kleinen Bearbeitungsstern 22 übergeben, in dem die Flaschen in Verbindung mit der Verschließervorrichtung 8 beispielsweise mit Kronkorken verschlossen werden. Aus diesem Verschließerstern 22 gelangen die nun verschlossenen Flaschen mittels eines Ausgabesterns 23 auf das Abförderband 2'. Die verschlossenen Flaschen können nun in der weiteren Produktionslinie beispielsweise noch einer Etikettiermaschine zugeführt werden, ehe sie in Kästen oder Kartons abgepackt werden.
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Die Funktionsweise der zweiten Beschickungsvorrichtung 5 für die Dosen verläuft hier analog über eine Vereinzelungsschnecke 51, die die mittels der Transportlinie 55 zugeführten Dosen auf einen vorbestimmten Abstand vereinzelt, und einen Übergabestern 52, der die vereinzelten Dosen aufnimmt und an den Bearbeitungsstern 1 übergibt. Anders als für die Flaschen ist als zugeordnete Entnahmevorrichtung für die Dosen ein tangential bezüglich der Umfangsrichtung des Bearbeitungssterns 1 verlaufender Auslauf 3 mit entsprechender Fördertechnik vorgesehen. Mit dem tangentialen Auslauf 3 kann bei den befüllten Dosen anders als bei Verwendung eines Übergabesterns ein Überschwappen vermieden werden. Von dem tangentialen Auslauf 3 werden die Dosen direkt einem Dosenverschließer 7 als nachgelagerte Bearbeitungsvorrichtung der Anlage 15 zugeführt, und von dort mittels Förderband 3' weitergeleitet, um gegebenenfalls im weiteren Produktionsverlauf beispielsweise noch bedruckt zu werden.
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Es kann im Prinzip auch vorgesehen sein, dass die Behälter jeweils mehr als eine Umdrehung auf dem Bearbeitungsstern 1 gefördert werden, d. h., sie werden durch die jeweilige Beschickungsvorrichtung 4,5 auf den Bearbeitungsstern 1 aufgegeben und passieren genau diese Beschickungsvorrichtung 4,5 erneut und werden frühestens bei dem zweiten Erreichen der Entnahmevorrichtung 2,3 aus dem Bearbeitungsstern 1 entnommen.
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Stromaufwärts der Beschickungsvorrichtung 4 für die Flaschen ist ein Vortisch 6 angeordnet, der einen Bearbeitungsstern 64 aufweist, auf dem die Flaschen einer Vorbehandlung unterzogen werden, hier beispielsweise gespült, denkbar aber auch inspiziert oder erst aufgeblasen, wenn es sich um Kunststoffflaschen handelt. Wie ein solcher Bearbeitungsstern 64 aufzubauen ist, ist dem Fachmann mit durchschnittlichen Kenntnissen auf dem Gebiet der Konstruktion von Rundläufern bekannt. Der Bearbeitungsstern 64 des Vortischs 6 wird von dem ersten Behältereinlauf 4' kommend über ein Förderband sowie die Vereinzelungsschnecke 61 und den Übergabestern 62 mit Flaschen oder Flaschenrohlingen beschickt, die dann (knapp) eine Umdrehung auf dem Bearbeitungsstern 64 gefördert werden, wobei die Vorbehandlung durchgeführt wird. Danach werden die vorbehandelten Flaschen durch den Übergabestern 63 entnommen und auf das Förderband 65 aufgegeben, über das sie zu der Beschickungsvorrichtung 4 des Bearbeitungssterns 1 gelangen.
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Auch die Dosen können vom Behältereinlauf 5' kommend zunächst einer Vorbehandlungsvorrichtung 50, beispielsweise ebenfalls eine Spülapparatur, zugeführt werden, ehe sie über das Förderband 55 zur der Beschickungsvorrichtung 5 gelangen.
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6 bis 8 zeigen schematisch eine Steuerkurvenvorrichtung 100, wie sie zur Steuerung der Anpresszustände von Füllventilen eines Bearbeitungssterns 1 zum Einsatz kommen kann. Die Steuerkurvenvorrichtung 100 ist als hohlzylindrisches Ringbauteil ausgebildet und stellt mit ihrer nach oben weisenden, stirnseitigen Ringfläche 110 und den Führungsgassen 101, 106, die in der Ringwand des hohlzylindrischen Ringbauteils ausgebildet sind, Steuerkurven zur Steuerung der Füllventile sowohl für Flaschen als auch für Dosen bereit. Die Steuerkurvenvorrichtung 100 ist ortsfest in Bezug zu dem Bearbeitungsstern 1 dort eingesetzt und dreht nicht mit dem rotierenden Bearbeitungsstern 1 mit.
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Die von der Steuerkurvenvorrichtung 100 bereitgestellten Steuerkurven stehen über Kraftübertragungsabschnitte, wie beispielsweise Kurvenrollen 115, von denen in 6 lediglich zwei beispielhaft dargestellt sind - jede Bearbeitungsstation am Bearbeitungsstern weist eine bewegliche Komponente mit einem Kraftübertragungsabschnitt auf - operativ in Kontakt mit der jeweiligen beweglichen Komponente, die die Behälteraufnahme 11 oder die Behandlungsvorrichtung, beispielsweise ein Füllventil 111 ist. Mit der Rotation des Bearbeitungssterns 1 gleiten oder rollen die Kraftübertragungsabschnitte bzw. die Kurvenrollen 115 auf einer Steuerkurve ab - während der Anpressphase auf der nach oben weisenden stirnseitigen Ringfläche 110. Die Anpressung wird gelöst, wenn die Kraftübertragungsabschnitte bzw. die Kurvenrollen 115 in die jeweilige Führungsgasse 101,106 eintreten, wodurch eine Bewegung der beweglichen Komponente parallel zu der Drehachse des Bearbeitungssterns 1 bewirkt wird.
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Im weiteren Verlauf tritt der jeweilige Kraftübertragungsabschnitt bzw. die Kurvenrolle 115 wieder aus der Führungsgasse 101,106 auf die stirnseitige Ringfläche aus, sodass ein von der Behälteraufnahme 11 aufgenommener Behälter an das Füllventil angepresst wird.
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Je nach Ausführung der Steuerkurvenvorrichtung, kann, wie im vorliegenden Beispiel, die Behälteraufnahme die bewegliche Komponente sein und wird von der auf der Steuerkurven abrollenden Kurvenrolle (oder einem sonstigen Kraftübertragungsabschnitt) zur Anpressung in Richtung des Füllventils und wieder davon weg bewegt. Eine alternative Steuerkurvenvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass in umgekehrter Richtung eine Behandlungsvorrichtung des Bearbeitungssterns, wie z. B. ein Füllventil zur Anpressung in Richtung der Behälteraufnahme bzw. des darauf stehenden Behälters und wieder davon weg bewegt wird. So kann in umgekehrter Weise auch vorgesehen sein, dass die Anpressung erfolgt, wenn die Kraftübertragungsabschnitte/Kurvenrollen 115 Führungsgassen durchqueren.
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Die hier gezeigte Steuerkurvenvorrichtung 100 hat zwei Führungsgassen 101, 106, eine Führungsgasse 101 für die Bearbeitung, beispielsweise Befüllung, von Flaschen und eine kürzere Führungsgasse 106 entsprechend für Dosen. Parameter, die die Länge des Anpressbereichs der Steuerkurve, hier der Abschnitt auf der stirnseitigen Ringfläche, bzw. die Länge des durch die jeweilige Führungsgasse bereitgestellten Nichtanpressbereichs bestimmen, können die für die Bearbeitung eines Behälters sowie die für Beschickung und Entnahme der Behälter erforderliche Umlaufstrecke am Bearbeitungsstern 1 sein.
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Die Anordnung der Anpress- und Nichtanpressbereiche der Steuerkurvenvorrichtung 100 und die Anordnung der Steuerkurvenvorrichtung 100 am Bearbeitungsstern 1 in Bezug auf die Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen ist selbstverständlich so abgestimmt, dass die Behälteraufnahmen 11 bzw. die zugeordnete Bearbeitungsstationen den Nichtanpressbereich durchlaufen, wenn die Behälter zugeführt und entnommen werden.
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In dem Nichtanpressbereich haben die Führungsgassen 101,106 einen Einlaufbereich und einen Auslaufbereich. Sowohl an den Einlaufbereichen der Führungsgassen 101,106 als auch an dem Auslaufbereichen ist jeweils ein Schaltelement 102,103,104,105, hier als steuerbare Klappe ausgebildet, angeordnet. Über Klappe 103 kann der Zugang zu der Führungsgasse 101 für Flaschen und über Klappe 105 entsprechend der Zugang zu der Führungsgasse 106 für Dosen freigegeben werden. Entsprechend geben Klappen 102 und 104 den Auslauf aus der Führungsgasse 101 für Flaschen und 106 für Dosen frei.
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In reinem Dosenbetrieb der Bearbeitungsvorrichtung 10 sind die Klappen 102,103 für Flaschenaus- und -einlauf permanent geschlossen, so dass die Kraftübertragungsabschnitte über diese hinweggleiten/rollen, ohne die Führungsgasse 101 für Flaschen zu passieren, so dass die Anpressung aufrechterhalten bleibt. Umgekehrt bleiben in seinem Flaschenbetrieb der Bearbeitungsvorrichtung 10 die Klappen 104,105 für den Einlauf und Auslauf der Dosenführungsgasse 106 geschlossen. Im kombinierten Betrieb werden die Klappen 102,103,104,105 entsprechend zum Öffnen und Schließen angesteuert, so dass die jeweiligen Kraftübertragungsabschnitte, die einer Dosen- oder Flaschenfüllstation bzw. der jeweiligen Behälteraufnahme 11 am Bearbeitungsstern 1 zugeordnet sind, entsprechend in die zugehörige Führungsgasse101 für Flaschen und 106 für Dosen gelangen.
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Mit den Klappen kann auch gesteuert werden, dass der einem Füllventil bzw. einer Behälteraufnahme zugeordnete Kraftübertragungsabschnitt nicht bei jedem Umlauf die zugeordnete Führungsgasse passiert, sondern beispielsweise nur bei jedem zweiten, dritten oder N-ten Umlauf in die Führungsgasse zur Einleitung der Nichtanpressphase eintritt, so dass die Anpressphase mehr als eine Umdrehung andauert. Durch Schließen der Klappen halten die auf der stirnseitigen Ringfläche geführten Kraftübertragungsabschnitte die Anpressphase zwischen Füllventil und auf der Aufnahme aufgenommenem Behälter aufrecht, bis die Klappe zum Öffnen des Einlaufs der jeweiligen Führungsgasse angesteuert wird.
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Die Klappen 102,103,104,105 können an dem Grundkörper der Steuerkurvenvorrichtung 100 angelenkt sein und zum Öffnen und Schließen über einen Druckluftmotor oder einen anderen Aktor angesteuert werden. Die Klappen sind so ausgestaltet, dass sie in der geschlossenen Anordnung die stirnseitige Ringfläche ergänzen, so dass die Kraftübertragungsabschnitte störungsfrei über die Klappen in der geschlossenen Anordnung abrollen/gleiten können.
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9 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Adapter 112 für ein Füllventil 111 einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung. Der an dem Füllventil 111 angeordnete Adapter 112 ist zweimal dargestellt, links in der Anpressanordnung mit einer Flasche B1 und rechts in der Anpressanordnung mit einer Dose B2, die jeweils auf einem Aufnahmeteller 11' als Bestandteil einer Behälteraufnahme eines Bearbeitungssterns angeordnet sind. Der Adapter 112 ist so geformt, dass er zwei Kontaktabschnitte 113, 114 bereitstellt. Hierbei wird genutzt, dass der jeweilige Behälterabschnitt mit der Füllöffnung, hier also Flaschenhals und Dosenstirnseite, unterschiedliche Durchmesser aufweisen. So kann der Kontaktabschnitt 114 für Dosen B2, deren Durchmesser an der Befüllöffnung größer ist als der der Flaschen B1, durch einen äußeren Ringabsatz des Adapters 112 gebildet werden, der an dem von dem Füllventil 111 abgewandten, zum Behälter weisenden Ende des Adapters vorliegt. Der Kontaktabschnitt 113 für Flaschen B1 ist ebenfalls durch einen Ringabsatz gebildet, der allerdings in Bezug zu dem Kontaktabschnitt 114 für Dosen B2 radial nach innen und axial nach oben versetzt ist. Der so als Zentrierglocke für verschiedene Behälter B1, B2 dienende Adapter 112 kann zudem die axiale Längendifferenz der unterschiedlichen Behältertypen berücksichtigen, indem die beiden Kontaktabschnitte 113,114 entsprechend axial voneinander beabstandet sind.
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Ein entsprechender Adapter kann alternativ oder zusätzlich für die Behälteraufnahme 11 bzw. den Aufnahmeteller 11' vorgesehen sein, ist aber figurativ nicht dargestellt. Ferner kann ein Adapter auch für mehr als zwei verschiedene Behältertypen ausgebildet sein, deren Durchmesser sich an ihrer jeweiligen Befüllöffnung unterscheiden.
