DE102019125844A1 - Container treatment machine for treating containers - Google Patents
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Abstract
Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, mit wenigstens einem Vorbehandlungsmodul zum Vorbehandeln zumindest eines Teils der Oberfläche eines Behälters und einem Verfahrsystem zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls, wobei das Verfahrsystem wenigstens zwei Verstellmodule umfasst, wobei jedes Verstellmodul ausgebildet ist, die Position des Vorbehandlungsmoduls in zumindest einem translatorischen oder rotatorischen Freiheitsgrad unabhängig von anderen Verstellmodulen einzustellen und wobei jedes Verstellmodul ein Antriebsmittel zum reproduzierbaren Betätigen des Verstellmoduls zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls umfasst.Container treatment machine for treating containers, such as bottles, with at least one pretreatment module for pretreating at least part of the surface of a container and a travel system for adjusting the position of the pretreatment module, the travel system comprising at least two adjustment modules, each adjustment module being designed to define the position of the pretreatment module set in at least one translational or rotational degree of freedom independently of other adjustment modules and wherein each adjustment module comprises a drive means for reproducible actuation of the adjustment module for setting the position of the pretreatment module.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Einstellen einer Position eines Vorbehandlungsmoduls einer Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, gemäß Anspruch 11.The present invention relates to a container treatment machine for treating containers, such as bottles, according to claim 1 and a method for setting a position of a pretreatment module of a container treatment machine for treating containers, such as bottles, according to claim 11.
Stand der TechnikState of the art
Behälterbehandlungsmaschinen, insbesondere solche mit Vorbehandlungsmodulen, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.Container treatment machines, in particular those with pretreatment modules, are sufficiently known from the prior art.
So ist es üblich, die Oberfläche von Behältern vor dem Aufbringen von weiteren Stoffen, wie Klebemitteln oder Drucktinte vorzubehandeln. Unter diese Vorbehandlung fällt beispielsweise das Beaufschlagen der Oberfläche mit Flammen (Flammenpyrolyse oder Flammensilikatisierung), wobei hier bestimmte Additive verwendet werden können, um die Oberfläche gezielt hinsichtlich ihrer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften zu verändern, die Corona-Behandlung die als elektro-chemisches Verfahren einen ähnlichen Zweck verfolgt, und das Beaufschlagen der Oberfläche der Behälter mit einem Plasma, in dem ebenfalls Additive enthalten sein können. Weiterhin können bei der Vorbehandlung beispielsweise bestimmte Materialien schichtweise in Form von Grundierungen oder Ähnlichem aufgebracht werden.It is common practice to pretreat the surface of containers before applying other substances such as adhesives or printing ink. This pretreatment includes, for example, the exposure of the surface with flames (flame pyrolysis or flame silicatization), whereby certain additives can be used to change the surface in a targeted manner with regard to its physical and / or chemical properties, the corona treatment as an electrochemical process pursues a similar purpose, and the exposure of the surface of the container with a plasma, which can also contain additives. Furthermore, certain materials can be applied in layers in the form of primers or the like during the pretreatment.
Bei den bisherigen Verfahren und Behälterbehandlungsmaschinen sind die Vorbehandlungseinheiten vergleichsweise starr positioniert, was insbesondere bei veränderlichen Behälterkonturen bei der Umstellung von einer ersten Behältersorte auf eine zweite Behältersorte zu nicht gleichmäßigen Resultaten der Vorbehandlung führen kann. Insbesondere kann es beim Einsatz von Plasma oder Gasbrennern zu Verkohlungen an der Oberfläche kommen, die die Qualität des hergestellten Behälters vermindern. Bei Kunststoffflaschen kann ferner die Gefahr unerwünschter Verformungen der Behälter bestehen, wenn lokal eine zu starke Erwärmung des Materials erfolgt. Ebenso kann es zu einer nicht vollständigen Vorbehandlung der Oberfläche kommen, was ebenfalls nachteilige Konsequenzen für die nachfolgenden Behandlungsschritte, beispielweise das Aufbringen einer Drucktinte, haben kann.In previous methods and container treatment machines, the pretreatment units are positioned comparatively rigidly, which can lead to inconsistent results of the pretreatment, especially with variable container contours when changing from a first type of container to a second type of container. In particular, when using plasma or gas burners, charring can occur on the surface, which reduces the quality of the container produced. In the case of plastic bottles, there can also be the risk of undesirable deformation of the container if the material is heated up too much locally. An incomplete pretreatment of the surface can also occur, which can also have disadvantageous consequences for the subsequent treatment steps, for example the application of a printing ink.
Aufgabetask
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, eine Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern anzugeben, mit der die Vorbehandlung der Behälter im Wesentlichen unabhängig von der Behälterform mit möglichst gleichbleibenden Ergebnissen gewährleistet werden kann.Based on the known prior art, the technical problem to be solved consists in specifying a container treatment machine for treating containers with which the pretreatment of the containers can be ensured with results that are as constant as possible, essentially regardless of the container shape.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zum Einstellen einer Position eines Vorbehandlungsmoduls einer Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen erfasst.This object is achieved according to the invention by the container treatment machine for treating containers such as bottles according to claim 1 and the method for setting a position of a pretreatment module of a container treatment machine for treating containers according to claim 11. Advantageous further developments of the inventions are covered in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, umfasst wenigstens ein Vorbehandlungsmodul zum Vorbehandeln zumindest eines Teils der Oberfläche eines Behälters und ein Verfahrsystem zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls, wobei das Verfahrsystem wenigstens zwei Verstellmodule umfasst, wobei jedes Verstellmodul ausgebildet ist, die Position des Vorbehandlungsmoduls in zumindest einem translatorischen oder rotatorischen Freiheitsgrad unabhängig von anderen Verstellmodulen einzustellen und wobei jedes Verstellmodul ein Antriebsmittel zum reproduzierbaren Betätigen des Verstellmoduls zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls umfasst.The container treatment machine according to the invention for treating containers, such as bottles, comprises at least one pretreatment module for pretreating at least part of the surface of a container and a displacement system for setting the position of the pretreatment module, the displacement system comprising at least two adjustment modules, each adjustment module being formed, the position of the pretreatment module in at least one translational or rotational degree of freedom independently of other adjustment modules and wherein each adjustment module comprises a drive means for reproducible actuation of the adjustment module for setting the position of the pretreatment module.
Als Freiheitsgrad sind hierbei sämtliche Richtungen im Raum (die drei unabhängigen Freiheitsgrade bei geradliniger Bewegung) und die drei Rotationsfreiheitsgrade jeweils um die voneinander unabhängigen translatorischen Freiheitsgrade der Bewegungen als Rotationsachsen zu verstehen. Es versteht sich, dass das Verstellen der Positionen nicht zwingend entlang genau eines dieser Freiheitsgrade erfolgen muss. Es kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise das Verstellen der Position entlang einer vertikalen Achse und entlang einer horizontalen Achse erfolgt, wobei entsprechend dem gewählten Koordinatensystem als Bezugssystem die horizontale Achse bzw. der horizontale translatorische Freiheitsgrad nicht mit einer der Koordinatenachsen zusammenfällt. Selbiges gilt für die Rotationsfreiheitsgrade.All directions in space (the three independent degrees of freedom in the case of linear movement) and the three degrees of freedom of rotation around the mutually independent translational degrees of freedom of the movements as axes of rotation are to be understood as the degree of freedom. It goes without saying that the adjustment of the positions does not necessarily have to take place along precisely one of these degrees of freedom. It can also be provided that, for example, the position is adjusted along a vertical axis and along a horizontal axis, with the horizontal axis or the horizontal translational degree of freedom not coinciding with one of the coordinate axes according to the selected coordinate system as the reference system. The same applies to the degrees of freedom of rotation.
Unter einem Vorbehandlungsmodul ist erfindungsgemäß grundsätzlich jede Komponente einer Behälterbehandlungsmaschine zu verstehen, die keine abschließende Behandlung des Behälters bewirkt. Dazu zählen insbesondere Behandlungen der Oberfläche des Behälters, die vor dem Aufbringen von dekorativen Motiven oder anderen Objekten, wie Etiketten, ausgeführt werden. Insbesondere fällt darunter die Aktivierung der Oberfläche, um beispielsweise die Oberflächenenergie zu reduzieren oder zu steigern, oder die chemische Veränderung der Oberfläche, um beispielsweise die Benetzbarkeit mit Drucktinte zu beeinflussen. In jedem Fall ist unter der Vorbehandlung nicht das Aufbringen von Drucktinte zum Erzeugen eines Teils eines Druckmotives oder eines gesamten Druckmotives zu verstehen.According to the invention, a pretreatment module is basically to be understood as any component of a container treatment machine that does not effect a final treatment of the container. These include, in particular, treatments of the surface of the container, which are carried out before decorative motifs or other objects such as labels are applied. In particular, this includes the activation of the surface, for example to reduce or increase the surface energy, or the chemical change of the surface, for example to increase the wettability Affecting printing ink. In any case, the pretreatment is not to be understood as the application of printing ink to produce part of a print motif or an entire print motif.
Das reproduzierbare Betätigen bedeutet dabei, dass das Verstellmodul derart durch das Antriebsmittel betätigt werden kann, dass bei einer bestimmten Einstellung des Verstellmoduls stets dieselbe Position des Vorbehandlungsmoduls erreicht wird (ggf. bis auf geringe Toleranz-Abweichungen).The reproducible actuation means that the adjustment module can be actuated by the drive means in such a way that, with a certain setting of the adjustment module, the same position of the pretreatment module is always reached (possibly with the exception of small tolerance deviations).
Unter einem Behälter wird hier jedes Gefäß verstanden, dessen Oberfläche zum Ziel der Veränderung der chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften mit einer Flamme beaufschlagt wird, bevor ein weiterer Behandlungsschritt an dem Behälter durchgeführt wird. Dazu zählen insbesondere Flaschen im Bereich der Lebensmittelindustrie aber auch im Bereich der Kosmetik. Die Form der Behälter ist nicht auf Flaschen beschränkt, sondern kann auch Tuben, Dosen, Phiolen oder andere Formen umfassen. Als Material der Behälter kommt beispielsweise Glas aber auch Kunststoff, wie PET, in Betracht.A container is understood here to mean any vessel whose surface is exposed to a flame in order to change the chemical and / or physical properties before a further treatment step is carried out on the container. This includes in particular bottles in the food industry, but also in the cosmetics sector. The shape of the containers is not limited to bottles, but can also include tubes, cans, vials or other shapes. For example, glass but also plastic, such as PET, can be considered as the material of the container.
Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsmaschine erlaubt beispielsweise abhängig von der Kontur der Behälter aber auch abhängig von anderen Behandlungsparametern, beispielweise einem veränderten Ausbringdruck eines Gases bei einer Flammenpyrolyseeinrichtung, ein Erzielen von gleichbleibenden Vorbehandlungsresultaten, sodass die nachfolgenden Behandlungsschritte der Behälter, wie das Aufbringen von Druckbildern oder Beschichtungen, stets mit gleichbleibender Qualität erfolgen können.The container treatment machine according to the invention allows, for example, depending on the contour of the container but also depending on other treatment parameters, for example a changed discharge pressure of a gas in a flame pyrolysis device, to achieve constant pretreatment results, so that the subsequent treatment steps of the container, such as the application of printed images or coatings, always can be done with consistent quality.
In einer Ausführungsform umfasst das Vorbehandlungsmodul eines von einem Gasbrenner, einer Plasmadüse, einer Corona-Behandlungseinheit.In one embodiment, the pretreatment module comprises one of a gas burner, a plasma nozzle, a corona treatment unit.
Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsmaschine wird so auf spezielle Ausführungen der Vorbehandlung vorteilhaft angewendet.The container treatment machine according to the invention is thus advantageously used for special designs of the pretreatment.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Verstellmodul zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls in einem rotatorischen Freiheitsgrad und zumindest ein anderes Verstellmodul zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls in einem translatorischen Freiheitsgrad ausgebildet ist.Furthermore, it can be provided that at least one adjustment module is designed to set the position of the pretreatment module in a rotational degree of freedom and at least one other adjustment module is designed to set the position of the pretreatment module in a translational degree of freedom.
Dies erlaubt die voneinander unabhängige Einstellung der Position des Vorbehandlungsmoduls im Raum (translatorisch) und der Neigung beispielsweise relativ zur Oberfläche des vorzubehandelnden Behälters (Rotation) in reproduzierbarer Weise.This allows the position of the pretreatment module in space (translational) and the inclination, for example, relative to the surface of the container to be pretreated (rotation) to be set in a reproducible manner, independently of one another.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein erstes Verstellmodul zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer ersten translatorischen Achse ausgebildet und ein zweites Verstellmodul ist zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer zweiten, von der ersten Achse verschiedenen Achse ausgebildet, wobei das zweite Verstellmodul weiterhin zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer Rotationsrichtung um die erste Achse und entlang einer Rotationsrichtung um eine Achse, die senkrecht zur ersten Achse und senkrecht zur zweiten Achse verläuft, ausgebildet ist.In a further embodiment, a first adjustment module is designed for setting the position of the pretreatment module along a first translational axis and a second adjustment module is designed for setting the position of the pretreatment module along a second axis different from the first axis, the second adjustment module also for setting the position of the pretreatment module along a direction of rotation about the first axis and along a direction of rotation about an axis that is perpendicular to the first axis and perpendicular to the second axis.
Die erste und zweite Achse schließen in jedem Fall einen Winkel zueinander ein. Bevorzugt verläuft die erste Achse vertikal und die zweite Achse horizontal.The first and second axes form an angle to one another in each case. The first axis is preferably vertical and the second axis is horizontal.
Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, beispielsweise die Höhe des Vorbehandlungsmoduls abhängig von gegebenenfalls anderen Größen, wie der Höhe oder Länge des Behälters unabhängig von dem Abstand des Vorbehandlungsmoduls zum Behälter und der Neigung des Vorbehandlungsmoduls relativ zur Oberfläche des Behälters einzustellen, was eine sehr genaue Anpassung an die Behälterkontur ermöglicht.With this embodiment it is possible, for example, to adjust the height of the pretreatment module depending on any other sizes, such as the height or length of the container, regardless of the distance between the pretreatment module and the container and the inclination of the pretreatment module relative to the surface of the container, which is a very precise adjustment allows to the container contour.
Ferner kann jedes Verstellmodul ein Linearmodul zum Einstellen der Position entlang der ersten oder zweiten Achse umfasst und das zweite Verstellmodul zwei Verstellgetriebe umfassen, wobei ein erstes Verstellgetriebe zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls entlang der Rotationsrichtung um die erste Achse ausgebildet ist und das zweite Verstellgetriebe zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls entlang der Rotationsrichtung um die zweite Achse ausgebildet ist.Furthermore, each adjustment module can comprise a linear module for setting the position along the first or second axis and the second adjustment module can comprise two adjustment gears, a first adjustment gear being designed to adjust the position of the pretreatment module along the direction of rotation about the first axis and the second adjusting gear being designed for setting the position of the pretreatment module is formed along the direction of rotation about the second axis.
Die Verwendung von Linearmodulen (also Modulen die eine lineare Bewegung ermöglichen) und Verstellgetrieben erlaubt eine wartungsarme und gleichzeitig genaue Einstellung der jeweiligen Position des Vorbehandlungsmoduls. Die Linearmodule aber auch die Verstellgetriebe können einen oder mehrere Stellantriebe umfassen.The use of linear modules (i.e. modules that enable linear movement) and adjustment gears allows low-maintenance and, at the same time, precise setting of the respective position of the pretreatment module. The linear modules, but also the adjustment gears, can include one or more actuators.
Weiterhin können das erste und zweite Verstellgetriebe wartungsfrei ausgeführt sein.Furthermore, the first and second adjustment gears can be designed to be maintenance-free.
Das wartungsfreie Ausführen der Verstellgetriebe ist so zu verstehen, dass die Verstellgetriebe möglichst als in sich geschlossene Systeme ausgebildet sind, die beispielsweise lediglich einer Stromzufuhr und einer Zufuhr von gegebenenfalls notwendigen elektronischen Steuersignalen bedürfen, aber ansonsten keine Zufuhr von externen Medien, wie Druckflüssigkeiten oder Ähnliches, benötigen und gleichzeitig mechanisch so ausgebildet sind, dass eine ständige Wartung im Abstand von wenigen Monaten oder Jahren entfallen kann.The maintenance-free design of the adjustment gears is to be understood in such a way that the adjustment gears are designed as self-contained systems, for example, which only require a power supply and a supply of possibly necessary electronic control signals, but otherwise no supply of external media, such as pressure fluids or the like, need and at the same time are mechanically designed so that constant maintenance every few months or years can be dispensed with.
Mit dieser Ausführungsform können geringe Abweichungen bei der Reproduzierbarkeit der eingestellten Position allein aufgrund der durchgeführten Wartungsarbeiten und damit gegebenenfalls auftretender mechanischer Belastungen der Verstellgetriebe vermieden werden.With this embodiment, slight deviations in the reproducibility of the set position can be avoided solely due to the maintenance work carried out and thus possibly occurring mechanical loads on the adjustment gear.
In einer Ausführungsform kann das Antriebsmittel manuell oder automatisch betrieben werden.In one embodiment, the drive means can be operated manually or automatically.
Das manuelle Betreiben des Antriebsmittels gestattet eine sehr flexible Einstellung der Position, beispielweise auch unter Berücksichtigung der Erfahrung des Bedieners wohingegen das automatische Betreiben des Antriebsmittels auch ein schnelles Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls erlaubt, so dass beispielsweise auch während des Betriebs der Behälterbehandlungsmaschine ein Verstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls erfolgen kann, was den Betrieb der Behälterbehandlungsmaschine noch flexibler gestaltet.The manual operation of the drive means allows a very flexible setting of the position, for example also taking into account the experience of the operator, whereas the automatic operation of the drive means also allows the position of the pretreatment module to be set quickly, so that, for example, the position can also be adjusted during operation of the container treatment machine the pretreatment module can take place, which makes the operation of the container treatment machine even more flexible.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird das Antriebsmittel manuell betrieben und das Antriebsmittel umfasst ein Handrad und ein Zählwerk, wobei das Handrad zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls verwendet werden kann und das Zählwerk einen für die Position des Vorbehandlungsmoduls indikativen Wert anzeigen kann.In a further development of this embodiment, the drive means is operated manually and the drive means comprises a handwheel and a counter, wherein the handwheel can be used to set the position of the pretreatment module and the counter can display a value indicative of the position of the pretreatment module.
Hiermit kann dem Bediener die reproduzierbare Einstellung der Position des Vorbehandlungsmoduls vereinfacht werden, sodass Fehler bei der Einstellung der Position vermieden werden können.This can simplify the reproducible setting of the position of the pretreatment module for the operator, so that errors in setting the position can be avoided.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsmaschine wenigstens zwei Vorbehandlungsmodule umfasst und jedem Vorbehandlungsmodul separate Verstellmodule zugeordnet sind, wobei jedes Verstellmodul ausgebildet ist, die Position des Vorbehandlungsmoduls, dem es zugeordnet ist, in zumindest einem translatorischen oder rotatorischen Freiheitsgrad unabhängig von anderen Verstellmodulen einzustellen und wobei jedes Verstellmodul ein Antriebsmittel zum reproduzierbaren Betätigen des Verstellmoduls zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls, dem es zugeordnet ist, umfasst.Furthermore, it can be provided that the container treatment machine comprises at least two pretreatment modules and separate adjustment modules are assigned to each pretreatment module, each adjustment module being designed to set the position of the pretreatment module to which it is assigned in at least one translational or rotational degree of freedom independently of other adjustment modules and wherein each adjustment module comprises a drive means for reproducible actuation of the adjustment module for setting the position of the pretreatment module to which it is assigned.
Mit dieser Ausführung können mehrere Vorbehandlungseinheiten unabhängig voneinander hinsichtlich ihrer Position eingestellt werden, sodass sehr flexibel auf Anforderungen beispielsweise hinsichtlich der Vorbehandlung bestimmter Behälterkonturen reagiert werden kann.With this design, several pretreatment units can be set in terms of their position independently of one another, so that it is possible to react very flexibly to requirements, for example with regard to the pretreatment of certain container contours.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform umfasst zumindest ein Verstellmodul wenigstens einen Endanschlag, der das Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls mit dem Verstellmodul beschränkt.In a further development of this embodiment, at least one adjustment module comprises at least one end stop which limits the setting of the position of the pretreatment module with the adjustment module.
Mit dieser Ausführungsform werden unerwünschte Berührungen beispielweise benachbarter Vorbehandlungsmodule oder gar Beschädigungen vermieden.With this embodiment, unwanted contact with, for example, neighboring pretreatment modules or even damage is avoided.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen einer Position eines Vorbehandlungsmoduls einer Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, wobei das Vorbehandlungsmodul zumindest einen Teil der Oberfläche eines Behälters vorbehandelt, wobei die Behälterbehandlungsmaschine ein Verfahrsystem zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls umfasst, wobei das Verfahrsystem wenigstens zwei Verstellmodule umfasst, stellt jedes Verstellmodul die Position des Vorbehandlungsmoduls in zumindest einem translatorischen oder rotatorischen Freiheitsgrad unabhängig von anderen Verstellmodulen ein und jedes Verstellmodul umfasst ein Antriebsmittel, das das Verstellmodul zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls reproduzierbar betätigt.According to the method according to the invention for setting a position of a pretreatment module of a container treatment machine for treating containers, such as bottles, the pretreatment module pretreating at least part of the surface of a container, the container treatment machine comprising a movement system for adjusting the position of the pre-treatment module, the movement system at least two Includes adjustment modules, each adjustment module sets the position of the pretreatment module in at least one translational or rotational degree of freedom independently of other adjustment modules, and each adjustment module comprises a drive means that actuates the adjustment module in a reproducible manner to set the position of the pretreatment module.
Dieses Verfahren erlaubt eine zuverlässige Vorbehandlung, sodass die Qualität der Vorbehandlung des Behälters stets gleichbleibend unabhängig von der Form des Behälters ist.This method allows a reliable pretreatment, so that the quality of the pretreatment of the container is always constant regardless of the shape of the container.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Verstellmodul die Position des Vorbehandlungsmoduls in einem rotatorischen Freiheitsgrad einstellt und zumindest ein anderes Verstellmodul die Position des Vorbehandlungsmoduls in einem translatorischen Freiheitsgrad einstellt.It can be provided that at least one adjustment module adjusts the position of the pretreatment module in a rotational degree of freedom and at least one other adjustment module adjusts the position of the pretreatment module in a translational degree of freedom.
Das unabhängige Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls in voneinander prinzipiell unabhängigen Freiheitsgraden wird hiermit bewirkt.The independent setting of the position of the pretreatment module in degrees of freedom that are in principle independent of one another is hereby brought about.
Ferner kann ein erstes Verstellmodul die Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer ersten translatorischen Achse einstellen und ein zweites Verstellmodul die Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer zweiten, von der ersten Achse verschiedenen Achse einstellen, wobei das zweite Verstellmodul weiterhin die Position des Vorbehandlungsmoduls entlang einer Rotationsrichtung um die erste Achse und entlang einer Rotationsrichtung um eine Achse, die senkrecht zur ersten Achse und senkrecht zur zweiten Achse verläuft, einstellt.Furthermore, a first adjustment module can adjust the position of the pretreatment module along a first translational axis and a second adjustment module adjusts the position of the pretreatment module along a second axis different from the first axis, the second adjustment module also adjusting the position of the pretreatment module along a direction of rotation around the first Axis and along a direction of rotation about an axis that is perpendicular to the first axis and perpendicular to the second axis.
Die erste und zweite Achse schließen in jedem Fall einen Winkel zueinander ein. Bevorzugt verläuft die erste Achse vertikal und die zweite Achse horizontal.The first and second axes form an angle to one another in each case. Prefers the first axis is vertical and the second axis is horizontal.
Diese Ausführungsform erlaubt insbesondere eine Einstellung der translatorischen Position des Vorbehandlungsmoduls in eine Richtung unabhängig von einer Neigung des Vorbehandlungsmoduls relativ zur Oberfläche des Behälters, sodass unabhängig auf eine Änderung der Länge des Behälters und eine Änderung des Durchmessers des Behälters sowie der Oberflächenkontur reagiert werden kann.This embodiment in particular allows the translational position of the pretreatment module to be set in one direction independently of an inclination of the pretreatment module relative to the surface of the container, so that it is possible to react independently to a change in the length of the container and a change in the diameter of the container and the surface contour.
In einer Ausführungsform ist das Antriebsmittel manuell oder automatisch betrieben.In one embodiment, the drive means is operated manually or automatically.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform das Antriebsmittel manuell betrieben und das Antriebsmittel umfasst ein Handrad und ein Zählwerk, wobei das Handrad zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls verwendet wird und das Zählwerk einen für die Position des Vorbehandlungsmoduls indikativen Wert anzeigt.In a further development of this embodiment, the drive means is operated manually and the drive means comprises a handwheel and a counter, the handwheel being used to set the position of the pretreatment module and the counter indicating a value indicative of the position of the pretreatment module.
Mit dieser Ausführungsform wird das manuelle Einstellen der Positionen vereinfacht, sodass möglichst fehlerfrei reproduzierbare Ergebnisse bei der Einstellung der Position erreicht werden.With this embodiment, the manual setting of the positions is simplified, so that reproducible results are achieved with the setting of the position that are as error-free as possible.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Behälterbehandlungsmaschine1 Figure 3 shows an embodiment of a container handling machine -
2a-c zeigen detailliertere Ansichten von Vorbehandlungsmodulen mit zugeordneten Verstellmodulen2a-c show more detailed views of pretreatment modules with associated adjustment modules -
3 zeigt eine Ausführungsform mit drei Vorbehandlungsmodulen in einer Vorbehandlungseinheit3rd shows an embodiment with three pretreatment modules in one pretreatment unit
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Bei den Behältern kann es sich um sämtliche gängigen Behälter aus der Lebensmittelindustrie oder Kosmetik oder Medizintechnik handeln. Beispielsweise können Flaschen, Dosen, Tuben, Phiolen oder dergleichen als Behälter verstanden werden. Die Erfindung ist hinsichtlich der Behältermaterialien nicht beschränkt. Bevorzugt sind jedoch Materialien wie Glas oder Kunststoff, wie PET.The containers can be all common containers from the food industry or cosmetics or medical technology. For example, bottles, cans, tubes, vials or the like can be understood as containers. The invention is not limited in terms of the container materials. However, materials such as glass or plastic such as PET are preferred.
Die Behälterbehandlungsmaschine umfasst ferner wenigstens ein Vorbehandlungsmodul
Erfindungsgemäß umfasst die Behälterbehandlungsmaschine ein einem Vorbehandlungsmodul (beispielsweise das Vorbehandlungsmodul
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedem Verstellmodul ein Antriebsmittel zugeordnet ist, das das Verstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls mit Hilfe des speziellen Verstellmoduls gewährleistet. Dieses Antriebsmittel kann beispielsweise ein von Hand betriebenes Mittel, wie eine Kurbel, ein Handrad oder Ähnliches sein, kann aber auch beispielsweise einen oder mehrere Servoantriebe, Spindel-Mutter-Antriebe oder andere Formen des Antriebs umfassen. Die Antriebsmittel können grundsätzlich in manuelle (also vom Bediener durch Aufbringen physischer Kraft bewegte) Antriebsmittel und automatische (durch elektrischen Strom oder ähnliche Medien bewegte) Antriebsmittel unterteilt werden.Furthermore, it is provided according to the invention that a drive means is assigned to each adjustment module, which ensures the adjustment of the position of the pretreatment module with the aid of the special adjustment module. This drive means can, for example, be a manually operated means, such as a crank, a handwheel or the like, but can also include, for example, one or more servo drives, spindle-nut drives or other forms of drive. The drive means can basically be divided into manual (that is to say moved by the operator by applying physical force) and automatic drive means (moved by electrical current or similar media) drive means.
In jedem Fall ist jedes Antriebsmittel eines Verstellmoduls so ausgebildet, dass es das Verstellmodul derart reproduzierbar betätigen kann, dass die Position des Vorbehandlungsmoduls eingestellt werden kann. Das reproduzierbare Betätigen bedeutet dabei, dass das Verstellmodul derart durch das Antriebsmittel betätigt werden kann, dass bei einer bestimmten Einstellung des Verstellmoduls stets dieselbe Position des Vorbehandlungsmoduls erreicht wird (ggf. bis auf geringe Toleranz-Abweichungen). Ist beispielsweise eine Handkurbel zum Einstellen der horizontalen Position des Vorbehandlungsmoduls beispielsweise relativ zu der Transporteinrichtung
Bevorzugt bedeutet die reproduzierbare Betätigung des Verstellmoduls zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls, dass das wiederholte Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls mit Hilfe des Verstellmoduls auf wenige Mikrometer, beispielsweise ≤10 µm genau oder auf ≤0,1 mm oder ≤1 mm genau erfolgen kann. Je nach verwendeter Vorbehandlungsmethode können auch geringere Genauigkeiten ausreichen oder höhere Genauigkeiten notwendig werden. Bei der Flammenpyrolyse etwa ist eine Abweichung von ± 0,5 mm nicht ungewöhnlich und gewährleistet immer noch gleichbleibend hohe Qualität der mit der Flammenpyrolyse bewirkten Vorbehandlung. Hingegen ist eine Abweichung von ± 0,5 mm bei der Verwendung von Plasmadüsen aufgrund der Empfindlichkeit des ausgegebenen Plasmas teilweise nicht zu tolerieren und erfordert eine höhere Genauigkeit im Mikrometerbereich.The reproducible actuation of the adjustment module to adjust the position of the pretreatment module preferably means that the repeated adjustment of the position of the pretreatment module with the aid of the adjustment module can be carried out to a few micrometers, for example ≤10 μm or ≤0.1 mm or ≤1 mm. Depending on the pre-treatment method used, lower accuracies may be sufficient or higher accuracies may be necessary. In the case of flame pyrolysis, for example, a deviation of ± 0.5 mm is not unusual and still guarantees a consistently high quality of the pretreatment effected with flame pyrolysis. On the other hand, a deviation of ± 0.5 mm when using plasma nozzles cannot be tolerated in some cases due to the sensitivity of the plasma output and requires greater accuracy in the micrometer range.
In
Wie bereits erwähnt, erlaubt jedes Verstellmodul das Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls und hier insbesondere der Vorbehandlungseinheit in wenigstens einem Freiheitsgrad unabhängig von dem Einstellen der Position mit Hilfe eines anderen Verstellmoduls. Beispielhaft ist hier das Verstellmodul
Das zweite Verstellmodul umfasst mehrere Komponenten
Die erste Komponente
Zusätzlich ist die Verstelleinheit (oder ein separates Verstellmodul)
Analog kann die Verstelleinheit
Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Verstellmodule oder Verstelleinheiten als Teil des Verstellmoduls
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Verstellmodul als solche Einheit verstanden wird, die wenigstens das Einstellen der Position der Vorbehandlungseinheit in wenigstens einer translatorischen Richtung und/oder einer oder mehreren rotatorischen Richtungen ermöglicht.In principle, it can be provided that an adjustment module is understood as such a unit which enables at least the setting of the position of the pretreatment unit in at least one translational direction and / or one or more rotational directions.
Bevorzugt können ein oder mehrere Verstellmodule oder eine oder mehrere Verstelleinheiten auch Endanschläge
Die Endanschläge können dabei entweder physisch ausgebildet sein, beispielsweise in Form von Anschlägen, wie dies in
Die Erfindung ist grundsätzlich nicht auf bestimmte Parameterwerte beschränkt.In principle, the invention is not restricted to specific parameter values.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Veränderung der Position des Vorbehandlungsmoduls in die eine Richtung mit Hilfe des Verstellmoduls auf einen anderen Wert oder Betrag begrenzt ist, als in die andere Richtung. Beispielsweise kann eine Neigungsbegrenzung in die eine Richtung mittels des Verstellmoduls
Analoges gilt für die Verstellmodule oder Verstelleinheiten, die eine Einstellung der Position des Vorbehandlungsmoduls in den translatorischen Freiheitsgraden ermöglichen (unter Verwendung von Linearmodulen und/oder Stellantrieben). So kann eine Anpassung ausgehend von einer Ruhelage um mehrere Zentimeter oder nur um wenige Millimeter möglich sein. Beispielsweise kann in horizontaler Richtung mit Hilfe der Verstelleinheit
In jedem Fall ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes Verstellmodul und/oder jede Verstelleinheit ein Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls bzw. der Vorbehandlungseinheit mit Hilfe des vorgesehenen Antriebsmittels völlig unabhängig über die gesamte vorgesehene Bewegungsamplitude für den oder die entsprechenden Freiheitsgrade von den übrigen Verstellmodulen ausführen kann. Das bedeutet am Beispiel aus
Während prinzipiell die Möglichkeit besteht, für jede translatorische Richtung und jeden rotatorischen Freiheitsgrad ein Verstellmodul vorzusehen, so dass die Position des Vorbehandlungsmoduls in jedem dieser Freiheitsgrade eingestellt werden kann, kann auch vorgesehen sein, dass lediglich ein Verstellmodul für das Einstellen der Position bezüglich eines translatorischen Freiheitsgrades (beispielsweise vertikal) vorgesehen ist und ferner beispielsweise nur eines oder zwei Verstellmodule, die ein Neigen des Vorbehandlungsmoduls in voneinander unabhängigen Drehrichtungen ermöglichen, vorgesehen sind. Auch andere Kombinationen und Anzahlen von Verstellmodulen sind hier je nach Zweckmäßigkeit denkbar.While in principle there is the possibility of providing an adjustment module for each translational direction and each rotational degree of freedom, so that the position of the pretreatment module can be set in each of these degrees of freedom, it can also be provided that only one adjustment module for setting the position with respect to a translational degree of freedom (for example vertically) is provided and furthermore, for example, only one or two adjustment modules, which allow the pretreatment module to be tilted in mutually independent directions of rotation, are provided. Other combinations and numbers of adjustment modules are also conceivable here, depending on the expediency.
Zwei weitere, besonders bevorzugte Ausführungsformen der Kombination von Verstellmodulen sind in den
In
Das in
Die Verstelleinheit
In der in
In
Das Verstellmodul
Während in den
In der
In jedem Fall ist jedem Vorbehandlungsmodul eine Gruppe von Verstellmodulen
Die bereits erwähnten Endanschläge (entweder physisch und/oder elektronisch) können dabei vorteilhaft genutzt werden, um bei jeder denkbaren Positionierung von Vorbehandlungsmodulen eine Kollision der Vorbehandlungsmodule untereinander oder mit der Transporteinrichtung für die Behälter (siehe
Wie bereits erwähnt, kann das Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls durch die einzelnen Verstellmodule entweder automatisch oder manuell erfolgen, indem entsprechend betriebene Antriebsmittel (also manuell oder automatisch betriebene) genutzt werden. Unter die automatisch betriebenen Antriebsmittel fallen sämtliche Antriebsmittel, die ohne direkte Wechselwirkung mit einem Bediener und hier insbesondere ohne physischen Kraftaufwand des Bedieners zum Einstellen der Position des Vorbehandlungsmoduls die Einstellung der Position vornehmen. Dazu gehören beispielsweise Servomotoren oder Spindel-Mutter-Antriebe, die durch elektrischen Strom angetrieben werden.As already mentioned, the setting of the position of the pretreatment module by the individual adjustment modules can take place either automatically or manually by using appropriately operated drive means (that is to say manually or automatically operated). The automatically operated drive means include all drive means which adjust the position without direct interaction with an operator and here in particular without physical effort on the part of the operator to adjust the position of the pretreatment module. These include, for example, servomotors or spindle-nut drives that are driven by electrical power.
Die alternativ dazu vorgesehenen manuellen Antriebsmittel sind beispielsweise Handräder, die beispielsweise ebenfalls über eine Spindel-Mutter-Konstruktion ein Einstellen der Position der Vorbehandlungsmodule ermöglichen.The manual drive means provided as an alternative to this are, for example, handwheels which, for example, also enable the position of the pretreatment modules to be set via a spindle-nut construction.
Für den Fall, dass ein automatisches Antriebsmittel vorgesehen ist, kann das Einstellen der Position in reproduzierbarer Weise durch eine geeignete elektronische Steuerung, die auch über einen Rückkopplungskreis zum Überprüfen und gegebenenfalls Korrigieren einer eingestellten Position verfügen kann, realisiert werden. Die für Servomotoren gängigerweise vorgesehenen Steuerungen können dies bewerkstelligen.In the event that an automatic drive means is provided, the setting of the position can be implemented in a reproducible manner by a suitable electronic control, which can also have a feedback circuit for checking and, if necessary, correcting a set position. The controls commonly provided for servomotors can accomplish this.
Bei Verwendung manueller Antriebsmittel kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu einem gegebenenfalls notwendigen Handrad zum physischen Bedienern des Antriebsmittels zur Einstellung der Position des Vorbehandlungsmoduls gleichzeitig ein Zählwerk bereitgestellt wird. Dieses Zählwerk kann entweder vollständig analog (also ohne elektrischen Strom) funktionieren oder als elektronische Anzeige, beispielsweise in Form einer Digitalanzeige, ausgebildet sein. Das Zählwerk ist in jedem Fall so vorgesehen, dass es einen für die Position des Vorbehandlungsmoduls indikativen Wert anzeigen kann. Dieser kann beispielsweise in einem Neigungswinkel oder einem relativen Höhenwert oder einem bezogen auf eine Ausgangslage gemessenen horizontalen Wertes bestehen. Er kann beispielsweise abhängig von der Umdrehungszahl der Handkurbel oder auch abhängig von einem mit Hilfe eines Sensors gemessenen Wert bestimmt werden. Hier kommen beispielsweise Neigungssensoren oder Höhensensoren in Frage. In jedem Fall ist die Genauigkeit des Zählwerks so hoch, dass dem Bediener, auch bei mehrfachem Bedienen des manuellen Antriebsmittels, eine reproduzierbare Einstellung der Position (gegebenenfalls bis auf eine messtechnische Ungenauigkeit von beispielsweise wenigen Millimetern oder wenigen Mikrometern) ermöglicht wird.When using manual drive means, it can be provided that, in addition to a handwheel that may be necessary for physically operating the drive means for setting the position of the pretreatment module, a counter is provided at the same time. This counter can either function completely analog (that is, without electricity) or it can be designed as an electronic display, for example in the form of a digital display. The counter is always provided in such a way that it can display a value that is indicative of the position of the pretreatment module. This can consist, for example, of an angle of inclination or a relative height value or a horizontal value measured in relation to an initial position. It can be determined, for example, as a function of the number of revolutions of the hand crank or as a function of a value measured with the aid of a sensor. Inclination sensors or height sensors, for example, can be used here. In any case, the accuracy of the counter is so high that the operator is able to set the position in a reproducible manner (possibly down to a metrological inaccuracy of, for example, a few millimeters or a few micrometers), even if the manual drive means is operated several times.
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