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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Schnellwechselsysteme für Komponenten eines Etikettieraggregats, insbesondere für Paletten und Greiferzylinder.
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Stand der Technik
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Etikettiermaschinen zum Aufbringen von Etiketten auf Behälter, wie beispielsweise Flaschen, Dosen oder dergleichen, sind im Stand der Technik bereits bekannt. Übliche Etikettieraggregate für Etikettiermaschinen weisen ein drehbar gelagertes Palettenkarussell mit einer Vielzahl von an eigenen Schwenkachsen gelagerten Paletten auf. Mittels der Paletten werden die Etiketten von einer Etikettenzuführeinrichtung, beispielsweise einem Etikettenmagazin, in dem eine Vielzahl von Etiketten vorgehalten werden kann, oder einem Etikettenband mit zugeordnetem Zuschneidwerk zum Abtrennen einzelner Etiketten übernommen und entweder unmittelbar auf die Behälter aufgebracht oder an einen zwischengeschalteten Greiferzylinder übergeben.
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Im ersten Fall werden die Etiketten mit ihrer Bildseite auf der Anlagefläche der Paletten transportiert, während ihre Rückseite, die sogenannte Leimseite, mittels einer Leimwalze oder einem Leimdrucker mit Leim versehen wird. Alternativ kann eine bereits vorbeschichtete Rückseite der Etiketten mittels einer Aktivierungsflüssigkeit aktiviert werden. Im zweiten Fall werden die Anlageflächen der Paletten zunächst mittels einer Leimwalze oder eines Leimdruckers beleimt, wobei die übernommenen Etiketten mit ihrer Leimseite auf den Anlageflächen zu liegen kommen. In diesem Fall werden die von den Paletten transportierten Etiketten mittels Greiferfingern des Greiferzylinders von den Paletten abgehoben, sodass die Etiketten mit ihren Bildseiten auf entsprechenden Anlageflächen des Greiferzylinders zu liegen kommen. Anschließend werden die Etiketten von dem Greiferzylinder auf die Behälter aufgebracht.
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Sowohl die Paletten als auch der Greiferzylinder unterliegen bei Betrieb des Etikettieraggregats einem kontinuierlichen Verschleiß, sodass die jeweiligen Komponenten regelmäßig ausgetauscht und erneuert werden müssen. Zudem kann ein Formatwechsel, beispielsweise auf ein anderes Etikettenformat, einen Wechsel der Paletten und/oder des Greiferzylinders erforderlich machen.
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Bei herkömmlichen Etikettieraggregaten werden die Paletten an entsprechenden Palettenträgern des Palettenkarussells festgeschraubt, wobei zum händischen Festschrauben häufig Sterngriffe eingesetzt werden. Auf ähnliche Weise werden auch die Greiferzylinder an ihren jeweiligen Antriebswellen festgeschraubt. Dabei ist die Stärke, mit der die Befestigungselemente angeschraubt werden, vom jeweiligen Bediener abhängig. Dies führt einerseits dazu, dass ein fester Sitz nicht ohne Weiteres garantiert werden kann, und andererseits dazu, dass zu fest angeschraubte Befestigungselemente von manchen Bedienern nicht mehr gelöst werden können. Schließlich neigen geschraubte Befestigungselemente zum Verkannten, wodurch ein erneutes Lösen der Befestigungselemente erschwert wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Wechselsystem für Paletten bzw. ein Wechselsystem für Greiferzylinder zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll das Wechselsystem bei reproduzierbaren Befestigungsstärken von allen Bedienern leicht und ohne größeren Kraftaufwand verwendbar sein. Darüber hinaus soll der Zeitaufwand zum Wechseln der Paletten bzw. des Greiferzylinders reduziert werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch ein Palettenwechselsystem für ein Etikettieraggregat, mit wenigstens einer Palette zum Transport von Etiketten, wenigstens einem Palettenträger zum Tragen der wenigstens einen Palette, und wenigstens einem Verbindungselement zum lösbaren Verbinden der wenigstens einen Palette mit dem wenigstens einen Palettenträger, wobei das Verbindungselement wenigstens ein in mechanischen Eingriff mit wenigstens einem Aufnahmeelement der Palette und/oder des Palettenträgers bringbares Sperrelement aufweist, und wobei das Sperrelement mittels eines Rückstellelements im mechanischen Eingriff mit dem Aufnahmeelement der Palette und/oder des Palettenträgers gehalten wird.
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Die Paletten sind wie an sich bekannt zum Transport von Etiketten ausgebildet, indem sie eine entsprechende Anlagefläche für die Etiketten bilden. Dabei kann die Anlagefläche beispielsweise mit Öffnungen zum Ansaugen der Etiketten ausgebildet sein, wobei es sich um sogenannte Vakuumpaletten handeln kann. Jeder Palette ist ein separater Palettenträger zum Tragen der Palette zugeordnet, wobei eine Vielzahl von Palettenträgern auf bzw. an einem Palettenkarussell angeordnet sein kann. Dabei können die Palettenträger mit dem Palettenkarussell verbunden oder als Teil des Palettenkarussells ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Palettenträger eine Palettenwelle umfassen, an der die jeweilige Palette schwenkbar gelagert ist. Die Palettenwelle kann einzeln oder gemeinsam, direkt oder indirekt mittels eines zentralen oder eigenen Servomotors angetrieben werden, wobei eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinheit zum Ansteuern des bzw. der Servomotoren vorgesehen sein kann. Der Palettenträger kann weitere Elemente aufweisen, beispielsweise um eine lagegerechte Montage der Paletten zu vereinfachen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Paletten und/oder Palettenträger jeweils wenigstens ein Aufnahmeelement auf, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es in mechanischen Eingriff mit einem entsprechenden Sperrelement eines zugehörigen Verbindungelements gebracht werden kann. Anders ausgedrückt bildet das Sperrelement im verriegelten Zustand zusammen mit dem Aufnahmeelement eine mechanische Wirkverbindung zwischen der Palette und dem Palettenträger.
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Beispielsweise kann das Aufnahmeelement als radiale Bohrung, auch in Ringform, an einer Mantelfläche der Palettenwelle oder einer Innenfläche einer axialen Bohrung der Palettenwelle und/oder einer, insbesondere durch die Palette hindurchgreifenden, axialen Bohrung der Palette angeordnet sein. Das Aufnahmeelement ist dabei derart ausgebildet, dass es im mechanischen Eingriff mit dem Sperrelement eine relative Verschiebung von Palette und Palettenträger in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Palettenwelle, blockiert. Anders ausgedrückt ist das Sperrelement derart ausgebildet, dass es in das Aufnahmeelement hineingeschoben oder -gedrückt werden kann, wobei sich entsprechende Flächen des Sperrelements und des Aufnahmeelements berühren. Insbesondere können das Sperrelement und das Aufnahmeelement derart ausgebildet sein, dass sie eine formschlüssige mechanische Verbindung der Palette mit dem Palettenträger ermöglichen.
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Hierzu weist das Verbindungselement erfindungsgemäß ein oder mehrere Sperrelemente auf, welche in mechanischen Eingriff mit dem oder den Aufnahmeelementen bringbar sind. Dazu kann das wenigstens eine Sperrelement relativ zu einem Grundkörper des Verbindungselements verschiebbar ausgebildet sein. Bei dem wenigstens einen Sperrelement kann es sich um einen Bolzen, einen Stift, eine Kugel, einen Keil oder dergleichen handeln. Dabei ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass die Palette mittels des Verbindungselements lösbar mit dem Palettenträger verbunden werden kann. Insbesondere soll das Verbinden und Lösen händisch von einem Bediener durchführbar sein. Dazu kann das Verbindungselement derart ausgebildet sein, dass der mechanische Eingriff des Sperrelements mit dem Aufnahmeelement durch händisches Einwirken auf das Rückstellelement lösbar ist. Es ist somit im Regelfall insbesondere kein separates Werkzeug zum Lösen der Verbindung erforderlich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform greift das wenigstens eine Sperrelement zum Verriegeln der Verbindung zwischen Palette und Palettenträger radial, das heißt senkrecht zu einer Palettenwelle, in das wenigstens einer Aufnahmeelement. Dadurch wird ein axiales Verschieben der Palette bezüglich des Palettenträgers blockiert.
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Erfindungsgemäß weist das Verbindungselement weiterhin wenigstens ein Rückstellelement auf, mittels dessen das wenigstens eine Sperrelement im mechanischen Eingriff mit dem wenigstens einen Aufnahmeelement gehalten werden kann. Anders ausgedrückt ist das Rückstellelement derart ausgebildet und angeordnet, dass die von ihm ausgeübte Rückstellkraft das Sperrelement, ohne weitere äußere Einwirkungen, im mechanischen Eingriff mit dem Aufnahmeelement hält. In dieser Ruhestellung befindet sich das Sperrelement somit in einer Verriegelungsstellung. Dabei kann das Rückstellelement unmittelbar oder aber über ein Zwischenelement auf das Sperrelement wirken. Bei dem Zwischenelement kann es sich beispielsweise um einen axial verschiebbaren Schaft des Verbindungselements handeln, der beispielsweise einen verjüngten Entriegelungsfreiraum aufweisen kann, in den das wenigstens eine Sperrelement zum Entriegeln bzw. Lösen der Verbindung verschoben werden kann. Das Zwischenelement kann dabei derart ausgebildet und angeordnet sein, dass es eine axiale Bewegung des Zwischenelements in eine radiale Bewegung des wenigstens einen Sperrelements umsetzt. Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind hier und im Folgenden auf eine Rotationsachse der Palette bezogen.
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Das Rückstellelement kann insbesondere eine Feder sein. Alternativ oder ergänzend kann das Rückstellelement ein Paar wechselwirkender Magnete umfassen. Dabei sind die Magnete derart angeordnet, dass die Rückstellkraft durch die Abstoßung gleichnamiger Pole oder die Anziehung verschiedener Pole entsteht, wobei die Magnete derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die Rückstellkraft in die gewünschte Richtung wirkt, um die Sperrelemente in der verriegelten Stellung zu halten. Beispielsweise kann ein Magnet an dem Zwischenelement angeordnet sein, während ein weiterer Magnet an der Wand einer Bohrung bzw. eines Kanals vorgesehen ist, in dem das Zwischenelement verschiebbar angeordnet ist. Die Magnete können als Ringmagnete oder Stabmagnete oder dergleichen ausgebildet sein. Ein Rückstellelement mit Magneten ist leichter zu reinigen und weniger verschleißanfällig.
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Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass das Sperrelement durch die Rückstellkraft des Rückstellelements, beispielsweise durch die Federkraft der Feder und/oder die magnetische Abstoßung bzw. Anziehung der Magnete, ohne äußere Einwirkung im mechanischen Eingriff mit dem Aufnahmeelement gehalten wird. Anders ausgedrückt ist zum Lösen der mechanischen Wirkverbindung ein Einwirken auf das Rückstellelement, insbesondere ein Komprimieren der Feder und/oder eine relative Verschiebung wenigstens eines der Magnete, erforderlich, wobei das Rückstellelement derart ausgebildet sein kann, beispielsweise durch entsprechende Wahl einer Federkonstanten bzw. einer Magnetfeldstärke, dass die Verriegelung des Sperrelements durch händisches Einwirken auf das Rückstellelement lösbar ist. Das Verbindungselement ist somit derart ausgebildet, dass zum Lösen der mechanischen Verbindung zwischen Palette und Palettenträger keinerlei separate Hilfsmittel erforderlich sind.
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Der mechanische Eingriff kann insbesondere durch Betätigen eines Betätigungselements, insbesondere eines Druckknopfes oder Tasters, des Verbindungselements und/oder durch Zug an einem Handgriff des Verbindungselements gelöst werden. Somit kann das Verbindungselement ein Betätigungselement, insbesondere einen Druckknopf oder Taster, und/oder einen Handgriff aufweisen, das bzw. der derart ausgebildet ist, dass durch Betätigen bzw. Ziehen des Betätigungselements bzw. an dem Handgriff derart auf das Rückstellelement eingewirkt wird, dass das Sperrelement aus der Verriegelungsstellung im mechanischen Eingriff mit dem Aufnahmeelement in eine entriegelte Stellung bewegt wird. Dies kann durch Druck oder Zug auf das Sperrelement erfolgen. Beispielsweise kann durch Betätigen des Betätigungselements das zuvor erwähnte Zwischenelement derart verschoben werden, dass das Sperrelement in den Entriegelungsfreiraum eintreten kann.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Verbindungselement als separate Einheit ausgebildet sein und zum Verbinden der Palette mit dem Palettenträger durch die Palette und/oder den Palettenträger greifen. Gemäß dieser Weiterbildung weisen somit die Palette und/oder der Palettenträger eine Durchgriffsöffnung, beispielsweise eine Durchgriffsbohrung, auf, durch die das Verbindungselement zum Verbinden der Palette mit dem Palettenträger geführt wird. Dabei können an der Durchgriffsöffnung ein oder mehrere Aufnahmeelemente wie oben beschrieben angeordnet sein. Die Durchgriffsöffnung kann jedoch auch ohne derartige Aufnahmeelemente ausgebildet sein und lediglich zum Hindurchstecken des Verbindungselements dienen. Beispielsweise kann die Palette eine Durchgriffsbohrung aufweisen, durch die das Verbindungselement hindurch und mit seinem einen Ende in eine mit wenigstens einem entsprechenden Aufnahmeelement versehene Bohrung des Palettenträgers gesteckt wird. In diesem Fall kann das Verbindungselement auf der dem Sperrelement gegenüberliegenden Seite, im Allgemeinen der Betätigungsseite, an der das Betätigungselement angeordnet ist, ein Anlageelement, beispielsweise in Form eines Flansches, aufweisen, welches an einer Oberseite der Palette anliegt und diese nach Verriegeln des wenigstens einen Sperrelements fixiert. Eine Vielzahl alternativer Weiterbildungen von Palette, Palettenträger und Verbindungselement sind denkbar. Beispielsweise kann das Verbindungselement sowohl für die Palette als auch für den Palettenträger eigene Sperrelemente aufweisen, die in entsprechende Aufnahmeelemente der Palette bzw. des Palettenträgers greifen. Auch kann das Betätigungselement bei dem im Wesentlichen prolat ausgebildeten Verbindungselement auf derselben Seite wie das Sperrelement angeordnet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Verbindungselement fest mit der Palette oder dem Palettenträger verbunden sein oder als Teil der Palette oder des Palettenträgers ausgebildet sein. In diesem Fall ist das wenigstens eine Sperrelement derart angeordnet, dass es in mechanischen Eingriff mit einem Aufnahmeelement des Gegenstücks, mit dem das Verbindungselement verbunden werden soll, gebracht werden kann. Ist beispielsweise das Verbindungselement bereits fest mit der Palette verbunden, so weist der Palettenträger ein entsprechendes Aufnahmeelement auf, in das das Sperrelement zum Verbinden der Palette mit dem Palettenträger greift. Eine feste Verbindung des Verbindungselements mit dem Palettenträger bzw. eine Ausbildung des Verbindungselements als Teil des Palettenträgers ist besonders einfach in der Bedienung.
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Wie oben erwähnt kann das Verbindungselement derart ausgebildet sein, dass eine Kraftwirkung des Rückstellelements über ein Zwischenelement auf das wenigstens eine Sperrelement übertragen wird. Das Rückstellelement, das Zwischenelement, das Sperrelement und das Aufnahmeelement bilden somit eine, insbesondere mechanische, Wirkverbindung, wenn das Rückstellelement in einem Grundzustand ist, in dem beispielsweise die Feder im Wesentlichen unkomprimiert ist bzw. die Magnete einen bautechnisch vorgegebenen Maximalabstand (bei Abstoßung) bzw. Minimalabstand (bei Anziehung) einnehmen, und das Sperrelement indirekt in das Aufnahmeelement drückt. Dabei kann das Zwischenelement eine Umlenkung der Rückstellkraft bewirken, beispielsweise indem der oben erwähnte Schaft bzw. eine Welle derart verschoben wird, dass das wenigstens eine Sperrelement radial nach außen gedrückt wird.
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Beispielsweise kann das Verbindungselement einen Kugelsperrbolzen umfassen. Kugelsperrbolzen sind im Stand der Technik an sich bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Der Kugelsperrbolzen kann beispielsweise wie in dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2009 009 38 U1 beschrieben ausgebildet sein. Dabei kann das oben erwähnte Zwischenelement einen Schaft bzw. eine Welle umfassen, der einen konisch verjüngten Entriegelungsfreiraum besitzt, in den die Sperrkugeln zum Entriegeln der Verbindung mit dem Aufnahmeelement eintreten können.
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Der Kugelsperrbolzen kann zum Entriegeln des wenigstens einen Sperrelements einen Druckknopf als Betätigungselement umfassen. Durch Drücken des Druckknopfes wird das Zwischenelement entlang der Achse des Kugelsperrbolzens derart verschoben, dass der konisch verjüngte Entriegelungsfreiraum den Sperrkugeln gegenüberliegt, sodass diese aus den Aufnahmeelementen zurück in den Entriegelungsfreiraum geschoben werden können.
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Alternativ oder ergänzend zur Verwendung eines Kugelsperrbolzens für das Verbindungselement kann das Verbindungselement einen federbewehrten Rastbolzen umfassen. Auch Rastbolzen sind an sich im Stand der Technik bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Gemäß dieser Weiterbildung kann der Rastbolzen als Sperrelement unmittelbar, d. h. ohne Umlenkung der Federkraft, durch die Feder in die Verriegelungsstellung gedrückt werden. Zum Entriegeln kann der Rastbolzen gegen die Federkraft aus dem Aufnahmeelement zurückgezogen werden. Hierzu kann das Verbindungselement einen Handgriff zum Zurückziehen des Rastbolzens aus einer Verriegelungsstellung in eine entriegelte Stellung umfassen.
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Sowohl die Weiterbildung des Verbindungselements mit einem Kugelsperrbolzen als auch die Weiterbildung des Verbindungselements mit einem Rastbolzen gestattet es, die Palette stets mit derselben Stärke mit dem Palettenträger zu verbinden. Darüber hinaus ist zum Lösen der Verbindung kein separates Hilfsmittel erforderlich. Vielmehr können die jeweiligen Bediener das Sperrelement ohne größeren Kraftaufwand entriegeln, indem sie beispielsweise einen Druckknopf des Kugelsperrbolzens betätigen oder an einem Handgriff ziehen, um den Rastbolzen aus dem Aufnahmeelement zurückzuziehen. Anhand einer Stellung des Druckknopfes kann zudem leicht beurteilt werden, ob die Palette fest verriegelt ist.
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Die oben genannten Aufgaben werden auch gelöst durch ein Wechselsystem für einen Greiferzylinder mit einer Antriebswelle, einem Greiferzylinder zur Montage an der Antriebswelle und einem Gegenhalteelement, das dazu ausgebildet ist, den Greiferzylinder nach der Montage an der Antriebswelle zu fixieren, wobei das Gegenhalteelement einen Rastbolzen aufweist, der in mechanischen Eingriff mit einem entsprechenden Aufnahmeelement der Antriebswelle bringbar ist.
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Greiferzylinder sind im Stand der Technik an sich bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Der Greiferzylinder ist erfindungsgemäß im Betrieb an einer Antriebswelle angeordnet, über die er direkt oder indirekt mittels eines Motors, beispielsweise eines Servomotors, angetrieben wird. Zur Übernahme der Etiketten weist der Greiferzylinder wie an sich bekannt sogenannte Greiferfinger auf, die die Etiketten beispielsweise von den oben beschriebenen Paletten übernehmen.
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Das erfindungsgemäße Wechselsystem weist zudem ein Gegenhalteelement auf, das dazu ausgebildet ist, den Greiferzylinder nach der Montage an der Antriebswelle zu fixieren. Dabei kann das Gegenhalteelement als separate Einheit ausgebildet sein oder aber mit dem Greiferzylinder fest verbunden bzw. als Teil des Greiferzylinders ausgebildet sein.
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Geht man von einer üblicherweise vertikalen Stellung der Antriebswelle aus, so befindet sich das Gegenhalteelement nach Montage und Fixierung des Greiferzylinders somit oberhalb des Greiferzylinders an der Antriebswelle. Dabei ist die Fixierung hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass durch das Gegenhalteelement eine axiale Verschiebung des Greiferzylinders, d.h. eine Verschiebung entlang der Antriebswelle, blockiert wird. Hierzu weist das Gegenhalteelement einen Rastbolzen auf, der in mechanischen Eingriff mit einem entsprechenden Aufnahmeelement der Antriebswelle bringbar ist. Das Aufnahmeelement kann beispielsweise als Bohrung oder als ringförmige Nut bzw. Vertiefung an einer Mantelfläche der Antriebswelle ausgebildet sein. In der Verriegelungsstellung greift der Rastbolzen somit in diese Bohrung bzw. Nut und blockiert dadurch eine axiale Verschiebung des Gegenhalteelements. Dabei wird gleichzeitig entweder durch die feste Verbindung des Gegenhalteelements mit dem Greiferzylinder oder durch mechanischen Kontakt zwischen Gegenhalteelement und Greiferzylinder eine axiale Verschiebung des Greiferzylinders selbst blockiert.
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Das Gegenhalteelement kann insbesondere dazu ausgebildet sein, auf die Antriebswelle aufgesteckt zu werden, wobei die Antriebswelle ein abgeschrägtes Ende aufweisen kann, auf dem der Rastbolzen beim Aufstecken gleitet. Dabei ist es unerheblich, ob das Gegenhalteelement fest mit dem Greiferzylinder verbunden ist oder erst auf die Antriebswelle aufgesteckt wird, nachdem bereits der Greiferzylinder auf die Antriebswelle aufgesteckt, d.h. montiert, wurde. Das bei vertikaler Ausrichtung der Antriebswelle obere Ende der Antriebswelle ist gemäß dieser Weiterbildung abgeschrägt, beispielsweise in Form eines Kegelstumpfes, sodass sich eine Fläche bildet, auf der der Rastbolzen beim Aufstecken des Gegenhalteelements gleitet. Durch die Schrägstellung dieser Fläche wird der Rastbolzen automatisch gegen eine Rückstellkraft, beispielsweise eine Federkraft oder eine magnetische Wechselwirkung (Abstoßung bzw. Anziehung), in die Entriegelungsstellung zurückgedrückt, sodass der Rastbolzen bei Ankunft an dem Aufnahmeelement durch die Rückstellkraft automatisch in die Verriegelungsstellung schnappt.
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Das Gegenhalteelement kann ein Rückstellelement aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den Rastbolzen in einer verriegelten Stellung zu halten. Hierzu kann das Rückstellelement derart angeordnet sein, dass die Rückstellkraft direkt auf den Rastbolzen wirkt. Beispielsweise kann das Rückstellelement eine Feder umfassen. Anstelle einer Feder kann jedoch auch ein elastisch verformbares Material, beispielsweise Gummi, verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann analog zur oben beschriebenen Weiterbildung ein Rückstellelement mit wenigstens einem Paar wechselwirkender, insbesondere sich abstoßender, Magnete vorgesehen sein.
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Das Gegenhalteelement kann weiterhin einen Handgriff aufweisen, um den Rastbolzen entgegen einer Kraftwirkung des Rückstellelements aus der verriegelten Stellung herauszuziehen. Anders ausgedrückt weist das Gegenhalteelement gemäß dieser Weiterbildung einen Grundkörper mit einem Federsitz bzw. einem Magneten, beispielsweise einem Ring- oder Stabmagneten, auf, welcher fest mit dem Gegenhalteelement verbunden ist, während der Rastbolzen zusammen mit dem Handgriff relativ zu dem Grundkörper, insbesondere dem Federsitz bzw. dem Magneten, verschoben werden kann. Dadurch wird die Feder komprimiert bzw. der an dem Rastbolzen angeordnete Gegenmagnet verschoben. Auf diese Weise kann der Rastbolzen durch einfaches Ziehen an dem Handgriff ohne größeren Kraftaufwand entriegelt werden.
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Die vorliegende Erfindung stellt schließlich auch ein Etikettieraggregat zum Aufbringen von Etiketten auf Behälter zur Verfügung, welches ein Palettenkarussell mit einer Vielzahl von Palettenwechselsystemen nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen und/oder ein Wechselsystem für einen Greiferzylinder nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen umfasst. Auch Etikettieraggregate sind im Stand der Technik wohlbekannt, sodass hier auf eine detaillierte Ausführung verzichtet werden kann. Wie an sich bekannt ist ein Etikettieraggregat üblicherweise autonom ausgebildet, d.h. es umfasst alle Komponenten, die für das Aufbringen eines bestimmten Etiketts notwendig sind. So können beispielsweise neben den erwähnten Palettenwechselsystemen und dem Wechselsystem für einen Greiferzylinder weitere Komponenten, wie ein Etikettenmagazin, eine Etikettenzuführung, ein Leimwerk, ein Zuschneidwerk, ein Leimdrucker, eine Aktivierungseinheit oder dergleichen als Komponenten des Etikettieraggregats vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäßen Etikettieraggregate reduzieren die Rüstzeiten, die zum Wechsel der Paletten und/oder des Greiferzylinders, beispielsweise aufgrund von Verschleiß oder eines Formatwechsels, benötigt werden. Dabei können die Paletten und/oder der Greiferzylinder ohne größeren Kraftaufwand gelöst werden und stets mit derselben Verbindungsstärke montiert werden.
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Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
- 1 zeigt ein Etikettieraggregat gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
- 2A zeigt eine Querschnittsansicht eines Palettenwechselsystems gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
- 2B zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Palettenwechselsystems der 2A.
- 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Palettenwechselsystems gemäß einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
- 4A zeigt eine Querschnittsansicht eines Wechselsystems für einen Greiferzylinder gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
- 4B zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Wechselsystems der 4A.
- 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wechselsystems für einen Greiferzylinder gemäß einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
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In den im Folgenden beschriebenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Zur besseren Übersichtlichkeit werden gleiche Elemente nur bei ihrem ersten Auftreten beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die mit Bezug auf eine der Figuren beschriebenen Varianten und Ausführungsformen eines Elements auch auf die entsprechenden Elemente in den übrigen Figuren angewendet werden können.
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Die 1 zeigt ein Etikettieraggregat gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. Bei der dargestellten Etikettiermaschine 100 handelt es sich um eine Rundläufermaschine, bei der die Behälter 107 auf einem in der Figur nur angedeuteten Karussell 106 transportiert werden. Die Etikettiermaschine weist ein oder mehrere Etikettieraggregate 150 auf. Diese sind wie bereits erwähnt im Allgemeinen autonom ausgebildet, d.h. sie umfassen alle Komponenten, die für das Aufbringen eines Etiketts notwendig sind. In der hier dargestellten, nicht limitierenden Weiterbildung umfasst das Etikettieraggregat 150 ein Etikettenmagazin 101, in dem eine Vielzahl von Etiketten vorgehalten werden kann. Alternativ kann wie bereits erwähnt eine Etikettenzuführeinrichtung mit Etikettenband und Zuschneidwerk vorgesehen sein. Die Etiketten werden von einem Palettenkarussell 102 mit einer Vielzahl von an eigenen Schwenkachsen gelagerten Paletten 120 übernommen. Die Paletten 120 werden jeweils von einem Palettenträger getragen. In der einfachsten Form umfasst der Palettenträger eine Palettenwelle, an der die jeweilige Palette schwenkbar gelagert ist. Die übernommenen Etiketten werden durch Schwenkbewegungen der Paletten, beispielsweise mittels individueller Antriebe der zugehörigen Palettenwellen mithilfe eines oder mehrerer steuerbarer Servomotoren, an weiteren Vorrichtungen vorbeigeführt, beispielsweise einem Leimwerk 104, an dem die Palettenanlageflächen mit Leim versehen werden. Die beleimten Anlageflächen werden anschließend an dem Etikettenmagazin 101 derart vorbeigeführt, dass jeweils das vorderste Etikett mit seiner Leimseite übernommen wird.
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Anschließend werden die beleimten Etiketten mittels Greiferfingern des Greiferzylinders 180 übernommen, wobei die jeweilige Bildseite der Etiketten an den Anlageflächen des Greiferzylinders zu liegen kommt. Die nunmehr nach außen weisende Leimseite wird anschließend in Kontakt mit der zu etikettierenden Oberfläche der Behälter 107 auf der Rundläufermaschine gebracht und auf die Oberfläche abgerollt. Dabei wird der Greiferzylinder 180 mit einer Antriebswelle 182 rotierend angetrieben.
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Es versteht sich, dass die Etikettieraggregate der vorliegenden Anmeldung nicht auf die in der 1 dargestellte Weiterbildung beschränkt sind, sondern andere und/oder zusätzliche Komponenten, oder auch weniger Komponenten aufweisen können. Beispielsweise kann anstelle des Leimwerks 104 ein Leimdrucker vorgesehen sein, mit dem die Leimseiten der Etiketten direkt mit Leim versehen werden können. In diesem Fall kann auf den Greiferzylinder 180 verzichtet werden, sodass die Etiketten unmittelbar von den Paletten 120 auf die Behälter 107 aufgebracht werden. Eine Vielzahl alternativer Weiterbildungen sind denkbar und mit den Wechselsystemen der vorliegenden Anmeldung kombinierbar.
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In der 2A ist eine Querschnittsansicht eines Palettenwechselsystems gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt. Die 2B zeigt das Palettenwechselsystem in einer dreidimensionalen Ansicht. In der dargestellten Weiterbildung ist eine Palette 120 gezeigt, die mittels eines Verbindungselements 160 mit einem Palettenträger 130 verbunden ist. Der hier exemplarisch dargestellte Palettenträger 130 weist eine Palettenwelle 132 auf, die mittels eines nicht dargestellten Antriebs, beispielsweise eines Servomotors, zum Schwenken der Palette um die gestrichelt dargestellte Schwenkachse L angetrieben wird. Die Etiketten werden dabei auf der Anlagefläche 122 der Palette 120 transportiert. Der Übersichtlichkeit halber sind sowohl die Palette 120 als auch der Palettenträger 130 vereinfacht dargestellt. Beispielsweise kann die Palette als Vakuumpalette mit einer Vielzahl von Ansaugöffnungen in der Anlagefläche 122 ausgebildet sein, wobei entsprechende Vakuumleitungen vorgesehen sein können.
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Die Palettenwelle 132 des Palettenträgers 130 weist exemplarisch drei Bohrungen 133 und 134 auf, die zum Verbinden der Palette 120 mit dem Palettenträger 130 dienen. Dabei sind die beiden seitlich der Schwenkachse L angeordneten Bohrungen 134 optional und dienen als Verdrehsicherung lediglich dazu, eine relative Rotation der Palette 120 bezüglich der Palettenwelle 132 zu verhindern, indem jeweils ein Arretierungsbolzen 124 die Palette 120 bezüglich einer derartigen relativen Rotation fixiert. Der Arretierungsbolzen 124 kann dabei als separater Bolzen oder als Teil der Palette 120 ausgebildet sein, wie es beispielsweise für die rechts in der 2A gezeigte Bohrung 134 der Fall ist.
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Die zentrale Bohrung 133 in der Palettenwelle 132 hingegen dient dem eigentlichen Verbinden der Palette 120 mit dem Palettenträger 130 mittels des hier als Kugelsperrbolzen dargestellten Verbindungselements 160. Dazu weist die Bohrung 133 an ihrer radial innenliegenden Mantelfläche ein ringförmiges Aufnahmeelement 135 auf, in das die Sperrkugeln 165 des Verbindungselements 160 greifen können. Die Palette 120 weist exemplarisch ein Mittelteil 125 auf, durch das das Verbindungselement 160 mit dem unteren Teil des Grundkörpers 161 hindurchgreift. In der dargestellten, nicht limitierenden Weiterbildung ist somit das Verbindungselement 160 als separate Einheit ausgebildet, die zum Verbinden der Palette mit dem Palettenträger durch die Palette greift, wozu das Mittelteil 125 der Palette eine entsprechende Bohrung aufweist. Das Aufnahmeelement 135 ist in der dargestellten Weiterbildung auf Seiten des Palettenträgers angeordnet, kann jedoch alternativ oder zusätzlich auch an der Palette 120 angeordnet sein.
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Das Verbindungselement 160 ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass es im Verriegelungszustand in mechanischem Kontakt mit einer Anlagefläche des Mittelteils 125 steht und dadurch die Palette 120 gegenüber einer axialen Verschiebung entlang der Schwenkachse L fixiert. Hierzu weist das Verbindungselement 160 exemplarisch einen verbreiterten Kopfteil auf, dessen Unterkante auf der Oberkante des Mittelteils 125 zu liegen kommt. Zur einfacheren Handhabung weist das Verbindungselement 160 einen Handgriff 169 auf.
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Das Verbindungselement 160 ist hier als Kugelsperrbolzen mit mehreren Sperrkugeln 165 als Sperrelemente ausgebildet. Wie an sich bekannt werden die Sperrkugeln 165 durch axiales Verschieben eines Zwischenelements 162, das einen verjüngten Entriegelungsfreiraum 163 und einen zylindrischen Verriegelungsabschnitt 164 aufweist, ver- bzw. entriegelt. Eine axiale Bewegung des Zwischenelements 162 innerhalb einer zentralen Bohrung des Verbindungselements 160 wird aufgrund der Abschrägung des Entriegelungsfreiraums 163 in eine radiale Bewegung der Sperrkugeln 165 umgewandelt. Die Abschrägung des Entriegelungsfreiraums kann beispielsweise in Form eines Doppelkonus vorliegen. In der Grundstellung wird das als Druckknopfwelle ausgebildete Zwischenelement 162 durch die Federkraft der Feder 166 in eine verriegelte Position gedrückt, bei der der volle Durchmesser des Verriegelungsabschnitts 164 die Sperrkugeln 165 nach außen drückt. Wird hingegen der Druckknopf 168 betätigt, so wird das Zwischenelement 162 bei gleichzeitiger Komprimierung der Feder 166, die auf dem Federsitz 167 ruht, zum Palettenträger 130 hin verschoben, wodurch der Entriegelungsfreiraum 163 in den Bereich der Sperrkugeln 165 gebracht wird. Das gesamte Verbindungselement 160 kann dann ohne Weiteres aus der Bohrung 133 der Palettenwelle und dem Mittelteil 125 der Palette herausgezogen werden, wodurch die Verbindung zwischen Palette 120 und Palettenträger 130 aufgehoben wird.
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Umgekehrt wird der Druckknopf 168 betätigt, wenn das Verbindungselement 160 zum Verbinden der Palette 120 mit dem Palettenträger 130 durch die Durchgangsbohrung des Mittelteils 125 der Palette in die Bohrung 133 der Palettenwelle 132 eingeführt werden soll. Nachdem das Verbindungselement 160 bis zum Anschlag des Grundkörpers 161 an dem Mittelteil 125 eingeführt wurde, kann der Druckknopf 168 losgelassen werden, wodurch die Sperrkugeln 165 in mechanischen Eingriff mit dem ringförmig ausgebildeten Aufnahmeelement 135 der Palettenwelle 132 gebracht werden. Damit sind die Sperrkugeln verriegelt und die Palette 120 auf der Palettenwelle 132 fixiert.
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In der 3 ist eine Querschnittsansicht eines Palettenwechselsystems gemäß einer alternativen Weiterbildung der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt. Mit Ausnahme des Rückstellelements, welches in der 2A als Feder ausgebildet ist, entspricht das Palettenwechselsystem gemäß der 3 dem Palettenwechselsystem der 2A, sodass hier auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird. Anstelle der Feder 166 als Rückstellelement ist bei der Weiterbildung der 3 jedoch ein Paar sich abstoßender Magnete 266 vorgesehen. In der nicht limitierenden Weiterbildung der Figur sind diese Magnete als Ringmagnete ausgebildet. Dabei ist ein Ringmagnet 266 an der zentralen Bohrung im Grundkörper 161 angeordnet, während ein weiterer Ringmagnet 266 an dem verschiebbaren Zwischenelement 162 angeordnet ist. Die Pole der beiden Ringmagnete 266 sind dabei derart ausgerichtet, dass sich eine magnetische Abstoßung ergibt. Es versteht sich, dass, anders als in der 3 dargestellt, auch die jeweiligen Südpole der Magnete 266 zueinander weisen können. Des Weiteren können die Magnete 266 auch als Stabmagnete oder dergleichen ausgebildet sein.
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In der Grundstellung wie sie in der 3 dargestellt ist haben die Magnete 266 einen bautechnisch vorgegebenen Maximalabstand. Wird nun der Druckknopf 168 betätigt, so werden die Magnete 266 entgegen der magnetischen Abstoßung näher zueinander gebracht, wobei wie oben beschrieben der Entriegelungsfreiraum 163 in den Bereich der Sperrkugeln 165 gebracht wird. Die Funktionsweise des Verbindungselements 160 mit Magneten 266 entspricht somit derjenigen des Verbindungselements 160 mit einer Feder 166. Durch die magnetische Abstoßung werden die Sperrkugeln 165 somit ohne äußere Einwirkung in einer verriegelten Stellung gehalten.
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Es ist jedoch auch vorstellbar, dass anstelle der sich abstoßenden Magnete 266 ein Paar sich anziehender Magnete vorgesehen sind, beispielsweise indem der an der zentralen Bohrung des Grundkörpers 161 angeordnete Ringmagnet 266 umgedreht und oberhalb des an dem verschiebbaren Zwischenelement 162 angeordneten Ringmagneten 266 der 3 angeordnet wird. Dabei ergibt sich eine magnetische Anziehung zwischen den beiden Ringmagneten, die das Zwischenelement 162 ohne äußere Einwirkung in der Grundstellung hält.
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Die 4A zeigt eine Querschnittsansicht eines Wechselsystems für einen Greiferzylinder gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. In der 4B ist das Wechselsystem in einer dreidimensionalen Ansicht des Greiferzylinders 180 dargestellt. Der hier exemplarisch dargestellte Greiferzylinder 180 weist eine Vielzahl von Greiferfingern 183 und Anlageflächen 181 für die Etiketten auf. Da Greiferzylinder an sich bekannt sind, wird hier auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet.
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Der in der 4B exemplarisch dargestellte Greiferzylinder 180 wird über eine Antriebswelle 182 um eine gestrichelt dargestellte Drehachse D rotierend angetrieben. Dabei kann der Antrieb des Greiferzylinders über einen eigenen Servomotor oder mittels einer Übersetzung über einen gemeinsamen Servomotor für das Etikettieraggregat angetrieben werden. Der Greiferzylinder 180 ist in den 4A und 4B in einem montierten Zustand dargestellt, in dem lediglich der obere Teil der Antriebswelle 182 sichtbar ist. Zur Montage wird der Greiferzylinder 180 mit seiner zentralen, axialen Öffnung über die im Allgemeinen vertikal ausgerichtete Antriebswelle 182 geführt. Anschließend wird der Greiferzylinder gegenüber einer axialen Verschiebung fixiert.
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Hierzu ist gemäß der dargestellten Weiterbildung ein Gegenhalteelement 190 vorgesehen, das als separate Einheit ausgebildet sein kann oder aber mit dem Greiferzylinder fest verbunden sein kann. So kann das Gegenhalteelement 190 entweder nach der Montage des Greiferzylinders auf die Antriebswelle aufgesteckt werden oder bereits zusammen mit dem Greiferzylinder auf die Antriebswelle 182 aufgesteckt werden. In der hier dargestellten, nicht limitierenden Weiterbildung weist das Gegenhalteelement 190 eine zentrale Durchgriffsöffnung in einem Grundkörper 193 auf, durch die die Antriebswelle 182 beim Aufstecken des Gegenhalteelements hindurchtritt. Die Antriebswelle 182 weist in der dargestellten Weiterbildung ein nicht kreisförmiges Querschnittsprofil auf, das beim Aufstecken des Greiferzylinders in mechanischen Eingriff mit der entsprechend geformten Durchgriffsöffnung des Gegenhalteelements gebracht wird. An ihrem oberen Ende weist die Antriebswelle ein als radiale Vertiefung ausgebildetes Aufnahmeelement 185 auf, in das ein Rastbolzen 195 des Gegenhalteelements 190 zum Fixieren des Greiferzylinders 180 an der Antriebswelle 182 eingreifen kann. In der dargestellten Weiterbildung ist die radiale Vertiefung ringförmig ausgebildet. Alternativ kann jedoch auch eine radiale Bohrung als Aufnahmeelement 185 vorgesehen sein.
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Der Rastbolzen 195 kann innerhalb einer Hülse 191, die fest mit dem Grundkörper 193 des Gegenhalteelements 190 verbunden ist, verschoben werden. Über eine Feder 196, deren Federsitz 197 an einer radial außenliegenden Position der Hülse 191 angeordnet ist, wird der Rastbolzen 195 in der Grundstellung, d.h. ohne äußere Einwirkung auf die Feder 196, in einer Verriegelungsstellung gehalten, bei der der Rastbolzen 195 in mechanischem Eingriff mit dem Aufnahmeelement 185 steht. Zum Lösen der Verriegelung kann der Rastbolzen 195 zusammen mit dem Verschiebeelement 192 entgegen der Federkraft radial nach außen gezogen werden. Hierzu ist ein Handgriff 199 vorgesehen, der mit dem Verschiebeelement 192 verbunden ist.
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Zum einfacheren Aufstecken des Gegenhalteelements 190 auf die Antriebswelle 182 weist die Antriebswelle in der hier dargestellten Weiterbildung zudem ein abgeschrägtes Ende 186 auf, auf dem der Rastbolzen 195 beim Aufstecken gleitet. Das abgeschrägte Ende 186 kann beispielsweise in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet sein. Aufgrund der Abschrägung wird der Rastbolzen 195 beim Aufstecken automatisch entgegen der Kraft der Feder 196 radial nach außen verschoben, wobei der Rastbolzen aufgrund der Federkraft bei Erreichen des ringförmigen Aufnahmeelements 185 automatisch in dieses einrastet.
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Mit dem Rastbolzen 195 kann der Greiferzylinder 180 auf einfache Weise gegen axiale Verschiebungen an der Antriebswelle 182 fixiert werden.
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Die 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wechselsystems für einen Greiferzylinder gemäß einer alternativen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme des Rückstellelements, welches in der 4A als Feder ausgebildet ist, entspricht das Wechselsystem gemäß der 5 dem Wechselsystem der 4A, sodass hier auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird. Anstelle der Feder 196 als Rückstellelement ist bei der Weiterbildung der 5 jedoch ein Paar sich abstoßender Magnete 296 vorgesehen. In der nicht limitierenden Weiterbildung der Figur sind diese Magnete als Ringmagnete ausgebildet. Dabei ist ein Ringmagnet 296 an einer radial außenliegenden Position der Hülse 191 angeordnet, während ein weiterer Ringmagnet 296 an dem Verschiebeelement 192 angeordnet ist. Die Pole der beiden Ringmagnete 296 sind dabei derart ausgerichtet, dass sich eine magnetische Abstoßung ergibt. Es versteht sich, dass, anders als in der 5 dargestellt, auch die jeweiligen Südpole der Magnete 296 zueinander weisen können. Des Weiteren können die Magnete 296 auch als Stabmagnete oder dergleichen ausgebildet sein.
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Über die magnetische Abstoßung der Magnete 296 wird der Rastbolzen 195 in der Grundstellung, d.h. ohne äußere Einwirkung, in einer Verriegelungsstellung gehalten, bei der der Rastbolzen 195 in mechanischem Eingriff mit dem Aufnahmeelement 185 steht. Zum Lösen der Verriegelung kann der Rastbolzen 195 zusammen mit dem Verschiebeelement 192 entgegen der magnetischen Abstoßung radial nach außen gezogen werden. Hierzu kann der Handgriff 199 verwendet werden, der mit dem Verschiebeelement 192 verbunden ist. Auch in dieser Weiterbildung ist ein Paar sich anziehender Magnete als Rückstellelement denkbar.
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Die beschriebenen Wechselsysteme für Paletten und Greiferzylinder zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne separate Hilfsmittel oder Werkzeuge lösbar sind. Dabei garantieren die Wechselsysteme, dass die Paletten bzw. Greiferzylinder stets mit derselben Stärke mit den jeweiligen Halteelementen bzw. Montageelementen verbunden werden. Ein besonderer Kraftaufwand ist weder zur Montage noch zum Lösen der Verbindung erforderlich, da auf einfache Weise, beispielsweise durch Betätigen eines Druckknopfes oder Ziehen an einem Handgriff, der mechanische Eingriff zwischen Sperrelement und Aufnahmeelement aufgehoben werden kann. Anhand der Stellung des Druckknopfes ist dabei ersichtlich, ob die Palette fest verriegelt ist. Die vereinfachte Montage und Demontage verkürzt zudem die Rüstzeiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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