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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln von Vorformlingen („Preforms“), mit der die zum Beispiel aus einem Vorratsbehälter zugeführten Vorformlinge in einer Reihe und mit einer Sollausrichtung für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt und zum Beispiel an eine Blasmaschine oder Streckblasmaschine zur Herstellung von durch pneumatischen Druck (Blasdruck) oder hydraulischen Druck (insbesondere den Druck eines abzufüllenden Fluids) geformten Behältern übergeben werden.
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Die Vereinzelungsvorrichtung ist dabei als Rollensortierer mit zwei sich gegensinnig zueinander drehenden Förderrollen ausgebildet, deren Achsen in einer gemeinsamen, im Wesentlichen horizontalen Ebene liegen und parallel zueinander verlaufen. Die beiden Achsen sind dabei so voneinander beabstandet, dass die Vorformlinge in einer Sollausrichtung zwischen den Förderrollen hängend und in einer Reihe aufeinander folgend gehalten und zum Beispiel aufgrund eines Gefälles der Förderrollen oder durch andere Mittel entlang der Förderrollen gefördert werden.
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Gemäß der
WO 2014/037120 weist eine solche Vereinzelungsvorrichtung eine Ausrichteinrichtung zum Ausrichten von fehlausgerichteten Vorformlingen auf. Diese Ausrichteinrichtung umfasst einen vorzugsweise sternförmig ausgebildeten Rotationskörper mit Fingern, der um eine horizontale und senkrecht zu den Achsen der Förderrollen verlaufende Achse drehbar gelagert ist. Diese Achse ist vorzugsweise oberhalb oder auch unterhalb der durch die Achsen der Förderrollen aufgespannten Ebene angeordnet, wobei der Rotationskörper entlang seiner Achse so positioniert ist, dass er während der Drehung mit seinen Fingern zumindest teilweise in die Bewegungsbahn der Vorformlinge hineinragt und dabei eine Ausrichtkraft auf fehlausgerichtete Vorformlinge ausübt.
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Diese Vorrichtung hat zwar den Vorteil, dass damit fehlausgerichtete Vorformlinge korrekt ausgerichtet werden können und somit nicht aussortiert werden müssen, was zu einem höheren Durchsatz bei der Weiterverarbeitung der Vorformlinge und der Herstellung der Behälter wesentlich beiträgt.
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Allerdings kann ein hoher Durchsatz und eine damit verbundene hohe Fördergeschwindigkeit der Vorformlinge insbesondere bei kleinen Vorformlingen (die zum Beispiel ein Gewicht von nur etwa 7 bis 10 Gramm aufweisen) dazu führen, dass eine störungsfreie Förderung, Ausrichtung und/oder Übergabe nicht mehr unter allen Umständen sichergestellt werden kann.
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Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht deshalb darin, eine Vereinzelungsvorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, mit der insbesondere auch kleine Vorformlinge bzw. solche mit geringem Gewicht mit einem hohen Durchsatz störungsfrei und mit korrekter Ausrichtung sowie kontinuierlich bereitgestellt und insbesondere für die Herstellung von Behältern übergeben werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die sich im Wesentlichen dadurch auszeichnet, dass eine Bremseinrichtung vorgesehen ist, die auf die Drehung des Rotationskörpers einwirkt und mit der die Umfangsgeschwindigkeit der in die Bewegungsbahn der Vorformlinge hineinragenden Finger relativ zu der Geschwindigkeit der Förderung der Vorformlinge verlangsamt werden kann.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass damit eine noch bessere Ausrichtung und Vereinzelung der korrekt ausgerichteten Vorformlinge, unabhängig von ihrer Größe und ihrem Gewicht, erzielt werden kann. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Vorformlinge mittels der Bremseinrichtung geringfügig voneinander beabstandet werden, so dass fehlausgerichtete, d.h. horizontal oder schräg und/oder übereinander liegende Vorformlingen zuverlässiger zwischen benachbarten Vorformlingen korrekt hängend ausgerichtet werden können.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Funktionssicherheit und Leistungsfähigkeit der gesamten Anlage insbesondere zur Herstellung von Behältern aus relativ kleinen und leichten Vorformlingen wesentlich gesteigert werden kann.
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Ein Vorteil besteht weiterhin darin, dass auch bereits vorhandene, mit der genannten Ausrichteinrichtung versehene Vereinzelungsvorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung ausgestattet bzw. nachgerüstet werden können.
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Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Die Bremseinrichtung kann insbesondere so ausgeführt sein, dass sie eine mechanisch, magnetisch, elektrisch und/oder pneumatisch erzeugte Bremskraft auf den Rotationskörper der Ausrichteinrichtung ausübt.
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Der Rotationskörper kann zu diesem Zweck aus einem magnetischen bzw. elektrisch leitfähigen Material gefertigt oder mit einem aus einem solchen Material gefertigten Element (insbesondere in Form einer Scheibe oder Platte) drehfest verbunden sein.
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Die durch die Bremseinrichtung ausgeübte Bremskraft ist vorzugsweise einstellbar, so dass sie zum Beispiel an die Fördergeschwindigkeit oder die Größe bzw. das Gewicht der Vorformlinge angepasst werden kann.
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Die Bremseinrichtung ist besonders vorteilhaft mit der aus der
WO 2014/037120 bekannten Vereinzelungsvorrichtung kombinierbar, bei der der Rotationskörper der Ausrichteinrichtung sternförmig mit Fingern ausgebildet ist, die zumindest teilweise in die Bewegungsbahn der Vorformlinge hineinragen.
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Die Finger sind dabei vorzugsweise so bemessen und in Umfangsrichtung des Rotationskörpers voneinander beabstandet, dass der Umfangsabstand zwischen den Spitzen benachbarter Finger im Wesentlichen dem Abstand der Mitten zweier nebeneinander in Sollausrichtung zwischen den Förderrollen hängender Vorformlinge entspricht.
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Weiterhin ist der Rotationskörper vorzugsweise ohne Eigenantrieb ausgebildet und ragt mit seinen Fingern so in die Bewegungsbahn der Vorformlinge hinein, dass dieser durch den Strom der Vorformlinge in Drehung versetzt wird.
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Schließlich ist der Rotationskörpers hinsichtlich des Abstandes seiner Drehachse von der durch die Achsen der Förderrollen aufgespannten Ebene vorzugsweise einstellbar gelagert und/oder weist ein hinsichtlich dieses Abstandes federbelastetes Spiel auf, um bei bestimmten Fehlausrichtungen eines Vorformlings ein unerwünschtes Einklemmen des Vorformlings zwischen dem Rotationskörper und den Förderrollen zu verhindern und dessen Sollausrichtung zu ermöglichen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine erste schematische Teilansicht auf eine bekannte Vereinzelungsvorrichtung;
- 2 eine zweite schematische Teilansicht auf die bekannte Vereinzelungsvorrichtung;
- 3 bis 7 verschiedene Phasen eines Ausrichtvorgangs für einen Vorformling mit einer ersten Fehlausrichtung;
- 8 bis 10 verschiedene Phasen eines Ausrichtvorgangs für einen Vorformling mit einer zweiten Fehlausrichtung;
- 11 bis 13 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung in verschiedenen Ansichten;
- 14 bis 16 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung in verschiedenen Ansichten; und
- 17 bis 19 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung in verschiedenen Ansichten.
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Die 1 und 2 zeigen schematische Darstellungen eines Teils einer Vereinzelungsvorrichtung mit deren Eingabe- oder Zuführbereich. Die wesentlichen, in diesen Figuren erkennbaren Komponenten sind eine Zuführeinrichtung 1 für zu vereinzelnde Vorformlinge 2, ein erstes und ein zweites Leitblech 3, 4 sowie eine erste und eine zweite Förderrolle 5, 6 des Rollensortierers. Zwischen der ersten und der zweiten Förderrolle ist eine Ausrichteinrichtung 10 (2) angedeutet.
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Die Vorformlinge 2 werden zum Beispiel mittels einer Fördereinrichtung einem Sammelbehälter entnommen und in die Zuführeinrichtung 1 abgegeben, die im dargestellten Fall ein trichterförmiges Element ist, mit dem die Vorformlinge 2 auf einen Bereich zwischen den beiden Leitblechen 3, 4 gelenkt werden. Dort befinden sich unterhalb der Leitbleche 3, 4 die beiden sich gegensinnig drehenden Förderrollen 5, 6, zwischen denen sich die Vorformlinge 2 in einer Reihe hängend einsortieren. Zur korrekten Ausrichtung von eventuell fehlausgerichteten Vorformlingen 2 dient u. a. die nachfolgend im Detail erläuterte Ausrichteinrichtung 10.
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Die Vorformlinge 2 haben eine im Wesentlichen zylindrische Form und weisen im Bereich ihrer Öffnung im Querschnitt einen Durchmesser auf, der im Gegensatz zu den Querschnittsdurchmessern entlang der übrigen axialen Länge größer ist, als der Spalt zwischen den Förderrollen 5, 6. In der gewünschten Sollausrichtung hängen somit die Vorformlingen 2 in dem Spalt zwischen den Förderrollen 5, 6.
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Bei einer Fehlausrichtung liegt der betreffende Vorformling 2 im Allgemeinen auf dem Spalt zwischen den Förderrollen 5, 6 und wird zum Beispiel durch andere Vorformlinge daran gehindert, in die hängende Position zu schwenken. Zur Korrektur dieser Fehlausrichtungen dient die Ausrichteinrichtung 10, deren Funktion anhand der 3 bis 10 erläutert werden soll.
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Dabei sind zwei Alternativen zu beobachten. Im ersten Fall ist die Öffnung des Vorformlings 2 im Wesentlichen in Förderrichtung (3 bis 7) und im zweiten Fall entgegen der Förderrichtung (8 bis 10) gerichtet.
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Die 3 bis 10 zeigen in Seitenansichten die erste Förderrolle 5 (die zweite Förderrolle 6 ist nicht dargestellt), eine Anzahl von korrekt ausgerichteten Vorformlingen 21, deren Öffnung 23 jeweils nach oben gerichtet ist, einen fehlausgerichteten Vorformling 22, dessen Öffnung 23 in Förderrichtung X (3 bis 7) bzw. entgegen der Förderrichtung X (8 bis 10) gerichtet ist, sowie einen im Wesentlichen sternförmigen und drehbar gelagerten Rotationskörper 11 der Ausrichteinrichtung 10, der eine Anzahl von Fingern 12 aufweist.
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Die Finger 12 sind so bemessen und in Umfangsrichtung des Rotationskörpers 11 voneinander beabstandet, dass der Abstand zwischen den freien Enden benachbarter Finger 12 zumindest im Wesentlichen jeweils dem Mittenabstand benachbarter Vorformlinge 21 entspricht, die in Sollausrichtung hängend zwischen den Förderrollen 5, 6 gefördert werden.
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Der Rotationskörper 11 ist in der zur Förderrichtung X senkrechten Richtung Y so von den Vorformlingen beabstandet, dass die Finger 12 mit ihren Spitzen in die Bewegungsbahn der Vorformlinge hineinragen und sich somit jeweils in die Öffnungen 23 der korrekt ausgerichteten Vorformlinge 21 hineinerstrecken können.
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Der Rotationskörper 11 weist vorzugsweise keinen eigenen Antrieb auf, sondern wird durch die geförderten Vorformlinge 21 in der Drehrichtung D gedreht.
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Der Rotationskörper 11 ist ferner vorzugsweise so gelagert, dass er eine Ausweichbewegung in der gegenüber der Förderrichtung X senkrechten Richtung Y nach oben ausführen kann, und zwar vorzugsweise entgegen der Kraft einer Feder oder eines Gewichtes.
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Dadurch wird insbesondere in dem in 4 gezeigten Fall, in dem ein fehlausgerichteter Vorformling 22 zuerst mit seinem zwischen den Förderrollen 5, 6 aufliegenden Bereich des größeren Durchmessers auf einen Finger 12 des Rotationskörpers 11 trifft, verhindert, dass es zu einer Verklemmung des Vorformlings 22 zwischen 22 den Förderrollen 5, 6 und dem Rotationsköper 11 kommt.
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Der Rotationskörper 11 wird in diesem Fall nämlich durch den fehlausgerichteten Vorformling 22 nach oben gedrückt (4 und 5), bis er durch die weitere Förderung der Vorformlinge 21, 22 mit einem seiner Finger 12 den axialen Abschnitt des Vorformlings 22 mit geringerem Durchmesser erreicht (6) und drückt diesen dann in die Sollausrichtung (7).
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Dieser Ausrichtvorgang kann dadurch optimiert werden, dass die Drehung des Rotationskörpers 11 insbesondere während der Auf- und/oder Abbewegung mittels einer Bremseinrichtung zumindest kurzzeitig verlangsamt oder gestoppt wird, um dadurch den Abstand zwischen dem fehlausgerichteten Vorformling 22 und den in Förderrichtung X davor liegenden Vorformlingen 21 etwas zu vergrößern (4 und 5) und somit die Sollausrichtung zu erleichtern.
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Darüber hinaus es ist vorteilhaft, den Rotationskörpers 11 alternativ oder zusätzlich auch während der in den 3 und 7 gezeigten Phasen, in denen die Finger 12 des Rotationskörpers 11 in korrekt ausgerichtete Vorformlinge 21 eingreifen, abzubremsen, um damit auch den Abstand zwischen den korrekt ausgerichteten Vorformlingen 21 etwas zu vergrößern. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Ausrichtung von fehlausgerichteten Vorformlingen 22 insbesondere in dem Fall, in dem diese übereinander liegen, noch zuverlässiger erreicht wird.
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Diese beiden Maßnahmen sind besonders vorteilhaft bei der Förderung von relativ kleinen oder leichten Vorformlingen anwendbar. Durch die dadurch erreichte zuverlässige und störungsfreie Ausrichtung der Vorformlinge kann eine wesentliche Leistungssteigerung der gesamten Anlage erzielt werden.
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Die 8 bis 10 zeigen den Vorgang der Ausrichtung eines fehlausgerichteten Vorformlings 22, dessen Öffnung entgegen der Förderrichtung X gerichtet ist.
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Da in diesem Fall die Finger 11 des Rotationskörpers 12 zunächst auf denjenigen Abschnitt eines fehlausgerichteten Vorformlings 22 treffen, dessen Durchmesser kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Förderrollen 5, 6, ist die Gefahr eines Verklemmens oder Blockierens nicht so groß wie in dem in den 3 bis 7 gezeigten Fall, so dass es nicht notwendig ist, dass sich der Rotationskörper 11 nach oben bewegt.
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Das oben beschriebene Abbremsen des Rotationskörpers 11 mit dem Ziel, den Abstand zwischen einem fehlausgerichteten Vorformling 22 und den in Förderrichtung X davor liegenden, korrekt ausgerichteten Vorformlingen 21 und/oder generell die Abstände zwischen den korrekt ausgerichteten Vorformlingen 21 zu vergrößern, kann jedoch auch hier vorteilhaft angewendet werden, um die Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit der Ausrichtung der Vorformlinge weiter zu verbessern.
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Die 11 bis 13 zeigen eine erste Ausführungsform einer Bremseinrichtung nach dem Prinzip einer elektrisch/magnetischen Bremse, bei der das Bremsmoment mittels einer mit einem elektrischen Strom erregten Spule 42 oder eines Elektromagneten erzeugt und vorzugsweise durch Veränderung dieses Stroms einstellbar ist.
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Außerdem zeigen diese Figuren eine optionale schwenkbare Lagerung des Rotationskörpers 11, so dass dieser die oben beschriebene Auf- und Abbewegung in der zu der Förderrichtung X der Vorformlinge senkrechten Richtung Y (4 bis 6) ausführen kann.
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Im Einzelnen zeigen diese Figuren den Rotationsköper 11, der drehbar an einem ersten Ende eines Schwenkarms 13 gelagert ist. Das gegenüberliegende zweite Ende des Schwenkarms 13 ist vorzugsweise mittels eines Lagers 30 schwenkbar an einer Halterung 31 befestigt. Vorzugsweise ist auch eine Feder oder ein Gewicht (nicht dargestellt) vorgesehen, mit der der Schwenkarm 13 und damit der Rotationskörper 11 in seine nach unten abgeschwenkte Stellung vorgespannt bzw. gedrückt wird.
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Weiterhin ist schematisch eine elektrische Steuereinheit 41 dargestellt, die mit der Spule 42 (oder einem Elektromagneten) elektrisch verbunden ist, um einen hinsichtlich seiner Polarität und Höhe einstellbaren Strom durch die Spule 42 fließen zu lassen. Ferner ist ein Permanentmagnet 43 angedeutet, der drehfest mit dem Rotationskörper 11 verbunden ist. Mit dem durch die Spule 42 erzeugten Magnetfeld, das in Wechselwirkung mit dem Permanentmagneten 43 tritt, kann ein der Höhe und Polarität des Spulenstroms entsprechendes Bremsmoment auf den Rotationsköper 11 ausgeübt werden.
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Anstelle des Permanentmagneten 43 könnte auch ein aus einem magnetischen Material gefertigter Rotationskörper 11 vorgesehen sein.
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Bei einer weiteren Alternative kann das Bremsmoment auch unter Anwendung des Prinzips der Wirbelstrombremse erzeugt werden, wenn der Rotationskörper aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist.
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Alternativ dazu kann wiederum auch eine aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigte Scheibe oder Platte vorgesehen sein, die drehfest mit dem Rotationskörper 11 verbunden ist und in der die die Bremskraft erzeugenden Wirbelströme induziert werden.
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Sofern der Rotationskörper 11 einen elektrischen Antrieb (Motor) aufweist, kann die Bremswirkung und damit die Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers 11 durch entsprechendes Ansteuern des Antriebes ausgeübt bzw. verlangsamt werden.
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Die 14 bis 16 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Bremseinrichtung nach dem Prinzip der Reibbremse, bei der das Bremsmoment durch einen mechanischen Reibwiderstand ausgeübt wird. Durch die bevorzugte Einstellbarkeit der Anpresskraft F mittels einer Feder 55 oder eines Gewichtes ist das Bremsmoment entsprechend einstellbar.
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Auch diese Figuren zeigen wiederum den Rotationskörper 11, der drehbar an dem ersten Ende des Schwenkarms 13 gelagert ist. Das gegenüberliegende zweite Ende des Schwenkarms 13 ist wiederum vorzugsweise mittels des Lagers 30 schwenkbar an der Halterung 31 befestigt, so dass der Rotationskörper optional die oben beschriebene Auf- und Abbewegung ausführen kann.
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Weiterhin zeigen die 14 bis 16 ein Bremselement 53, ein Bremsrad 54, das drehfest mit dem Rotationskörper 11 verbunden ist, sowie einen Befestigungsarm 52, an dessen erstem Ende das Bremselement 53 befestig ist und dessen zweites Ende mittels einer Lagers 51 schwenkbar an dem Schwenkarm 13 gelagert ist. Weiterhin ist die Feder 55 angedeutet, die an dem Befestigungsarm 52 an einer Position zwischen dem Bremselement 53 und dem Lager 51 angreift und mit der eine Anpresskraft F auf den Befestigungsarm 52 ausgeübt werden kann.
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Über diese Anpresskraft F und das Bremselement 53 wird somit ein Bremsmoment auf das Bremsrad 54 und damit auf den Rotationskörper 11 ausgeübt. Durch Veränderung der Vorspannung der Feder 55 ist dieses Bremsmoment vorzugsweise einstellbar.
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Die 17 bis 19 zeigen schließlich eine dritte Ausführungsform einer Bremseinrichtung nach dem Prinzip der pneumatischen Bremse, bei der das Bremsmoment mittels eines gegen die Drehrichtung D des Rotationskörpers 11 gerichteten Luftstroms erzeugt wird, der wiederum vorzugsweise einstellbar ist.
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Auch bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise die oben beschriebene schwenkbare Lagerung 13, 30, 31 des Rotationskörpers 11 vorgesehen, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet werden kann.
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Die pneumatische Bremseinrichtung umfasst im Wesentlichen eine Luftdruckquelle 60 sowie eine damit verbundene Luftdüse 61, mittels der ein Luftstrom auf die Finger 12 des Rotationskörpers 11 entgegen dessen Drehrichtung D gerichtet wird. Dieser Luftstrom ist vorzugsweise mittels einer Drossel oder durch entsprechende Ansteuerung der Luftdruckquelle 60 einstellbar, so dass das auf den Rotationskörper 11 ausgeübte Bremsmoment eingestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/037120 [0003, 0015]
