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Die Erfindung betrifft einen Klammerstern zum Transport von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßer Klammerstern ist beispielsweise aus der
EP 3 239 078 A1 bekannt. Derartige Klammersterne werden zum Transport von Behältern, wie beispielsweise Flaschen, im sogenannten Base-Handling in Behälterbehandlungsanlagen, wie beispielsweise Abfüllanlagen, verwendet. Zum seitlichen Greifen der Behälter in Rumpf-, Schulter- und/oder Halsbereichen weisen die Klammersterne einen oberen und einen unteren Sternkranz auf, die gemeinsam Klammerpaare zum Greifen je eines Behälters ausbilden. Die Sternkränze können zueinander höhenverstellbar ausgebildet sein, um unterschiedliche Behälterformate greifen zu können.
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Nachteilig bei Klammersternen der gattungsgemäßen Bauart ist, dass die Klemmkraft für beide Sternkränze an jedem Klammerpaar von einer gemeinsamen Zugfeder aufgebracht wird. Entgegen dieser Federvorspannung werden die Klammerpaare von einer gemeinsamen Schaltachse betätigt, die unmittelbar auf die Greifarme der einzelnen Klammerpaare einwirkt. Zu diesem Zweck ist die Schaltachse zwischen den Schwenkachsen der Greifarme angeordnet, wodurch der maximal klemmbare Flaschendurchmesser auf unerwünschte Weise eingeschränkt ist. Auch lässt sich die Klemmwirkung der Sternkränze aufgrund der gemeinsamen Zugfedern nicht flexibel genug auf unterschiedliche Behälterbereiche und Behälterformate einstellen. Zudem sollten Klammersterne zur Formatanpassung möglichst wenig Umrüstarbeit erfordern und auch der apparative Aufwand dafür am Klammerstern minimiert werden.
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Es besteht daher der Bedarf für Klammersterne, mit denen sich wenigstens eine der genannten Aufgabenstellungen lösen lässt.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einem Klammerstern gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient dieser zum Transport von Behältern, bei denen es sich insbesondere um Flaschen handelt. Der Klammerstern eignet sich demnach für den Transport der Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage, bei der es sich vorzugsweise um eine Abfüllanlage beispielsweise zur Getränkeabfüllung handelt. Der Klammerstern umfasst eine kontinuierlich drehbare zentrale Sternsäule, einen daran befestigten oberen und unteren Sternkranz mit umfänglich gleichmäßig verteilten und paarweise übereinander angeordneten Klammern zum seitlichen Greifen der Behälter insbesondere im sogenannten Base-Handling, und aufrecht ausgerichtete Schaltachsen zum paarweisen Öffnen der jeweils übereinander angeordneten Klammern.
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Erfindungsgemäß umfassen die Klammern jeweils bezüglich der Sternsäule radial außerhalb der Schaltachsen separat gelagerte schwenkbare Greifarme.
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Das heißt, die Schaltachse ist bezüglich der Schwenkachsen der einzelnen Greifarme radial nach innen versetzt. Dadurch gewinnt man zusätzlichen Bauraum gegenüber dem Stand der Technik zum Greifen größerer Flaschendurchmesser. Somit lässt sich der Bereich greifbarer Flaschendurchmesser und damit die Anzahl transportierbarer Behälterformate vergrößern.
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Radial innenliegende / außenliegende Anordnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf die radialen Abstände der jeweiligen Drehachsen von der Mittelachse der Sternsäule.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Diesbezügliche Vorteile sind unter anderem in der Beschreibung der zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen angegeben.
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Der beschriebene Klammerstern umfasst vorzugsweise eine Schaltachse, welche die Klammerarme nicht direkt zwischen den jeweiligen Greifschenkeln spreizt, sondern indirekt über einander zugewandte und bezüglich der Greifschenkel seitlich ausgerichtete Betätigungsschenkel / Hebel. Diese sind beispielsweise durch eine Rolle oder ein entsprechendes Wälzlager mittelbar an die Schaltachse gekoppelt. Die Rolle / das Wälzlager wirkt als Kopplungselement, das durch eine Drehung der Schaltachse verschoben wird, und zwar in radialer Richtung von der Sternsäule weg, und dadurch beide Greifarme der jeweiligen Klammer betätigt. Dieses Konstruktionsprinzip ermöglicht eine vergleichsweise robuste Ausführung der Schaltachse und einen verschleißarmen Betätigungsmechanismus für die einzelnen Klammern.
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Die lineare radiale Bewegung des Kopplungselements kann beispielsweise durch je einen Exzenter pro Greifarm in eine kreisförmige Bewegung der jeweiligen Kraftangriffspunkte an den Betätigungsschenkeln /-hebeln der Greifarme umgesetzt werden.
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Die Sternkränze können derart höhenverstellbar zueinander an der Sternsäule angeordnet sein, dass sich sowohl hinsichtlich der Höhenlagen der Sternkränze als auch hinsichtlich der Behälterdurchmesser und möglicher Stern-Teilkreise unterschiedliche Konfigurationen flexibel einrichten lassen. Die Höhenverstellung kann wenigstens für den oberen Sternkranz und optional auch für den unteren Sternkranz manuell oder motorisch verstellbar ausgebildet sein.
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Jeder Sternkranz hat eigene Zugfedern zum Aufbringen der jeweiligen Klemmkraft, wodurch auch vergleichsweise stark unterschiedliche Behälterdurchmesser in der jeweiligen Höhenlage vom zugeordneten Sternkranz gegriffen werden können.
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Die Sternkränze sind vorzugsweise derart zueinander höhenverstellbar, dass die Sternklemmung nicht in die jeweilige Baugruppe des Sternkranzes im Sinne einer Sterngarnitur integriert ist, sondern im Bereich der Sternsäule ausgebildet ist und daher bei einem Wechsel eines Sternkranzes / einer Sterngarnitur an der Sternsäule verbleiben kann. Dies erleichtert den Wechsel von Sternkränzen / Sterngarnituren und reduziert den apparativen Aufwand.
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Die Schaltachse zum jeweils gemeinsamen Betätigen der Klammerpaare ist vorzugsweise nicht einteilig ausgebildet, sondern kann wenigstens für den oberen Sternkranz einen axial verschiebbaren Mitnehmer mit einer umfänglichen Schaltkontur umfassen, der drehsteif auf einer Verbindungsstange zwischen unterem und oberem Sternkranz sitzt. Hierzu können Verbindungsstange und Mitnehmer beispielsweise korrespondierende polygonale Querschnitte im Sinne eines Gleitlagers aufweisen, welches ein axiales Verschieben des Mitnehmers erlaubt. Dies ermöglicht eine einfach zu betätigende Höhenverstellung trotz der über die Greifarme auf die Mitnehmer permanent einwirkenden Spannung der Zugfedern.
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Durch die Höhenverstellung wenigstens des oberen Sternkranzes reduziert sich der Aufwand für formatbedingte Garniturenwechsel erheblich oder gar vollständig. Dadurch Umrüstzeiten, Fehlerquellen bei der Montage und benötigter Lagerplatz für Garniturenteile minimiert werden. Zudem ergibt sich die Möglichkeit, Umrüstvorgänge bzw. Höhenanpassungen anhand voreingestellter Sortenparameter automatisch durchzuführen.
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Die radial innen liegende Anordnung der Schaltachsen vergrößert den Bereich zu verarbeitender Behälterdurchmesser und reduziert den Verschleiß und damit die Gefahr von Defekten im Bereich der Schaltachsen.
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Die höhenverstellbare Sternklemmung im Bereich der Sternsäule vereinfacht den Aufbau des Klammersterns und reduziert Herstellungskosten, da der Mechanismus bei Formatwechseln an der Sternsäule verbleibt und somit nicht in Wechselteile integriert werden muss.
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Die separate Klemmung der einzelnen Sternkränze ermöglicht die Klemmung stark taillierter Flaschen und somit vergleichsweise großer Durchmesserunterschiede zwischen den beiden Sternkränzen. Dadurch werden ansonsten gegebenenfalls nötige Formatanpassungen mittels Distanzstücken, wie beispielsweise Halsführungen, im Sinne von Formatteilen gegebenenfalls entbehrlich.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht des Klammersterns mit einteiliger Schaltachse;
- 2 einen Längsschnitt durch die Sternsäule des Klammersterns;
- 3 eine Teilansicht des Klammersterns mit mehrteiliger Schaltachse von oben;
- 4 einen Längsschnitt durch den Schaltmechanismus der Sternkränze; und
- 5 eine Teilansicht des Klammersterns von unten.
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Wie die 1 erkennen lässt, umfasst der Klammerstern 1 zum Transport von Behältern (nicht dargestellt), wie beispielsweise Flaschen, in einer Behälterbehandlungsanlage (nicht dargestellt), wie beispielsweise einer Abfüllanlage für Getränke, eine drehbare zentrale Sternsäule 2, einen daran befestigten oberen Sternkranz 3 und einen ebenso an der Sternsäule 2 befestigten unteren Sternkranz 4. Der obere Sternkranz 3 umfasst umfänglich gleichmäßig verteilte Klammern 5, die untere Sternkranz 4 jeweils paarweise darunter angeordnete Klammern 6. Die Klammern 5, 6 beider Sternkränze 3, 4 sind zum Greifen seitlicher Bereiche der Behälter ausgebildet, die unteren Klammern 6 vorzugsweise für Rumpfbereiche, die oberen Klammern 5 für Rumpf-, Schulter- oder Halsbereiche der Behälter. Die Klammern 5, 6 greifen und transportieren die Behälter somit im sogenannten Base-Handling.
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Der Klammerstern 1 umfasst ferner vertikal ausgerichtet Schaltachsen 7, die jeweils zum gemeinsamen Schalten eines Klammerpaars bestehend aus den übereinander angeordneten Klammern 5, 6 ausgebildet sind. In der 1 sind die Schaltachsen 7 einteilig dargestellt, in den 3 bis 5 dagegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in jeweils mehrteiliger Bauweise, wie nachstehend noch erläutert wird.
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Wie die 2 erkennen lässt, umfasst die zentrale Sternsäule 2 vorzugsweise einen zentralen Verstell- und Klemmmechanismus 8 zur Höhenverstellung HV des oberen Sternkranzes 3 (dort beispielhaft aus einer untersten Höhenlage) bezüglich des unteren Sternkranzes 4. Im dargestellten Beispiel dient der Verstell- und Klemmmechanismus 8 lediglich zur Höhenverstellung HV des oberen Sternkranzes 3. Dies wäre jedoch prinzipiell auch für den untere Sternkranz 4 möglich. Die Höhenverstellung HV und/oder das Festklemmen des Stell- und Klemmmechanismus 8 ist prinzipiell sowohl manuell als auch motorisch möglich. Im dargestellten Beispiel umfasst der Stell- und Klemmmechanismus 8 hierzu eine Gewindespindel 8a zur Höhenverstellung HV, einen Klemmhebel 8b zum Festklemmen der mittels der Gewindespindel 8a eingestellten Höhenlage des oberen Sternkranzes 3 und Tragstrukturen 8c für die Sternkränze 3, 4.
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Die 3 verdeutlicht den Betätigungsmechanismus für die Klammern 5, 6 anhand eines Ausschnitts der oberen Sternkranzes 3. Demnach umfassen die Klammern 5, 6 jeweils an Schwenkachsen 9 separat gelagerte Greifarme 10 mit je einem bezüglich der Schwenkachse 9 nach außen weisenden Greifschenkel 10a (Greifhebel) und einem diesbezüglich seitlich abgewinkelten Betätigungsschenkel 10b (Betätigungshebel). Die Betätigungsschenkel 10b je einer Klammer 5, 6 weisen paarweise aufeinander zu.
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Zu erkennen ist ferner die Schaltachse 7, die in bevorzugt mehrteiliger Ausführung eine Verbindungsstange 11 umfasst, die sich vom unteren Sternkranz 4 bis zum oberen Sternkranz 3 erstreckt. Die Verbindungsstange 11 hat vorzugsweise einen polygonalen Querschnitt 11a zur drehsteifen Mitnahme je eines darauf sitzenden Mitnehmers 12 zur Betätigung je einer Klammer 5, 6 des oberen und unteren Sternkranzes 3, 4. Die Schaltachse 7 ist dann vorzugsweise im Bereich der Mitnehmer 12 drehbar gelagert, beispielsweise in zugehörigen Buchsen 7a.
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Wie die 4 erkennen lässt, sind wenigstens die dem oberen Sternkranz 3 zugeordneten Mitnehmer 12 entlang der Verbindungsstangen 11 zur Höhenverstellung HV des oberen Sternkranzes 3 (dort beispielhaft aus einer obersten Höhenlage) mittels Gleitsitz axial verschiebbar.
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Alternativ wäre es auch denkbar, an der Schaltachse 7 ein zur Höhenverstellung HV teleskopierbares Verbindungsstück (nicht dargestellt) auszubilden, welches die Mitnehmer 12 auf funktional entsprechende Weise drehsteif miteinander verbindet.
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Die Mitnehmer 12 umfassen eine außenumfängliche Schaltkontur 12a zum Verschieben und insbesondere radialen Versetzen eines mit den Betätigungsschenkeln 10b formschlüssig verbundenen Kopplungselements 13. Dieses wird bei Drehung der Schaltachse 7 vorzugsweise in radialer Richtung R versetzt und schwenkt dadurch die angekoppelten Betätigungsschenkel 10b der Greifarme 10 bezogen auf die Sternsäule 2 nach außen oder innen. Ein Versatz des Kopplungselements 13 nach außen drückt demnach die zugehörigen Greifschenkel 10a auseinander und öffnet so die Klammer 5, 6, und umgekehrt.
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Das Kopplungselement 13 umfasst vorzugsweise eine mit der Schaltkontur 12a zusammenwirkende Kurvenrolle 13a, die beispielsweise in Form eines Wälzlagers oder Gleitlagers ausgebildet sein kann.
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Das Kopplungselement 13, insbesondere die Kurvenrolle 13a, kann direkt auf den zugeordneten Betätigungsschenkel 10b einwirken oder mittelbar über je einen Exzenter 14, der in der 4 zu erkennen ist. Die Exzenter 14 ermöglichen eine verbesserte formschlüssige Ankopplung der in radialer Richtung R verlaufenden Stellbewegung des Kopplungselements 13 an die Schwenkbewegungen der Betätigungsschenkel 10b um ihre Schwenkachsen 9. Die Exzenter 14 sind dann exzentrisch bezüglich der Schwenkachsen 9 ausgebildet und vorzugsweise an diesen gelagert.
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Die Klemmwirkung der Klammern 5, 6 wird jeweils durch eigenständige Zugfedern 15 erzeugt. Die Zugfedern 15 können somit für die beiden Sternkränze 3, 4 unabhängig voneinander an die für den jeweils zu greifenden Behälterbereich nötige Klemmkraft angepasst werden. Ebenso können die Greifarme 10 an den jeweils zu greifenden Behälterbereich angepasst werden.
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Die 4 und 5 verdeutlichen in der Zusammenschau ferner, dass die Schaltachse 7 einen prinzipiell bekannten Schalthebel 16 umfasst, der drehsteif mit der Verbindungsstange 11 verbunden ist. Der Schalthebel 16 wird auf prinzipiell bekannte Weise beim Umlauf der jeweiligen Klammern 5, 6 an einem stationären Anschlag, wie beispielsweise einem Steuernocken, einer Steuerrolle oder dergleichen, in die jeweils benötigte Schaltposition gedreht. Dadurch wird jeweils ein Bereich zum Öffnen oder Schließen der Schaltkontur 12a gegen das Kopplungselement 13 gedreht und dieses dadurch in radialer Richtung R linear verschoben und somit die jeweilige Klammer 5, 6 geöffnet oder geschlossen.
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In der 5 ist zudem gut zu erkennen, dass die Schaltachsen 7 um einen radialen Abstand 17 bezüglich der Schwenkachsen 9 nach innen versetzt angeordnet sind. Dadurch können auch die Zugfedern 15 relativ nah an den Schaltachsen 7 angeordnet werden. Dies ermöglicht insgesamt die Maximierung greifbarer Behälterdurchmesser und/oder gegebenenfalls eine Minimierung des jeweiligen Klammerstern-Teilkreises 18.
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Bei der Höhenverstellung HV der Sternkränze 3, 4 zueinander bleiben beispielsweise der untere Sternkranz 4, die Verbindungsstange 11 und der dem unteren Sternkranz 4 zugeordnete Mitnehmer 12 in einer konstanten Höhenlage. Demgegenüber werden die Mitnehmer 12 des oberen Sternkranzes 3 gemeinsam mit deren Klammern 5 angehoben oder abgesenkt. Dabei gleiten die Mitnehmer 12 des oberen Sternkranzes 3 entlang der diesbezüglich stationären Verbindungsstangen 11. Prinzipiell wäre es aber auch denkbar, den untere Sternkranz 4 auf entsprechende Weise in ihrer Höhenlage zu verstellen.
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Die Klammern 5, 6 sowie die zugeordneten Betätigungsmechanismen mit den Mitnehmern 12, den Kopplungselementen 13 und gegebenenfalls den Exzentern 14 sind jeweils an wenigstens einer Tragplatte 19 pro Sternkranz 3, 4 befestigt. Die Tragplatten 19 sind beispielsweise an Säulen 20 geführt und können für Formatwechsel vom Verstell- und Klemmmechanismus 8 der Sternsäule 2 gelöst werden.
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Die Sternkränze 3, 4 mit den Tragplatten 19 und den auf die beschrieben Weise daran befestigen Klammern 5, 6 können als wechselbare Klammergarnituren verstanden werden, wobei der Verstellmechanismus 8 beim Wechsel der Klammergarnituren an der Sternsäule 2 verbleibt und somit nicht in mehrfacher Ausführung im Sinne eines Wechselteils vorgehalten werden muss. Damit lässt sich der apparative Aufwand für die Höhenverstellung HV und die Formatanpassung des Klammersterns 1 insgesamt gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduzieren.
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Zudem ermöglicht die in radialer Richtung R gesehen bezüglich der Schwenkachsen 9 um den Abstand 17 nach innen versetzte Schaltachse 7 eine vergleichsweise flexible Dimensionierung der Klammern 5, 6 hinsichtlich der damit greifbaren Behälterdurchmesser. Die Schaltachse 7 und die Zugfedern 15 sind dann nicht im Weg, wenn relativ große Behälterdurchmesser zu greifen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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