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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von Behältern mit einer Behälterklammer zum Halten der Behälter.
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Vorrichtungen zum Transportieren von Behältern werden in Behälterbehandlungsanlagen wie bspw. Getränkeabfüllanlagen verwendet. In diesen transportieren die Transportvorrichtungen die Behälter durch die jeweiligen Behälterstationen hindurch und von einer Behälterstation zur nächsten. Insbesondere die Transportvorrichtungen zum Transport der Behälter durch die Behälterbehandlungsstationen weisen Behälterklammern zum sicheren Halten und Transportieren der Behälter auf.
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Im Bereich der Lebensmittelindustrie erfolgen verschiedene Arbeitsschritte an den Behälterbehandlungsstationen unter aseptischen Bedingungen, um eine Verunreinigung der in die Behälter einzufüllenden Lebensmittel zu verhindern. Die in diesen Bereichen verwendeten Behälterklammern sind entweder offen konstruiert, so dass deren Bauteile besonders einfach zu reinigen und zu desinfizieren sind, oder die Behälterklammern sind gekapselt aufgebaut, so dass neben den Klammerarmen nur ein die Mechanik umgebendes, leicht reinigbares und desinfizierbares Gehäuse vorliegt.
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Während bei den offen konstruierten Behälterklammern zumeist die notwendige Stabilität für einen dauerhaften Betrieb unter hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und die Zuverlässigkeit beim Halten der gefüllten und ungefüllten Behälter fehlt, sind die bekannten gekapselten Lösungen extrem aufwendig herzustellen und zu betreiben.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfach konstruierte und kostengünstig herstellbare Transportvorrichtung mit einer Behälterklammer zum sicheren Halten der Behälter bereitzustellen, die für die Verwendung im aseptischen Bereich geeignet ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Transportieren von Behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zum Transportieren von Behältern mindestens eine Behälterklammer zum Halten der Behälter mit zwei um jeweils eine Drehachse verschwenkbaren Klammerarmen und eine Antriebseinheit auf, die mit einer sich in Richtung einer Mittelachse der Behälterklammer erstreckenden und mit den Drehachsen gekoppelten Spindeleinheit verbunden ist, wobei die Klammerarme mittels einer Drehbewegung der Spindeleinheit um ihre Längsachse zwischen einer Öffnungsposition und einer Greifposition verschwenkbar sind.
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Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, die Kraft einer Antriebsvorrichtung über eine besonders einfache Mechanik, die einen sicheren Halt der Behälter gewährleistet, auf die Drehachsen der Klammerarme zu übertragen und dabei insbesondere aufwendige Feder- und Schwenkmechanismen zu vermeiden.
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Dafür ist insbesondere die Spindeleinheit angeordnet und mit ihrer Längsachse in der Ebene der Klammerarme bzw. parallel zur Ebene der Klammerarme ausgerichtet. Hierdurch kann die Schwenkbewegung der Klammerarme ausschließlich über eine kurze Bewegung um die Längsachse ggf. ergänzend durch eine kurze Bewegung entlang der Längsachse erzeugt werden. Diese ermöglicht zudem bspw. einen besonders schlanken Aufbau der Behälterklammer und eine einfache, leicht zu reinigende Kapselung bzw. einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau mit gut zugänglichen und somit leicht zu reinigenden Bauteilen. Zudem kann über die einfache und sehr stabile Mechanik eine hohe Schließkraft der Klammerarme im Bereich von 300 N und mehr erreicht werden, wodurch die Behälterklammer sogar im Bereich von Verschließerstationen eingesetzt werden kann. Dabei ist der Drehwinkel der Spindeleinheit besonders klein und auf ca. 90° beschränkt. Durch den geringen Drehwinkel der Spindeleinheit sind somit besonders kurze Schaltzeiten realisierbar, wodurch hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Vorrichtung ermöglicht werden, wie sie bspw. im Bereich von Abfüllanlagen in der Lebensmittelindustrie üblich sind. Die Spindeleinheit ermöglicht zudem einen besonders verschleiß- und wartungsarmen Betrieb der Behälterklammer.
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Unter einer Spindeleinheit kann entweder eine Gewindespindel, d. h. ein Spindelkörper mit Außengewinde, oder eine Gewindespindel mit Spindelmutter verstanden werden. Die Drehbewegung der Spindeleinheit kann dementsprechend entweder eine Drehbewegung der Gewindespindel oder eine Drehbewegung der Spindelmutter jeweils um die Längsachse der Spindeleinheit sein. Die Längsachse der Spindeleinheit entspricht dementsprechend der Längsachse der Gewindespindel.
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Die Behälterklammer ist als aktive Behälterklammer ausgebildet, bei der sowohl die Schließbewegung als auch die Öffnungsbewegung der Klammerarme mittels der Antriebsvorrichtung erzeugt wird. Die Behälterklammer ist dabei insbesondere zum Ergreifen und Halten von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen, bspw. mit einem Neckring ausgebildet. Die Behälter können bspw. Glas oder Kunststoff wie PET umfassen.
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Jedem Klammerarm ist eine Drehachse zugeordnet. Die Drehachsen einer Behälterklammer sind insbesondere quer zur Längsachse der Gewindespindel angeordnet. Die Drehachsen können mehrteilig als Drehachseneinheit ausgebildet sein. Eine Drehachseneinheit umfasst bspw. ein in einem Grundkörper, bspw. einem Gehäuse, drehbar gelagerten, bspw. zylinderförmigen, Drehachsenkörper, der mit den Klammerarmen fest verbunden ist und durch den sich bspw. eine Schraube erstreckt. D. h., dass im Weiteren unter einer Drehachse auch bspw. eine Drehachseneinheit zu verstehen ist.
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Die Klammerarme können spiegelbildlich und symmetrisch um eine Symmetrieachse ausgebildet und angeordnet sein. Als Symmetrieachse kann insbesondere die Längsachse der Gewindespindel ausgebildet sein. Dabei sind die Klammerarme vorzugsweise einstückig ausgebildet und weisen einen Greifabschnitt zum zumindest teilweisen Umgreifen des Behälters auf. An einem dem Greifabschnitt gegenüberliegenden Ende der Klammerarme ist vorzugsweise die Drehachse angeordnet.
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Die Anordnung der Gewindespindel erfolgt vorteilhafterweise derart, dass die Längsachse der Gewindespindel sich mittig zwischen den Klammerarmen erstreckt und somit die Symmetrieachse der Klammerarme ist. In einem Transportstern kann sich die Längsachse bspw. in Radialrichtung auf die Drehachse des Transportsterns erstrecken.
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Die Anordnung der Längsachse der Gewindespindel als Symmetrieachse der Klammerarme und der Drehachse gewährleistet eine grundsätzlich symmetrische Bewegung der Klammerarme zwischen der Öffnungsposition und der Greifposition. Die Gewindespindel hat zudem eine selbsthemmende Wirkung, so dass eine unbeabsichtigte Bewegung der Klammerarme sicher verhindert wird.
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Unter der Greifposition wird eine geschlossene Position der Klammerarme verstanden, in der die Klammerarme einen Behälter umgreifen, bzw. in der die Greifabschnitte der Klammerarme einen geringstmöglichen Abstand zueinander aufweisen.
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Dementsprechend wird unter einer Öffnungsposition eine Position der Klammerarme zueinander verstanden, in der ein Behälter zwischen die Greifabschnitte der Klammerarme eingeführt werden kann, bzw. in der die Greifabschnitte einen größtmöglichen Abstand zueinander haben.
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Die Vorrichtung kann insbesondere als rotierender Transportstern ausgebildet sein, an dem in Umfangsrichtung nebeneinander zahlreiche Behälterklammern angeordnet sind.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Gewindespindel in Richtung der Längsachse der Spindeleinheit beweglich gelagert. Die Lagerung erfolgt bspw. an einer ortsfest gelagerten Spindelmutter. D. h., die Gewindespindel kann in Richtung ihrer Längsachse vor und zurück bewegt werden, während die Spindelmutter eine Drehbewegung um die Längsachse der Spindeleinheit durchführen kann. Dabei ist die Gewindespindel vorzugsweise derart angeordnet, dass sie ausschließlich in Längsachsenrichtung bewegbar ist, während die Spindelmutter vorzugsweise ausschließlich um die Längsachse drehbar ist.
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D. h., dass zum Erzeugen der Schwenkbewegung der Klammerarme die Spindelmutter um die Längsachse der Spindeleinheit verdreht wird, wodurch sich die Gewindespindel in Richtung der Längsachse bewegt. Dabei kann die Gewindespindel direkt mit den Drehachsen gekoppelt sein oder ein mit der Gewindespindel verbundenes und sich mit der Gewindespindel bewegendes Bauteil ist mit den Drehachsen verbunden.
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Besonders bevorzugt kann die Gewindespindel ortsfest gelagert sein, so dass sie ausschließlich eine Drehbewegung um ihre Längsachse durchführen kann. Zum Erzeugen der Schwenkbewegung kann die Gewindespindel dabei mit ihrem Außengewinde besonders bevorzugt direkt mit den Drehachsen gekoppelt sein. Alternativ kann sie mit einer Spindelmutter in Eingriff sein, die in Längsachsenrichtung bewegbar und bspw. mit der Drehachse gekoppelt ist. Dabei ist die Gewindespindel vorzugsweise ausschließlich um die Längsachse drehbar, während die Spindelmutter vorzugsweise ausschließlich in Längsachsenrichtung bewegbar ist.
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Zum Übertragen der Antriebskraft von der Spindeleinheit auf die Klammerarme sind nach einer Weiterbildung der Erfindung zum Eingriff in eine Mitnehmeraufnahme ausgebildete Mitnehmer angeordnet. D. h., mittels der Mitnehmer und der Mitnehmeraufnahme wird die Drehbewegung der Spindeleinheit in eine Drehbewegung der Drehachsen umgewandelt. Unter einem Mitnehmer wird somit ein Bauteil verstanden, dass in Eingriff mit der Mitnehmeraufnahme und aufgrund der Drehbewegung der Spindeleinheit eine Bewegung in Längsachsenrichtung der Spindeleinheit bewirkt.
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Die Mitnehmer können an der Spindeleinheit und die Mitnehmeraufnahmen an den Drehachsen angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind jedoch die Mitnehmer an den Drehachsen und die Mitnehmeraufnahmen an der Spindeleinheit angeordnet. In diesem Zusammenhang wird unter der Spindeleinheit auch jedes mit der Spindeleinheit bewegbares und die Mitnehmer oder die Mitnehmeraufnahme umfassendes Bauteil verstanden. So kann besonders bevorzugt ein die Mitnehmeraufnahmen umfassender Kopplungskörper mit der Gewindespindel verbunden sein, welcher eine Bewegung der Gewindespindel in Längsachsenrichtung mitmacht.
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Die Mitnehmer können bspw. als Erhebungen ausgebildet sein, die in als Ausnehmungen ausgebildete Mitnehmeraufnahmen eingreifen. Vorzugsweise sind die Mitnehmer als sich bspw. in Längsachsenrichtung der Drehachsen erstreckende Stangen ausgebildet, die in Nuten eingreifen, die sich ebenfalls in Längsachsenrichtung der Drehachsen erstrecken.
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Die Länge des Bewegungsabschnittes der Spindelmutter bzw. der Gewindespindel in Längsachsenrichtung wird unabhängig von der Ausführungsform durch die Steigung des Gewindes der Spindeleinheit und den Drehwinkel, um den die Gewindespindel bzw. die Spindelmutter bewegt werden, bestimmt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Gewindespindel ein als Mitnehmeraufnahme ausgebildetes Außengewinde auf. Dabei greift das Außengewinde bspw. an den an den Drehachsen gelagerten Mitnehmer an und bewegt den Mitnehmer in Längsachsenrichtung der Spindeleinheit, wodurch eine Drehbewegung der Drehachsen erzeugt wird. Bei einer derartigen direkten Kopplung des Außengewindes mit der Drehachse kann über die Steigung des Gewindes der Drehwinkel der Drehachsen gesteuert werden. Hierdurch sind extrem kurze Schaltzeiten realisierbar.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Antriebseinheit einen die Drehbewegung der Gewindespindel erzeugenden Aktor, insbesondere einen Antriebshebel oder einen Antriebsmotor, der bspw. als elektrischer oder magnetischer Antriebsmotor ausgebildet sein kann. Dabei kann der Antriebshebel bspw. über eine Steuerkurve angesteuert und bewegt werden. Die Antriebsmotoren sind dabei vorzugsweise mit einer Antriebsachse in Verlängerung mit der Längsachse der Spindeleinheit angeordnet. Alternativ können die Aktoren auch als pneumatische oder hydraulische Aktoren ausgebildet sein.
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Zum Übertragen der Antriebskraft von der Antriebseinheit auf die Spindeleinheit können unterschiedliche Kopplungen ausgebildet sein. So können die Aktoren bspw. direkt mit der drehbaren Gewindespindel oder mit der drehbaren Spindelmutter verbunden sein. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spindelmutter und ein Kupplungselement der Antriebseinheit als Ringabschnitte ausgebildet, die sich zumindest teilweise überlappen. Durch die überlappenden Abschnitte wird die von dem Aktor kommende Kraft direkt, sicher und ohne Schlupf auf die Spindeleinheit übertragen.
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Die Drehachsen und die Drehachsenaufnahme können bspw. zylinderförmig ausgebildet sind, wobei die Drehachsen vorzugsweise stabförmig ausgebildet und mit einer Zylinderaußenfläche zur Anlage an einer Zylinderinnenfläche der Drehachsenaufnahme ausgebildet sind. Für eine konstruktiv besonders stabile und wartungsarme Ausgestaltung ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Drehachsen und die Drehachsenaufnahme in Längsachsenrichtung der Drehachsen mit einem stufenartigen Versatz aneinander anliegen. Sowohl die Drehachse als auch die Drehachsenaufnahme weisen somit in Längsachsenrichtung der Drehachsen einen Absatz auf. Die jeweiligen Absätze umfassen dabei eine sich bspw. quer zur Längsachsenrichtung der Drehachsen erstreckende Fläche. Die Anordnung der Drehachse und der Drehachsenaufnahme erfolgt derart, dass die quer zur Längsachsenrichtung erstreckenden Flächen aufeinander liegen.
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Für eine besonders reibungsarme Schwenkbewegung der Klammerarme und zur deutlichen Erleichterung der Montage der Drehachsen in den Drehachsenaufnahmen ist nach einer Weiterbildung der Erfindung zudem vorgesehen, dass die Drehachsen sich quer zur Längsachsenrichtung der Drehachsen erstreckende Erhebungen zur Anlage an der Drehachsenaufnahme und/oder die Drehachsenaufnahme sich quer zur Längsachsenrichtung der Drehachsen erstreckende Erhebungen zur Anlage an der Drehachse aufweisen.
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Bei Vorrichtungen mit einer Mehrzahl von Behälterklammern ist zur deutlichen Vereinfachung der Konstruktion nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Mehrzahl an Drehachsenaufnahmen einstückig mit einem Bauteil der Vorrichtung, bspw. einer Transportsternebene, ausgebildet ist. Hierfür kann die Drehachsenaufnahme bspw. aus dem Bauteil herausgearbeitet werden, so dass die geometrische Form der Drehachsenaufnahme in dem Bauteil vorliegt.
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Sämtliche Ausführungsformen sind u. a. aufgrund der Spindeleinheit besonders kompakt ausgebildet und weisen bis auf die Klammerarme keine sich verschwenkenden oder anderweitig hervorstehenden Bauteile auf. Die vorzugsweise gekapselt ausgebildeten Behälterklammern sind insofern besonders einfach kapselbar. Bei einer gekapselten Behälterklammer ist bspw. die gesamte Mechanik zum Verschwenken der Klammerarme, insbesondere die Drehachsen, die Spindeleinheit und die Antriebseinheit, bis auf die Ausnehmungen für die Klammerarme und einem Zugang zum Aktor der Antriebseinheit von einem Gehäuse umschlossen. Alternativ ist auch eine Teilkapselung möglich, bei der das Gehäuse in Richtung der Klammerarme, d. h., bspw. im aseptischen Bereich bis auf die Ausnehmungen für die Klammerarme vollständig geschlossen ist, während es in Richtung zur Antriebseinheit bspw. zumindest teilweise offen ausgebildet ist.
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Bei einer gekapselten Ausführung wird dadurch, dass die Spindeleinheit vorrangig eine Drehbewegung durchführt, ein thermischer Pumpeffekt zumindest weitestgehend verhindert. Ein gegebenenfalls mechanischer Pumpeffekt kann bspw. durch die Ausführung als Teilkapselung verhindert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
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1a schematisch in einem horizontalen Schnitt eine erste Ausführungsform der an einer Vorrichtung anordbaren Behälterklammer in einer Öffnungsposition;
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1b schematisch in einem horizontalen Schnitt die Ausführungsform der an der Vorrichtung anordbaren Behälterklammer aus 1a in einer Greifposition;
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2a schematisch in einer Ansicht eine zweite Ausführungsform einer an der Vorrichtung anordbaren Behälterklammer in einer Öffnungsposition;
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2b schematisch in einer Ansicht die Ausführungsform der an der Vorrichtung anordbaren Behälterklammer aus 1a in einer Greifposition;
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3a schematisch in einer horizontalen Schnittdarstellung die zweite Ausführungsform der Behälterklammer aus 2a in einer Öffnungsposition;
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3b schematisch in einer horizontalen Schnittdarstellung die zweite Ausführungsform der Behälterklammer aus 2b in einer Greifposition;
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4 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt einer als Sterntransporter ausgebildeten Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Behälterklammern nach 2a–3b;
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5 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt einer als Sterntransporter ausgebildeten Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Behälterklammern nach 2a–3b mit einer alternativen Antriebsvorrichtung;
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6 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt einer als Sterntransporter ausgebildeten Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Behälterklammern mit einer Vollkapselung einer Spindeleinheit und einer Antriebseinheit;
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7a schematisch in einer horizontalen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform der Behälterklammer;
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7b schematisch in einer perspektivischen Ansicht den Ausschnitt der Behälterklammer aus 7a;
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8 schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine vierte alternative Ausführungsform der Behälterklammer;
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9 schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine fünfte alternative Ausführungsform der Behälterklammer;
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1a zeigt schematisch in einem Horizontalschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterklammer 1. Die Behälterklammer ist als gekapselte Behälterklammer ausgebildet, bei der nur die Drehachsenverbindung zu den Klammerarmen 2 und die Antriebseinheit 11 aus den Gehäusen 7, 10 herausragen. Die Behälterklammer 1 weist zwei zur Aufnahme eines Behälters (hier nicht dargestellt) in eine Öffnungsposition verschwenkte Klammerarme 2 auf. Die Klammerarme 2 befinden sich in einer Öffnungsposition. Jeder Klammerarm 2 ist mit einer Drehachse 40 verbunden.
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Die Drehachse ist als mehrteilige Drehachseneinheit 3 ausgebildet und weist einen hohlzylinderförmigen Drehachsenkörper 4 und einen Drehachsenbolzen 5, hier eine Schraube, auf. Der Drehachsenbolzen 5 und der Drehachsenkörper 4 sind jeweils mit einem Klammerarm 2 fest verbunden. Der Drehachsenkörper 4 ist in einer Drehachsenaufnahme 6 in einem vorderen Drehachsengehäuse 7 drehbar gelagert. Der Drehachsenkörper 4 weist im Querschnitt mindestens eine, hier zwei Abflachungen 8 auf. Im Bereich der Abflachungen 8 ist ein Mitnehmer 9 angeordnet.
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An das Drehachsengehäuse 7 und an dem den Klammerarmen 2 gegenüberliegenden Ende schließt sich ein Antriebsgehäuse 10 an. Im Antriebsgehäuse 10 sind Teile der Antriebseinheit 11 angeordnet.
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Im Antriebsgehäuse 10 ist eine sich in Richtung der Mittelachse der Behälterklammer 1 erstreckende Spindeleinheit 12 mit einer Gewindespindel 18 angeordnet. Eine Längsachse A der Spindeleinheit 12 ist hier deckungsgleich mit der Mittelachse der Behälterklammer 1 gezeigt. Die Gewindespindel 12 weist einen in Richtung der Klammerarme 2 angeordneten Stempel 13 auf. An den Stempel 13 ist mittels einer Schraube 14 und Druckfeder 15 ein Kopplungskörper 16 angeordnet. Der Kopplungskörper 16 ragt in das Drehachsengehäuse 7 hinein und weist außenseitig zwei Mitnehmeraufnahmen 17 auf, in denen jeweils ein Mitnehmer 9 angeordnet ist. Die Mitnehmer 9 sind als sich in Drehachsenlängsrichtung erstreckende Stifte ausgebildet, während die Mitnehmeraufnahmen 17 als sich in Drehachsenlängsrichtung erstreckende Ausnehmungen ausgebildet sind.
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Neben einer Gewindespindel 18 mit Außengewinde 19 umfasst die Spindeleinheit 12 zudem eine Spindelmutter 20 mit Innengewinde 21. Die Spindelmutter 20 liegt an einem im Antriebsgehäuse 10 angeordneten Anschlag 22 an. Die Spindelmutter 20 ist um die Längsachse A drehbar und in Längsachsenrichtung A unbeweglich gelagert. Die Gewindespindel 18 ist dagegen in Längsachsenrichtung A beweglich und um die Längsachse A nicht drehbar gelagert.
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Die Spindelmutter 20 ist zumindest teilweise als Ringabschnitt ausgebildet. Die Spindelmutter 20 befindet sich in Eingriff mit einem Kopplungselement 23. Das Kopplungselement 23 ist ebenfalls zumindest teilweise als Ringabschnitt ausgebildet. Die Bereiche der Ringabschnitte des Kopplungselements 23 und der Spindelmutter 20 überlappen sich, sodass bei einer Drehbewegung des Kopplungselements 23 die Spindelmutter 20 die Drehbewegung mitmacht.
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Das Kopplungselement 23 ist hier über eine Schraube 24 und mit einem zum Eingriff einer Steuerkurve (hier nicht dargestellt) ausgebildeten Antriebshebel 25 verbunden. Der Antriebshebel 25 weist einen hülsenartigen Grundkörper 26 auf, an dem der zum Eingriff mit der Steuerkurve ausgebildete Antriebsarm 27 angeordnet ist.
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1b zeigt die Ausführungsform der Behälterklammer 1 aus 1a mit in eine Greifposition verschwenkten Klammerarmen 2 und einem sich in der Greifposition befindlichen Antriebsarm 27. Für die Schwenkbewegung der Klammerarme 2 wurde der Antriebsarm 27 im Uhrzeigersinn um 90° verschwenkt. Aufgrund der Verbindung zwischen dem hülsenartigen Grundkörper 26 mit dem Kopplungselement 23 und der überlappenden Anordnung des Kopplungselements 23 mit der Spindelmutter 20 ist die Spindelmutter 20 der Drehbewegung des Antriebsarms 27 gefolgt. Dabei wurde die Gewindespindel 18 entlang der Längsachse A in Richtung des Antriebsarms 27 bewegt.
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Über den mit der Gewindespindel 18 verbundenen Kopplungskörper 16 und der in den Mitnehmeraufnahmen 17 angeordneten Mitnehmern 9 wurden die Drehachseneinheiten 3 verdreht, so dass die mit ihnen verbundenen Klammerarme 2 eine Schwenkbewegung in die dargestellte Greifposition durchgeführt haben.
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Die in 1a und 1b dargestellte Ausführungsform der erfinderischen Behälterklammer 1 weist somit einen mittelbaren Antrieb auf, da zwischen der Spindeleinheit 12 und den Drehachseneinheiten 3 ein zusätzlicher Kopplungskörper 16 angeordnet ist.
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Die 2a bis 2b zeigen eine weitere Ausführungsform der Behälterklammer 1 im Horizontalschnitt mit einem unmittelbaren Antrieb, bei dem die Gewindespindel 18 mit ihrem Außengewinde 19 direkt mit den Drehachseneinheiten 3 gekoppelt ist. Die dargestellte Behälterklammer 1 weist zwei Klammerarme 2 auf, die jeweils mit einer Drehachseneinheit 3 verbunden sind. Die Drehachseneinheiten 3 sind in einer Drehachsenaufnahme 6 angeordnet, die in einem Tragkörper 28 angeordnet sind. Die Tragkörper 28 können, wie hier dargestellt, als eigenständige Baukörper ausgebildet sein, bei denen jeweils eine Behälterklammer 1 einen Tragkörper 28 aufweist. Als Tragkörper 28 können jedoch auch bspw. Stern-, Rad- oder Ringelemente 29 (siehe 4) dienen, in denen zahlreiche Behälterklammern 1 nebeneinander angeordnet sind.
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Bei den in 2a und 2b dargestellten Behälterklammern 1 ragen die Mitnehmer 9 direkt ins Außengewinde 19 der Gewindespindel 18. Die Gewindespindel 18 ist dementsprechend im Tragkörper 28 um seine Längsachse A, die der Mittelachse der Behälterklammer 1 entspricht, drehbar angeordnet. In Längsachsenrichtung A ist die Gewindespindel ortsfest (unbeweglich) gelagert. Zum Erzeugen der Drehbewegung ist an einem dem Außengewinde 19 gegenüberliegenden Ende der Gewindespindel 18 ein Antriebsarm 27 angeordnet, der zum Eingriff einer Steuerkurve (hier nicht dargestellt) ausgebildet ist.
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Die Drehachsenaufnahme 6 im Tragkörper 28 und die hier ebenfalls als Drehachseneinheit 3 ausgebildete Drehachse weisen in Längsachsenrichtung der Drehachse jeweils einen stufenartigen Versatz mit quer zur Drehachsenlängsrichtung erstreckenden Absatzflächen auf, wobei die Drehachse mit ihrer Absatzfläche auf der Absatzfläche der Drehachsenaufnahme 6 aufliegt.
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Zur seitlichen Führung des Drehachsenkörpers 4 in der Drehachsenaufnahme 6 weisen beide zwei in Längsachsenrichtung der Drehachse hintereinander angeordnete Führungsabschnitte 36, 37, 38, 39 auf. Aus jeweils einem der Führungsabschnitte 36, 37, 38, 39 erstrecken sich quer zur Drehachse Führungserhebungen 35. Dabei sind die Führungserhebungen 35 am ersten Führungsabschnitt 38 (hier oberen Abschnitt) der Drehachse angeordnet und liegen an dem ersten Führungsabschnitt 36 der Drehachsenaufnahme 6 an, während die Führungserhebungen 35 am zweiten (hier unteren) Führungsabschnitt 36 der Drehachsenaufnahmen 6 an einem zweiten (hier unteren) Führungsabschnitt 39 der Drehachse anliegen. Die jeweiligen Führungserhebungen 35 bilden den jeweiligen stufenartigen Versatz aus.
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Während die Ausführungsform aus 2a und 2b schematisch in einer Draufsicht dargestellt ist, zeigen die 3a und 3b die Ausführungsform aus 2a und 2b in einem Horizontalschnitt durch den jeweiligen zweiten Führungsabschnitt 37, 39 der Drehachsenaufnahme 6 und der als Drehachse ausgebildeten Drehachseneinheit 3.
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4 zeigt die Ausführungsform der Behälterklammer 1 aus 2a bis 3b. Hierbei ist der Tragkörper 28 als Ring eines Transportsterns (hier nicht dargestellt) ausgebildet. Im Tragkörper 28 sind eine Vielzahl von Behälterklammern 1 in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Die Behälterklammern 1 ermöglichen beim Transportstern eine besonders einfache Konstruktion, da die Drehachsenaufnahmen 6 aus dem Tragkörper 28 einfach bspw. mittels eines Laserschneideverfahrens ausgearbeitet werden können und zur Montage der Behälterklammern 1 nur eine jeweilige Ausnehmung für die Gewindespindel 18 eingebracht werden muss.
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5 zeigt die Ausführungsform aus 4 mit einer alternativen Antriebseinheit 11. Jede Behälterklammer 1 weist anstatt einem Antriebsarm 27 zum Eingriff einer Steuerkurve einen Magnetantrieb 30 zum Erzeugen der Schwenkbewegung der Klammerarme 2 auf.
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6 zeigt die Ausführungsform aus 5 jedoch in einer voll gekapselten Ausführungsform, die somit insbesondere im aseptischen Bereich, bspw. einer Getränkeabfüllanlage, benutzbar ist.
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7a und 7b zeigen Teilausschnitte einer weiteren Ausführungsform in einer Draufsicht bzw. in einer perspektivischen Darstellung. Die Ausführungsform entspricht weitestgehend der Ausführungsform aus 2a bis 4b, wobei die Behälterklammer 1 als gekapselte Behälterklammer ausgebildet ist. Zudem ist die Drehachseneinheit 3 entsprechend den 1a und 1b absatzlos mit einer durchgängigen Außenoberfläche ausgebildet und liegt an einer ebenfalls absatzlosen, durchgängig ausgebildeten Innenoberfläche einer Drehachsenaufnahme 6 an.
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Weiter zeigt 7b, dass entsprechend auch den 1a und 1b die Ausnehmung in den Drehachsenkörpern 4 alternativ, wie hier dargestellt, hohlkehlenförmig und der Mitnehmer 9 als in den Drehachsenkörper 4 einführbarer Bolzen ausgebildet sein kann.
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8 zeigt eine in einer perspektivischen Schnittdarstellung gekapselte Ausführungsform des Behältergreifers 1 mit zwei Klammerarmen 2 in einer Greifposition. Die Klammerarme 2 sind entsprechend der Ausbildung in 1a bis 2b jeweils mit einer Drehachseneinheit 3 verbunden. Die Drehachseneinheit 3 ist in einer Drehachsenaufnahme 6 eines Drehachsengehäuses 7 gelagert. An jeder Drehachseneinheit 3 ist ein Mitnehmer 9 angeordnet, der jeweils in einer Mitnehmeraufnahme 17 gelagert ist. Die Mitnehmeraufnahmen 17 sind in einem Kopplungszapfen 31 angeordnet, der von einer Spindeleinheit 18 kommend in das Drehachsengehäuse 7 hineinragt. Der Kopplungszapfen 31 ist in Richtung der Antriebseinheit 11 mit einem Stempel 13 verbunden. Der Stempel 13 ist über eine Schraubverbindung 24 mit der Spindelmutter 20 gekoppelt. Die Schraubverbindung umfasst zur Verhinderung von Vibrationen jeweils einen Dämpfer 32. Die Spindelmutter 20 ist in Eingriff mit einer Gewindespindel 18. Die Gewindespindel 18 ist mit einem Elektromotor 33 verbunden. Die Gewindespindel 18 ist ortsfest, während die Spindelmutter 20 in Längsachsenrichtung A beweglich gelagert ist.
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Zum Öffnen und Schließen der Klammerarme 2 wird die Gewindespindel 18 mittels des Elektromotors 33 vor und zurück gedreht. Dabei bewegt sich die Spindelmutter 20 in Richtung der Klammerarme 2 bzw. in Richtung des Elektromotors 33. Über die Kopplung der Spindelmutter 20 mit dem Stempel 13 und dem Kopplungszapfen 31 erfolgt eine Kraftübertragung auf die Mitnehmer 9 und somit auf die Drehachseneinheiten 3, wodurch die Bewegung der Klammerarme 2 erzeugt wird.
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9 zeigt in einer schematisch dargestellten perspektivischen Ansicht eine weitere gekapselte Ausführungsform der Behälterklammer 1. Die Klammerarme 2 sind über die Drehachseneinheiten 3 in einem Drehachsengehäuse 7 verschwenkbar gelagert. In dieser Ausführungsform ist der Mitnehmer 9 als Ausnehmung im Drehachsenkörper 4 ausgebildet und eine Mitnehmeraufnahme 17 ist als in die Ausnehmung eingreifende Erhebung vorgesehen. Die Mitnehmeraufnahme 17 befindet sich entsprechend der Ausführungsform aus 8 in einem Kopplungszapfen 31, der mit einer Spindelmutter 20 verbunden ist. Die Spindelmutter 20 wird von einer Gewindespindel 18, die mit einem Elektromotor 33 verbunden ist, in Richtung der Mittelachse der Behälterklammer 1 (hier die Längsachse A der Spindeleinheit 12) vor und zurück bewegt.
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Die in 9 dargestellte Behälterklammer 1 ist als gekapselte Behälterklammer 1 ausgebildet, sodass das Drehachsengehäuse 7 und das Antriebsgehäuse 10 bis auf die Ausnehmungen für die Klammerarme und den Elektromotor 33 geschlossen sind. Im Bereich des Elektromotors 33 befindet sich zudem eine Antriebsschürze 34, über die eine besonders sichere Kapselung eines aseptischen von einem septischen Bereich bspw. in einer Getränkeabfüllanlage hergestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälterklammer
- 2
- Klammerarme
- 3
- Drehachseneinheit
- 4
- Drehachsenkörper
- 5
- Drehachsenbolzen
- 6
- Drehachsenaufnahme
- 7
- Drehachsengehäuse
- 8
- Abflachung
- 9
- Mitnehmer
- 10
- Antriebsgehäuse
- 11
- Antriebseinheit
- 12
- Gewindespindel
- 13
- Stempel
- 14
- Schraube
- 15
- Druckfeder
- 16
- Kopplungsgehäuse
- 17
- Mitnehmeraufnahme
- 18
- Spindelkörper
- 19
- Außengewinde
- 20
- Spindelmutter
- 21
- Innengewinde
- 22
- Anschlag
- 23
- Kopplungselement
- 24
- Schraube
- 25
- Antriebshebel
- 26
- hülsenartiger Grundkörper
- 27
- Antriebsarm
- 28
- Tragkörper
- 29
- Ringkörper
- 30
- Magnetantrieb
- 31
- Kopplungszapfen
- 32
- Dämpfer
- 33
- Elektromotor
- 34
- Antriebsschürze
- 35
- Führungserhebung
- 36
- erster Führungsabschnitt Drehachsenaufnahme
- 37
- zweiter Führungsabschnitt Drehachsenaufnahme
- 38
- erster Führungsabschnitt Drehachse
- 39
- zweiter Führungsabschnitt Drehachse
