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Die Erfindung betrifft einen Auflageteller zur bodenseitigen Aufnahme und Drehpositionierung von Flaschen in einer Behandlungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine damit ausgestattete Behandlungsmaschine.
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Ein gattungsgemäßer Auflageteller ist beispielsweise aus der
EP 1 657 162 B1 bekannt. Derartige Auflageteller weisen in der Regel eine Auflageplatte mit einem Reibbelag als Standfläche für Flaschen oder dergleichen Behälter sowie einen Zentrierring zum Zentrieren der Flaschen auf, um die Flaschen während einer Behandlung, insbesondere dem Etikettieren oder Direktbedrucken der Flaschen, in einer Behandlungsmaschine aufzunehmen und hinsichtlich ihrer Drehlage zu positionieren. Zu diesem Zweck sind an einem Behälterkarussell der Behandlungsmaschine in bekannter Weise umfänglich gleichmäßig verteilte Behandlungspositionen vorhanden mit Drehantrieben, auf die die Auflageteller beispielsweise mittels formschlüssiger Kupplungselemente aufgesetzt und somit rotatorisch angetrieben werden können. Die auf den Auflagetellern stehenden Flaschen werden dann beispielsweise von Zentriertulpen axial von oben eingespannt und können beim Umlaufen am Behälterkarussell beispielsweise für das Anbringen von Etiketten, das anschließende Anbürsten der Etiketten an den Flaschen oder dergleichen Behandlungsschritte in eine geeignete Drehlage gedreht werden.
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Die Auflageteller umfassen in der Regel auswechselbare Auflageplatten, die die Flaschen rotatorisch formschlüssig mitnehmen. Ein Ersatz der Auflageplatten kann sowohl verschleißbedingt als auch zur Anpassung an das jeweilige Flaschenmaterial notwendig sein.
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Dem gegenüber unterliegen die Zentrierringe in der Regel keinem nennenswerten Verschleiß. Allerdings handelt es sich dabei um formatspezifisch an die jeweiligen Flaschen angepasste Garnituren, die vergleichsweise präzise gearbeitet sein müssen. Da bei einem Formatwechsel sämtliche Zentrierringe der jeweiligen Behandlungsmaschine ausgetauscht werden müssen, wird je nach Anzahl der zu verarbeitenden Flaschenformate eine große Anzahl von Zentrierringen benötigt. Diese sind beim gattungsgemäßen Auflageteller der
EP 1 657 162 B1 aber vergleichsweise aufwändig in der Herstellung, beispielsweise mittels Laserschneidverfahren. Als diesbezüglich nachteilig haben sich am Außenumfang der Zentrierring radial überstehenden Vorsprünge herausgestellt, die gegebenenfalls auch eine zusätzliche Bearbeitung der Zentrierringe in einer Drehmaschine behindern, beispielsweise bei der Herstellung von Zentrierfasen für die Flaschen.
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Zudem hat sich herausgestellt, dass eine Drehlagenfixierung der Zentrierringe am Auflageteller, also eine rotatorisch formschlüssige Mitnahme der Zentrierringe, insbesondere bei rotationssymmetrischen Flaschen oftmals gar nicht erforderlich ist.
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Es besteht daher der Bedarf für Auflageteller, die sich demgegenüber mit reduziertem Aufwand herstellen und/oder bearbeiten lassen, insbesondere durch spanabhebende Verfahren.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einem Auflageteller nach Anspruch 1 gelöst. Demnach ist der Auflageteller zur bodenseitigen Aufnahme und Drehpositionierung von Flaschen in einer Behandlungsmaschine geeignet und umfasst zu diesem Zweck: einen Sockel mit Kupplungselementen zur Ankopplung des Auflagetellers an einen Drehantrieb; einen in axialer Richtung permanentmagnetisch auf dem Sockel befestigten Zentrierring zum Zentrieren einer Flasche; und eine im Wesentlichen zwischen dem Sockel und dem Zentrierring angeordnete und mittels erster Formschlusselemente rotatorisch formschlüssig auf dem Sockel gelagerte Auflageplatte zum Abstützen der Flasche von unten.
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Erfindungsgemäß weist der Zentrierring eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur mit vollumfänglich einheitlichem Krümmungsradius auf. Eine kreisförmige Außenkontur mit einheitlichem Krümmungsradius lässt sich vergleichsweise einfach herstellen und begünstigt eine gegebenenfalls notwendige Nachbearbeitung des Zentrierrings in einer Drehmaschine oder für dergleichen spanabhebende Bearbeitung.
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Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass am Zentrierring keine über den einheitlichen Krümmungsradius nach außen überstehende Vorsprünge oder dergleichen Strukturen ausgebildet sind.
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Prinzipiell wäre es aber auch denkbar, den derart gekrümmten Außenumfang nach innen durch Einschnitte oder dergleichen Ausnehmungen teilumfänglich zu unterbrechen. Derartige Unterbrechungen des Krümmungsradius lassen sich gegebenenfalls vergleichsweise einfach herstellen und behindern eine spätere Bearbeitung in einer Drehmaschine nicht, beispielsweise bei der Herstellung oder Anpassung auf der Innenseite der Zentrierringe vorhandener Zentrierfasen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und beispielhaft anhand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen erläutert. Diesbezüglich zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch und eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Auflagetellers;
- 2 eine Draufsicht auf einen Zentrierring gemäß einer zweiten Ausführungsform des Auflagetellers;
- 3 einen Längsschnitt durch und eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Auflagetellers; und
- 4 einen Längsschnitt durch und eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform des Auflagetellers; und
- 5 eine schematische seitliche Ansicht einer Behandlungsmaschine mit erfindungsgemäßen Auflagetellern.
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Wie die 1 erkennen lässt, umfasst der Auflageteller 1 zur bodenseitigen Aufnahme und Drehpositionierung einer (lediglich schematisch angedeuteten) Flasche 2 einen Sockel 3 mit Kupplungselementen 4 zur Ankopplung des Auflagetellers 1 an einem (schematisch angedeuteten) Drehantrieb 5. Die Kupplungselemente 4 sind vorzugsweise an der Unterseite des Sockels 3 angeordnet und beispielsweise als Mitnehmer zur drehfesten Verbindung des Sockels mit dem Drehantrieb 5 und als Zentrierbolzen zur diesbezüglichen Zentrierung ausgebildet. Dies ist prinzipiell bekannt und daher nicht weiter im Detail erläutert.
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Der Auflageteller 1 umfasst ferner einen in axialer Richtung 6 permanentmagnetisch auf dem Sockel 3 befestigten Zentrierring 7 zum Zentrieren der Flasche 2. Ferner umfasst der Auflageteller 1 eine im Wesentlichen zwischen dem Sockel 3 und dem Zentrierring 7 angeordnete und mittels erster Formschlusselemente 8 rotatorisch formschlüssig auf dem Sockel 3 gelagerte Auflageplatte 9 zum Abstützen der Flasche 2 von unten her.
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Der Zentrierring 7 hat eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur 10 mit einem vollumfänglich einheitlichen Krümmungsradius 11.
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Wie anhand der in der Draufsicht gestrichelt dargestellten Kontur der Auflageplatte 9 zu erkennen ist, steht der Zentrierring 7 nach innen über die Auflageplatte 9 über, so dass diese in axialer Richtung 6 vom Zentrierring 7 nach oben hin gegen Abheben gesichert ist.
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Vorzugsweise liegt der Zentrierring 7 im Arbeitsbetrieb des Auflagetellers 1 ständig auf der Auflageplatte 9 im Sinne eines vertikalen Anschlags auf.
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Zudem lässt die gestrichelte Außenkontur der Auflageplatte 9 erkennen, dass die ersten Formschlusselemente 8 in radialer Richtung 12 ineinandergreifen und als in der Auflageplatte 9 ausgebildete Vorsprünge 8a und im Sockel 3 ausgebildete Ausnehmungen 8b ausgebildet sind, oder umgekehrt. Zu diesem Zweck ist ein entsprechend zur Auflageplatte 9 passender Sitz 13 im Sockel 3 insbesondere als axiale Vertiefung ausgebildet.
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Der Auflageteller 1 umfasst vorzugsweise ferner zweite Formschlusselemente 14 zum rotatorisch formschlüssigen Mitnehmern des Zentrierrings 7 am Sockel 3. Die zweiten Formschlusselemente 14 greifen in axialer Richtung 6 ineinander und sind beispielsweise als im Sockel 3 ausgebildete und an diesem nach oben überstehende Bolzen 14a und korrespondierende Ausnehmungen 14b in der Zentrierplatte 7 ausgebildet, oder auch umgekehrt.
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Dies ermöglicht einen gleichermaßen platzsparenden rotatorisch wirkenden Formschluss und ermöglicht ein einfaches Aufsetzen des Zentrierring 7 auf den Sockel 3. Zudem lassen sich die Ausnehmungen 14b im Zentrierring 7 beispielsweise als Bohrungen mit vergleichsweise geringem Aufwand und dennoch präzise herstellen.
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Der Zentrierring 7 besteht vorzugsweise aus einem ferromagnetischen nichtrostenden Stahl, der hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit vorzugsweise wenigstens der Güte des Stahls der Werkstoffnummer 1.4301 (AISI 304) entspricht.
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Der Zentrierring 7 ist vorzugsweise mittels im Sockel 3 ausgebildeten Permanentmagneten 15 in axialer Richtung 6 manuell lösbar befestigt.
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Zusätzlich können die Permanentmagnete 15 als Nebeneffekt eine begrenzte rotatorische Haltewirkung aufweisen, falls die zweiten Formschlusselemente 14 nicht vorhanden sind. Dies kann beispielsweise bei einem Zentrierring 7 zweckdienlich sein, der ausschließlich für rotationssymmetrische Flaschen 2 ausgebildet ist. In diesem Fall spielt die Drehlage des Zentrierrings 7 bezüglich des Sockels 3 und der Flasche 2 keine Rolle.
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In der 1 ist beispielhaft ein für eine rotationssymmetrische Flasche 2 ausgebildeter Zentrierring 7 mit einer vollumfänglich entlang einer Kreislinie 16 verlaufende Zentrierfase 17 dargestellt. Prinzipiell kann der Zentrierring 7 aber auch für nicht-rotationssymmetrische Querschnitte ausgebildet sein, sodass die Zentrierfase 17 dann entlang eines entsprechenden Bodenquerschnitts einer Formflasche verläuft (nicht dargestellt). Dies gilt prinzipiell für alle Ausführungsformen mit rotatorischem Formschluss zwischen Zentrierring und Sockel.
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Wie in der 1 beispielhaft dargestellt ist, kann der Auflageteller 1 vier Permanentmagnete 15 und jeweils zwei der ersten und zweiten Formschlusselemente 8, 14 umfassen. Die ersten und zweiten Formschlusselemente 8, 14 sind dann vorzugsweise um jeweils 90° zueinander und um 45° bezüglich der Permanentmagnete 15 versetzt. Prinzipiell sind aber auch davon abweichende Anzahlen der Permanentmagnete 15, der ersten Formschlusselemente 8 und/oder der zweiten Formschlusselemente 14 denkbar.
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Die 2 zeigt in der Draufsicht eine alternative Ausführungsform des Auflagetellers 1, bei der funktional entsprechende erste und zweite Formschlusselemente 18, 14 paarweise und im Wesentlichen koaxial zueinander ausgebildet sind. Demnach umfassen die zweiten Formschlusselemente 14 wie bei der ersten Ausführungsform vorzugsweise im Sockel 3 ausgebildete/befestigte und axial nach oben überstehende Bolzen 14a und damit korrespondierend im Zentrierring 7 ausgebildete Ausnehmungen 14b. Die ersten Formschlusselemente 18 umfassen dann ebenso die Bolzen 14a und damit korrespondierend in der Auflageplatte 9 ausgebildete Ausnehmungen 18b.
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Die Zentrierfase 17 kann dann umfänglich segmentiert ausgebildet sein und beispielsweise für die Zentrierung rotationssymmetrischer Behälter 2 entlang einer Kreislinie 16 verlaufen.
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Die Permanentmagnete 15 sind dann vorzugsweise in umfänglicher Richtung gesehen zwischen den ersten und zweiten Formschlusselementen 18, 14 angeordnet, beispielsweise um jeweils 45° diesbezüglich versetzt.
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Die 3 zeigt beispielhaft eine dritte Ausführungsform des Auflagetellers 1, der im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, soweit nicht anders beschrieben ist. Demnach unterscheidet sich die dritte von der ersten Ausführungsform des Auflagetellers 1 in erster Linie dadurch, dass keine zweiten Formschlusselemente 14 vorhanden sind. Dies ist dann zweckdienlich, wenn die Drehlage des Zentrierrings 7 aufgrund einer Anwendung bei rotationssymmetrischen Flaschen 2 nicht festgelegt werden muss und/oder durch die permanentmagnetische Befestigung am Sockel 3 in ausreichendem Maße gegeben ist.
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Bei der dritten Ausführungsform ist entsprechend anstelle der zweiten Formschlusselemente 14 ein den Zentrierring 7 zentrierender Sitz 19 insbesondere in Form einer Vertiefung für den Zentrierring 7 im Sockel 3 ausgebildet.
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Wie die 3 ferner erkennen lässt, sind die ersten Formschlusselemente 8 demgegenüber wie bei der ersten Ausführungsform als in radialer Richtung 12 ineinandergreifende Vorsprünge und Ausnehmungen ausgebildet.
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Schematisch angedeutet ist in der 3 zudem, dass am Sockel 3 außenumfänglich Griffmulden 20 ausgebildet sein können, die von oben her zumindest teilweise vom Zentrierring 7 abgedeckt werden. Die Griffmulden 20 erleichtern das manuelle Abheben des Zentrierrings 7 entgegen der permanentmagnetischen Befestigung am Sockel 3.
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Vorzugsweise sind die ersten Formschlusselemente 8 und die Griffmulden 20 dann jeweils um 90° zueinander versetzt angeordnet und die Permanentmagnete 5 jeweils um 45° dazu versetzt, also jeweils zwischen einem der ersten Formschlusselemente 8 und einer der Griffmulden 20. Dies ermöglicht eine platzsparende und dennoch einfache Konstruktion des Auflagetellers 1 und insbesondere des formatspezifisch auswechselbaren Zentrierrings 7.
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Die 4 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform des Auflagetellers 21, der sich wie folgt von dem Auflageteller 1 der ersten bis dritten Ausführungsform unterscheidet. Demnach umfasst der Auflageteller 21 eine kreuzförmig ausgebildete Auflageplatte 22 mit Kreuzarmen 23, die zur Abstützung einer Flasche 2 zentral miteinander verbunden sind und mittels Druckfedern 24 in axialer Richtung 6 nachgiebig auf dem Sockel 3 gelagert sind.
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Die Auflageplatte 22 ist somit im Wesentlichen in umfänglichen Richtung segmentiert und von außen her von einem innenumfänglich segmentierten Zentrierring 25 umgeben. Der Zentrierring 25 umfasst demnach Zentrierabschnitte 26 mit Zentrierfasen 27, die in umfänglicher Richtung gesehen zwischen den Kreuzarmen 23 angeordnet sind (zwischen diesen eingreifen).
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Die Kreuzarme 23 können somit in axialer Richtung 6 zwischen den Zentriersegmenten 26 gegen die Rückstellkraft der Druckfedern 24 frei nach unten gedrückt werden.
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Dargestellt ist eine Auflageplatte 22 mit einer bevorzugten Anzahl von vier Kreuzarmen 23, wovon prinzipiell aber auch abgewichen werden könnte, beispielsweise mit drei Kreuzarmen 23. Entsprechendes gilt für die jeweils korrespondierende Anzahl der Zentrierabschnitte 26.
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Nach oben hin wirkt der Zentrierring 25 vorzugsweise als mechanischer Anschlag für die Auflageplatte 22. Zu diesem Zweck überlappt der Zentrierring 25 die Auflageplatte 22 innenumfänglich in geeigneter Weise. Dies ist beispielsweise im Bereich der Kreuzarme 23 möglich und/oder im Bereich der Zentriersegmente 26.
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In der 4 ist ferner zu erkennen, dass die vierte Ausführungsform vorzugsweise erste Formschlusselemente 28 umfasst, die einen rotatorisch wirkenden Formschluss zwischen dem Sockel 3 und der Auflageplatte 22 herstellen und gleichzeitig ein Einfedern der Auflageplatte 22 bezüglich des Zentrierrings 25 in axialer Richtung 6 ermöglichen (in der rechten Hälfte der 4 dargestellt).
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Wie ferner zu erkennen ist, können die ersten Formschlusselemente 28 für den Formschluss mit der Auflageplatte 22 paarweise koaxial mit den zweiten Formschlusselementen 14 für den Formschluss mit dem Zentrierring 25 ausgebildet sein. In diesem Fall wirken am Sockel 3 befestigte Bolzen 14a mit korrespondierenden Ausnehmungen 14b im Zentrierring 25 (als zweite Formschlusselemente 14) und 28b in der Auflageplatte 22 (als erste Formschlusselemente 28) zusammen. Das heißt, die Auflageplatte 22 und der Zentrierring 25 werden an den Bolzen 14a geführt übereinandergestapelt und ermöglichen dabei eine axiale Beweglichkeit der Auflageplatte 22 nach unten.
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Die Haltekraft der Permanentmagnete 15 und der zugehörigen Zentrierringe 25 aus ferromagnetischem nichtrostenden Stahl ist dann entsprechend höher als die Rückstellkraft der Druckfedern 24. Somit ist eine manuell lösbare axiale Fixierung des Zentrierrings 25 und der Auflageplatte 22 am Sockel 3 ausschließlich permanentmagnetisch möglich.
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Insbesondere in der Draufsicht der 4 ist zudem zu erkennen, dass in der Auflageplatte 22 vorzugsweise radiale Ausnehmungen 29 für die Permanentmagnete 15 ausgebildet sind, so dass sich die Auflageplatte 22 ungehindert bezüglich der Permanentmagnete 15 in axialer Richtung 6 bewegen kann.
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Die Auflagepatte 9, 22 ist jeweils hinsichtlich des Materials und der Oberflächenbeschaffenheit so ausgebildet, dass sie die Flasche 2 rotatorisch reibschlüssig zur Drehlagenpositionierung für die jeweilige Behandlung mitnehmen kann. Zu diesem Zweck geeignete Materialien und Oberflächenstrukturen sind hinlänglich bekannt und daher in diesem Zusammenhang nicht im Detail erläutert.
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Der beschriebene Zentrierring 7, 25 lässt sich aufgrund seiner vorzugsweise durchgehend kreisförmigen Außenkontur vergleichsweise einfach herstellen und gegebenenfalls an den Sockel 3 und/oder die zugeordneten Flaschen 2 zwecks präziser Zentrierung anpassen.
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Aufgrund der permanentmagnetischen Fixierung des Zentrierrings 7, 25 lässt sich dieser einfach manuell abheben und austauschen sowie gegebenenfalls auch eine neue und/oder zur jeweiligen Flasche 2 passende Auflageplatte 9, 22 einlegen.
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In der 5 ist schematisch eine Behandlungsmaschine 31 angedeutet, die insbesondere zum Etikettieren oder Direktbedrucken der Flaschen 2 ausgebildet ist. Demnach umfasst die Behandlungsmaschine 31 auf prinzipiell bekannte Weise ein kontinuierlich drehbares Behälterkarussell 32 mit einer Vielzahl umfänglich gleichmäßig daran verteilter Behandlungspositionen 33. An jeder Behandlungsposition 33 ist demnach ein Drehantrieb 34 und ein darauf drehfest sitzender Auflageteller 1, 21 vorhanden.
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Die Flaschen 2 werden auf den Auflagetellern 1, 21 stehend auf prinzipiell bekannte Weise von oben mittels schematisch angedeuteter Zentriertulpen 35 oder dergleichen axial eingespannt und durch geeignete Drehung der Auflageteller 1, 21 hinsichtlich ihrer Drehlage positioniert.
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Es versteht sich hierbei von selbst, dass die Behandlungsmaschine 31 auch für andere Behandlungsschritte ausgelegt sein kann, die eine Drehlagenpositionierung von Flaschen 2 für deren Behandlung erfordert. Ebenso ist es denkbar, den/die Auflageteller 1, 21 samt zugehörigem Drehantrieb 34 stationär anzuordnen oder an einem anderen Transportmittel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1657162 B1 [0002, 0004]
