EP1751008A2 - Maschine zum ausrichten und ausstatten von gegenständen - Google Patents

Maschine zum ausrichten und ausstatten von gegenständen

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EP1751008A2
EP1751008A2 EP05747047A EP05747047A EP1751008A2 EP 1751008 A2 EP1751008 A2 EP 1751008A2 EP 05747047 A EP05747047 A EP 05747047A EP 05747047 A EP05747047 A EP 05747047A EP 1751008 A2 EP1751008 A2 EP 1751008A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turntable
machine according
motor
drive unit
output shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05747047A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1751008B1 (de
Inventor
Hartmut Davidson
Matthias Wahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP1751008A2 publication Critical patent/EP1751008A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1751008B1 publication Critical patent/EP1751008B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/06—Devices for presenting articles in predetermined attitude or position at labelling station
    • B65C9/067—Devices for presenting articles in predetermined attitude or position at labelling station for orienting articles having irregularities, e.g. holes, spots or markings, e.g. labels or imprints, the irregularities or markings being detected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/02—Devices for moving articles, e.g. containers, past labelling station
    • B65C9/04—Devices for moving articles, e.g. containers, past labelling station having means for rotating the articles

Definitions

  • the invention relates to a machine for aligning and / or equipping objects according to the preamble of claim 1.
  • Such machines are known from a wide variety of areas. You will e.g. also used in the beverage industry to align products for further processing. Further processing could be, for example, checking certain features or labeling the objects. If the containers are treated several times during labeling, alignment and reorientation is also necessary during the processing process. This is done with plates rotatably mounted in the rotary table of the machine, on which the objects to be treated are placed. These plates are brought into the respective position by control and drive devices.
  • Such a control device can be, for example, a self-contained control cam in which roller levers act either directly (DE-AS 1 486 138) or indirectly (DE-AS 1 258 784) on the turntables.
  • Control and positioning devices are also known, in which gear wheels are attached to the side of the turntable that repels the product, said gears being in engagement with rotating toothed belts. The rotary movements to be generated with such devices are mainly used in all-round labeling. Labeling machines can be quickly labeled to others To adapt objects, the above-mentioned control and positioning devices quickly reach their limits.
  • the invention is based on the object of creating a machine of the type mentioned at the beginning with which an alignment is carried out or equipment of objects with less effort with high accuracy is possible.
  • the present invention is a machine for aligning and / or equipping containers.
  • Containers are understood to mean objects of various types and shapes. These can be bottles, cans or canisters, for example.
  • Equipment can be understood to mean various processes, such as labeling, labeling or sealing.
  • the containers stand on turntables, which preferably have a round, essentially flat shape. The turntables often have depressions or elevations that serve to center the containers. In addition to the round and / or flat turntables, other designs are also conceivable.
  • the turntables are rotatably mounted on a table that rotates around a fixed, preferably vertical axis. However, linear tables or conveyors with turntables are also conceivable.
  • Each turntable on the turntable is equipped with its own motor drive unit, for example an electrical synchronous or asynchronous motor.
  • the turntable is connected to its drive unit in such a way that it is driven by the motor of the drive unit at a speed ratio of 1: 1.
  • the speed of the turntable corresponds to that of the motor rotating field.
  • the drive shaft of the motor is preferably arranged concentrically to the axis of rotation of the turntable. In this way, coupling elements that compensate for an axial offset may also be unnecessary. It is about a so-called direct drive, in which there is no need to interpose wear-prone speed-reducing transmission elements between the motor output shaft and the turntable.
  • the drive unit consists of a direct drive and a control device, so that each direct drive has its own control device.
  • the control device is located directly on the direct drive. This eliminates the need for complex connections and exposed cabling.
  • the motor of the drive unit can be designed differently.
  • it can be a multipole servo motor in a conventional design, a disc rotor motor or an external rotor motor.
  • a design as a bell-armature motor is particularly favorable. This has the advantage that, compared to the internal rotor motor with the same size, it delivers a higher torque due to the larger diameter of the rotor.
  • a particularly compact design can be achieved with the bell-type armature motor if the rotating rotor simultaneously functions as a turntable for the object to be aligned or equipped.
  • a separate turntable can also be attached to the bell anchor.
  • the bell anchor can be supported directly on the rotary table of the machine via a rotary bearing or with the interposition of a base plate.
  • control devices are communicatively connected to one another.
  • a connection can be both wireless and wired will be realized.
  • a wireless solution could be implemented, for example, as an infrared or Bluetooth connection, and a wired solution, for example, as a bus system.
  • the control devices are preferably connected to one another via a ring line.
  • the bus system used is a CAN bus.
  • Communication systems can contain a wide variety of information, such as the current rotary table position or the rotary program for the respective rotary table can be imported, exchanged and changed.
  • the turning program for the turntable for aligning the containers is preferably stored as a sixth degree polynomial in the control devices. If the machine is to be converted to other objects to be aligned or equipped, there is no longer any need to replace fittings (control cams, belt wheels or the like), but the rotary program for the rotary table is adapted to the respective objects or a different, already saved rotary program from one Memory called.
  • the recording of current shooting programs can e.g. via a programming device, passed on to the PLC of the machine and then distributed to all control devices via the bus system.
  • a resolver is preferably used as the position encoder.
  • a sensor is assigned to each turntable to align the containers. With such sensors it can be, for example, optical sensors, such as light sensors, light barriers or camera systems. However, other sensor systems such as magnetic or acoustic ones are also conceivable. They only have to be adapted to certain identification features of the containers to be aligned or equipped in order to recognize their individual characteristics.
  • the sensors assigned to the turntables are preferably connected directly to the control device.
  • each turntable with a sensor, but rather to attach a central, stationary sensor / camera to the machine.
  • the position of the container is recognized as it moves past the sensor and passed on via the bus system to the respective control devices of the turntables, in order to then align them accordingly.
  • the signals from the sensor are evaluated in the control device located on the drive unit.
  • the evaluated signals are passed on to the drive unit in the form of control pulses, so that the container on the turntable can be rotated to the correct position in the shortest possible way.
  • the shaft from the motor to the turntable is not in one piece but in two pieces and the bearing is floating.
  • the housing is also divided into two parts, the first part comprising the rotor of the motor and the control device.
  • the second part of the housing is preferably designed as a bearing plate, which can be used in a further preferred embodiment as a socket in the turntable.
  • This solution is very space-saving.
  • a holding device is integrated which can hold the motor shaft on its side facing away from the turntable and the turntable on its side facing the turntable.
  • the turntable is equipped with a device that can be brought into engagement with the receiving device.
  • a device can be, for example, a pin, a bolt or a hollow shaft.
  • the device can be smooth, provided with threads or shaped as a quick-release fastener.
  • the quick-release fastener can be designed, for example, as a snap fastener.
  • the second bearing for the floating mounting of the motor shaft is located in the second part of the housing, and thus simultaneously serves to mount the receiving unit.
  • the bearing is designed so that forces acting on the turntable are not derived via the motor output shaft, but via the housing of the drive device.
  • the use of this mounting device has the advantage that an inexpensive, space-saving and maintenance-friendly solution can be realized, since the mounting device's bearing also serves to mount the motor. In addition, when replacing the turntable or the drive device, the other part can remain on the turntable.
  • FIG. 1 is a vertical section through half of an alignment or equipment machine
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a drive unit of a turntable of an alignment or equipment machine
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a drive unit and a turntable of an alignment or equipment machine.
  • the container 4 shown in FIG. 1 is a can and is pressed for alignment and / or equipping with the aid of a controlled vertically lifting and lowering fastening device 8 against a turntable 2 mounted on a turntable 3.
  • the motor drive unit 5 for the turntable 2 and the associated control device 12 is fastened below the turntable 3, which is rotatably mounted about a vertical main axis 18.
  • the motor output shaft 11 is arranged concentrically with the axis of rotation A of the turntable 2 or the container 4 (see FIG. 2).
  • the control device 12 is coupled directly to the drive unit 5 to save space.
  • a sensor 6 detects the rotational position of the container 4 relative to the turntable and passes this information on to the control device 12 connected to it, so that a desired alignment of the container can be carried out.
  • the turntable 2 is rotatably connected to the drive unit 5 via a pin 16 which extends through the turntable 3.
  • the current machine or rotary table position of the alignment and / or equipment machine is determined via a rotary pulse generator 7.
  • the position information obtained is transferred to the control device 12 via a bus line 9 and from there to all via a bus ring line (not shown) passed on to other control devices of the adjacent turntables arranged on a common pitch circle.
  • FIG. 2 shows centrally the motor output shaft 11 of the drive unit 5 shown here in longitudinal section.
  • the upper end of the motor output shaft 11 is non-rotatably but axially pluggable in the lower end (bore) of a concentrically arranged receiving unit 21.
  • the upper end of this receiving unit 21 can be a device 16 take up rotatably, as it has the turntable 2 shown in FIG. 1. In the embodiment shown in FIG. 2, this device is designed as an axially pluggable pin 16.
  • the receiving unit 21 is rotatably supported in the end plate 15 of the drive unit 5 by a bearing 22.
  • the bearing 22 can be designed as a fixed bearing.
  • the bearing plate 15 forms a second part that can be detached from the overall housing of the drive unit 5. It can be removed from the rest of the housing of the drive unit 5, which houses the motor windings 14, in the axial direction, so that the motor output shaft 11 of the drive unit 5 is freely visible.
  • the end shield 15 is also designed externally as a bushing, so that it can be inserted from below into a receiving bore in the rotary table 3 of an alignment or equipment machine and can be fastened to it, for example, with screws.
  • the bearing plate 15 with the receiving unit 21 and the turntable 2 can remain in the turntable 3. If the turntable 2 only has to be replaced, it is simply pulled upward with its pin 16 from a bore in the receiving device 21. If the end shield 15 is removed from the drive unit 5, it is not ready for operation, since the second bearing for the motor output shaft 11 is then missing.
  • the bearing 22 in the receiving unit 21 in the bearing plate 15 is arranged and designed (fixed bearing) such that the forces transmitted to the turntable 2 when the containers 4 are clamped in are not diverted via the motor shaft 11, but via the bearing plate 15 of the drive unit 5 to the rotary table ,
  • the lower bearing of the motor shaft 11 can therefore be designed as a simple floating bearing.
  • the control device 12 is located directly on the drive unit 5. This transmits control commands to the drive unit 5, whereupon the motor of the drive unit 5 moves accordingly.
  • a position sensor 13 At the lower end of the motor output shaft 11 there is a position sensor 13. This is designed as a resolver and transmits the position information of the motor output shaft 11 and thus also of the turntable 2 back to the control device 12.
  • a variant of a drive unit with an external rotor motor is shown in longitudinal section, in which the container 4 is not on a separate turntable 2, but on a rotatable housing 2 'of the motor.
  • the rotatable housing 2 ′ which is equipped with a plurality of magnets 20 on its radially inner side, is at the same time the rotor (bell armature) comprising the stator 17 of the electric motor.
  • the stator 17 having the motor windings is fastened on the turntable 3 in a manner fixed against relative rotation.
  • the housing 2 ' is supported by at least one rotary bearing arranged concentrically to the stator 17 so as to be rotatable about a vertical axis A directly on the rotary table 3.
  • the components of the external rotor motor can but also be mounted in a manner not shown on a base plate that can be detached from the turntable and thus form a quickly exchangeable unit.
  • This external rotor design enables a direct drive of a turntable, which in principle does not have a motor shaft, which follows the rotating field of the motor directly in the speed ratio 1: 1 and requires only a minimal number of components.
  • the current rotary position of the turntable can be detected via a rotary encoder, not shown in detail.
  • the sensor 6 detects the rotational position of the container 4 and forwards this directly to the control device 12 via a line 19.
  • the control device 12 assigned to the motor is secured under the turntable 3 and communicatively connected to the other control devices 12 of the other turntables 2 'by a bus ring line (not shown). Deviating from the drawing, the control device can form a spatially combined unit with the motor.

Landscapes

  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Feeding Of Articles To Conveyors (AREA)
  • Labeling Devices (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit einem mehrere Drehteller aufweisenden Drehtisch zum Ausrichten und/oder Ausstatten von Behältern, wobei jeder Drehteller mit einer eigenen motorischen Antriebseinheit ausgestattet ist und der Motor der Antriebseinheit den Drehteller im Drehzahlverhältnis eins zu eins antreibt.

Description

Maschine zum Ausrichten und Ausstatten von Gegenständen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Ausrichten und/oder Ausstatten von Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Maschinen sind aus den verschiedensten Bereichen bekannt. Sie werden z.B. auch in der Getränkeindustrie verwendet, um Produkte zur weiteren Verarbeitung auszurichten. Eine weitere Verarbeitung könnte beispielsweise ein Überprüfen bestimmter Merkmale oder die Etikettierung der Gegenstände sein. Werden bei einer Etikettierung die Behälter mehrfach behandelt, so ist auch während des Bearbeitungsvorgangs eine Aus- und Umrichtung nötig. Dies geschieht mit im Drehtisch der Maschine drehbar gelagerten Tellern, auf denen die zu behandelnden Gegenstände gestellt sind. Diese Teller werden durch Steuer- und Antriebseinrichtungen in die jeweilige Position gebracht.
Eine solche Steuereinrichtung kann z.B. eine in sich geschlossene Steuerkurve sein, bei der Rollenhebel entweder direkt (DE-AS 1 486 138) oder indirekt (DE-AS 1 258 784) an den Drehtellern angreifen. Es sind auch Steuer- und Positioniereinrichtungen bekannt, bei denen an der dem Produkt abweisenden Seite der Drehteller Zahnräder angebracht sind, die mit umlaufenden Zahnriemen in Eingriff stehen. Die mit solchen Einrichtungen zu erzeugenden Drehbewegungen sind vor allem bei der Rundumetikettierung in Verwendung. Sind Etikettiermaschinen schnell an andere zu etikettierende Gegenstände anzupassen, so stoßen die oben genannten Steuer- und Positioniereinrichtungen schnell an ihre Grenzen.
Für solche Fälle gibt es bereits Lösungen, bei deren Anwendung verschiedenste Drehbewegungen realisiert werden können. Eine solche Lösung wird in DE 31 37 201 AI offenbart. Dort wird an jedem Drehteller zur Steuerung desselben ein elektrischer Schrittmotor gekoppelt, der ihn in Abhängigkeit von den Bewegungsverhältnissen des Drehtisches mit Steuerimpulsen versorgt. Bei einer Umstellung auf andere zu etikettierende Behälter brauchen somit keine an der Drehbewegung beteiligten Garniturenteile mehr gewechselt zu werden. Es muss lediglich das Dreh- und Steuerprogramm aktualisiert werden. Aus DE 33 08 934 CI ist ferner eine Kombination aus einem mechanischen und motorischen Drehtellerantrieb bekannt.
Bei allen genannten Lösung befinden sich aber drehzahluntersetzende Übertragungsglieder zwischen dem die Energie für die Drehung des auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstandes erzeugenden Objekts und dem Drehteller. Mit diesen Übertragungsgliedern, wie z.B. Getriebe, Wellen, Zahnriemen usw., konnten auch bei hohen Maschinenleistungen die notwendigen Drehmomente zur schnellen Drehung der auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstände mit herkömmlichen Motoren aufgebracht werden. Solche Übertragungsglieder unterliegen aber einem hohen Verschleiß, müssen regelmäßig gewartet bzw. ausgewechselt werden und verursachen spielbedingte Ungenauigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Ausrichtung bzw. Ausstattung von Gegenständen mit geringerem Aufwand bei hoher Genauigkeit möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Maschine zum Ausrichten und/oder Ausstatten von Behältern. Unter Behälter sind Gegenstände verschiedenster Art und Form zu verstehen. Dies können beispielsweise Flaschen, Dosen oder Kanister sein. Unter Ausstatten kann man verschiedene Vorgänge, wie zum Beispiel das Etikettieren, das Beschriften oder das Verschließen verstehen. Die Behälter stehen dabei auf Drehtellern, die vorzugsweise eine runde, im Wesentlichen flache Form aufweisen. Oftmals haben die Drehteller Vertiefungen oder Erhebungen, die zur Zentrierung der Behälter dienen. Neben den runden und/oder flachen Drehtellern sind aber auch andere Ausprägungen denkbar. Die Drehteller befinden sich drehbar gelagert auf einem Tisch, der um eine feststehende, vorzugsweise vertikale Achse rotiert. Es sind aber auch lineare Tische bzw. Förderer mit Drehtellern denkbar.
Jeder sich auf dem Drehtisch befindliche Drehteller ist mit einer eigenen motorischen Antriebseinheit, z.B. einem elektrischen Synchron- oder Asynchronmotor, ausgestattet. Der Drehteller ist mit seiner Antriebseinheit so verbunden, dass er vom Motor der Antriebseinheit im DrehzahlVerhältnis 1:1 angetrieben wird. Die Drehzahl des Drehtellers entspricht der des Motordrehfeldes . Bevorzugt ist die Antriebswelle des Motors konzentrisch zur Drehachse des Drehtellers angeordnet . Auf diese Weise sind ggf. auch einen Achsversatz ausgleichende Kupplungselemente entbehrlich. Es handelt sich dabei um einen sog. Direktantrieb, bei dem keine Zwischenschaltung von verschleißanfälligen drehzahluntersetzenden Übertragungsgliedern zwischen der Motorabtriebswelle und dem Drehteller nötig ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Antriebseinheit aus einem Direktantrieb und einer Steuereinrichtung, so dass jeder Direktantrieb seine eigene Steuereinrichtung besitzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Steuereinrichtung unmittelbar am Direktantrieb. Aufwändige Verbindungen und offen liegende Verkabelungen sind dadurch nicht nötig.
Der Motor der Antriebseinheit kann verschieden ausgebildet sein. Es kann sich beispielsweise um einen vielpoligen Servomotor in konventioneller Bauweise, einen Scheibenläufermotor oder einen Außenläufermotor handeln. Bei einem Außenläufermotor ist eine Ausprägung als Glockenankermotor besonders günstig. Dieser hat den Vorteil, dass er im Vergleich zum Innenläufermotor bei gleicher Baugröße auf Grund des größeren Durchmessers des Läufers ein höheres Drehmoment liefert. Eine besonders kompakte Bauweise kann mit dem Glockenankermotor dann erzielt werden, wenn der sich drehende Rotor gleichzeitig als Drehteller für den auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstand fungiert. Es kann aber auch ein separater Drehteller auf dem Glockenanker befestigt werden. Der Glockenanker kann sich über ein Drehlager direkt oder unter Zwischenschaltung einer Bodenplatte auf dem Drehtisch der Maschine abstützen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Steuereinrichtungen kommunikativ miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann sowohl drahtlos als auch drahtgebunden realisiert werden. Eine drahtlose Lösung könnte beispielsweise als Infrarot- oder Bluetooth Verbindung, eine drahtgebundene Lösung zum Beispiel als Bus-System realisiert werden. ird ein Bus-System verwendet, sind die Steuereinrichtungen vorzugsweise über eine Ringleitung miteinander verbunden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem verwendeten Bus- Systems um einen CAN-Bus. Über ein solches
KommunikationsSystem können verschiedenste Informationen, wie z.B. die momentane Drehtischposition oder das Drehprogramm für die jeweiligen Drehteller eingespielt, ausgetauscht und verändert werden.
Das Drehprogramm für die Drehteller zur Ausrichtung der Behälter ist vorzugsweise als Polynom sechsten Grades in den Steuereinrichtungen hinterlegt. Ist die Maschine auf andere auszurichtende bzw. auszustattende Gegenstände umzustellen, brauchen keine Garniturenteile (Steuerkurven, Riemenräder oder dgl.) mehr gewechselt zu werden, sondern es wird das Drehprogramm für die Drehteller den jeweiligen Gegenständen angepasst bzw. ein anderes, bereits gespeichertes Drehprogramm aus einem Speicher aufgerufen. Die Einspielung von aktuellen Drehprogrammen kann z.B. über ein Programmiergerät erfolgen, an die SPS der Maschine weitergegeben und dann über das Bus-System an alle Steuereinrichtungen verteilt werden.
Um die Position des Drehtellers immer exakt angeben zu können, ist es von Nöten, einen Lagegeber zu verwenden. Dieser ist vorzugsweise konzentrisch an der
Motorabtriebswelle befestigt. Vorzugsweise wird als Lagegeber ein Resolver verwendet. Zur Ausrichtung der Behälter ist jedem Drehteller ein Sensor zugeordnet. Bei solchen Sensoren kann es sich beispielsweise um optische Sensoren, wie Lichttaster, -schranken oder Kamerasysteme, handeln. Aber auch andere Sensorsysteme wie zum Beispiel magnetisch oder akustischarbeitende sind denkbar. Sie müssen lediglich an bestimmte Erkennungsmerkmale der auszurichtenden bzw. auszustattenden Behälter angepasst sein, um deren individuelle Merkmale zu erkennen. Die den Drehtellern zugeordneten Sensoren sind vorzugsweise direkt an die Steuereinrichtung angeschlossen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, nicht jeden Drehteller mit einem Sensor zu versehen, sondern einen zentralen ortsfesten Sensor/Kamera an der Maschine anzubringen. Die Position der Behälter wird bei der Vorbeibewegung am Sensor erkannt und über das Bus-System an die jeweiligen Steuereinrichtungen der Drehteller weitergegeben, um diese dann entsprechend auszurichten. Die Auswertung der Signale des Sensors erfolgt in beiden Fällen in der sich an der Antriebseinheit befindlichen Steuereinrichtung. Die ausgewerteten Signale werden an die Antriebseinheit in Form von Steuerimpulsen weitergegeben, so dass der sich auf dem Drehteller befindliche Behälter auf dem kürzesten Weg in die korrekte Position gedreht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Welle vom Motor bis zum Drehteller nicht einstückig sondern zweistückig ausgebildet und die Lagerung erfolgt schwimmend. Auch das Gehäuse ist in zwei Teile aufgeteilt, wobei der erste Teil den Läufer des Motors und die Steuereinrichtung umfasst. Der zweite Teil des Gehäuses ist vorzugsweise als Lagerschild ausgebildet, das in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Buchse im Drehtisch verwendet werden kann. Diese Lösung ist sehr platzsparend. In das Lagerschild ist eine Aufnahmeeinrichtung integriert, die an ihrer dem Drehtisch abgewandten Seite die Motorwelle und an ihrer dem Drehtisch zugewandten Seite den Drehteller aufnehmen kann. Der Drehteller ist mit einer Vorrichtung ausgestattet, die mit der Aufnahmeeinrichtung in Eingriff gebracht werden kann. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein Zapfen, ein Bolzen oder eine Hohlwelle sein. Die Vorrichtung kann glatt, mit Gewinden versehen oder als Schnellverschluss ausgeprägt sein. Der Schnellverschluss kann zum Beispiel als Schnappverschluss ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das zweite Lager der schwimmenden Lagerung der Motorwelle im zweiten Teil des Gehäuses, und dient somit gleichzeitig der Lagerung der Aufnahmeeinheit. Dabei ist die Lagerung so ausgebildet, dass auf den Drehteller wirkende Kräfte nicht über die Motorabtriebswelle, sondern über das Gehäuse der Antriebseinrichtung abgeleitet werden. Die Verwendung dieser Aufnahmeeinrichtung hat den Vorteil, dass eine kostengünstige, platzsparende und wartungsfreundliche Lösung realisiert werden kann, da das Lager der Aufnahmeeinrichtung auch zur Lagerung des Motors dient. Außerdem kann beim Auswechseln des Drehtellers oder der Antriebseinrichtung der jeweils andere Teil am Drehtisch verbleiben.
Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Hälfte einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit eines Drehtellers einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Antriebseinheit und eines Drehtellers einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine .
Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 4 ist eine Dose und wird zum Ausrichten und/oder Ausstatten mit Hilfe einer gesteuert vertikal heb- und senkbaren Befestigungseinrichtung 8 gegen einen auf einem Drehtisch 3 gelagerten Drehteller 2 gedrückt. Unterhalb des um eine vertikale Hauptachse 18 drehbar gelagerten Drehtisches 3, ist die motorische Antriebseinheit 5 für den Drehteller 2 und die zugehörige Steuereinrichtung 12 befestigt. Dabei ist die Motorabtriebswelle 11 konzentrisch zur Drehachse A des Drehtellers 2 bzw. des Behälters 4 fluchtend angeordnet (siehe Fig. 2) .
Die Steuereinrichtung 12 ist platzsparend direkt an die Antriebseinheit 5 gekoppelt. Ein Sensor 6 erkennt die Drehposition des Behälters 4 relativ zum Drehtisch und gibt diese Information an die mit ihm verbundene Steuereinrichtung 12 weiter, damit eine gewünschte Ausrichtung des Behälters durchgeführt werden kann. Der Drehteller 2 ist mit der Antriebseinheit 5 über einen den Drehtisch 3 durchgreifenden Zapfen 16 drehverbunden. Die momentane Maschinen- bzw. Drehtischposition der Ausrichtungs- und/oder Ausstattungsmaschine wird über einen Drehimpulsgeber 7 bestimmt. Die erhaltene PositionsInformation wird über eine Bus-Leitung 9 an die Steuereinrichtung 12 übergeben und von dort aus über eine nicht gezeigte Bus-Ringleitung an alle anderen Steuereinrichtungen der benachbarten, auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten Drehteller weitergegeben.
Fig. 2 zeigt zentral die Motorabtriebswelle 11 der hier im Längsschnitt abgebildeten Antriebseinheit 5. Das obere Ende der Motorabtriebswelle 11 befindet sich verdrehfest, aber axial steckbar im unteren Ende (Bohrung) einer konzentrisch angeordneten Aufnahmeeinheit 21. Das obere Ende dieser Aufnahmeeinheit 21 kann eine Vorrichtung 16 verdrehfest aufnehmen, wie sie der in Fig. 1 dargestellte Drehteller 2 aufweist. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist diese Vorrichtung als axial steckbarer Zapfen 16 ausgebildet.
Die Aufnahmeeinheit 21 ist im Lagerschild 15 der Antriebseinheit 5 durch ein Lager 22 drehbar gelagert. Das Lager 22 kann als Festlager ausgeführt sein. Das Lagerschild 15 bildet einen vom Gesamtgehäuse der Antriebseinheit 5 lösbaren, zweiten Teil. Es kann vom restlichen, die Motorwicklungen 14 beherbergenden Gehäuse der Antriebseinheit 5 in axialer Richtung abgenommen werden, so dass die Motorabtriebswelle 11 der Antriebseinheit 5 frei sichtbar ist. Das Lagerschild 15 ist zugleich äußerlich als Buchse ausgebildet, so dass es von unten in eine Aufnahmebohrung im Drehtisch 3 einer Ausricht- bzw. Ausstattungsmaschine eingeführt und an diesem beispielsweise mit Schrauben befestigt werden kann.
Muss die motorische Antriebseinheit 5 ggf. gewechselt werden, so kann das Lagerschild 15 mit der Aufnahmeeinheit 21 und dem Drehteller 2 im Drehtisch 3 verbleiben. Muss nur der Drehteller 2 ausgewechselt werden, so wird er lediglich mit seinem Zapfen 16 aus einer Bohrung in der Aufnahmeeinrichtung 21 nach oben herausgezogen. Wird das Lagerschild 15 von der Antriebseinheit 5 entfernt, so ist diese nicht betriebsbereit, da dann die zweite Lagerung für die Motorabtriebswelle 11 fehlt. Die Lagerung 22 in der Aufnahmeeinheit 21 im Lagerschild 15 ist so angeordnet und ausgebildet (Festlager) , dass die auf den Drehteller 2 übertragenen Kräfte beim Einspannen der Behälter 4 nicht über die Motorwelle 11 , sondern über das Lagerschild 15 der Antriebseinheit 5 zum Drehtisch abgeleitet werden. Das untere Lager der Motorwelle 11 kann daher als ein einfaches Loslager ausgeführt sein.
Unmittelbar an der Antriebseinheit 5 befindet sich die Steuereinrichtung 12. Diese überträgt Steuerbefehle an die Antriebseinheit 5, worauf sich der Motor der Antriebseinheit 5 entsprechend bewegt. Am unteren Ende der Motorabtriebswelle 11 befindet sich ein Lagegeber 13. Dieser ist als Resolver ausgebildet und überträgt die Positionsinformationen der Motorabtriebswelle 11 und somit auch des Drehtellers 2 zurück an die Steuereinrichtung 12.
In Fig. 3 ist eine Variante einer Antriebseinheit mit einem Außenläufermotor im Längsschnitt abgebildet, bei der der Behälter 4 nicht auf einem separaten Drehteller 2 steht, sondern auf einem drehbaren Gehäuse 2' des Motors. Das an seiner radial inneren Seite umfänglich mit mehreren Magneten 20 bestückte, drehbare Gehäuse 2' ist gleichzeitig der den Stator 17 des Elektromotors umfassende Rotor (Glockenanker) . Der die Motorwicklungen aufweisende Stator 17 ist verdrehfest auf dem Drehtisch 3 befestigt. Das Gehäuse 2' stützt sich über wenigstens ein konzentrisch zum Stator 17 angeordnetes Drehlager um eine vertikale Achse A drehbar direkt auf den Drehtisch 3 ab. Die Bauteile des Außenläufermotors können aber auch in nicht dargestellter Weise auf einer vom Drehtisch lösbaren Bodenplatte montiert sein und so eine schnellwechselbare Einheit bilden. Diese Außenläuferkonstruktion ermöglicht einen im Prinzip motorwellenlosen Direktantrieb eines Drehtellers, der dem Drehfeld des Motors unmittelbar im DrehzahlVerhältnis 1 : 1 folgt und nur eine minimale Anzahl von Bauteilen benötigt. Die aktuelle Drehstellung des Drehtellers ist über einen nicht näher dargestellten Drehgeber erfassbar.
Der Sensor 6 erkennt die Drehposition des Behälters 4 und gibt diese über eine Leitung 19 direkt an die Steuereinrichtung 12 weiter. Die dem Motor zugeordnete Steuereinrichtung 12 ist in diesem Fall geschützt unterhalb des Drehtisches 3 befestigt und durch eine nicht gezeigte Bus-Ringleitung mit den anderen Steuereinrichtungen 12 der anderen Drehteller 2' kommunikativ verbunden. Abweichend von der zeichnerischen Darstellung kann die Steuereinrichtung mit dem Motor eine räumlich zusammengefasste Einheit bilden.

Claims

Patentansprüche
1. Maschine mit einem mehrere Drehteller (2) aufweisenden Drehtisch (3) zum Ausrichten und / oder Ausstatten von Behältern (4) , wobei jeder Drehteller (2) mit einer eigenen motorischen Antriebseinheit (5) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor der Antriebseinheit den Drehteller (2) im DrehzahlVerhältnis eins zu eins antreibt .
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (11) des Motors konzentrisch zur Drehachse (A) des Drehtellers (2) angeordnet ist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die motorische Antriebseinheit (5) aus einem Direktantrieb und einer zugeordneten Steuereinrichtung (12) besteht.
4. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuereinrichtung (12) unmittelbar am Direktantrieb befindet.
5. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Antriebseinheit (5) um einen vielpoligen Servomotor handelt .
6. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Antriebseinheit (5) um einen Außenläufermotor, insbesondere um einen Glockenankermotor handelt.
7. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Antriebseinheit (5) um einen Scheibenläufermotor handelt .
8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (5) ein drehbares Gehäuse (2') aufweist, das den Drehteller (2) bildet oder direkt aufnimmt .
9. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (12) kommunikativ miteinander verbunden sind.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der kommunikativen Verbindung um ein Bus- System, insbesondere um einen CAN-Bus handelt.
11. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über die momentane Drehtischposition über das Kommunikationssystem an jede Steuereinrichtung weitergegeben wird.
12. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehprogramm für jeden Drehteller (2) in seiner zugeordneten Steuereinrichtung (12) als Polynom sechsten Grades hinterlegt ist .
13. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagegeber, insbesondere ein Resolver (13) zur Positionserkennung des Drehtellers (2) vorhanden ist, der vorzugsweise konzentrisch an der Motorabtriebswelle (11) angeordnet ist, insbesondere an dem vom Drehteller (2) wegweisenden Wellenende .
14. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Drehteller (2) ein Sensor (6) zur Ausrichtung eines Behälters (4) zugeordnet ist.
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) direkt mit der der Antriebseinheit (5) des Drehtellers (2) zugeordneten Steuereinrichtung (12) verbunden ist .
16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des Signals zur Ausrichtung des Behälters (4) in der Steuereinrichtung (12) vorgenommen wird.
17. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorabtriebswelle (11) der Antriebseinrichtung (5) schwimmend gelagert ist .
18. Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Antriebseinheit (5) einen ersten und einen zweiten Teil umfasst, wobei der erste Teil den Läufer und die Motorwicklungen (14) der Antriebseinheit (5) sowie die Steuereinrichtung (12) aufnimmt und der zweite Teil ein Lagerschild (15) für die Motorabtriebswelle (11) bildet.
19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (15) teilweise als Buchse ausgebildet ist, die in den Drehtisch (3) der Maschine eingreift.
20. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerschild (15) eine Aufnahmeeinheit (21) integriert ist, die an ihrer dem Drehtisch (3) abgewandten Seite den oberen Teil der Abtriebswelle (11) des Motors und an ihrer dem Drehtisch (3) zugewandten Seite einen Drehteller (2) aufnimmt.
21. Maschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehteller (2) Vorrichtungen (16) aufweisen, die von der dem Drehtisch (3) zugewandten Seite der Aufnahmeeinheit (21) aufgenommen werden.
22. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (21) im Lagerschild (15) gelagert ist, wobei diese Lagerung gleichzeitig das zweite Lager (22) der Abtriebswelle (11) des Motors der Antriebseinheit (5) bildet und vorzugsweise als Festlager ausgebildet ist.
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