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Flaschengreifer Die Erfindung betrifft einen pneumatisch betätigten
Flaschengreifer mit äußerem starrem Mantel und innerer, gummielastischer Manschette,
wie sie in Flaschenein- und -auspackmaschinen benötigt werden.
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Es sind bereits pneumatisch betätigte Flaschengreifer bekannt, die
im Inneren eine dünnwandige, gummielastische Manschette aufweisen. Diese Manschetten
werden während des Packvorganges durch Druck am Umfang elastisch verformt und an
den Flaschenhals gepreßt. Wegen der geringen Rückfederung des dünnen Materials besteht
die Gefahr, daß nach der Druckentlastung die Manschette nicht oder nicht schnell
genug in ihre Ausgangsposition zurückkehrt und den Flaschenhals nicht oder nicht
rechtzeitig freigibt. Oft bleiben die dünnen Manschetten auch an den Verschlußteilen
der Flaschen hängen und werden nach der Entlastung, insbesondere beim Umsetzen von
vollen Flaschen, mit der Flasche stückweise aus dem Greifer herausgezogen und dabei
am unteren Rand des Greifers gequetscht und zerstört.
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Es sind auch dickwandige, elastische Manschetten bekannt, die zwar
nicht durch hängengebliebene Flaschen nach außen gezogen und zerstört werden, die
jedoch durch die auftretenden Kräfte und Spannungen während des Anpressens an den
Flaschenhals und durch ihre relativ langsame Reaktion die Flaschen nicht rechtzeitig
aufnehmen oder freigeben, dadurch Störungen im Betriebsablauf herbeiführen oder
nur für geringe Leistungen verwendet werden können.
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Es ist auch schon bekannt, die Streckung der gummielastischen Manschetten
durch eine Zug- oder Druckfeder zu unterstützen. Die Feder und damit die Manschette
stehen dann, auch im unbelasteten Zustand, unter einer Vorspannung. Es ist deshalb
erhöhter Arbeitsdruck nötig. Trotz erhöhtem Aufwand durch die zusätzliche Feder
und durch den höheren Luftdruck und Luftbedarf treten immer wieder Störungen durch
hängengebliebene Flaschen auf. Die Geschwindigkeit des Ein- und Auspackvorganges
kann daher kaum erhöht werden. Dasselbe gilt auch für gummielastische, dünnwandige
Manschetten, die an ihrem Umfang in Längsrichtung verteilte Verstärkungsrippen aufweisen,
so daß die Flaschen nur durch die zwischen den Verstärkungsrippen liegenden dünnen
Wandfiächen gepackt werden, während die Verstärkungsrippen nach der Druckentlastung
helfen sollen, die Deformation der Manschetten aufzuheben.
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Ein weiterer Nachteil nahezu aller dieser Manschetten besteht in
der profilierten Ausbildung ihres unteren Randes, der der luftdichten Befestigung
am äußeren Mantel der Packtulpe dient. Die Kanten dieser Profile werden durch das
Aufblähen der Manschetten
stark belastet und reißen meistens nach kurzer Zeit aus
oder werden porös, so daß diese Manschetten oft ausgewechselt werden müssen.
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Um diese Nachteile bei pneumatisch betätigten Flaschengreifern, bestehend
aus einem starren, zylindrischen Gehäuse, dessen oberes an eine Tragvorrichtung
anschließbares Ende eine Druckluftzuführung aufweist und in welchem mittels eines
einschraubbaren Haltegliedes eine becherartigeManschette aus gummielastischem Werkstoff
eingehängt ist, deren Rand am unteren offenen Ende mittels eines in das Gehäuse
einschraubbaren ringförmigen Teiles druckdicht eingeklemmt ist, zu vermeiden, wird
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Halteglied für die Manschette als eine
glockenförmige Schutzkappe mit schmaler Schulter, kegelförmiger Mantelfläche und
einem wulstartig, mit großem Radius nach innen gezogenen unteren Rand ausgebildet
ist, an welche sich die im Ruhezustand nur an der schmalen Schulter aufliegende
Manschette unter der Druckeinwirkung anlegt.
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Weiter wird vorgeschlagen, daß die Schutzkappe im Flankenbereich
Entlüftungsöffnungen aufweist und die Schutzkappe und/oder die Manschette aus leicht
aufeinandergleitendem Material (z. B. Kunststoff und Gummi) ausgebildet sind.
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Bei der Ausführung gemäß der Erfindung wird die üblicherweise bei
der Druckbelastung der Manschetten auftretende elastische Verformung am Umfang weitgehend
vermieden und durch eine Deformierung des Manschettenoberteils ersetzt, durch die
nun elastisches Material von oben auch in die Packzone gelangt.
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Ein gutes Gleiten ist durch die Form und das Material der Schutzkappe
gewährleistet. Die zum Packen der Flaschen durch die Luftwege im Zylinderboden der
Packtulpe einströmende Luft drückt den Umfang der Manschette gegen den Flaschenhals,
wobei jetzt jedoch an Stelle der elastischen Dehnung der Manschettenwand
der
obere Teil der gummielastischen Manschette herabgezogen wird, und zwar ohne besondere
Dehnung.
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Durch den mit relativ großem Radius nach innen gezogenen unteren
Rand der glockenförmigen Schutzkappe sind auch alle Kanten vermieden, die Knick-und
Scheuerstellen für die Manschette darstellen und damit einen raschen Verschleiß
oder Bruch bewirken könnten.
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Nach der Druckentlastung der Packtulpe hebt sich das Oberteil der
Manschette von der glockenförmigen Schutzkappe ab und kehrt in die ursprüngliche
Form zurück. Entlüftungsöffnungen in den Flanken der glockenförmigen Schutzkappe
verhindern ein Festsaugen des Manschettenoberteils. Die guten Gleiteigenschaften
von Manschette und Schutzkappe aufeinander tragen hierzu ebenfalls bei, so daß ein
rasches Lösen des Manschettenumfanges vom Flaschenhals erreicht wird. Um zu erreichen,
daß das Oberteil der gummielastischen Manschette noch schneller in seine Ausgangsform
zurückschnellt, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die becherförmige Manschette
auf der Außenseite ihres Bodens ein zentrisches Halteauge und von diesem Auge aus
radial und strahlenförmig bis zu ihrem Umfang verlaufende Versteifungsrippen aufweist;
wobei die Versteifungsrippen aus Materialverdickungen bestehen und mit einvulkanisierten
Federelementen versehen sein können. Diese Versteifungsrippen, die nach außen gegen
den Umfang der Manschette hin in ihrer Stärke abnehmen, verlangen nur eine relativ
geringe Druckerhöhung beim Packvorgang, bewirken jedoch nach der Druckentlastung,
daß die Manschette sehr schnell in ihre alte Form zurückfindet und damit den Flaschenhals
freigibt.
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Gemäß der Erfindung wird weiter ein pneumatisch betätigter Flaschengreifer
mit äußerem zylinderförmigem starren Mantel aus Metall oder Kunststoff und mit einer
inneren, aus elastischem Material bestehenden becherförmigen Manschette vorgeschlagen,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Innenwand des zylindrischen Gehäuses zum
unteren Ende hin zunächst hohlkegelig nach außen verläuft, anschließend einen vergrößerten
Innendurchmesser mit Innengewinde aufweist und daß ein an der Außenseite entsprechend
kegelig ausgebildeter loser Klemmring vorgesehen und mit der in den zylindrischen
Mantel einschraubbaren Zentrierglocke einschiebbar angeordnet ist, derart, daß der
untere Manschettenrand zwischen der innen- und der außenkegeligen Fläche des Mantels
und des Klemmringes einklemmbar ist. Ähnliche Klemmvorrichtungen sind bereits bei,
im Innern von Vorratsbehältern für Pumpen angeordneten elastischen Schläuchen bekannt,
und auch bei Kabelverschraubungen sind ähnliche Klemmeinrichtungen für Schläuche
bekannt. Bei Gummimanschetten von Flaschengreifereinrichtungen ist auch bekannt,
das obere Ende der Schläuche nach innen einzustülpen und mit einer Klemmvorrichtung
festzuhalten. Für die untere Halterung der Manschetten sind solche Vorrichtungen
nicht geeignet, zumal hier noch Zentriereinrichtungen für die Flaschen vorgesehen
sein müssen.
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Der Übergang der freien Manschettenwand zu dem eingespannten unteren
Rand erfolgt bei be- und entlasteter Manschette stets in einem relativ großen Radius,
so daß keinerlei Knickstellen auftreten; außerdem entfällt bei der Druckbelastung
die übliche starke Dehnung des elastischen Manschettenmaterials,
die besonders an
der Einspannstelle immer wieder zu Rissen und Undichtigkeiten führt.
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Bei der Ausbildung eines Flaschengreifers gemäß der Erfindung wird
durch das Herabrücken bzw. das Herabziehen des Manschettenbodens bei der Druckbelastung
erreicht, daß der obere Teil der Manschettenwand gegen die Einschnürstelle hin verlagert
und dadurch eine starke Streckung der Manschettenwand vermieden wird.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt.
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A b b. 1 und 2 zeigen den Flaschengreifer im Schnitt einmal im unbelasteten,
einmal im belasteten Zustand; A b b. 3 zeigt die becherförmige Manschette, und Abt.
4 zeigt die becherförmige Manschette mit Versteifungsrippen in Ansicht und Draufsicht.
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Die zylinderförmige Flaschenpacktulpe 1 weist im Zylinderboden 2
Luftwege 3 auf, die der Zuführung von Druckluft in den Raum zwischen der becherförmigen
Manschette 4 und dem MantelS der Packtulpel dienen. Die Manschette 4 ist am Zylinderboden
2 über der Schutzkappe 6 mittels Schraube 7 luftdicht aufgehängt. Die Schutzkappe
6 ist glockenförmig ausgebildet und ihr unterer Rand 8 mit verhältnismäßig großem
Radius nach innen gezogen.
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Die becherförmige Manschette steht mit ihrem oberen Teil9, dem Manschettenboden,
von der glockenförmig ausgebildeten Schutzkappe 6 ab. Im unteren Teil des zylindrischen
Mantels 5 der Packtulpe verläuft die Innenwand ein kurzes Stück 10 hohlkegelig nach
außen. Das anschließende Stück 11 weist einen größeren Innenradius mit Innengewinde
auf. In diesen Teil wird die Zentrierglocke 12 eingeschraubt, auf deren Oberseite
der Klemmring 13, dessen Außenseitel4 kegelig ausgebildet ist, lose aufsitzt. Der
untere Rand 15 der becherförmigen Manschette wird hierbei zwischen dem hohlkegeligen
Stück 10 der Packtulpe und dem kegelig ausgebildeten Klemmring 13 fest und luftdicht
eingespannt. A b b. 2 zeigt die Packtulpe 1 mit Manschette 4 in druckbelastetem
Zustand. Der Mantel der Manschette 4 ist durch Druckluft unterhalb der glockenförmigen
Schutzkappe 6 eingeschnürt und fest an den Kopf 16 der Flasche 17 angelegt. Die
Flaschel7 wird in diesem belasteten Zustand der Packtulpe festgehalten und kann
durch die Packtulpe zwischen Aus- oder Einpackvorgang angehoben und versetzt werden.
Bei der Druckbelastung der Manschette 4, d. h. beim Greifvorgang wird der Manschettenboden
9 nach unten gedrückt bzw. gezogen, bis er auf der kegelförmig verlaufenden Flanke
20 der glokkenförmigen Schutzkappe 6 aufliegt. Der obere Teil der Manschettenwand
wird dabei gegen die Einschnürstelle hin verlagert, so daß eine starke Streckung
der Manschettenwand vermieden wird. Durch die Ausbildung des unteren Randes 8 der
glockenförmigen Schutzkappe 6 sowie durch die kegelige Einspannung des unteren Randes
15 der Manschette 4 werden Knickungen der Manschettenwand bei der Druckbelastung
bzw. beim Fassen des Flaschenkopfes 16 vermieden. Die Knick- und Bruchgefahr der
Manschette 4 ist dadurch weitgehend ausgeschaltet und die Bildung von porösen Stellen,
wie sie in der Verbindung mit dem Knicken und Dehnen der Manschette 4 auftreten
können, wird ebenfalls vermieden.
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Nach der Druckentlastung hat das Manschettenoberteil 9 das Bestreben,
schnell wieder in seine ursprünglicheLage zurückzukehren. Durch die Wahl geeigneter
Materialien
für Manschette 4 und Schutzkappe 6, z. B. Gummi und Kunststoff sowie durch eine
sehr glatte Oberfläche der glockenförmigen Schutzkappe 6 wird dieses Bestreben des
Manschettenoberteils 9 noch unterstützt. Außerdem sind in den kegelförmig verlaufenden
Flanken 20 der Schutzkappe 6 Entlüftungsöffnungen 21 vorgesehen, die das Festsaugen
des Manschettenoberteils 9 auf der Oberfläche der Schutzkappe verhindern. Die Rückkehr
der Manschette 4 in ihre ursprüngliche Form geht nach der Druckentlastung des Packkopfes
plötzlich und sicher vor sich, so daß es selbst bei Ein- und Auspackmaschinen mit
großen Leistungen keine hängengebliebenen Flaschen und Verzögerungen mehr gibt.
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A b b. 3 zeigt eine becherförmige Manschette 4 im Schnitt. Diese
becherförmige Manschette weist keinerlei bruchanfällige Profile, wie sie üblicherweise
am unteren Rand der Manschetten zur Befestigung im Unterteil der Packtulpe vorgesehen
sind, auf.
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Ab b. 4 zeigt eine becherförmige Manschette, deren Oberteil ein Halteange
18 aufweist, von dessen Umfang Verstärkungsrippen 19 strahlenartig bis zum Umfang
der Manschette verlaufen. Diese Verstärkungsrippen 19 bewirken, daß die Manschette
nach der Druckentlastung rascher in ihre alte becherförmige Form zurückkehrt, ohne
daß bei der Belastung ein viel höherer Druck zur Deformierung der Manschette bzw.
zum Fassen der Flasche notwendig ist. Die Versteifungsrippen 19 können noch zusätzlich
mit einvulkanisierten Federelementen versehen sein.