JP2011522757A - 瓶または類似の容器のための処理機械 - Google Patents

Abstract

少なくとも１個のロータ３、１６を備え、このロータが少なくとも１個の支承装置１０、１１によって機械軸線ＭＡ回りに回転可能に支承され、さらにロータ３、１６に設けられた多数の処理ステーション４を備えている、瓶または類似の容器２を処理するための処理機械において、ロータ３、１６の支承が、機械軸線ＭＡの周りに分配配置されかつ支承装置を形成する多数のローラ１０、１１を介して行われていることを特徴とする処理機械。

Description

本発明は、垂直な機械軸線回りに回転可能に支承されかつこの機械軸線回りに回転駆動可能な少なくとも１個のロータと、このロータ上に形成された多数の処理ステーションとを備えている、請求項１の前提部分に記載した、瓶または類似の容器のための処理機械に関する。

この種の処理機械はいろいろな実施形態が知られており、特に充填機械、ラベル貼付機械、検査機械および洗浄機械として知られている。それぞれのロータを支承するために一般的にボールレース（Ｋｕｇｅｌｄｒｅｈｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｅｎ）が使用される。このボールレースによって、ロータは特に必要な安定性を得るために、できるだけ大きな直径のところで回転可能に支承されている。この場合、特に、このようなボールレースが高価であり、市場において往々にして納入期間がきわめて長い。

このような処理機械は例えば特許文献１に紹介されている。この文献は、容器に流体の物質を分配しつつ充填するための装置を示している。その際、この文献により示される装置は、二つに分かれた通常の構造を有している。これに応じてこの装置はまず、ベースボディまたはスタンド（Gestellt）と、その垂直軸周りを回転するロータリーまたはロータから成っている。先行技術に相応する構造とさらに一致して、スタンドとロータの間の接続は、ボールレースの接続によって行われる。その際、このボールレースは、コスト面と供給期間に関する既に上述した不利益を必然的に伴っている。

ドイツ国特許出願公開第4104313号公開明細書

本発明の課題は、回転するロータの支承部の安定性が十分であると共に、きわめて低価格で実現可能である容器処理機械を提供することである。

この課題を解決するために、処理機械は請求項１に従って形成される。

本発明による形成により、高価なボールレースを回避することができる。それにもかかわらず、それぞれのロータを、ロータの外径に関して大きな直径のところで回転可能に支承することができ、それによってロータとこのロータのための支承装置の必要な安定性が保証される。

本発明の発展形態、効果および用途は、実施形態の次の説明と図面から明らかである。説明および／または図示したすべての特徴は、特許請求の範囲におけるその要約または特許請求の範囲の従属関係に関係なく、単独でもあるいは任意の組み合わせでも本発明の基本的な対象である。さらに、特許請求の範囲の内容は明細書の構成部分となる。

次に、実施形態の図示に基づいて本発明を詳しく説明する。

充填機械の形をした本発明に係る容器処理機械を簡略化して示す断面図である。 図１の容器処理機械の機能を簡略化して示す平面図である。 閉鎖機械と共に、充填機械の形をした本発明に係る容器処理機械を示す、図１に似た図である。 図２の充填機械のローラ軸受の一つの拡大図である。 本発明の他の実施形態を示す、図２および図３に似た図である。

図１において全体を１で示した容器処理機械は、瓶２の形をした容器に、液状の充填物質または製品を充填するための充填機械として形成されている。そのために、容器処理機械１は垂直な機械軸線ＭＡ回りに回転（矢印Ａ）駆動可能なロータ３を備えている。このロータはリング状に形成され、ロータ部分３．１とロータ部分３．２を備えている。ロータの外周またはロータ部分３．１には充填ステーション４が設けられている。この充填ステーションはそれぞれ充填要素５と容器支持体６を備えている。この容器支持体には、瓶２がその瓶軸線を垂直に向けて口部フランジのところで懸吊保持されている。各充填要素５は製品管７．１を介してロータ３の環状タンク７に接続されている。充填すべき瓶２はそれぞれ、回転する放射状搬送装置８によって形成された容器入口を経て充填ステーション４に供給される。充填された瓶２は容器出口を形成する放射状搬送装置９のところで充填ステーション４から取り出される。

処理機械１の特徴は、ロータ３の支承が比較的に大きな直径のところで行われることと、ロータが据置きの受け部またはロータ３と一緒に回転しない据置きの機械架台１２に、ローラ１０、１１によって回転自在に支承されていることにある。この直径は本実施形態では、充填要素５を支持するロータ３の部分３．１の外径の約７０％に相当する。機械架台１２にはさらに、放射状搬送装置８、９のための両支承部材８．１、９．１が設けられている。

ローラ１０、１１は好ましくはそれぞれ、均一な角度間隔をおいて機械軸線周りに分配配置され、しかも本実施形態ではローラ１０はそれぞれ機械軸線ＭＡに対して半径方向に向いた軸線回りに回転自在に配置され、ローラ１１はそれぞれ機械軸線ＭＡに対して平行またはほぼ平行な軸線回りに回転自在に配置されている。

ローラ１０はそのグループまたはその全体がロータ３の軸方向の支持軸受として作用し、それぞれロータまたは環状ロータ部分３．２の下面に形成された支承面または摺動面１０．１に接触する。この支承面または摺動面は機械軸線ＭＡを円環状に取り巻き、図示した実施形態では機械軸線ＭＡに対して垂直な平面内に配置されている。従って、ロータ３は摺動面１０．１によってローラ１０に支持されている。

ローラ１１はそのグループまたはその全体がラジアル軸受として作用し、ロータ３の環状穴内に配置されている。このローラには、ロータ３の支承面または摺動面１１．１が支持されている。この支承面または摺動面はロータ部分３．２に形成された、機械軸線ＭＡを同心的に取り巻く内側の環状面である。ローラ１０と１１はそれぞれ、単一ローラである、すなわち個別的にまたは互いに離隔して回転自在に設けられかつ好ましくは調節可能であるローラである。この調節は垂直方向と機械軸線ＭＡに対して半径方向に可能である。

機械軸線ＭＡ回りのロータ３の駆動は図示した実施形態では、軸１３を介して行われる。この軸は容器処理機械１の図示していない駆動装置によって回転駆動される。タンク７への製品または充填物質の装入は、管１４と回転管継手１５を経て行われる。

容器処理機械１の特別な利点は、高価なボールレースを回避しつつ、ロータ３が比較的に大きな直径で軸方向と半径方向に支承され、しかもローラ１０、１１とそれに関連する支承面１０．１、１１．１によって形成された廉価で、構造的に簡単な支承装置によって支承されていることにある。ロータ３に支承面１０．１、１１．１を形成したことは、ロータが一般的に旋盤加工部品として製作されるので、ロータ３の製作の際に同時に支承面１０．１、１１．１を必要な精度で製作することができるという利点がある。

ローラ１０、１１によってロータ３を上記のように支承する場合、ローラ１０、１１によって形成された支承装置の一部領域で、ローラ１１を機械架台１２に固定して設け、そしてこの一部領域の外側で、ローラ１１またはこのローラのための軸受を動くことができるように、例えば機械軸線ＭＡに対して半径方向に動くことができるように機械架台１２に設け、しかもローラ１１を支承面１１．１に押し付ける送り力の作用に抗して動くことができるように設けることがきわめて有利に可能である。これにより、ローラ１１またはその軸受を機械架台１２に固定して設けた固定された一部領域では、隣接する機能要素、例えば放射状搬送装置８、９に対する、ロータ３およびロータに設けられた処理ステーションまたは充填ステーション４のきわめて正確な位置決めが保証される。ロータの処理ステーションと外側の機能要素、例えば放射状搬送装置８、９との間の正確な空間的付設関係は特に、例えばＰＥＴ瓶またはプラスチック瓶のような、軽量なおよび／または懸吊保持されて搬送される容器または瓶２の場合に、きわめて重要であり、それによって処理機械１を含む処理ラインまたは製造ラインの信頼性のある動作が保証される。

固定された一部領域の外側においてローラ１１の軸受を可動に配置することにより、ロータ直径の変化、特に熱膨張によるロータ直径の変化を相殺することができる。この変化は例えば製品を高温注入する際および高温の洗浄媒体および／または殺菌媒体で処理機械１を洗浄および／または殺菌する際に発生する。温度に起因するロータ直径の変化のこの相殺は、図２において一点鎖線３ａで示すように、機械軸線ＭＡを半径方向にずらすことによって行われる。この解決策により、それぞれの放射状搬送装置８または９とロータ３上の処理ステーションまたは充填ステーション４との間の移行領域で、正確な空間的付設関係を維持することができ、しかも熱に起因するロータ直径の変化にもかかわらず、維持することができる。

設備の正しい動作にとってきわめて重要である、ロータ３に対する放射状搬送装置８、９の空間的付設関係を保証するために、ロータ３と放射状搬送装置８、９との間の接点が熱膨張発生時にも他の場所に移動しないかまたは許容できるほどしか移動しないように、機械架台に対して固定されたローラ１１が配置されているときわめて有利であることがわかった。そのために、例えば固定されたローラ１１が接点にまたはその近くに配置されていると非常に有利である。

熱膨張によって生じる接点の移動が１ｍｍよりも小さいときわめて有利であることがわかった。

理解されるように、一部が固定され、一部が可動であるローラ１１を備えた本実施形態の場合には、ローラ１０用支承面１０．１は、ロータ３があらゆる状態でこの支承面によってローラ１０に確実に支持されるように形成されている。

これは、ローラ１０、１１が機械架台１２に設けられていることを前提としている。基本的には、ロータ３と機械架台１２のしかるべき形成の場合、当然、ローラの両グループのローラ１０または１１をロータ３に支承し、関連する支承面または摺動面を機械架台１２に配置することが可能である。さらに、ローラの１グループ、例えばローラ１０を機械架台１２に設け、ローラの他のグループ、例えばローラ１１をロータ３に設けることができる。これらの変形の場合にも、半径方向に支承するローラ１１のための軸受の一部を固定して設け、一部を可動に設けることができ、しかもロータ直径の変化時に上述の相殺のために設けることができる。

図３は、同様に充填機械として形成され、かつ垂直な機械軸線ＭＡ回りに回転駆動可能なロータ１６の外周に、それぞれ充填要素５と容器支持体６を有する多数の処理ステーション４または充填ステーション４を備えている処理機械１ａを示す。ロータ１６は垂直な機械軸線ＭＡ回りに回転可能に、支持フレーム１８の上側の支持板１７に懸吊支承され、しかも機械軸線ＭＡの周りに分配配置されたローラ１０、１１によって支承されている。このローラ自体は支持板１７の上面に回転自在に支承され、しかも機械軸線ＭＡに対して半径方向の軸線回りに（ローラ１０）あるいは機械軸線ＭＡに対して平行な軸線回りに（ローラ１１）に回転自在に支承されている。ロータ１６の上述の支承により、ロータは少なくとも充填ステーション４を有するその部分が、支持板１７の穴を通過してこの支持体の下面から突出している。支承面または摺動面１０．１、１１．１を、ロータ部分１６．１から横に張り出している半径方向またはフランジ状のロータ部分１６．３に形成したことにより、ロータ１６はローラ１０、１１によって形成された支承装置によって、充填ステーション４を有するロータ部分１６．１の外径よりも大きな直径のところで支承されている。

ロータ１６はロータ３に類似して、機械軸線ＭＡを同心的に取り巻く、充填要素５を設けた円環状のロータ部分１６．１と、機械軸線ＭＡに対して半径方向に延在するロータ部分１６．２とによって形成されている。ロータ部分１６．１はロータ部分１６．２の上面から突出している。ロータ１６上には、充填物質または製品を収容するタンク７が配置されている。このタンクは製品管７．１を介して充填要素５に接続されている。

支持フレーム１８はさらに、壁部分または支持台１９を備えている。この壁部分または支持台によって、上面側が水平平面内に配置された支持板１７が基礎２０から離隔されている。

ローラ１０、１１と協働する摺動面および支承面１０．１、１１．１は、処理機械１ａの場合には、半径方向外側に張り出しているフランジ状のロータ部分１６．３に形成されている。ロータ部分１６．１がロータ１６の上側でこのロータ部分１６．３に移行している。特に図４に示すように、ロータ部分１６．３の下面は支承面１０．１を形成し、機械軸線ＭＡを同心的に取り巻くロータ部分１６．３の外側の円環状の環状面は支承面１１．１を形成している。

充填すべき瓶２は容器入口を形成する放射状搬送装置２１を経て充填ステーション４に供給される。充填された瓶２は、処理機械１ａの容器出口を形成する放射状搬送措置２２のところで充填ステーション４から取り出され、そして閉鎖機械２３に移送されるかまたは閉鎖機械２３の回転するロータ２４に設けられた閉鎖ステーション２５の一つに移送される。

充填ステーション４、放射状搬送装置２１、２２、閉鎖ステーション２５および瓶２用の図示していない他の搬送要素はそれぞれ、瓶２を懸吊保持または懸吊搬送するように形成されている。さらに、放射状搬送装置２１、２２とロータ１６、２４は支持板１７に次のように懸吊保持されている。すなわち、放射状搬送装置２１、２２、特に瓶２と協働するその部分と、充填ステーション４と閉鎖ステーション２５とが支持板１７の下方に位置し、一方、すべての支承要素と駆動要素およびローラ１０、１１が支持板１７の上方に設けられるように、懸吊保持されている。

支持板１７とロータ１６との間の移行部はシール２６によって封止閉鎖されている。同様なシール２７、２８が放射状搬送装置２１、２２の軸２１．１、２２．１と、ロータ２４と支持板２７との間の移行部に設けられている。

瓶２が設けられている、ロータ１６、２４と放射状搬送装置２１、２２の下方の空間は、本実施形態では、外側が閉鎖されている。しかも、一方では支持板１７と、この支持板の穴に充填されたロータ１６、２４によって、さらに支持台１９を形成する壁と中間底３０によって閉鎖されている。この中間底は支持板１７に対して平行におよび瓶２の移動軌道の下方でこの支持板に対して平行に設けられている。従って、特に容器処理機械１ａ、閉鎖機械２３および放射状搬送装置２１、２２を有する図示した設備３１は、製品を瓶２に殺菌充填または無菌充填するために使用可能である。瓶は入口スルースを経てこの設備３１または殺菌された空間２９に供給され、そして充填および閉鎖の後で出口スルースを経て空間２９から排出される。

図５、図６は特に、充填機械の形をした容器処理機械１ｂを示している。この充填機械は充填物質を瓶に充填し、続いてこの瓶を閉鎖するための設備３１の構成部材である。処理機械１ｂは、ロータ１６の懸吊支承部を形成するローラ１０、１１が支持板１７に設けられていないで、ロータ部分１６．１の上端に回転自在に設けられ、しかもすべてのローラ１０、１１が支持体１７の下方に形成された空間１９の外側に位置するように設けられている点だけが、処理機械１ａと異なっている。

図３〜図６に示した設備３１の場合、閉鎖機械２３のロータ２４はそれぞれボールレース３２によって回転可能に支承されている。理解されるように、このような支承部の代わりに同様に、ローラ１０、１１によって形成された支承装置を設けることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。理解されるように、本発明の根底をなす発明思想を逸脱することなく、数多くの変更および変形が可能である。

１、１ａ：１ｂ 処理機械
２ 瓶

Claims (13)

1. 少なくとも１個のロータ（３、１６）を備え、このロータが少なくとも１個の支承装置（１０、１１）によって機械軸線（ＭＡ）回りに回転可能に支承され、さらにロータ（３、１６）に設けられた多数の処理ステーション（４）を備えている、瓶または類似の容器（２）を処理するための処理機械において、
   ロータ（３、１６）の支承が、機械軸線（ＭＡ）の周りに分配配置されかつ支承装置を形成する多数のローラ（１０、１１）を介して行われていることを特徴とする処理機械。
2. ローラ（１０、１１）が回転自在に支承されていることを特徴とする請求項１に記載の処理機械。
3. ローラ（１０、１１）の少なくとも一部がロータ（３、１６）と一緒に回転しない機械要素または設備要素（１２、１７）に設けられ、かつ機械軸線（ＭＡ）を取り巻くロータ（３、１６）上の少なくとも一つの支承面または摺動面（１０．１、１１．１）と協働することおよび／またはローラ（１０、１１）の少なくとも一部がロータ（３、１６）に設けられ、かつ機械軸線（ＭＡ）を取り巻く、ロータ（３、１６）と一緒に回転しない機械要素または設備要素（１２、１７）上の少なくとも一つの支承面または摺動面（１０．１、１１．１）と協働することを特徴とする請求項１または２に記載の処理機械。
4. ローラ（１０、１１）の少なくとも一部が少なくとも三次元座標および／または三次元面内で調節可能におよび／または可動に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理機械。
5. ロータ（３、１６）または処理ステーション（４）と協働する少なくとも１個の機能要素（８、９；２１：２２）が設けられていることと、少なくともローラ（１０、１１）が、この機能要素に対向する支承装置の領域に可動に、好ましくは機械軸線（ＭＡ）に対して半径方向に向いた軸方向に可動に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の処理機械。
6. ロータ（３）と機能要素（８、９）との間の接点が熱膨張の発生時に許容されないように移動することのないように、ローラ（１０、１１）の少なくとも一部が位置決めされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理機械。
7. 熱膨張発生時のロータ（３）と機能要素（８、９）との間の接点の移動が１ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の処理機械。
8. 機械架台に固定連結されたローラ（１０、１１）の少なくとも一部が、ロータ（３）と機能要素（８、９）との間の接点またはその近くに配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の処理機械。
9. ロータ（３）がローラ（１０、１１）によって形成された支承装置を介して機械架台（１２）に支持され、および／または機械要素または設備要素（１７）に懸吊保持されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の処理機械。
10. ローラ（１０、１１）が少なくとも２つのローラグループを形成し、このローラグループのうちの一方のグループのローラ（１０）がロータ（３、１６）を軸方向にまたはほぼ軸方向に支承する働きをし、他のグループのローラ（１６）がロータ（３、１６）を半径方向またはほぼ半径方向に支承する働きをすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理機械。
11. ロータ（３、１６）がローラ（１０、１１）によって形成された支承装置によって、ロータ（３、１６）の外径の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６５％に相当する直径のところで支承されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の処理機械。
12. ロータ（１６）がローラ（１０、１１）によって形成された支承装置によって、処理ステーション（４）の領域のロータ（１６）の直径よりも大きな直径のところで支承されていることを特徴とする請求項１１に記載の処理機械。
13. 充填機械、洗浄機械、ラベル貼付機械または検査機械として形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理機械。

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