WO2016150706A1 - Vorrichtung in der getränkeindustrie mit einem radiallager und/oder einem axiallager - Google Patents

Vorrichtung in der getränkeindustrie mit einem radiallager und/oder einem axiallager Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device in the beverage industry, in particular a filling of the packaging machine or a gripper cylinder, with a radial bearing and / or a thrust bearing according to the preamble of claim 1.
  • a device in the beverage industry in particular a filling of the packaging machine or a gripper cylinder, with a radial bearing and / or a thrust bearing according to the preamble of claim 1.
  • ball bearings and sliding bearings are used for rotary movements in filling and packaging machines in the beverage industry.
  • linear movements special linear units are used.
  • a certain maintenance is required for these bearings, since they often need to be lubricated and greased.
  • bearings cause friction and thus require energy, sometimes they are limited in their operating speed. All these bearings are subject to wear and must be maintained and / or replaced.
  • DE 20 2010 013 513 U1 discloses a packaging machine in which at least one of a plurality of guide elements for the packaging and / or film webs used as packaging is designed as an ultrasound bearing unit.
  • the ultrasound bearing unit can be designed as an ultrasound air bearing whose activation triggers a compression of the air between the packaging web and the surface of the ultrasound bearing unit.
  • U1 discloses a bearing arrangement for a rotary bearing of a conveying path with a cylindrical deflection shaft at at least one end of the conveying path with a horizontally arranged axis of rotation and with a lateral surface.
  • the lateral surface of the deflection shaft has at least one bearing point.
  • At least one of the bearing points has at least one bore for supplying compressed air and for acting on the sliding bearing surface with compressed air to form an air cushion between the lateral surface of the deflection shaft and the contact surface of the bearing point.
  • DE 25 140 51 C3 discloses a plane air bearing for moving loads whose flat bearing plate has bearing pockets in the guideway after the bearing support, which, supplied with compressed air, ensures a bearing gap between the bearing support and the bearing plate that is adjustable depending on load and compressed air pressure.
  • DE 102 10 750 A1 discloses a high-frequency spindle with an air bearing arrangement, in which the air bearing has a plurality of recesses on the side opposite the bearing side, which reach the bearing surface except for a small residual wall thickness. At the bottom of each recess is a plurality of micro-through holes. provided. If the air bearing is designed as an axially acting air bearing, the recesses are preferably arranged on a circle running concentrically to the spindle axis, wherein they preferably extend approximately in the direction of the spindle axis. On the spindle shaft, a flat axial bearing surface is preferably provided, which is aligned in a direction perpendicular to the spindle axis extending plane.
  • the object of the invention is to provide a device with one or more bearings which enables maintenance-free operation even at high machine speeds.
  • a device in the beverage industry in particular a filling or packaging machine or a gripper cylinder, comprises a radial bearing and / or a thrust bearing, which are each designed as air bearings.
  • a radial bearing and / or a thrust bearing which are each designed as air bearings.
  • a gripper cylinder is used, for example, in a labeling machine, wherein by means of the rotating gripper cylinder labels are provided and applied to rotating containers.
  • the air bearing may include a stator and an air bearing bushing surrounding the stator.
  • the air bearing bush may in this case comprise a microporous material and / or the material of the air bearing bush may be provided with nozzles.
  • the nozzles may, for example, be laser drilled microjets.
  • Inlet air may pass through the pores of the microporous material or through the nozzles in the air bearing bushing material, which may form an air cushion between the stator and the air bearing bushing on which the air bearing bushing rotates.
  • a housing of the air bearing which surrounds the stator and the air bearing bush, may comprise a through opening for an air supply. Thus, air can be introduced into the air bearing.
  • the housing may comprise on its inside a, preferably concentric, circumferential, adjacent to the passage opening recess for air distribution. Consequently Air introduced through the passage opening not only flows through the air bearing bush, ie through the pores of the microporous material or through the nozzles in the material of the air bearing bush, but can be introduced or distributed all around.
  • a spacing may be provided between the stator and the air bearing bushing.
  • an air cushion can be formed by introduced air. This allows frictionless operation of the air bearing as the air cushion prevents lining up of air bearing elements when the air bearing bush rotates about the stator.
  • the apparatus may further include an air manifold configured to be connected to the through-hole and further configured to generate an airflow in the air bearing.
  • the air distributor is the source of air to be introduced into the air bearing.
  • oil and grease-free compressed air is used to prevent contamination of the air bearing.
  • the stator comprises at least one outlet for air.
  • the device may further comprise at least one linear bearing, which is designed as a linear air bearing.
  • the attached Figure 1 exemplifies a gripper cylinder with a radial air bearing for a better understanding and to illustrate aspects of the invention.
  • the device 1 shown in Figure 1 comprises a gripper cylinder 2 with a radial air bearing 3.
  • Gripper cylinder 2 are used for example in a labeling, wherein by means of the rotating gripper cylinder 2 labels provided and applied to rotating container. The labels can be cut to size and glued.
  • the illustrated gripper cylinder 2 comprises a radial air bearing 3 with a stator 4 and an air bearing bushing 5 surrounding the stator 4.
  • a passage opening 7 is provided for an air supply.
  • air can be introduced into the radial air bearing 3.
  • the housing 6 comprises on its inside a concentric circumferential, adjoining the passage opening 7 recess 8 for air distribution.
  • the passage opening 7 introduced air not only the air bearing bushing 5, but can be introduced circumferentially.
  • an air distributor can be connected to generate an air flow in the radial air bearing 3 and thus form the air cushion between the stator 4 and the air bearing bushing 5.
  • the air flows through the air bearing bush 5 and the spacing between the stator 4 and the air bearing bush 5 in the directions 9 and 10.
  • the air flow in the two directions 9 and 10 must not be interrupted, i. There must be no air congestion, as only flowing air ensures the air bearing effect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in der Getränkeindustrie, insbesondere eine Abfüll- oder Verpackungsmaschine oder ein Greiferzylinder, mit einem Radiallager und/oder einem Axiallager, die jeweils als Luftlager ausgebildet sind.

Description

Vorrichtung in der Getränkeindustrie mit einem Radiallager und/oder einem Axiallager
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in der Getränkeindustrie, insbesondere eine Abfülloder Verpackungsmaschine oder einen Greiferzylinder, mit einem Radiallager und/oder einem Axiallager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Stand der Technik
Im Aligemeinen werden in Abfüll- und Verpackungsmaschinen in der Getränkeindustrie Kugellager und Gleitlager für rotative Bewegungen eingesetzt. Für lineare Bewegungen werden spezielle Lineareinheiten verwendet. Ein gewisser Wartungsaufwand ergibt sich für diese Lagerstellen, da sie oftmals geschmiert und gefettet werden müssen. Zudem verursachen solche Lagerstellen Reibung und benötigen somit Energie, teilweise sind sie auch in ihrer Betriebsgeschwindigkeit begrenzt. Alle diese Lagerstellen unterliegen Verschleißerscheinungen und müssen gewartet und/oder ersetzt werden.
DE 20 2010 013 513 U1 offenbart eine Verpackungsmaschine, bei der wenigstens eines von mehreren Führungselementen für die als Verpackung verwendeten Verpackungs- und/oder Folienbahnen als Ultraschalllagereinheit ausgebildet ist. Die Ultraschalllagereinheit kann als Ultraschallluftlager ausgebildet sein, dessen Aktivierung eine Verdichtung der Luft zwischen der Verpackungsbahn und der Oberfläche der Ultraschaillagereinheit auslöst.
DE 20 2012 101 542 U1 offenbart eine Lageranordnung für ein Drehlager einer Förderstrecke mit einer zylindrischen Umlenkwelle an wenigstens einem Ende der Förderstrecke mit einer horizontal angeordneten Drehachse und mit einer Mantelfläche. Die Mantelfläche der Umlenkwelle weist wenigstens eine Lagerstelle auf. Wenigstens eine der Lagerstellen weist zumindest eine Bohrung zur Druckluftzufuhr und zur Beaufschlagung der Gleitlagerfläche mit Druckluft zur Ausbildung eines Luftpolsters zwischen der Mantelfläche der Umlenkwelle und der Kontaktfläche der Lagerstelle auf. DE 25 140 51 C3 offenbart ein Planluftlager zur Verschiebung von Lasten, dessen ebene Lagerplatte nach der Lagerauflage hin in der Führungsbahn Tragtaschen aufweist, die mit Druckluft beschickt einen abhängig von Last und Druckluftdruck einstellbaren Lagerspalt zwischen Lagerauflage und Lagerplatte gewährleisten.
DE 102 10 750 A1 offenbart eine Schnellfrequenzspindel mit einer Luftlageranordnung, wo- bei das Luftlager auf der der Lagerseite gegenüberliegenden Seite eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, die bis auf eine geringe Restwandstärke an die Lagerfläche heranreichen. Am Boden einer jeden Ausnehmung ist eine Mehrzahl von Mikrodurchgangsbohrun- gen vorgesehen. Ist das Luftlager als axial wirkendes Luftlager ausgebildet, so sind die Ausnehmungen vorzugsweise auf einem konzentrisch zur Spindelachse verlaufenden Kreis angeordnet, wobei sie sich vorzugsweise etwa in Richtung der Spindelachse erstrecken. An der Spindelwelle ist vorzugsweise eine ebene axiale Lagerfläche vorgesehen, die in einer senk- recht zur Spindelachse verlaufenden Ebene ausgerichtet ist.
Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit einem oder mehreren Lagern zur Verfügung zu stellen, die einen wartungsfreien Betrieb auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten ermöglicht. Lösung
Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Eine Vorrichtung in der Getränkeindustrie, insbesondere eine Abfüll- oder Verpackungsmaschine oder ein Greiferzylinder, umfasst ein Radiallager und/oder ein Axiallager, die jeweils als Luftlager ausgebildet sind. Durch die Ausbildung eines Luftpolsters arbeitet das Luftlager kontaktfrei, so dass keine Elemente des Luftlagers aufeinander reiben. Die Lebensdauer des Luftlagers ist daher im Vergleich zu Kugel- und Gleitlagern viel höher.
Ein Greiferzylinder wird beispielsweise in einer Etikettiermaschine verwendet, wobei mittels des sich drehenden Greiferzylinders Etiketten zur Verfügung gestellt und auf sich drehende Behälter aufgebracht werden.
Das Luftlager kann einen Stator und eine den Stator umgebende Luftlagerbuchse umfassen. Die Luftlagerbuchse kann hierbei ein mikroporöses Material umfassen und/oder das Material der Luftlagerbuchse kann mit Düsen versehen sein. Die Düsen können beispielsweise lasergebohrte Mikrodüsen sein. Eingebrachte Luft kann durch die Poren des mikroporösen Mate- rials oder durch die Düsen im Material der Luftlagerbuchse dringen, wodurch ein Luftpolster zwischen dem Stator und der Luftlagerbuchse ausgebildet werden kann, auf dem sich dann die Luftlagerbuchse dreht.
Ein Gehäuse des Luftlagers, das den Stator und die Luftlagerbuchse umgibt, kann eine Durchgangsöffnung für eine Luftzuführung umfassen. Somit kann Luft in das Luftlager ein- gebracht werden.
Das Gehäuse kann an seiner Innenseite eine, vorzugsweise konzentrisch, umlaufende, an die Durchgangsöffnung anschließende Aussparung zur Luftverteilung umfassen. Somit strömt durch die Durchgangsöffnung eingebrachte Luft nicht nur die Luftlagerbuchse, d.h. durch die Poren des mikroporösen Materials oder durch die Düsen im Material der Luftiager- buchse, sondern kann umlaufend eingebracht bzw. verteilt werden.
Zwischen dem Stator und der Luftlagerbuchse kann eine Beabstandung vorgesehen sein. In dieser Beabstandung kann ein Luftpolster durch eingebrachte Luft ausgebildet werden. Dies ermöglicht einen reibungsfreien Betrieb des Luftlagers, da das Luftpolster ein Aneinanderreihen von Elementen des Luftlagers verhindert, wenn sich die Luftlagerbuchse um den Stator dreht.
Die Vorrichtung kann weiter einen Luftverteiler umfassen, der dazu ausgelegt ist, an die Durchgangsöffnung angeschlossen zu werden und der weiter dazu ausgelegt ist, eine Luftströmung in dem Luftlager zu erzeugen. Der Luftverteiler stellt die Quelle für in das Luftlager einzubringende Luft dar. Vorzugsweise wird öl- und fettfreie Druckluft verwendet, damit es zu keiner Verunreinigung des Luftlagers kommt.
Der Stator umfasst mindestens einen Auslass für Luft. Dadurch kann die Funktionalität des Luftlagers gewährleistet werden, da der Luftstrom in dem Luftlager nicht unterbrochen werden darf, d.h. es darf kein Luftstau entstehen, da nur strömende Luft den Luftlagereffekt gewährleistet.
Die Vorrichtung kann weiter mindestens ein Linearlager umfassen, das als Linearluftlager ausgebildet ist. Die beigefügte Figur 1 stellt beispielhaft einen Greiferzylinder mit einem Radialluftlager zum besseren Verständnis und zur Veranschaulichung von Aspekten der Erfindung dar.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 umfasst einen Greiferzylinder 2 mit einem Radialluftlager 3. Greiferzylinder 2 werden beispielsweise in einer Etikettiermaschine verwendet, wobei mittels des sich drehenden Greiferzylinders 2 Etiketten zur Verfügung gestellt und auf sich drehende Behälter aufgebracht werden. Die Etiketten können zugeschnittenen und beleimt sein. Der dargestellte Greiferzylinder 2 umfasst ein Radialluftlager 3 mit einem Stator 4 und eine den Stator 4 umgebende Luftlagerbuchse 5.
In einem Gehäuse 6 des Radialluftlagers 3, das den Stator 4 und die Luftlagerbuchse 5 umgibt, ist eine Durchgangsöffnung 7 für eine Luftzuführung vorgesehen. Somit kann Luft in das Radialluftlager 3 eingebracht werden.
Zudem umfasst das Gehäuse 6 an seiner Innenseite eine konzentrisch umlaufende, an die Durchgangsöffnung 7 anschließende Aussparung 8 zur Luftverteilung. Somit strömt durch die Durchgangsöffnung 7 eingebrachte Luft nicht nur die Luftlagerbuchse 5, sondern kann umlaufend eingebracht werden.
Zwischen dem Stator 4 und der Luftlagerbuchse 5 ist eine Beabstandung vorgesehen, so dass ein Luftpolster durch eingebrachte Luft ausgebildet werden kann. Durch diese Beabstandung ist ein reibungsfreier Betrieb des Radialluftlagers 3 möglich, da das Luftpolster ein Aneinanderreihen von Elementen des Radialluftlagers 3 verhindert.
An die Durchgangsöffnung 7 kann ein Luftverteiler angeschlossen werden, um eine Luftströmung in dem Radialluftlager 3 zu erzeugen und so das Luftpolster zwischen dem Stator 4 und der Luftlagerbuchse 5 auszubilden. Die Luft strömt durch die Luftlagerbuchse 5 und die Beabstandung zwischen dem Stator 4 und der Luftlagerbuchse 5 in die Richtungen 9 und 10. Dadurch kann die Funktionalität des Radialluftlagers 3 gewährleistet werden. Der Luft- strom in die beiden Richtungen 9 und 10 darf nicht unterbrochen werden, d.h. es darf kein Luftstau entstehen, da nur strömende Luft den Luftlagereffekt gewährleistet.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) in der Getränkeindustrie, insbesondere eine Abfüll- oder Verpackungsmaschine oder ein Greiferzylinder (2), mit einem Radiailager (3) und/oder einem Axiallager dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (3) und/oder das Axiallager jeweils als Luftlager (3) ausgebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Luftlager (3) einen Stator (4) und eine den Stator (4) umgebende Luftlagerbuchse (5) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Luftlagerbuchse (5) ein mikroporöses Material umfasst. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Material der Luftlagerbuchse mit Düsen versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Düsen beispielsweise laser-gebohrte Mikrodüsen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Gehäuse (6) des Luftlagers (3), das den Stator (4) und die Luftlagerbuchse (5) umgibt, eine Durchgangsöffnung (7) für eine
Luftzuführung umfasst.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (6) an seiner Innenseite eine, vorzugsweise konzentrisch, umlaufende, an die Durchgangsöffnung (7) anschließende Aussparung (8) zur Luftverteilung umfasst 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei zwischen dem Stator (4) und der Luftiagerbuchse (5) eine Beabstandung vorgesehen ist.
9. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, weiter umfassend einen Luftverteiler, der dazu ausgelegt ist, an die Durchgangsöffnung (7) angeschlossen zu werden und weiter dazu ausgelegt ist, eine Luftströmung in dem Radialluftlager (3) zu erzeugen. 0. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Stator (4) mindestens einen Auslass für Luft umfasst.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung weiter mindestens ein Linearlager umfasst, das als Linearluftlager ausgebildet ist.
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