DE69728646T2

DE69728646T2 - Maschine zum ordnungsgemässen zuführen von flaschen

Info

Publication number: DE69728646T2
Application number: DE69728646T
Authority: DE
Inventors: Lino Lanfranchi
Original assignee: Lanfranchi SRL
Current assignee: Lanfranchi SRL
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1997-11-08
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2017-11-09
Also published as: EP0877711A2; EP0877711B1; CN1214023A; WO1998021129A2; DE69728646D1; ITMI962346A1; IN192333B; ITMI962346A0; ES2217437T3; CN1076310C; AR010563A1; US6098781A; AU5551598A; IT1287097B1; WO1998021129A3; BR9707131A; ATE264246T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Ausrichten von Kunststoffflaschen und vergleichbaren Behältern, die einem ungeordneten Haufen entnommen werden, und zur Zuführung in einer geordneten Reihe.
Eine derartige Zuführmaschine enthält einen Trichter, in dem die zuzuführenden Flaschen ungeordnet gesammelt werden. Durch Rotation der umgebenden Wand des Trichters werden die Flaschen so angestoßen, dass sie sich auf schrägen Führungen nach oben bewegen, bis sie über die Oberkante der Wand zurückfallen und in waagerechter Position von Führungen aufgenommen werden, die um den Trichter herum angeordnet sind.
Dem Zweck entsprechend angefertigte Blätter schieben die Flaschen auf den dem Umfang entlang angeordneten Führungen zu den Öffnungen nach oben, durch die die Flaschen in die darunterliegenden Tragkörbe fallen, die Einrichtungen zur Ausrichtung der Flaschen während des anschließenden Falls durch die Schächte enthalten, die die Flaschen, die nun senkrecht angeordnet sind, in Richtung Einrichtungen zur Ausgabe einer ausgerichteten Reihe lenken.
Ein Beispiel für eine derartige Maschine ist in der Schrift EP-B-374 107 beschrieben.
Mit steigender Abfüllgeschwindigkeit von Flaschen besteht eine zunehmende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitszuführmaschinen. Aus verschiedenen Gründen ist es jedoch nicht möglich, die Rotationsgeschwindigkeit des Trichters beliebig zu erhöhen. Der Aufbau der vorliegenden Maschinen bringt infolgedessen operative Grenzen mit sich, die sie für Hochgeschwindigkeitsabfüllungen ungeeignet machen.
Um die Zuführgeschwindigkeit der Flaschen zu erhöhen, sind Maschinen hergestellt worden, in denen sich der Ring, auf den die ausgerichteten Flaschen fallen, schneller als der Trichter dreht. Eine Maschine diesen Typs entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ist zum Beispiel in dem Dokument US-A-4 825 995 beschrieben. Um die oben erwähnten unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten sicherzustellen, erfordert die in dieser Schrift beschriebene Maschine einen ziemlich komplizierten Mechanismus mit Übersetzungsketten und -riemen, die zu einer Sekundärwelle führen, die außerhalb des rotierenden umlaufenden Rings angeordnet ist. Es ist offensichtlich, dass eine auf diese Weise ausgestattete Maschine sehr große Gesamtabmessungen aufweist und einem raschen Verschleiß der Übersetzungsbauteile unterliegt.
Der allgemeine Zweck der vorliegenden Erfindung besteht im Überwinden der oben erwähnten Nachteile, indem eine Zuführmaschine bereitgestellt wird, die es erlaubt, sicher und mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit Flaschen in geordneten Reihen zu überführen und die einen Antriebsmechanismus mit rotierenden Teilen aufweist, gekennzeichnet durch einen einfachen Aufbau und einen begrenzten beanspruchten Raum.
Im Hinblick auf diesen Zweck ist beabsichtigt, erfindungsgemäß eine Flaschen ausrichtende und in Reihe bringende Maschine bereitzustellen, die einen Massenbeladetrichter für Flaschen enthält, dessen innere Seitenwand Schaufeln hält, um die Flaschen auf eine spiralförmige Führung zu schieben, die sich entlang der Innenwand von dem Ende aus erstreckt, an dem die Flaschen in ein ringförmiges Fach entladen werden, das sich um den Außenrand der oberen Kante des Trichters herum erstreckt, wo die Flaschen aufgenommen werden, um auf einem Träger in Körben transportiert zu werden, die um den Trichter herum angeordnet sind und sich mit diesem drehen, wobei der Träger Öffnungen aufweist, so dass die Flaschen in ausrichtende Schächte fallen, die sich integriert mit den Körben drehen und aus denen die Flaschen in umgebende Fächer eines Rings entladen werden, der sich koaxial zu dem Trichter mit größerer Geschwindigkeit dreht, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter und der Ring während der Rotation jeweils durch zueinander koaxiale Karussellwagen gehalten werden, wobei die Karussellwagen des Trichters über ein Getriebe durch eine mit einem An trieb versehene Welle zur Rotation angetrieben werden und die beiden Wellen innerhalb der Maschine unter dem Trichter angeordnet sind, wobei die Wellen entgegengesetzt rotieren und auf ihnen jeweils Ritzel befestigt sind, um eine Rotation der koaxial gezähnten Axiallager zu bewirken, die die jeweiligen Karussellwagen halten.
Um die Erläuterung des innovativen Prinzips der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile in bezug auf den Stand der Technik zu verdeutlichen, wird im folgenden ein mögliches Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen:
1 zeigt eine Ansicht einer Zuführmaschine, wie sie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, im Teilschnitt,
2 zeigt eine schematische Ansicht entlang der Schnittebene II-II der 1, und
3–5 zeigen beispielhafte Ansichten des Betriebszyklus einer erfindungsgemäßen Maschine.
1 zeigt einen Schnitt durch eine Zuführmaschine, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Die Maschine 10 enthält einen Trichter 11, mit einem sich verjüngenden Boden, dessen Wand mehrere Rippen 12 aufweist, um die in dem Trichter enthaltenden Flaschen 13 entlang nach unten gerichteten Führungen 14 zu verschieben. Die Flaschen, die entlang der Führungen 14 verschoben werden, fallen über die Oberkante des Trichters in einen Raum oder ein ringförmiges Fach 15, das zwischen der Trichterwand und einer festen Fachwand 16 angeordnet ist. In dem Zwischenraum 15 verlaufen Führungen 18 um den Trichter herum. Der umlaufende Trichter ist mit einem elektrischen Motor 19 motorisiert und weist Schaufeln 21 auf, um die Flaschen (mit 13' angegeben) entlang der Führungen 18 zu verschieben. Wie auf diesem Gebiet bekannt ist, weisen die Führungen Öffnungen auf, die es den Flaschen erlauben, in die darunterliegenden tunnelförmigen Schächte 22 zu fallen, die sich integriert mit den Körben 21 und senkrecht unter diesen drehen. Die Schächte lenken die aufrechtstehenden Flaschen in Richtung Auslasseinrichtungen für eine geordnete Flaschenrei he. Die Körbe 21 enthalten bekannte Einrichtungen 23, um sicherzustellen, dass die Flaschen in aufrechter Position durch den Schacht 22 fallen. In dem Zwischenraum 15 unter den Schächten 22 dreht sich ein Ring 20 aus Fächern 24, die jeweils so ausgestaltet sind, dass sie eine aufrechtstehende Flasche aufnehmen können, die aus dem Schacht fällt. Der Ring 20 dreht sich koaxial zu dem Trichter mit Hilfe eines Mechanismus 25, der durch denselben Motor 19 angetrieben wird, mit einem Bewegungsverhältnis, das unten verdeutlicht wird. Eine fingerartige Extraktionseinrichtung 26 entnimmt dem Ring die Flaschen, wenn sie gegenüber einer Entnahmevorrichtung mit rotierenden Schaufeln 27 ankommen, die die Flaschen aufnimmt, die von dem Extraktor 26 radial bewegt werden, um sie in die Position 28 zu überführen, wo sie herkömmliche Transportmittel (zum Beispiel ein Förderband) aufnehmen, um sie entlang der durch die Maschine 10 zugeführten Produktionsreihe zu führen. Wie in 1 zu sehen ist, dreht der Motor 19 über ein Reduktionsstück 32 eine Welle 33, auf der ein Ritzel 34 befestigt ist, um ein gezähntes Axiallager 35 anzutreiben, das einen Karussellwagen 36, der in den Trichter integriert ist, zu halten. Geeignete Rollenlager 37 sind zwischen dem Axiallager 35 und dem Maschinenfuß 38 angeordnet, um die korrekte Drehung des Karussellwagens sicherzustellen.
An der Welle 33 ist ebenfalls ein Zahnrad 39 befestigt, das mit einem anderen Zahnrad 40 koaxial zu einer Sekundärwelle 41 in Eingriff steht, auf welcher wiederum ein Ritzel 42 gelagert ist. Über das Ritzel 42 ist ein zweites gezähntes Axiallager 43 angelenkt, das einen zweiten Karussellwagen 44 trägt, der in den Ring 24 integriert ist, der die Flaschen aufnimmt. Zwischen dem Axiallager 43 und dem Fuß 38 sind Lager angeordnet.
Vorteilhaft kann an der Sekundärwelle 41 eine Riemenscheibe 46 befestigt sein, die über einen Riemen 47 und eine angetriebene Riemenscheibe 48 eine Hilfswelle 49 zur Steuerung der Rotation der Flaschenrückführeinrichtung 27 antreibt.
Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die Antriebsvorrichtung für die Karussellwagen der erfindungsgemäßen Ma schine eine signifikante Vereinfachung des Aufbaus und Mechanismus im Vergleich zu den dem Stand der Technik entsprechenden Maschinen und ebenfalls eine Verringerung der Gesamtabmessungen erlauben, da die Wellen 33, 41 mit den damit verbundenen Kupplungsgetrieben innerhalb den Umrissen der Maschine unterhalb des Trichters angeordnet sind.
In den 3–5 ist schematisch ein Betriebszyklus einer Maschine dargestellt, der die synchronisierte Beziehung zwischen den Schaufeln 21 und dem Ring 20 zeigt. Zur Vereinfachung zeigen die 3–5 nur drei Körbe 21a, 21b, 21c, die um 120° voneinander beabstandet sind. Tatsächlich kann die Anzahl der Körbe größer sein, wie zum Beispiel einundzwanzig, die immer gleichmäßig entlang des Umfangs angeordnet sind. Die Anzahl der Führungen 18, die durch Öffnungen 29a, 29b, 29c unterteilt sind, beträgt ebenfalls drei. Die Öffnungen sind ausreichend breit, um einen virtuell waagerechten Fall einer Fasche zu erlauben, um eine senkrechte Rotation während des Falls in den Schacht zu erlauben. Wie einem Fachmann klar sein wird, sind die Führungen 14 so angeordnet, daß eine neue Flasche in einen der Körbe 21 fällt, wenn der Korb in den jeweiligen Schacht entleert wird.
Zu Beginn eines Zyklus (3) sind die Körbe also mit den Flaschen gefüllt, die waagerecht auf der Führung 18 liegen. Die Rotation der Körbe führt die Flaschen über die Öffnungen 29 (4). Die Flaschen fallen daraufhin durch die Schächte und senkrecht in eine Zelle oder in ein Fach des Rings 20. Nachdem die Flaschen gefallen sind, sind die Körbe wieder leer und bereit, drei weitere Flaschen aufzunehmen (5). An diesem Punkt wird der Transport- und Fallzyklus der Flaschen in die Körbe identisch wiederholt. So zum Beispiel nimmt der Korb 21a zwischen der Öffnung 29a der ersten Entleerung und der Öffnung 29b eine neue Flasche auf. Der Korb 21a dreht sich weiter und erreicht die Öffnung 29b, wo er die neue Flasche in den Schacht 22 fallen läßt, der unter dem Korb befestigt ist. Die Flasche fällt aus dem Schacht in das Fach 24, auf dem Weg zwischen 29a und 29b bewirken der Rotationsmechanismus der Schaufeln und des Rings 20 jedoch, dass sich der Ring 20 in bezug auf die Schaufeln um einen ,Schritt' dreht, d. h. die Länge eines Ringfachs. Auf diese Weise erreicht das Fach, das auf das Fach folgt, das im vorigen Zyklus gefüllt wurde, die folgende Öffnung 29b, die dem Schacht gegenüberliegt. Der Vorgang des Durchlaufs zwischen 29b und 29c ist identisch.
Auf diese Weise entleert jeder Korb während einer vollständigen Umdrehung drei Flaschen in drei aufeinanderfolgende Fächer. Bei einundzwanzig Fächern werden infolgedessen 60 Flaschenpro Umdrehung gefördert.
Dies erlaubt einen beträchtliche Erhöhung der Übertragungsfrequenz der Flaschen in bezug auf das, was mit den dem Stand der Technik entsprechenden Maschinen bisher möglich war.
An diesem Punkt wird klar, dass das gesetzte Ziel erreicht worden ist.
Natürlich erfolgte die obige Beschreibung einer die innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung anwendende Ausführungsform anhand eines nicht einschränkenden Beispiels dieser Prinzipien im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
So kann zum Beispiel die Anzahl und Form der Körbe in Abhängigkeit von spezifischen Anforderungen modifiziert werden.
Die Häufigkeit, mit der die Flaschen in die Fächer 24 des Rings fallen, ist besonders hoch und die Anordnung der Sitze ist enger, um eine hohe Produktivität zu erzielen, wie sie von der Erfindung angestrebt wird. Infolgedessen ist eine genaue Zuführung der Flasche, die aus dem Schacht in das Ringfach fällt, ebenfalls entscheidend.
Theoretisch ist beabsichtigt, dass die Flasche in den Sitz fällt, wenn der Sitz exakt auf den Schacht ausgerichtet ist. Diese Situation kann in der Praxis jedoch nicht mit Exaktheit und Genauigkeit vorliegen. Die Flasche, die mit einem geringen zeitlichen Vorsprung fällt, berührt daher die Seitenwand des Sitzes und prallt ziemlich heftig ab und kann beim Zurückfallen nicht von dem Fach aufgenommen werde, womit beträchtliche Beeinträchtigungen des regulären Maschinenbetriebs erfolgen. Um diese Beeinträchtigungen abzustellen, ist die obere Kante der Seitenwand des Fachs, die in Richtung der Bewegungsrichtung des Rings vorn liegt, erfindungsgemäß in Richtung Fachinnenraum abgeschrägt, und die Synchronisation zwischen Radrotation und Flaschenfall ist derart, dass der Fall mit einem geringen zeitlichen Vorsprung zu dem Augenblick erfolgt, in dem Schachtachse und Fachachse aufeinander ausgerichtet sind. Der Flaschenboden berührt diese schräg angeordnete Abschrägung und erfährt einen Rückstoß, der eine kleine Komponente nach oben und eine Stoßkompnente der Flasche in Ausrichtung auf das Fach hat, was das Zuführen der Flasche dahinein erheblich vereinfacht.
2 zeigt, wie die Trennwand 30 zwischen den Fächern an ihrer Oberkante mit einer schrägen Fläche 31 abgeschrägt ist. Der Flaschenboden, der senkrecht fällt, hat eine Rückstoßtrajektorie mit einer wichtigen Orientierungskomponente der Flasche wohingegen die senkrecht Rückstoßkomponente erheblich reduziert ist. Um merklich einen derartigen Effekt zu erzielen, muss die Fläche 31 einen relativ kleinen Winkel mit der Fachachse bilden, zum Beispiel von nicht mehr als 45°.

Claims

Flaschen ausrichtende und in Reihe bringende Maschine (10), aufweisend einen Massenbeladetrichter (11) für Flaschen, dessen innere Seitenwand Schaufeln (12) hält, um die Flaschen (13) auf eine spiralförmige Führung (14) zu schieben, die sich entlang der Innenwand von dem Ende aus erstreckt, an dem die Flaschen (13) in ein ringförmiges Fach (15) entladen werden, das sich um den Außenrand der oberen Kante des Trichters (11) herum erstreckt, wo die Flaschen (13) aufgenommen werden, um auf einem Träger (18) in Körben (21) transportiert zu werden, die um den Trichter (11) herum angeordnet sind und sich mit diesem drehen, wobei der Träger (18) Öffnungen (29) aufweist, um die Flaschen (13) in ausrichtende Schächte (22) fallen zu lassen, die sich integriert mit den Körben (21) drehen und aus denen die Flaschen (13) in umgebende Fächer (24) eines Rings (20) entladen werden, der sich koaxial zu dem Trichter (11) mit größerer Geschwindigkeit dreht, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (11) und der Ring (20) während der Rotation jeweils durch zueinander koaxiale Karussellwagen (36,44) gehalten werden, wobei die Karussellwagen (36) des Trichters (11) durch eine mit einem Antrieb versehene Welle (33) angetrieben werden und die Karussellwagen (44) des Rings (20) über eine Welle (41) angetrieben werden, die durch die mit einem Antrieb versehene Welle (33) zur Rotation angetrieben wird und die beiden Wellen (33, 41) innerhalb der Maschine (10) unter dem Trichter (11) angeordnet sind, wobei die Wellen (33, 41) entgegengesetzt rotieren und auf ihnen jeweils Ritzel (34, 42) befestigt sind, um eine Rotation der koaxial gezähnten Axiallager (35, 43) zu bewirken, die die jeweiligen Karussellwagen (36, 44) halten.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Rings (20) größer als die Rotationsgeschwindigkeit der Körbe (21) ist, derart, dass der Ring (20) relativ zu den Fächern (21) um eine Distanz vorbewegt, die dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fächern (24) entspricht und jede Rotation eines Korbs (21) der Entladung einer Flasche (13) aus einem Korb entspricht, wobei die in dem Ring (20) ausgebildeten Fächer (24) in ihrer Anzahl das Dreifache der Anzahl der (21) minus drei betragen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausrichtenden Schächte (22) tunnelförmig sind.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Ring (20) ausgebildeten Fächer (24) durch Wände (30) mit einer oberen abgeschrägten Kante (31) voneinander getrennt sind.
Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeschrägte obere Kante (31) eine schräge Fläche aufweist, die mit der Achse des Fachs (24) einen Winkel von nicht mehr als 45° bildet.