JP3746820B2 - 容器洗浄機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念に記載の容器洗浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
すすぎ機とも呼ばれるこの種の洗浄機は一般に，びん，ガラス容器などの充填装置の内部において内部空間を水，空気または蒸気のような１つまたは複数の流体で噴射することにより洗浄しおよび場合により殺菌するために使用される。この場合，容器を故障なく搬送しかつ確実に噴射洗浄するほかにさらに，処理すべき容器の細菌汚染を防止するために洗浄機それ自身を良好に洗浄可能であることもまた要求される。
【０００３】
冒頭記載の種類の既知の洗浄機においては，各掴みクランプは，継手により相互に結合されかつばねにより閉鎖方向に付勢されている２つのクランプレバーからなり，この場合一方のクランプレバーは直接揺動軸に回転可能に支持されている。このクランプレバーには２つの回転可能なカムローラが設けられ，カムローラは空間内で曲線を描く制御カムに追従しまたこれにより各掴みクランプの揺動運動を制御する。他方のクランプレバーも同様に回転可能なカムローラを支持し，カムローラは容器の供給装置および排出装置の領域において追従しかつこれにより掴みクランプの開閉運動を制御する（フランス特許公開第２４８９８０２号）。掴みクランプが閉じた後，太くなっている頭部の下側の首部で掴まれた容器はもっぱらばねの締付力により固定されている。この既知の洗浄機の掴みクランプはとくに多くの継手，カムローラおよび制御カムのために構造的にきわめて高価であり，さらに洗浄したりないしは無菌状態に保持したりすることが困難である。
【０００４】
容器の他の既知の洗浄機においては，各掴みクランプの両方のクランプレバーがトグルレバーにより相互に結合され，トグルレバーはばねにより閉鎖方向にあらかじめ付勢されている（ドイツ特許第４０２２４８６号）。唯一の固定制御カムおよび特殊中間伝動装置により，掴みクランプの揺動運動ばかりでなくクランプレバーの開閉運動もまた制御される。それにもかかわらず，とくに掴みクランプの構造のために設備費が比較的大きくかつ掴みクランプの洗浄はきわめて困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，冒頭記載の種類の洗浄機において設備費を実質的に低下しかつ掴みクランプの洗浄を簡単にすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により請求項１の特徴項に記載の特徴により解決される。
【０００７】
本発明による洗浄機においては掴みクランプの開閉のための制御カムは必要ではなく，掴みクランプの開閉はきわめて簡単な構造で行うことができる。製作費がきわめて低下するばかりでなく，これにより清潔に維持することすなわち無菌状態に保持することもまた実質的に簡単となる。
【０００８】
本発明の有利な変更態様が従属請求項に記載されているが，これらはすべて有利な製作費，とくに「凹凸のない」掴みクランプの構造ならびに掴みクランプと容器との間の一体形状でかつばね作用による結合に有利に働くものである。
【０００９】
以下に本発明の実施態様を図面により説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし５に示す洗浄機はガラス製の空びん１を無菌水で噴射するように設備されている。洗浄機はハウジング１５を有し，ハウジング１５の上側に，垂直回転軸３を有するロータ２，それぞれ同様に垂直回転軸を有する搬入星形車７および搬出星形車８，ならびに水平回転軸を有する搬入スクリュー１６が設けられている。搬送要素２，７，８および１６は図示されていない駆動装置により矢印方向に相互に同期して駆動され，ここで搬入星形車７および搬出星形車８のピッチ円ｄはロータ２のピッチ円Ｄと噛み合っている。びん１の洗浄機への搬入および洗浄機からの搬出は，横手すり１８を備えた，矢印方向に回転される水平コンベヤベルト１７により行われ，びん１の搬入星形車７および搬出星形車８の領域における案内は案内アーチ９により行われ，ここでびん１は固定滑りレール１９上に立っている。
【００１１】
ロータ２の円筒形外側において，垂直上方に向けられた複数のノズル６が全周にわたり均等に配置され，ノズル６は図示されていない制御弁を介して，この場合無菌水である噴射液用の図示されていない供給配管と接続されている。
【００１２】
ロータ２の円筒形外側において各ノズル６の上方に二又形状の支持台２０が固定され，支持台２０の自由端部は径方向外側を向きかつ揺動軸５を支持し，揺動軸５はロータ２の円周に対し接線方向に走行している。揺動軸５上にブロック２１が回転可能に支持され，ブロック２１の下側に斜め内側／下側に突出する二又部品２２が固定されている。二又部品２２は位置固定の制御カム２３と係合し，制御カム２３は空間内で曲線を描くエンドレスの丸棒により形成されている。エンドレスの丸棒は図示されていない複数のサポートを介してロータ２の周囲に固定保持されかつ二又部品２２と協働して掴みクランプ４，２４の揺動運動のための制御装置１０を形成している。
【００１３】
各ブロック２１の径方向外側を向く側に四角棒の形状の保持部材１４が固定され，保持部材１４は図２に示す正常位置においては垂直方向下側に突出している。保持部材１４に横ピン２９により上部掴みクランプ４および下部掴みクランプ２４が間隔をなして着脱可能に固定されている。上部掴みクランプ４はびん頭部のすぐ下の円錐首部の高さに配置され，下部掴みクランプ２４は滑りレール１９上に立つびん１の円筒形びん胴部の高さに配置されている。両方の掴みクランプ４，２４は一体に形成されかつ場合によりガラス繊維で強化されたたとえばポリアミドのような粘弾性，耐摩耗性プラスチックから製作されている。
【００１４】
図３に示すように，上部掴みクランプ４はＹ形基本形状を有している。この場合中央脚部またはベース部には四角穴が設けられ，また中央脚部は保持部材１４上にはめ込まれている。斜めに突出して僅かに弓形をなす両方の側脚部は弾性クランプレバー１１ａ，１１ｂを形成し，クランプレバー１１ａ，１１ｂは一部アングル形状に曲げられかつクランプレバー１１ａ，１１ｂにはほぼ四半円形状のびんの首部用凹部２５が設けられている。両方のクランプレバー１１ａ，１１ｂの間に径方向外方を向く開口１２が設けられ，この開口１２からびん１は出入する。凹部２５に続いてクランプレバー１１ａ，ｂには外方を向くテーパ３０が設けられ，テーパ３０はびん１の導入を容易にする。図３に示すような解放状態においては凹部２５間の最大間隔は一点鎖線で示したびん首部の直径より僅かに小さく，またクランプレバー１１ａ，ｂは開口１２とは反対側の凹部２５の内部領域において相対間隔が狭くなっている。
【００１５】
図２ないし４にさらに示されるように，クランプレバー１１ａ，ｂは，相互に結合されているベース部からそのほぼ中央部まで高さが次第に減少する矩形断面を有している。矩形断面の領域は一種の板ばねを形成し，板ばねは一方でプラスチックの弾性によりクランプレバー１１ａ，ｂの運動性を可能にしまた他方でびん首部により押し曲げられたり押し拡げられたりしたとき締付力を発生する。それに続くアングル形状断面を有する領域はクランプレバー１１ａ，ｂの弾性変形には顕著には関与せず，このアングル形状断面の相互に対向する水平部分内に凹部２５が形成されている。機能領域をこのように分散することにより，最適な運動性ならびにクランプ作用が得られる。さらに凹部２５の領域が剛なアングル形状をなしていることにより，図４に示すようにびん１を円錐状口部領域において支持することが可能になる。これによりびん１は掴みクランプ４内においてさらに安定にされ，またびん１が逆さにされたとき降下が防止される。掴みクランプ４は射出成形によりきわめてコスト的に有利に製作可能でありまたその凹凸のない，開放的かつ隙間のない構造により洗浄したり場合により無菌状態に保持したりすることが容易である。
【００１６】
下部掴みクランプ２４は同様に一体に形成されかつ適切な硬さの形の崩れない粘弾性プラスチックから製作されている。下部掴みクランプ４はＵ形基本形状を有し，ここで中央脚部は厚くされかつ中央脚部には四角開口が設けられている。四角開口は保持部材１４上に隙間なくはめ込まれる。両方の側脚部は弾性クランプレバー２６ａ，ｂを形成しかつその全長にわたり同じ高さの矩形断面を有している。自由端部領域において両方のクランプレバー２６ａ，ｂの相互に対向する内側に部分円筒形凹部２７が形成されている。びん１が存在しない掴みクランプ２４の解放状態における両方の凹部２７の最大間隔はびん胴部の直径より小さい。掴みクランプ２４内にびん１が入り込むと，両方のクランプレバー２６ａ，ｂは弾性的に押し拡げられ，ここで希望のクランプ力が発生される。したがって，びん１は掴みクランプ４内におけると同様に掴みクランプ２４内において一体形状にかつばね作用により保持される。両方のクランプレバー２６ａ，ｂの自由端部には外方に向かって丸み３１が設けられ，これにより内部に形成された開口２８を通過するびんの導入および排出を容易にしている。下部掴みクランプ２４もまたきわめてコスト的に有利に製作可能でありかつ洗浄がきわめて容易である。
【００１７】
掴みクランプ２４の外側を走行する溝内にばね鋼からなるＵ形状のばね１３が挿入されているので，クランプ力は容易に強めることができる。種々のばね１３を使用することにより，容易かつ迅速に所定の運転条件に適合させることが可能である。同じことが図３および４に示す掴みクランプ４に対しても適用されることは当然である。製作過程において対応するばねを共に鋳込むこともまた可能である。
【００１８】
たとえば長期運転期間の後に摩耗した場合または洗浄機を他のびんの種類に切り換える場合，横ピン２９を取り外しかつ保持部材１４を下方に引き下げることにより上記の両方の掴みクランプ４および２４を迅速かつ容易に交換することができる。特定のびんの種類に付属の上部掴みクランプ４および下部掴みクランプ２４が図２において一点鎖線で示した結合板３２により１つの構造ユニットに結合されているとき，交換はさらに容易となる。クランプねじ，スナップ継手などによる他の保持部材もまた使用可能であることは当然である。
【００１９】
掴みクランプ４および２４の共通揺動運動のための制御装置１０のほかには制御装置は存在せず，掴み過程は，後の図１ないし５による洗浄機の機能説明が示すように，むしろびん１それ自身により制御されるのである。
【００２０】
駆動装置にスイッチが入れられかつ同時にスイッチが入ったコンベヤベルト１７上に十分な数のびんが供給されたとき，直立しているびん１は搬入スクリュー１６によりサイクル搬送され，次に搬入星形車７により順番に受け取られかつ連続回転するロータ２上に引き渡される。このときびん１は滑り板１９上を滑りかつ搬入星形車７の下部星形板および胴部領域内の案内アーチ９の下部アーチにより，および搬入星形車７の上部星形板およびびん頭部の高さの案内アーチ９の上部アーチにより正確に案内される。ロータ２に接近したときびん１は次第に上部掴みクランプ４の開口１２ないし下部掴みクランプ２４の開口２８内に入り込み，最後には上部掴みクランプ４のテーパ３０ないし下部掴みクランプ２４の丸み３１と直接接触するに至る。掴みクランプ４，２４およびびん１の円軌道はさらに接近し，ここで上部掴みクランプ４のクランプレバー１１ａ，ｂないし下部掴みクランプ２４のクランプレバー２６ａ，ｂはびん１により直接押し拡げられる。凹部２５ないし２７の形状配置によって異なるが，びん１が正確に凹部２５ないし２７の外側端部領域の間にあるときにまず最大押拡げの状態が形成される。次にびん１が完全に凹部２５ないし２７の内部に入り込んだとき，クランプレバー１１ａ，ｂないし２６ａ，ｂのばね作用は容易に戻るが，なおその解放されたノルマル状態よりは外方に押し曲げられており，したがってびん１のばね作用による締付けのための十分なクランプ力が形成されている。
【００２１】
凹部２５ないし２７が部分円筒形状をなしていることおよび開口１２ないし２８の内のり幅が掴みクランプ４ないし２４の締付け状態においてもクランプ領域内におけるびん１の直径よりも小さいことにより，さらに一体形状保持が得られる。言い換えると，凹部２５，２７はそれらを結ぶ，揺動軸５に平行な直径ラインの両側で伸長し，ここで凹部２５は直径ラインに対しやや内方にシフトされておりまた凹部２７は直径ラインに対しほぼ対称に存在している。
【００２２】
クランプレバー１１ａ，ｂないし２６ａ，ｂの押拡げの結果としてのびん１の上記の締付けは，当該びん１の中心がロータ２の回転軸３と搬入星形車７の回転軸との連結直線に到達したときに終了する。この位置が図２に示されている。この位置において滑りレール１９および案内アーチ９が終端する。その直後に制御装置１０により，掴みクランプ４および２４と，固定クランプされたびん１とを有するブロック２１が図２に一点鎖線で示した位置へ上方に１８０°揺動される。下に向けられたびん１の口部はこのとき噴射ノズル６の真上に芯を合わせて位置しかつ噴射が開始される。
【００２３】
逆さにされた状態においてびん１は遠心力により掴みクランプ４，２４に押し付けられ，したがって確実に保持される。びんの底部に向かって作用する噴射圧力はびん頭部を介してこのとき下側に位置する掴みクランプ４に伝達される。したがって，クランプ力すなわち掴みクランプ４，２４にかかる荷重は比較的小さく維持することができ，これにより高い使用寿命が確保される。軽量のプラスチックびんを処理するときは，下部掴みクランプ２４はなくてもよい。また，逆さ位置にあるびん１を内側で支持するストッパ３３をロータに設けてもよい。
【００２４】
噴射後，ばね作用により一体形状に締め付けられたびん１を有する掴みクランプ４，２４は制御装置１０により１８０°揺動されて元の位置に戻され，これによりびん１は直立正常位置をなして搬出星形車８に到達する。びん１はこのとき搬出星形車８のポケットと案内アーチ９との間に入り込み，これらにより掴みクランプ４，２４の円軌道とびん１の円軌道とが相互に離れていくに従って頭部および胴部の領域においてびんは次第に開口１２ないし２８を通過して掴みクランプ４ないし２４から取り出される。このとき同様にびん１との接触により直接クランプレバー１１ａ，ｂないし２６ａ，ｂがまず僅かに開かれ，遂にはびん１は凹部２５ないし２７から完全に外に取り出され，その後凹部２５ないし２７はびん１に沿って滑りかつばね作用によりその解放正常位置に戻る。この制御過程の間，びん１は頭部領域において上部星形板および上部アーチによりまた胴部領域において搬出星形車８の下部星形板および案内アーチ９の下部アーチにより正確に案内されかつ滑りレール１９上に立っている。図２に示すように，掴みクランプ４および２４は搬入星形車７および搬出星形車８ないし案内アーチ９の上部および下部要素の中間で係合し，したがってびん１は掴みクランプ４，２４内に導入されるときもまたそれらから排出されるときも傾くことはない。最後に，びん１は搬出星形車８により直立正常位置においてコンベヤベルト１７上に引き渡されかつさらに図示されていない充填機およびふた付け機に移動する。
【００２５】
図６および７に示す掴みクランプ３４は一部図１ないし４に示す実施態様と一致している。したがって，以下には相違点のみを説明する。ベース部の，ロータ２の回転軸３の方向を向く内側に，掴みクランプ３４には平行な２つの舌状突起部３８が設けられている。これらの突起部は芯が一致する内孔を有し，内孔内にロータ２の円周に対し接線方向にかつ揺動軸５に平行に走行する水平なボルト３６が差し込まれている。突起部３８の外面には３つの刻み状くぼみ４０が設けられ，くぼみ４０はボルト３６の中心軸に対し３つの異なる角度に走行している。
【００２６】
掴みクランプ３４に，正常位置において掴みクランプ３４の方向から下向きに突出するレバー状の支持部材３５が調節可能に固定されている。このために，支持部材３５の上端部は二又状に形成されかつ両方の突起部３８の外側に接して掴みクランプ３４を包囲している。ボルト３６内にねじ込まれた第２のねじにより，掴みクランプ３４と同様に弾性プラスチックからなる支持部材３５の二又形状端部は一体掴みクランプ３４の弾性的にたわみやすい突起部３８に対しあらかじめ締め付けられ，同時に掴みクランプ３４と揺動可能に接続されている。支持部材３５の二又端部の相互に対向する内側にそれぞれ縦長のくさび状突起３９が形成されている。両方の突起３９は掴みクランプ３４内のくぼみ４０と同様に相互に芯が一致している。図６に示す位置において両方の突起３９は中央くぼみ４０内に係合している。これにより，掴みクランプ３４と支持部材３５との間の図示の角度位置は突起３９およびくぼみ４０により形成される弾性係止装置により固定される。支持部材３５を手で揺動させることにより角度位置の切換えは迅速かつ容易に可能であり，この場合突起３９のくぼみ４０からの脱出は突起部３８および場合により支持部材３５の二又端部の固有弾性により可能となる。支持部材３５の他の２つの固定角度位置は破線および一点鎖線で示され，これらの角度位置は直径がより大きいまたはより小さいびん１のために設けられている。
【００２７】
支持部材３５の下端部に支持シュー３７が着脱可能に固定され，支持シュー３７はびん１に対向するその作動面が水平面内において僅かに凹にまた垂直面内において僅かに凸に形成されている。凹形状の曲率半径は支持すべき最大のびん１の曲率半径と少なくとも同じ大きさとし，凸形状の曲率半径は，支持シュー３７が処理すべきあらゆる種類のびんに適切に当接するように形成されている。
【００２８】
上記の実施態様において，びん１の芯出しおよび軸方向固定はもっぱらびん１を弾性掴みクランプ３４内に一体形状にかつばね作用により保持することにより行われる。支持部材３５ないし支持シュー３７は，とくにびん１を直立姿勢から逆さ姿勢にまたはその逆に揺動運動させる途中でびん１を横から支持する働きをする。この実施態様はとくにペットボトルのような軽量びんに適しまたとくに簡単にかつコスト的に有利にならびに運転が確実なように形成されている。掴みクランプ３４は支持部材３５と共に１つの構造ユニットを形成し，この構造ユニットはピン２９により着脱可能に保持部材１４上に固定されかつ必要なとき迅速に交換可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】洗浄機の略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂによる拡大断面図である。
【図３】図２に示す上部掴みクランプの平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｄによる断面図である。
【図５】図２に示す下部掴みクランプの平面図である。
【図６】掴みクランプの他の実施態様の，図１のＡ−Ｂによる断面図である。
【図７】図６に示す掴みクランプの平面図である。
【符号の説明】
１ 容器 ２ ロータ ３ 垂直軸
４，２４，３４ 掴みクランプ ５ 揺動軸
６ ノズル ７，９ 搬入装置
８，９ 搬出装置 １０ 制御装置
１１ａ，ｂ；２４ａ，２６ｂ クランプレバー １２，２８ 開口
１４ 保持部材 ２５，２７ 凹部 ３０ テーパ
３１ 丸み ３５ 支持部材 ３６ ボルト
３７ 支持シュー ３９，４０ 係止装置

Claims (15)

1. 垂直軸を有する駆動可能なロータであって，ロータ上に，ロータの円周に対し接線方向に走行する水平揺動軸を有する掴みクランプおよび洗浄液用噴射ノズルが設けられている前記駆動可能なロータと、
   直立正常位置にある容器を，掴みクランプ内に横から導入する搬入装置と、
   直立正常位置にある容器を，掴みクランプから横へ排出する搬出装置と、
   掴みクランプにより太くなっている頭部の下部で掴まれた容器を有する掴みクランプを、搬入装置と搬出装置との間の回転領域内で揺動させ、かつこのとき底部が支持されることなく保持された容器を逆さにする制御装置と、
   を備えた容器洗浄機において、
   各掴みクランプ（４，２４，３４）が弾性プラスチックからなりかつ２つの弾性を有する可動のクランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）を有し，容器（１）が導入または排出されるときに容器（１）自身によりクランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）が弾性的に押し拡げられまたクランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）の間にある容器（１）をクランプレバーの弾性力により自身の間に挟み込むように、クランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）の形状が容器（１）に合わせられ、
   弛緩状態におけるクランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）の凹部（２５，２７）の最大間隔が掴むべき領域における容器（１）の直径より小さく、クランプレバー（１１ａ，ｂ）は自身で容器を挟み込むように剛に形成されている部分を有する、ことを特徴とする容器洗浄機。
2. クランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）の間に、容器（１）を導入および排出させるための開口（１２，２８）が形成され，クランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）の開口（１２，２８）の領域内に外側に向けてテーパ（３０）または丸み（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１の洗浄機。
3. 掴みクランプ（４，２４，３４）が一体部品に形成されかつ保持部材（１４）に固定されるベース本体とおよびベース本体から突出する２つの可撓性クランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）とを有していることを特徴とする請求項１又は２の洗浄機。
4. クランプレバー（１１ａ，ｂ；２６ａ，ｂ）に，容器（１）の形状に合わせられた，相互に向かい合う凹部（２５，２７）が設けられ，凹部（２５，２７）が容器（１）を直径中心線の両側で掴みかつ中心に位置決めすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの洗浄機。
5. 掴みクランプ（４，２４，３４）がＹ形状またはＵ形状の基本形状を有し，ここで両方の側脚部が弾性的に相互に可動であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの洗浄機。
6. 各ノズル（６）に，共に揺動可能な少なくとも２つの掴みクランプ（４，２４）が付属され，ここで上部掴みクランプ（４）は太くなっている頭部のすぐ下側の首部領域と係合しまた下部掴みクランプ（２４）は容器（１）の胴部領域と係合し，このとき底部領域は自由のままであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの洗浄機。
7. 共に揺動可能な掴みクランプ（４，２４）が共通の保持部材（１４）に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項６の洗浄機。
8. 共に揺動可能な掴みクランプ（４，２４）が共に交換可能な構造ユニットをなすように結合されていることを特徴とする請求項６または７の洗浄機。
9. 各ノズル（６）に掴みクランプ（３４）およびこれと共に揺動可能な支持部材（３５）が付属され，ここで掴みクランプ（３４）が太くなっている頭部のすぐ下側の首部領域と係合しまた支持部材（３５）が容器（１）の肩部領域と係合し，このとき底部領域は自由のままであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの洗浄機。
10. 掴みクランプ（３４）およびそれと共に揺動可能な支持部材（３５）が共通の保持部材（１４）に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項９の洗浄機。
11. 掴みクランプ（３４）およびそれと共に揺動可能な支持部材（３５）が共に交換可能な構造ユニットをなすように結合されていることを特徴とする請求項９又は１０の洗浄機。
12. 支持部材（３５）がレバー状に形成されまたその上端部において掴みクランプ（３４）に，好ましくは掴みクランプ（３４）のベース本体にピボット結合されていることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかの洗浄機。
13. 容器（１）が，搬入装置（７，９）によりおよび／または搬出装置（８，９）により，頭部領域においておよびそれから間隔をなす胴部領域において案内されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかの洗浄機。
14. 掴みクランプ（４，２４）が，間隔をなして配置されている搬入装置（７，９）および／または搬出装置（８，９）の案内部の間で係合することを特徴とする請求項１３の洗浄機。
15. クランプレバー（１１ａ，ｂ）がその全長の一部分にわたり本質的に矩形の断面を有しまたその全長の他の部分にわたり本質的にアングル形状の断面を有し，ここで容器形状に合わせた凹部（２５）がアングル形状の断面を有する領域に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかの洗浄機。

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