DE102007034734B4

DE102007034734B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung eines Bechers in einer Becherfüllmaschine

Info

Publication number: DE102007034734B4
Application number: DE102007034734.2A
Authority: DE
Inventors: Willy Horlacher
Original assignee: Hamba Gasti GmbH; Hamba-Gasti GmbH
Current assignee: GASTI VERPACKUNGSMASCHINEN GMBH, DE
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: DE102007034734A1

Abstract

Verfahren zur Ausrichtung eines Bechers (10) mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur in einer Becherfüllmaschine, wobei der Becher (10) in seinem Becherinnenraum (12) zumindest ein Anschlagteil (15; 22; 23) aufweist und wobei eine Ausrichtvorrichtung (17), die zumindest ein Mitnehmerteil (19) aufweist, in den Becherinnenraum (12) eingeführt und relativ zu dem Becher (10) um ein vorbestimmtes Maß gedreht wird, wobei das Mitnehmerteil (19) während der Drehung der Ausrichtvorrichtung (17) mit dem Anschlagteil (15; 22; 23) in Anlage kommt und den Becher (10) bei der weiteren Drehung in eine definierte Endstellung mitnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung eines Bechers mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur in einer Becherfüllmaschine sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Ausrichtung eines Bechers.
In einer Becherfüllmaschine üblichen Aufbaus wird ein aus Kunststoff bestehender Becher nacheinander durch verschiedene Bearbeitungsstationen geführt, wobei er sterilisiert, gefüllt und verschlossen wird. Das Verschließen kann beispielsweise durch Aufsiegeln einer aus Kunststoff oder Aluminium bestehenden Abdeckfolie geschehen. Während des Transportes durch die Becherfüllmaschine ist der Becher mit seinem oberen Becherrand unter enger Passung in eine Ausnehmung eines Zellenblechs eingehängt und dadurch sicher positioniert.
In bestimmten Anwendungsfällen ist es notwendig und gewünscht, dass der Becher während des Füllens und/oder während des Verschließens in einer vorbestimmten Drehstellung ausgerichtet ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Abdeckfolie doppellagig ausgebildet ist und die innere Lage ein Perforationsmuster aufweist, das im verschlossenen Zustand des Bechers in vorbestimmten Abschnitten der Becheroberseite angeordnet sein muss.
Wenn der Becher eine rotationsasymmetrische Außenkontur insbesondere im Bereich seines oberen Becherrandes besitzt, ist die Ausnehmung des Zellenblechs in der Regel entsprechend ausgebildet, so dass der Becher nur in einer vorbestimmten Ausrichtung in die Ausnehmung des Zellenblechs einsetzbar ist. Alternativ sind in der DE 103 07 918 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, um einen Becher mit einer rotationsasymmetrischen Außenkontur in eine vorbestimmte Drehstellung zu bringen. Dabei wird der Becher aus dem Zellenblech angehoben und an seinem Boden mit einem drehenden Zentrierteil in Anlage gebracht, bis er in vorbestimmter Drehstellung mit dem Zentrierteil in Eingriff tritt. Anschließend wird der Becher wieder in die Ausnehmung des Zellenblechs abgesenkt und eingesetzt. Ein derartiges Verfahren ist jedoch nur bei Bechern anwendbar, die einen unrunden Becherboden besitzen. Insbesondere ist das Verfahren nicht anwendbar bei Bechern, die eine rotationssymmetrische Außenkontur und somit einen kreisrunden Becherboden aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausrichtung eines Bechers in einer Becherfüllmaschine zu schaffen, mit dem eine schnelle und zuverlässige Ausrichtung eines Bechers mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur zu erzielen ist. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der sich das Verfahren in konstruktiv einfacher Weise durchführen lässt.
Die vorgenannte Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass der Becher in seinem Becherinnenraum zumindest ein Anschlagteil aufweist und dass die Ausrichtvorrichtung, die zumindest ein Mitnehmerteil aufweist, in den Becherinnenraum eingeführt und relativ zu dem Becher um ein vorbestimmtes Maß gedreht wird. Das Mitnehmerteil kommt während der Drehung der Ausrichtvorrichtung mit dem Anschlagteil in Anlage und der Becher wird bei der weiteren Drehung in eine definierte Endstellung mitgenommen.
Die Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, den Becher durch Einführen einer Ausrichtvorrichtung in den Becherinnenraum auszurichten. Der Becher weist in seinem Innenraum ein oder mehrere vorzugsweise in Umfangsrichtung des Bechers gleichmäßig verteilte Anschlagteile.auf. Die Ausrichtvorrichtung wird in den Innenraum des sich in beliebiger Drehstellung befindenden Bechers eingeführt und dann um ein vorbestimmtes Maß gedreht. Irgendwann während dieser Drehung kommt das Mitnehmerteil der Ausrichtvorrichtung mit dem Anschlagteil oder zumindest einem der Anschlagteile des Bechers in Anlage, wodurch der Becher bei der weiteren Drehung mitgenommen wird. Die Drehung des Mitnehmerteils der Ausrichtvorrichtung endet in einer definierten Endstellung, so dass auch der Becher am Ende der Drehbewegung die gewünschte definierte Drehstellung aufweist. Vorzugsweise sind n Anschlagteile vorgesehen, wobei n = 1,2,3... ist. Dabei sollte die Ausrichtvorrichtung ausgehend von ihrer Ausgangsstellung eine Drehbewegung um einen Winkel α ausführen, wobei α = 360°/n ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind drei Anschlagteile in Umfangsrichtung des Bechers gleichmäßig verteilt angeordnet und die Ausrichtvorrichtung führt eine Drehbewegung um α = 120° aus.
Vorzugsweise sitzt der Becher während seiner Ausrichtung mit einem oberen Becherflansch in bekannter Weise in einer Ausnehmung eines Zellenblechs und wird in dieser gedreht, d.h. nicht aus der Ausnehmung des Zellenblechs angehoben. Dabei sind die Reibungskräfte, die sich zwischen dem Becherrand und dem Rand des Zellenblechs einstellen größer als die Reibungskräfte zwischen der Ausrichtvorrichtung und dem Becher, so dass in der 1. Phase der Drehbewegung der Ausrichtvorrichtung, in der das Mitnehmerteil noch nicht in Anlage mit dem Anschlagteil steht, eine Relativdrehung zwischen der Ausrichtvorrichtung und dem still stehenden Becher auftritt. Erst nachdem das Mitnehmerteil der Ausrichtvorrichtung während der Drehung mit dem Anschlagteil in Anlage kommt, wird der Becher in der Ausnehmung des Zellenblechs bis zu seiner definierten Position gedreht.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausrichtvorrichtung oberhalb des Bechers angeordnet und mit ihrem Mitnehmerteil vorzugsweise infolge einer Federkraft auf den Becher soweit abgesenkt wird, bis das Mitnehmerteil unter Vorspannung auf dem Becher aufliegt. Anschließend erfolgt die Drehung der Ausrichtvorrichtung bzw. des Mitnehmerteils relativ zu dem Becher bis das Mitnehmerteil mit dem Anschlagteil des Bechers in Anlage kommt.
Die Strecke, um die die Ausrichtvorrichtung bzw. das Mitnehmerteil abgesenkt wird, bis es auf dem Becher aufliegt, ist konstruktiv bedingt und somit bekannt. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Maß der Absenkung des Mitnehmerteils zu erfassen und auszuwerten. Wenn kein Becher vorhanden ist, wird das Mitnehmerteil um eine übermäßig große Strecke abgesenkt. Dies wird erfasst und somit der Maschinensteuerung mitgeteilt, dass in der betreffenden Ausnehmung des Zellenblechs kein Becher vorhanden ist. Auf diese Weise kann das Maß der Absenkung des Mitnehmerteils zur Überprüfung des Vorhandenseins oder Nicht-Vorhandenseins eines Bechers verwendet werden.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Dabei ist eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen, die in Richtung des Bechers absenkbar und relativ zu diesem drehbar ist und die zumindest ein Mitnehmerteil aufweist, das bei der Drehung der Ausrichtvorrichtung mit einem Anschlagteil des Bechers in Anlage bringbar ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mitnehmerteil einen vorzugsweise kreisplattenförmigen Grundkörper aufweist, der mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Eingriffsöffnungen besitzt, die jeweils mit einem Anschlagteil des Bechers in Eingriff bringbar sind. Vorzugsweise ist das Mitnehmerteil auf den Becher absenkbar und unter Vorspannung auf diesen auflagerbar. Wenn das Mitnehmerteil in seinem unter Vorspannung auf den Becher aufliegenden Zustand gedreht wird, erfolgt zunächst eine Relativdrehung zwischen dem Mitnehmerteil und dem aufgrund der Reibungskräfte ortsfest in dem Zellenblech gehaltenen Becher, bis die Eingriffsöffnungen des Mitnehmerteils genau oberhalb der Anschlagteile des Bechers angeordnet sind, die beispielsweise als angeformte Rippen ausgebildet sein können. In diesem Zustand wird das Mitnehmerteil aufgrund der Federvorspannung in Richtung des Innenraums des Bechers verlagert, wobei die Anschlagteile jeweils in eine zugeordnete Eingriffsöffnung eingreifen. Bei weiterer Drehung des Mitnehmerteils wird der Becher aufgrund des Formschlusses zwischen den Anschlagteilen und den Eingriffsöffnungen des Mitnehmerteils mitgenommen.
Weitere Merkmale und Funktionen der Vorrichtung ergeben sich aus der vorstehenden Erläuterung des Verfahrens.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

1 eine perspektivische Aufsicht auf eine 1. Ausführungsform eines Bechers,
2 den Becher gemäß 1 mit angehobener Ausrichtvorrichtung,
3 den Becher gemäß 2 mit abgesenkter Ausrichtvorrichtung,
4 den Becher gemäß 3 im Zustand des formschlüssigen Eingriffs mit der Ausrichtvorrichtung,
5 eine alternative Ausführungsform eines Bechers,
6 den Becher gemäß 5 mit angehobener Ausrichtvorrichtung,
7 den Becher gemäß 6 mit abgesenkter Ausrichtvorrichtung,
8 den Becher gemäß 7 im Eingriffszustand mit der Ausrichtvorrichtung und
9 eine weitere alternative Ausgestaltung des Bechers.

Ein in 1 dargestellter Becher 10 weist eine napfförmige, nach oben offene Form mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur auf und besitzt an seinem oberen Rand einen sich radial nach außen erstreckenden, kontinuierlich umlaufenden Becherflansch 11. Im Becherinnenraum 12 ist ein rohrförmiges, sich vertikal erstreckendes Wandungsteil 13 angeformt, das auf der Oberseite des Bechers 10 offen ist und in seiner Mittelachse einen stabförmigen Kern 14 trägt, der über drei Seitenwände 15, die sich radial erstrecken und in Umfangsrichtung des Wandungsteils 13 und somit des Bechers 10 gleichmäßig verteilt sind, mit dem Wandungsteil 13 verbunden ist. Die Seitenwände 15 dienen als Anschlagteil für die im Folgenden beschriebene Ausrichtung des Bechers 10.
2 zeigt den Becher 10 in einem in eine Ausnehmung eines nur angedeuteten Zellenblechs 16 lose eingesetzten Zustand. Oberhalb des Bechers 10 ist eine Ausrichtvorrichtung 17 angeordnet, die einen vertikalen stabförmigen Träger 18 aufweist, der an seinem unteren, dem Becher 10 zugewandten Ende ein Mitnehmerteil 19 trägt. Das Mitnehmerteil 19 weist einen plattenförmigen Grundkörper 20 auf, der drei radial verlaufende, schlitzartige Eingriffsöffnungen 21 besitzt, die über den Umfang gleichmäßig verteilt sind und in ihrer Querschnittsform an die Querschnittsform der Seitenwände 15 angepasst sind. Die Ausrichtvorrichtung 17 kann unter Wirkung einer nicht dargestellten Feder in Richtung des Bechers 10 auf diesen abgesenkt werden, wie es durch den Pfeil A angedeutet ist. Am Ende der Absenkbewegung liegt die Ausrichtvorrichtung 17 mit dem Grundkörper 20 auf der Oberseite des stabförmigen Kerns 14 und der Seitenwände 15 unter Vorspannung der Feder auf. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt. Anschließend wird die Ausrichtvorrichtung 17 gedreht (siehe Pfeil D), wobei die Reibungskräfte zwischen dem Becher 10 und dem Zellenblech 16 größer sind als die Reibungskräfte zwischen dem Grundkörper 20 der Ausrichtvorrichtung 17 und dem Becher 10, so dass aufgrund der Drehung der Ausrichtvorrichtung 17 keine Drehung des Bechers relativ zum Zellenblech 16 auftritt.
In irgendeiner Phase der Drehung des Grundkörpers 20 sind dessen schlitzartige Eingriffsöffnungen 21 genau oberhalb der Seitenwände 15 angeordnet. In diesem Zustand führt das Mitnehmerteil 19 aufgrund der Federvorspannung eine in Richtung des Bechers 10 gerichtete Bewegung aus, wodurch die Seitenwände 15 in die Eingriffsöffnungen 21 eintreten. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt. Bei einer weiteren Drehung der Ausrichtvorrichtung 17 in eine definierte Endstellung wird der Becher 10 aufgrund des formschlüssigen Eingriffs zwischen den Eingriffsöffnungen 21 und den Seitenwänden 15 mitgenommen und erreicht somit die gewünschte Ausrichtung.
Wenn in dem Zellenblech 16 kein Becher vorhanden ist, führt die Ausrichtvorrichtung 17 aufgrund der Federvorspannung eine übermäßig große Absenkbewegung auf, da diese nicht durch den Becher 10 beschränkt wird. Die Absenkbewegung der Ausrichtvorrichtung 17 wird erfasst und mit einem Soll-Wert verglichen, so dass auf diese Weise festgestellt werden kann, ob ein Becher vorhanden ist oder nicht.
5 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Bechers, wobei zusätzlich auf der Innenwandung des Bechers drei radial nach innen hervorstehende, plattenförmige, vertikale Stege 22 angeformt sind, die in Umfangsrichtung des Bechers gleichmäßig verteilt sind und als Anschlagteil dienen. Die dieser Becherform zugeordnete Ausrichtvorrichtung ist in 6 dargestellt und unterscheidet sich von der Ausrichtvorrichtung gemäß 2 lediglich dadurch, dass der Grundkörper 20 einen größeren Durchmesser hat und in den Innenraum 12 des Bechers 10 eintauchen kann, ohne durch das rohrförmige mittlere Wandungsteil 13 behindert zu sein. Auch in diesem Fall wird die Ausrichtvorrichtung 17 unter Wirkung einer nicht dargestellten Feder auf die Oberseite des Bechers abgesenkt, bis der Grundkörper 20 auf der Oberseite der Stege 22 aufliegt, wie es in 7 dargestellt ist. Bei Drehung der Ausrichtvorrichtung 17 und somit des Grundkörpers 20 führt dieser zunächst eine Drehbewegung relativ zu dem feststehenden Becher 10 aus, bis die schlitzförmigen Eingriffsöffnungen 21 des Grundkörpers 20 genau oberhalb der Stege 22 angeordnet sind. In dieser Stellung führt der Grundkörper 20 aufgrund seiner Federvorspannung eine in den Innenraum 12 des Bechers 10 gerichtete Bewegung aus, wodurch die Stege 22 mit den Eingriffsöffnungen 21 in Eingriff kommen, wie es in 8 dargestellt ist. Bei einer weiteren Drehung der Ausrichtvorrichtung 17 in eine definierte Endstellung wird der Becher 10 in diese mitgenommen.
Bei der in 9 dargestellten alternativen Ausführung eines Bechers 10 ist eine andere Anordnung der Stege vorgesehen. Nunmehr sind drei Stege 23 auf der radial äußeren Seite des rohrförmigen Wandungsteils 13 angeformt und gleichmäßig über den Umfang verteilt.
Obwohl in den dargestellten Ausführungsbeispielen immer drei Anschlagteile (Seitenwände 15, Stege 22, 23) dargestellt sind, lässt sich die Ausrichtung des Bechers 10 auch mit einer anderen Anzahl von Anschlagteilen in entsprechender Weise ausführen, wobei zumindest lediglich ein Anschlagteil vorgesehen sein muss.

Claims

Verfahren zur Ausrichtung eines Bechers (10) mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur in einer Becherfüllmaschine, wobei der Becher (10) in seinem Becherinnenraum (12) zumindest ein Anschlagteil (15; 22; 23) aufweist und wobei eine Ausrichtvorrichtung (17), die zumindest ein Mitnehmerteil (19) aufweist, in den Becherinnenraum (12) eingeführt und relativ zu dem Becher (10) um ein vorbestimmtes Maß gedreht wird, wobei das Mitnehmerteil (19) während der Drehung der Ausrichtvorrichtung (17) mit dem Anschlagteil (15; 22; 23) in Anlage kommt und den Becher (10) bei der weiteren Drehung in eine definierte Endstellung mitnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anschlagteile (15; 22; 23) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung des Bechers (10) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass n (n=1,2,3...) Anschlagteile (15; 22; 23) vorgesehen sind und dass die Ausrichtvorrichtung (17) von ihrer Ausgangsstellung eine Drehbewegung um einen Winkel α ausführt, wobei α = 360°/n.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (10) mit einem oberen Becherflansch (11) in einer Ausnehmung eines Zellenblechs (16) sitzt und in dieser gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (19) auf den Becher (10) abgesenkt wird, bis es unter Vorspannung auf diesem aufliegt, und dann gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Absenkung des Mitnehmerteils (19) erfasst und zur Überprüfung des Vorhandenseins eines Bechers (10) ausgewertet wird.
Vorrichtung zur Ausrichtung eines Bechers (10) mit einer rotationssymmetrischen Außenkontur in einer Becherfüllmaschine, mit einer Ausrichtvorrichtung (17), die in Richtung des Bechers (10) absenkbar und relativ zu diesem drehbar ist und die zumindest ein Mitnehmerteil (19) aufweist, das bei der Drehung der Ausrichtvorrichtung (17) mit einem Anschlagteil (15; 22; 23) des Bechers (10) in Anlage bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (19) einen plattenförmigen Grundkörper aufweist, der mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Eingriffsöffnungen (21) besitzt, die jeweils mit einem Anschlagteil (15; 22; 23) des Bechers (10) in Eingriff bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerteil (19) auf den Becher (10) absenkbar und unter Vorspannung auf diesen auflegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels der das Maß der Absenkung des Mitnehmerteils (19) erfassbar und mit einem Soll-Wert vergleichbar ist.