JP4026861B2 - 容器を処理室内へ搬入しないしは処理室内から搬出する装置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載の、容器を処理室内へ搬入しないしは処理室内から搬出する装置に関するものである。
このような装置が種々の実施態様において既知であり、この場合、ゲートロック車内へないしゲートロック車からの容器の搬入ないし搬出は、固定案内レールと結合された回転星形車により（米国特許第５４５７９３９号）、固定揺動軸を有する揺動アームにより（米国特許第２６６０５１３号）または固定案内レールと結合された、ゲートロック車内に支持された制御されるラジアルスライダにより（米国特許第１７６６０１８号）行われる。既知の装置においては、ゲートロック車内で搬送される間は容器はその底面を室の対応支持面に接触させて直立しかつ通常容器は室内で自由に可動である。したがって、容器は重力の影響によりおよび場合により室に作用するガスの供給または排出の影響によりその位置を容易に変化可能である。これは、容器を室から搬出するときに問題を発生し、容器を損傷させる原因となりかつこの方法は、本来、容器が十分な安定性を有するときにのみ使用可能である。さらに、高い搬送能力は可能ではない。
このタイプの装置において、剛性の小さい容器をハンドリングするときにおいても簡単な手段により搬送能力および運転の確実性を本質的に向上しかつ容器の損傷を確実に防止することが本発明の課題である。
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。
本発明による装置においては、ゲートロック室内に設けられた掴み装置によりゲートロック車内の容器の確実な安定性および芯出しが可能となる。容器の転倒、室壁への衝突による損傷または下流側に設けられた搬送機構への引渡し誤動作が確実に防止されかつきわめて高い搬送能力が可能となる。
ゲートロック室内に掴み装置を形成するために種々の形態が可能である。請求項３ないし６による本発明の修正態様は容器を確実に固定させるとくに簡単な構造を可能にする。請求項２、７および８による本発明の修正態様はペット（ＰＥＴ）ボトルのようなとくに軽量かつ不安定な容器においても高速における確実な搬送を可能にする。ゲートロック車と協働する搬送機構に容器を安定に保持するためのクランプが設けられているとき、これはとくに適切であり、これにより最高処理能力においてもゲートロック車内へないしゲートロック車からの容器の確実な搬入および搬出が可能となる。本発明の対応する修正態様が請求項９ないし１５に与えられている。
以下に本発明の実施態様を図面により説明する。図面において、
図１は処理室内へおよび処理室内からのびんの搬入および搬出装置の部分切取平面図を示し、
図２は図１の線Ａ−Ｂによる断面図を示し、
図３は星形車の個々のクランプの拡大平面図を示し、
図４はゲートロック車の掴み装置の拡大平面図を示す。
図１ないし４に概して符号３０で示されている装置は、ペットボトル（以後簡単にびん１と呼ぶ）の形の容器を高真空下の処理室２内へ搬入しないしは処理室２から搬出するように設計され、処理室２においてびん１は遮光特性を向上するためにコーティングされる。処理室２はとくに壁３１により周囲から密閉されかつびん１の開口内に挿入可能な心金３２を有する連続循環コンベヤ２３を有し、連続循環コンベヤはびん１を図示されていないコーティング装置において通過させる。
装置３０は水平なベースプレート３３を有し、ベースプレート３３の上側に、中央ゲートロック車４ならびにゲートロック車４と協働する全体で４つの星形車１７、１８、１９、２０がそれぞれの垂直回転軸により支持されている。ベースプレート３３の下側に設けられた図示されていない駆動機構によりゲートロック車４および星形車１７ないし２０が相互に同期してならびにコンベヤ２３と同期して連続的に矢印方向に駆動され、したがってこれらはほぼ歯車のように相互に噛み合っている。
ゲートロック車４の周囲に半径方向外方にのみ開きかつ通常は密閉されているゲートロック室３が設けられ、ゲートロック室３の高さ、深さおよび幅は処理すべき最大のびん１より僅かに大きくなっている。ゲートロック室３の境界を形成する半径方向外方を向くゲートロック車４の面はその回転軸と同軸に配置された円筒面内にありかつそれに対応して円筒形の曲面に形成されたゲートロック壁３４ａおよび３４ｂと協働し、ゲートロック壁３４ａおよび３４ｂは処理室２の壁３１ａおよび３１ｂに気密をなして移行している。ゲートロック車４と、および下側がベースプレート３３におよび上側がカバープレート５１に剛に結合されているゲートロック壁３４ａ、３４ｂとにより回転ゲートロックが形成され、回転ゲートロックのゲートロック室は処理室２に隣接するゲートロックの領域において処理室２に開放しかつ反対側の周囲領域において大気に開放しかつそれらの中間の両方の周囲領域においては処理室２からのみでなく大気からも遮断されている。図示されていないレールにより、ゲートロック車４とゲートロック壁３４、３５との間のシール機能を改善してもよい。さらに、ゲートロック室３はゲートロック壁３４ａ、３４ｂの領域内においてガスの供給および排出又はいずれか一方のための配管と結合されていてもよい。
各ゲートロック室３は固有の掴み装置６を有し、ゲートロック車４によるびん１の搬送の間にびん１は掴み装置６により芯出しされかつ固定され、しかも底面が支持されることなくかつゲートロック室３の壁と接触することなく懸垂されて固定されている。各掴み装置６は掴みばさみの形に配置されたほぼ平行な２つの揺動レバー８、９を有し、揺動レバー８、９はゲートロック車４の水平な回転面内でその回転軸に対しほぼ半径方向に配置されている。両方の揺動レバー８、９は支持ボルト３５、３６により共通の支持板２上に揺動可能に支持されている。一方、支持板１２は付属のゲートロック室３の凹部３７内に水平かつ半径方向にねじにより着脱可能にならびに気密に固定されている。
とくに図４が示すように、支持ボルト３５、３６により形成される揺動軸は揺動レバー８、９のほぼ中央に位置しかつ揺動軸は揺動レバー８、９を外方を向く掴みアームとおよび内方を向く反対側アームとに分割している。掴みアームの間にゴムクッションの形の弾性手段１１が挿入され、弾性手段１１は掴みアームを相互に引き離すように圧着し、これにより掴み装置６を開くようにしている。掴みアームの自由端部にほぼ四分円形状の凹部３８、３９が形成され、凹部３８、３９は掴み領域においてびん１の直径に合わされている。この実施態様においては、この掴み領域はびん頭部に形成されたカラー７または支持リングのすぐ下側のびんの首部である。掴み装置６が閉じられたとき、両方の凹部３８、３９はびんの首部を１８０°以上で包囲しかつ所定の力でびんの首部に当接し、これにより対応するびん１は力伝達可能なように保持されるだけでなく一体形状にも保持される。したがって、高い搬送速度、大きい加速度等の場合においても、底面領域における支持なしに、きわめて倒れやすいびん１でさえもゲートロック室３内における絶対確実な固定が達成される。
ゲートロック車４の回転軌道の希望位置における掴み装置６の開閉は概して符号５で示した制御装置により行われ、制御装置５の構造を以下に説明する。対をなす各揺動レバー８、９の反対側アーム間に制御カム１０が回転可能に支持されている。制御カム１０がゲートロック車４の回転軸に対しほぼ半径方向に位置している場合（開位置）、反対側アームは弾性手段１１の影響により最大に接近可能であり、したがって掴み装置６は開かれている。これに対し、図４に示すように、制御カム１０がゲートロック車４の回転軸に対しほぼ接線方向に位置している場合（閉位置）、制御カム１０は反対側アームを相互に最大に押し拡げ、これにより凹部３８、３９を有する掴みアームは最大に接近され、したがって掴み装置６は閉じられている。各制御カム１０は制御軸４０の下端部に固定され、制御軸４０はゲートロック車４の回転軸に平行にゲートロック車４内に回転可能に支持されかつ上方に多少突出している。突出端部に制御レバー４１が固定され、制御レバー４１により制御カム１０はその開位置とその閉位置との間で揺動可能であり、これらの両方の位置は自動固定により安定化されている。
制御レバー４１は固定された４つのボルト形状ストッパ１３ないし１６と協働し、ストッパ１３ないし１６はゲートロック車４の上側を覆うカバープレート５１内に固定されかつ制御レバー４１の回転軌道内に突出している。制御レバー４１およびストッパ１３ないし１６は、ゲートロック室３の内側に位置する、ゲートロック車４のスポークの間に形成されたゲートロック車４の環状空間と全く同様に、標準大気内に存在する。制御軸４０は気密をなしてシールされ、したがってゲートロック室３と大気との間の気体の交換を許容しない。
４つの星形車１７ないし２０は同じ基本構造を有し、この基本構造を以下に第１の星形車１７により説明する。垂直駆動軸４２上に水平星形板４３が固定され、星形板４３に、その周囲に均等に分布された８つのアングルレバー４４が、駆動軸４２に平行に配置された軸４５の周りを揺動可能に支持されている。各アングルレバー４４の内側に存在する脚部に第１のカムローラ４６が支持され、カムローラ４６は第１の溝カム４７内に係合している。溝カム４７は星形板４３の下側に固定配置されかつ星形板４３の回転中にアングルレバー４４の揺動運動を制御する。
駆動軸４２に対しほぼ半径方向に伸長する各アングルレバー４４の外側脚部に、スライダ４８が縦方向にスライド可能に支持されている。スライダ４８は第２のカムローラ４９を支持し、カムローラ４９は第２の溝カム５０内に係合している。第２の溝カム５０は星形板４３の上方に固定配置されかつスライダ４８の半径方向運動を制御する。アングルレバー４４から半径方向外方に突出するスライダ４８の端部にクランプ２４が設けられている。クランプ２４ははさみの形に配置された２つの揺動アーム２５、２６を有し、揺動アーム２５、２６は星形車の水平回転面内に位置している。揺動アーム２５、２６は支持ボルト５２、５３によりスライダ４８に揺動可能に支持されかつ引張ばねの形の弾性手段２７により閉じる方向に付勢されている。揺動アーム２５、２６の半径方向外方を向く脚部は四分円形状に曲げられかつ１８０°以上のびん１の掴み領域の直径に合わされている。この実施態様においては、掴み領域はカラー７の上側とびん頭部のねじの下端縁との間の凹部である。この位置においてびん１の確実な掴みおよび保持が実行可能であり、びん１は軸方向に滑り抜けることはない。星形車１７ないし２０の領域内でも底面を支持することなくびん１の搬送が行われ、これにより種々のびん高さに対する取付部品は必要ではなくかつびん表面の損傷が防止される。
掴み装置６がその制御装置５により間接的に操作される一方で、クランプ２４はびん１により直接操作される。このために、揺動アーム２５、２６の自由端部にテーパをつけた制御面２８、２９が設けられ、制御面２８、２９は揺動アーム２５、２６の間にびん１を圧入したときに弾性手段２７の力に抗して揺動アーム２５、２６を相互に押し拡げ、これによりびん１は揺動アーム２５、２６の間に完全にスナップ挿入される。逆にびん１を取り出すときは、揺動アーム２５、２６はその四分円形状に基づき弾性手段２７の力に抗して再び開かれ、これによりびん１は完全にスナップ取出しされる。
図１が示すように、第１の星形車１７は処理室２の外部の標準大気内に存在する。星形車１７は空気コンベヤの形の搬入コンベヤ２１からびん１を受け取り、搬入コンベヤ２１の端部領域において、びん１は、星形車１７に同期して駆動される２つの平行な搬入スクリュー５４ａ、５４ｂにより間隔を設けて配置されかつ同期される。この場合、両方の溝カム４７および５０により制御されるスライダ４８の揺動運動および半径方向運動の複合運動により、クランプ２４はびん１上にスナップ装着される。続いて第１の星形車１７内のびん１はスライダ４８の主として行われる揺動運動により僅かに加速され、ないし大きな間隔を設けて配置され、最後にゲートロック室３の開口内に適切に挿入されかつ開かれた掴み装置６内に正確に装着される。終端位置に到達したとき、掴み装置６は上記説明のようにストッパ１３により閉じられ、その後クランプ２４は主として行われる半径方向運動によりびん１から引き離されかつゲートロック室３から引き出される。掴み装置６はカラーの下側でびん１を掴みおよびクランプ２４はカラー７の上側でびんを掴むので、これらの要素間での問題のない引渡しが可能である。
第４の星形車２０は隣接する第１の星形車１７と同様に処理室２の外部の標準大気内に存在する。第４の星形車２０はゲートロック車４からびん１を受け取りかつ空気コンベヤの形の搬出コンベヤ２２にびん１を引き渡す。この場合、溝カム４７および５０を介して行われるスライダ４８の対応制御により、クランプ２４は掴み装置６によりゲートロック室３内にまだ保持されているびん１上にスナップ装着され、それに続いて掴み装置６は上記のようにストッパ１６により開かれる。それに続いてびん１は星形車２０内で減速され、ないしびん１の間隔が狭められ、これによりびん１は比較的狭い間隔で搬出コンベヤ２２内に挿入される。
第２の星形車１８および第３の星形車１９は隣接して処理室２の内部に存在する。第２の星形車１８はゲートロック車４の掴み装置６からびん１を受け取りおよび狭められた間隔でかつ低下された速度でびん１をコンベヤ２３の心金３２に引き渡す。この場合、掴み装置６の開放はストッパ１４により行われる。第３の星形車１９はびん１をコンベヤ２３の心金３２から受け取り、および拡大された間隔でかつ増大された速度でびん１をゲートロック車４の掴み装置６に引き渡す。この場合、掴み装置６の閉鎖はストッパ１５により行われる。星形車１８および１９の領域内においてもまた、びん１の間隔および速度の希望される変化、ないし一方のゲートロック車４と他方のコンベヤ２３との間の異なるピッチおよび速度間の適合が、びん１上へのスナップ装着ないしびん１からのスナップ取出しのための主として行われる半径方向運動と同様に、両方の溝カム４７および５０の対応形状により行われる。

Claims (14)

1. 周囲に外方に開いている容器用ゲートロック室を設けた少なくとも１つの回転可能なゲートロック車を備えた、処理室内への搬入ないしは処理室内からの搬出をする装置において、
   ゲートロック車（４）に、容器（１）により直接にないしは制御装置（５）により間接的に操作可能な掴み装置（６）が設けられ、掴み装置（６）が容器（１）をゲートロック室（３）内に一時的に固定し、容器（１）が、掴み装置（６）により、底面が支持されることなく懸垂されてゲートロック室（３）内に保持され、ゲートロック室（３）の室壁と接触することなく保持されることを特徴とする装置。
2. 各掴み装置（６）が掴みばさみの形に配置された少なくとも２つの揺動レバー（８，９）を有し、揺動レバー（８，９）がゲートロック車（４）の回転面にほぼ平行に配置されかつ少なくともその一部分が付属のゲートロック室（３）内に突出していることを特徴とする請求項１の装置。
3. 各掴み装置（６）の揺動レバー（８，９）の間に、回転可能な制御カム（１０）および協働して掴み装置（６）の開き運動ないしは閉じ運動を行わせる弾性手段（１１）が設けられていることを特徴とする請求項２の装置。
4. 掴み装置（６）の揺動レバー（８，９）が支持板（１２）上に支持され、一方支持板（１２）が付属ポケット（３）の内壁の領域内でゲートロック車（４）に好ましくは着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項２又は３の装置。
5. 制御カム（１０）がゲートロック車（４）の回転軌道に固定配置されたストッパ（１３ないし１６）により開かれないしは閉じられ、この場合、掴み装置（６）がストッパ（１３ないし１６）間の回転範囲内において制御カム（１０）及び弾性手段（１１）又は何れか一方によりその開位置ないし閉位置に安定化されていることを特徴とする請求項３又は４の装置。
6. 掴み装置（６）が、容器（１）の周囲領域において、好ましくは首部領域又は頭部領域において、一体形状にないしは力伝達可能に容器（１）を掴むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの装置。
7. ペット（ＰＥＴ）ボトル（１）の搬送において、掴み装置（６）が頭部領域に設けられている支持リングまたはカラー（７）の下でペットボトル（１）を掴むことを特徴とする請求項６の装置。
8. ただ１つのゲートロック車（４）が設けられていることと、容器（１）の処理室（２）内への搬入のみならず容器（１）の処理室（２）からの搬出もまた行われることと、および
   ただ１つのゲートロック車（４）の周囲にこれと同期して反対回転方向に駆動可能な少なくとも４つの星形車（１７ないし２０）が設けられ、それらのうちつは処理室（２）の外部におよび２つは処理室（２）の内部に設けられ、これらの星形車（１７ないし２０）は容器（１）を正確なピッチでゲートロック車（４）の掴み装置（６）に引き渡し、ないしは正確なピッチでゲートロック車（４）の掴み装置（６）から受け取ることと、
   を特徴とする請求項１ないし７のいずれかの装置。
9. 処理室（２）の外部に設けられている星形車（１７ないし２０）はゲートロック車（４）と協働するほかに未処理容器のための搬入コンベヤ（２１）および処理容器（１）のための搬出コンベヤ（２２）と協働し、一方、処理室（２）内に設けられている両方の星形車（１８，１９）は容器（１）を処理室（２）内で搬送するコンベヤ（２３）と協働することを特徴とする請求項８の装置。
10. 星形車（１７ないし２０）に、容器（１）により直接にないしは制御装置により間接的に操作可能なクランプ（２４）が設けられ、クランプ（２４）が、好ましくはゲートロック車（４）の掴み装置（６）が掴む容器（１）の周囲領域とは異なる他の周囲領域において容器（１）を掴むことを特徴とする請求項８または９の装置。
11. 各クランプ（２４）がはさみの形に配置された少なくとも２つの揺動アーム（２５，２６）を有し、揺動アーム（２５，２６）がゲートロック車（４）の回転面にほぼ平行に配置されかつ少なくともその一部分が付属のゲートロック室（３）内に突入することを特徴とする請求項１０の装置。
12. 各クランプ（２４）の揺動アーム（２５，２６）の間に弾性手段（２７）が設けられ、弾性手段（２７）は揺動アーム（２５，２６）を閉じる方向に付勢していることと、
    揺動アーム（２５，２６）の自由端部に、テーパまたは丸みが設けられた制御面（２８，２９）が形成され、容器（１）をクランプ（２４）内に押し込むときに制御面（１８，２９）が弾性手段（２７）の力に抗してクランプ（２４）を押し広げることと、
    を特徴とする請求項１１の装置。
13. 少なくとも１つの星形車（１７ないし２０）のクランプ（２４）が、その回転軸に対しほぼ半径方向及びほぼ接線方向に又はいずれかの方向に可動に制御され、これによりクランプ（２４）の半径方向位置ないし相互間の間隔および速度が星形車（１７ないし２０）の回転の間に周期的に変化可能であることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかの装置。
14. ペットボトルの搬送において、クランプ（２４）が頭部領域に設けられた支持リングまたはカラー（７）によりペットボトルを掴むことを特徴とする請求項７ないし１３のいずれかの装置。

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