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Dokumentenidentifikation DE4439713A1 15.05.1996
Titel Vorrichtung zum lagerichtigen Ausrichten von Behälterdeckeln zueinander
Anmelder SPERLING Maschinen - Anlagen - Service GmbH, 09113 Chemnitz, DE
Erfinder Sperling, Dietmar, 09224 Grüna, DE;
Bretschneider, Gerd, 09130 Chemnitz, DE
Vertreter Horn, K., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 09114 Chemnitz
DE-Anmeldedatum 09.11.1994
DE-Aktenzeichen 4439713
Offenlegungstag 15.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B65G 47/24
IPC-Nebenklasse B65G 11/20   B67B 3/06   
IPC additional class // B65B 7/28  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Arbeitsverfahren und des Transportierens, insbesondere die Handhabung von Gegenständen im Zusammenwirken mit Verpackungseinrichtungen nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, beinhaltet die Aufgabenstellung, die Lage von flachen Behälterdeckeln jeder Material- und Bauart zu erkennen und ohne Aufzweigung des Mengenstromes, also ohne ein Heraussortieren falsch positionierter Deckel diese im Mengenstrom in die verschlußrichtige Lage zu bringen und ist gekennzeichnet dadurch, daß zwei gleichzeitig fungierende Blasdüsen die Deckel auf der Stelle wenden, indem die Lage und Blasrichtung der Blasdüsen sowie die Konfiguration der Deckel ausgenutzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Arbeitsverfahren und des Transportierens, insbesondere die Handhabung von Gegenständen im Zusammenwirken mit Verpackungseinrichtungen.

Es ist allgemein bekannt, daß, wenn in großen Mengen Behälter in Abfüllautomaten zu füllen sind, diesen auf Grund des sehr schnellen Füll- und Transportablaufes auch lagerichtig zueinander ausgerichtete Verschlußdeckel zugeführt werden müssen, wenn es zu einem schnellen, sicheren Verschluß der Behälter durch die Deckel im Automaten kommen soll. Da nach dem Befüllen eines Verschlußdeckelvorratsbehälters und dem Abfördern aus diesem sowie dem Zuführen dieser Verschlußdeckel an die eigentliche Verschlußposition diese Deckel in i.d.R. zwei verschiedenen Lagen angelangt sein können, von denen sich nur eine Deckellage zum Verschließen eignet, bedarf es regelmäßig einer Deckelwendung, je nach der dem Zufälligkeitsprinzip unterliegenden Lage des jeweils einzelnen Deckels. Eine Wendung per Hand scheidet im Automatenbetrieb grundsätzlich aus. Zur apparativen Sortierung bzw. Selektierung der Verschlußdeckel kennt der Stand der Technik verschiedene Lösungen. So sind beispielsweise Vorrichtungen bekannt, die magnetische Mitnehmer besitzen. Die am Mitnehmer anheftenden Verschlußdeckel werden mit einem Luftstrom beaufschlagt. Deckel mit der Öffnung nach unten haften schlechter am Mitnehmer und werden bei Beaufschlagung mit Druckluft weggeblasen. Andere Vorrichtungen besitzen im Zuführkanal bestimmte Öffnungen, die entsprechend der Deckelgröße ausgeführt sind. Befinden sich die geförderten Deckel in einer bestimmten Lage im Zuführkanal, so fallen sie durch diese Öffnung und werden über ein Wenderohr in die richtige Position gebracht. Andere Vorrichtungen besitzen Schleuderscheiben zum Vorsortieren der Deckel. Die vorsortierten und aufrechtstehenden Deckel werden über eine Führungsschiene geleitet und kippen je nach Lage der Öffnung der Deckel nach rechts oder links in die dafür vorgesehenen Magazine. Diese Gruppe der Lösungen des Standes der Technik, beinhaltet somit erhebliche technische wie wirtschaftliche Mängel, da ein Teil der Deckel durch Selektion aus dem Mengenstrom ausgeschieden wird, dieser Deckelanteil erneut wieder in den Mengenstrom eingebracht werden muß und dabei wieder ein Teil davon dem Zufall unterliegend falsch positioniert sein kann. Daher wird erneut ein Teil diesen Mengenstrom verlassen und wieder zugeführt werden müssen. Unnütze Mehrfachdurchläufe von Deckeln ist die Folge. Stellvertretend für diese Gruppe von technischen Lösungen sollen nachstehende Schriften kurz dargestellt werden. Die DE OS 32 06 602 beschreibt eine Sortiervorrichtung für napfförmige Verschlußkappen. Dabei werden zwei drehbare Schnecken verwendet. Diese Schnecken werden synchron und gleichsinnig angetrieben. Beide Schnecken besitzen die gleiche Ganghöhe. Die Gangbreite der zweiten Schnecke ist geringer als der Innendurchmesser der zylindrischen Umfangswand der zu sortierenden Verschlußkappen, wodurch daher die Verschlußkappen, die in Richtung auf die zweite Schnecke geöffnet sind, quer zu den Schnecken durch einen zwischen den Schnecken gebildeten Zwischenraum austreten und den Mengenstrom verlassen. In der DE OS 33 00 162 werden Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten und Zuführen von Gegenständen beschrieben, wobei die Gegenstände Verschlußkappen sind, die aus einem scheibenförmigen Deckel bestehen, der von einer zylindrischen Wand umgeben ist. Die Verschlußkappen werden mittels einer ersten Kraftkomponente in Form eines magnetischen Förderbandes auf diesem festgehalten und mittels einer zweiten Kraftkomponente in Form eines Greifers insoweit beeinflußt, als daß die in der nicht richtigen Lage befindlichen Verschlußkappen von diesem Greiforgan entfernt und einer erneuten Sortierung zugeführt werden. Durch die DD 2 49 244 wird eine Vorrichtung offenbart, die Verschlußkappen mit Erhebungen an deren Oberflächen selektiert, wobei diese Erhebungen selbst als ein funktionsbedingtes Merkmal vorhanden sein müssen, um die Sortierung in dieser Vorrichtung zu bewirken. Auch diese Sortierung bewirkt nur eine Trennung des Mengenstromes, wodurch eine erneute Zuführung zu bewerkstelligen ist. Mit den Mitteln der DD 2 53 603, im wesentlichen eine Schleuderscheibe im Zusammenwirken mit einer profilierten, einen Sortierkanal beinhaltenden Wand, wird bewirkt, daß eine bestimmte Anzahl von Deckeln mehrere Anläufe benötigen, um in die verschlußrichtige Lage gebracht zu werden, wodurch der Durchsatz dieser Vorrichtung eingeschränkt sein muß. Die Schrift DD 2 58 974 offenbart eine Vorrichtung zum Sortieren von Verschlußdeckeln für Dosen, Gläser u. a., wobei die Deckel auf einer Führungsbahn an einem rotierenden bürstenartigen Sortierelement vorbeigeführt werden und die Verschlußdeckel je nach ihrer Lage auf der Führungsbahn aussortiert werden, indem dieses bürstenförmige Element in die gegebenenfalls ihm zugewandten Öffnungen der Dekkel eingreift und damit diese von der Führungsbahn befördert. In der Schrift DD 2 76 670 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die zu sortierenden Deckel auf einer Führungsbahn in einen Sortierbereich geführt werden, in dem die Führungsbahn an geeigneter Stelle eine Unterbrechung besitzt, welche die gleiche Größe wie die Verschlußdeckel aufweist. Nur die auf ihrer Öffnung liegenden Deckel werden von der Führungsbahn verbracht und einer erneuten Sortierung zugeführt. Das DE G 92 16 778 beschreibt eine Vorrichtung, die ohne motorischen Antrieb auskommt und die Erkenntnis nutzt, daß ein Deckel, wenn er die erforderlichen Freiheitsgrade bei nahezu senkrechter, rollender Förderung in einer Vorrichtung hat, sich auf Grund der sich einstellenden Momentenwirkungen in Folge der Schwerkraft am Deckel stets in die Richtung, die seiner Deckeloberfläche zugewandt ist, neigt. Jedoch bewirkt auch diese Anordnung der Mittel der Erfindung nur das Trennen von Deckeln, die in zwei zueinender verschiedenen Lagen durch die Vorrichtung transportiert werden. Eine erneute Zuführung zur Sortierung bzw. in diesem Falle Selektierung oder ein nachfolgendes Wenden ist zwingend erforderlich. Somit beseitigt auch diese Vorrichtung nicht den Mangel, daß ausnahmslos alle wahllos aufgegebenen Behälterdeckel in einem Arbeitsgang verschlußrichtig, ohne weitere Manipulation positioniert sind. Eine Firmenschrift der Firma METROPAK, Dänemark, bietet einen TWIST-D-MATIK Deckelwender an, ohne daß die technische Lösung dieser pneumatisch arbeitenden Einrichtung offenbart wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ohne motorischen Antrieb auskommt, die die Lage von flachen Behälterdeckeln jeder Material- und Bauart in einem Zuführkanal einer Verpackungsmaschine erkennt und bei nichtrichtiger Deckelorientierung den jeweiligen Deckel sofort mit der Lageerkennung wendet, keine Aufzweigung des Mengenstromes mit dem damit verbundenen mehrfachen Durchlauf bestimmter einzelner Deckel vornimmt und keine weiteren Vorrichtungselemente zum Wenden beinhaltet, somit den Mengenstrom 100%-ig umsetzt.

Diese Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 bis 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung nutzt für den Antrieb der Behälterdeckel zunächst erst einmal die durch ihre Masse und die Schwerkraft bewirkte Kraftkomponente der Behälterdeckel. Die Behälterdeckel werden mit ihrer zunächst unbestimmten Ausrichtung, bezogen auf eine hinsichtlich der nachfolgenden Verschließeinrichtung notwendige definierte Ausrichtung, in einen schlitzförmigen Kanal eingeführt. In diesem Kanal werden die Deckel durch zwei Formsegmente und zwei Rundstäbe, die gleichzeitig als Distanzelemente fungieren, in einer definierten Lage, d. h. in der mit der Mittelsenkrechten der Vorrichtung übereinstimmenden Lage gehalten und geleitet. Die Mittelsenkrechte der Vorrichtung kann, muß aber nicht mit der Lotrechten übereinstimmen. Mittels eines Luftstrahles von mindestens zwei Blasdüsen, werden die Deckel, hervorgerufen durch die jeweilige Lage des einzelnen Deckels, gegen hier schon in einen X-förmigen bzw. gekreuzten Kanal übergegangenen Förderkanal befindliche Prallbleche oder -wände gedrückt und zudem noch im ohnehin schon sehr schnellen Durchlauf durch einen weiteren Impuls beschleunigt. Die Auslenkung der Behälterdeckel erfolgt überraschenderweise in die Richtung, die durch die verschlossenen Seite des Deckels bestimmt ist, in einem Winkelbereich von 15° bis 30°. Insbesondere sollte durch die Vorrichtungselemente 18° festgelegt sein. Die überraschend gefundene Wirkung der so vorgeschlagenen Anordnung der einzelnen Bauteile der Vorrichtung läßt sich wohl nur dadurch erklären, daß der Luftstrahl, der auf die verschlossene Seite des Deckels aufbläst, von dieser abgeleitet wird ohne wesentliche Wirkung zu zeigen, wohingegen der Luftstrahl, der in die innere Seite des Deckels, insbesondere in den Verschlußbereich des Dekkels, bläst, in eine segelähnliche Wirkung in diesem Deckelbereich einbezogen ist, wodurch es zu außermittigen Kraftkomponenten, somit Momentenwirkungen am Deckel kommt und dieser dadurch um seine zur Transportrichtung parallele Achse gedreht wird. In dieser dann erfolgten Deckeldrehung werden die Deckel in ihrem weiteren Durchlauf von einem Schwertelement erfaßt und mechanisch voneinander getrennt gehalten. Die getrennt voneinander gehaltenen Behälterdeckel werden im zweiten Vorrichtungsteil durch im Führungsrohr befindliche prismatische Segmente im Durchlauf in eine gleiche Lage gedreht, so daß alle Deckel mit den Öffnungen in eine einzige Richtung zeigend die Vorrichtung verlassen. Beim Durchlauf durch die Vorrichtung wird dabei jeder Deckel um 90° gedreht. Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht, ein bisher unbefriedigtes Bedürfnis der beteiligten Kreise, eine Ausrichtung von Behälterdeckeln zueinander in einer einzigen Vorrichtung und einem einzigen Durchgang ohne Aufzweigung des Mengenstromes vornehmen zu müssen, auszuführen. Bei den bisher bekannten technischen Lösungen erfolgt eine Aussortierung der Deckel mit falscher Verwendungslage, somit eine Auszweigung aus dem laufenden Mengenstrom. Dadurch ist eine mehrmalige Handhabung eines bestimmten Prozentsatzes von Deckeln erforderlich, wodurch der Durchsatz somit das Leistungsvermögen der bisher bekannten Lösungen auf nur 50% eingeschränkt ist. Die 100-%ige Ausnutzung des Deckelstromes ist nicht möglich. Mit dieser Vorrichtung lassen sich vorteilhaft Behälterdeckel aus allen denkbaren Materialien handhaben, wobei es flache Deckelformen sein sollten, insbesondere mit einem Verhältnis Durchmesser zu Höhe von gleich bzw. größer 2 : 1. Die äußeren Deckelformen, die gehandhabt werden können, können rund, oval und vieleckig sein. Insbesondere lassen sich Schraub- und Stülpdeckel für vorzugsweise Flaschen, Gläser, Dosen u.ä. Behälter, so auch Twist-Off-Deckel, im kontinuierlichen Fluß bei sehr hohen Geschwindigkeiten durch diese Vorrichtung führen.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Gesamtvorrichtung in perspektivischer Darstellung mit allen Einzelheiten und mit Deckeldurchlauf.

Für einen Deckeldurchmesser von 45 mm können für die in der Figur dargestellte Vorrichtung, die auf Grund der perspektivischen Darstellung in allen Einzelheiten sehr gut erkennbar ist, folgende Ausgestaltungen in Anwendung kommen. Durchmesser des Führungsrohres 48,5 mm; Auslenkungswinkel αo 19°; Nutbreite der Segmente 12,5 mm; Länge des Blasbereiches 95 mm; Länge des zweiten Vorrichtungsteiles bzw. des Führungsrohres 350 mm.

Bezugszeichenliste

1 schlitzförmiger Kanal

&min;1&min; Eingang des ersten Vorrichtungsteiles

2 Behälterdeckel

3 X-förmiger bzw. gekreuzter Doppelkanal

&min;3&min; Übergangsstelle der beiden Vorrichtungsteile

4 um 90° gedrehter, schlitzförmiger Kanal

&min;4&min; Ausgang des zweiten Vorrichtungsteiles

5 Blasdüse

6 Prallblech

7 Distanzelement

8 Schwertelement 9 prismatisches Segment

10 Führungsbahn

11 kreisrunde Scheibe

12 Formsegment

13 Führungsrohr

αoWinkel


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum lagerichtigen Ausrichten von Behälterdeckeln zueinander durch Beeinflussen der relativen Stellung oder Lage während des Überführungsvorganges im Zuführungskanal von Verpackungsmaschinen zum Zwecke der lagerichtigen Positionierung vor dem Verschlußvorgang mittels eines Luftstrahles gekennzeichnet dadurch, daß ein schlitzförmiger Kanal (1), der die auszurichtenden Behälterdeckel (2) aufnimmt, so ausgebildet ist, daß er nach seinem schlitzförmigen Beginn am Eingang (&min;1&min;) der aus zwei Teilen bestehenden, vorteilhafterweise rohrförmigen Vorrichtung in der Weise verändert ist, daß er bis zur Übergangsstelle (&min;3&min;) zwischen beiden Vorrichtungsteilen, die untereinander verbunden sind, einen X-förmigen bzw. gekreuzten Doppelkanal (3) darstellt und von da an wieder stetig in einen einheitlichen, schlitzförmigen, um 90° gedrehten Kanal (4) am Ausgang (&min;4&min;) des zweiten Vorrichtungsteiles, welches im wesentlichen durch ein Führungsrohr (13) gebildet ist, überführt ist, daß im oberen Bereich vorzugsweise auf einer Seite des Schlitzes bzw. schlitzförmigen Kanales (1) Blasdüsen (5), vorzugsweise zwei sich gegenüberstehende Blasdüsen (5), angeordnet sind, deren beider Luftstrahl leicht geneigt in den seitlich äußeren Bereich des Schlitzes und leicht geneigt in die Bewegungsrichtung der Behälterdeckel (2) gerichtet ist, wobei die Blasdüsen (5) jeweils an einem Prallblech (6), welche beide gleichzeitig die Kontur des schlitzförmigen Kanals (1) bilden können, somit sich als Prallwand darstellen, befestigt sind, daß beidseits vom Schlitz (1) und mittig, bezogen auf seine lange Ausdehnung (z-z), zwei Distanzelemente (7) angeordnet sind, die damit die engste Stelle bzw.
  2. Ausdehnung des gekreuzten Doppelkanales (3) bilden, daß im schlitzförmigen Kanal (1) in Ausdehnung, die die Förderrichtung (y-y) der Behälterdeckel (2) beschreibt, in der Mitte der kurzen Schlitzausdehnung (x-x) sich zwei Schwertelemente (8) symmetrisch gegenüberstehen, wodurch die X-förmige bzw. gekreuzte Form des Doppelkanales (3) ausgebildet ist, daß im zweiten Vorrichtungsteil vier, jeweils zu zweit gleichgerichtet und so paarweise gegengerichtet, prismatische Segmente (9), die einen Winkel αo beschreiben, angeordnet sind und diese damit mit ihren Konturen den X-förmigen bzw. gekreuzten Doppelkanal (3) mit seinen Führungsbahnen (10), die auf Grund der sich an geschnittenen prismatischen Körpern ergebenden Durchdringungslinien ineinander laufen, auf einen einzigen schlitzförmigen, um 90° gedrehten Kanal (4) zurückführen.
  3. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der schlitzförmige Kanal (1) vorzugsweise dadurch gebildet ist, daß zwischen zwei kreisrunden Scheiben (11) sich symmetrisch gegenüberstehend zwei Formsegmente (12), gebildet aus Rohrwandabschnitten, befinden und damit einen festzulegenden Abstand, somit eine festzulegende Länge des ersten Vorrichtungsteiles bilden, daß in dem sich somit ergebenden freien Raum zwischen den beiden kreisrunden Scheiben symmetrisch zu den Achsen (y-y) und (x-x) die zwei Distanzelemente (7) in Form von Säulen, in einem Abstand, der der Breite des Schlitzes (1) entspricht, angeordnet sind, daß längs des Schlitzes (1) aber nur auf einer seiner beiden Seiten im Winkel αo symmetrisch zwei Prallbleche (6) angebracht sind, daß auf den Prallblechen (6) vorzugsweise mittig je eine Blasdüse (5) in einem Abstand vom Beginn des ersten Vorrichtungsteiles (&min;1&min;), der etwa 1/20 bis 5/10, vorzugsweise 1,5/10, der Länge des ersten Vorrichtungsteiles entspricht, vorgesehen ist, daß mittig in den Formsegmenten (12), beginnend ab etwa der Mitte des ersten Vorrichtungsteiles und sich erstreckend bis zum Übergangsbereich (&min;3&min;) zwischen den beiden Vorrichtungsteilen je ein dünnes, blättchenartiges Schwertelement (8) als Raumteiler und Führung im Kanal (1)-(4) eingesetzt ist.
  4. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel αo 15° bis 30°, vorzugsweise 18°, beträgt.
  5. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Segmente (9) vorzugsweise aus Rohrabschnitten, die in einer Spitze auslaufen, bestehen und sich jeweils zwei gleichgerichtete Segmente gegenüberstehen und das Paar der gegengerichteten Segmente (9) jeweils zu einem Stück zwischen den gleichgerichteten Segmenten angeordnet ist, wodurch sich längs der Umfangslinie des zweiten Vorrichtungsteiles immer ein Wechsel der Richtungen der eingesetzten Segmente (9) ergibt.
  6. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beide Vorrichtungsteile im Betrieb miteinander verbunden sind.






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