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Hintergrund
der Erfindung und Würdigung
des Stands der Technik
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gewichts-Füllstück, welches ein Gefäß befüllt, während es
sein Gewicht durch Verwendung einer Kraftmesszelle misst. Ein konventionelles
Gewichts-Füllstück umfasst
eine Mehrzahl von Flaschenaufsätzen,
die umständehalber
um den äußeren Umfang
eines sich drehenden Körpers
in gleichem Abstand befestigt sind, eine Mehrzahl von Kraftmesszellen,
die auf einen sich drehenden Körper
befestigt sind, welche jeweils mit einem Flaschenaufsatz verbunden
sind, um das Gewicht der bestimmten Flasche zu messen, die sich
auf dem Flaschenaufsatz befindet, eine Mehrzahl von Fülldüsen, die
auf den beschriebenen Flaschenaufsätzen befestigt sind, dessen
Anordnung ist dermaßen,
dass während
eine Flasche an einen Flaschenaufsatz geführt wird, die dazugehörige Flaschendüse die Flasche
mit Flüssigkeit
befüllt,
während
innerhalb der Zeitspanne, in der die Flasche drehend gefördert wird,
deren Gewicht durch Verwendung des Belastungs-Applikators gemessen
wird, während
das sich drehende Körper
sich dreht (siehe beispielsweise die japanische offengelegte Patentanmeldung
Nr. 154, 501/1992).
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Kunstharzflaschen,
insbesondere PET-Flaschen, die weite Verbreitung als mit Flüssigkeit
befüllte
Körper
finden, sind sehr leicht im Gewicht und instabil; sie können daher
nicht schnell ohne erhebliche Schwierigkeiten durch ein konventionelles
Förderband
gefördert
werden. Dementsprechend sind Ihre Hälse mit einem Flansch, der
durch die untere Seite gestützt
wird, ausgeformt. Alternativ sind ihre Hälse in der Absicht, die Flaschen
zu fördern,
durch Greifer getragen.
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In
einem Befüllungssystem,
in dem der Befüllungs-Betrieb
während
des Tragens der Flaschen-Hälse
stattfindet, wird beispielsweise der Hals einer Flasche, die auf
einem pneumatischen Förderband
gefördert
wird, durch einen Greifer an einen Einführungsrad ergriffen, um an
einen Greifer eines Füllers übergeben
zu werden, wo sie rotierend gefördert
wird, während
eine Fülldüse sie mit
Flüssigkeit befüllt, die
Flasche wird dann durch ein dazwischen liegendes Rad, welches diese
transferiert, indem sie die Flasche an ihrem Hals trägt an eine
Flaschenanlage, wie beispielsweise eine Verschließvorrichtung, übergeben.
Nachdem der gewünschte
Verarbeitungsprozesse abgeschlossen ist, wird sie an ein Transportband
weitergereicht um dem nächsten Schritt
zugeführt
zu werden.
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Ein
Verarbeitungssystem, welches die den Hals tragende Beförderung
verwendet, führt
die Förderung
auf der Basis der Höhe
des Halses der getragenen Harzflasche aus und zeigt eine exzellente
Flexibilität
in Bezug auf eine nicht notwendige Anpassung der Höhen der
verschiedenen Verarbeitungsanlagen, Förderbänder und Räder, wenn Sie mit Flaschen,
deren Höhe
variiert, benutzt werden. Jedoch ist, wie oben beschrieben, das
konventionelle Gewichts-Füllstück derart
konstruiert, dass die Messung und Befüllung der Flasche nach der
sie auf dem Flaschen-Aufsatz, der mit dem Belastungs-Applikator verbunden
ist, befestigt wird, erfolgt. Dementsprechend entsteht das Problem,
dass die Flasche, die am Hals getragen gefördert wurde, einmal vom Greifer
auf dem Flaschenaufsatz gelöst
werden muss, wenn das Gewichts-Füllstück in dieses
System eingebaut wird. Als Konsequenz ist eine schwierig zu bewerkstelligende
Anpassung der Höhe
des Förderbandes
und dergleichen notwendig, da das Förder- und Verarbeitungssystem
kombiniert mit einem konventionellen Gewichts-Füllstück mit Flaschen, die in Größe variieren,
verwendet werden soll.
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Ziel und Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Gewichts-Füllstück zur Verwendung mit Förder- und Verarbeitungssystemen
für Harzflaschen,
die einen Hals und einen Flansch aufweisen, welche am oberen Ende
der Flasche entfernt angeordnet ist, zur Verfügung zu stellen, welches erlaubt,
dass die Flasche mit Flüssigkeit
befüllt
wird, während
die Flasche für
die Förderung
ergriffen wird.
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Die
Erfindung ist als solche in den beiliegenden Ansprüchen definiert,
wobei Anspruch 1 basierend auf der Annahme, dass ein relevantes
Dokument, namentlich WO99/22209, als nächstkommender Stand der Technik
angesehen werden kann, in zweigeteilter Form abgefasst wurde. Daher
sind alle Merkmale, die im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert
sind, aus dem besagten Dokument bekannt.
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Das
zuvor beschriebene Ziel wird durch zur Verfügung Stellen eines Gewichts-Füllstücks zum Befüllen einer
Flasche erreicht, bei dem die Flasche einen Hals aufweist, wobei
dieser Hals einen Flansch aufweist, der von dem oberen Ende dieses
Halses beabstandet ist;
wobei das Gewichts-Füllstück eine
Kraftmesszelle aufweist, die installiert, um die vertikale Belastung
zu detektieren; wobei die Kraftmesszelle einen Belastungs-Applikator,
der horizontal von der Kraftmesszelle hervorsteht, aufweist;
ein
Greifelement, welches durch den Belastungs-Applikator abgestützt ist
und dazu dient, den Hals der Flasche unterhalb des Flanschs elastisch
zu ergreifen, wenn die Flasche nach innen in einer Richtung, die
entgegen der Richtung, in der der Belastungs-Applikator von der
Belastungszelle hervorsteht, angetrieben wird;
eine Fülldüse zum Befüllen der
Flasche, wenn sie durch das Greifelement ergriffen ist;
wobei
die Anordnung derart ist, dass eine abgegebene Menge einer Flüssigkeit
in die Flasche befüllt
wird, welche durch das Greifelement ergriffen ist, während die
Belastung mittels der Kraftmesszelle detektiert wird;
gekennzeichnet
durch:
eine Hals-Abstützplatte,
die an dem Belastungs-Applikator an einem Ort vertikal beabstandet
oberhalb des Orts des Greifelements befestigt ist, wobei dort eine
bogenförmige
Aufnahme in einer vorderen Endoberfläche der Halsabstützplatte
ausgeformt und so konfiguriert ist, dass sie an dem Hals der Flasche oberhalb
des Flanschs anliegt, um die Flasche in einer stabilen Weise zu
erhalten, während
diese befüllt wird.
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Zusätzlich kann
das Greifmittel in einer solchen Weise an dem Belastungs-Applikator
befestigt sein, dass es innerhalb einer horizontalen Ebene zum elastischen
Ergreifen eines Halses einer Flasche drehbar ist; und mit
Rotations-Begrenzungselementen
zum Erhalten des Belastungs-Applikators
und des Greifelements in einer vorgegebenen Positionsbeziehung,
um eine relative Rotation dazwischen zu begrenzen, und zum Freigeben
der Begrenzung als Antwort auf eine aufgebrachte Belastung, die
oberhalb eines vorab bestimmten Weges liegt.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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1 ist
eine Draufsicht, die ein vollständiges
Förder-
und Verfahrensystem für
Harzflaschen, das ein Gewichts-Füllstück gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet, darstellt;
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2 ist
ein Längsschnitt,
der ein wesentliches Teil des Gewicht-Füllers gemäß der Ausführungsform darstellt; und
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3 ist
eine Draufsicht auf 2
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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Es
wird nachfolgend ein Gewichts-Füllstück gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf eine Ausführungsform, die in den Abbildungen
gezeigt wird, beschrieben. Zunächst,
wird eine allgemeine Anordnung kurz mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
Ein Flaschenzuführ-Förderband 2 fördert durch
pneumatische Förderung
eine Harzflasche 16 (siehe 2), wobei
der Hals 16b durch ein Greifelement 84 ergriffen
wird, auf ein Einführungsrad 4 hin,
um rotierend getragen zu werden, bis die Flasche eine Übergabeposition
C erreicht, wo sie von einem Gewichts-Füllstück 6 an ein Greifelement 50 übergeben
wird. Wie später
beschrieben wird, hält das
Greifelement 50 des Gewicht-Füllstücks 6 und elastisch
die Unterseite des Flanschs 16c, die auf dem Hals 16b der
Flasche 16 ausgeformt ist, und fördert die letztgenannte, während es
diesen absetzt, rotierend.
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Innerhalb
des Gewichts-Füllstücks 6 befindet sich
eine Füll-Düse 52, die über der
Harzflasche 16 platziert ist, die von dem Greifelement 50 ergriffen wurde,
füllt die
Flasche 16 mit Flüssigkeit,
während des
Zeitraumes, in dem das Greifelement 50 es fördert, während es
die Unterseite des Flansches 16c der Harzflasche 16 hält. Die
Harzflasche 16, die intern mit Flüssigkeit befüllt wird,
wird durch ein eingesetztes Rad 8 an eine Verschließvorrichtung 10 weitergereicht,
und nachdem sie verschlossen wurde wird die Flasche durch ein Förderrad 12 auf
ein Förderband 14 gefördert, um
an den nächsten
Verarbeitungsschritt überführt zu werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die den Hals tragende Förderung,
die während
der Hals der Harzflasche 16 ergriffen wird stattfindet
(oder der zylindrische Teil 16d mit reduziertem Durchmesser)
oder die Abstützung
der Unterseite des Flanschs 16c, der auf dem Hals ausgeformt
ist, ebenfalls an sowohl dem Zwischenrad 8, als auch der
Verschließanlage
und dem Förderrad 12 stattfindet.
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Das
Gewichts-Füllstück 6 wird
detaillierter mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
Das Gewichts-Füllstück 6 beinhaltet
einen sich drehenden Körper 54,
welcher auf einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse, die
nicht dargestellt ist, rotiert (es als sich rechts in der 2 befindlich
angenommen wird), und eine Kraftmesszelle 58 ist auf den äußeren Umfang
des sich drehenden Körpers 54 hin
durch eine vertikale Befestigungsplatte 56 befestigt. Eine
Box 60 ist auf der oberen Teils des vertikalen Aufsatzplatte 56 befestigt
und beinhaltet eine horizontale stationäre Basis 62 auf der
eine Seite 58a der Kraftmesszelle 58, oder das
Ende das radial einwärts
zu dem sich drehenden Körper 54 fixiert
befestigt ist, während
das andere Ende 58, in eine Art abgestützt wird, in der es über der
stationären
Basis 62 schwebt. Eine Stange oder Belastungs-Applikator 64,
der/die horizontal entlang einer radiale Line des sich drehenden
Körpers 54 hervorsteht,
wird auf dem anderen Ende 58b der Kraftmesszelle 54 zur
Detektierung einer an deren freien Ende 64a angeordneten vertikalen
Stange befestigt. An ihrer Vorderseite ist die Box 60 mit
einer großen Öffnung 60a ausgeformt, um
eine Beeinflussung im Falle der Biegung der Stange 64 zu
verhindern, wobei die Öffnung 60a durch
einen Deckel 66 abgedeckt wird.
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Ein
Greifelement-Befestigungsblock 68 wird fest auf dem freien
Ende 641 der Stange 64 befestigt und hat eine
untere Oberfläche,
in die ein Ende einer vertikalen Stützwelle 70 eingeführt und
fest verbunden wird. Das untere Ende der Stützwelle 70 ist rotierend
mit einen Hals-Abstützplatte 72 verbunden,
deren vordere Oberfläche
mit einer halbbogenförmigen Aufnahme 72a (siehe 3)
ausgeformt wird, die einen inneren Durchmesser besitzt, der im wesentlichen
mit dem äußeren Durchmesser
des Gewindes 16a der Flasche 16 übereinstimmt.
Ein Abscherstift 74 erstreckt sich zwischen die untere
Oberfläche
des Greif-Befestigungsblocks 68 und die obere Oberfläche der
Abstützplatte 72,
um eine relative Rotation zwischen dem Block 68 und der
Platte 72 zu beschränken.
Der Abscherstift 74 ist so konstruiert, dass er als Reaktion
auf eine drehende Belastung auf die Hals-Abstützplatte 72,
die über
einem vorgegebenen Wert liegt, abbremst und somit die Abstützplatte 72 rotieren
kann.
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Ein
Paar vertikaler Drehwellen 76 wird fest in der unteren
Oberfläche
der Hals-Abstützplatte
an Stellen, die symmetrisch zu der zentralen Linie 01 der Platte 72 liegen
(siehe 3), befestigt. Ein Ende jedes Arms 78 ist
durch ein eingeschobenes Lager 80 rotierend an jeder Drehwelle 76 befestigt.
Beide Arme 78 werden normalerweise durch Spannungsfedern 82 zueinander
gedrängt.
Freie Enden 78a der beiden Arme 78 werden in einer
Art und Weise eingekerbt, um die Bewegung des Halses oder genauer die
des unteren Teils des Flansches 16c der Harzflasche 16 zu
ermöglichen,
und die eingekerbten Enden 78a werden durch bogenförmige Teile 78b gefolgt, die
einen inneren Durchmesser besitzen, der im wesentlichen mit dem äußeren Durchmesser
des Halses (der untere Teil des Flanschs 16c) der Harzflasche 16 übereinstimmt.
Die zwei Arme 78, die Spannungsfedern 82 und die
Drehwellen 76 bilden in Kombination miteinander das Greifelement 50,
das die Harzflasche 16 ergreift, aus.
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Eine
Fülldüse 52 wird
oberhalb der Harzflasche 16, die durch das Greifelement 50 ergriffen
wird, bereitgestellt und während
der Zeitspanne, in der die Harzflasche 16 , die von dem
Greifelement 50 ergriffen wird, zusammen mit dem rotierenden
Körper 54 rotiert, öffnet sich
ein Füllventil,
das nicht dargestellt ist, um zu ermöglichen, dass die Fülldüse 52 die Harzflasche 16 mit
Flüssigkeit
befällt.
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Der
Betrieb des Gewicht-Füllstücks 6,
konstruiert in der Art und Weise wie oben beschrieben, wird jetzt
beschrieben. Die Harzflasche 16, die auf dem Zuführ-Förderband 2 geführt wird,
wird durch ein Greifelement 84 ergriffen, das zur äußeren Peripherie
des Einführungsrades 4 hin
angeordnet ist. Wie in 2 dargestellt, greift das Greifelement 84 des
Einführungsrades 41 die
Harzflasche 16, an einer Stelle, die oberhalb des an dem
Flaschenhals 16 ausgeformten Flansches 16c angeordnet
ist. Während
das Einführungsrad 4 rotiert,
um das Greifelement 84, welches die Harzflasche 16 hält, nahe
an die Übergabeposition
C zu dem Gewichts-Füllstück 6 zu
bewegen (siehe 1.), wird der Hals der Harzflasche 16, schrittweise
vertikal einwärts
entlang der kegelförmigen
Oberfläche 78a an
den freien Enden der beiden Arme 78 des Greifelementes 50 auf
dem Gewichts-Füllstück 6 angetrieben.
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Während der
Hals (oder der untere Teil der Harzflasche 16) einwärts entlang
der kegelförmigen Oberfläche 78a angetrieben
werden, werden beide Arme 78 allmählich gegen die elastischen
Spannungsfedern 82 auseinander angetrieben, bis der Hals
der Harzflasche innerhalb der genauen Teile 78b auf den
inneren Oberflächen
der beiden Arme 78 eingepasst ist, worauf die beiden Arme 78 wiederum durch
andere Spannungsfedern 82 einwärts aufeinanderzu gedrängt werden,
um so zuzulassen, dass beide Arme den Hals der Harzflasche 16 unter
Einfluss von deren Elastizität
von gegensätzlichen
Seiten aus ergreifen. Wenn das Greifelement 50 den Hals
der Harzflasche 16 ergreift, stößt die bogenförmige Aufnahme 72a,
die in der vorderen Endoberfläche
der Hals-Abstützplatte 72 ausgeformt ist,
die sich über
dem Greifelement 50 befindet, an den Hals der Harzflasche 16 an
einer Stelle, die sich oberhalb des Flansches 16c befindet,
an, um so die Harzflasche 16 in einer stabilen Art und
Weise abzustützen.
In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Greifelement 50, des Gewichts-Füllstücks 6 konstruiert,
um die Unterseite des Flansches 16c, die auf dem Hals der Harzflasche 16 geformt
ist, zu ergreifen, während
die Hals-Abstützplatte 72,
die oberhalb des Greifelementes 50 bereit steht, entworfen
wurde, um an die Flasche anzustoßen und diese an eine Stelle
oberhalb der Stelle, bei der das Greifelement 84 des Einführungsrades 4 ergriffen
wird, abzustützen.
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Wie
vorher erwähnt,
wird die Harzflasche 16 in das Greifelement 50 hinein
angetrieben, um so in einer Richtung ergriffen zu werden, die sich
im Wesentlichen gegensätzlich
von der Richtung unterscheidet, in welche der Belastungs-Applikator oder die
Stange 64 von der Kraftmesszelle 58 absteht, wobei
eine vorgespannte Belastung oder ein Moment, dass auf die Kraftmesszelle 58 agiert,
reduziert werden kann. Auf diese Weise wird das Gewichts-Füllstück 6 erhalten,
und folglich kann das vollständige Befüllungssystem,
welches das Gewichts-Füllstück 6 verwendet,
mit einem Fördersystem
konstruiert werden, das auf der Halsposition der Harzflasche basiert.
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Zusätzlich wird
innerhalb des Gewichts-Füllstücks der
Kraftmesszelle 58, die installiert ist, um eine vertikale
Belastung zu ermitteln, ermöglicht,
sich in eine vertikale Richtung zu verbiegen, während eine drängende Belastung
auf den horizontal hervorstehenden Belastungs-Applikator 64 in
eine Richtung, die gegensätzlich
zu der vorstehenden Richtung liegt, aufgebracht wird. Als Resultat
einer solchen Anordnung kann eine Verbiegung der Kraftmesszelle 58 während der Übergabe
der Flasche verhindert werden. Wenn eine Biegung der Kraftmesszelle 58 möglich ist
und die Biegung sich als Resultat einer Reaktion in Oszillation
umwandelt, wird die Messung des Gewichtes beeinflusst. Jedoch ist
mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung die Biegung der Kraftmesszelle 58 während der Übergabe
der Harzflasche unterbunden und vermeidet in vorteilhafter Weise
einen gegensätzlichen
Einfluss auf die Messung des eingefüllten Gewichtes.
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Es
wird geschätzt
werden, dass, wenn die Harzflasche 16 als Resultat einer
Stauung nicht sukzessive an das Greifelement 50 übergeben
werden kann, während
der Übergabe
der Harzflasche 16 vom Einführungsrad 4 oder dem
eingesetzten Rad 8, um das Greifelement 50 in
eine rotierende Richtung zu belasten, der Hals der Harzflasche 16 möglicherweise
nicht innerhalb der bogenförmigen
Aufnahme 72 in dem vorderen Ende der Oberfläche der
Stützplatte 72 aufgenommen
werden kann, um ebenfalls eine erhöhte rotierende Belastung auf
die Stützplatte 72 zu
bewirken, jedoch wird in der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
der Abscherstift als Reaktion auf eine vorgespannte Belastung oberhalb
eines vergebenes Wertes, gebremst, um die Rotation der Stützplatte 72 zu
ermöglichen,
um so die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung der Kraftmesszelle 58 auszuschließen. Es
sollte jedoch bemerkt werden, das das Rotations-Begrenzungselement,
welches die Rotation der Stützplatte 72 und
des Greifelementes 50 beschränkt, bis zu einer Belastung,
die über
einem vorgegebenen Wert liegt, aufgebracht wird, nicht auf den Abscherstift 74 beschränkt ist,
sondern auch jedes anderes Mittel beinhalten kann, das dem Fachmann
bekannt ist. Zum Beispiel kann eine Positions-Aufnahme in der unteren
Oberfläche
des Greif-Aufsatzblocks 68 ausgeformt sein, während eine
Kugel, die durch eine Feder gedrängt
wird, zur oberen Oberfläche
der Hals-Abstützplatte 72 hervorzuragen,
zur elastischen Verbindung mit der Aufnahme zur Verfügung gestellt
wird, um einen Kugelkolben zu definieren, um so die Freigabe der
Rotation zu beschränken.