DE2607115C3

DE2607115C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Gefäßen vor dem Etikettieren

Info

Publication number: DE2607115C3
Application number: DE19762607115
Authority: DE
Inventors: Bernd 8400 Regensburg Ellinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-21
Filing date: 1976-02-21
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2607115B2; FR2341486A1; DE2607115A1; FR2341486B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Manche Gefäße, wie z, B, Sektflaschen, werden vor dem Etikettieren mit einer einen Aufdruck aufweisen» den Flaschenhalsumhüllung aus Metallfolie versehen, Wobei gewünscht wird, daß die Etiketten mittig unter den Aufdruck zu liegen kommen. Die Gefäße müssen daher Vor dem Eintreffen an der Etikettiersteile bezüglich des Aufdrucks ausgerichtet werden. Dies erfolgt meist mit Hilfe einer auf der Flaschenhalsumhül* lung in einer bestimmten Lage zum Aufdruck angebrachten Markierung, z. B. in Form von dunklen Druckmarken.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art, DE-OS 17 61 150, ist die Bremszeit im wesentlichen konstant und wird durch die spezielle Ausführung der Brems- oder Klemmeinrichtung für die Gefäße in der zur Durchführung des Verfahrens benutzten Vorrichtung festgelegt. Hieraus folgt, daß bei

ίο unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten der Gefäße, bedingt durch deren Abwälzung mit verschiedenen Geschwindigkeiten innerhalb der Bremszeit, auch der zurückgelegte Drehwinkel bis zum Stillstand verschieden groß ist Dieses bekannte Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung arbeiten somit nur bei einer ganz bestimmten Leistung und damit Rotationsgeschwindigkeit für die der Nachlaufwinkel der Gefäße innerhalb der Bremszeit durch einen entsprechenden Vorhaltewinkel der Abtasteinrichtung gegenüber der gewünschten Endlage der Markierungen kompensiert ist genau. Bei Ober- oder Unterschreitung dieser bestimmten Leistung treten entsprechende Abweichungen auf. Eine nach dem bekannten Verfahren arbeitende Vorrichtung kann daher nur bei einer bestimmten Leistung zufriedenstellend arbeiten. Für eine Anwendung in modernen Etikettiermaschinen, bei denen die Leistung automatik h nach der Gefäßzufuhr geregelt wird, ist sie daher nicht geeignet

Bei einem anderen bekannten Verfahren, GB-PS 9 27 691 und DE-GM 19 49 135, werden die Gefäße absatzweise gefördert und während der Stillstandsphase in Rotation versetzt und dabei auf Höhe der Markierungen abgetastet. Auch bei diesem Verfahren ist die Verzögerungszeit zwischen Abtasten der Markierung und Unterbrechen der Gefäßrotation konstant Da jedoch auch die Rotationsgeschwindigkeit unabhängig von der Transportgeschwindigkeit konstant gehalten werden kann, ist die Genauigkeit von der Leistung unabhängig. Nachteilig is* allerdings, daß bei diesem bekannten Verfahren die Fortbewegung der Gefäße unterbrochen werden muG. Die Höchstleistung ist daher sehr gering. Für schnellaufende Etikettiermaschinen ist eine nach diesem bekannten Verfahren arbeitende Vorrichtung völlig ungeeignet, da diese

•»5 ausschließlich kontinuierlich laufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß auch beim Betrieb mit unterschiedlichen Leistungen und damit Rotationsgeschwindigkeiten der

so Gefäße ein exaktes Ausrichten möglich ist Außerdem soll eine einfache und betriebssicher aufgebaute Vorrichtung zur Durchführung des verbesserten Verfahrens geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Die Rotationsgeschwindigkeit jedes Gefäßes wird einzeln berücksichtigt und dementsprechend die Verzögerungszeit für jedes Gefäß separat bestimmt Auf diese Weise werden nicht nur die Einflüsse der Leistung, sondern auch die Einflüsse der Reibungsverhältnisse auf die Rotationsgeschwindigkeit der Gefäße kompensiert, und es läßt sich eine außerordentlich hohe Ausrich* tungsgenaiiigkeit erzielen. Die Berücksichtigung der Rotationsgeschwindigkeit der einzelnen Gefäße erfolgt auf einfache Weise dadurch, daß die Breite der Markierung gleich groß gehalten und die Durchlaufzeit jeder Markierung an der Abtaststelle gemessen wird. Es

ist somit keine zusätzliche Abtaststelle zur Berücksichtigung der Geschwindigkeit erforderlich und diese erfolgt außerordentlich genau.

Die Zeit von der Beendigung des Abtastens bis zum Stillstand der Flasche setzt sich aus zwei Anteilen zusammen: 1. Die variable Verzögerungszeit tv, bei der die Flasche ungebremst weiterrotiert, und 2. die im wesentlichen konstante Bremszeit f_ft während der die Flasche bis zum Stillstand abgebremst wird. Die Bremszeit wird dabei durch die Bremseinrichtung für die Gefäße bestimmt, während die Verzögerungszeit die unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten kompensiert. Es kann somit jede gewünschte Bremseinrichtung verwendet werden. Die Verzögerungszeit wird derart bemessen, daß innerhalb der Gesamtzeit U+te die Gefäße immer einen etwa gleichbleibenden Drehwinkel zurücklegen, bzw. daß der Nachlaufwinkel zwischen Abtaststelle und Endposition immer etwa gleich groß ist Die Berechnung der variablen Verzögerungszeit f_v kann vereinfacht nach folgender Formel erfolgen:

1.

a ω

Dabei bedeutet:

α vorgegebener Vorhaltewinkel zwischen einer Markierung an der Abtaststelle und in der gewünschten Endposition

ω Winkelgeschwindigkeit des Gefäßes

fr konstante Bremszeit, bestimmt durch die Bremseinrichtung.

Wird die Winkelgeschwindigkeit ω aus der Durchlaufzeit /_mder Markierung an der Abtaststelle bestimmt, so gilt außerdem

wobei γ der durch die Breite der Markierung auf dem Flaschenumfang definierte Zentriwinkel ist. Eingesetzt in die Formel 1. ergibt sich

2.

/, = — /_m - Λ
y

Wird der Vorhaltewinkel α gleich dem Zentriwinkel γ gewählt, so gilt

3. t, = t_m - t,

Es muß also lediglich von der gemessenen Durchlaufzeit t_m die konstante Bremszeit t_c der Bremseinrichtung abgezogen werden, um die Verzögerungszeit f_v zu erhalten. Diese Ermittlung der variablen Verzögerungszeit ist allerdings nur möglich, wenn die konstante Bremszeit bei allen Geschwindigkeiten kleiner ist als die gemessene Durchlaufzeit der Markierung.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung, ausgehend von der Vorrichtung nach der DE-OS 17 61150, zugrundeliegende Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst

Der zusätzliche Aufwand gegenüber der bekannten Vorrichtung ist somit äußerst gering, während die Ausrichtgenauigkeit umrjn Mehrfaches größer ist

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Nachstehenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die schaubildliche Gesamtansicht einer Vorrichtung zum Ausrichten von Flaschen mit vier Ausrichteinheiten,

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Ausrichteinheit,
Fig.3 die schematische Draufsicht auf eine Abtasteinrichtung mit verschiedenen Positionen einer Markierung.

ίο Die Vorrichtung nach F i g. 1 bis 3 ist zum Ausrichten rotationssymmetrischer Flaschen 1 eingerichtet, die mit einer optisch wahrnehmbaren Markierung 10 versehene Flaschenhalsumhüllungen 9 aus Metallfolie aufweisen. Die Markierungen werden durch schwarze Aufdrucke gleicher Breite gebildet. Die Flaschen 1 werden durch ein kontinuierlich in Pfeilrichtung angetriebenes Förderband 2 mit nicht dargestellten Führungsgeländern in die Taschen 4 eines kontinuierlich umlaufenden Transportsterns 5 geleitet Am Umfang des Transportsterns 5 ist eine kreisbogenförmige Führung 8 stationär angeordnet, deren zu den Flaschei. 'anweisende Seite einen elastischen Reibungsbelag 7, z. ß. jus Schwammgummi, aufweist Dieser setzt die in den Taschen 4 des Transportsterns 5 vorbeibewegten Flaschen 1 in Rotation um ihre Mittelachse, solange sie nicht durch eine spUter beschriebene Klemmeinrichtung blockiert sind. Am Ende der Führung 8 gelangen die Flaschen auf die Drehteller eines nicht dargestellten Flaschentisches einer Etikettiermaschine, auf denen sie durch auf den Flaschenkopf aufsetzbare Zentrierglocken 19 drehfest fixiert werden.

An jeder Tasche 4 des Transportsterns 5 ist auf Höhe der Markierungen 10 der Flaschenhalsumhüllung 9 eine optisch-elektronische Abtasteinrichtung 11 in Form einer Reflexlichtschranke herkömmlicher Bauart befestigt. Jede der insgesamt vier Abtasteinrichtungen ist mit einer eigenen elektronischen Auswertungseinrichtung 12 verbunden, die über ein Relais 25 einen zugehörigen Elektromagneten 13 betätigen kann.

Dieser ist Teil einer mit umlaufenden Klemmeinrichtung für die Flaschen an der zur Abtasteinrichtung gehörigen Tasche 4. Jede Klemmeinrichtung weist ferner zwei schwenkbar am Transportstern 5 gelagerte, unter der Kraft einer Zugfeder 17 aufeinander zu bewegbare Klemmhebel 6 für die Flaschen auf, d^ren Kl^mmflächen mit einem Reibungsbelag 18 versehen sind. An den Klemmhebeln sind aufeinander zu weisende Rollen 15 befestigt, zwischen die der Stößel 16 des gleichfalls am Transportstern befestigten Elektromagneten 13 eingreift, solange dieser stromlos ist, und die Klemmhebel 6 dadurch offen hält. Die Anordnung ist derart getroffen, daß bei geöffneten Klemmhebeln die mit dem Transportband 2 ankommenden und ggf. durch eine r.ichi dargestellte Förderschnecke teilungsgerecht zugeführten Flaschen 1 ungehindert in die Taschen 4 einlaufen und beim Vorbeilaufen an der Führung 8 rotieren können. Die Drehung der Flaschen kann durch nicht dargestellte Rollen am Transportstern erleichtert werden.

Wird dagegen der Magnet 13 durch das zugehörige Relais 25 unter Strom gesetzt, so wird der Stößel 16 zwischen den Rollen 15 herausgezogen, Worauf die Klemmhebel 6 unter Einwirkung der Zugfeder Yi aufeinander zu bewegt werden und dabei die dazwischenliegende Flache 1 einklemmen und so ihre Eigenrotation unterbinden, Die beiden Klemmhebel 6 stehen außerdem über drehfest mit ihnen verbundene Ritzel 23 und 14 miteinander in Eingriff. An einem der

Ritzel 23 ist ein Hebel 22 mit einer Rolle 21 befestigt, welche mit einer ortsfesten Nockenbahn 20 zusammenarbeitet. Diese ist derart ausgebildet, daß die Klemmhebel 6 im Übergabebereich der Flaschen an die Drehteller des Flaschcntischcs der Etikettiermaschine geöffnet werden, sobald die Flaschen durch die abgesenkten Zentricrglocken drehfest fixiert worden sind, wobei dann der unter Federvorspannung stehende Stößel 16 des Elektromagneten 13 zwischen die Rollen 15 einrückt.

Die Stromversorgung der vier Abtasteinrichtungen 11 sowie der zugehörigen Elektromagneten 13 und der in einem turmartigen Aufbau 28 des Transportsterns 5 befindlichen Auswertungseinrichtungen 12 und Relais 25 erfolgt durch Stromabnehmer 26 und 27 über ortsfeste Schleifringe 3.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist jede Auswertungseinrichtung 12 einen Taktgeber 14, z. B. einen \iUi\ti\j\hratnr auf dpr crlpirhfnrmiap Rpphtprkimnnlcp in Die Anordnung der Reflexlichtschranke einer Abtasteinrichtung U an einer Tasche 4 des Transportsterns 5 sowie die verschiedenen Relativstellungcn einer Markierung 10 Während eines Ausrichtvorgangs sind in F i g. 3 zu sehen. Die in der nicht gezeigten Tasche aufgenommene Flasche 1 wird infolge der Rotation des TrartSportsterns in Pfeilrichtung und ihrer Abwälzung am Reibungsbelag 7 in Rotation versetzt und läuft mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit ω um ihre

ίο Mittelachse um. Von Bedeutung sind außerdem noch der durch die Markierungsbreite bestimmte Zentriwinkel ·/ und der Nachlaufwinkel ä, der im Ausführungsbeispiel zwischen der Markierungsstellung beim Ende des Abtastvorgangs und bei Beendigung der Rotation der Flasche gemessen wird. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Nachlaufwinkel a. etwa so groß wie der Zentriwinkel)».

Ein Ausrichtvorgang an jeder der vier Ausrichteinheiläuft frtl

aAnrlprmaftpn

Rpim Pinlanf pinpr

gleichen Zeitabständen zu erzeugen vermag. Diese Impulse laufen in einen angeschlossenen Zähler 29 ein. der durch einen Umschalter 30 für Vorwärts-Rückwärtszählung angesteuert wird. Der Taktgeber 14 und der Umschalter 30 sind unmittelbar mit der Abtasteinrichtung 11 verbunden und werden durch diese derart betätigt, daß bei Abtastbeginn einer Markierung 10 der Taktgeber anläuft und der Zähler auf Vorwärlszählen gestellt wird. Bei Abtastende wird dann der Zähler 29 auf Rückwärtszählen umgestellt. Taktgeber und Zähler wirken somit als Meßeinrichtung für die Durchlaufzeit der Markierung an der durch die Reflexlichtschranke definierten Abtaststelle, wobei die Zeit in Form einer Impulszahl gemessen wird.

Der Zähler 29 ist ferner derart ausgebildet, daß eine bestimmte Anzahl von Impulsen beim Vorwärtszählen unterdrückt bzw. nicht mitgezählt und somit beim Rückwärtszählen nicht berücksichtigt wird. Diese Impulszahl entspricht derjenigen Zeitspanne. f«>die vom Betätigen eines Relais 25 bis zum Stillstand einer Flasche zwischen den beiden Klemmhebeln 6 vergeht. Diese Bremszeit ist weitgehend leistungsunabhängig und vorrichtungsspezifisch und kann gemessen und dann fest in den Zähler integriert werden.

Steht der Zähler nach dem Rückwärtszählen wieder auf 0. so gibt er ein Ausgangssignal ab. das nach Verarbeitung in einem nachgeschalteten Impulsformer 31 einen monostabilen Multivibrator 32 angesteuert der Ober ein Relais 25 in Form eines Leistungstransistors den Elektromagneten IJ betätigt. Gleichzeitig wird der Taktgeber 14 ausgeschaltet Zur Betätigung des Magneten 13 genügt ein relativ kurzer Stromstoß, da nach einem Herausziehen des Stößels 16 zwischen den Rollen 15 die Ruiicn «tuieuiaiKkr zu bewegt werden und die Rückholfeder für den Stößel derart bemessen ist daß sie die Kraft der Zugfeder 17 nicht überwinden, d. h. den Stößel 16 nicht zwischen die Rollen 15 einschieben kann, bis die beiden Klemmhebel 6 mittels der Nockenbahn 20 geöffnet worden sind.

Markierung 10 in den Lichtpunkt der Abtasteinrichtung U (Stellung I) im Verlaufe der Flaschenrotation läuft in der vorbeschriebenen Weise der Taktgeber 14 an und der Zähler 29 wird auf Vorwärtszählen gestellt. Die während des Vorbeilaufens der Markierung an der Reflexlichtschranke abgegebenen Impulse, z. B. sechs an der Zahl, werden vom Zähler 29 registriert, bis die Markierung den Lichtpunkt wieder verlassen hat (Positiv> II). Der Drehwinkel der Flasche während des Abtastens ist gleich γ. Der Zähler wird nun auf Rückwärtszählen umgestellt und die eingelaufenen Impulse abzüglich der der Bremszeit der Klemmeinrichtung entsprechenden Impulszahi, z. B. zwei, insgesamt also vier, werden rückwärts gezählt, wonach der Zähler wieder auf 0 steht und ein Ausgangssignal abgibt. Dieses führt in der beschriebenen Weise zu einer Betätigung des Elektromagneten 13 und damit zum Auslösen der Klemmeinrichtung, so daß die Flaschen innerhalb der Zeitspanne, die zwei Impulsen entspricht, relativ zum Transportstern angehalten wird. Vom Ende der Abtastung (Stellung II) bis zum Ende der Rotation der Flasche (Stellung III) vergeht somit eine sechs Impulsen entsprechende Zeitspanne, so daß die Flaschendrehung wiederum α bzw. γ beträgt.

Ist die Winkelgeschwindigkeit infolge veränderter Drehgeschwindigkeit des Transportsterns, veränderter Reibungsverhältnisse oder dgl. doppelt so groß, so beträgt die Impulszahl während des Abtastens einer Markierung drei. Es wird dann drei minus zwei, also ein Impuls rückwärts gezählt und dann wieder die Klemmeinrichtung betätigt. Der Drehwinkel zwischen Stellung II und Stellung III beträgt somit wie !srum etwa ¹X bzw. γ. d. h. die Markierung kommt wieder in der gleichen Stellung zur Ruhe.

Der Nachlaufwinkel cc kann selbstverständlich auch verschieden von γ gewählt werden; die Verzögerungszeit wird dann durch eine entsprechend ausgelegte Recheneinheit nach den in der Beschreibungseinleitung angegebenen Formeln ermittelt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausrichten von am Umfang mit einer Markierung von im wesentlichen gleicher Breite versehenen Gefäßen, vor dem Etikettieren, wobei die Gefäße kontinuierlich gefördert, durch Abwälzen an einer ortsfesten Reibfläche in Rotation versetzt und im Bereich der Markierung durch die kontinuierliche Bewegung mitmachende Geräte berührungslos abgetastet werden, und wobei nach Ablauf der Abtastung die Rotation der Gefäße unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichigung der Rotationsgeschwindigkeit der Gefäße die Durchlaufzeit jeder Markierung an der Abtaststelle gemessen wird und daß dementsprechend eine, für jedes Gefäß separat variierte, Verzögerungszeit vor dem Unterbrechen der Rotation eingeschaltet wird, derart, daß diese Verzögerc^gszeit bei hoher Rotationsgeschwindigkeit kleinei ist als bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem umlaufenden Transportstern für die Gefäße, dessen Aufnahmetaschen je eine mit umlaufende Abtasteinrichtung für die Markierungen und eine von dieser steuerbare Klemmeinrichtung für die Gefäße aufweisen, wobei am Umfang des Transportsterns eine ortsfeste, an den Gefäßen angreifende Reibfläche vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abtasteinrichtung (11) eine Meßeinrichtung (14, 29) für die Durchlaufzeit der Markierungen (10) an der Abtaststelle sowie ei.i von dieser steuerbares variables Zeitglied (29, 30) zug ordnet ist, das nach Ablauf einer von der gemessenen Durchlaufzeit abhängigen Verzögerungszeit einen Auslöseimpuls für die Klemmeinrichtung (6,13,15 bis 18) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen von der Abtasteinrichtung (11) in Gang setzbaren Taktgeber (14) und einen dessen Impulse aufnehmenden Zähler (29) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das variable Zeitglied durch den Zähler (29) in Verbindung mit einem von der Abtasteinrichtung (11) steuerbaren Umschalter (30) für Vorwärtsoder Rückwärtszählen gebildet wird, wobei der Zähler (29) nach Eingang der während des Vorbeilaufs der Markierung (10) an der Abtaststelle eingegangenen Impulse auf Rückwärtszählung umgeschaltet wird und nach Ablauf einer danach bestimmten Anzahl von Impulsen einen Auslöseimpuls für die Klemmeinrichtung (6, 13, 15 bis 18) abgibt.