DE19515614A1

DE19515614A1 - Device for processing containers or the like

Info

Publication number: DE19515614A1
Application number: DE1995115614
Authority: DE
Inventors: Norbert Fleuren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-10-31
Also published as: EP0739855A3; CN1141878A; EP0739855A2; JPH08301393A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Gebinden od. dgl. an mehreren einander nachfolgend angeordne ten Stationen, vorzugsweise zum Füllen, Verschließen und Eti kettieren von Gebinden zur Aufnahme von Nahrungsmitteln oder Getränken, mit einer über eine Zuführeinrichtung für Gebinde beschickbaren ersten Station, z. B. Füllstation, und wenig stens einer dieser nachgeschalteten weiteren Station, z. B. Verschließstation, und mit einer Synchronisiereinrichtung zur Synchronisierung des Antriebes der Stationen.The invention relates to a device for processing Containers or the like are arranged on several consecutively stations, preferably for filling, closing and eti chaining of containers for the intake of food or Beverages, with a via a feed device for containers loadable first station, e.g. B. filling station, and little least one of these downstream station, z. B. Capping station, and with a synchronization device for Synchronization of the drive of the stations.

Es ist bekannt, Gebinde (z. B. Flaschen, Dosen, Kartons od. dgl.) in der Getränke- oder Lebensmittelindustrie in Füllma schinen zu füllen und dann anschließend die Gebinde in einer weiteren Station, der sog. Verschließstation, zu ver schließen, beispielsweise mit sog. Kronkorken oder Blechdeckeln. Oft schließt sich als weitere Station noch eine Etiket tierstation an.It is known to use containers (e.g. bottles, cans, boxes or. Like.) in the beverage or food industry in Füllma filling machines and then the containers in one another station, the so-called capping station, to ver close, for example with so-called crown caps or sheet metal lids. A label often closes as another station animal station.

Für die störungsfreie Bearbeitung in den einzelnen Stationen ist es erforderlich, die einzelnen Stationen exakt synchron zueinander zu betreiben. Bei den einzelnen Stationen handelt es sich um jeweils getrennte Maschinenbaugruppen, die über Transporteinrichtungen für die Gebinde miteinander in Verbin dung stehen. For trouble-free processing in the individual stations it is necessary to have the individual stations exactly in sync to operate with each other. At the individual stations each is a separate machine assembly that over Transport devices for the containers in connection with each other stand.

Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen einen zentralen Antriebsmotor auf, der beispielsweise an der Füllstation oder an der Verschließstation installiert ist. Die weitere Station bzw. die weiteren Stationen werden eben falls über den zentralen Antriebsmotor angetrieben und sind dazu über eine aufwendige Getriebemechanik mit der ersten Station und deren Antrieb verbunden. Da Getriebe oft ein Ge triebespiel aufweisen bzw. nicht exakt synchron arbeiten, ist es weiterhin bekannt, zusätzliche Ausgleichsgetriebeanordnun gen zwischen den Stationen vorzusehen, mittels derer die ge wünschte Teilung (Abstände der Gebinde) und der Synchronlauf eingestellt werden können. Derartige Ausgleichsgetriebe, wel che auch als "motion timer" bezeichnet werden, sind von sehr kompliziertem und aufwendigem Aufbau. Die einzelnen Stationen arbeiten üblicherweise mit einer hohen Arbeitsgeschwindig keit. Bei Füllstationen und auch bei Verschließstationen han delt es sich üblicherweise um tonnenschwere Baugruppen. Die gewünschte Synchronisierung kann bei diesen Gegebenheiten nur durch einen Einsatz sehr schwerer und aufwendiger Getriebe erreicht werden.Known devices of the type mentioned a central drive motor, for example on the Filling station or is installed on the capping station. The other station or stations will be level if powered by the central drive motor in addition via a complex gear mechanism with the first Station and their drive connected. Since gears are often a Ge have drive play or do not work exactly in sync it is also known to provide additional differential gears between the stations by means of which the ge desired division (spacing of the containers) and synchronous operation can be adjusted. Such differential gear, wel che also referred to as "motion timers" are of a lot complicated and complex structure. The individual stations usually work at a high working speed speed. At filling stations and also at closing stations it usually involves assemblies weighing several tons. The desired synchronization can only under these circumstances through the use of very heavy and complex gears can be achieved.

Im Falle eines Produktwechsels oder einer Abkopplung von ein zelnen Maschinenteilen ist es für die Wiederherstellung des Synchronlaufes erforderlich, alle mechanischen Komponenten neu einzustellen, was einen sehr hohen mechanischen Aufwand mit sich bringt. Für diese Arbeiten benötigt man auch quali fiziertes Personal. Für die Aufrechterhaltung des Syn chronlaufes ist weiterhin ein großer Aufwand hinsichtlich der Wartung der Getriebe, der Kupplungen und auch die Zurverfü gungstellung einer unterbrechungsfreien elektrischen Energie versorgung (Batterien) nötig, die bei einem Ausfall der Netz spannung die Kupplungen weiterhin zusammenhält und somit die Maschinen nicht asynchron laufen, was zu erheblichen Schäden in den Maschinen führen kann. Bei einer Betriebsunterbrechung sind bei bekannten Vorrichtungen weiterhin aufwendige Brems einrichtungen an den einzelnen Stationen vorgesehen, um ei nerseits die einzelnen Getriebeelemente und die diese verbin denden Kardanwellen möglichst wenig zu belasten, und zum anderen um eine exakt aufeinander abgestimmte Anhalteposition an den einzelnen Stationen zu erreichen.In the event of a product change or a decoupling from individual machine parts it is for the restoration of the Synchronous operation required, all mechanical components readjust what a very high mechanical effort brings with it. You also need quali for this work committed staff. For the maintenance of the syn Chronlaufes is still a great effort in terms of Maintenance of the gears, the clutches and also the avail Provision of uninterrupted electrical energy supply (batteries) necessary in the event of a power failure tension continues to hold the couplings together and thus the Machines do not run asynchronously, causing significant damage in the machines. In the event of a business interruption are still expensive brakes in known devices facilities provided at the individual stations to egg on the other hand, the individual gear elements and these connect to burden the cardan shafts as little as possible, and to others by a precisely coordinated stopping position to reach at the individual stations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sowohl der Aufbau als auch der Betrieb einfacher und betriebssicherer sind.The invention has for its object devices improve the type mentioned in such a way that both the Construction as well as the operation easier and more reliable are.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß den Stationen jeweils gesonderte Antriebsmotoren zugeordnet sind, und daß die Synchronisiereinrichtung rechnertechnisch arbeitet und eine zentrale Recheneinheit (CPU) aufweist, wel che mit den Antriebsmotoren in Wirkverbindung steht, und die Stationen jeweils Meßwertaufnehmer (sog. pick-ups) aufweisen, deren Meßwerte der zentralen Recheneinheit zugeführt werden und dann hierauf basierend eine eine Synchronisierung der An triebe der Stationen bewirkende Antriebsregelung erfolgt.To solve this problem, the invention provides that separate drive motors are assigned to each station are, and that the synchronization device computationally works and has a central processing unit (CPU), wel che is in operative connection with the drive motors, and the Stations each have pick-ups, whose measured values are fed to the central processing unit and then based on this a synchronization of the on drives of the stations effecting drive control takes place.

Dadurch, daß jeder Station ein eigener Antriebsmotor zugeord net ist, ist es nun nicht mehr erforderlich, die einzelnen Maschinenbaugruppen über aufwendige Getriebeanordnungen und Kardanwellen miteinander zu verbinden. Die Synchronisierung erfolgt rechnertechnisch bzw. auf elektronischem Wege. Hier bei ist u. a. vorteilhaft, daß die Stationen auch getrennt voneinander betrieben werden können, z. B. zur Durchführung von Reinigungs- oder Einstellarbeiten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufwendige Spezialgetriebe eingespart wer den und die erheblichen anzutreibenden Massen direkt an der jeweiligen Station angetrieben werden, und es nicht erforder lich ist, die für die Bewegung der erheblichen Massen an wei teren Stationen erforderlichen Drehmomente über Kardanwellen anordnungen zur jeweils nächsten Station weiterzuleiten.Because each station has its own drive motor net, it is no longer necessary to use the individual Machine assemblies via complex gear arrangements and Connect cardan shafts with each other. The synchronization takes place computationally or electronically. Here at is u. a. advantageous that the stations are also separate can be operated from each other, e.g. B. to carry out cleaning or adjustment work. Another advantage consists in the fact that complex special gearboxes are saved the and the significant masses to be driven directly at the each station are powered and not required Lich, which is responsible for the movement of the considerable masses Torques required at other stations via cardan shafts forward orders to the next station.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer erhebli chen Energieersparnis gegenüber dem Stand der Technik, da die bei den gegenüber dem Stand der Technik eingesparten mechani schen Bauelementen auftretenden Reibungsverluste hier nicht auftreten. Weiterhin können komplizierte Ölschmiersysteme und diesen zugeordnete Ölaufbereitungsanlagen, welche Öl bei spielsweise wasserfrei halten, eingespart werden. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung arbeitet gegenüber dem Stand der Technik geräusch- und emissionsgemindert und energiesparend und ist daher umweltfreundlich. Weiterhin treten bei der er findungsgemäßen Vorrichtung keine Vibrationseffekte auf. Die Gefahr, daß bei der Vorrichtung Funktionsstörungen infolge verschmutzter Schmierstoffe auftreten, ist verringert.Another advantage of the invention is an erhebli Chen energy savings compared to the prior art, because the in the mechani saved compared to the prior art frictional losses occurring here do not occur here occur. Complicated oil lubrication systems and associated oil treatment plants, which oil at for example, keep it water-free, save. The invent device according to the invention works compared to the prior art Technology reduces noise and emissions and saves energy and is therefore environmentally friendly. Continue to occur at the device according to the invention no vibration effects. The Danger of malfunctions as a result of the device contaminated lubricants occur is reduced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß auch den Antriebsmotoren Meßwertaufnehmer zugeordnet sind, deren Signale der Zentraleinheit zuführbar sind. Die Signale dieser Meßwertaufnehmer können zum Ausgleich von eventuell vorhandenem Zahnradspiel verwendet werden.In a further embodiment of the invention, that also assigned to the drive motors transducers are, whose signals can be fed to the central unit. The Signals from these sensors can be used to compensate for any existing gear play can be used.

Die Meßwertaufnehmer sind vorzugsweise als als Elektronik geber ausgebildete Inkrementalgeber ausgebildet.The sensors are preferably as electronics Encoder trained trained incremental encoder.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die bei herkömmlichen Vorrichtungen erforderliche Handsynchronisation für die Erzielung des Synchronlaufes der Stationen entfallen dann. Hierzu kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin dung der zentralen Recheneinheit ein Leitrechner in SPS- Steuerung zugeordnet sein. Unterschiedliche Abstände (sog. Teilung) bei unterschiedlichen zu bearbeitenden Gebinden bzw. Produkten können durch eine entsprechende Ansteuerung der Stationen über die Zentraleinheit realisiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei einem Anhalten über jeden einzelnen Antriebsmotor die Maschinenbaugruppe jeder Station synchron positioniert werden kann. Die durch die in den einzelnen Stationen bewegten Antriebsmassen im Falle ei nes Bremsens auftretenden Kräfte werden an dem Ort ihres Ent stehens abgefangen, ohne daß diese Kräfte über Getriebe und Kardanwellen auf andere Maschinenbaugruppen übertragen wer den. Another advantage of the invention is that the Manual synchronization required by conventional devices to achieve synchronous running of the stations then. In an advantageous embodiment, the inventor can do this a central computer in the PLC Control assigned. Different distances (so-called Division) with different containers to be processed or Products can be controlled by appropriate control Stations can be realized via the central unit. On another advantage is that when stopping over each individual drive motor the machine assembly each Station can be positioned synchronously. The through the in the individual masses in the case of ei Nes braking forces are at the place of their Ent standing intercepted without these forces via gears and Cardan shafts to other machine assemblies the.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine Speichereinrichtung für elektrische Energie vorgese hen ist, und daß eine den derjenigen Station mit der jeweils größten Antriebsmasse zugeordneten Antriebsmotor bei einem Netzspannungsausfall oder einer ähnlichen Notsituation in einen Generatorbetrieb umschaltende elektrische Schaltanord nung vorgesehen ist, und die während des Generatorbetriebes dieses Antriebsmotors erzeugte elektrische Energie der Speichereinrichtung zuführbar ist, und dem einer jeweils kleineren Antriebsmasse zugeordneten weiteren Antriebsmotor elektrische Antriebsenergie aus der Speichereinrichtung zu führbar ist. Somit wird jeweils derjenige Antriebsmotor, wel chem die jeweils größte Antriebsmasse zugeordnet ist, im Not fall im Generatorbetrieb betrieben, so daß mittels der kine tischen Energie elektrische Energie erzeugt wird, welche ge speichert wird, und mittels derer ein exakt positioniertes Anhalten aller Stationen bewirkt werden kann.In a further embodiment of the invention, that a storage device for electrical energy is provided hen is, and that one of that station with each largest drive mass associated drive motor at a Mains voltage failure or a similar emergency situation in an electrical switching arrangement that switches over to generator operation voltage is provided, and during generator operation this drive motor generated electrical energy Storage device can be fed, and one each smaller drive mass assigned further drive motor electric drive energy from the storage device too is feasible. Thus, that drive motor, which is chem is assigned the largest drive mass, in an emergency case operated in generator mode, so that by means of the kine tical energy electrical energy is generated, which ge is saved, and by means of which an exactly positioned Stopping all stations can be effected.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine für einen etwaigen erforderlichen "isolierten" Antrieb einer einzelnen Station nötigen Hilfsantriebe erforderlich sind. Die durch die Erfindung mögliche Einsparung mechanischer Bau teile, wie Getriebeübersetzungen oder Verbindungseinheiten (Kupplungen und Wellen) führt zu einem gegenüber dem Stand der Technik geringeren Wartungsaufwand bzw. einer Vergröße rung der Wartungszeiträume. Infolge des Wegfalls der Reibungsverluste in Getrieben und Wellen ergibt als weiterer Vorteil bei der Erfindung eine erhebliche Energieeinsparung.Another advantage of the invention is that none for any "isolated" drive required necessary auxiliary drives are required for each station. The saving of mechanical construction possible by the invention parts, such as gear ratios or connecting units (Couplings and shafts) leads to one compared to the stand the technology requires less maintenance or enlargement maintenance periods. As a result of the removal of the Frictional losses in gearboxes and shafts also result The advantage of the invention is considerable energy savings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Füllstation und Verschließstation für beispielsweise als Flaschen ausgebildete Gebinde. The invention is based on the in the drawing schematically illustrated embodiment tert. The only figure shows a schematic representation a filling station and sealing station for example containers designed as bottles.

In der Zeichnung ist eine schematisch dargestellte Füllsta tion mit 1 und eine schematisch dargestellte Verschließsta tion mit 2 bezeichnet. Der Füllstation 1 werden Gebinde 3, beispielsweise Flaschen, über eine schematisch mit 4 bezeich nete Zuführeinrichtung aus Richtung des Pfeiles A zugeführt. Die Gebinde 3 werden dann mittels einer Vereinzelungseinrich tung 5 vereinzelt und dann einem in Pfeilrichtung B drehbar angeordneten Füllteller 6 zuführt. Hier erfolgt über eine (nicht dargestellte) Fülleinrichtung eine Befüllung der Ge binde, beispielsweise mit einem Getränk. Die gefüllten Ge binde werden dann einer mit 7 bezeichneten Zwischentransport einrichtung zugeführt und auf dieser in Pfeilrichtung C der Verschließstation 2 zugeleitet. Die Verschließstation 2 weist nicht im einzelnen beschriebene Komponenten 8, 9 und 10 auf. Die als Flaschen ausgebildeten Gebinde 3 werden in der Ver schließstation beispielsweise mittels eines Kronkorkens ver schlossen. Die verschlossenen Gebinde werden anschließend über eine mit 11 bezeichnete Transporteinrichtung in Pfeil richtung D weitertransportiert und einer weiteren Bearbei tung, beispielsweise einer Etikettierstation (nicht darge stellt) zugeleitet.In the drawing, a schematically illustrated filling station is designated 1 and a schematically illustrated closing station is designated 2. The filling station 1 are supplied with containers 3 , for example bottles, via a feed device, schematically designated by 4, from the direction of the arrow A. The containers 3 are then separated by means of a device 5 Vereinzelungseinrich and then fed a filling plate 6 rotatably arranged in the direction of arrow B. Here is a filling (not shown) filling the Ge binding, for example with a drink. The filled Ge bandage are then fed to an intermediate transport device designated 7 and fed to the closing station 2 in the direction of arrow C on this. The closing station 2 has components 8 , 9 and 10 not described in detail. The bottle 3 designed as a bottle are closed in the United Ver, for example, by means of a crown cap. The closed containers are then transported further in the direction of arrow D via a transport device designated with 11 and further processing, for example a labeling station (not shown).

Den Stationen 1 und 2 ist jeweils ein gesonderter Antriebsmo tor zugeordnet, der schematisch dargestellt ist. Der Füllsta tion 1 ist ein Antriebsmotor 12 und der Verschließstation 2 ein Antriebsmotor 13 zugeordnet. Eine Synchronisiereinrich tung zur Synchronisierung der Bewegung der Füllstation 1 und der Verschließstation 2 weist eine zentrale Recheneinheit 14 auf, welche über eine schematisch dargestellte Kommunikati onsstrecke, wie z. B. eine drahtlose Übertragung oder Leitun gen 15 und 16 mit den Antriebsmotoren 12 und 13 und über wei tere Leitungen 17 und 18 mit als Inkrementalgebern ausgebil deten Meßwertaufnehmern 19 und 20 an den Stationen 1 und 2 verbunden ist. Die zentrale Recheneinheit weist ein Stromver sorgungsteil 21, welchem elektrische Energie über ein Netzan schluß 22 zuführbar ist, eine CPU 22, ein dem Antriebsmotor 12 zugeordnetes erstes Antriebsmodul 23 und ein dem Antriebs motor 13 zugeordnetes zweites Antriebsmodul 24 auf. Die An triebsmodule 23 und 24 stehen über Leitungen 25 und 26 mit einer Speichereinrichtung 27 für elektrische Energie in Ver bindung. Die CPU 22 steht weiterhin über eine Leitung 28 mit einem Leitrechner 29 in Verbindung, welchem elektrische Ener gie über eine Netzleitung 30 zuführbar ist.The stations 1 and 2 are each assigned a separate Antriebsmo gate, which is shown schematically. The Füllsta tion 1 is a drive motor 12 and the closing station 2 is assigned a drive motor 13 . A Synchronisiereinrich device for synchronizing the movement of the filling station 1 and the closing station 2 has a central processing unit 14 which ons stretch via a schematically illustrated communication such. B. a wireless transmission or lines 15 and 16 with the drive motors 12 and 13 and via further lines 17 and 18 with ausgebil Deten transducers 19 and 20 at stations 1 and 2 is connected as incremental encoders. The central processing unit has a power supply part 21 , to which electrical energy can be supplied via a connection 22 , a CPU 22 , a drive motor 12 assigned to a first drive module 23 and a drive motor 13 assigned to a second drive module 24 . The drive modules 23 and 24 are connected via lines 25 and 26 to a storage device 27 for electrical energy in connection. The CPU 22 is also connected via a line 28 to a control computer 29 , to which electrical energy can be supplied via a mains line 30 .

Die Synchronisation zwischen der Füllstation 1 und der Ver schließstation 2 erfolgt dadurch, daß der zentralen Rechen einheit 14 über die Meßwertaufnehmer 19 und 20 jeweils aktu elle Meßwerte übermittelt werden. Auf elektronischem Wege kann mit Hilfe dieser Meßwerte eine Regelung der Antriebsmo toren 12 und 13 dahingehend erfolgen, daß die gewünschte Synchronisierung erfolgt. Ein Ausgleich ggf. vorhandenen Zahnradspiels in (nicht dargestellten) mechanischen Antriebseinrichtungen zwischen den Antriebsmotoren 12 und 13 und der jeweiligen Station 1 und 2 kann auf elektronischem Wege durch Auswertung von den Antriebsmotoren zusätzlich zu geordneten Meßwertaufnehmern 31 und 32 erfolgen.The synchronization between the filling station 1 and the closing station 2 takes place in that the central computing unit 14 is transmitted via the transducers 19 and 20 respectively current measurement values. With the aid of these measured values, the drive motors 12 and 13 can be controlled electronically so that the desired synchronization takes place. A compensation of any existing gear play in (not shown) mechanical drive devices between the drive motors 12 and 13 and the respective station 1 and 2 can be carried out electronically by evaluating the drive motors in addition to ordered sensors 31 and 32 .

Um bei Netzspannungsausfall oder einer anderweitigen Not stoppsituation ein exakt positioniertes Anhalten sowohl der Füllstation 1 als auch der Verschließstation zu bewirken, wird derjenige Antriebsmotor, dem jeweils die größte An triebsmasse zugeordnet ist, in einem solchen Fall auf Genera torbetrieb umgeschaltet. Die bei diesem Generatorbetrieb er zeugte elektrische Energie wird der Speichereinrichtung 27 zugeführt. Dem anderen Antriebsmotor wird dann aus der Spei chereinrichtung elektrische Energie zugeführt, um ein exakt positioniertes Anhalten der Baugruppen zu bewirken.In order to cause a precisely positioned stopping of both the filling station 1 and the closing station in the event of a power failure or another emergency stop situation, the drive motor to which the largest drive mass is assigned is switched to generator operation in such a case. The electrical energy generated during this generator operation is supplied to the storage device 27 . The other drive motor is then supplied with electrical energy from the storage device in order to bring about an exactly positioned stopping of the assemblies.

Claims

1. Device for processing containers or the like at several successively arranged stations, preferably for filling, closing and labeling containers for receiving food or beverages, with a via a feed device ( 4 ) for the containers ( 3 ) loadable first station ( 1 ) and at least one of these downstream further station ( 2 ), and with egg ner synchronization device for synchronizing the drive of the stations, characterized in that the stations ( 1 , 2 ) are each assigned separate drive motors ( 12 , 13 ) , and that the synchronization device operates in computer technology and has a central processing unit ( 14 ) which is in operative connection with the drive motors ( 12 , 13 ), and the stations ( 1 , 2 ) each have transducers ( 19 , 20 ), the measured values of which are central Computing unit ( 14 ) are fed, and then, based on this, a synchronization of the At drives of the stations ( 1 , 2 ) effecting control of the drive motors ( 12 , 13 ) takes place.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the drive motors ( 12 , 13 ) with the central Rechenein unit ( 14 ) are in electrically connected measuring transducers ( 31 , 32 ) are assigned.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the transducers ( 19 , 20 , 31 , 32 ) are designed as an incremental encoder designed as an electronic encoder.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a central computer ( 29 ) is assigned to the central processing unit ( 14 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a storage device ( 27 ) is provided for elec trical energy, and that one of the derjeni gene station with the largest drive mass assigned a drive motor ( 12 or 13 ) is provided in a power failure or similar emergency situation in a generator mode-switching electrical switch assembly, and the electrical energy generated during the generator operation of this drive motor of the storage device (27) can be fed, and a depending weils smaller driving mass associated with further drive motor driving electric power from the storage device (27 ) can be fed.