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Einrichtung zur Winkelausrichtung von Körpern, insbesondere
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Flaschen und Dosen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Winkelausrichtung
von Körpern, insbesondere Flaschen und Dosen, die sich auf um ihre Vertikalachse
drehbaren Aufnahmen einer Förderbahn befinden, die sich in der Horizontalen longitudinal
vorwärtsbewegt, mit einem Antrieb zum Drehen der Aufnahmen, einem Detektor zum Feststellen
von auf den Körpern befindlichen Ausrichtmarken und einer vom Antrieb auslösbaren
Bremse zum Anhalten der Aufnahmen in der gewünschten Winkelstellung.
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Bei vielen Fertigungs- und Verarbeitungsvorgängen ist eine Winkelausrichtung
von Flaschen, Dosen und anderen Körpern erforderlich. Lediglich als typisches Beispiel
sei das Etikettieren von Weinflaschen erwähnt. Dabei ist es meist erforderlich,
zwei oder drei Etiketten genau übereinander an der Flasche anzubringen, wobei die
Anbringung nacheinander an verschiedenen Stationen erfolgt. Ein anderes Beispiel
ist das Verkapseln von Sektflaschen.
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Die Kapseln sind dabei meist mit einem Schriftzug versehen, der beim
Anfalten der Kapseln nicht in einer Falte verschwinden darf;
das
bedeutet aber, daß zwischen der Vorrichtung zum Aufsetzen der Kapsel und der Vorrichtung
zum Anfalten derselben eine Winkelausrichtung vorgenommen werden muß. Auch vor der
Einbringung von Wein- oder Sektflaschen in automatische Verpackungsmaschinen müssen
die Flaschen eine Ausrichtung erfahren, damit sie von den Greifern der Verpackungsmaschine
so erfaßt werden, daß dann im verpackten Zustand beispielsweise alle Etiketten nach
oben zeigen. Weiterhin ist eine winkelmäßige Ausrichtung erforderlich beim Etikettieren
und Bedrucken von Dosen, etwa Konservendosen, beim automatischen Aufsetzen von unrunden
Deckeln auf Gläser oder Dosen sowie bei vielen anderen ähnlichen Vorgängen. Zur
Auffindung der gewünschten Winkelstellung geht man dabei -allgemein gesprochen-
so vor, daß die Körper um eine Vertikalachse gedreht werden, daß ein Detektor die
gewünschte Winkelstellung ermittelt und daß dann eine auf das Erkennungssignal des
Detektors ansprechende Bremse den Körper in der ermittelten Winkelstellung festhält.
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Die Detektoren können dabei auf bereits von Hause aus am Körper befindliche
Marken ansprechen, beispielsweise ein mechanischer Taster auf das häufig an Cognacflaschen
befindliche Glasrelief.
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Befinden sich an den Körpern keine "natürlichen" Ausrichtmarken, dann
werden solche Marken vorab angebracht, beispielsweise aufgedruckt. Im letzteren
Fall werden dann meist fotoelektrische Detektoren zur Ermittlung dieser aufgedruckten
Ausrichtmarken verwendet.
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Ein bekanntes Verfahren zur Winkelausrichtung von Körpern besteht
darin, daß die Körper während des Transports innerhalb einer Maschine gegen eine
seitliche Führung mit beträchtlichem Reibungskoeffizienten gedrückt und an dieser
Fläche abgerollt werden. Die so erzwungende Rotation ermöglicht, durch ein mitlaufendes
Tastgerät
die Ausrichtmarke zu erkennen und mit dem so gewonnenen Signal eine Bremse zu betätigen,
welche die Rotation abbremst. Der Nachlauf der Rotationsbewegung ist dabei eine
Funktion der im wesentlichen konstanten Bremszeit der Bremsvorrichtung und der Abrollgeschwindigkeit,
die wiederum von der Maschinengeschwindigkeit proportional abhängig ist. Dies bedeutet
aber, daß die Ausrichtgeschwindigkeit durch die Maschinengeschwindigkeit in starkem
Maße negativ beeinflußt wird. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß bei
glatten und nassen Körpern ein unkontrollierbarer Schlupf auftritt.
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Ein anderes bekanntes, häufig beim Ausrichten von Flaschen angewendetes
Verfahren besteht darin, daß die Flaschen an ihrer zylindrischen Fläche durch eine
Antriebsvorrichtung zum Rotieren gebracht werden. Die Drehzahl ist dabei von der
Maschinengeschwindigkeit weitgehend unabhängig, sofern die Reibung zwischen Antriebseinheit
und Flasche wesentlichM größer ist als zwischen der Flasche und der zum Auffangen
der Reaktionskraft notwendigen Führung. Diese Bedingung läßt sich jedoch praktisch
nur schwer erfüllen. Auch wirkt sich nachteilig aus, wenn die Flaschen sehr glatt
und/oder naß sind. Weiterhin müssen bei kontinuierlich arbeitenden Maschinen mehrere
Antriebsvorrichtungen mitlaufen, wobei ihre Energieversorgung über Schleifringe
erfolgt. Findet dabei die Ausrichtung, wie häufig der Fall, in einem Einlaufstern
statt, dann muß die Anzahl der Ausrichtantriebe der Teilungszahl des Einlaufsterns
entsprechen, d.h. es sind vergleichsweise viele Ausrichtvorrichtungen und damit
ein hoher technischer Aufwand erforderlich.
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Schließlich ist es auch bekannt, die auszurichtenden Körper auf drehbare
Aufnahmen zu stellen, welche Teil einer Förderbahn, etwa einer Maschinenkarusselbahn
sind. Jede Aufnahme ist dabei mit einem eigenen Antrieb und einer Bremse versehen.
Auch hier ist der technische Aufwand sehr hoch. Darüberhinaus aber ist auch die
Ausrichtgenauigkeit nicht immer befriedigend. Der Grund dafür ist, daß die Bremsen
gegen die Kraft des Rotationsantriebs arbeiten müssen, was lange Bremszeiten und/oder
unkontrollierbare Schlupferscheinungen zur Folge hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten
Art so zu verbessern, daß einerseits der technische Aufwand vermindert, andererseits
die Exaktheit der Ausrichtung erhöht ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß der Drehantrieb ortsfest neben der Förderbahn angeordnet ist
und einen die Aufnahmen der Förderbahn im wesentlichen punktförmig tangierenden
Drehteil aufweist, dessen Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Longitudinalgeschwindigkeit
der Förderbahn steuerbar ist.
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Bei der Erfindung ist also neben der Förderbahn ortsfest eine Antriebseinheit
vorgesehen. Diese Antriebseinheit weist einen Drehteil auf, beispielsweise ein Reibrad,
welches die sich vorbeibewegenden Aufnahmen der Förderbahn nur punktförmig berührt,
den Aufnahmen also nur einen kurzen Drehimpuls erteilt. Damit wird erreicht, daß
dann, wenn infolge eines Signals des Detektors die Bremse in Funktion tritt, die
Aufnahme mit darauf befindlichem, auszurichtendem Körper nicht mehr in Verbindung
mit dem Drehantrieb steht. Damit aber sind wesentlich geringere Bremskräfte erforderlich
bzw. die Bremszeit kann beträchtlich verkürzt
werden, die Schlupfgefahr
ist vermindert und die Exaktheit erhöht. Nun hängt aber die Drehgeschwindigkeit
der Aufnahmen und damit die Bremszeit nicht nur von der Drehgeschwindigkeit des
Drehteils der Antriebseinheit ab,sondern auch von der Longitudinalgeschwindigkeit
der Aufnahme im Zeitpunkt der Berührung durch den Drehteil. Um sicherzustellen,
daß auch bei sich ändernder Longitudinalgeschwindigkeit der Förderbahn bzw. deren
Aufnahmen die Bremszeit stets konstant bleibt, ist bei der Erfindung die Drehgeschwindigkeit
des Drehteils der Antriebseinheit steuerbar, und zwar in Abhängigkeit von der Förderbahngeschwindigkeit.
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Wird also beispielsweise während des Betriebs die Förderbahngeschwindigkeit
vermindert, dann wird automatisch die Drehgeschwindigkeit des Drehteils der Antriebseinheit
erhöht, mit der Folge, daß bei allen Förderbahngeschwindigkeiten die Aufnahmen dieselbe
Drehgeschwindigkeit erhalten und so die Bremszeit stets konstant bleibt. Damit wird
eine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit erreicht.
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Wesentlich ist darüberhinaus, daß nur ein einziger Drehantrieb erforderlich
ist, der nacheinander jede Aufnahme beim Passieren der Antriebseinheit in Rotation
versetzt.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Skizze der wesentlichen Teile der Einrichtung
in Seitenansicht, und Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Einrichtung.
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Auf der Zeichnung ist mit 10 eine Förderbahn (Fig. 2) bezeichnet,
welche eine Vielzahl von Aufnahmen 11 aufweisen; in Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit
halber nur eim einzige Aufnahme 11 gezeigt.
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Die Aufnahmen 11 bestehen aus einem horizontalen Aufnahmeteller 11a
und einer horizontalen Achse lib. Die Achse lib ist in Lagern 12a, 12b und 12c frei
drehbar gelagert, kann jedoch durch eine Backenbremse 13 festgehalten werden. Der
auszurichtende Körper, nämlich eine Flasche 14, steht auf dem Teller 11a der Aufnahme
11. Neben der Förderbahn 10 ist ein Drehantrieb 15 ortsfest angeordnet, der im wesentlichen
aus einem Reibrad 15a und einem Antriebsmotor 15b besteht. Die Anordnung ist so
getroffen, daß der Umfang des Reibrades 15a den Umfang des Aufnahmetellers 11a tangiert,
wenn die Mittelpunkte des Reibrades 15a und des Aufnahmetellers 11a auf einer Geraden
liegen, welche durch den Mittelpunkt der Förderbahn 10 hindurchgeht.
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Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen. Erreicht die sich mit Förderbahngeschwindigkeit
vorwärtsbewegende, sich jedoch nicht drehende Aufnahme 11 den erwähnten Tangierungspunkt,
dann erhält sie von dem vom Motor 15b angetriebenen Reibrad 15a einen kurzzeitigen
Impuls, der die Aufnahme in Drehung versetzt. Unmittelbar hinter -in Richtung der
Bahnbewegung gesehen- der Antriebseinheit 15 befindet sich ein üblicher Detektor
(nicht gezeichnet), der bei Feststellung einer an der Flasche 14 befindlichen Ausrichtmarke
die Bremse 13 auslöst. Die Bremse 13 stoppt dann die Drehbewegung der Aufnahme 11.
Dabei kann die Bremszeit sehr kurz gehalten werden, weil zum Zeitpunkt des Auslösens
der Bremse 13 die Aufnahme 11 sich nicht mehr in Verbindung mit dem Antrieb, also
dem Reibrad 15a befindet.
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Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors
15b und damit des Reibrades 15a veränderbar ist, und zwar
in Abhängigkeit
von der Longitudinalgeschwindigkeit der Förderbahn 10. Dabei wird die Drehgeschwindigkeit
des Antriebes 15b so gesteuert, daß sie im wesentlichen umgekehrt proportional der
Longitudinalgeschwindigkeit der Förderbahn ist, also sich bei Verlangsamung der
Förderbahn erhöht, bei schnellerem Lauf der Förderbahn erniedrigt. Genauer gesagt,
die Drehgeschwindigkeit wird so gesteuert, daß die das Reibrad 15a tangierende Aufnahme
stets dieselbe Drehgeschwindigkeit erhält, unabhängig davon, wie schnell die Förderbahn
läuft. Die Verstellung der Drehgeschwindigkeit des Antriebs 15b kann auf unterschiedliche
Weise erfolgen.
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Handelt es sich beim Antrieb 15b tatsächlich um einen gesonderten
Motor, etwa einen kleinen Elektromotor, dann wird seine Drehgeschwindigkeit über
übliche elektrische Schaltelemente in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des
Antriebsmotors der Förderbahn gesteuert. Anstelle eines besonderen Antriebsmotors
kann der Antrieb 15b auch das letzte Glied einer mechanischen Ubertragungseinrichtung
sein, welche die Antriebskraft vom Hauptantriebsmotor der Förderbahn abzweigt, wobei
die Übertragungseinrichtung entsprechende Übersetzungselemente enthält. Jedenfalls
sollte die Drehgeschwindigkeit des Reibrades 15a so sein, daß die Aufnahme vor Auslösung
der Bremse 13 ein bis zwei volle Umdrehungen durchführt; damit werden bezüglich
Exaktheit die besten Ergeb-nisse erzielt.
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Dadurch, daß den Aufnahmen 11 unabhängig von der Geschwindigkeit der
Förderbahn 10 stets dieselbe Drehgeschwindigkeit erteilt wird, bleibt die Bremszeit
der Bremse 13 immer konstant,und die Ausrichtung erfolgt in äußerst präziser Weise.
Nun könnten sich zwar theoretisch noch kleine Bremszeit-Differenzen dann ergeben,
wenn
die auszurichtenden Körper 14 ein unterschiedliches Gewicht aufweisen. In der Praxis
hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Effekt im allgemeinen vernachlässigbar ist.
In Extremfällen, etwa daß mit derselben Einrichtung zuerst leere Flaschen und dann
volle Flaschen ausgerichtet werden sollen, ist es jedoch möglich, eine Anpassung
durch Erhöhung bzw. Erniedrigung der Drehgeschwindigkeit des Antriebs vorzunehmen.