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Vorrichtung zum Vereinzeln gestapelter konischer Kapseln aus Folienmaterial
und zum Aufsetzen auf Flaschenhälse Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Vereinzeln gestapelter konischer Kapseln aus Folienmaterial durch Abblasen der
ersten Kapsel vom Stapel, in welchem die Kapselböden in Blasrichtung liegen, und
zum Aufsetzen der Kapseln auf die Hälse von an der Vorrichtung vorbeilaufenden Flaschen,
wobei der Stapel durch hin- und herbewegte Stoßschuhe während des Abblasens der
untersten Kapsel gehalten wird.
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Flaschenkapseln, sogenannte Zierkapseln, werden über dem eigentlichen
Flaschenverschluß angebracht und dienen zum Schutz des Verschlusses gegen Verschmutzung
und zum Schmuck der Flasche. Sie bestehen aus einem dünnen und sehr weichen Folienmaterial
und besitzen einen konischen Mantel, der wenigstens 80 % des Kapseldurchmessers
ausmacht.
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Im allgemeinen werden solche Kapseln in Stapeln geliefert. Sie müssen
daher vor dem Aufsetzen auf die Flaschenhälse vereinzelt werden. In automatisch
arbeitenden Kapselaufsetzanlagen macht man dies wegen der großen mechanischen Empfindlichkeit
der Kapseln mit Hilfe von Luftstrahlen oder Saugluft. Die vereinzelten Kapseln müssen
dann aber noch weitergefördert, oftmals noch gewendet und dann aufgesetzt werden,
was mit möglichst großer Geschwindigkeit geschehen soll.
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Zum Vereinzeln und Fördern kennt man verschiedene Mittel. Bei einer
bekannten Vorrichtung z. B. wird je eine Kapsel durch einen Saugluftstrom vom Stapel
abgehoben, wobei der Stapel durch bewegliche Klemmschieber festgehalten wird. Die
Kapsel wird so in ein Zellenrad eingeführt, daß ihre Öffnung nach unten weist. Nach
dem Drehen des Zellenrades gelangt die Kapsel über einen Flaschenhals einer geförderten
Flaschenreihe und wird mittels Druckluft abwärts geblasen. Durch das Abwärtsblasen
wird aber ein unregelmäßiger Wirbel erzeugt, der kein sicheres Aufsetzen gewährleistet.
Außerdem sind bei dieser Vorrichtung noch andere Mängel vorhanden, z. B. Erfordernis
einer die Arbeitsgeschwindigkeit senkenden Synchronisation von Zellenrad und Flaschenförderung,
waagerecht liegender Kapselstapel mit Zwangsvorschub usw.
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Auch Vorrichtungen, die mit einem schrägliegenden, durch Eigengewicht
vorgeschobenen Kapselstapel arbeiten, funktionieren nicht zuverlässig. Es ist bekannt,
hierbei die Kapseln mit einem Wippenmechanismus zu wenden, da im Stapel die Kapseln
mit dem geschlossenen Ende nach unten weisen müssen. Ein solcher Mechanismus arbeitet
jedoch nur bei geringen Geschwindigkeiten zuverlässig.
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Es sind nun auch Elemente für die Vereinzelung und Führung von Verschlüssen
bekannt, die an sich eine größere Geschwindigkeit gestatten. Jedoch sind diese Einzelelemente
nur für Maschinen gedacht, die Schraubverschlüsse, Kronenkorken usw., also sehr
formstabile und steife Verschlüsse, aufsetzen. Das Wenden der Kappen wird hierbei
in einfacher Weise mit gekrümmten Führungsbahnen vorgenommen, aus denen ein Zellenrad
die Kappen herauszieht oder eine geförderte Flasche selbst den Verschluß entnimmt,
indem sie gegen den verhältnismäßig niedrigen Mantel der Kappe stößt und diese aus
der Führung befreit. Maschinen nach solchem Arbeitsprinzip sind natürlich für die
empfindlichen Zierkapseln nicht geeignet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter
Verwendung von Klemmschiebern und Luftstrahlen für die Kapselvereinzelung die weitere
Führung und das Aufsetzen der Kapseln nach dem Wenden derselben mit großer Geschwindigkeit
ohne mechanische Belastung der Kapseln fehlerlos ermöglicht.
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Entsprechend dieser Aufgabe besteht die Erfindung in einer bestimmten
Kombination und Gestaltung an sich bekannter Einzelelemente und kennzeichnet sich
durch eine mit Durchbrechungen versehene Scheibe, die synchron mit den Klemmschiebern
abwechselnd
die abgeblasene Kapsel freigibt und den Kapselstapel anhält, einen zur Aufnahme
der Seite an Seite liegenden vereinzelten Kapseln dienenden, vertikal verlaufenden
Führungskanal, der eine der Konizität der Kapseln entsprechende Bogenform und eine
solche Länge aufweist, daß die Kapseln am Ende des Führungskanals mit ihren offenen
Endflächen und der Flaschenzufördereinrichtung einen spitzen Winkel bilden und durch
einen am unteren Ende des Führungskanals angebrachten Freigabemechanismus mit federbelasteten
Halteorganen, die in die Bahn der vorrückenden Flaschen hineinragen und durch diese
zum Freigeben der jeweils unteren Kapsel betätigbar sind, so daß die Kapsel nach
Freigabe durch ihr Eigengewicht über den Flaschenhals fällt. Die Kapseln können
hierdurch mit großer Geschwindigkeit ohne Beschädigung vereinzelt werden, wobei
der mechanisch stabilste Teil, der Kapselboden, in Bewegungsrichtung weist. Der
wesentliche Vorteil ist nun, daß die Kapseln lose in den Führungskanal fallen, wo
sie durch die Krümmung dieses Kanals und ihre Konizität bedingt auf ihrer ganzen
Länge aneinanderstoßen und nicht nur am offenen Ende, und daß aus diesem Kanal die
Kapseln mit beliebig großer Geschwindigkeit entnommen werden können, ohne daß eine
Synchronisation mit der Vereinzelung vorhanden sein muß. Der zweite wesentliche
Vorteil besteht darin, daß die Kapseln während des gesamten Vorgangs nur durch ihr
Eigengewicht belastet werden.
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Auch die bisher zu erheblichen Schwierigkeiten führenden Toleranzen
der Flaschen untereinander werden bei dieser Vorrichtung unbeachtlich, da jeder
Flaschenhals selbst die Freigabe der jeweils untersten Kapsel bewirkt.
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Der Bodenanschlag für die Kapseln im Führungskanal besitzt eine solche
Form, daß, wenn eine vorbeilaufende Flasche gegen die Innenseite der untersten Kapsel
stößt und sie mitzunehmen versucht, sich die Kapsel aus dem Führungskanal löst,
wobei federnde Halteorgane vorgesehen sind, die durch das Auftreffen des Flaschenhalses
nachgeben und die Kapsel lösen, die dann durch ihr Eigengewicht abwärts über den
Flaschenhals fällt. Gleichzeitig wird die nächste Kapsel in die untere Stellung
abwärts fallen usw. Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß keine Kapsel
gelöst wird, wenn nicht eine Flasche zur Aufnahme der Kapsel vorwärts gefördert
wird.
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Es ist auch ein großer Vorteil, daß immer eine Anzahl Kapseln im Führungskanal
vorhanden ist, so daß das Kappenaufsetzen kontinuierlich ohne Unterbrechung verläuft,
sogar wenn das Vereinzeln von Kapseln kurzzeitig unterbrochen sein sollte, z. B.
wenn ein neuer Kapselstapel in die Vorrichtung eingesetzt werden muß.
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Durch das etwas schnellere Abblasen der Kapseln gegenüber dem Auslösen
der Kapseln aus dem Führungskanal wird der letztere immer gefüllt gehalten, so daß
eine Einstellung der Kapselzufuhr zum Führungskanal durch eine Fotozelle oder durch
einen elektrisch betätigten Taster gesteuert werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in
der Zeichnung dargestellt, die jedoch nur diejenigen Teile der Vorrichtung wiedergibt,
die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es zeigt F i g. 1 den oberen
Teil der Vorrichtung in Seitenansicht und teilweisem senkrechtem Schnitt, F i g.
2 einen Querschnitt nach der Linie 11-II in Fig.l. F i g. 3 eine Draufsicht von
der linken Seite der F i g. 1 gesehen, F i g. 4 den untersten Teil der Vorrichtung
von der gleichen Seite gesehen wie in F i g. 1, F i g. 5 einen Schnitt nach der
Linie V-V in F i g. 4, F i g. 6 den untersten Teil der Vorrichtung in Seitenansicht,
wobei die Teile eine abweichende Stellung einnehmen, und F i g. 7 einen Schnitt
nach der Linie VII-VII in F i g. 6.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Stapelkanal
4, der in F i g. 1 in Verbindung mit einem Vereinzelungsmechanismus und einem
Führungskanal 23 (mit Freigabemechanismus entsprechend F i g. 4) dargestellt
ist. Die Vorrichtung ist in einem Rahmen montiert, von dem in den F i g.1 und 3
nur der Teil 1 gezeigt ist, der den Vereinzelungsmechanismus trägt, und in den F
i g. 4 und 6 der Teil t, der den Freigabemechanismus und den Führungskanal abstützt.
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Der Rahmenteil 1 trägt einen Zylinderring 3, in dem eine Anzahl Druckluftzylinder
12 mit federbelasteten Kolben 13 montiert ist, die mit Klemmschiebern
14 verbunden sind, welche in einen Blasring 8 eindringen. Die Druckluftzylinder
12 sind durch Rohre 16 (F i g. 3) miteinander verbunden und durch Bohrungen
im Flansch des Zylinderringes 3 an eine Leitung 15 angeschlossen, die über
ein nicht dargestelltes, die Luftströmung steuerndes Ventil zu der Druckluftquelle
führt.
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Der Zylinderring 3 stützt einen Blasringhalter 7 ab, auf dem ein Stapelkanal
4 halbzylinderischen Profils montiert ist, der einen Stapel 5 von Kapseln 6 stützt
und führt. Die aus Papier oder dünner Metallfolie hergestellten Kapseln weisen in
der Lage des Stapels 5 nach F i g. 1 mit ihren Böden nach abwärts. Der Blasringhalter
7 stützt einen Blasring 8 ab, der Strahlbohrungen 9 aufweist, die
über Luftkanäle 10, einen Kanal 11 im Blasringhalter 7 und ein Ventil, welches den
Luftstrom steuert, mit der Druckluftquelle verbunden sind. Die Strahlbohrungen 9
münden in bekannter Weise auf der Innenseite des Blasringes 8 in eine solche Richtung,
daß die aus den Strahlbohrungen austretenden Luftstrahlen zur Achse des Blasringes
nach innen geneigt sind.
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In dem Rahmenteil 1 ist im Anschluß an den Blasring eine Scheibe
17 in nicht dargestellter Weise drehbar gelagert, deren Wellenstumpf durch
Zahnräder 19 einer Antriebswelle 20 in Umdrehung versetzt werden kann.
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In der dargestellten Ausführung ist die Scheibe 17 mit drei Randausnehmungen
21 versehen. Wenn sich die Scheibe mit einem geschlossenen Randteil vor dem
Blasring 8 befindet, so bildet sie einen Boden für den Stapelkanal 4 und den Blasring.
Ein Kapselstapel im Kanal wird daher mit dem Boden der untersten Kapsel gegen die
Scheibe liegen. Befindet sich dagegen eine Randausnehmung 21 der Scheibe in Decklage
mit dem Blasring, dann kann eine Kapsel des Stapels durch die Randausnehmung der
Scheibe hindurchgeblasen werden. Die Abmessungen sind so gewählt, daß der Rand einer
auf der Scheibe aufsitzenden Kapsel im Bereich der Strahlbohrungen 9 unmittelbar
unterhalb der Klemmschieber 14 liegt. Sobald die Klemmschieber nach innen gedrückt
werden, werden sie daher nicht die erste Kapsel berühren,
sondern
gegen die nächste Kapsel drücken und dadurch den ganzen Stapel in seiner Lage halten,
wenn die erste Kapsel abgeblasen wird.
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Die Antriebe der Scheibe 17 und der Ventile für die Druckluftzufuhr
zu den Strahlbohrungen 9 und den Zylindern 12 sind so miteinander gekuppelt,
daß Druckluft für das Vorschieben der Klemmschieber 14 zu den Strahlbohrungen
9 und den Zylindern 12
strömt, während gleichzeitig eine Randausnehmung
21 der Scheibe 17 die Mündung des Blasringes passiert und einen freien Durchgang
für die erste Kapsel schafft, sobald Druckluft durch die Strahlbohrungen geblasen
wird. Gleichzeitig werden die nächsten Kapseln des Stapels so gedrückt, daß zwischen
der Mantelinnenseite der ersten Kapsel und der Mantelinnenseite der zweiten Kapsel
ein Raum oder Abstand für das Eindringen komprimierter Luft geschaffen wird.
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Die Klemmschieber stehen unter der Wirkung von Federn 24, die verursachen,
daß die Backen zurückgezogen werden und den Kapselstapel freigeben, sobald sich
keine Druckluft in den Zylindern 12 befindet.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe 17 ist ein Auffangtrichter
22 montiert, der dazu dient, die vom Stapel einzeln abgeblasenen Kapseln aufzufangen
und sie in das Oberende eines bogenförmigen, sich an den Trichter anschließenden
Führungskanals 23 zu fördern. In diesem Führungskanal liegen die vom Stapel abgeblasenen
Kapseln Seite an Seite.
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Der Führungskanal verläuft vom Auffangtrichter 22 abwärts zu
einem Freigabemechanismus für das Freigeben je einer Kapsel aus dem Kanal zu den
Flaschen 25, die, auf einem Förderband stehend, nacheinander am Freigabemechanismus
vorbeilaufen.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Nachdem der Kapselstapel
s in den Stapelkanal 4 eingesetzt ist, werden die Flaschen 25 am Unterende des Freigabemechanismus
vorbeigeführt und nehmen dabei die Kapseln, die vom Stapel abgeblasen sind, einzeln
ab. Ein Kapselstapel, der im Stapelkanal liegt, wird für einen Augenblick mit dem
Boden der ersten Kapsel gegen einen Teil der sich drehenden Scheibe 17 zur Anlage
gelangen. Sobald eine Randausnehmung 21 der Scheibe mit dem Blasring 8 zusammenfällt,
werden die Klemmschieber 14 einwärts gegen die zweite Kapsel des Stapels gedrückt,
während gleichzeitig Luft durch die Strahlbohrungen 9 geblasen wird, die unter die
erste Kapsel faßt, welche damit weggeblasen wird, und zwar durch den Auffangtrichter
22 in den bogenförmig verlaufenden Führungskanal 23.
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Die in den Führungskanal geblasene Kapsel legt sich gegen die anderen
bereits im Führungskanal befindlichen Kapseln und rutscht mit diesen stufenweise
weiter, wobei sie gleichzeitig gewendet wird, so daß in Nähe des Freigabemechanismus
das offene Ende der Kapsel nach unten in Richtung zu den Flaschen gekehrt ist, die
auf dem Förderband in Richtung des Pfeiles 26 vorrücken, so daß der Hals einer der
Flaschen in die offene Seite der Kapsel einfaßt und zwischen die am Ende des Führungskanals
23 angeordneten Backen 29 gelangt. Der Abstand zwischen den Backen wird durch
den Durchmesser der Kapsel und des Flaschenhalses bestimmt und kann durch Verstellen
von Anschlägen 33 verändert werden, gegen die die hinteren Enden 32 der Backen stoßen.
Bevor der Flaschenhals die Kappe erreicht, stößt er gegen Klinken 34, an den Backen
29, wodurch die Backen gegen den Druck von Federn 31 nach außen schwingen.
Dadurch werden die freien Enden 30 der Backen so weit auseinander bewegt,
daß die Kapsel, die nun von dem Flaschenhals erfaßt wird, ohne Widerstand mitgenommen
wird und über den Flaschenhals abwärts fällt, wie sich aus F i g. 6 und 7 ergibt.
Das Ende des Führungskanals 23 muß in einer solchen Höhe oberhalb des Flaschenförderbandes
liegen, daß er die untersten Kapseln abstützen und gleichzeitig den Vorbeilauf der
Flasche zulassen kann. Der Führungskanal 23 muß so profiliert sein, daß sich
seine Wand 28 gegen den Boden der Kapsel anlegen kann, sobald diese zwischen die
Backen 29 gelängt. Zu diesem Zweck ist das untere Ende der Wand 28 des Führungskanals
zu einem horizontal verlaufenden Verlängerungsstück 35 abgebogen, so daß es die
Kapsel beim Loslösen bzw. Auslösen abstützen kann, wie in F i g. 6 gezeigt ist.
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Die Erfindung ist zwar auf die Kombination der Einzelelemente, aber
nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform derselben beschränkt,
und insbesondere kann der Freigabemechanismus unterschiedlich ausgebildet sein.
Bei seiner Ausbildung ist das einzig wichtige Merkmal das, daß die wirksamen Anschläge
aus der Haltestellung durch die mit ihnen verbundenen Klinken herausbewegt werden,
die von der Flasche angestoßen werden, bevor sie gegen die Kapsel trifft, so daß
die Kapsel praktisch losgelassen ist, wenn sie von der Flasche getroffen wird. Die
Vorrichtung ist in Verbindung mit dem Aufsetzen von Kapseln auf Flaschen 25 beschrieben,
jedoch kann die Vorrichtung auch für andere zuzuführende Teile verwendet werden,
und wird dann den hierzu dienenden Bearbeitungs- und Verarbeitungsmaschinen, z.
B. zum Aufdrucken von Namen oder Dekorationen auf den Deckel oder den Rand der Kapsel,
nachgeschaltet.