DE69202133T2 - Hubsystem mit veränderbarer Hubhöhe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft generell eine Vorrichtung zum Füllen von Behältern und insbesondere ein Hubsystem für unterschiedliche Hublängen zum Anheben unterschiedlich bemessener Behälter, die durch eine "Bottom-up"-Fülltechnik gefüllt werden sollen.
• Es ist bekannt, zum Füllen von Behältern mit Flüssigkeiten eine sogenannte "Bottom-up"-Fülltechnik (Befüllung ausgehend vom Behälterboden) zu verwenden, um Schaumbildung zu verhindern. Bei dieser Technik wird entweder die Fülldüse in den Behälter abgesenkt und anschließend während der Fülloperation angehoben, oder der Behälter wird um die Fülldüse herum angehoben und anschließend während der Fülloperation abgesenkt, wobei die beiden Teile mit einer der Strömungsrate der Flüssigkeit kommensurablen Rate getrennt werden.
• Wenn es sich bei dem anzuhebenden und dann abzusenkenden Teil um den Behälter handelt, wird bisher üblicherweise entweder ein Unterdrucksystem, bei dem ein Saugnapf am Ende einer vertikalen Betätigungseinrichtung an die Bodenfläche des Behälters angreift, oder ein System verwendet, bei dem eine Querstrebe am Ende einer vertikalen Betätigungseinrichtung montiert ist, ohne daß ein Saugnapf vorgesehen ist.
• Der Saugnapf oder die Querstrebe sind typischerweise am oberen Ende eines Schaftes angeordnet, der mit dem Ende eines Luftzylinderkolbens verbunden ist. Eine zufriedenstellende Unterdruckvorrichtung ist in US-A-4 712 665 gezeigt und beschrieben.
• Ferner sind verschiedene Nockenvorrichtungen bekannt, um einen Behälter von einem Fach oder Förderer abzuheben, damit der Behälter, während er aus einer um eine Fülldüse befindlichen Position abgesenkt wird, im "Bottom-up"-Füllverfahren gefüllt werden kann, z.B. US-A-594 257; US-A-1 993 367; US-A-2 100 359; US-A-2 142 257; US-A-2 605 948; US-A-2 896 381; US-A-4 084 626; und US-A-4 388 795.
• Unter den vorstehend aufgeführten US-Patenten offenbaren lediglich zwei, nämlich US-A-2 100 359 und US-A-2 142 257, eine Einrichtung zum Verändern der Hubhöhe zwecks Anpassung an unterschiedlich bemessene Behälter, wobei jede dieser Einrichtungen eine Kurbelscheibe aufweist, die Seite an Seite und einstückig mit einem Einfachnocken ausgebildet ist, und wobei an unterschiedlichen Radien Stiftaufnahmeöffnungen vorgesehen sind, um den Hub einer Triebstange derart zu variieren, daß eine Anpassung an Behälter mit unterschiedlicher Kapazität erzielt wird.
• Ferner ist eine herkömmliche Vorrichtung zum Heben zu füllender Behälter bekannt, bei der drei oder mehr Nocken als Gruppe seitlich relativ zu einer seitlich festgelegten Nockenfolgerrolle bewegt werden, um den Nocken in eine gegenüber dem Nokkenprofil eines gewählten Nockens gelegene Position zu bringen. Ferner ist eine Vorrichtung mit nur zwei Nocken bekannt, die beide seitlich festgelegt sind. Eine die anzuhebenden Behälter tragende Plattform ist an einer Platte angeordnet, die durch eine im wesentlichen vertikale, längliche Universal- oder Schwenkverbindung mit einem Hubarm verbunden ist, der sich um eine horizontale Achse dreht und seitlich an dieser gleitbar ist. Der Hubarm ist an einem Arm befestigt, der eine Nockenfolgerrolle trägt, die auf einer gewählten der beiden Nocken aufliegen kann. Zum Versetzen der Rolle zu dem anderen der beiden Nocken wird der Hubarm, und somit der den Folger tragende Arm, seitlich versetzt, wobei die Verbindung dieser Bewegung folgt. Eine derartige Anordnung wird mit ansteigender Anzahl der Nockenprofile, aus denen gewählt werden muß, zunehmend unpraktischer.
• Die Erfindung schafft ein Hubsystem zum Heben von Behältern unterschiedlicher Abmessungen von einer Halteeinrichtung, um die Behälter durch eine Fülldüse mittels Bottom-up-Technik zu füllen, wobei das System aufweist: eine schwenkbar angeordnete Hubarmeinrichtung zum Heben der Behälter, eine schwenkbar und gleitbar angeordnete Gleitarmeinrichtung, die mit der Hubarmeinrichtung betriebsmäßig zur Drehung mit dieser verbunden ist, eine seitlich festgelegte, drehbar angeordnete Nockeneinrichtung mit unterschiedlichen Nockenprofilen, eine an der Gleitarmeinrichtung angeordnete Nockenfolgereinrichtung, und eine Betätigungseinrichtung zum seitlichen Bewegen der Gleitarmeinrichtung relativ zu der Nockeneinrichtung zur Neupositionierung der Nockenfolgereinrichtung an einem anderen gewählten Nockenprofil, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hubarmeinrichtung seitlich festgelegt ist und daß die Betätigungseinrichtung zum seitlichen Bewegen der Gleitarmeinrichtung relativ zu der Hubarmeinrichtung dient.
• Die Erfindung schafft ein verbessertes Hubsystem zum Heben unterschiedlich bemessener Behälter, die mittels einer Bottom- up-Fülltechnik gefüllt werden sollen.
• Die Erfindung schafft ferner ein verbessertes Nocken- und Hebel-Hubsystem zum Erzielen unterschiedlicher Hublängen, um unterschiedlich bemessene Behälter, die mittels einer Bottom- up-Fülltechnik mit Flüssigkeit gefüllt werden sollen, in eine um eine festgelegte Fülldüse gelegene Position zu bewegen.
• Die Erfindung schafft zudem ein Nacken- und Hebel-Hubsystem mit mehreren Nocken zur Erzeugung unterschiedlicher resultierender Hublängen, bei dem eine Gruppe von Luftzylindern oder anderer geeigneter Einrichtungen selektiv derart betätigt werden, daß sie einen Gleitarm und -folger in Angriff an einen gewünschten Nacken positionieren, wobei der Gleitarm gleitbar derart mit einem Hubarm verbunden ist, daß er diesen anhebt und dadurch leere Behälter von einer Halteeinrichtung, z.B. einer an einem Förderer angeordneten Tasche, abhebt, um den Behälter relativ zu einer Fülldüse in Position zu bringen, damit er mit Flüssigkeit gefüllt werden kann.
• Zum besseren Verständnis und zur leichteren Realisierung der Erfindung werden im folgenden als Beispiel die Zeichnungen erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Behälterhebesystems; und
• Fig. 2 zeigt eine ausschnittsweise Draufsicht längs der Linie 2-2 von Fig. 1 in Blickrichtung der Pfeile.
• Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist ein Hubsystem 10 einen Hubarm 12 auf, der an einem zwischenliegenden Punkt seiner Länge an einem länglichen Schwenkteil 14 angeordnet ist. Das Ende 16 des Hubarms 12 ist durch eine geeignete Einrichtung, etwa eine Rolle 18 in einem in einem Block 22 ausgebildeten Kämmspalt 20, schwenkbar mit zwei parallelen Stangen 24 und 26 verbunden, die zur vertikalen Bewegung mit dem Block 22 aufwärts von dem Block 22 abstehen. Eine bei 28 angedeutete Behälterindexiereinrichtung (eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung) kann aus Paaren oberer und unterer Ketten 32 und 30 bestehen, an denen entsprechende Antriebsvorsprünge ausgebildet sind. Kartonbodenführungen 29 können mittels einer (nicht gezeigten) externen Einrichtung vertikal derart positioniert werden, daß sie sich unterschiedlichen Behälterhöhen anpassen.
• Eine Hubstange 34 ist durch eine geeignete Einrichtung, die bei 36 gezeigt ist, einstellbar derart an dem oberen Ende der Stange 24 angeordnet, daß die Hubstange 34 mit der Position der Kartonführung 29 koordiniert wird und an die Bodenfläche eines Behälters 38 angreift, um diesen zu einer um eine Fülldüse 40 gelegene Position anzuheben, damit der Behälter durch die sogenannte Bottom-up-Technik gefüllt werden kann, d.h. der Behälter 38 wird während der Fülloperation mit einer Rate, die mit der Strömungsrate der Flüssigkeit kommensurabel ist, aus der um die Fülldüse befindlichen Position abgesenkt.
• Ein Rückzugsunterstützungsfinger 42 ist derart an dem oberen Ende der Stange 26 angeordnet, daß er an den oberen Rand des Behälters 38 angreift, während dieser von dem Hubarm 12 abgesenkt wird. Bei Bedarf kann die Höhe des Fingers 42 durch eine geeignete Einstelleinrichtung, die bei 44 angedeutet ist, für bestimmte Behälterhöhen eingestellt werden. Ein Führungsteil 45 dient zum Führen der Stangen 24 und 26 während ihrer vertikaler Bewegungen.
• Mehrere Nocken 46,48,50,52 und 54 sind entlang (Fig. 2) und oberhalb (Fig. 1) des Hubarms 12 angeordnet. Die Nocken sind an einer Welleneinrichtung 56 befestigt, die drehbar mit einer (nicht gezeigten) geeigneten Antriebseinrichtung verbunden ist.
• Ein Gleitarm 58 ist gleitbar und schwenkbar an dem länglichen Schwenkteil 14 angeordnet und durch eine geeignete Verbindungseinrichtung, die bei 59 angedeutet ist, derart mit dem Hubarm 12 verbunden, daß dieser sich mit der vertikalen Bewegung des Gleitarms vertikal bewegt, wie noch beschrieben wird. Eine Nockenfolgerrolle 60 ist in der Nähe der mehreren Nocken drehbar an einem Ende des Gleitarms 58 angeordnet.
• Eine erste Betätigungseinrichtung aus einer Gruppe geeigneter Betätigungseinrichtungen, z.B. ein Servomotor, eine handbetätigte Gewindeeinrichtung oder, wie hier zur Erläuterung gewählt, eine Gruppe pneumatischer Zylinder 64, 66 und 68, ist an einer Basisplatte 70 angeordnet. Der Zylinder 64 ist betriebsmäßig derart mit dem Gleitarm 58 verbunden, daß der Nockenfolger 60 ausgefahren oder eingefahren wird, wie es zum selektiven Angreifen an die betreffenden Nocken 46,48,50,52 und 54 erforderlich ist. Falls Luftzylinder verwendet werden, ändert sich die Abfolge der Nocken-Eingreifvorgänge und somit die Betätigung des Hubarms 12 im Zusammenhang mit den jeweiligen Betätigungen der Zylinder 64, 66 und 68 von dem Zustand, in dem sämtliche drei Zylinder ausgefahren sind, z.B. zum Ausrichten des Folgers 60 mit dem am weitesten entfernten Nocken 46, zu dem Zustand, in dem sämtliche drei Zylinder eingefahren sind, um den Folger 60 mit dem ersten Nocken 54 der Reihe auszurichten.
• Ein Luftzylinder 72 (Fig. 1) ist an seinem oberen Ende mit einem Sitz 74 verbunden, wobei sein Kolben 76 an einer Endstange 78 befestigt ist, die zwischen dem Schwenkteil 14 und dem Ende 16 schwenkbar an dem Hubarm 12 angeordnet ist. Sofern der Gleitarm 58 derart befestigt ist, daß er mit dem Hubarm 12 vertikal bewegbar ist, dient der an diesem Arm befestigte Luftzylinder 72 im eingefahreren Zustand dazu, den Nockenfolger 60, der eine drehbar an dem Gleitarm 58 angeordnete Rolle sein kann, gegen einen gewählten der Nocken 46,48,50,52 und 54 rückzuhalten, während die Nocken gedreht werden, so daß der Hubarm 12 angehoben und abgesenkt wird. Im ausgefahrenen Zustand dient der Luftzylinder 72 dazu, den Nockenfolger 60 von den betreffenden Nocken weg zu halten, um durch den Gleitarm 58 eine Neuausrichtung mit einem anderen Nocken durchzuführen.
• Die Position des Rückzugsunterstützungsfingers 42 (Fig. 1) ist relativ zu der Hubstange 34 derart einstellbar, daß seine höchste Hubposition gemäß den jeweiligen Abmessungen des Behälters 38 variieren kann, während seine tiefste Position für sämtliche Behälterabmessungen gleich sein kann. Die entsprechenden höchsten und tiefsten Hubpositionen für die Hubstange 34 können derart beschaffen sein, daß die höchste Position der Hubstange 34 für sämtliche Abmessungen des Behälters 38 gleich sein und die niedrigste Position der Hubstange 34 variabel sein kann. Bei Bedarf kann für eine bestimmte Position des Behälters 38 selbstverständlich jeder der Nocken derart gestaltet sein, daß unterschiedliche höchste und niedrigste Hubpositionen bewirkt werden.
• Ein Zylinder 80, der in Fig. 1 um 90º gedreht gezeigt ist, weist einen Kolben 82 auf, an dessen distalem Ende einstellbare Anschläge 83 angeordnet sind, die für bestimmte Behälterabmessungen geeignet und derart gewählt sind, daß sie der von einem entsprechenden Nocken 46,48,50,52 oder 54 erzeugten Bewegung komplementär sind. Der gewählte Anschlag 83 stößt an das hintere Ende 84 des Gleitarms 58 an, wodurch die Ausfahrmöglichkeit des Luftzylinders 72 begrenzt werden kann. Für jede Abmessung des Behälters 38 werden die Zylinder 64, 66 und 68 derart betätigt, wie es zur Neupositionierung des Nockenfolgers 60 an einem gewählten 46,48,50,52 oder 54 erforderlich ist. Während der Neupositionierung wird der Zylinder 80 eingefahren, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen dem Anschlag 83 und dem Ende 84 zu verhindern.
• Wenn anschließend der neu gewählte Nocken gedreht wird, wird gemäß Fig. 1 durch die resultierende vertikale Bewegung der Behälter, der bestimmte Abmessungen aufweist, über eine bestimmte Hublänge vertikal in seine höchste Hubposition angehoben. Für den Fall, daß während eines Zyklus kein Behälter 38 vorhanden ist, ist der Luftzylinder 72 derart programmiert, daß er den Folger 60 ausfährt und von einem Nocken weg hält und dadurch bewirkt, daß der Hubarm 12 stationär bleibt. Dabei wird die Fülldüse 40 nicht betätigt.
• Es ist ersichtlich, daß das anhand der Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel aufgrund der unterschiedlichen Hublängen, die zum Anheben unterschiedlich bemessener, mittels Bottom-up- Fülltechnik zu füllender Behälter vorgesehen sind, ein effizientes, kompaktes Hubsystem bildet.
• Ferner ist ersichtlich, daß die Anzahl und die Abmessungen der Nocken in dem System derart variiert werden können, sie den unterschiedlich bemessenen Behältern, die gefüllt werden sollen, anpaßt sind.
• Zudem ist ersichtlich, daß die an dem oberen Ende der Stange 24 angeordnete Hubstange 34 eine geeignete Länge aufweisen kann, um zwei oder mehr ausgerichtete Behälter anzuheben, welche zwei oder mehr Fülldüsen aufnehmen, etwa bei einer mit Doppel- oder Vierfach-Laufbahn versehenen Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine.

Claims (10)

1. Hubsystem zum Heben von Behältern (38) unterschiedlicher Abmessungen von einer Halteeinrichtung, um die Behälter durch eine Fülldüse (40) ausgehend vom Boden zu füllen, wobei das System aufweist: eine schwenkbar angeordnete Hubarmeinrichtung (12) zum Heben der Behälter (38), eine schwenkbar und gleitbar angeordnete Gleitarmeinrichtung (58), die mit der Hubarmeinrichtung (12) betriebsmäßig zur Drehung mit dieser verbunden ist, eine seitlich festgelegte, drehbar angeordnete Nockeneinrichtung (46-54) mit unterschiedlichen Nockenprofilen, eine an der Gleitarmeinrichtung (58) angeordnete Nockenfolgereinrichtung (60), und eine Betätigungseinrichtung (64,66,68) zum seitlichen Bewegen der Gleitarmeinrichtung (58) relativ zu der Nokkeneinrichtung (46-54) zur Neupositionierung der Nockenfolgereinrichtung (60) an einem anderen gewählten Nockenprofil, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hubarmeinrichtung (12) seitlich festgelegt ist und

daß die Betätigungseinrichtung (64,66,68) zum seitlichen Bewegen der Gleitarmeinrichtung (58) relativ zu der Hubarmeinrichtung (12) dient.

2. Hubsystem nach Anspruch 1, bei der die Halteeinrichtung eine Tasche ist, die durch Paare von Vorsprüngen einer Förderkette gebildet ist.

3. Hubsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Hubarmeinrichtung (12) aufweist: einen schwenkbar angeordneten Hubarm (12), eine an dem Hubende des Hubarms (12) angeordnete, vertikal ausgerichtete Hubstange (24), und eine betriebsmäßig mit der Stange (24) verbundene Hubstange (34) zum Angreifen an die Bodenfläche des Behälters (38), um diesen anzuheben.

4. Hubsystem nach Anspruch 3, ferner mit einer zweiten Stange (26), die parallel zu dem Hubarm (12) verläuft und an derem oberen Ende ein Rückzugsunterstützungsfinger (42) ausgebildet ist, der an den oberen Rand des Behälters (38) angreifen kann, um den Behälter (38), nachdem er gefüllt worden ist, während einer Einfahroperation zu unterstützen.

5. Hubsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Rückhalteeinrichtung (72) zum Rückhalten der Nockenfolgereinrichtung (60) gegen ein gewünschtes Nockenprofil.

6. Hubsystem nach Anspruch 5 als Hinzufügung zu Anspruch 3, bei dem die Rückhalteeinrichtung (72) ein Luftzylinder (72) ist, dessen oberes Ende festgelegt und dessen unteres Ende zwischen der Hubstange (24) und der Nockenfolgereinrichtung (60) betriebsmäßig mit dem Hubarm (12) verbunden ist.

7. Hubsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die höchsten Hubpositionen für sämtliche verschiedenen Nockenprofile auf einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei die Nockenprofile derart koordiniert sind, daß sie Hublängen bewirken, die in unterschiedlichen Niveaus der niedrigsten Hubpositionen für die unterschiedlichen Nockenprofile resultieren.

8. Hubsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Betätigungseinrichtung (64,66,68) eine Folge mehrerer Luftzylinder (64,66,68) aufweist, deren gewählte betreffenden Ausfahr- und Einfahrbewegungen die Positionierung der Gleitarmeinrichtung (58) derart koordinieren, daß die Nockenfolgereinrichtung (60) zum Angreifen an bestimmte Nockenprofile positioniert wird.

9. Hubsystem nach Anspruch 8, bei dem die Nockenfolgereinrichtung (60) an ein erstes Nockenprofil einer Folge der Nockenprofile angreift, wenn sämtliche Luftzylinder (64,66,68) ausgefahren sind, die Nockenfolgereinrichtung (60) an ein letztes Nockenprofil der Folge angreift, wenn sämtliche Luftzylinder (64,66,68) eingefahren sind, und die Nockenfolgereinrichtung (60) jeweils an zwischenliegende Nockenprofile der Folge angreift, wenn mehrere Luftzylinder (64,66,68) gleichzeitig wahlweise ausgefahren und eingefahren sind.

10. Hubsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nockenfolgereinrichtung (60) eine Rolle (60) aufweist.