JP4441127B2 - 容器の搬入および搬出装置 - Google Patents
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Description
本発明は容器の搬入および搬出装置に関するものである。このような装置は、国際特許公開第98/40531号により、例えばペット・ボトルのようなプラスチック・ボトルを処理室内に搬入するために使用され、処理室において、プラスチック・ボトルは遮光特性を改善するためにコーティングされる。各容器が、搬入の間、ゲート・ロック・ロータ内を通過するとき、および搬出されるときに、(容器表面を保護するためにも)それ自身自由に放置された状態ではなく常に正確に位置決めされた状態を維持するように、およびプロセスの確実性の理由から、協働クランプが使用される。位置決めされていないボトル即ちフリーになったボトルによる障害は、装置の停止、負圧の低下および処理室内の装置の停止を必要とし、長い休止期間を発生し、これにより高いコストを必要とするので、プロセスの確実性は極めて重要な因子である。場合によっては、装置および処理ステーションが再び運転される前に、すべての容器が処理室から除去されなければならない。本来、クランプによりプロセスの確実性は既に比較的高くはなっているが、例えば20以上のゲート・ロック室を有するゲート・ロック・ロータの場合、好ましくない状況においては、星形車からゲート・ロック・ロータへまたはゲート・ロック・ロータから星形車への容器の引渡しが同調しないで、新たな容器を搬入するために空になっていなければならないゲート・ロック室内に容器が残っていることが避けられない。このとき、運転流れ内の障害は避けられない。
【0002】
さらに、米国特許第1766018号から、真空内に密閉すべき容器のためのそれぞれ6つのみのゲート・ロック室を有するゲート・ロック・ロータ対において、各ゲート・ロック・ロータ内に直径方向に配置されたタペットを設けることが既知である。各タペットはその端部を直径方向に対向する2つのゲート・ロック室内に係合させ、および引き渡すべき容器をタペットがゲート・ロック室から押し出すように(真空により、入り込む容器によりまたは駆動装置により)操作される。好ましくない状況において排出すべき容器がそのゲート・ロック室内に残っているときには、意に反して残っている容器を除去する方法が存在しないので、修復が極めてむずかしい損傷を伴う障害が発生することになる。
【0003】
意に反して容器が残っていることによる運転障害が確実に回避される冒頭記載のタイプの装置を提供することが本発明の課題である。
本発明の本質として、掴み保持装置による容器の「確実な」強制引渡しおよび連続位置決めにもかかわらず、装置内に追加装置が組み込まれ、この追加装置が、意に反してゲート・ロック室内に容器が残っているという、理論的には確かに起こり得ないが実際には避けられない場合に対して、この残っている容器をゲート・ロック室から排除し、しかも意図的に設けられた排出領域と協働して排除するので、残っている各容器をゲート・ロック・ロータから除去可能であるのみならず、それが運転障害をもはや引き起こすことがないように残っている容器を除去可能でもある。容器搬送における重複安全対策が内部および外部排出領域と協働してプロセスの確実性を著しく向上し、この場合、これは構造的にも適切な費用で達成可能である。
【0004】
この場合、基本的に2つの変更態様が適している。排出要素は、ゲート・ロック・ロータの外部で排出領域に位置決めされ且つ外部からゲート・ロック室内に係合させられるか、または排出要素がゲート・ロック・ロータの内部に位置決めされ且つ内側から排除位置へゲート・ロック室内に移動されるかのいずれかである。第1の場合、各排出領域内に少なくとも1つの排出要素が必要とされる。第2の場合、各ゲート・ロック室に対して少なくとも1つの排出要素が必要とされる。
【0005】
排出要素が調節装置と共に、排出領域内において、対をなす星形車およびゲート・ロック・ロータから離されて、装置のこれらの要素と衝突することがないように配置されていることが適切である。
【0006】
代替態様として、ゲート・ロック・ロータ内の各ゲート・ロック室に対して、ゲート・ロック・ロータ内で移動可能に支持された排出要素が設けられている。排出要素を作動させるために、構造的に2つの変更態様が適している。各排出要素にゲート・ロック・ロータと共に回転する固有の調節装置が付属されているときには、構造的費用は確かに高くなるが、制御技術的費用は場合により安くなる。他方の場合には、各排出領域に付属して、このときすべての排出要素に共通に付属されている1つの調節装置のみが設けられている。この場合、構造的費用は安くなる。
【0007】
構造的に簡単で、機能的に確実で且つ場所をとらない実施態様はゲート・ロック室に付属のタペットを使用し、タペットはばね力により中立位置に保持され且つゲート・ロック室が排出領域に到達したときにタペットは排除位置に移動される。
【0008】
各タペットがゲート・ロック・ロータ内のガイド内で直線方向に移動可能に案内されていることが適切であり、この場合、ガイドは、大気圧より高い処理室内の圧力または大気圧より低い圧力に対して気密をなすように設計されるべきである。
【0009】
簡単な実施態様においては、各調節装置が固定支持されたカム・レールからなり、カム・レールはそれぞれの排出領域上に設けられ且つカム・レールにタペットが順次に当接してその排除位置に移動される。タペットの位置のリセットはばね力が行う。摩耗を減らすために、タペットに、ローラ、ボールまたは滑りパッドが設けられていてもよい。
【0010】
特に適切な実施態様はセンサと作動結合をなす調節装置を有し、意に反して容器が残っている場合にセンサは調節装置を作動させ、調節装置はタペットにより容器を搬出する。このために、アクチュエータ、好ましくは電磁弁により操作される空圧シリンダが使用され、およびアクチュエータは直接または好ましくは可動カム・レールを介してタペットを排除位置に移動させる。
【0011】
ゲート・ロック・ロータはかなり高速で回転するので、センサをゲート・ロック・ロータの外部で且つ排出領域の手前またはその開始点に位置決めすることが適切である。ゲート・ロック・ロータの設計をあとで修正する必要がないように、調節装置を固定ベース・プレート上に装着することが適切である。
【0012】
簡単な代替態様においては、排出要素が、ゲート・ロック・ロータと共に回転し且つ揺動可能に支持されているレバーであり、レバーは固定されたカム・レールまたはカム面により排除位置に移動される。
【0013】
意に反して残り且つ損傷防止のために排除された容器が結果的に損傷を引き起こすことがないように、それぞれの排出領域内に容器回収装置または選別装置を設けることが適切である。
【0014】
各排出要素が掴み保持装置の下側に配置され、しかも迅速且つ確実な排除が保証される高さ位置に配置されていることが適切である。
高速回転するゲート・ロック・ロータにおいても意に反して残っている容器を排除するために十分な時間を有するように、それぞれの対の星形車を、ゲート・ロック・ロータの周方向に、通常よりも広く相互に間隔配置することが有利である。
【0015】
図面により本発明の実施態様を説明する。
図1および2に示す装置Vは、例えば真空処理室2内へないし真空処理室2から、容器1例えば多目的ペット・ボトルのようなプラスチック・ボトルを搬入および搬出するために使用され、真空処理室2において容器1は例えばその遮光特性を向上させるためにコーティングされる。壁31により密閉された処理室2内に容器1の開口内に挿入可能な心金32を有するコンベヤ23が含められ、コンベヤ23は容器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。
【0016】
装置Vは水平なベース・プレート33を有し(図2)、ベース・プレート33上にゲート・ロック・ロータ4およびゲート・ロック・ロータ4と協働する2対の星形車17,20;18,19(処理室2に関して内部および外部の星形車対)が設けられている。
【0017】
外部星形車17は容器1をコンベヤ21から受け取り、コンベヤ21の端部領域内に搬入スクリュー54a,54bが設けられている。この端部領域において星形車17のクランプ状の掴み保持装置24が容器1にスナップ装着される。それに続いて、各容器1はゲート・ロック・ロータ4内に搬入され且つその中で制御されるグリッパ状の掴み保持装置6に引き渡される。ゲート・ロック・ロータ4に、その外周内に配置された外方に開いているゲート・ロック室3が設けられ、ゲート・ロック室3の各々は掴み保持装置6を含んでいる。容器1は例えばカラー7およびその上方のねじを有している。クランプ状の掴み保持装置24はカラー7の上側で容器1を掴み、一方、グリッパ状の掴み保持装置6はゲート・ロック室3内でカラー7の下側を掴む。これにより、問題のない容器の引渡しが保証されている。
【0018】
星形車17,18,19,20は本質的に構造が同じであり且つそれぞれクランプ状の掴み保持装置24を備えている。
処理室2内に配置されている星形車18(内部星形車)のクランプ状掴み保持装置24は容器をゲート・ロック室3内のグリッパ状掴み保持装置6から受け取り且つ容器をコンベヤ32の心金23に引き渡す。処理室2内に配置されている他方の星形車19(同様に内部星形車)は処理された容器1を心金23から受け取り且つ容器1をゲート・ロック室3内のグリッパ状掴み保持装置6に引き渡し、掴み保持装置6により容器1は外部星形車20に供給され且つそのクランプ状の掴み保持装置24に引き渡される。
【0019】
ベース・プレート33の下側に配置されている図示されていない駆動機構により、ゲート・ロック・ロータ4および星形車17ないし20は相互に同期して並びにコンベヤ23に同期して矢印方向に駆動される。気密をなして密閉されたゲート・ロック室3は、それが供給すべき最大容器1より僅かに大きいだけの寸法を有している。ゲート・ロック壁34は処理室2の壁31に移行する。上側にカバー・プレート51が設けられている。ゲート・ロック室3はゲート・ロック壁34の領域内においてガス供給および/またはガス排出のための配管と結合されていてもよい。
【0020】
各ゲート・ロック室3内のグリッパ状掴み保持装置6により、容器1はゲート・ロック・ロータ4内の搬送の間に芯出しされ且つ固定され、しかも底面を支持されることなく且つゲート・ロック室の壁3aと接触することなく懸垂されていることが適切である。各掴み保持装置6は支持板12に支持され、支持板12はゲート・ロック室3の凹部37内に着脱可能に且つ気密をなして固定されている。保持位置において掴み保持装置6は容器の首部を180°以上の範囲で力伝達可能に掴み、したがって容器1は力伝達可能におよび一体に保持される。掴み保持装置6の開閉運動の制御はゲート・ロック・ロータ4の回転軌道の希望位置において制御装置により行われ、制御装置は例えば掴み保持装置6内に設けられている制御カム10に作用する。各制御カム10は制御軸40に固定され、制御軸40はゲート・ロック・ロータ軸に平行に回転可能に支持され且つ上方に突出している。突出端部に制御レバー41が固定され、制御レバー41はそれぞれ固定された4つのボルト形状ストッパ13,14,15,16と協働し、ストッパ13,14,15,16はカバー・プレート51内に固定され且つ制御レバー41の回転軌道内に突出している。
【0021】
星形車17ないし20は本質的に構造が同じであるので、星形車17のみを説明する。垂直駆動軸42上に水平なプレート43が固定され、プレート43にアングル・レバーが揺動可能に支持され、アングル・レバーはカム・ローラを介してプレート43の下側に固定配置されている溝カム47と協働し、溝カム47はプレート43の回転運動の間にクランプ状の掴み保持装置24の揺動運動を制御する。アングル・レバーに配置されているスライダはカム・ローラを介して第2の溝カム50と協働し、第2の溝カム50はプレート43の上側に固定配置され且つ掴み保持装置24の半径方向運動を制御する。掴み保持装置24は容器1を180°以上の範囲で掴むので、容器1の供給において底面の支持は必要ではない。グリッパ状の掴み保持装置6がその制御装置5により強制制御される一方で、各クランプ状の掴み保持装置24は容器1それ自身により開かれ、容器はスナップ挿入するまで掴み保持装置24を相互に開きながらその中に入り込み、このとき力伝達結合により保持される。ゲート・ロック室3内のグリッパ状の掴み保持装置6により容器1が掴まれたのちにはじめて、容器1は感じる程度の抵抗をなして再び引き出される。容器1が掴み保持装置6から星形車18の掴み保持装置24に引き渡されるとき、容器1が正常に掴み保持装置24内にスナップ挿入されると直ちに、掴み保持装置6は制御により開かれる。星形車19の掴み保持装置24は、容器が正常にスナップ挿入されると直ちに容器1を心金32から引き出し、およびそののちに、掴み保持装置6が制御により閉じられると直ちに容器を掴み保持装置6に引き渡す。容器を星形車20の掴み保持装置24に引き渡すためには、容器が正常に掴み保持装置24内にスナップ挿入されると直ちに、それぞれの掴み保持装置6は制御により開かれる。最後に排出コンベヤ22は容器1を星形車20の掴み保持装置24から引き出す。
【0022】
図1に示すように、外部星形車対の各星形車17,20の間および内部星形車対の各星形車18,19の間に容器排出領域Cが設けられ、この場合、損傷防止のために意に反してゲート・ロック室3内に残っている容器1を排出し且つ搬出可能にするために、各対の両方の星形車はゲート・ロック・ロータ4の周方向に通常よりも広く相互に間隔配置されていることが適切である。このような容器の排出のために、調節装置Eと作用結合をなす排出要素Dが設けられ、排出要素Dはそれがゲート・ロック室3内に係合していない中立位置から排除位置へゲート・ロック室3内に移動可能である。
【0023】
図1において、排出要素Dは調節装置Eと同様に両方向矢印により略図でのみ示されている。
排出領域Cにおいてのみ作動される排出要素Dをその調節装置Eと作用結合をなすように装置V内に組み込むのに複数の方法が存在する。
【0024】
(図示されていない)第1の場合においては、排出要素Dはその調節装置Eと共にゲート・ロック・ロータ4の外側で排出領域C内または排出領域Cの付近に存在し、この場合、排出要素Dは、それがゲート・ロック室の外側の中立位置から排除位置へゲート・ロック室内に入り込むことが可能であり且つそこに残っている容器1を排出領域C内に搬出するように、調節装置Eにより駆動可能である。
【0025】
他方の場合(図2ないし4)においては、各ゲート・ロック室3に少なくとも1つの固有の排出要素Dが付属され、付属のゲート・ロック室3が排出領域C内に入り込んだときに、または本来掴み保持装置24によりゲート・ロック室3から取り出されていなければならない容器1が意に反してゲート・ロック室3内に残っているときにのみ、そのたびごとに排出要素Dが排除位置に移動される。
【0026】
図示されていない実施態様においては、ゲート・ロック室3の排出要素Dは固有の調節装置と協働し、固有の調節装置は排出要素Dと同様にゲート・ロック・ロータ4と共に回転する。
【0027】
しかしながら、各排出領域Cに対して、すべての排出要素Dに共通な1つの調節装置Eのみが設けられ、しかもゲート・ロック・ロータ4の内部でベース・プレート33上に(または場合によりカバー・プレート51に)固定して設けられている実施態様のほうが有利である(図2ないし4)。各調節装置Eはほぼ付属の排出領域Cの角度位置に設けられている。
【0028】
図2においては排出要素Dは揺動レバー8であり、揺動レバー8はゲート・ロック室壁3a上の揺動軸受S内に支持され且つ排出板9をゲート・ロック室3内に入り込ませている。レバー8の他方の自由操作端部は、ベース・プレート33に固定されている案内レールまたはカム面11と協働している。案内レールないしカム面11はセクション11aを有し、セクション11aは、図示されていないばねにより実線で示した中立位置に保持されているレバー8を、破線で示した排除位置に移動させ、しかも付属のゲート・ロック室3が排出領域Cに入り込みはじめるときに移動させる。さらに、排出領域C内に容器回収装置または容器選別装置Fが設けられていてもよい。
【0029】
ゲート・ロック・ロータ4の回転運動において、この回転運動の結果として、各レバー8は、ゲート・ロック室3内に意に反して残っている容器1が含まれているかどうかとは無関係に、念のために2回中立位置から破線で示した排除位置に移動される。
【0030】
図3に示した実施態様においては、ゲート・ロック室3に付属の排出要素Dは直線方向に可動に案内されたタペット23として形成され、タペット23の各々は、ゲート・ロック室壁3a内の適切に気密にシールされたガイド25内で案内される。ばね26はタペット23の引込み中立位置を形成し、タペット23はその操作端部27をベース・プレート33に支持されたカム・レール36,36′に当接させ、カム・レール36,36′の位置は排出領域Cに対応している。
【0031】
常時操作される図2に示した実施態様と同様に、各タペット23がカム・レール36′のところを通過したときに念のために図示の排除位置に移動され、このとき意に反して残っている容器1(点線で示されている)を排出領域C内に搬出するように、カム・レール36′は例えば28および38において支持されていてもよい。
【0032】
図3に示した第2の変更態様においては、ゲート・ロック室3に付属されているタペット23は、意に反して残っている容器1が実際にゲート・ロック室3内に存在するときにのみ中立位置からばね26の力に抗して排除位置に移動される。このために、調節装置Eにアクチュエータ29が設けられ、アクチュエータ29は、カム・レール36を、揺動軸として形成された支点28の周りに実線で示した位置に移動させる。このときには支点38は存在しない。アクチュエータ29は例えば空圧シリンダであり、空圧シリンダに電磁弁35により圧縮空気が供給され、圧縮空気の供給が遮断されると直ちにばね力によりリセットされる。ゲート・ロック・ロータ4の外側で周方向における排出領域Cの手前または排出領域Cの始点にセンサ39が位置決めされ、センサ39は、意に反して残っている容器1が存在するかどうかに関して、そこを通過するゲート・ロック室を順次に走査する。センサ39が、その位置において、実線で示した容器1をゲート・ロック室3内に特定した場合、このときにセンサ39と電磁弁35との間の結合を介してアクチュエータ29が作動され、アクチュエータ29はカム・レール36を実線で示した位置に移動させ、これによりこの容器1はこのとき(破線で示されている)排出領域C内に搬出される。
【0033】
図4は排出要素D例えば図3のタペット23の配置およびコンソールを介してベース・プレート33上に固定されているその調節装置Eの配置をゲート・ロック・ロータ4の断面図で示している。排出要素Dは、ゲート・ロック室3の掴み保持装置6の下側で、且つ排出要素Dが容器1を停滞なくそれ自身にほぼ平行にゲート・ロック室3からそれぞれの排出領域Cに搬出する高さ位置に存在している。ゲート・ロック・ロータ4のグリッパ状の掴み保持装置6は通常固定ストッパ16ないし14により開かれるので、グリッパ状の掴み保持装置6が排出領域C内への容器の排出を妨害することはない。
【0034】
センサ39は星形車18ないし20に設けられていてもよく、この場合、センサ39は空の掴み保持装置24を検出したとき、空の位置の原因となっている掴まれなかったボトル1を排出するために、アクチュエータを作動させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、処理室内へないし処理室からの容器の連続搬入および搬出装置の部分切取平面図を示す。
【図2】 図2は、図1の切断面A−Bによる一変更態様の断面図を示す。
【図3】 図3は、他の変更態様におけるゲート・ロック・ロータの水平断面図を示す。
【図4】 図4は、図3の実施態様におけるゲート・ロック・ロータの略垂直断面図を示す。
Claims (16)
- 外周において外方に開いているゲート・ロック室(3)を有する少なくとも1つの駆動可能なゲート・ロック・ロータ(4)と、
少なくとも1つの星形車対(17,20;18,19)であって、前記星形車対が第1及び第2の星形車を含み、前記第1の星形車(17,19)が容器(1)を前記ゲート・ロック・ロータ(4)に搬入し、前記第2の星形車(20,18)が容器(1)を前記ゲート・ロック・ロータ(4)から引き取り、前記星形車対(17,20;18,19)がゲート・ロック・ロータの外周に位置決めされ、前記第1及び第2の星形車(17,20;18,19)がゲート・ロック・ロータの周方向に間隔配置されている、前記星形車対(17,20;18,19)と、
ゲート・ロック室(3)内および前記第1及び第2の星形車(17,18,19,20)上に配置され且つ相互に協働する容器のための掴み保持装置(6,24)と、を組み合わせて備えた、処理室(2)内へまたは処理室(2)からの容器(1)の連続搬入および搬出装置(V)において、
ゲート・ロック・ロータ(4)の外周において前記星形車対(17,20;18,19)のうち少なくとも1つでは、第1及び第2の星形車の間に容器排出領域(C)が設けられ、各排出領域(C)に対して、中立位置から容器排除位置にゲート・ロック室(3)内へ移動可能な少なくとも1つの排出要素(D)が設けられていることを特徴とする、容器の連続搬入および搬出装置。 - それぞれの排出要素(D)が、ゲート・ロック・ロータ(4)の内部からまたはゲート・ロック・ロータ(4)の外側から、ゲート・ロック室(3)内に存在する容器(1)と接触係合する容器排除位置へ移動可能であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 排出要素(D)が調節装置(E)と共に、排出領域(C)内において、前記第1及び第2の星形車(17,18,19,20)およびゲート・ロック・ロータ(4)から離されて配置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 各ゲート・ロック室(3)に、ゲート・ロック・ロータ(4)内でそれと共に回転し且つ移動可能に支持されている排出要素(D)が付属されていることと、
ゲート・ロック・ロータ(4)内で、各排出要素(D)に対してそれと共に回転する固有の調節装置(E)が設けられているか、またはすべての排出要素(D)に対して固定配置され且つ排出領域(C)上に配置されたそれぞれ1つの調節装置(E)が設けられていることと、
を特徴とする請求項1記載の装置。 - それぞれのゲート・ロック室(3)に付属の排出要素(D)が、ばね力(26)により中立位置に付勢され且つゲート・ロック・ロータ軸に対してほぼ半径方向を向くタペット(23)であることを特徴とする請求項4記載の装置。
- タペット(23)が、ゲート・ロック・ロータ(4)内好ましくはゲート・ロック室境界壁(3a)内のガイド(25)内で直線方向に移動可能に案内されていることを特徴とする請求項5記載の装置。
- 調節装置(E)が、中立位置に存在するすべてのタペット(23)の自由端部の回転軌道内に係合する固定支持されたカム・レール(36′)を有することを特徴とする請求項4記載の装置。
- 調節装置(E)が、非係合位置からタペット(23)の自由端部との係合位置へ移動可能なカム・レール(36)と、アクチュエータ(29)に設けられていて、電磁弁(35)により制御可能な空圧シリンダとを有し、アクチュエータ(29)がセンサ(39)と作動可能に結合していることを特徴とする請求項3記載の装置。
- センサ(39)が、ゲート・ロック・ロータ(4)の外部で、ロータの回転方向におけるカム・レール(36)の角度位置の手前に、排出領域(C)内にまたは排出領域(C)の境界に接して配置され、センサ(39)により容器(1)の存在に関して各ゲート・ロック室(3)を走査可能であることを特徴とする請求項8記載の装置。
- センサ(39)が、ゲート・ロック・ロータ(4)の外部で且つ容器(1)をゲート・ロック・ロータ(4)から受け取る前記第2の星形車(18,20)に配置され、センサ(39)により容器(1)の非存在に関して前記第2の星形車(18,20)の各掴み保持装置(24)を走査可能であることを特徴とする請求項8記載の装置。
- 各調節装置(E)がゲート・ロック・ロータ(4)の固定ベース・プレート(33)上に支持されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の装置。
- 排出要素(D)が、ゲート・ロック・ロータ(4)内でそれと共に回転し且つ揺動可能に支持されているレバー(8)に設けられていて、ゲート・ロック室(3)内に配置されている排出板(9)を有するクランク形レバーであり、レバー(8)は操作端部を固定支持されたカム・レール(11,11a)またはカム面に当接させ、一方、カム・レール(11,11a)またはカム面はゲート・ロック・ロータ(4)の内部で排出領域(C)上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 各排出領域(C)内に容器回収装置または容器選別装置(F)が設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 各排出要素(D)がゲート・ロック・ロータ(4)内で掴み保持装置(6,24)の下側付近に配置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- ゲート・ロック・ロータ(4)の周方向に見た排出領域(C)の伸長長さがゲート・ロック室の幅の数倍分を有することを特徴とする請求項1記載の装置。
- 処理室(2)内に負圧が形成され且つ処理室(2)内に容器排出領域(C)が配置されていて、排出された容器(1)が少なくとも一時的に負圧処理室(2)内に残ることを特徴とする請求項1ないし15のいずれかに記載の装置。
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