Akte 69-9
Hans Kucher
741 Reutlingen
Richard-Strauß-Weg 4, Telefon 42521
Bausch + Ströbel, Maschinenfabrik, 7174 Ilshöfen
Ampullenfüll- und -verschließmaschine
Die Erfindung betrifft eine Ampullenfüll- und -verschließ-"
maschine mit einer'Transportvorrichtung., die die Ampullen von
Station zu Station der Maschine verbringt» Ampullenfüll- und
-Verschließmaschinen besitzen eine Yielzahl von Bearbeitungsstationen, in denen die Ampullen beispielsweise vorgewärmt, aufgebrannt,
vorbegast, gefüllt, nachbegast, abermals vorgewärmt und schließlich zugeschmolzen werden?- sowie eine Transportvorrichtung, die die Ampullen von Station zu Station verbringt.
Bekannte Ampullenfüll- und -Verschließmaschinen besitzen als
Transportvorrichtung Zangen, die an einer längs einer geschlossenen Bahn schrittweise umlaufenden Zellen- bzw'. Gliederkette
angeordnet sind, die die Ampullen tragt und die sie in den verschiedenen,
längs der Bahn angeordneten"Bearbeitungsstationen vorübergehend zum Stillstand bringt. ·■ r · ■
Andere bekannte Ampullenfüll- und -vers-chließmaschinen, bei denen
die Stationen längs einer Geraden nebeneinander angeordnet sind, be'sitzen als Transportvorrichtung einen Transportrechen, der sich
über die gesamte Länge der Maschine erstreckt, periodisch mit den gleichabständig längs der Geraden angeordneten Ampullen in und
außer Eingriff gelangt und sie dabei ebenfalls schrittweise längs
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der Gefaden um eine Strecke vorwärtsbewegt, die gleich einem
der Anzahl der in einer Station gleichseitig bearbeiteten Ampullen entsprechenden Vielfachen des Ampullenabstands ist.
Je nach den Erfordernissen der an bestimmten Stationen durchzuführenden
Bearbeitung werden die darin befindlichen Ampullen, beispielsweise bei .Wärmebehandlung, in Drehung versetzt, oder,
beispielsweise beim Befüllen oder Begasen, zentriert. Zum Drehen der Ampullen ist es bekannt, für jede Ampulle eine
eigene Antriebsrolle aus elastischem Material und mit federnd
gelagerter Achse(vorzusehen ±^A zum Ausgleich der großen
Durchmesserunterschiede^ die selbst bei Ampullen derselben
Charge auftreten. Zum Zentrieren der Ampullen ist .es bekannt,
besondere Einrichtungen mit Haltemitteln wie z.B. Zentrierzangen vorzusehen, an die die Ampullen von der Transportvorrichtung
vorübergehend abgegeben werden.
Die bekannten Vorrichtungen haben daher den lachteil, daß sie zufolge der besonderen Antriebs- und Zentriermittel kompliziert,
störanfällig und aufwendig sind. <
Bei den bekannten Maschinen mit Transportrechen besteht der weitere Nachteil, daß die Ampullen aus mehreren Gründen einer
Bruchgefahr ausgesetzt sind. Durch die ruckweise Bewegung des Transportrechens unterliegen die Ampullen während ihres laufs
durch die Stationen großen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften, die Ampullenbruch verursachen können. Beim Einlauf
in den Transportrechen besteht eine erhöhte Bruchgefahr, weil die Ampullen- bereits im Leerampullenmagazin eine starke Chargierbewegung
ausführen, dann in den Zulaufkanalen zum Transportrechen
ruckweise weiterbeWegt werden und an deren Ende vor, ihrer Übergabe an den Rechen, während dieser die zuvor einge-
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• -3- .
gebenen Ampullen weiterfördert r von einer Sperre kurz angehalten
und danach während einer sehr kurzen Zeit in den Rechen überführt werden müssen. Auch beim Auslauf aus der Maschine
unterliegen die Ampullen einer erhöhten Bruchgefahr, weil die ■
gerade ausgeschobene Ampulle mit voller Wucht gegen die letzte der zuvor ausgeschobenen Ampullen prallt und dadurch die ganze
Seihe der zuvor ausgeschobenen Ampullen weiterbewegt.
Außerdem weisen die bekannten Maschinen mit Transportrechen den lachteil auf, daß- die Eingabe- und die Ausgabestation der
Ampullen so weit voneinander entfernt sind, (etwa 4 m bei Ma- schinen,
die gleichzeitig vier Ampullen in jeder Station bearbeiten), daß eine einzelne Person den Ein- und den Auslauf
nicht mehr gleichzeitig sicher überblicken und im Bedarfsfall
nur mühsam versorgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe'zugrunde, die lachteile der
bekannten Maschinen zu vermeiden-und insbesondere die Bruchgefahr
der Ampullen auf ein Mindestmaß herabzusetzen. ■ ·
Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel. Auf diese Vfeise.sind die ·
Ampullen innerhalb der Maschine praktisch keinen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften ausgesetzt.
Eine konstruktiv besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung
ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 2. Dabei können auch die Ampulleneingabe- und die -ausgabestation räumlich nebeneinander angeordnet werden»
der ο vortoo 44e^4
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Eine, andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt
sich mit den Mitteln des Anspruchs 3. Auf diese Weise rotieren sämtliche Ampullen in allen Bearbeitungsstationen der Maschine,
also auch in der Füllstation, wodurch ein schnelleres Befüllen möglich und ein Befeuchten der Spießinnenwände sicher vermeidbar
ist, das beim Zuschmelzen der Spieße Verbrennungsrückstände ergeben oder gar ein Aufblasen der Spieße bewirken könnte.
Eine andere empfehlenswerte Weiterbildung der Erfindung ergibt
sich mit den Mitteln des Anspruchs 4. Auf diese Weise erhält man einen sehr anpaßbaren und schonenden Ampullenantrieb, der
es gestattet, eine Anzahl in weiteren Ansprüchen erfaßte Weiterbildungen der Erfindung anzuwenden.
Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 20. Auf diese Weise wird ein Zusammenstoß von
Ampullen und ein ruckartiges Beschleunigen und Verzögern beim Einlauf in die Maschine vermieden,
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den
Mitteln des Anspruchs 21. Auf diese Weise kann die Maschine nicht durch Abgabe von Füllgut bei fehlender Ampulle beschmutzt
werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 22. Auf diese Weise erhält man ein Gefälle,
das den Ampulleneinlauf im Leerampullenmagazin, die Abfuhr von Ampullenbruch von der Bahn der Ampullen und das eng
benachbarte Aufrechtstehen der aus dem Auslauf herauskommenden
bearbeiteten Ampullen begünstigt.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 23» Auf diese Weise können auf der Ma-
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schine mit geringem Aufwand auch Schraubflaschen gefüllt und
fertig verschlossen werden. . "
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Hierbei zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Maschine mit einer Yer-■schließ-
und einer Befüllstation,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der in Figur 1 dargestellten Maschine
mit detaillierterer Darstellung der Befüllstation, Fig. 3 eine Draufsicht, auf die in Figur 1 dargestellte Maschine
bei abgenommenem flerkzeugträger,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer Seltenansicht der Maschine
mit einer Ampullenfühleinrichtung, bei abgenommenem
Werkzeugträger,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den in Figur 4 dargestellten Ausschnitt,
Fig. β einen Ausschnitt aus einer teilweise geschnitten dargestellten Seitenansicht der Maschine in einer gegenüber
der Darstellung in Figur 1 abweichenden Blick- bzw. Schnittrichtung, mit einer Flaschenverschraubungsstation,
ufciL " .
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf die in Figur
dargestellte Station. . .
Auf einem Maschinentisch 1, der auf einem Unterbau 2 ruht, ist
in einem feststehenden Lager 3 eine Hohlwelle 4 drehbar gelagert,
deren Hauptachse 5 gegenüber einer Senkrechten leicht geneigt ist und die an ihrem oberen Ende eine kreisförmige
Trägerscheibe β und an ihrem unteren Ende ein Zahnrad 7 trägt.
Über und konzentrisch zur Trägerscheibe β ist unter Zwischenlage Ton Distanzstücken 8 ein Ring 9 angeordnet, an dessen Umfang
Führungsrollen 10 gelagert sind, deren Achsen Mantellinien
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eines zur Hauptachse 5 koaxialen gedachten Kreiszylinders sind, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser
der Trägerscheibe β ist. An je zwei "benachbarte dieser Führungsrollen 10 ist seitlich jeweils eine Ampulle 11 anlegbar, deren
Boden auf dem äußeren Randbereich der Trägerscheibe 6 aufsteht. Von außen legt sich als. Andriickorgan gegen die τοη den Führungsrollen 10 abgewandten Teile der Mantelflächen der Ampullen 11
ein inneres Trum 12 eines in sich geschlossenen ('endlosen'*) Bands an.
Das Zahnrad 7 kämmt mit einem-Bit ζ el .13, das auf einer mit
konstanter Drehzahl rotierenden Hauptantriebswelle 14 sitzt, so daß die auf der Trägerscheib'e β stehenden Ampullen 11, die
von den Führungs ro 11 en 10 des Rings 9 mitgenommen werden, mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse 5 umlaufen
und dabei ihre Bahn durch die Maschine durchlaufen. Je nach Geschwindigkeit und Umlaufrichtung des inneren Trums des
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Bands/erfahren die Ampullen 11 dabei zusätzlich eine Rotation um ihre eigenen Achsen*
In der Hohlwelle 4 ist eine zweite Hohlwelle 15 drehbar gelagert,'
die an ihrem oberen Snde einen Werkzeugträger 16 und
an ihrem unteren Ende die Kurbel 17 eines Kurvenseheibengetriebes
trägt, dessen Kurvenscheibe 18 auf der Hauptantriebswelle 14 sitzt. Die G-etriebekurve ist so ausgebildet, daß die
zweite Hohlwelle eine periodisch hin- und hergehende Drehbewegung ausführt, deren Hingang mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit
der Trägerscheibe β erfolgt, una die Übersetzung
zwischen dem Zahnrad 7 und dem Ritzel 13 entspricht der durch die Anzahl der Bearbeitungsstationen und gegebenenfalls Leerstationen
bestimmten Teilung 'der Bahn der Ampullen durch die Maschine.
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In der zweiten Hohlwelle 15 ist axial frei verschiebbar und
mit Hilfe eines mit ihr- fest verbundenen Arms 19 und eines dessen freies Ende in Umfangsrichtung führenden Auslegers 20
der Kurbel 17 drehfest eine dritte Hohlwelle 21 gelagert. Aus einem unteren Ende der Hohlwelle 21 ragt eine Stange 22 heraus,
die eine Holle 23 trägt, die auf einer Nockenscheibe 24 abrollt, die sich konstant mit der Drehzahl der Hauptantriebswelle' 14 dreht. Die axiale Lage der Stange 22 in der dritten
Hohlwelle 21 wird durch die Stellung einer mit einem Knopf 25 drehbaren Gewindespindel 26 am oberen Ende der zweiten Hohlwelle
15 bestimmt. Das obere Ende der dritten Hohlwelle 21 ragt oben aus der zweiten Hohlwelle 15 heraus und betätigt
entsprechend der Form der lockenscheibe periodisch die Höhen- verstellung
von auf dem Werkzeugträger 16 angeordneten Werk-· zeugen.
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In einer Zuschmelzstation 27 wird ein Spieß der rotierenden Ampulle 11' mittels eines Bienners'28 erhitzt. lach einer für
das Erweichen des Spiesses ausreichenden Zeit geht eine die
Spitze des Spiesses haltende Zange 29 unter der Wirkung der Stange 22 hoch, die von der mit der Hauptantriebswelle 14
synchron laufenden Nockenscheibe 24 gehoben wird." Hierbei geht der Brenner 28 nach einem gewissen Vorlauf der Zange 29 in begrenztem
Maß mit hoch, um die Kuppe zu runden. .Danach wird die
Zange 29 über einen Bowdenzug 30 nach außen geschwenkt und von einen weiteren Bowdenzug 32 synchron laufenden Nockenscheibengetriebe
33 geöffnet,, wodurch das abgezogene Spießende nach außen
abfällt. Die beiden Bowdenzüge 30 und 32 werden von gleichfalls mit der Hauptantriebswelle 14 synchron laufenden lockenscheibengetrieben
31 und 33 betätigt«
In einer in Figur 1 der Zuschmelzstation 27 gegenüberliegenden Füllstation 34, die in Figur 2 näher dargestellt ist, geht
zusammen mit der dritten Hohlwelle 21 eine an deren Auslegearm 35 befestigte Füllnadel 56 nach unten,-die über einen ·
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Schlauch 37 von einer nicht näher dargestellten Dosiervorrichtung beschickt wird. Bevor die Spitze der Füllnadel 36
in das obere Ende des Spiesses eintritt, läuft eine am Auslegerarm 35 befestigte Rolle 38 an einer Schräge 39 eines
Schwenkhebels 40 auf, der mit einer Zentriergabel 41 das Ende des Spiesses erfaßt und zentriert. Mit dieser Anordnung können
auch Ampullen mit stark exzentrischen Spiessen sicher befüllt werden, wobei bei starker Exzentrizität die Ampulle 11 ohne
große Beanspruchung etwas von den Führungsrollen 10 abgehoben wird, was durch die Nachgiebigkeit des die Ampullen andrückenden
Bands 12 ermöglicht wird.
Die in Figur 3 dargestellte Ampulleneingabestation 42 enthält
eine von der Trägerscheibe 6 mit konstanter Übersetzung antreibbare
Förderschnecke 43, die in einem Leerampullenmagazin 44 senkrechtstehende Ampullen 45 über einen Einlaufkanal 46
einzeln in die Lücken zwischen je zwei Führungsrollen 10 fördert. Der Ampulleneingabestation 42 benachbart liegt eine Ampullenausgabestation
47 mit einem Auslaufkanal 48, der mit einer Abheberzunge 49 die die auflaufenden Ampullen von den Führungsrollen
10 ahhebt, und mit einem Magazin 50 für die verschlossenen Ampullen
51.
In der Maschine läuft das Band 12 zwischen zwei Umlenkrollen 52, 53, von denen die eine Umlenkrolle 53 in Förderrichtung
hinter der Ampulleneingabestation 42 und die andere Umlenkrol-Ie
52 vor einer Ampullenaus'gabestation 47 angeordnet ist. Eine das äußere Trum "im Abstand vom inneren Trum des Bandes 12
haltende Antriebsrolle 54 ist antreibbar. Die Umlenkrollen 52, 53 sind achsparallel zur Hauptachse 5 orientiert, und das äußere
Trum des Bandes 12 ist mittels weiterer Lenkrollen 55, 56 um das sich gegen die Ampullen 11 legende innere Trum herum in derselben
Ende zurückgeführt.
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Zum Anpassen der Maschine an die Länge der jeweils verarbeiteten
Ampullen ist zumindest ein sich an die Ampullen
11 anlegender Bereich des Bands 12 (inneres Trum) in Bezug
auf eine Ebene der Trägerscheibe 6 in Richtung der Hauptachse 5 axial verstellbar.
Die Umlenkrollen 52, 53 und die Lenkrollen 55, 56 sind in
zwei jeweils in einem eigenen Träger 57, 58 gelagerten , gegebenfalls.
jeweils ein eigenes Band tragenden Gruppen etv/a symmetrisch angeordnet, und die Träger 57, 58 sind mit den
Rollen 52, 55; 53, 56 aus einer Arbeitsstellung in eine von
der Trägerscheibe 6 entfernte Stellung verschwenk- oder verschiebbar, um freien Zugang zur Maschine zu Inspektions-,
Wartungs- und Reinigungsarbeiten zu erhalten.und um das Band
12 an den Durchmesser der jeweils verarbeiteten Ampullengröße
anzupassen. '
Durch die eingangs erwähnte leigung der Hauptachse 5 der Maschine
gegenüber der Horizontalebene ist auch die Ebene der Trägerscheibe 6 und damit die Bahn der Ampullen 11 gegenüber
der Horizontalen in der Weise schwach geneigt, daß die am Umfang der Trägerscheibe 6 benachbart gelegenen Stationen 42
und 47 der Ampulleneingabe und -ausgabe am höchsten von allen BearbeitungsStationen liegen.
In einer in den Figuren 4 und 5 besonders dargestellten, vor der Füllstation 34 gelegenen Prüfstation 59 sind. Fühler 60
zürn Prüfen auf das Vorhandensein von Ampullen 11 angeordnet, die bei Fehlen einer Ampulle den Abfüllvorgang in der folgenden.
Füllstation 34 am Ort/der fehlenden Ampulle unterbinden.
Jeder Fühler 60 besteht aus einer fotoelektrischen Aufnahmevorrichtung und aus einer Beleuchtungseinrichtung, die beide
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in einem gemeinsamen- Halter so angeordnet sind, daß sich ihre
optischen Achsen vor dem Halter in einem Punkt kreuzen, an dem sich beim Vorhandensein einer Ampulle das diese andrückende
Band 12 befindet, das die optische Koppelung herstellt. Am Ort 61 einer fehlenden Ampulle ist das Band 12 in eine Stellung 62
in Richtung der Hauptachse 5 zurückgetreten und die optische Koppelung ist schwächer, wodurch ein Befehl zum Unterbinden
des -nachfolgenden AbfüllYorgangs gegeben und gespeichert wird.
Bei in den Figuren 4 und 5 nicht näher dargestellten Varianten der Erfindung können als Fühler auch elektromechanische Tastschalter,
eventuell in "Verbindung mit einer zwischen einen Schaltertaster und das Band angeordneten Tasterfahne, oder eine
Luftdüse mit einem Fühlrohr dienen, das auf das vom Band 12 selbst oder von einer an ihm anliegenden Tasterfahne erzeugten
Staudruck anspricht.
Die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Verschraubungsstation 63 ergibt' die Möglichkeit, außer Ampullen auch kleine Schraubflaschen
64 zu verarbeiten. Über eine Zulaufrinne 65 werden Schraubkappen 66 auf die Mündungen der im G-egenuhrzeigersinn
rotierenden Schraubflaschenhälse 67 aufgesetzt und anschließend von einem Greifer 68 kurzzeitig festgehalten, wobei die Verschraubung
erfolgt.
Eine in der. Zeichnung nicht besonders dargestellte Weiterbildung
der Erfindung sieht zum Freihalten von Ampulleneingabe und -ausgabe vor, daß das Band mit Hilfe schräggestellter Umlenkrollen
im Bereich der Ampulleneingabe- und der -ausgabestation aus der Ebene der Trägerscheibe 6 herausgeführt ist.
Einfachere, ebenfalls nicht näher dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich durch teilweisen oder
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Yollständigen Ersatz des als Andrückorgan dienenden Bands
durch eine nicht mit umlaufende Andrückfläche," die von einem
Abschnitt eines· die T'rägerscheibe konzentrisch umgebenden
Mreiszylinderuiantels gebildet ist und auf der die Ampullen
abrollen. Dabei kann das Andrückorgan auf einem Teil der Bahn der. Ampullen ein Band und auf -einen anderen Teil der Bahn
eine Andrückfläche sein. Bei feststehender Andrückfläche kann
diese auch an Stationen, die eine bestimmte"Rotation der Ampullen
erfordern, unterbrochen sein, und an den Unterbrechungsstellen können Antriebsrollen vorgesehen sein.
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