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"Gummierautomat"
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Die Erfindung betrifft einen Gummierautomaten zum Gummieren des angerollten
Randes eines runden Deckels bzw. Bodens einer Dose mit flüssiger Dichtungsmasse,
bestehend aus einer kontinuierlich rotierenden und taktweise einen Hub ausführenden
Hubeinrichtung für einen Deckel, in dessen Hubweg ein Steuerelement ragt, das bei
Beaufschlagung durch den zu gummierenden Deckel über eine Steuereinrichtung das
öffnen einer auf den jeweiligen Durchmesser des Deckels einstellbaren Spritzdüse
bewirkt.
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Bei einer bekannten Ausführungsform besteht die Hubeinrichtung aus
einem Teller mit einem erhabenen Rand, auf dem der zu gummierende Deckel bzw. Boden
aufliegt. Das in den Hubweg dieses Deckels ragende Steuerelement wird durch einen
Pinolenteller gebildet, der an dem unteren Ende einer lotrecht verschiebbaren Pinolenstange
sitzt. Der oberhalb von der Hubeinrichtung und konzentrisch hierzu angeordnete Pinolenteller
weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der lichte Innendurchmesser des
vorstehend erwähnten erhabenen Randes der Hubeinrichtung. Dadurch wird bei einer
Hubbewegung der Hubeinrichtung der Pinolenteller nur dann beaufschlagt, wenn auf
der Hubeinrichtung ein zu gummierender Deckel bzw. Boden liegt, der dann den Pinolenteller
nach oben drückt.
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Die bekannten Gummierautomaten weisen nur eine einzige Spritzdüse
auf, die so angeordnet ist, daß der Deckel bzw. Boden nach seiner Gummierung über
seinen vollen Durchmesser unter der Spritzdüse vorbei aus dem Automaten abgefördert
wird.
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Die Steuereinrichtung für das öffnen der Spritzdüse umfaßt eine kontinuierlich
angetriebene Kurvenscheibe, die eine lotrecht verschiebbar geführte Stößelstange
beaufschlagt, die an dem einen Arm eines zweiarmigen Hebels angelenkt ist, an dessen
anderem Hebelarm ein Düsenhebel angelenkt ist, der bei Verschwenkung des zweiarmigen
Hebels um seinen horizontalen Schwenkzapfen die Spritzdüse öffnet. Der Schwenkzapfen
des zweiarmigen Hebels ist lotrecht verschiebbar gelagert. Wird der Pinolenteller
von einem zu gummierenden Deckel bzw. Boden beaufschlagt, verschwenkt die durch
den Deckel nach oben gedrückte Pinolenstange eine Kupplungsbrücke unter den vorstehend
genannten zweiarmigen Hebel. Während im Leerlauf die in der Lotrechten auf- und
abgehende Stößelstange den zweiarmigen Hebel um den Anlenkpunkt des Düsenhebels
verschwenkt, da bei jeder Hubbewegung der Stößelstange die Schwenklagerung des zweiarmigen
Hebels lediglich lotrecht nach oben verschoben wird, blockiert in der Kupplungsstellung
die unter den zweiarmigen Hebel verschwenkte Kupplungsbrücke ein Zurückgleiten der
Hebellagerung in ihre unterste Position. In diesem Augenblick erfolgt also eine
Verschwenkung des zweiarmigen Hebels um seinen Schwenkzapfen derart, daß eine Abwärtsbewegung
der Stößelstange zu einer Aufwärtsbewegung des Düsenhebels und damit zu einer öffnung
der Spritzdüse führt. Da die Steuerung der Stößelstange über eine an der Kurvenscheibe
anliegende Rolle und eine Hebelübersetzung erfolgt, wird die öffnungszeit der Spritzdüse
durch die Kurvenerhebung der Kurvenscheibe definiert. Diese Spritzzeit entspricht
der für eine oder zwei volle Deckelumdrehungen benötigten Zeit, so daß die Spritzdüse
in den angerollten Rand eines
rotierenden Deckels bzw. Bodens zumindest
eine Schicht flüssiger Dichtungsmasse einspritzt. Die Einstellung der Spritzdüse
auf den jeweiligen Durchmesser der zu verarbeitenden Deckel bzw. Boden erfolgt durch
Verschwenkung der Spritzdüse nebst ihrer gesamten Steuereinrichtung um die Stößelstange.
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Derartige Gummierautomaten sind üblicherweise einem die Deckel bzw.
Boden herstellenden Stanzautomaten nachgeschaltet und einem die gummierten Deckel
bzw. Boden aufnehmenden Trockenofen vorgeschaltet. Während es bereits gelungen ist,
die Arbeitsgeschwindigkeit der Stanzautomaten wesentlich zu erhöhen, führte der
Versuch einer entsprechenden Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des Gummierautomaten
sehr schnell an eine Grenze, die bisher nicht überwunden werden konnte. Bisher wurde
eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des Gummierautomaten durch eine Erhöhung
der Relativgeschwindigkeit zwischen dem zu gummierenden Deckel und der Spritzdüse
versucht aber nur teilweise erreicht. Denn höhere Umdrehungszahlen der rotierenden
Deckel bzw. Boden führen insbesondere bei Deckeln mit großem Durchmesser zu so hohen
Fliehkräften, daß die eingespritzte flüssige Dichtungsmasse von dem Deckel bzw.
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Boden zumindest teilweise wieder abgeschleudert wird. Da das Gewicht
der pro Deckel einzuspritzenden Dichtungsmasse auf + 5 mg genau sein muß, darf die
Tangentialgeschwindigkeit des Deckelrandes nur so hoch sein, daß ein Abschleudern
von Dichtungsmasse mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen ist. Die Fachwelt hat
sich seit vielen Jahren mit der Erkenntnis abgefunden, daß in einer Anlage zur vollautomatischen
Herstellung von zu gummierenden Deckeln bzw.
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Boden für Dosen der Gummierautomat hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit
einen Engpaß darstellt, der letztlich die Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Anlage
bestimmt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Gummierautomaten ergibt sich aus
der Anordnung der Spritzdüse. Tropft diese Spritzdüse einmal nach, dann wird der
Tropfen über den unter der Düse abgeförderten Deckel gezogen.
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Nachteilig ist ferner die sehr aufwendige und dementsprechend teuere
Steuereinrichtung für die Spritzdüse. Hierzu ist anzumerken, daß derartige Gummierautomaten
pro Minute mehrere hundert Deckel bzw. Boden verarbeiten sollen. Es handelt sich
also um einen Hochleistungs-Präzisionsautomaten, dessen Steuereinrichtungen in Anpassung
an die erforderlichen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten sowie an die erforderliche
Exaktheit massiv ausgebildet und mit aufwendigen Lagerungen versehen sein müssen.
So muß z.B. die unter den zweiarmigen Hebel verschwenkbare Kupplungsbrücke auf ihrer
Oberseite eine gehärtete Anschlagfläche aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erläuterten
Gummierautomaten hinsichtlich seiner Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei sich
zumindest angenähert diametral gegenüberliegende Spritzdüsen vorgesehen sind, deren
gedachte Verbindungslinie vorzugsweise senkrecht zu der Abförderrichtung des Deckels
aus dem Gummierautomaten verläuft, wobei die von dem Steuerelement beaufschlagte
Steuereinaber richtung wahlweise beide Spritzdüsen gleichzeitig oder/nur eine Spritzdüse
allein öffnet.
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Beim Arbeiten mit zwei Spritzdüsen kann die pro Zeit und Düse geförderte
Gummimenge sehr viel geringer sein als bei bekannten Anlagen; es ergeben sich keine
Schwierigkeiten mehr pro Spritzdüse eine ausreichende Menge an Dichtungsmasse zu
fördern. Durch die Anordnung von zwei Spritzdüsen kann bei gleicher Arbeitsgescljwindigkeit
des Automaten die Umdrehungszahl des zu gummierenden Deckels bzw. Bodens halbiert
werden bzw. bei gleicher Umdrehungszahl die Arbeitsgeschwindigkeit verdoppelt werden.
Es ist
dadurch in überraschend einfacher Weise möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit
eines Gummierautomaten wesentlich zu erhöhen, ohne dabei mit der Umdrehungszahl
fÜr den Deckel bzw. Boden in einen hinsichtlich der auftretenden Zentrifugalkräfte
kritischen Bereich zu gelangen. Der gemäß der Erfindung verbesserte Gummierautomat
eignet sich daher besonders zur Verarbeitung von Deckeln mit großem Durchmesser,
bzw. für hohe Deckel-Umdrehungszahlen.
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Ein weiterer Vorteil des neuen Gummierautomaten ergibt sich aus der
Anordnung der Spritzdüsen. Da beide Spritzdüsen bezogen auf die Abförderrichtung
des Deckels an den beiden Außenseiten des Deckels angeordnet sind, führt ein etwaiges
Nachtropfen der Spritzdüsen nicht mehr zu einer Verschmutzung des Deckels bzw. Bodens.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann die Steuereinrichtung zwei
drehfest auf einer gemeinsamen Steuerwelle montierte, die beiden Spritzdüsen beaufschlagende
Düsenhebel sowie ein Kupplungselement aufweisen, das von einer kontinuierlich rotierenden
Kurvenscheibe so angetrieben ist, daß es eine senkrecht zu der Steuerwelle verlaufende
Hin- und Herbewegung ausübt, und das bei Beaufschlagung durch das in den Hubweg
des zu gummierenden Deckels ragende Steuerelement mit einem drehfest auf der Steuerwelle
sitzenden Kupplungshebel in Eingriff gebracht wird.
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Diese Lösung ermöglicht eine außerordentlich robuste und dementsprechend
störunanfällige Konstruktion, die sich überdies preiswerter herstellen läßt als
die nur eine einzige Spritzdüse umfassende Steuereinrichtung der vorbekannten Gummierautomaten.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann das Kupplungselement
eine Rastklinke sein, die über einen parallel zur Steuerwelle liegenden Schwenkzapfen
an einem Antriebshebel angelenkt ist, der drehfest auf einer kontinuierlich von
der Kurvenscheibe angetriebenen und eine oszillierende Drehbewegung ausführenden
Antriebswelle sitzt. Dabei kann sich die in entkuppelter Stellung nach unten verschwenkte
Rastklinke vorzugsweise auf einer Lagerfläche des in den Hubweg des zu gummierenden
Deckels ragenden Steuerelementes verschiebbar abstützen.
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Die beiden Düsenhebel können auf der Steuerwelle in deren Längsrichtung
verschiebbar und in der gewünschten Position festklemmbar sein. Die beiden Spritzdüsen
können z.B. in horizontal verlaufenden Langlöchern eines ortsfesten Gestells verschiebbar
geführt und in der gewünschten Position ebenfalls festklemmbar sein.
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Dadurch ergibt sich eine außerordentlich einfache Anpassungsmöglichkeit
an den jeweiligen Durchmesser der zu verarbeitenden Deckel bzw. Boden. Außerdem
kann durch einfaches Lösen der Klemmeinrichtung zwischen Düsenhebel und Steuerwelle
eine Spritzdüse stillgelegt werden. Der neue Gummierautomat kann somit auch mit
nur einer einzigen Spritzdüse betrieben werden, was z.B. bei Deckeln mit sehr kleinem
Durchmesser ausreichen kann. Während beim Betrieb mit zwei Spritzdüsen die Spritzzeit
der Umdrehungszeit für eine halbe oder eine Deckelumdrehung entsprechen kann, muß
beim Betrieb mit nur einer Spritzdüse die Spritzzeit zumindest der Zeit für eine
volle Deckelumdrehung entsprechen.
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Steuerwelle und Antriebswelle können dicht nebeneinander angeordnet
und in einem robusten traschinenständer verhältnismäßig einfach gelagert werden.
Dadurch ergibt sich insgesamt eine kompakte robuste Konstruktion. Da die Rastklinke
nur eine verhältnismäßig kurze Hin-und Herbewegung ausführen muß, ergibt sich auch
nur eine entsprechend
geringe Relativverschiebung auf der am oberen
Ende der Pinolenstange vorgesehenen Lagerfläche und somit auch nur ein entsprechend
geringer Verschleiß.
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In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 im Ausschnitt einen Gummierautomaten in
Stirnansicht und zum Teil im Längsschnitt; Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie
A - A in Fig. 1; Figur 3 einen Schnitt gemäß der Linie B - B in Fig. 1 und Figur
4 eine Seitenansicht des Gummierautomaten gemäß der Blickrichtung X in Figur 1,
jedoch mit einer unteren, in Figur 1 nicht dargestellten Kurvenscheibensteuerung.
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Der dargestellte Gummierautomat umfaßt eine kontinuierlich rotierende
und taktweise einen Hub ausführende Hubeinrichtung, die aus einem Teller 1 mit einem
erhabenen Rand 2 besteht, auf dem der zu gummierende Deckel 3 aufliegt. In den Hubweg
des Tellers 1 ragt ein Pinolenteller 4, der an dem unteren Ende einer lotrecht verschiebbaren
Pinolenstange 5 sitzt. Der oberhalb von dem Teller 1 und konzentrisch hierzu angeordnete
Pinolenteller 4 weist einen Durchmesser auf, der etwas kleiner ist als der lichte
Innendurchmesser des erhabenen Randes 2 des genannten Tellers. Dadurch wird bei
einer Hubbewegung des Tellers 1 der Pinolenteller 4 nur dann beaufschlagt, wenn
auf der Hubeinrichtung ein zu gummierender Deckel bzw. Boden liegt, der dann den
Pinolenteller nach oben drückt.
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Der Gummierautomat umfaßt ferner zwei sich diametral gegenüberliegende
Spritzdüsen 6, deren gedachte Verbindungslinie senkrecht zu der Abförderrichtung
Y (siehe Figur 3) des Deckels 3 aus dem Gummierautomaten verläuft.
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Das durch den Pinolenteller 4 bzw. die Pinolenstange 5 gebildete Steuerelement
beaufschlagt eine Steuereinrichtung, über die die Spritzdüsen 6 geöffnet werden.
Diese Steuereinrichtung umfaßt eine kontinuierlich angetriebene Kurvenscheibe 7
(siehe Figur 4), die über eine an ihr anliegende Rolle 8 und eine Hebelübersetzung
9 eine lotrecht verschiebbar geführte Stößelstange 10 beaufschlagt.
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Letztere ist an dem freien Ende eines einarmigen Hebels 11 angelenkt,
der auf einer horizontal gelagerten Antriebswelle 12 drehfest festgeklemmt ist.
Die Antriebswelle 12 wird somit über die Kurvenscheibe 7 kontinuierlich angetrieben
und führt eine oszillierende Drehbewegung aus.
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Drehfest mit der Antriebswelle 12 verbunden ist ferner ein nach unten
ragender Antriebshebel 13, an dessen freien Ende eine Rastklinke 14 über einen parallel
zur Antriebswelle 12 liegenden Schwenkzapfen 15 angelenkt ist. Die in entkuppelter
Stellung nach unten verschwenkte Rastklinke 14 stützt sich auf einer Lagerfläche
16 des in den Hubweg des zu gummierenden Deckels 3 ragenden, durch die Pinolenstange
5 gebildeten Steuerelementes über eine Rolle 17 verschiebbar ab. Ober eine nach
unten wirkende Druckfeder 18 wird die Rolle 17 ständig gegen die genannte Lagerfläche
16 gedrückt. Aufgrund der oszillierenden Drehbewegung der Antriebswelle 12 übt die
Rastklinke 14 eine angenähert horizontale Hin-und Herbewegung aus, die senkrecht
zur Antriebswelle 12 verläuft.
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Der Rastklinke 14 ist ein Kupplungshebel 19 zugeordnet, der drehfest
auf einer parallel zur Antriebswelle 12 angeordneten Steuerwelle 20 sitzt und mit
seinem freien Ende so nach unten ragt, daß der Kupplungshebel bei entkuppelter Stellung
der Rastklinke 14 etwas oberhalb von dieser endet (siehe Figur 2). Auf der Steuerwelle
20 sind ferner zwei Düsenhebel 21 drehfest montiert, die jeweils über eine angelenkte
Düsenstange 22 die Spritzdüsen 6 steuern. Letztere sind in horizontal verlaufenden
Langlöchern 23 eines ortsfesten Gestells 24 verschiebbar geführt und in der gewünschten
Position festklemmbar. Dementsprechend sind auch die Düsenhebel 21 auf der Steuerwelle
20 verschiebbar und in der gewünschen Position festklemmbar.
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Der Dreh- und Hubantrieb für den Teller 1 ist in der Zeichnung nicht
dargestellt.
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Der dargestellte Gummierautomat arbeitet wie folgt: Der ständig rotierende
Teller 1 führt in bestimmten, immer gleichen Zeitabständen eine Hubbewegung aus.
Befindet sich im Augenblick der Hubbewegung kein Deckel 3 auf dem Teller 1, kann
der Pinolenteller 4 in den erhabenen Rand 2 des Tellers 1 eintauchen, so daß der
Pinolenteller bzw. die Pinolenstange 5 von der Hubeinrichtung nicht angehoben werden.
Die Hubeinrichtung führt also einen Leerhub aus, bei dem die Rastklinke 14 die in
Figur 2 dargestellte entkuppelte Position beibehalt. Da die Antriebswelle 12 kontinuierlich
über die Kurvenscheibe 7 angetrieben wird, führt somit auch die Rastklinke 4 eine
kontinuierliche Hin- und Herbewegung aus, ohne dabei jedoch in der entkuppelten
Position den Kupplungshebel 19 beaufschlagen zu können.
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Befindet sich jedoch bei der Hubbewegung des Tellers 1 auf diesem
ein Deckel 3, dann wird durch diesen der Pinolenteller 4 und damit auch die Pinolenstange
5 nach oben angehoben. Durch diese Verschiebung wird die Rastklinke 14 gegen die
Wirkung der Druckfeder 18 um den Schwenkzapfen 15 nach oben verschwenkt. Dadurch
gelangt das freie Ende des Kupplungshebels 19 in den Weg der sich ständig kontinuierlich
hin- und herbewegenden Rastklinke 14, die daher bei ihrer in Figur 2 nach rechts
gerichteten Verschiebung den Kupplungshebel 19 hintergreift und dadurch die Steuerwelle
20 - bezogen auf Figur 2 - entgegen dem Uhrzeigersinn um einen bestimmten Winkelbereich
verdreht. Infolge dieser Verdrehung der Steuerwelle 20 werden auch die beiden Düsenhebel
21 etwas nach oben verschwenkt, wobei sie die Düsennadel 25 gegen die Wirkung einer
Druckfeder 26 nach oben ziehen und so die entsprechende Spritzdüse 6 öffnen. Dadurch
kann Dichtungsmasse durch die geöffnete Spritzdüse in den angerollten Rand des auf
dem Teller 1 liegenden Deckels 3 eingespritzt werden (siehe insbesondere Figur 1).
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Aufgrund der sich daran anschließenden Absenkbewegung des Tellersl
löst sich die Rastklinke 14 wieder von dem Kupplungshebel 19, so daß unter Wirkung
der Druckfeder 26 die Düsennadel 25 wieder in die in Figur 1 dargestellte Schließstellung
verschoben werden kann.
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Nachdem der gummierte Deckel 3 mit Hilfe einer nicht näher dargestellten
Fördereinrichtung von dem Teller 1 abgefördert und der Teller 1 mit einem neuen
Deckel wieder beschickt worden ist, wiederholt sich der vorstehend erläuterte Arbeitszyklus.
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Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Spritzdüsen 6 in einfacher Weise
auf die unterschiedlichen Durchmesser der zu verarbeitenden Deckel 3 eingestellt
werden können. Ferner ist erkennbar, daß
durch einfaches Lösen
der Klemmeinrichtung 27 zwischen Düsenhebel 21 und Steuerwelle 20 eine Spritzdüse
6 stillgelegt werden kann. Der neue Gummierautomat läßt sich somit auch nur mit
einer einzigen Spritzdüse betreiben.