DE19830456A1 - Greifvorrichtung für Flaschen - Google Patents
Greifvorrichtung für FlaschenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für Fla
schen, mit zwei Greifarmen, die mittels einer Antriebs
vorrichtung zwischen einer die Flasche zwischen sich
festhaltenden Greifstellung und einer die Flasche freige
benden Spreizstellung verstellbar sind, wobei durch die
Antriebsvorrichtung an einem auf die Greifarme einwirken
den Antriebsteil ein vorbestimmter konstanter Verstellweg
vorgegeben ist.
Sowohl beim Abfüllen von Flaschen als auch bei der Unter
suchung von wiederzuverwendendem Leergut ist es notwen
dig, die Flaschen zu erfassen und in einer vorbestimmten
Soll-Position zu halten. Zu diesem Zweck werden in der
Regel Greifvorrichtungen verwendet, die jeweils zwei
verschiebliche oder schwenkbare Greifarme aufweisen, die
zwischen einer die Flasche freigebenden Stellung und
einer Halte- oder Greifstellung verstellbar sind, in der
die Greifarme von außen an der Flasche anliegen und diese
zwischen sich festhalten.
Aus Gründen der Betriebssicherheit ist zur Verstellung
der Greifarme üblicherweise ein Nockenantrieb oder ande
rer mechanischer Antrieb vorgesehen, der direkt mit den
Greifarmen gekoppelt ist und diese um einen vorbestimm
ten, konstanten Weg verstellt bzw. verschwenkt. Der
Verstellweg ist dabei so bemessen, daß der Zwischenraum
zwischen den Greifarmen in der Greifstellung im wesentli
chen genau dem Durchmesser der Flasche entspricht, wo
durch vermieden ist, auf die Flasche eine übermäßige
radiale Haltekraft aufzubringen, was zu einer Beschädi
gung der Flasche führen könnte. Dabei hat sich jedoch der
Nachteil herausgestellt, daß bei Flaschen, die einen
gegenüber dem Sollmaß leicht verringerten Durchmesser
aufweisen, eine sichere Halterung der Flasche nicht
gewährleistet ist, so daß es zu Betriebsstörungen kommen
kann, deren Behebung zeit- und kostenaufwendig ist. Bei
Flaschen mit einem oberhalb des Soll-Maßes liegenden
Durchmesser ist die Gefahr der Zerstörung der Flasche
gegeben, was ebenfalls eine Betriebsstörung zur Folge
hat. Die gleichen Probleme treten auch bei unrunden
Flaschen auf, wie sie sich häufig bei dünnwandigen Kunst
stoff-Flaschen finden. Desweiteren ist es bei einer
Greifvorrichtung mit Vorgabe des Verstellweges nachtei
lig, daß bei einer Umstellung der zu ergreifenden Fla
schengröße die Greifvorrichtung umgebaut werden muß. Da
in einer Abfüllanlage eine Vielzahl von gleichartigen
Greifvorrichtungen vorhanden sind, führt deren Umbau zu
relativ langen Stillstandszeiten der Anlage.
Aus der US 5 253 911, von der im Oberbegriff des An
spruchs 1 ausgegangen wird, ist eine Greifvorrichtung mit
zwei Greifarmen bekannt, die über eine Kurvenscheibe
gesteuert werden. Auf der drehbaren Kurvenscheibe laufen
Rollen ab, die in Abhängigkeit von der Drehstellung der
Kurvenscheibe angehoben oder abgesenkt sind, wodurch die
Schwenkbewegung der Greifarme bewirkt wird. Die Rollen
stehen mit von flexiblen Federblechen gebildeten Ab
schnitten der Greifarme in Verbindung, so daß in Abhän
gigkeit von der Größe des zu erfassenden Objektes eine
Verformung der Federbleche und somit ein Ausgleich statt
finden kann. Obwohl sich mit einer derartigen Greifvor
richtung auch vom Sollmaß abweichende Objekte zuverlässig
erfassen lassen, ist der Nachteil gegeben, daß die ein
zelnen Greifvorrichtungen einen relativ großen Bauraum
benötigen, der bei Abfüllanlagen für Flaschen in der
Regel nicht vorhanden ist. Darüber hinaus ist die Feder
kraft bei der Greifvorrichtung gemäß der US 5 253 91 von
dem Biegeverhalten des Federblechs abhängig, das sich
insbesondere bei einer Dauerbelastung verändern kann, so
daß die Federbleche häufig ausgewechselt werden müssen,
was die Demontage der gesamten Greifarme bedingt.
Es ist versucht worden, die Greifvorrichtung für Flaschen
statt mit der genannten Antriebsvorrichtung mit Vorgabe
des Verstellweges mit einer Antriebsvorrichtung mit Vor
gabe der Haltekraft zu verwenden, wie es beispielsweise
bei der Verwendung von pneumatischen Antriebsvorrichtun
gen für die Greifarme gegeben ist. Derartige Antriebs
vorrichtungen mit Kraftvorgabe sind jedoch konstruktiv
relativ aufwendig und somit teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvor
richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
einen kompakten Aufbau aufweist und bei der die Federn
eine hohe Standzeit besitzen.
Diese Aufgabe wird bei einer Greifvorrichtung der genann
ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebs
teil unter Belassung eines Zwischenraums in eine Ausneh
mung des Greifarms eingreift und daß zwischen dem An
triebsteil und dem Greifarm zumindest ein den Zwischen
raum zumindest teilweise ausfüllendes, elastisch verform
bares Pufferelement angeordnet ist.
In vorbekannter Weise führt das Antriebsteil einen kon
stanten Verstellweg aus, der jedoch nicht direkt auf die
Greifarme übertragen wird, sondern das Antriebsteil wirkt
auf als Feder wirkende elastisch verformbare Pufferele
mente ein, die ihrerseits mit den Greifarmen gekoppelt
ist. Dabei greift das Antriebsteil unter Belassung eines
Zwischenraums in eine Ausnehmung des Greifarms ein und
zwischen dem Antriebsteil und dem Greifarm ist das zumin
dest eine den Zwischenraum zumindest teilweise aus füllen
de, elastisch verformbare Puffer- oder Kissenelement
angeordnet, bei dem es sich um einen Kunststoffkörper
handeln kann. Bei dieser Ausgestaltung ist einerseits
eine vollflächige Anlage des Pufferelementes sowohl auf
der Innenseite der Ausnehmung des Greifarms als auch auf
der Außenseite des Antriebsteils gegeben, wodurch eine
gute Kraftübertragung gewährleistet ist. Solange die
Greifarme nicht an der Flasche anliegen, wird die Bewe
gung des Antriebsteils über die Pufferelemente im wesent
lichen direkt auf die Greifarme übertragen. Sobald die
Greifarme an der Flasche anliegen, führt die weitere
Bewegung des Antriebsteil zu einer Verformung der Puffer
elemente, die wiederum eine Reaktionskraft an die Greif
arme abgeben, mit der diese die Flasche zwischen sich
einklemmen. Durch die Wahl von Pufferelementen mit ent
sprechender Federkonstante kann somit die Haltekraft der
Greifarme in weiten Grenzen variiert und an die betrieb
lichen Gegebenheiten optimal angepaßt werden.
Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Greif
vorrichtung nicht nur Flaschen einer einzigen Flaschen
größe unter Ausgleich der Maßtoleranzen zuverlässig
erfaßt werden können, sondern es ist auch möglich, unter
schiedliche Flaschengrößen mit der Greifvorrichtung
sicher zu halten, ohne daß diese umgebaut werden muß. Je
größer der Durchmesser der zu ergreifenden Flasche ist,
desto eher legen sich die Greifarme an der Flasche an, so
daß der verbleibende Verstellweg des Antriebsteils zu
einer relativ großen Verformung der Pufferelemente und
somit zu einer Erhöhung der Haltekraft an den Greifarmen
führt. Da größere Flaschen in der Regel auch schwerer
sind, ist damit der weitere Vorteil verbunden, daß die
Haltekraft an den Greifarmen proportional mit dem Durch
messer der zu haltenden Flasche ansteigt. Falls jedoch
eine weitergehende Umstellung der zu ergreifenden Fla
schengröße notwendig sein sollte, brauchen erfindungsge
mäß lediglich die Pufferelemente ausgetauscht zu werden,
ohne die Greifarme zu demontieren.
Vorzugsweise ist als Antriebsteil eine Welle vorgesehen,
deren Schwenkbewegung über die Pufferelemente, die vor
zugsweise über den Umfang der Welle gleichmäßig verteilt
sind, auf den umgebenden Greifarm übertragen werden,
wobei die Pufferelemente im wesentlichen als Torsionsfe
der wirken.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die
Welle ein Vieleck- und insbesondere ein Rechteck- oder
ein Quadratprofil aufweist und auch die Ausnehmung eine
entsprechende vieleckige, rechteckige oder quadratische
Form besitzt, wobei das Profil der Welle bezüglich der
Ausnehmung einen Winkelversatz aufweist, so daß die
äußeren Seitenflächen der Welle im unbelasteten Zustand
der Greifvorrichtung, d. h. in deren Spreizstellung,
jeweils einem Eckbereich der Ausnehmung zugewandt sind.
Zwischen dem Eckbereich der Ausnehmung und der zugeordne
ten Seitenfläche der Welle ist somit ein im wesentlichen
dreiseitig begrenzter Raum gebildet, in dem jeweils ein
Pufferelement angeordnet ist, so daß es umfangsseitig
ausreichend abgestützt und vor äußeren Einwirkungen
geschützt ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, jedem Greifarm ein
eigenes Antriebsteil zuzuordnen, wobei die Antriebsteile
dann in ihrer Bewegung synchronisiert sind, was bei
spielsweise durch einen geeigneten Nockenmechanismus oder
eine andere mechanische Umsetzung erfolgen kann.
Um zuverlässig zu gewährleisten, daß die Greifarme bei
Freigabe der Flasche in ihre Ausgangsstellung zurückkeh
ren, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein,
daß die Greifarme mittels einer weiteren Federvorrichtung
in ihre Spreizstellung vorgespannt sind.
Wenn die Schwenkbewegung der Welle in eine entsprechende
Schwenkbewegung der Greifarme umgesetzt wird, ergeben
sich besonders einfache konstruktive Ausgestaltungen,
wenn die Schwenkachse der Welle mit der Schwenkachse des
Greifarms zusammenfällt, d. h. der Greifarm um die Welle
schwenkbar ist.
Für eine sichere Halterung der Flasche zwischen den
Greifarmen ist es notwendig, daß die zwischen den Greif
armen wirksame Haltekraft unabhängig von der Größe der
Flasche und somit der jeweiligen Schwenkstellung der
Greifarme zuverlässig auf die Flasche einwirkt. Dies kann
insbesondere dadurch sichergestellt werden, daß der
Greifarm an seinem vorderen freien Ende einen mit der zu
ergreifenden Flasche in Anlage bringbaren Halteschuh
aufweist, der vorzugsweise schwenkbar am Greifarm gela
gert ist und sich somit in seiner Ausrichtung selbsttätig
an die zu ergreifende Flasche anpaßt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei
gen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung
in ihrer Spreizstellung in Aufsicht,
Fig. 2 die Greifvorrichtung gemäß Fig. 1
beim Erfassen einer Flasche kleinen
Durchmessers,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des
unteren Abschnittes der Greifarme
gemäß Fig. 2,
Fig. 4 die Greifvorrichtung gemäß Fig. 1
beim Erfassen einer Flasche großen
Durchmessers und
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des
unteren Abschnittes der Greifarme
gemäß Fig. 4.
Die in Fig. 1 dargestellte Greifvorrichtung 10 für
Flaschen umfaßt zwei Greifarme 11, die an ihren vorderen
freien Enden, zwischen denen eine Flasche festgehalten
werden kann, jeweils einen bügelartigen Halteschuh 15
aufweisen, der über ein Lager 16 schwenkbar am Greifarm
11 gelagert ist. An ihrem entgegengesetzten unteren Ende
ist zwischen den beiden Greifarmen 11 eine Feder 17
gespannt, die die Greifarme 11 in die mit durchgezogenen
Linien in Fig. 1 durchgezogen dargestellte Spreizstel
lung vorspannt.
Im mittleren Bereich jedes Greifarms 11 ist eine quadra
tische Ausnehmung 13 vorgesehen, die mit einem Verstär
kungsprofil 21 eingefaßt ist. In die Ausnehmung 13 greift
eine Welle 12 mit einem quadratischen Querschnitt ein,
die ebenfalls von einem quadratischen Verstärkungsprofil
22 eingefaßt ist, wobei der zwischen der Welle 12 und der
Innenwandung der Ausnehmung 13 gebildete Zwischenraum 20
so groß ist, daß die Welle 12 mit dem Greifarm 11 nicht
direkt in Anlage kommt.
In der in Fig. 1 dargestellten Spreizstellung sind die
äußeren Seitenflächen der Welle 12 jeweils einem Eckbe
reich der Ausnehmung 13 zugewandt, wobei in jedem Eckbe
reich der Ausnehmung 13 ein elastisch verformbares Puf
ferelement 14 angeordnet ist, daß sowohl an der Innenwan
dung der Ausnehmung 13 als auch der zugeordneten Seiten
fläche der Welle 12 anliegt und als Feder wirkt. Alter
nativ könnte auch der gesamte Zwischenraum zwischen der
Welle 12 und der Innenwandung der Ausnehmung 13 von einem
einzigen elastisch verformbaren Kissen ausgefüllt sein.
Die Wellen 12 sind Teil einer nicht weiter dargestellten
Antriebsvorrichtung mit Vorgabe des Verstellweges, wobei
die beiden Wellen 12 in ihrer Drehbewegung synchronisiert
sind, jedoch jeweils gegensinnig bewegt werden, wodurch
die Greifarme 11 in die gestrichelt dargestellte ge
schlossene Greifstellung gebracht werden können.
Fig. 2 zeigt die Greifvorrichtung gemäß Fig. 1 in der
Greifstellung, in der eine Flasche 18 mit relativ gerin
gem Durchmesser zwischen den Greifarmen 11 bzw. deren
Halteschuhen 15 festgehalten ist. Fig. 3 zeigt die
zwischen der Welle 12 und den Pufferelementen 14 vorhan
denen Gegebenheiten in dieser Stellung. Wenn die Wellen
12 aus der in Fig. 1 dargestellten Spreizstellung gegen
sinnig gedreht werden, wie es durch die Pfeile in Fig. 3
angedeutet ist, wird die Drehbewegung der Wellen 12 über
die elastischen Pufferelemente 14 auf den jeweiligen
Greifarm 11 übertragen, wodurch die Greifarme 11 aufein
ander zu bewegt werden, bis sie sich außenseitig an die
Flasche 18 anlegen. Bei einer weiteren Drehung der Wellen
12, die aufgrund der Wegvorgabe immer eine Drehbewegung
mit vorbestimmten Drehwinkel ausführen, können die Greif
arme 11 die entsprechende Drehbewegung nicht mehr mitma
chen, was zu einer elastischen Verformung der Pufferele
mente 14 führt. Da die in den Fig. 2 und 3 dargestell
te Greifstellung der minimal zu erfassenden Flaschengröße
entspricht, ist die Verformung der Pufferelemente 14 in
dieser Stellung sehr gering.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Greifstellung, bei der
eine Flasche 19 relativ großen Durchmessers zwischen den
Greifarmen 11 festgehalten ist. Beim Ergreifen der Fla
sche 19 legen sich die Greifarme 11 bereits deutlich vor
Beendigung der Drehbewegung der Wellen 12 an der Flasche
19 an, so daß es zu einer Relativverdrehung zwischen den
Greifarmen 11 und den Wellen 12 kommt, wie es in Fig. 5
dargestellt ist. Aufgrund dieser Relativbewegung zwischen
den Wellen 12 und den Greifarmen 11 stellt sich eine
Verformung der elastischen Pufferelemente 14 ein, die zu
einer Reaktionskraft in den Greifarmen 11 und somit zu
einer erhöhten Haltekraft an der Flasche 19 führt. Die
Größe der Haltekraft 19 ist abhängig von der Federkon
stante der elastisch verformbaren Pufferelemente 14 und
kann durch deren entsprechende Wahl in weiten Grenzen
variiert werden.
Claims (9)
1. Greifvorrichtung für Flaschen, mit zwei Greifarmen
(11), die mittels einer Antriebsvorrichtung zwischen
einer die Flasche zwischen sich festhaltenden Greif
stellung und einer die Flasche freigebenden Spreiz
stellung verstellbar sind, wobei durch die Antriebs
vorrichtung an einem auf die Greifarme (11) einwir
kenden Antriebsteil (12) ein vorbestimmter konstan
ter Verstellweg vorgegeben ist und wobei die Greif
arme (11) unter Zwischenschaltung einer Federvor
richtung (14) mit dem Antriebsteil (12) gekoppelt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil
(12) unter Belassung eines Zwischenraums (20) in
eine Ausnehmung (13) des Greifarmes (11) eingreift
und daß zwischen dem Antriebsteil (12) und dem
Greifarm (11) zumindest ein den Zwischenraum (20)
zumindest teilweise ausfüllendes, elastisch verform
bares Pufferelement (14) angeordnet ist.
2. Greifvorrichtung der Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Antriebsteil eine Welle (12) ist.
3. Greifvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Pufferelemente (14) über den
Umfang der Welle (12) verteilt sind.
4. Greifvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Welle (12) ein Vieleck- oder
Quadratprofil aufweist und die Ausnehmung (13) eine
vieleckige oder quadratische Form besitzt, wobei im
unbelasteten Zustand (Spreizstellung) die äußeren
Seitenflächen der Welle (12) jeweils einem Eckbe
reich der Ausnehmung (13) zugewandt sind und wobei
die Pufferelemente (14) jeweils in einem Eckbereich
der Ausnehmung (13) angeordnet sind und an der
zugeordneten Seitenfläche der Welle (12) anliegen.
5. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Greifarm (11) ein
Antriebsteil (12) zugeordnet ist, wobei die An
triebsteile (12) in ihrer Bewegung synchronisiert
sind.
6. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (11)
mittels einer weiteren Federvorrichtung (17) in ihre
Spreizstellung vorgespannt sind.
7. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Greifarm (11) um die
Welle (12) schwenkbar ist.
8. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Greifarme (11) an
seinem vorderen freien Ende einen mit der zu ergrei
fenden Flasche in Anlage bringbaren Halteschuh (15)
aufweist.
9. Greifvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Halteschuh (15) schwenkbar am
Greifarm (11) gelagert ist.
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