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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Verbesserungen bei Transportvorrichtungen für Hohlkörper, die
einen einen Hals bildenden offenen Endabschnitt
aufweisen, mit zumindest einer von zwei synchron gelenkig
verbundenen Backen gebildeten Klemme mit Eignung für
diesen nur zum Fassen und Tragen des Hohlkörpers durch
das Äußeres seines Halses und mit einer fortlaufend
synchron gespeisten Antriebseinrichtung zum Steuern des
Öffnens und Schließens der Backen.
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Eine Transportvorrichtung von dem vorstehend
genannten Typ findet insbesondere bei einer Anlage zur
thermischen Behandlung, zum anschließenden Blasen oder zum
Streck-Blasen der Hohlkörper oder Behältnisse Anwendung,
wie diese in der beiliegenden Fig. 1 schematisch
dargestellt ist. Die Vorformlinge 1 aus Plastikmaterial,
insbesondere aus Thermoplastmaterial, wie z. B. PET, die
durch Spritzen erhalten wurden, werden von einem oder
mehr Speicherbehältern (nicht dargestellt) durch eine
geneigte Rinne 2 zugeführt, woran sich eine
Aufnahmevorrichtung 2a und in einem Punkt C ein Drehteller zum
Halten anschließt, der zu einer Vorrichtung 3 zur
thermischen Behandlung (Ofen) gehört, in der die Vorformlinge
auf die Temperatur erwärmt werden, die für das Blasen
oder das Streck-Blasen notwendig ist. Die erwärmten
Vorformlinge werden bei D dem Drehteller durch eine
Transportvorrichtung 5, hier vom Rotationstyp, entnommen,
der diese dem Eintritt E der Blas- oder
Streck-Blasvorrichtung 4, beispielsweise von dem Typ mit einem Satz von
Drehformen, zuführt. Die zum Schluß erhaltenen
Behältnisse (Flaschen, Fläschchen) werden entsprechend Pfeil f
durch eine Abtransporteinrichtung abtransportiert.
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Die vorstehend genannte Transportvorrichtung weist
insbesondere einen festen Rahmen auf, in dem sich eine
vertikale Rotationswelle dreht, die mit einer
Antriebswelle des Drehtellers der Anlage zur thermischen
Behandlung synchron angetrieben wird. Ein Drehteller 6, der mit
dieser Welle fest verbunden ist trägt mehrere (hier
sechs) Förderarme 7, die am Umfang des Tellers regelmäßig
verteilt sind und die sich ungefähr radial erstrecken
(siehe Fig. 1).
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Wie es in Fig. 2 detaillierter dargestellt ist, weist
jeder Förderarm 7 einen Haltebügel bzw. Bügel 8 auf, der
durch die vorstehend genannte Vertikalwelle getragen wird
und in dem ein Horizontalstab 9 gleitet, mit dem eine
Rückstellfeder (nicht sichtbar) verbunden ist, die gegen
den Bügel 8 drückt. Der Stab 9 trägt zwischen den Armen
des Bügels eine Hülse 10, die beispielsweise durch eine
Klemmschraube befestigt ist. Der Stab 9 trägt an seinem
äußeren Endabschnitt eine Klemme 11 mit zwei gelenkig
verbundenen Backen 12 und 13, die durch jeweilige
Verzahnungen 14 bzw. 15 miteinander in Eingriff stehen, die
durch ihre ihre jeweiligen Drehzapfen umgebenden
jeweiligen benachbarten Ränder getragen werden, und die durch
eine Feder 16 in der Schließposition eine zur anderen
zurückgestellt werden. Ein Endabschnitt einer
Horizontalkurbelstange 17 ist an einer der Backen, hier an der
Backe 12, in einem bezüglich dem Drehpunkt von dieser
entfernten Punkt gelenkig gelagert, während der andere
Endabschnitt der Horizontalkurbelstange 17 an einem
Endabschnitt eines Horizontalhebels 18 gelagert ist, der
sich im mittleren Bereich am oberen Teil der Hülse 10
dreht. Der Hebel 18 trägt am entgegengesetzten
Endabschnitt eine lose Rolle 19 mit Eignung zum Zusammenwirken
mit befestigen Nocken zum Sicherstellen von zwei
aufeinanderfolgenden Öffnungen der Klemme 11 entgegen der Kraft
der Rückstellfeder 16 für jede Drehung des Tellers 6.
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Eine detaillierte Beschreibung der Anordnung der
Transportvorrichtung 5 ist im Dokument FR-A-2 479 077
dargelegt.
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Bei einer Variante der vorstehend genannten
Vorrichtung, die ebenfalls gewöhnlich in der Praxis verwendet
wird, wird das Öffnen der Klemme nicht durch ein System
aus Nocken, losen Rollen und Hebeln mechanisch gesteuert
(die lose Rolle 19, der Hebel 18 und die kleine
Kurbelstange 17 sind nicht vorhanden), sondern wird dieses in
einfacher Weise dadurch erhalten, daß die Klemme, die
durch die Feder 16 geschlossen dargestellt ist, gegen den
Hals des Hohlkörpers gedrückt wird.
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Eine Struktur der Klemme, wie diese beschrieben
wurde, wird in der Praxis in großem Rahmen verwendet und
transportiert die Hohlkörper, deren Hals außen eine
Gestalt hat, die das korrekte Greifen der Backen der
Klemme erleichtert, zur Zufriedenheit. Diese spezielle
Gestaltung besteht im Vorliegen von zwei
Axialhalteanschlägen, die an einer Seite und an der anderen Seite,
d. h. unterhalb und oberhalb des äußeren Bereiches des
Halses, angeordnet sind, der dazu bestimmt ist, durch die
Backen umschlossen zu werden.
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Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, werden zwei
Typen von speziellen Gestaltungen zur Zeit gewöhnlich an
den Hälsen 20 der Hohlkörper (Vorformling, z. B. Flaschen)
umgesetzt, die ein Außengewinde 21 von einem beliebigen
Typ zur Aufnahme eines Drehverschlusses aufweisen können.
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In Fig. 3 ist außer einem Ringflansch 22 mit großem
Durchmesser, der herkömmlicherweise am Grundabschnitt des
Halses zum Halten des Hohlkörpers an einer Halteplatte
mit Aussparungen, vorgesehen ist, ein zweiter Flansch 23
mit geringerem Durchmesser über diesem und mit einem
Abstand zu diesem vorgesehen; der zweite Flansch 23 legt
mit diesem einen Zylinderabschnitt 24 des Halses fest,
der eine Höhe h aufweist, die ausreicht, um die Backen
der Klemme 11 aufzunehmen. Der Nachteil dieser Gestaltung
liegt in der Zuführung von Material, das zur Ausbildung
des zweiten Flansches 23 notwendig ist.
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In Fig. 4 wird der Flansch 22 von einer Ringrille 25
überragt, die mit der Wanddicke vom Hals ausgehöhlt ist,
wobei die Rille 25 deren unterer Abschnitt den vorstehend
beschriebenen Zylinderabschnitt 24 bildet, dazu geeignet
ist, durch die Backen der Klemme umschlossen zu werden.
Der Nachteil dieser Gestalt besteht im unzureichenden
Widerstand des unteren Abschnitts der Rille, wenn
versucht wird, die Gesamtdicke der Wand des Halses im
Hinblick auf die Einsparung von Primärmaterial zu
verringern.
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Bei einer anderen Anordnung des Grundgedanken
gestattet das Vorhandensein eines axialen oberen Anschlages
(des zweiten Flansches 23, oberhalb der Rinne 24) die
Absicherung, daß die Hohlkörper durch die Klemme gehalten
werden, selbst wenn diese den Zylinderabschnitt 24 nicht
perfekt umschließt und diesen nicht sicher spannt. Anders
ausgedrückt, ist es nicht notwendig, daß die Backen der
Klemme tatsächlich eine Spannbeanspruchung auf den
Abschnitt 24 ausüben; es reicht aus, daß diese den
Abschnitt 24 umgeben, wobei diesseits vom Außendurchmesser
des zweiten Flansches 23 und am Rand der Rinne 25
verblieben wird. Außerdem ergibt sich daraus, daß die
Haltewirkung der Backen der Klemmen unter den vorstehenden
Umständen wirksam bleibt, selbst wenn die
Haltebeanspruchung der Backen, die sich an den Hals annähern, schwankt
(z. B. aufgrund des Zurückprallens der Rückstellfeder in
Maschinen mit erhöhter Geschwindigkeit).
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Die Hersteller von Behältnisse (Flaschen, Fläschchen)
wünschen jedoch eine maximale Verringerung der Menge an
Primärmaterial, das für jedes Behältnis erforderlich ist.
Das trifft insbesondere für den Hals von jedem Behältnis
zu, was bedeutet, daß der Wand des Halses eine allgemeine
Dicke gegeben wird, die ebenfalls so stark wie möglich
verringert ist (mit der damit im Zusammenhang stehenden
Unmöglichkeit des Vorsehens einer äußeren Rinne 25, die
die Wand schwächen würde), und/oder daß jeder Abschnitt
beseitigt wird, der nicht unbedingt für die Funktion des
Halses des vollendeten Behältnisses notwendig ist
(insbesondere das Weglassen des zweiten Flansches 23).
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Schließlich ist es wünschenswert, zu einem Hals mit
außen verfeinerter Form zu gelangen, die über die gesamte
Höhe H zwischen dem Flansch 22 mit großem Durchmesser und
dem unteren Beginn des Gewindes 21, wie es in Fig. 5
dargestellt ist, glatt ist (im wesentlichen
rotationszylindrisch). In diesem Fall übersteigt die Höhe H jedoch
wesentlich die vorstehende Höhe h und somit die Dicke der
Backen der Klemme.
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Somit tritt im Fall von Maschinen mit erhöhtem
Ausstoß entweder durch den Verschleiß der Nocken und/oder
der losen Steuerrollen oder durch das Zurückprallen der
Rückstellfeder das Risiko auf, daß, selbst wenn die
Backen zum Umschließen des Halses in der Normalposition
gesteuert werden, Vibrationen der Backen um den Hals
verursacht werden, was von einem Nachlassen der
Spannbeanspruchung begleitet wird, das obwohl äußerst kurz
ausreichen kann, um ein Vertikalgleiten des Halses
zwischen den Backen zu gestatten. Durch diese
Zurückprallerscheinung besteht somit das Risiko, daß eine ungenaue
Positionierung der Hälse in den Klemmen bewirkt wird;
schließlich besteht das Risiko, daß die Hohlkörper der
stromabwärts vorgesehenen Vorrichtung schlecht dargeboten
werden, woraus sich das Risiko einer Fehlfunktion der
gesamten Maschinen ergibt.
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Eine Abwandlung der Regelung zum Erhöhen der
Spannbeanspruchung der Klemmen ist nicht wünschenswert, da bei
den Backen nun das Risiko besteht, auch wenn es nur
während kurzer Augenblicke aufgrund der vorstehenden
Zurückprallerscheinung auftritt, daß diese im Gegenteil
den Hals übermäßig spannen und diese das Material
beeinträchtigen, wobei der Hals beschädigt, sogar zum Platzen
gebracht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die
vorstehenden Nachteile und Unzulänglichkeiten zu
beseitigen und eine perfektionierte Anlage der
Transportvorrichtungen mit Klemme vorzusehen, um unterschiedlichen
Anforderungen der Praxis zu genügen, insbesondere bezüglich
der Möglichkeit des Transportes von Hohlkörpern mit Hals,
der außen kein Profil aufweist, das zum Zusammenwirken
mit den Backen der Förderklemme geeignet ist.
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Zu diesem Zweck ist eine Transportvorrichtung nach
dem Oberbegriff dadurch gekennzeichnet, daß die
Antriebseinrichtung bei einer Anordnung entsprechend der
Erfindung zumindest einen Fluidstellantrieb, vorzugsweise
einen pneumatischen Stellantrieb, aufweist, der zumindest
eine der Backen antreibt.
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Entsprechend einem ersten möglichen
Ausführungsbeispiel weist die Antriebseinrichtungen zwei
Fluidstellantriebe auf, die mit den zwei Backen jeweils mechanisch
gekoppelt sind; bei einer anderen Ausführungsform, die
eine einfachere Struktur aufweist und weniger kostet,
weist die Antriebseinrichtung einen einzigen
Fluidstellantrieb auf, der gleichzeitig mit den zwei Backen gekoppelt
ist; bei einer anderen Ausführungsform, die eine
Variante der vorhergehenden Ausführungsform darstellt,
weist die Antriebseinrichtung einen einzigen
Fluidstellantrieb auf, der mit einer Backe gekoppelt ist, und eine
Einrichtung zur mechanischen Kopplung ist zwischen die
zwei Backen zwischengefügt, um die Bewegung von dieser,
die durch den Stellantrieb angetrieben wird, umgekehrt
auf die andere Backe zu übertragen.
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Bei einer einfachen Ausführung ist jeder Stellantrieb
ein pneumatischer Stellantrieb mit einfacher Wirkung.
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Um die Funktionssicherheit der Vorrichtung
sicherzustellen und um zu verhindern, daß die Klemme vor einem
Hohlkörper geschlossen vorliegt, wenn die Steuerung der
Klemme versagt, ist es wünschenswert, daß jeder
Stellantrieb in Schließrichtung der Backe aktiv ist. Aus dem
gleichen Grund ist es wünschenswert, daß zumindest eine
Rückstellfeder in Öffnungsrichtung der Backe aktiv ist.
Die Rückstellfeder kann zwischen die zwei Backen
gekoppelt werden und/oder kann in den Stellantrieb eingebaut
werden, um diesen in die Ruheposition zurückzuführen.
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Aufgrund der vorstehenden Maßnahmen ist man in der
Lage, eine Transportvorrichtung vorzusehen, die in der
Lage ist, einen glatten Bereich eines Halses eines
Hohlkörpers sicher zu fassen und zu umschließen, ohne daß das
Risiko einer Änderung der Spannbeanspruchung und somit
ohne daß das Risiko eine vertikalen Gleitens des Halses
in der Förderklemme auftritt, wobei abgesichert ist, daß
die Spannbeanspruchung nicht übermäßig ist und innerhalb
einer Begrenzung bleibt, die keine Beschädigung des
Halses hervorruft. Daraus ergibt sich, daß eine solche
Vorrichtung in der Lage ist, Hohlkörper mit vereinfachter
Struktur zu handhaben, wobei auf der Außenfläche des
Halses keine speziellen Erhebungen vorliegen, die zum
Zusammenwirken mit einer Förderklemme in der Lage sind:
Eine solche vereinfachte Struktur des Halses gestattet
nicht nur ein Weglassen des zweiten Flansches oder der
Rinne, von denen vorstehend die Rede war, sondern
gestattet ferner eine Verringerung der Wanddicke. Man erhält
somit die Möglichkeit für eine deutliche Einsparung bei
der Menge an Primärmaterial, die zum Ausbilden des Halses
nötig ist; eine sicher minimale Einsparung für einen
einzigen Hals, jedoch eine beträchtliche Gesamteinsparung
bezüglich der Herstellung von einigen Millionen
Hohlkörpern.
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Die Erfindung wird beim Studium der sich
anschließenden detaillierten Beschreibung von einigen bevorzugten
Ausführungsformen besser verständlich, die nur
beispielhaft und nicht beschränkend angeführt sind. In dieser
Beschreibung wird sich auf die beiliegenden Zeichnungen
bezogen, in denen:
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Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht ist,
die eine Klemme und ihren Fluidantrieb zeigt,
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die Fig. 7 und 8 Draufsichten von in Fig. 6
dargestellten Elementen sind, die in zwei Funktionspositionen
gezeigt sind, in denen die Klemme geschlossen bzw.
geöffnet sind, und
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Fig. 9 eine Draufsicht ist, die eine Variante der
Ausführung einer Klemme und ihres Fluidantriebs
darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7, bei denen die
gleichen Bezugszeichen zum Bezeichnen ähnlicher Elemente
wie in Fig. 2 verwendet werden, werden die Backen 12 und
13 der Klemmen um die jeweiligen Achsen 26 am
Endabschnitt eines Stabes 9 drehbar gelagert, der bezüglich
eines Bügels bzw. Haltebügels 8 drehbar montiert ist, der
durch einen Drehtisch (nicht dargestellt) gestützt wird.
Der Haltebügel 8 wird bezüglich des Tellers durch eine
komplexe Bewegung aktiviert, die in Kombination mit einem
Relativgleiten des Stabes 9 ermöglicht, daß die Klemme 11
den Hals des Hohlkörpers beim Fassen in der Phase des
Greifens begleitet: Bezüglich den Einzelheiten der
Ausführung einer solchen Struktur wird auf das vorstehenden
Dokument FR-A-2 479 077 verwiesen.
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Am Stab 9 und den hinter Achsen 26 ist ein
Stützteller oder ein Fuß 27 befestigt, auf dem zwei
Fluidstellantriebe 28, insbesondere pneumatische Stellantriebe, die
symmetrisch zu beiden Seiten der mittleren Symmetrieachse
angeordnet, entsprechend den zwei Backen der Klemme 11
befestigt sind. Das Gehäuse 29 der Stellantriebe ist
mittels einer Achse 30 drehbar am Fuß 27 montiert,
während der Endabschnitt des Stabes 31 der Stellantriebe zur
freien Drehung durch eine Achse 32 mit einem Endabschnitt
eines Arms 33 fest verbunden mit einer Backe 12 bzw. 13
und sich quer zu dieser erstreckend gekoppelt ist.
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Im in den Fig. 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel befinden sich die Backen 12, 13 unter dem Stab 9,
während sich die Arme 33 oberhalb vom Stab 9 in der Höhe
der Stellantriebe 28 befinden.
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Die Befestigung der Backen 12, 13 bzw. der Arme 33
kann beispielsweise durch Verkeilen der Backen und Arme
an den jeweiligen Achse 32 erhalten werden.
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Außer den Phasen des Greifens von einem Hals des
Hohlkörpers, während die Klemme 11 unter der Wirkung der
Ausdehnung der pneumatischen Stellantriebe 28 (Fig. 7)
sicher geschlossen ist, verbleibt die Klemme 11 aus
Gründen der Sicherheit die verbleibende Zeit in der
geöffneten Position (Fig. 8).
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Zum Vereinfachen des Konzepts der Vorrichtung werden
pneumatische Stellantriebe 28 verwendet, die vom Typ mit
einfacher Wirkung sind. Damit nun die Klemme selbst im
Fall eines Versagens des Öffnungssystems (insbesondere
Versagen des pneumatischen Kreise) geöffnet bleibt, wird
eine Rückstelleinrichtung vorgesehen, die eine
Rückstellfeder 34, die zwischen die zwei Backen zwischengeschaltet
ist, wie es z. B. in den Fig. 6 bis 8 zwischen den oberen
hervortretenden Endabschnitten 35 der Achsen 32 gezeigt
ist, und/oder eine Federeinrichtung aufweist, die jeweils
in die Stellantriebe eingebaut sind (in den Fig. 6 bis 8
nicht sichtbar), um diese in die Ruheposition oder die
zurückgezogene Position zurückzuführen (z. B. eine
Schraubenfeder, die den Stab des Stellantriebs zwischen dem
Endabschnitt des Gehäuses vom Stellantrieb und dem
beweglichen Kolben umgibt). Die Redundanz bei der
Rückstelleinrichtung ist eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme.
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In Fig. 9 ist eine Variante der Ausführung
dargestellt, bei der nur ein Stellantrieb 28 notwendig ist,
auch vorzugsweise vom pneumatischen Typ und ebenfalls
vorzugsweise vom Typ mit einfacher Wirkung, wobei sich
dieser Stellantrieb entsprechend der Symmetrieachse
erstreckt, wobei von einem Abschnitt und vom anderen
Abschnitt von dieser zwei Backen 12 und 13 der Klemme 11
angeordnet sind. Ebenso wie bei der Aktivierung in den
Fig. 6 und 8 sind die Backen 12, 13 an den Achsen 26
jeweils drehbar montiert und weisen Rückführarme 33 auf.
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Der Endabschnitt des Stabes vom Stellantrieb 28 ist
mit einem gespaltenen Kopf 36 versehen, der zwei
Druckstücke 37 trägt, die jeweils gegen den Endabschnitt der
vorstehenden Arme 33 drücken.
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In gleicher Weise wie beim Beispiel zuvor ist eine
Rückstellfeder 34 zwischen die hervortretenden Finger 35
der äußeren Endabschnitte der Arms 33 zwischengefügt,
während der Stab des Stellantriebs in Ruheposition
(zurückgezogene Position) durch zwei Federn 38
zurückgeholt wird, die sich beidseitig zwischen den jeweiligen
Zentrierbohrungen 39 befinden, die mit den mit dem
Gehäuse des Stellantriebs fest verbundenen Köpfen 36 und 40
fest verbunden sind.
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Natürlich können bestimmte Anordnungen, die
beispielhaft für die Ausführung in Fig. 9 beschrieben wurden, im
Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 8 verwendet werden,
oder umgekehrt. Insbesondere kann die gelenkige Kopplung
der Stellantriebe 28 und der Arme 33, die in den Fig. 6
bis 8 dargestellt ist, durch eine Verbindung durch
Druckstück, das aus dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 kopiert
wurde, ersetzt werden, wobei nun vorgesehen wird, daß die
zwei Stellantriebe 28 in fester Weise am Rahmen gelagert
sind. In gleicher Weise können die äußeren
Rückstellfedern 38, die in Fig. 9 gezeigt sind, durch eine einzige
Rückstellfeder, die in den Stellantrieb eingebaut ist,
ersetzt werden.
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Man kann ebenfalls einen einzigen Stellantrieb 28
verwenden, der an eine beliebige der zwei Backen 12, 13
gekoppelt ist, wobei zwischen diese zwei Backen eine
mechanische Koppeleinrichtung zwischengefügt ist (z. B.
ein Zahnsegment, das jeweils mit den Backen fest
verbunden ist und eine mit der anderen in Eingriff bringt, wie
es mit 14, 15 in Fig. 2 dargestellt ist), die dazu
geeignet ist, die Bewegung der Backe, die durch den
Stellantrieb direkt angetrieben wird, umgekehrt zur anderen
Backe zu übertragen.