DE20203529U1 - Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von Gefäßen - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von Gefäßen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von Gefäßen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere in Verbindung mit Etikettiermaschinen für Gefäße verwendet. Bei der maschinellen Etikettierung werden zu etikettierende Gefäße über eine Fördereinrichtung, z.B. einem Einlaufstern, dem Transportkarussell einer Etikettiermaschine zugeführt. Im Randbereich des Transportkarussells sind drehbar gelagerte Drehteller vorgesehen, auf denen jeweils mittels einer absenkbaren Zentriereinrichtung (auch als „Tulpe" bezeichnet) ein Gefäß auf dem Drehteller festgesetzt wird. Um das Transportkarussell herum sind eine oder mehrere feststehende Etikettierstationen angeordnet, die eine Leimwalze, einen Etikettenbehälter und einen Greiferzylinder zur Etikettenübergabe beinhalten. Des weiteren befindet sich eine Anbürststation an dem Transportkarussell. Für den eigentlichen Etikettiervorgang werden die Gefäße auf dem sich drehenden Transportkarussell an der bzw. an den Etikettierstationen vorbeigeführt, wobei die Gefäße gleichzeitig mit Hilfe der Drehteller relativ zu dem Transportkarussell in einer bestimmten Abfolge von Drehschritten verdreht werden, um die Gefäße zum Aufbringen und Anbürsten der Etiketten in einer bestimmten Winkelausrichtung und mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit an den jeweiligen Etikettierstationen vorbeizuführen.

Um die einzelnen Drehteller relativ zum Transportkarussell derart gesteuert verdrehen zu können, ist eine Vorrichtung bekannt, bei der jeder Drehteller mit einem Rollenkreuz gekoppelt ist, das mit einer bezüglich des Transportkarussells verdrehfest angeordneten Steuerkurve in Eingriff steht und diese bei Drehung des Transportkarussells abtastet. Auf dieser stationären Steuerkurve ist die oben genannte Abfolge von Drehschritten als ein „Drehprogramm" gespeichert, indem die Steuerkurve in Form zweier übereinanderliegender Kurven ausgebildet ist, deren An- und Abstieg über das Rollenkreuz in Form einer Drehbewegung mit variierenden Winkelgeschwindigkeiten auf den Drehteller übertragen wird.

Die Steuerkurve kann als ein bezüglich des Rollenkreuzes außenliegender Steuerkurvenkranz ausgebildet sein, wobei das Rollenkreuz die Innenfläche des Steuerkurvenkranzes abtastet. Bei dieser Ausführung ist es nachteilig, dass der Drehteiler (wenn auch mit sich verändernden Winkelgeschwindigkeiten) im wesentlichen nur in die zur Drehrichtung des Transportkarussells entgegengesetzte Drehrichtung gedreht werden kann.

Alternativ kann die Steuerkurve als eine bezüglich des Rollenkreuzes innenliegende Steuerkurvenscheibe ausgebildet sein, wobei das Rollenkreuz am Außenumfang der Steuerkurvenscheibe entlangfährt. Auch hier ist es nachteilig, dass der Drehteller (mit variierenden Winkelgeschwindigkeiten) im wesentlichen nur in die Richtung gedreht werden kann, die gleich der Drehrichtung des Transportkarussells ist.

Bei vielen Gefäß- und Etikettenformen ist es jedoch erforderlich, den Drehteller (mit sich ändernden Winkelgeschwindigkeiten) abwechselnd in beide Richtungen drehen zu können. Eine bekannte Lösung besteht darin, die Steuerkurve aus mehreren Teilsegmenten zusammenzusetzen, wobei einige dieser Teilsegmente in Form einer Steuerkurvenscheibe bezüglich des Rollenkreuzes innenliegend und andere Teilsegmente in Form eines Steuerkurvenkranzes bezüglich des Rollenkreuzes außenliegend angeordnet sind, so dass das Rollenkreuz abwechselnd mit den außen- bzw. innenliegenden Teilsegmenten in Eingriff kommt, wobei sich jeweils die Drehrichtung des Rollenkreuzes und somit auch die Drehrichtung des Drehtellers ändert. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass das Austauschen und Justieren der einzelnen Teilsegmente kompliziert und sehr zeitintensiv ist.

Eine andere Lösung ist in der DE-OS 31 37 201 offenbart, bei der das Verdrehen eines Drehtellers mit Hilfe eines elektrischen Schrittmotors erfolgt. Die Motoren der einzelnen Drehteller sind mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden, durch die jeder Schrittmotor in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Transportkarussells mit den erforderlichen Drehsteuerimpulsen versorgt wird. Die Steuereinrichtung hat einen umschaltbaren, veränderbaren oder austauschbaren Programmspeicher, auf dem das gewünschte Drehprogramm gespeichert ist und abgerufen werden kann.

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Es sind ferner Drehtische, auch Rundteller genannt, bekannt, die zum Etikettieren, Verschließen oder Füllen von Flaschen dienen. Dabei werden die über ein Förderband zugeführten Behälter über einen Einlauf-Verteilstem dem Drehtisch zugeführt; auf diesem werden die entsprechenden Arbeiten wie Etikettieren, Füllen oder Verschließen durchgeführt; anschließend werden die Behälter über einen Auslauf-Verteilstern wieder auf das Förderband abgeleitet.

Wenn den bekannten Drehtischen Behälter zugeführt werden, die bezüglich ihrer vertikalen Schnittebene unsymmetrisch sind, wie beispielsweise Kunststoff-Hohlkörper mit einem Griff oder mit einseitig angeordneter Gravur oder mit beidseitig unterschiedlichen Aufdrucken, so tritt das Problem auf, diese Behälter immer in eine genau definierte Lage zur Förderrichtung auszurichten. Beispielsweise sollen Behälter mit einem Griff immer mit dem Griff in Förderrichtung ausgerichtet sein oder ein einseitig zu etikettierender Körper soll immer erst mit der Etikettenseite in einer ganz bestimmten Lage zur Förderrichtung transportiert werden. Um dieses Problem zu lösen, sind schon einem Fördergerät nachgeschaltete Drehvorrichtungen bekannt geworden, die anhand einer Markierung im Boden des Behälters feststellen, ob der Behälter in einer vorher festgelegten Weise ausgerichtet ist, z. B. Griff nach vorn. Steht der Behälter nicht richtig, so wird er mit dieser Drehvorrichtung automatisch entsprechend gedreht. Diese bekannte Drehvorrichtung, die rein mechanisch arbeitet, ist sehr aufwendig in ihrer technischen Ausgestaltung, relativ teuer in der Herstellung und unterliegt einem erheblichen Verschleiß.

Es ist ferner bekannt, dass konzentrisch zur Achse des Drehtisches mehrere drehbare und arretierbare Drehteller im Drehtisch gelagert sind und dass mindestens eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Lage der Behälter auf den Drehtellern und mindestens eine von der Abtasteinrichtung steuerbare Betätigungseinrichtung für die Drehbewegung der arretierbaren Drehteller an der Drehvorrichtung angeordnet sind.

Eine derartige Drehvorrichtung ermöglicht das Ausrichten der Behälter in eine definierte Lage zur Fördervorrichtung mit relativ einfachen technischen Mitteln. In baulich einfacher Weise sind die Drehteller an im Drehtisch drehbar gelagerten Hohlwellen angeordnet; an diesen sind koaxial zur Achse der Drehteller drehbar gelagerte Pia-

netenräder vorgesehen, die mit einem gestellfesten, koaxial zur Achse des Drehtisches angeordneten Sonnenrad in Eingriff stehen, und zwischen den Hohlwellen und den Planetenrädern sind jeweils federbelastete Reibungskupplungen angeordnet. Dabei ist an jedem Drehteller eine am Drehtisch gelagerte, federbelastete zweiarmige Klinke angeordnet, die zur Arretierung der Drehteller mit am Umfang der Hohlwelle angeordneten Rasten in Eingriff bringbar ist. Bei dieser Drehvorrichtung rotieren die mit dem Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenräder ständig, wohingegen der Drehteller zusammen mit der Hohlwelle durch die zweiarmige, federbelastete Klinke gesperrt ist. Sobald die Abtasteinrichtung einen nicht richtig ausgerichteten Behälter feststellt, wird von der Abtasteinrichtung über eine Betätigungseinrichtung die Klinke angesteuert, so dass unter Einwirkung der federbelasteten Reibungskupplung der jeweilige Drehteller um beispielsweise 180° geschwenkt werden kann, so dass der Behälter dann die gewünschte Lage zur Förderrichtung einnimmt.

Ebenfalls bekannt ist eine Vorrichtung nach DGM 200 19 062.8. Bei dieser Vorrichtung wird die Position der auszurichtenden Gefäße durch mindestens eine Kamera erfasst und durch eine geeignete Auswertungselektronik mit einem gespeicherten Soll-Bild verglichen. Die bei dieser Erfindung ebenfalls vorhandenen Drehteller sind jeweils mit einem Stellmotor versehen, welcher von o.g. Auswertungselektronik Steuerbefehle erhält, um die Flaschen auf dem jeweils kürzesten Weg in die Soll-Position zu drehen. Bei dieser Vorrichtung sind die Kameras in Positionen am Umfang des Transportkarussells angebracht. Für die Ausrichtung und eventuelle weitere Behandlungen der Gefäße steht bei Flaschenbehandlungsmaschinen mit Transportkarussell bauartbedingt nur der Weg bzw. die Zeit einer Umdrehung des Transportkarussells zur Verfügung. Durch die oben beschriebene Anordnung der Kameras steht für die Ausrichtung und eventuelle weitere Behandlungen der Flaschen nur noch eine deutlich reduzierte Wegstrecke innerhalb eines Transportkarussellsumlaufs zur Verfügung. Dieses stellt einen großen Nachteil dieser Vorrichtung dar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und möglichst störungsfrei arbeitende Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von Gefäßen zu schaffen, mit Hilfe derer die Drehlage der jeweils zu verarbeitenden Flaschen erkannt werden und deren entsprechende Ausrichtung erfolgen kann, wobei der Umfang des Drehtisches weitesgehend von Anbau- und Überprüfungsteilen freigehalten werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Position der Gefäße in einer zur Fördervorrichtung definierten Lage erfasst und in einer Steuereinrichtung zur kürzesten Drehung des angetriebenen Drehtellers mit dem Gefäß in dessen gewünschte Behandlungsposition verwertet und dem Stellmotor als Steuersignal vermittelt wird, wobei die Erfassung der Position der Gefäße im Einlaufstern erfolgt.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein optisches Prüfsystem zur Drehlageerkennung von Flaschen vor deren Behandlung oder dem Etikettieren geschaffen, mit welchem eine exakte Positionserkennung und Verbringung in die gewünschte oder erforderliche Position auf einfache Weise und kürzestem Wege gewährleistet ist. Die Einlaufpositionserkennung bzw. Einlaufdrehlage kann anhand der Markierungen auf den Flaschen verzögerungsfrei und berührungslos erfasst und einem entsprechenden Stellantrieb zur Nachführung der Flaschen in die gewünschte Position übermittelt werden. Durch die Anordnung der Abtasteinrichtungen im Bereich des Einlaufstems steht für die weitere Behandlung der Flaschen innerhalb des Drehtisches, wie oben dargestellt, mehr Wegstrecke bzw. Behandlungszeit zur Verfügung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer bekannten Etikettiermaschine und Figur 2 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Eine Etikettiermaschine hat ein Maschinengehäuse, an dessen Oberseite 1 eine vertikal nach oben ragende Welle 2 angebracht ist. An dieser Welle 2 ist ein Transportkarussell 3 drehbar angetrieben gelagert, in dessen Randbereich gleichmäßig über Umfang verteilt mehrere Drehteller 4 drehbar gelagert sind. Oberhalb des Transportkarussells 3 ist an der Welle 2 eine Trägerscheibe (nicht gezeigt) drehbar gelagert, in der mehrere drehbare Zentrierstempel bzw. Tulpen 5 gesteuert heb- und senkbar angeordnet sind. Die Trägerscheibe wird mit der gleichen Geschwindigkeit angetrie-

ben wie das Transportkarussell 3, wobei sich immer eine Tulpe 5 über einem zugehörigen Drehteller 4 befindet.

Bei Betrieb der Etikettiermaschine werden die zu etikettierenden Gefäße 6 über eine Fördereinrichtung 7, z.B. einem Einlaufstern, dem Transportkarussell 3 zugeführt und einzeln in einer bestimmten Ausrichtung auf einen Drehteller 4 geleitet. Anschließend wird die sich über dem Drehteller 4 befindliche Tulpe 5 abgesenkt, um die Gefäße 6 fest zwischen dem Drehteller 4 und der Tulpe 5 einzuspannen.

An der Unterseite des Transportkarussells 3 ist für jeden Drehteller 4 ein Getriebe und/oder Stellmotor 8 vorgesehen, der mit dem jeweiligen Drehteller 4 verbunden ist.

Für den Etikettiervorgang, das heißt zum Aufbringen und Anbürsten der Etiketten, muss das zu etikettierende Gefäß 6 bezüglich einer Etikettierstation in einem bestimmten Winkel ausgerichtet sein und mit einer ganz bestimmten Winkelgeschwindigkeit an der Etikettierstation vorbeigeführt werden. Gerade bei langen Etiketten kann es zum Beispiel erforderlich sein, ein Gefäß zunächst mit einer Linksdrehung und direkt anschließend mit einer Rechtsdrehung an der Etikettierstation vorbeizuführen. Dabei ist es unbedingt erforderlich, dass beim Aufbringen und Anbürsten der Etiketten sowohl die Winkelausrichtung als auch die Winkelgeschwindigkeiten sehr präzise eingehalten werden und reproduzierbar sind.

Zur Steuerung der Drehbewegung der Gefäße 6 und deren Ausrichtung in eine bestimmte Lage ist mindestens eine am Markt befindliche, geeignete Abtasteinrichtung, z. B. eine Kamera, zur Bestimmung der Lage der Gefäße vorgesehen. Hierzu wird die Position der Gefäße 6 in einer zur Fördervorrichtung definierten Lage erfasst und in einer Steuereinrichtung zur zweckmäßig kürzesten Drehung des von dem Stellmotor 8 angetriebenen Drehtellers 4 verwertet. Die Steuereinrichtung vermittelt dem Stellmotor 8 die entsprechenden Steuersignale zur Drehung des Drehtellers 4 mit dem Gefäß 6 in die gewünschte Behandlungsposition. Als Prüfsystem kann ein multifunktionales System vorgesehen sein. Auch kann ein multifunktionales Prüfsystem mit Kameras mit einer entsprechenden Rundumsichtaufteilung angeordnet sein.

Gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kamerasysteme 9 innerhalb des Einlaufsternes 7 angeordnet, von der jede einen bestimmten Prüfbereich als Teilsegment des gesamten Prüfbereichs übernimmt. Der Einlaufstern 7 ist drehangetrieben und befördert die Gefäße 6 zum Transportkarussell 3. Während des Durchlaufens des Einiaufsterns 7 werden die Behälter 6 von den Kameras 9 fotografiert, die elektronischen Ablichtungen werden an die Auswertungselektronik übergeben. Die Auswertungsergebnisse werden als Ansteuerungsergebnis zur vorzugsweise kürzesten Drehlagenkorrektur ermittelt und in der elektronischen Steuereinheit zwischengespeichert.

Im weiteren Ablauf werden die Gefäße 6 durch den Einlaufstern 7 an das Transportkarussell 3 übergeben, wobei die Gefäße 6 jeweils auf einem Drehteller 4 fixiert werden. Nach der Übergabe der Gefäße 6 an die Drehteller 4 wird von der elektronischen Steuereinheit das zuvor ermittelte Ansteuerungsergebnis an den, dem Drehteller 4 zugeordneten Stellmotor 8 übergeben. Durch die Abarbeitung des Ansteuerungsergebnisses bringt der Stellmotor 8 das Gefäß 6 in die gewünschte Position.

Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur weiteren Steigerung der Ausrichtgenauigkeit, zusätzlich zu den Kameras 9 im Einlaufstern 7 mindestens eine weitere Kamera 10 am Umfang des Transportkarussells 3 angeordnet wird. Das von dieser Kamera erzeugte Abbild wird ebenfalls zur Ermittlung eines Ansteuerungsergebnisses genutzt, welches wiederum zur Ansteuerung der Stellmotoren 8 dient.

Eine andere sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Bereich des Einlaufsterns, und/oder auch in Einlaufrichtung vor diesem, andere zweckmäßige Anzahlen von Abtasteinrichtungen angeordnet sind. Zweckmäßigerweise können die Abtasteinrichtungen, z. B. Kameras, an Positionen oberhalb, unterhalb und/oder seitlich des, von den Behältern 6 beschriebenen Weges angeordnet werden.
Besonders zweckmäßig können auch Ausgestaltungen sein, bei denen ein oder mehrere Spiegel so angeordnet sind, dass sie in Verbindung mit einer oder mehrerer Kameras eine besonders vorteilhafte Aufnahme der Behälter erlauben. Befestigungspositionen für die Spiegel können innerhalb und/oder außerhalb, in Einlaufrichtung vor oder nach dem Einlaufstern, und/oder oberhalb, unterhalb und/oder seitlich des, von den Behältern 6 beschriebenen Weges sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von Gefäßen(6) und deren Ausrichtung in eine zur Förderrichtung definierte Lage mit mehreren motorisch angetriebenen Drehtellern (4) eines Transportkarussells (3) einer Flaschenbehandlungsmaschine sowie mindestens einer Abtasteinrichtung (9) zur Bestimmung der Lage der Gefäße (6), wobei die Position der Gefäße (6) in einer zur Fördervorrichtung definierten Lage erfasst und in einer Steuereinrichtung zur kürzesten Drehung des angetriebenen Drehtellers (4) mit dem Gefäß (6) in dessen gewünschte Behandlungsposition verwertet und dem Stellmotor (8) als Steuersignal vermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (9) im Bereich des Einlaufsterns (T) und/oder in Einlaufrichtung vor diesem angeordnet ist.

2. Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Transportkarussells (3) mindestens eine weitere Abtasteinrichtung (10) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Abtastvorrichtungen (9, 10) um Kameras handelt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass andere zweckmäßige Anzahlen von Abtasteinrichtungen (9, 10) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastvorrichtungen (9, 10) an geeigneten Positionen des von den Behältern (6) beschriebenen Weges angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Abtasteinrichtungen (9, 10) an geeigneten Positionen des von den Behältern (6) beschriebenen Weges Spiegel angeordnet sind.