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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, eine so genannte Werkstückaufnahme,
und ein Verfahren zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten,
und zwar insbesondere zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen geformter
Produkte, beispielsweise Flaschen aus einem Kunststoffmaterial,
in einer Produktionsanlage.
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Stand der Technik
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Für die Produktion
eines breiten Spektrums an Produkten, darunter Behälter aus
Kunststoffmaterialien, beispielsweise Flaschen und Gefäße für Lebensmittel
aus PET, PP, HDPE, PEN (oder anderen Verbundpolymeren, zum Beispiel
Mischungen, mehrlagigen Materialien usw.) sind verschiedenartige
Vorrichtungen entwickelt worden, um die halbfertigen Produkte auf
der Blasformstufe an Systemen wie Deckenförderern, Kettenförderern
und dergleichen (oder allgemein als „Kreisförderer" bezeichneten Systemen) zu befestigen
und um sie durch verschiedene Bearbeitungsstationen nach der Blasformstation
zu bewegen (zum Beispiel Stationen für Wärmebehandlung, Beschichtung
oder andere Arten der Behandlung).
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Im
Patent
US 3,945,486 wird
eine Vorrichtung offenbart, an der starre Behälter mit einer Öffnung abnehmbar
getragen und transportiert werden, indem in die Innenfläche der
Behälteröffnung eine aufblasbare
Elastomermembran eingreift, wobei Mittel vorhanden sind, um die
Membran aufzublasen und die Luft daraus wieder abzulassen. Die Vorrichtung
wird verwendet, um erwärmte
Glasflaschen hängend
durch verschiedene Bearbeitungsstufen zu bewegen, wobei auf die
Außenflächen der
Flaschen verschiedene Beschichtungen aufgebracht werden.
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In
einem anderen Patent,
US 4,086,999 ,
wird eine Kupplung offenbart, der ein äußeres schalenförmiges Element
umfasst, das als Träger
für andere Abschnitte
der Kupplung dient und das selbst drehbar an einem Förderer gelagert
ist, der die Kupplung zwischen Stationen zum Beladen mit Werkstücken und
Stationen zum Entladen befördert.
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In
bestimmten Situationen kann sich das Greifen des geformten Produkts
während
der Vorgänge
des Beladens oder Entladens des Förderers als besonders heikel
erweisen, da das geformte Produkt besonders anfällig für Beschädigungen sein kann, beispielsweise
wenn das Material einer blasgeformten Flasche noch nicht vollkommen
vernetzt ist oder wenn eine Beschichtung oder ein Anstrich noch nicht
vernetzt oder gehärtet
ist.
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Außerdem werden
in verschiedenen bekannten Beschichtungsprozessen die geblasenen Flaschen
oder andere zu beschichtende Produkte mit relativ hoher Geschwindigkeit
gedreht, während sie
durch einen Beschichtungssprühtunnel
gefördert werden,
um eine gleichmäßige Verteilung
der gesprühten
Flüssigkeit
auf der Flaschenoberfläche
zu erzielen, und/oder sie werden in Produktionslinien hoher Kapazität mit hoher
Geschwindigkeit befördert. Daher
ist es allgemein wünschenswert, über Vorrichtungen
zu Verfügen,
die die Flaschen oder andere zu beschichtende Produkte an einem
Deckenförderer befestigen,
der sie trotz hoher Drehzahlen oder Fördergeschwindigkeiten fest
und sicher hält.
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Gleichzeitig
kann es in bestimmten Fällen
erforderlich sein, die Werkstückaufnahme
und/oder einige Teile des geformten Produkts gegen bestimmte Formen
der Behandlung zu schützen,
beispielsweise manche Bereiche von einer Beschichtungsbehandlung
auszunehmen und zu schützen.
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Darstellung
der Erfindung
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Eine
der Aufgaben, die durch die vorliegende Erfindung gelöst sollen,
besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren verfügbar zu
machen, zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten, die
mindestens ein offenes Ende aufweisen, bei Verwendung eines Förderers,
wobei eventuelle Beschädigungen
der beförderten
Produkte während
der Vorgänge
des Be- und Entladens des Förderers
unter kritischen Bedingungen, wie sich unmittelbar nach einer Beschichtungsstufe
und auch bei hohen Geschwindigkeiten des Förderers auftreten, zu verringern.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Vorrichtung verfügbar
zu machen zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten
mit mindestens einem offenen Ende mittels eines Förderers,
wobei ein vorgegebener Bereich in der Nähe des Punkts, an dem die Produkte
während
des Förderns
aus einer möglicherweise
aggressiven Umgebung aufgenommen werden, geschützt wird.
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Die
vorstehend angeführten
Aufgaben werden mittels eines Geräts zum Fördern von Produkten gelöst, die
entsprechend Anspruch 1 mindestens ein offenes Ende aufweisen, umfassend
ein Aufnahmemittel, das geeignet ist das Produkt von der Innenseite
des offenen Endes her zu greifen und festzuhalten, weiter umfassend
eine verschiebbare Schutzhülse, mit
der ein vorgegebener Abschnitt des Produkts im Bereich des offenen
Endes abgedeckt und geschützt werden
kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel vorhanden ist, um
die genannte Schutzhülse
zwischen einer ersten Position, in der der genannte vorgegebene
Abschnitt des Produkts im Bereich des offenen Endes nicht abgedeckt
ist, und einer zweiten Position, in der der genannte vorgegebene
Abschnitt des Produkts im Bereich des offenen Endes abgedeckt ist,
hin und her zu schieben, und dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmittel
für das
genannte Aufnahmemittel vorhanden ist, wobei das genannte Antriebsmittel
unabhängig
von dem genannten Mittel zum Verschieben der genannten Schutzhülse ist.
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Die
vorstehend angeführten
Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zum Manipulieren und Bewegen
von Produkten mit mindestens einem offenen Ende gelöst, wobei
das genannte Verfahren mittels eines Geräts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5
durchgeführt
wird und die folgenden Vorgänge
umfasst:
- – Greifen
und Festhalten des Produkts von der Innenseite des offenen Endes
her mit dem Aufnahmemittel, das weiter eine verschiebbare Schutzhülse umfasst,
die einen vorgegebenen Abschnitt des Produkts im Bereich des offenen
Endes abdecken und schützen
kann, wobei das genannte Aufnahmemittel durch einen Kreisförderer mit
einem Zugelement oder mit einer Förderband befördert wird;
- – Bewegen
des von dem Aufnahmemittel festgehaltenen Produkts durch eine vorgegebene
Abfolge von Bearbeitungsstationen, wobei der vorgegebene Abschnitt
des Produkts im Bereich des offenen Endes geschützt wird, indem er von der
verschiebbaren Hülse
verdeckt ist;
- – Freigeben
des vorgegebenen Abschnitts des Produkts im Bereich des offenen
Endes, wobei das Produkt weiter im offenen Ende durch das Aufnahmemittel
festgehalten wird; und
- – Abnehmen
des Produkts von dem Aufnahmemittel durch ein weiteres außerhalb
des Aufnahmemittels befindliches Aufnahmemittel.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, eine verbesserte
Vorrichtung zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten
mit mindestens einem offenen Ende verfügbar zu machen, mittels eines
Förderers,
wobei die Produkte gehalten und bei relativ hohen Drehzahlen gedreht
werden und/oder mit hoher Geschwindigkeit befördert werden.
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Diese
Aufgaben werden gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung mittels eines Geräts gelöst, das
die Merkmale gemäß den Ansprüchen 5 und
6 aufweist. Einige bevorzugte Merkmale der Erfindung, die Gegenstand
der Unteransprüche sind,
stellen hinsichtlich Gewicht, Auswirkung auf die Gesamtkosten der
Produktionsanlage, kleinere Anzahl an Komponenten und verringerten
Wartungsbedarf Verbesserungen dar, auch in dem Fall von Aufnahme-
und Fördervorrichtungen,
die auch die Rotation des halbfertigen Produkts bei relativ hohen
Drehzahlen während
des Fördern
ermöglichen
müssen.
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Andere
bevorzugte Ausführungsformen
stellen ein exaktes Greifen des geformten Produkts sicher und tragen
so zur Verringerung von Vibrationen im System während des Rotierens und Förderns des Produkts
mit hoher Geschwindigkeit bei.
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Einige
bevorzugte Ausführungsformen
ermöglichen
das rasche Austauschen verschlissener Teile durch Verwendung schneller
Kopplungssysteme.
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Die
Aufnahmevorrichtung mit einem in radialer Richtung dehnbaren Ring
elastischer Vorsprünge oder
Finger stellt eine einfache und kostengünstige Haltevorrichtung dar,
die bei hohen Drehzahlen und Fördergeschwindigkeiten
verwendet werden kann; die auf Reibung beruhende Greifkraft der
Haltevorrichtung auf das Produkt lässt sich durch Verwendung geeigneter
Technopolymere wie Polyvinylidenfluorid verbessern.
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Der
Ring elastischer Vorsprünge
oder Finger lässt
sich im Kunststoffspritzguss herstellen und erlaubt eine erhebliche
Kostensenkung beispielsweise im Vergleich zu Werkstückaufnahmen
oder Haltevorrichtungen, deren greifender Teil aus Metall besteht. Die
Werkstückaufnahme
ist somit von einfacher Konstruktion und lässt sich zu relativ niedrigen
Montage- und Herstellungskosten produzieren.
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Bevorzugte
Merkmale der Erfindung werden weiter in den Unteransprüchen offenbart.
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen
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Weitere
Vorzüge,
die mittels der vorliegenden Erfindung erreicht werden können, werden
dem Fachmann aufgrund der folgenden detaillierten Beschreibung zweier
bevorzugter Beispiele, die den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht
einschränken, noch
ersichtlicher, wobei auf die beigefügten Abbildungen Bezug genommen
wird, von denen:
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1 eine
schematische Querschnittsdarstellung entlang einer senkrechten Ebene
eines Geräts
zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Behältern mit mindestens einem
offenen Ende gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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1a eine
schematische Querschnittsdarstellung in Längsrichtung des Augnahmemittels
des in 1 dargestellten Geräts ist;
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1b eine
schematische Querschnittsdarstellung des in 1 dargestellten
Geräts
entlang einer Ebene A-A ist, die auch mit einem Querschnitt entlang
einer Ebene B-B übereinstimmt;
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2a–2e Querschnittsdarstellungen in
Längsrichtung
der Abfolge des schnell koppelnden Einführens der in 1 dargestellten
Ausführungsform
sind;
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3a und 3b schematische
Darstellungen zweier Momente der Bewegung sind, in der die verschiebbare
Hülse des
in 1 dargestellten Geräts mittels eines Nockensystems
angehoben wird;
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4 eine
schematische Seitenansicht eine Flasche ist, die an einem Gerät zum Aufnehmen,
Manipulieren und Bewegen von Produkten gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung befestigt ist; und
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5 eine
schematische Querschnittsdarstellung eines Details des in 4 dargestellten
Geräts
mit einer aufgenommenen Flasche ist.
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Detaillierte Beschreibung
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung entlang einer senkrechten
Ebene eines Geräts
zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Behältern mit mindestens einem
offenen Ende gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dem besonderen hier beschriebenen
Beispiel wird das Gerät
verwendet, um blasgeformte Flaschen aus PET oder PP aufzunehmen
und zu manipulieren. In der folgenden Beschreibung wird ohne Unterscheidung
von Behältern,
Flaschen oder Produkten gesprochen, um dieselben Produkte zu benennen,
für die
das erfindungsgemäße Gerät verwendet
werden kann.
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Das
Gerät zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten, das Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist, wird als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet
und eignet sich zum Befestigen eines Produkts 2, oder genauer
gesagt eines Behälters 2,
im Weiteren auch als „Flasche 2" bezeichnet – siehe
die 3a und 3b –, an einem
Förderer 3 von
der als „Kreisförderer" bekannten Art oder
an einem Deckenförderer.
Ohne dass dadurch der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung
verlassen wird, kann es sich bei dem Förderer, an dem eine oder mehrere
Aufnahmegeräte 1 angebracht
werden sollen, um einen Seilförderer, Bandförderer,
Schlittenförderer,
Plattformförderer, Stabbandförderer oder
Plattenbandförderer
handeln oder auch um einen Förderer,
der auf dem Boden steht oder sich unterhalb des Bodens befinden,
oder um einen beliebigen anderen geeigneten Förderer, an dem das Aufnahmegerät 1 anstatt
zu hängen nach
einer Drehung um 180° gegenüber der
in 1 dargestellten Position unten angebracht werden
kann. In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen ist
der mit der Bezugsziffer 3 bezeichnete Förderer allgemein
ein Förderer
von einer der vorstehend angeführten
Arten.
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Das
in 1 dargestellte Gerät zum Aufnehmen, Manipulieren
und Bewegen von Produkten umfasst eine Schiene oder Tragführung aus
Profilstahl 4, die im Allgemeinen durch Biegen und nur
in bestimmten Abschnitten des Förderers
durch Extrudieren erhalten wird, um eine höhere Steifigkeit und Präzision der
Positionierung zu erzielen, wie es im Folgenden eingehender beschrieben
wird. Das in 1 dargestellte Gerät wird in
einer (nicht dargestellten) Anlage zum Formen und zur Behandlung von
Kunststoffflaschen verwendet, um die Flaschen von der Blasformeinheit
zu den nachfolgenden Stationen zu befördern, beispielsweise zu den
Beschichtungs- und Sprühbeschichtungsstationen,
und von dort zu einem eventuell vorhandenen Trockenofen, einer Wärmebehandlungsstation
und/oder einer Station zum Stapeln oder Entladen der fertigen Produkte.
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Das
in 1 dargestellte Gerät zum Aufnehmen, Manipulieren
und Bewegen von Produkten umfasst eine in ein Gehäuse 6 eingesetzte
vertikale Welle 5, auf der koaxial zur Welle 5 zwei
Rollräder (oder
Lager) 7a, 7b mit vertikaler Achse rotieren. In einem
Stück mit
dem Gehäuse 6 ist
eine horizontale Welle 8, auf der zwei Räder (oder
Lager) 9a, 9b mit horizontaler Achse rotieren.
Die Welle 5 kann auf zahlreiche Weisen an einem Förderer 3 befestigt werden;
zum Beispiel kann sie in der Mitte eines Kettenelements eines Förderers 3 in
einem gewissen Abstand von den Rädern 7a, 7b, 9a und 9b befestigt werden.
Der Förderer 3 kann
von der Art mit aufrechten Rädern
mit horizontaler Achse 9a, 9b oder irgendein anderer
bekannter Förderer
geeigneter Art sein.
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In
dem in 1 dargestellten Beispiel kann sich die von reibungsfreien
Laufbuchsen getragene vertikale Welle 5 relativ zum Gehäuse 6 und
zum Profilstahl 4 um ihre eigene Längsachse drehen und über ein
koaxial zu ihm liegendes Zahnritzel 10 ein Drehmoment aufnehmen – beispielsweise
kann das Zahnritzel 10 auf der Welle 5 befestigt
sein, und zwar entweder durch Presspassung oder mittels Schlitz und
Zapfen mit einem elastischen Stift 101 (siehe 1b)
oder mit einem Kegelstift.
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Wie
aufgrund des Stands der Technik bekannt ist, kann das Zahnritzel
beispielsweise durch eine zweite Antriebskette in Drehung versetzt
werden, die sich in der Richtung, die der Bewegungsrichtung des
Förderers 3 entgegengesetzt
ist, bewegt. Alternative dazu kann, wiederum entsprechend dem Stand
der Technik, das System 10 aus Antriebskette und Zahnritzel
beispielsweise durch ein System aus Keilriemen und Riemenscheibe
oder durch ein System aus einem flachen Riemen und einem Reibrad ersetzt
werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Gerät 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten ein üblicherweise
Werkstückaufnahme
genanntes Aufnahmemittel 20, das geeignet ist den Behälter 2 von
der Innenseite des offenen Endes 200 her zu greifen und
festzuhalten (in dem dargestellten Beispiel greift das Aufnahmemittel
die Flasche 2 von der Innenseite ihres Halses her 3), und es umfasst weiter eine verschiebbare
Schutzhülse 7,
mit der ein vorgegebener Abschnitt des Produkts oder Behälters im
Bereich des offenen Endes 200 abgedeckt und geschützt werden
kann, und es ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zum Aufnehmen
oder Loslassen des Produkts 2 durch das Aufnahme- und Festhaltemittel 20 unabhängig von
den Gleitbewegungen der Hülse 7 relativ
zur Gesamtheit des Geräts 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten ist. Tatsächlich ist
in dem dargestellten Beispiel auf der vertikalen Welle 5 und
koaxial zu ihr – beispielsweise
mittels eines der vorstehend genannten Systemen zur Befestigung
des Zahnritzels 10 an der Welle 5 – ein Zwischenelement 11 befestigt,
auf dem das Aufnahmemittel 20 befestigt ist und mittels
einer (im Folgenden eingehender beschriebenen) Druckblockkupplung
sowohl in axialer Richtung als auch so, dass Drehungen verhindert
werden, blockiert ist. In einem Stück mit dem Aufnahmemittel 20 ist
auch ein Flansch 11A ausgebildet, der eine gekerbte Außenkante 11C aufweist,
die komplementär
zu dem inneren gekerbten Abschnitt 40 der verschiebbaren
Hülse 7 ist,
mit der er so in Eingriff kommt, dass er darin in Längsrichtung
gleiten kann und dabei ein antreibendes Drehmoment parallel zur
Drehachse der Welle 5 überträgt – die gekerbte
Kupplung kann durch andere Verbindungsarten ersetzt werden, die
ein vertikales Gleiten mit Übertragung
eines Drehmoments ermöglichen –. Das heißt, die
gekerbte Außenkante 11C stellt
eine Gleitführung
dar, auf der die Hülse 7 gleitet. Das
Aufnahmemittel 20 in der in 1 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform
besteht aus einem in radialer Richtung dehnbaren Ring aus elastischen
jedenfalls deformierbaren Fingern, Vorsprüngen oder Verlängerungen 11B – vorzugsweise
hergestellt aus einem spritzbaren Technopolymer mit hinreichender Verschleißbeständigkeit,
Temperaturbeständigkeit und
Beständigkeit
gegenüber
Chemikalien –,
die in einer Lage, die einer inneren Rille (1a) entspricht,
auf einer ringförmigen
Feder 21 ruhen, die in den vorstehend genannten Ring eingesetzt
ist und ungefähr
senkrecht zur Längsachse
des Rings angeordnet ist. Die ringförmige Feder 21 ermöglicht es, dass
sich der Ring aus elastischen Verlängerungen 11B mit
leicht kontrollierbarer radialer Elastizität (die vorwiegend von den elastischen
Eigenschaften des Drahts der Feder und ihrer Lage entlang der Achse des
Rings abhängt)
ausdehnt oder zusammenzieht und sie ermöglicht die Lösung des
Problems des Ermüdungsbruchs,
das elastische Elemente aus Kunststoffmaterial in der Vergangenheit
bereiteten.
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Die
Dicke und Form der elastischen Verlängerungen werden an den zu
befördernden
Behälter angepasst,
um ihn je nach den Prozessbedingungen (beispielsweise Geschwindigkeit,
Drehzahl, Format des Behälters
oder des Vorformlings, Gewicht des Behälters oder des Vorformlings,
Form des Gewindes, Temperatur usw.) mehr oder weniger fest zu halten.
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Das
spritzbare Polymer, aus dem der Ring elastischer Verlängerungen 11B hergestellt
wird, ist vorteilhafterweise Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder ein
anderes Fluorpolymer oder -copolymer; die Verwendung von PVDF liefert
bei der Ausführung
der Werkstückaufnahme 20 gute
Reibungskräfte
an dem zu greifenden Flaschenhals; als weitere Vorteile bietet PVDF
in dieser Anwendung gute Beständigkeit gegen
relativ hohe Temperaturen um 100 bis 120°C und gegen Verschleiß oder Erosion.
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Mit
dieser Art von Aufnahmemittel 20 ist es möglich, eine
Flasche selbst bei relativ hohen Drehzahlen zu halten, beispielsweise
bis zu 1100 U/min oder mehr, wie es im Folgenden eingehender beschrieben
wird.
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Wie
wiederum aus der in den 1 und 1a dargestellten
Ausführungsform
ersichtlich, ist mit dem Aufnahmemittel 20 auch ein erstes
Außenelement 22 der
vorstehend genannten Kugel-Druckblockkupplung in einem Stück gefertigt;
das Innenelement der Kugel-Druckblockkupplung ist dagegen am unteren
Teil des Zwischenelements 11 ausgebildet. Die Kugel-Druckblockkupplung
wird durch ein röhrenförmiges Element 12 (1)
vervollständigt,
dessen unteres Ende innen eine geschlossene Oberfläche aufweist,
die wie ein Kegelstumpf geformt ist. Vorzugsweise – doch nicht
notwendig – sind
in die Durchgangsbohrungen in der vertikalen Wand des Zwischenelements 11 drei
Kugeln 23 aufgenommen. Die Kugeln klemmen in eine ringförmigen Rille 30 (1a)
oder in einer Reihe von Aussparungen, die geeignet sind, das durch
die auf den Außenteil
der Druckblockkupplung übertragene
Drehung erzeugte Moment zu übertragen.
Die Kugeln 23 werden in die geschlossene Fläche von der
Form eines Kegelstumpfs geschoben (oder mittels eines anderen auf
einer geneigten Fläche
basierenden Systems), da das röhrenförmige Element 12 durch
eine erste Feder 13 nach oben gedrückt wird. Das Aufnahmemittel 20 lässt sich
rasch herausschieben, indem das röhrenförmige Element 12 nach
unten gedrückt
wird.
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Die
Schrittfolge des Vorgangs des schnelle Koppelns des Aufnahmemittels 20 an
dem in 1 dargestellten Gerät 1 ist in den 2a–2e dargestellt.
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Die
Werkstückaufnahme 20 aus 1 ist hohl
ausgebildet mit einer inneren Durchgangsbohrung, durch die eine
Elektrode 17 für
elektrostatische Beschichtung, die Düse einer Füllvorrichtung oder andere Elemente,
die in die Flasche 2 eingeführt werden sollen, eingeführt und
herausgenommen werden können.
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Die
verschiebbare Hülse
wird von einer zweiten Feder 14, die zwischen einem Vorsprung
unten in der Hülse
und dem gleitenden Flansch 11A mit gekerbter Kante zusammengedrückt wird,
ständig
nach unten gedrückt,
und sie wird durch einen ringförmigen
Stopfen 15 daran gehindert herauszugleiten, der im oberen
Teil der verschiebbaren Hülse 7 eingepasst
ist und der auf dem gekerbten Flansch lastet, wenn das Gerät 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten, keine Flasche 2 greift
und leer ist.
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Das
Anheben der verschiebbaren Hülse 7 lässt sich
beispielsweise durch einen Nockenantrieb regeln, der dadurch entsteht,
dass an der Hülse
ein Flansch 16 ausgebildet ist, der während der horizontalen Fortbewegung
des Geräts 1 auf
einem Paar ebener Leisten 24 gleitend angehoben werden
kann, die vorzugsweise ebenfalls aus Technopolymeren mit angemessener
Verschleißbeständigkeit
und einem niedrigen Gleitreibungskoeffizienten bestehen, beispielsweise
aus Polyimid- oder Polyphenylharzen wie Polyetherimid (PEI) oder
Polyvinylidenfluorid (PVD), entsprechend Systemen, die an sich bereits bekannt
sind (3a und 3b). Die
Leiste 24 ist gegenüber
der Horizontalen geneigt, die Schiene 3 ist horizontal,
und H1 ist größer als
H2. Wenn sich der Förderer
fortbewegt, ruht der Flansch 16 auf dem Streifen 24 und
wird durch ihn nach oben gedrückt (3b).
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Falls
erforderlich, ist die Oberfläche 18 des Rings
von elastischen Verlängerungen 11B,
die in axialer Richtung der Anschlag für die gehaltene Flasche 2 ist,
tiefer (1a, Höhe H) gelagert als der gekerbte
Flansch 11A, so dass die verschiebbare Hülse 7,
wenn sie angehoben wird, problemlos den ganzen Hals und den Gewindeteil
der Flasche freigeben kann.
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Die
verschiebbare Hülse 7 und
die Leisten 24 – die
sich auf dem festen Trägerahmen
des Förderers
befinden – des
Nockenantriebs bestehen vorteilhafterweise aus geeigneten Technopolymeren,
die hinreichend verschleißbeständig sind
und niedrige Gleitreibungskoeffizienten besitzen.
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Ein
Gerät 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten, das mit der verschiebbaren
Hülle 7,
dem ringförmigen
Stopfen 15 und der Werkstückaufnahme 20 aus
Kunststoffmaterial versehen ist, lässt sich zu niedrigen Kosten
im Spritzguss herstellen, besitzt ein sehr niedriges Gewicht und
eine sehr geringe Trägheit,
und die Vibrationen während
einer eventuellen schnellen Rotation der Flasche sind derart, dass
der gesamte Förderer
weniger belastet wird.
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Außerdem können die
drei vorstehend genannten Kunststoffkomponenten, die in dem Gerät 1 während des
Betriebs am stärksten
verschleißen, dank
der Kugel-Druckblockkupplung
während
einer außerplanmäßigen Wartung
in einem einzigen Arbeitsschritt schnell ausgetauscht werden. Da
in einer Anlage zur Produktion von Flaschen mittels Blasformen von
den Geräten 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten häufig einige
Hunderte, wenn nicht Tausende vorhanden sind, ist die Gesamtersparnis
umso offensichtlicher.
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Bei
Wahl geeigneter Technopolymere müssen
diese drei Kunststoffkomponenten nur einmal im Jahr wegen Verschleiß ausgetauscht
werden und halten den aggressiven Umgebungsbedingungen in modernen
Industrieprozessen stand.
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Demgegenüber bestehen
das Zwischenelement 11 und das röhrenförmige Element 12 vorzugsweise
aus Metall.
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Es
folgt eine Beschreibung des Betriebs des in 1 dargestellten
Geräts.
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Eine
Flasche 2 oder allgemein ein Behälter 2 mit einem offenen
Ende 200 wird auf bekannte Weise in einer Ladestation nach
oben gegen den Ring elastischer Vorsprünge oder Verlängerungen 11B gedrückt. Der
Ring von Verlängerungen
wird in den Hals 200 der Flasche 2 gedrückt, und
vermöge
der Reibung hält
er die Flasche 2 in axialer Richtung und verhindert, dass
sie rotiert. Die zweite Feder 14 hält die verschiebbare Hülse 7 gedrückt, so
dass die letztere so auf einen Teil der Flasche drückt (beispielsweise
den Bundring oder den Flansch zum Aufreißen des Siegels – siehe 5),
dass der Hals 200 isoliert wird und soweit möglich eine
Abdichtung gegenüber
der äußeren Umgebung
entsteht, was auch vom Vorhandensein ein anderen Lösung – falls
eine solche existiert – abhängt, beispielsweise
einer Dichtung an dem ringförmigen
Ring der Hülse,
der auf die Flasche 2 drückt. Die Form, der Durchmesser
und der Hub der Hülse 7 sind
selbstverständlich
entsprechend der Form der Flasche oder des Behälters und dem Teil der Flasche
oder des Behälters
ausgelegt, den die Hülse,
wenn sie abgesenkt ist, von der äußeren Umgebung
isolieren und gegen sie schützen
soll.
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Auf
diese Weise stellt die verschiebbare Hülse 7 – in Kombination
mit dem Aufnahmemittel 20, das gelegentlich fehlerhaft
sein kann – auch
einen zusätzlichen
Schutz und eine zusätzliche
Isolierung des Innenraums der Flasche 2 nicht nur gegen
Farbe und Lösungsmittel,
sondern auch gegen andere Verschmutzungen von außen dar, beispielsweise gegen Schmiermittel.
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Die
beispielsweise mittels Blasformen oder eines anderen geeigneten
Verfahrens hergestellte Flasche 2 kann so an einem automatischen
Förderer 3 durch
die verschiedenen Bearbeitungsstationen nach der Formstation befördert werden.
Zum Beispiel kann im Fall einer PET-Flasche die geformte Flasche eine
Station zur Sprühbeschichtung
mit HVLP oder zur elektrostatischen Beschichtung passieren, zum Beispiel
für eine
Farbbehandlung oder eine Behandlung, um die Flasche für CO2 oder molekularen Sauerstoff undurchlässig zu
machen, wie im Fall von Flaschen für sprudelnde Getränke, Fruchtsaft
oder Bier, oder sonstige Getränke,
die durch Sauerstoff leicht angegriffen werden oder leicht CO2 verlieren, ohne dass der von der verschiebbaren
Hülse bedeckte
Bereich, beispielsweise der Hals- und Gewindebereich der Flasche,
beschichtet wird.
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Während des
Sprühens
muss die Flasche häufig
mit einer Drehzahl von ungefähr
300 mit 1100 U/min gedreht werden, und dies geschieht beispielsweise,
wie zuvor erwähnt,
indem das Zahnritzel 10 mit einer zweiten Antriebskette
in Eingriff gebracht wird, die sich in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung
des Kettenförderers 3 entgegengesetzt
ist, bewegt.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Räder 7A, 7B, 9A, 9B der
Geräte 1 entlang
der Bereiche des Förderers 3 in
einer Position, die den zweiten Antriebsketten entspricht, in einem
Präzisionsstahlprofil 4 laufen, das
zwischen den Rädern
und den Profilabschnitten 4 ein Spiel lässt, das kleiner als in den übrigen Abschnitten
des Förderers
ist. Dies reduziert die horizontale Auslenkung des Geräts 1 unter
der Wirkung der zweiten Antriebskette auf das Zahnritzel 10.
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Nach
der Beschichtungsstation (oder wenn es sonst erforderlich ist) wird
die verschiebbare Hülse 7,
während
der Förderer 3 seinen
Weg fortsetzt, angehoben, beispielsweise mittels eines Nockensystems
(3a und 3b), so
dass der Hals 200 und der Gewindebereich der Flasche freigegeben werden,
die, da sie nicht beschichtet wurden, beispielsweise mittels Greifern
oder anderer Vorrichtungen gegriffen werden können, selbst wenn die Beschichtung
noch nicht getrocknet ist, um die Flasche vom Kettenförderer abzunehmen.
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Die 4 und 5 sind
schematische Darstellungen einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
eines Geräts
zum Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem die verschiebbare Hülse 70, die Federn 140 und 130,
das röhrenförmige Element 120,
das Zwischenelement 110, das Aufnahmemittel 60 und
der ringförmige
Stopfen 150 den vorstehend beschriebenen in 1 mit 7, 14, 13, 12, 11, 20 und 15 bezeichneten
Elementen entsprechen und ähnliche
Funktionen aufweisen, während
die Welle 50 zum Befestigen an der Förderkette nicht um ihre eigene
Achse rotieren kann und das System aus Hülse 70 + Aufnahmemittel 60 wegen
der zwischen dem Zwischenelement 110 und den zwei relativ
zur Welle 50 fixierten Elementen 185 und 195 befindlichen Buchsen 180 und 190 auf
einer vertikalen Achse rotieren kann.
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Die
verschiebbare Hülse 70 kann
durch ein Riemenrad, einen Riemen oder ein Kabel, das sich entgegen
der Bewegungsrichtung des Geräts 1 entlang
des Förderers 3 bewegt
und in den Sitz 170 an dem Doppelflansch, der dem in den 3a und 3b dargestellten
Flansch ähnlich
ist, greift. Der Doppelflansch hat auch die Funktion, die Hülse 70 mittels
eines externen Nockensystems 24 anzuheben, wie es in den 3a und 3b dargestellt ist.
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Die
Dicke und Form der elastischen Vorsprünge werden an den zu befördernden
Behälter angepasst,
um ihn entsprechend der Prozessbedingungen, beispielsweise der Fördergeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit,
dem Format des Behälters oder
des Vorformlings, dem Gewicht des Behälters oder des Vorformlings,
der Form des Gewindes, der Temperatur usw. mehr oder weniger starr
zu halten. Einige Vorzüge
der Verwendung dieser Art von Aufnahmemittel wurden bereits vorstehend
beschrieben; darüber
hinaus kann der Ring elastischer Verlängerungen einfach mittels Spritzguss
von Polymermaterialien hergestellt werden, wodurch sich die Kosten jedes
Geräts
erheblich senken lassen; das gesamte Konzept des Aufnahmemittels
mit einem Ring elastischer Verlängerungen,
die auf einem elastischen Element sitzen, ist kostengünstig und
einfach zu realisieren.
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An
den vorstehend nur anhand von Beispielen beschriebenen Geräten können selbstverständlich zahlreiche
andere Abwandlungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Anwendungsbereich der
vorliegenden Erfindung verlassen wird. Beispielsweise kann die Art
der Befestigung des Aufnahmegeräts 1 an
dem Kettenförderer
abgewandelt werden: die vertikale Welle 5 kann drehbar
oder fest sein, und sie kann entweder in der Nähe der Räder der Kette des Förderers
oder in einem Abstand davon positioniert sein. Ebenso kann das Gerät 1 zum
Aufnehmen, Manipulieren und Bewegen von Produkten zum Manipulieren
einer großen
Vielfalt von Produkten verwendet werden, einschließlich halbfertiger
Produkte wie Vorformlingen für
das Blasformen; der Flansch 16 kann modifiziert und durch
ein oder mehrere Flanschsegmente oder durch einen geeigneten radialen
Vorsprung der verschiebbaren Hülse 7 ersetzt werden,
der so ausgebildet ist, dass er die letztgenannte auf einer externen
Nocke gleitend anhebt; die ringförmige
Feder 21 kann durch andere in radialer Richtung elastische
Elemente ersetzt werden; das erste Außenelement 22 (1a),
das mit dem Aufnahmemittel 20 in einem Stück ist,
kann auch ein Metalleinsatz sein, um den der Kunststoffkörper des
Aufnahmemittels 20 herum geformt wird; auch weitere Modifikationen
sind möglich.