DE10122752B4

DE10122752B4 - Antrieb für höhenverstellbare Behälterträger an Abfüllmaschinen

Info

Publication number: DE10122752B4
Application number: DE2001122752
Authority: DE
Inventors: Walter Ringering
Original assignee: Rexroth Indramat GmbH
Current assignee: Rexroth Indramat GmbH
Priority date: 2001-05-12
Filing date: 2001-05-12
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2021-05-13
Also published as: DE10122752A1

Abstract

Automatische Abfüllvorrichtung (1) für Behälter (4, 4a), der die Behälter (4, 4a) in einem automatisierten Prozess zugeführt werden, mit Behälterträgern (20), welche die Behälter (4, 4a) tragen und die synchron zu dem Prozess gefördert werden und unter einem Vorschub in eine Befüllstellung der Behälter (4, 4a) anzuheben sind, in der diese durch eine Befüllöffnung (38) durch entsprechend der Vorschubbewegung der Behälterträger (20) laufende Befüllstutzen (7) zu befüllen sind, wobei die Behälterträger (20) durch zumindest eine mechanische Höhenverstellpaarung (8, 22) anzuheben und insbesondere wieder abzusenken sind, wobei die Höhenverstellpaarung (8, 22) jeweils einen mitlaufenden Verstellpartner (10, 11) an jedem der Behälterträger (20) aufweist und einen bezüglich der Vorschubbewegung der Behälterträger (20) feststehenden Antriebspartner (12), der mit den Verstellpartnern (10, 11) der Behälterträger (20) durch die Relativbewegung zwischen Verstellpartnern (10, 11) und Antriebspartner (12) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Höhenverstellung maßgebliche Wirkstrecke des Antriebspartners (12) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Abfüllvorrichtung für Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche automatische Abfüllvorrichtung kann als Standalone-Vorrichtung einzeln lediglich zur Abfüllung der Behälter in einem Abfüllprozess dienen; sie wird in der Regel in einen übergeordneten Bearbeitungs-/Produktionsprozess eingebunden und beispielsweise einer Behälterwasch- und Etikettieranlage nachgeordnet und/oder einer Verschlussanlage vorgeordnet sein. In einer solchen Produktionsanlage werden vorzugsweise Flaschen, Gläser und ähnliche Behältnisse industriell verarbeitet und abgefüllt.
Die Behälter werden der Abfüllvorrichtung in einem automatisierten Arbeitsprozess – wie oben genannt – zugeführt. An der Abfüllvorrichtung stehen die Behälter auf Behälterträgern und werden mit diesen synchron zu dem Arbeitsprozess ge- bzw. befördert. In einer solchen Abfüllvorrichtung werden die Behälter unter dem Vorschub in eine Abfüllstellung angehoben, in der die Behälter durch ihre Abfüllöffnung abzufüllen sind.
Die Behälter werden dabei derart unter Abfüllstutzen angehoben, dass eine Befüllung durch die Abfüllöffnung erfolgen kann. Insbesondere können die Abfüllstutzen in die Abfüllöffnung der Behälter hineinragen. Dabei fluchten die Mündungen der jeweiligen Abfüllstutzen mit den korrespondierenden Abfüllöffnungen der Behälter bzw. tauchen die Abfüllstutzen so weit in die Öffnung der Behälter ein, dass das – vorzugsweise flüs sige – Abfüllgut praktisch vollständig und ohne nennenswerte Abfüllverluste abzufüllen ist.

Dazu ist es bekannt, für jeden der Behälterträger eine elektrisch oder elektro-pneumatisch angetriebene Hebe- bzw. Absenkvorrichtung vorzusehen. Diese wird für jeden der Behälterträger synchron zu dem Arbeitsprozess angesteuert bzw. angetrieben, so dass die Behälterträger in die Befüllstellung angehoben und ggf. wieder in eine Weiterbearbeitungsstellung abgesenkt werden.

Da für eine solche Abfüllvorrichtung – die meist in einem kontinuierlichen Prozess betrieben wird – in der Regel eine Vielzahl von Behälterträgern vorgesehen sind, ist der apparative Aufwand hierfür enorm. Hinzu kommen aufwendige, regelungstechnische Vorkehrungen, die dazu dienen, die Behälterträger prozesssynchron anzuheben und ggf. wieder abzusenken. Dazu muss jeder der Behälterträger einzeln durch eine zentrale Regelung, die die Synchronisation mit dem Prozess übernimmt, angesteuert werden. Die regelungstechnischen Vorkehrungen und der apparative Aufwand sind also sehr hoch. Tatsächlich wird auch ein Großteil der Kosten für eine Abfüllvorrichtung durch die Anhebe- bzw. Absenkvorrichtungen der Einzelbehälterträger verursacht. Zudem sind elektrische und elektro-pneumatische Vorrichtungen an den Behälterträgern im Hinblick auf flüssiges Abfüllgut problematisch; wenn etwas von dem flüssigen Abfüllgut verschüttet wird, kann dies zu einer Verunreinigung der elektrisch betriebenen Behälterträger führen und damit einen Ausfall/eine Störung der entsprechenden elektrischen Vorrichtungen verursachen.

Ein rein mechanischer Antrieb für die Höhenverstellung bei Abfüllvorrichtungen der eingangs genannten An ist aus der US 1,497,869 bekannt. Dort wird die Höhenverstellung gemäß den Ausführungen auf der Seite 2, Zeilen 15-43 in Verbindung mit der 2 durch eine feste Kulissenbahn bewirkt, auf der eine Rolle des Behälterträgers abrollt und dadurch gemäß dem fest vorgegebenen Höhenprofil der Kulissenbahn den Behälterträger anhebt. Ein solcher Antrieb ist grundsätzlich wenig flexibel für unterschiedliche Produktionsbedingungen und -parameter.

Ein entsprechender Antrieb ist ebenfalls in der US 1,017,418 sowie in der GB 604,776 ^` beschrieben. In ersterem Dokument wird die Höhenverstellung über ein mit einer Zahnstrecke der Behälterträger kämmendes Zahnrad, in letzterem über eine Helix-Bahn (dort Bezugszeichen 13 in 1), auf der eine Heberolle (11) des Behälterträgers abrollt, erreicht. Beide genannten Ausgestaltungen sind ebenfalls sehr wenig flexibel.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abfüllvorrichtung mit hoher Funktionssicherheit zu schaffen, die bei drastisch reduziertem, apparativen und Kostenaufwand die erforderliche Höhenverstellfunktionalität praktisch selbsttätig und autark bietet, wobei die Vorrichtung schnell und einfach an unterschiedliche Produktionen anzupassen ist. Es ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, ein. Verfahren anzugeben, das diesen Vorteil bei einfacher Ausführung und einfacher Anpassung an andere Produktionsbedingungen bietet.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der übergeordneten Ansprüche 1 und 14.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass der erforderliche Höhenhub bei unterschiedlichen Behältergrößen einfach umgestellt werden kann und dadurch Flexibilität gewährleistet ist. Dabei entfallen die aufwendigen, teuren und darüber hinaus – besonders unter Berücksichtigung von Einwirkung von verschüttetem, flüssigem Abfüllgut- störanfälligen, elektrischen Hebekomponenten, wie im Stand der Technik vorgesehen. Trotzdem funktioniert eine erfindungsgemäße Vorrichtung äußerst zuverlässig und praktisch selbsttätig.

Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass für die Höhenverstellung lediglich eine mechanische Höhenverstellpaarung vorgesehen ist, die durch die Relativverschiebung. zwischen den Behälterträgern und einem feststehenden, mechanischen Partner angetrieben wird, und dass die bezüglich der Höhenverstellung maßgebliche Wirkstrecke des Antriebspartners einstellbar ist.

Bei dieser Ausgestaltung kann durch die Veränderung der bezüglich der Höhenverstellung maßgeblichen Wirkstrecke des Antriebspartners der resultierende Höhenhub wahlfrei eingestellt werden. Je nach An der mechanischen Höhenverstellpaarung kann die maßgebliche Wirkstrecke stufenlos oder diskontinuierlich verstellt werden.

Hierzu sind die Behälterträger durch zumindest eine mechanische Höhenverstellpaarung anzuheben und/oder abzusenken. Die Höhenverstellpaarung hat – vorzugsweise für jeden der Behälterträger – jeweils einen mitlaufenden Verstellpartner an jedem der Behälterträger. Die Verstellpartner der Behälterträger wirken beim Vorbeilaufen an einem bezüglich der Vorschubbewegung der Behälterträger feststehenden Antriebspartner mit diesem zusammen. Grundsätzlich sind für die Höhenverstellpaarung vielerlei einzelne Ausgestaltungen denkbar: diese umfassen Gewindepaarungen, Zahnradpaarungen, Getriebepaarungen oder Kulissen-/Kulissenfolgerpaarungen. Auf die nähere Ausgestaltung wird weiter unten noch eingegangen.

Durch die Zusammenwirkung von ausschließlich mechanischen Bauteilen zur Höhenverstellung ist eine sehr große Ausfallsicherheit gegenüber einer elektrisch betriebenen Höhenverstellvorrichtung nach dem Stand der Technik gegeben. Die mechanische Höhenverstellpaarung ist gegenüber Flüssigkeitseinwirkungen im Vergleich zu einer elektrischen Vorrichtung sehr weitgehend indifferent.

Mechanische Bauteile zeichnen sich generell durch höhere Belastbarkeit und Wartungsfreundlichkeit aus. Zudem sind solche Teile vergleichsweise kostengünstig und trotzdem sehr zuverlässig.

Wie oben beschrieben, ist in einem solchen Arbeitsprozess stets automatisch eine Vorschubbewegung der Behälterträger und damit der darauf abgestellten Behälter gegeben. Die Erfindung hat erkannt, dass durch eine einfache mechanische Höhenverstellpaarung die ohnehin vorhandene Vorschubbewegung naturgemäß für eine mechanische Höhenverstellung ausgenutzt werden kann. Damit erfüllt die dem Arbeitsprozess inhärente Vorschubbewegung hier eine Doppelfunktion.

Hierzu muss lediglich im Erfindungssinne eine bezüglich der Vorschubbewegung der Behälterträger feststehende Vorrichtung – der Antriebspartner – vorgesehen sein. Der Antriebspartner ist dabei so ausgestaltet und angeordnet, dass er mit den Verstellpartnern der Behälterträger durch die Relativbewegung (in Förderrichtung) zwischen den Verstellpartnern und dem Antriebspartner zusammenwirkt und dadurch die Höhenverstellung gibt. Hierzu ist – wie oben erwähnt – eine Vielzahl von mechanischen Paarungen denkbar.

Eine solche Höhenverstellpaarung funktioniert selbsttätig lediglich durch die mechanische Zusammenwirkung unter der Relativbewegung von Verstellpartnern und Antriebspartner(n). Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Partner aneinander vorbeigleiten oder miteinander kämmen. Auch hierauf wird später noch näher eingegangen.

Dabei wird ein komplexes Reglersystem, welches im Stand der Technik vorhanden sein muss, lediglich durch die relative Anordnung der Verstellpartner zueinander und durch deren Geometrie vorgegeben. Trotzdem hat eine erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung bezüglich des resultierenden Höhenhubes eine große Flexibilität, da die Geometrie der Höhenverstellpaarung ja veränderlich sein kann. Dies ist unten eingehend beschrieben.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Eine sehr einfache und trotzdem zuverlässig funktionierende Höhenverstellpaarung kann dadurch realisiert werden, dass ein Verstellpartner eine in Höhenrichtung verschieblich geführte Stütze des jeweiligen Behälterträgers ist, die mit einem Folgeglied einer Antriebskulisse folgt. Als Verstellpartner hat dann jeder Behälterträger eine Trägerstütze, die – beispielsweise in einer Längsführung – verschieblich in Höhenrichtung geführt ist. Sie kann dann mit einem Folgeglied – dies kann einfach durch eine Rollauflage der Trägerstütze auf der Antriebskulisse realisiert sein – der Antriebskulisse folgen. Die Antriebskulisse gibt dann den Höhenhub und die Richtung der Höhenverstellung – d.h. Absenkung oder Anhebung – vor. Für unterschiedliche Behälter können Antriebskulissen mit unterschiedlichem Höhenhub vorgesehen sein.

Außerdem kann eine solche Antriebskulisse einen praktisch stetigen Auflauf- bzw. Auslaufabschnitt aufweisen, so dass die Höhenverstellung praktisch kontinuierlich und ruckfrei erfolgt.

Eine hinsichtlich der Einstellung der resultierenden Höhenverstellung sehr flexible Höhenverstellpaarung wird dadurch erreicht, dass ein Verstellpartner ein Gewindeabschnitt einer Behälterträgerstütze ist und über einen Gewindeeingriff durch den Antriebspartner zu verstellen ist. Der Gewindeabschnitt der Trägerstütze fährt an dem Antriebspartner vorbei. Dieser kann einen direkten Gewindeeingriff über einen korrespondierenden Gewindeabschnitt oder einen korrespondierenden Eingriffssteg oder mehrere korrespondierende Eingriffsstege aufweisen.

Dabei reicht es bereits aus, wenn der Gewindeeingriff direkt durch einen zu dem Gewindeabschnitt korrespondierenden Zahnabschnitt des Antriebspartners erfolgt. Eine solche Gewinde/Gewinde-Eingriffspaarung kann mit sehr geringem Aufwand hergestellt werden.

Wenn der Gewindeeingriff durch eine drehbare, in Höhenrichtung feststehende Verstellhülse mit einem Innenantrieb mit dem Gewindeeingriff erfolgt, wobei die Verstellhülse eine Außenverzahnung aufweist, welche mit einem korrespondierenden Zahnabschnitt des Antriebspartners kämmt, können die eigentliche Antriebskopplung und die Außenverzahnung voneinander unabhängig dimensioniert und ausgestaltet sein. Dadurch können der Innenantrieb einerseits und die Außenverzahnung andererseits jeweils separat und individuell für den jeweilig vorgesehenen Eingriff optimiert werden. Dabei kann die Außenverzahnung so gewählt werden, dass eine einfache und effektive Geometrie des Zahnabschnitts des Antriebspartners vorgesehen werden kann. Insbesondere können zwischen der Außenverzahnung und dem Innenantrieb, der die eigentliche Höhenverstellung bewirkt, unterschiedliche und flexibel an die Anforderungen hinsichtlich Höhenhub, Verstellgeschwindigkeit und -beschleunigung angepasste Übersetzungen vorgesehen sein. Die erreichbaren Bandbreiten der genannten Größen sind demzufolge sehr groß.

Eine leichtlaufende, ruckfreie und gegen Hemmung indifferente Höhenverstellung wird dadurch erreicht, dass die Verstellhülse als Innenantrieb einen Kugelgewindetrieb aufweist, wobei die Behälterträger von Kugelumlaufspindeln getragen werden, die eine Kugellaufbahn für den Kugelwindetrieb aufweisen.

Eine äußerst flexible, apparativ einfache und sehr zuverlässige Lösung wird dadurch erreicht, dass der Antriebspartner eine mit der Außenverzahnung der Verstellhülse kämmende Verzahnung ist. Dabei kämmt z.B. eine Verzahnung einer Zahnkette mit der Außenverzahnung der Verstellhülse. Die Eingriffsstrecke – d.h. die Wirkstrecke – kann dadurch verstellt werden, dass ein Losende der Zahnkette derart verschoben wird (vorzugsweise in oder gegen die Förderrichtung), dass die resultierende Wirkstrecke, d.h. die Eingriffsstrecke, größer bzw. kleiner wird.

Wenn eine Abfüllvorrichtung in Form eines Kreisförderers vorgesehen ist, wird vorgeschlagen, dass die vorgesehene Zahnkette eine mit der Krümmung des Kreisförderers korrespondierende, verstellbare Gleitführung aufweist. An dieser Gleitführung, die sich in Förderrichtung des Kreisförderers erstreckt und der Krümmung des Kreisförderers angepasst ist, liegt die Zahnkette an, so dass sie von der Gleitführung gestützt ist. Dabei gibt die Gleitführung einerseits ein Auflager, d.h. eine Stütze für die Zahnkette und andererseits die Möglichkeit, die Zahnkette entlang der Gleitführung so zu verschieben, dass die Einstellbarkeit gewährleistet ist.

Dazu ist die Gleitführung entsprechend der gewünschten Einstellung der Zahnkette verstellbar. Dann wird die volle Flexibilität hinsichtlich der Einstellung der resultierenden Höhenverstellung gewährleistet. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Gleitführung über ein Einstellritzel verstellbar ist. Dabei nimmt die Gleitführung vorzugsweise das Losende der Zahnkette bzw. die Zahnkette selber mit. Die Einstellung der Zahnkette wird praktisch durch die Verstellung der Gleitführung bewirkt.

Wenn die Abfüllvorrichtung eine Linearförderstrecke aufweist, in welcher eine Höhenverstellung gefordert ist, so kann als Antriebspartner ebenfalls eine Zahnkette vorhanden sein, die mit einem Festende und einem Losende – prinzipiell wie oben gesagt – verstellbar ist. Die erforderliche Steifigkeit der Zahnkette kann durch eine geeignete, vorbestimmte Zugspannung erreicht werden. Die Zahnkette ist beispielsweise über ein Umlenkritzel geführt. Dann reicht es aus, dass die Längsposition des Umlenkritzels verstellbar ist; hierdurch ist der resultierende Höhenhub einstellbar. Damit wird die Erfindung ohne weiteres auch für lineare Abfüllvorrichtungen geeignet.

Meist werden die Behälter zur Abfüllung zunächst – wie oben beschrieben – in eine Befüllstellung angehoben. Müssen sie nach der Befüllung wieder abgesenkt werden, so kann die Befüllvorrichtung in Förderrichtung gesehen eine Anhebepaarung und eine demgegenüber nachgeordnete Absenkpaarung aufweisen. Beide Paarungen sind als Höhenverstellpaarung im Erfindungssinne ausgebildet. Dadurch werden weitere bzw. zusätzliche Höhenverstellmaßnahmen ersetzt.

Die Behälterträger sind z.B. Podeste mit Aufstelltellern, auf die die Behälter aufzustellen sind. Das bietet den Vorteil, dass unter den Aufstelltellern für eine erfindungsgemäße Mechanik entsprechend viel Freiraum verfügbar ist, da keine weiteren Haltevorrichtungen vorhanden sein müssen. Außerdem ist so naturgemäß die Lage des Schwerpunktes der Behälter samt Behälterträgern praktisch vertikal oberhalb und praktisch in einer Linie mit der Kraftrichtung/der Kraftwirkungslinie bei der Höhenverstellung angeordnet, so dass keine bis geringe Drehmomente an den Aufstelltellern bei der Höhenverstellung angreifen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Höhenverstellpaarung mit relativ hohen Beschleunigungskräften und/oder nicht ganz ruckfrei arbeitet.

Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht von oben auf eine erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung, die einen Kreisförderer aufweist,
2 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung der 1, wie dort mit A bezeichnet.
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, beziehen sich alle Bezugszeichen stets auf alle Figuren.
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung 1. Die Abfüllvorrichtung 1 ist für die Abfüllung von Behältern 4, 4a vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel Flaschen sind. Als Behälter kommen aber auch Gläser, Dosen, Kanister o.ä. in Frage.
Die Flaschen 4, 4a werden der Abfüllvorrichtung 1 über ein Zuführband 2 zugeführt. Dieses kann direkt mit den Flaschen 4, 4a bestückt werden oder den Anschluss an ein übergeordnetes Produktions-/Arbeitsverfahren bilden, in dessen Rahmen die Abfüllung erfolgt. Auf dem Zuführband 2 werden die Flaschen 4, 4a in der Zuführrichtung 24 zugeführt und von dem Zuführförderer 32 mit Zylinderhalbschalen 34 (z.B. mit Greifern) erfasst und auf die zugehörigen Aufstellteller 21 transferiert. Die Aufstellteller 21 sind Bestandteil von (Aufstell-) Podesten 20, die die Behälterträger im Sinne der Erfindung bilden. Es sind unterschiedliche Arten von Behälterträgern möglich: So können statt der Podeste 20 mit Aufstelltellern 21 auch entsprechend bewegliche Greifer oder Klemmpaarungen etc. vorgesehen sein, die mit der erfindungsgemäßen Paarung (s. weiter unten) arbeiten. Hier wird der Einfachheit halber lediglich auf Podeste 20 Bezug genommen.
Der zugehörige Kreisförderer 27 hat zwei erfindungsgemäße Paarungen, nämlich eine Hebepaarung 22 und eine Absenkpaarung 8. Um einen möglichst großen Anteil des Umfangs des Kreisförderers 27 für die eigentliche Abfüllung ausnutzen zu können, werden die Flaschen 4, 4a direkt bzw. kurz nach der Zuführung über die Hebepaarung 22 in die Befüllstellung angehoben. In dieser Befüllstellung, in die sie in dem Hebesektor 28 angehoben werden, werden sie bei Durchlaufen des Befüllsektors 30 kontinuierlich über mitlaufende, zugeordnete Abfüllschläuche 6, die in Befüllstutzen 7 einer Befüllschiene 31 einmünden, befüllt. Danach werden sie – entlang des Drehsinns 25 des Kreisförderers 27 bzw. in der Vorschubrichtung 37 gesehen – anschließend wieder durch die Absenkpaarung 8 abgesenkt und auf ein Abführband 3 mit einem Abführförderer 33 transferiert und in der Abführrichtung 26 abgeführt, woran sich beispiels weise eine Aufschraubmaschine für Verschlüsse oder eine Maschine zum Anbringen von Korken, Kronkorken oder dergleichen anschließen kann.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Höhenverstellpaarung wird unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1 und 2 im folgenden näher beschrieben. In 2 ist eine Seitenansicht auf die Hebepaarung 22 gezeigt. Die Hebepaarung 22 (wie auch die Absenkpaarung 8, die zur Hebepaarung 22 gesagtes entsprechend gilt) besteht aus mit den Podesten 20 mitlaufenden Verstellpartnern 10, 11. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat jedes der Podeste 20 einen mitlaufenden Verstellpartner 10, 11. Die Podeste 20 und damit die zugehörigen Verstellpartner 10, 11 werden in der Vorschubrichtung 37 bei dem gezeigten Kreisförderer 27 im Kreis bewegt, d.h. gefördert. Bei einer Linearförderanlage wäre die Vorschubrichtung 37 linear, es ergäbe sich eine Ausgestaltung entsprechend der Ansicht in 2, so dass die vorliegenden Ausführungen insoweit auch für eine Linearförderanlage gelten.
Die Podeste 20 sind jeweils an entsprechenden Auflagern 9 angebracht, die die Podeste 20 tragen. Der resultierende Höhenhub 16, 16a wird durch das Zusammenwirken jedes der Verstellpartner 10,11 der Podeste 20 mit einem bezüglich der Vorschubbewegung der Podeste 20 feststehenden Antriebspartner 12 der jeweiligen Paarung 8, 22 bewirkt.
Der Antriebspartner 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahnkette 39 (oder als Zahnriemen) ausgebildet. Für den Höhenantrieb ist eine Außenverzahnung 17 einer Verstellhülse 18 vorgesehen, die mit der Verzahnung des Zahnriemens beim Vorbeilaufen in der Vorschubrichtung 37 kämmt. Dadurch wird die jeweils drehbar gelagerte und bezüglich des jeweiligen Auflagers 9 in Höhenrichtung 36 feststehende Verstellhülse 18 beim Kämmen mit der Verzahnung des Antriebspartners 12/der Zahnkette 39 verdreht.
Jede der Verstellhülsen 18 hat einen Innenantrieb, der aus einem nicht näher gezeigten Kugelgewindetrieb besteht. Die in dem Kugelgewindetrieb aufgrund der Verdrehung der Verstellhülse 18 umlaufenden (nicht gezeigten) Kugeln laufen in korrespondierenden Kugellaufbahnen 19 einer jeden Podeststütze 20. Hierzu ist der entsprechende Laufbahnabschnitt als Kugelumlaufspindel 11 ausgebildet. Dadurch wird eine ruckfreie, hemmungsfreie und kontinuierliche Höhenverstellung gewährleistet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Behälter 4, 4a nicht auf den Aufstelltellern 21 befestigt sind. Es können jedoch auch (hier nicht gezeigt) Einfüllstutzen in die Behälter 4, 4a hineinragen und diese bereits vor und/oder nach Erreichen der Befüllstellung und in der Befüllstellung auf dem jeweiligen Aufstellteller 21 praktisch formschlüssig fixieren.
Auf die beschriebene Weise werden die Behälter 4, 4a in der Hebepaarung 22 angehoben und in der Absenkpaarung 8 wieder abgesenkt. Die Befüllstellung ist für gezeigte große Flaschen 4 nach Zusammenwirken der Partner über die kurze Wirkstrecke 5a erreicht, so dass in der Regel ein Teil der Befüllstutzen 7 in die korrespondierende Befüllöffnung 38 der Flaschen 4 hineinragt. Die Wirkstrecke 5, 5a ist durch Verstellung eines Losendes 14 der Zahnkette 39 verstellbar. Dies geschieht wie in 1 gezeigt: Bei dem gezeigten Kreisförderer 27 ist eine verstellbare Gleitführung vorgesehen, entlang deren Oberfläche die Zahnkette 39 gleiten kann. Bei Verstellung der Gleitführung in einer der gezeigten Pfeilrichtungen wird das Losende 14 der jeweiligen Zahnkette 39 mitgenommen bzw. nachgeführt und dadurch die resultierende Wirkstrecke 5, 5a verändert. Die Verstellung der Gleitführung kann beispielsweise über ein Einstellritzel 23 erfolgen. Die Verstellung erfolgt entlang des korrespondierenden Kreisumfangs bezüglich der Gleitführung 40. An dem dem Losende 14 der Zahnkette 39 entsprechenden Ende der Gleitführung 10 ist ein Umlenkelement 13 vorgesehen, welches die – hier lediglich schematisch gezeigte – Umlenkung der Zahnkette 39 bewirkt.
Bei einem Linearförderer gestaltet sich die Verstellung insgesamt noch einfacher: dort kann die Zahnkette 39 lediglich an ihrem Festende 15 gehaltert sein und über ein Umlenkritzel oder ein Umlenkelement geführt werden, welches entlang der Linearförderstrecke bewegt wird und die Zahnkette bzw. das Losende der Zahnkette 14 mitnimmt, so dass insgesamt die korrespondierende Wirkstrecke 5, 5a verändert wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt die Verstellung, dass die Verstellpartner über die lange Wirkstrecke 5 mit dem Antriebspartner 12 zusammenwirken, so dass die kleinen Flaschen 4a in eine höhere Befüllstellung durch einen größeren, resultierenden Hö henhub 16a angehoben (bzw. entsprechend abgesenkt) werden, so dass für die kleineren Flaschen 4a die vorgesehene, zugehörige Befüllstellung erreicht wird.
Aus 1 wird deutlich, dass bei einem Kreisförderer 27 und bei einem Linearförderer die Hebepaarung 22 und die Absenkpaarung 8 gegensinnige Höhenverschiebungen geben. Dies ist auf einfache Weise dadurch zu erreichen, dass eine Hebepaarung 22 und eine Absenkpaarung 8 vorgesehen sind, wobei der Antriebspartner 12 der Hebepaarung 22 und der Antriebspartner 12 der Absenkpaarung 8 derart an gegenüberliegenden Längsseiten bezüglich der Förderstrecke der Podeste 20 angeordnet sind, dass beider vorgegebenen Mechanik der Verstellpartner der Podeste 20 bei Absenkpaarung 8 bzw. Hebepaarung 22 eine jeweils entgegengerichtete Relativbewegung zwischen Verstellpartner und Antriebspartner 12 und dadurch eine jeweils entgegengesetzte Höhenverstellung resultiert.
Dadurch wird eine rein mechanische Realisierung aller erforderlichen Höhenverstellungen erreicht, wobei auf aufwendige, elektrisch/pneumatisch betriebene und elektronisch gesteuerte Einzelantriebe verzichtet werden kann.
Die Erfindung bezieht sich desweiteren auch auf ein Verfahren, welches eine Abfüllvorrichtung 1 nach den Ansprüchen 1–14 verwendet. Das Verfahren bietet – wie auch die Abfüllvorrichtung 1 nach den vorgenannten Ansprüchen – den Vorteil, dass Fehler bei der Befüllung verringert bis vermieden werden. Die Abfüllung selbst ist sauberer, ausfallsicherer und einfacher als bei Verwendung von elektrischen oder elektro- pneumatischen Einrichtungen und Verfahren. Allein durch die in der Regel geringeren Ausfallraten ist schon eine verlässlichere und sicherere Abfüllung gegeben. Denn das Verfahren arbeitet sehr zuverlässig lediglich durch das Zusammenwirken von mechanischen Bauteilen.
Denn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Höhenverstellung lediglich dadurch erreicht, dass der mechanische Antriebspartner der jeweiligen Paarung mit dem bzw. denjenigen mechanischen Verstellpartnern der Podeste 20 zusammenwirkt. Dadurch wird verfahrensgemäß die ohnehin vorhandene Vorschubbewegung, das ist die Förderbewegung, automatisch in eine Höhenverstellung der Podeste und damit der Flaschen 4, 4A umgewandelt. Es entfällt somit auch eine dem Stand der Technik in der Regel notwendige Synchronisation zwischen dem Arbeitsprozess, der Fördergeschwindigkeit, der aktuellen Position der anzuhebenden Flaschen 4, 4A mit einem vorhandenen elektrischen oder elektro- pneumatischen Antrieb. Dadurch ist verfahrensgemäß die Verstellung – nach mechanischer Einstellung der Wirkstrecke von Antriebspartner 12 und den Verstellpartnern automatisch vorgegeben. Die Synchronität wird lediglich durch die Relativposition der jeweiligen Partner zueinander, durch deren Dimensionierung und durch die Fördergeschwindigkeit festgelegt und unterliegt praktisch keinen Störungen.

1: Abfüllvorrichtung
2: Zuführband
3: Abführband
4: Flasche, groß
4a: Flasche, klein
5: Wirkstrecke, lang
5a: Wirkstrecke, kurz
6: Abfüllschlauch
7: Befüllstutzen
8: Absenkpaarung
9: Auflager für Podest
10: Zahnriemenantrieb mit Kugelgewindetrieb
11: Kugelumlaufspindel
12: Antriebspartner
13: Umlenkelement
14: verstellbares Losende
15: Festende
16: resultierender Höhenhub, groß
16a: resultierender Höhenhub, klein
17: Außenverzahnung der Verstellhülse
18: Verstellhülse
19: Kugellaufbahn der Kugelumlaufspindel
20: Podest
21: Aufstellteller
22: Hebepaarung
23: Einstellritzel
24: Zuführrichtung
25: Drehsinn des Kreisförderers
26: Abführrichtung
27: Kreisförderer
28: Hebesektor
29: Absenksektor
30: Befüllsektor
31: Befüllschiene
32: Zuführförderer
33: Abführförderer
34: Zylinderhalbschale
36: Höhenrichtung
37: Vorschubrichtung
38: Befüllöffnung
39: Zahnkette

Claims

Automatische Abfüllvorrichtung (1) für Behälter (4, 4a), der die Behälter (4, 4a) in einem automatisierten Prozess zugeführt werden, mit Behälterträgern (20), welche die Behälter (4, 4a) tragen und die synchron zu dem Prozess gefördert werden und unter einem Vorschub in eine Befüllstellung der Behälter (4, 4a) anzuheben sind, in der diese durch eine Befüllöffnung (38) durch entsprechend der Vorschubbewegung der Behälterträger (20) laufende Befüllstutzen (7) zu befüllen sind, wobei die Behälterträger (20) durch zumindest eine mechanische Höhenverstellpaarung (8, 22) anzuheben und insbesondere wieder abzusenken sind, wobei die Höhenverstellpaarung (8, 22) jeweils einen mitlaufenden Verstellpartner (10, 11) an jedem der Behälterträger (20) aufweist und einen bezüglich der Vorschubbewegung der Behälterträger (20) feststehenden Antriebspartner (12), der mit den Verstellpartnern (10, 11) der Behälterträger (20) durch die Relativbewegung zwischen Verstellpartnern (10, 11) und Antriebspartner (12) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Höhenverstellung maßgebliche Wirkstrecke des Antriebspartners (12) einstellbar ist.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellpartner (10, 11) eine in Höhenrichtung verschieblich geführte Stütze ist, die mit einem Folgeglied einer Antriebskulisse folgt.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellpartner ein Gewindeabschnitt einer Stütze ist und über einen Gewindeeingriff durch den Antriebspartner (14) zu verstellen ist.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeeingriff direkt durch einen zu dem Gewindeabschnitt korrespondierenden Zahnabschnitt des Antriebspartners (14) erfolgt.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeeingriff durch eine drehbare, in Höhenrichtung (36} feststehende Verstellhülse (18) mit einem Innenantrieb mit dem Gewindeeingriff erfolgt, wobei die Verstellhülse (18) eine Außenverzahnung (17) aufweist, welche mit einem korrespondierenden Zahnabschnitt des Antriebspartners (12) kämmt.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellhülse (18) als Innenantrieb einen Kugelgewindetrieb aufweist, wobei die Behälterträger (20) von Kugelumlaufspindeln (11) getragen werden, die eine Kugellaufbahn (19) für den Kugelgewindetrieb aufweisen.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebspartner (12) eine mit der Außenverzahnung (17) der Verstellhülse (18) kämmende Verzahnung hat.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung durch eine Zahnkette (39) gebildet wird, die ein Festende (15) und ein verstellbares Losende (14) aufweist, so dass durch Verlagerung des Losendes (19) die Wirkstrecke (5, 5a) und damit der resultierende Höhenhub (16, 16a) einstellbar ist.
Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfüllvorrichtung eine Linearförderstrecke aufweist, wobei als Antriebspartner (12) eine Zahnkette (39) vorhanden ist mit einem Festende und einem Losende, die über ein Umlenkritzel geführt ist, wobei die Längsposition des Umlenkritzels verstellbar und dadurch der resultierende Höhenhub (16, 16a) einstellbar ist.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfüllvorrichtung einen Kreisförderer (27) aufweist, wobei die Zahnkette (39) über eine mit der lokalen Krümmung des Kreisförderers (27) korrespondierende, verstellbare Gleitführung (40) für die Zahnkette (39) verstellbar geführt ist.
Abfüllvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitführung (40) entsprechend der Einstellung der Zahnkette (39), insbesondere über ein Einstellritzel (23), verstellbar ist.
Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hebepaarung (22) und eine Absenkpaarung (8) vorgesehen sind, wobei der Antriebspartner (12) der Hebepaarung (22) und der Antriebspartner (12) der Absenkpaarung (8) derart an gegenüberliegenden Längsseiten bezüglich der Förderstrecke der Behälterträger (20) angeordnet sind, so dass bei der vorgegebenen Mechanik der Verstellpartner der Behälterträger (20) bei Absenkpaarung (8) bzw. Hebepaarung (22) eine jeweils entgegengerichtete Relativbewegung zwischen Verstellpartner und Antriebspartner (12) und dadurch eine jeweils entgegengesetzte Höhenverstellung resultiert.
Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterträger Podeste (20) sind mit Aufstelltellern (21), auf die die Behälter (4, 4a) aufzustellen sind.
Verfahren zum automatischen Abfüllen von Behältern, wobei die Behälter (4, 4a) in einem automatisierten Prozess gefördert werden und unter der Förderbewegung in eine Befüllstellung angehoben und insbesondere wieder abgesenkt werden, wobei die Behälter (4, 4a) in der Befüllstellung durch entsprechend der Förderbewegung der Behälter (4, 4a) mitlaufende Befüllstutzen (7) befüllt werden, wobei die Förderbewegung mit einer mechanischen Höhenverstellpaarung (8, 22) dadurch zur Höhenverstellung der Behälter (4, 4a) ausgenutzt wird, dass mit der Förderbewegung mitlaufende, mechanische Verstellpartner (10, 11) mit zumindest einem korrespondierenden, bezüglich der Förderbewegung der Behälter (4, 4a) feststehenden, mechanischen Antriebspartner (12) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Höhenverstellung maßgebliche Wirkstrecke des Antriebspartners (12) einstellbar ist.