EP1751008B1 - Maschine zum ausrichten und ausstatten von gegenständen - Google Patents

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EP1751008B1
EP1751008B1 EP05747047A EP05747047A EP1751008B1 EP 1751008 B1 EP1751008 B1 EP 1751008B1 EP 05747047 A EP05747047 A EP 05747047A EP 05747047 A EP05747047 A EP 05747047A EP 1751008 B1 EP1751008 B1 EP 1751008B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine
accordance
rotary
motor
drive unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP05747047A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1751008A2 (de
Inventor
Hartmut Davidson
Matthias Wahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP1751008A2 publication Critical patent/EP1751008A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1751008B1 publication Critical patent/EP1751008B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/06—Devices for presenting articles in predetermined attitude or position at labelling station
    • B65C9/067—Devices for presenting articles in predetermined attitude or position at labelling station for orienting articles having irregularities, e.g. holes, spots or markings, e.g. labels or imprints, the irregularities or markings being detected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/02—Devices for moving articles, e.g. containers, past labelling station
    • B65C9/04—Devices for moving articles, e.g. containers, past labelling station having means for rotating the articles

Definitions

  • the invention relates to a machine for aligning and / or equipping objects according to the preamble of claim 1 and as from EP 1 174 345 A known.
  • Such machines are known from various fields. They are e.g. also used in the beverage industry to target products for further processing. Further processing could be, for example, checking certain features or labeling the items. If, during labeling, the containers are treated several times, a removal and reorientation is also necessary during the machining process. This is done with rotatably mounted in the turntable of the machine plates on which the objects to be treated are placed. These plates are brought by control and drive devices in the respective position.
  • Such a control device may be, for example, a self-contained control cam, the roller lever either directly ( DE-AS 1 486 138 ) or indirectly ( DE-AS 1 258 784 ) attack the turntables.
  • control and positioning devices are known in which on the product-repellent side of the turntable gears are mounted, which are in engagement with rotating toothed belt. The rotational movements to be generated with such devices are mainly used in wrap-around labeling. Are labellers quickly labeled to others To adapt objects, the above-mentioned control and positioning quickly reach their limits.
  • speed-reducing transmission elements are located between the object generating the energy for the rotation of the object to be aligned and the turntable.
  • transfer members such as e.g. Gearboxes, shafts, toothed belts, etc.
  • the necessary torques for high-speed machine performance for rapid rotation of objects to be aligned or equipped with conventional motors could be applied.
  • transmission elements are subject to high wear, must be regularly maintained or replaced and cause game-related inaccuracies.
  • the invention is based on the object to provide a machine of the type mentioned, with an orientation or equipment of items with less effort with high accuracy is possible.
  • the present invention is a machine for aligning and / or equipping containers.
  • Under container are objects of various types and shapes to understand. These may be, for example, bottles, cans or canisters.
  • Equipment can be understood to mean various processes, such as labeling, labeling or sealing.
  • the containers stand on turntables, which preferably have a round, substantially flat shape. Often the turntable recesses or elevations, which serve to center the container - in addition to the round and / or flat turntables but other forms are conceivable.
  • the turntables are rotatably mounted on a table which rotates about a fixed, preferably vertical axis. But there are also linear tables or conveyors with turntables conceivable.
  • Each turntable located on the turntable is equipped with its own motor drive unit, eg an electric synchronous or asynchronous motor.
  • the turntable is connected to its drive unit so that it is driven by the motor of the drive unit in the speed ratio 1: 1.
  • the speed of the turntable corresponds to that of the motor rotary field.
  • the drive shaft of the motor is arranged concentrically to the axis of rotation of the turntable. In this way, if necessary, an axial offset compensating coupling elements are unnecessary. It is about In this case, a so-called direct drive, in which no interposition of wear-susceptible speed-reducing transmission elements between the engine output shaft and the turntable is necessary.
  • the drive unit consists of a direct drive and a control device, so that each direct drive has its own control device.
  • the control device is located directly on the direct drive. Elaborate connections and open wiring are not necessary.
  • the motor of the drive unit can be designed differently. It may be, for example, a multi-pole servomotor in conventional design, a pancake motor or an external rotor motor according to the invention.
  • a characteristic as a bell armature motor is particularly favorable. This has the advantage that it provides a higher torque compared to the internal rotor motor with the same size due to the larger diameter of the rotor.
  • a particularly compact design can be achieved with the bell armature motor when the rotating rotor simultaneously acts as a turntable for the object to be aligned or equipped. But it can also be attached to the bell anchor a separate turntable.
  • the bell anchor can be supported by a rotary bearing directly or with the interposition of a bottom plate on the turntable of the machine.
  • control devices are communicatively connected to one another.
  • a connection can be both wireless and wired will be realized.
  • a wireless solution could be realized, for example, as an infrared or Bluetooth connection, a wired solution, for example as a bus system.
  • the control devices are preferably connected to one another via a ring line.
  • the bus system used is a CAN bus.
  • the rotary program for the turntables for aligning the container is preferably deposited as a polynomial of the sixth degree in the control devices. If the machine is to be moved to other objects to be aligned or equipped, no parts of the fittings (control cams, belt wheels or the like) need to be changed more, but the rotation program for the turntables is adapted to the respective objects or another, already stored turning program from a Memory called.
  • the recording of current shooting programs can e.g. via a programming device, passed on to the PLC of the machine and then distributed via the bus system to all control devices.
  • a position sensor In order to always be able to specify the position of the turntable exactly, it is necessary to use a position sensor. This is preferably mounted concentrically on the engine output shaft. Preferably, a resolver is used as a position encoder.
  • each turntable is associated with a sensor.
  • sensors may be, for example, optical sensors, such as light sensors, barriers or camera systems. But other sensor systems such as magnetic or acoustical workers are conceivable. They only need to be adapted to certain identifiers of the containers to be aligned or equipped in order to recognize their individual characteristics.
  • the turntables associated sensors are preferably connected directly to the control device.
  • each turntable with a sensor, but to attach a central stationary sensor / camera to the machine.
  • the position of the container is detected in the passing movement on the sensor and passed through the bus system to the respective control devices of the turntable, to then align them accordingly.
  • the evaluation of the signals of the sensor takes place in both cases in the located on the drive unit control device.
  • the evaluated signals are passed on to the drive unit in the form of control pulses so that the container located on the turntable can be turned to the correct position by the shortest path.
  • the shaft from the motor to the turntable is not in one piece but formed in two pieces and the storage is floating.
  • the housing is divided into two parts, wherein the first part comprises the rotor of the motor and the control device.
  • the second part of the housing is preferably designed as a bearing plate, which can be used in a further preferred embodiment as a socket in the turntable.
  • a receiving device is integrated, which can take on its side facing away from the turntable, the motor shaft and on its side facing the turntable the turntable.
  • the turntable is equipped with a device that can be brought into engagement with the receiving device.
  • a device may be for example a pin, a bolt or a hollow shaft.
  • the device can be smooth, threaded or pronounced as a quick release.
  • the quick release can be designed for example as a snap closure.
  • the second bearing of the floating bearing of the motor shaft is located in the second part of the housing, and thus simultaneously serves for the storage of the receiving unit.
  • the storage is designed so that forces acting on the turntable are not derived via the motor output shaft, but via the housing of the drive device.
  • This receiving device has the advantage that a cost-effective, space-saving and maintenance-friendly solution can be realized, since the bearing of the receiving device also serves to support the motor.
  • the other part can remain on the turntable when replacing the turntable or the drive means.
  • the in Fig. 1 shown container 4 is a box and is pressed for aligning and / or outfit by means of a controlled vertically raised and lowered fastener 8 against a mounted on a turntable 3 turntable 2.
  • a controlled vertically raised and lowered fastener 8 against a mounted on a turntable 3 turntable 2.
  • Below the turntable 3 rotatably mounted about a vertical main axis 18, the motor drive unit 5 for the turntable 2 and the associated control device 12 is attached.
  • the motor output shaft 11 is arranged concentrically to the rotational axis A of the turntable 2 and the container 4 aligned (see Fig. 2 ).
  • the control device 12 is coupled to save space directly to the drive unit 5.
  • a sensor 6 detects the rotational position of the container 4 relative to the turntable and passes this information to the control device 12 connected to him, so that a desired orientation of the container can be performed.
  • the turntable 2 is rotatably connected to the drive unit 5 via a turntable 3 by cross-pin 16.
  • the current machine or rotary table position of the alignment and / or equipment machine is determined via a rotary encoder 7.
  • the position information obtained is transferred via a bus line 9 to the control device 12 and from there via a bus ring line, not shown, to all passed to other control devices of the adjacent, arranged on a common pitch circle turntable.
  • Fig. 2 The upper end of the engine output shaft 11 is rotationally fixed, but axially pluggable in the lower end (bore) of a concentrically arranged receiving unit 21.
  • the upper end of this receiving unit 21 can accommodate a device 16 rotationally as they are in Fig. 1 Turntable 2 shown has. In the in FIG. 2 illustrated embodiment, this device is designed as an axially pluggable pin 16.
  • the receiving unit 21 is rotatably supported in the bearing plate 15 of the drive unit 5 by a bearing 22.
  • the bearing 22 may be designed as a fixed bearing.
  • the bearing plate 15 forms a detachable from the overall housing of the drive unit 5, second part. It can be removed from the remaining, the motor windings 14 accommodating housing of the drive unit 5 in the axial direction, so that the motor output shaft 11 of the drive unit 5 is freely visible.
  • the bearing plate 15 is also externally formed as a socket so that it can be introduced from below into a receiving bore in the turntable 3 of an alignment or equipment machine and attached to this example with screws.
  • the motor drive unit 5 must be replaced, the bearing plate 15 with the receiving unit 21 and the turntable 2 in the turntable 3 can remain. If only the turntable 2 must be replaced, it will be pulled out only with its pin 16 from a hole in the receiving device 21 upwards.
  • the bearing 22 in the receiving unit 21 in the bearing plate 15 is arranged and trained (fixed bearing) that the forces transmitted to the turntable 2 when clamping the container 4 are not derived via the motor shaft 11, but on the bearing plate 15 of the drive unit 5 to the turntable ,
  • the lower bearing of the motor shaft 11 may therefore be designed as a simple floating bearing.
  • control device 12 Immediately to the drive unit 5 is the control device 12. This transmits control commands to the drive unit 5, whereupon the motor of the drive unit 5 moves accordingly.
  • This is designed as a resolver and transmits the position information of the motor output shaft 11 and thus also of the turntable 2 back to the control device 12th
  • Fig. 3 is a drive unit according to the invention with an external rotor portrayed in longitudinal section, in which the container 4 is not on a separate turntable 2, but on a rotatable housing 2 'of the motor.
  • the stator 17 of the electric motor comprehensive rotor (bell anchor).
  • the motor windings having stator 17 is rotationally fixed on the turntable 3.
  • the housing 2 ' is supported via at least one concentric to the stator 17 arranged pivot bearing about a vertical axis A rotatable directly on the turntable 3 from.
  • the components of the external rotor motor can but also be mounted in a manner not shown on a detachable from the turntable base plate and thus form a quick-change unit.
  • This external rotor design allows a motor shaftless direct drive of a turntable, which follows the rotating field of the motor directly in the speed ratio of 1: 1 and requires only a minimum number of components.
  • the current rotational position of the turntable is detected by a rotary encoder, not shown.
  • the sensor 6 detects the rotational position of the container 4 and passes them via a line 19 directly to the control device 12 on.
  • the associated with the engine control device 12 is secured in this case below the turntable 3 and communicatively connected by a bus ring, not shown, with the other control devices 12 of the other turntable 2 '. Notwithstanding the graphic representation, the control device with the engine form a spatially combined unit.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Ausrichten und/oder Ausstatten von Gegenständen gemäß dem oberbegriff des Anspruchs 1 und wie aus der EP 1 174 345 A bekannt.
  • Derartige Maschinen sind aus den verschiedensten Bereichen bekannt. Sie werden z.B. auch in der Getränkeindustrie verwendet, um Produkte zur weiteren Verarbeitung auszurichten. Eine weitere Verarbeitung könnte beispielsweise ein Überprüfen bestimmter Merkmale oder die Etikettierung der Gegenstände sein. Werden bei einer Etikettierung die Behälter mehrfach behandelt, so ist auch während des Bearbeitungsvorgangs eine Aus- und Umrichtung nötig. Dies geschieht mit im Drehtisch der Maschine drehbar gelagerten Tellern, auf denen die zu behandelnden Gegenstände gestellt sind. Diese Teller werden durch Steuer- und Antriebseinrichtungen in die jeweilige Position gebracht.
  • Eine solche Steuereinrichtung kann z.B. eine in sich geschlossene Steuerkurve sein, bei der Rollenhebel entweder direkt ( DE-AS 1 486 138 ) oder indirekt ( DE-AS 1 258 784 ) an den Drehtellern angreifen. Es sind auch Steuer- und Positioniereinrichtungen bekannt, bei denen an der dem Produkt abweisenden Seite der Drehteller Zahnräder angebracht sind, die mit umlaufenden Zahnriemen in Eingriff stehen. Die mit solchen Einrichtungen zu erzeugenden Drehbewegungen sind vor allem bei der Rundumetikettierung in Verwendung. Sind Etikettiermaschinen schnell an andere zu etikettierende Gegenstände anzupassen, so stoßen die oben genannten Steuer-und Positioniereinrichtungen schnell an ihre Grenzen.
  • Für solche Fälle gibt es bereits Lösungen, bei deren Anwendung verschiedenste Drehbewegungen realisiert werden können. Eine solche Lösung wird in DE 31 37 201 A1 offenbart. Dort wird an jedem Drehteller zur Steuerung desselben ein elektrischer Schrittmotor gekoppelt, der ihn in Abhängigkeit von den Bewegungsverhältnissen des Drehtisches mit Steuerimpulsen versorgt. Bei einer Umstellung auf andere zu etikettierende Behälter brauchen somit keine an der Drehbewegung beteiligten Garniturenteile mehr gewechselt zu werden. Es muss lediglich das Dreh- und Steuerprogramm aktualisiert werden. Aus DE 33 08 934 Cl ist ferner eine Kombination aus einem mechanischen und motorischen Drehtellerantrieb bekannt.
  • Bei allen genannten Lösung befinden sich aber drehzahluntersetzende Übertragungsglieder zwischen dem die Energie für die Drehung des auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstandes erzeugenden Objekts und dem Drehteller. Mit diesen Übertragungsgliedern, wie z.B. Getriebe, Wellen, Zahnriemen usw., konnten auch bei hohen Maschinenleistungen die notwendigen Drehmomente zur schnellen Drehung der auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstände mit herkömmlichen Motoren aufgebracht werden. Solche Übertragungsglieder unterliegen aber einem hohen Verschleiß, müssen regelmäßig gewartet bzw. ausgewechselt werden und verursachen spielbedingte Ungenauigkeiten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Ausrichtung bzw. Ausstattung von Gegenständen mit geringerem Aufwand bei hoher Genauigkeit möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Maschine zum Ausrichten und/oder Ausstatten von Behältern. Unter Behälter sind Gegenstände verschiedenster Art und Form zu verstehen. Dies können beispielsweise Flaschen, Dosen oder Kanister sein. Unter Ausstatten kann man verschiedene Vorgänge, wie zum Beispiel das Etikettieren, das Beschriften oder das Verschließen verstehen. Die Behälter stehen dabei auf Drehtellern, die vorzugsweise eine runde, im Wesentlichen flache Form aufweisen. Oftmals haben die Drehteller Vertiefungen oder Erhebungen, die zur Zentrierung der Behälter dienen- Neben den runden und/oder flachen Drehtellern sind aber auch andere Ausprägungen denkbar. Die Drehteller befinden sich drehbar gelagert auf einem Tisch, der um eine feststehende, vorzugsweise vertikale Achse rotiert. Es sind aber auch lineare Tische bzw. Förderer mit Drehtellern denkbar.
  • Jeder sich auf dem Drehtisch befindliche Drehteller ist mit einer eigenen motorischen Antriebseinheit, z.B. einem elektrischen Synchron- oder Asynchronmotor, ausgestattet. Der Drehteller ist mit seiner Antriebseinheit so verbunden, dass er vom Motor der Antriebseinheit im Drehzahlverhältnis 1:1 angetrieben wird. Die Drehzahl des Drehtellers entspricht der des Motordrehfeldes. Bevorzugt ist die Antriebswelle des Motors konzentrisch zur Drehachse des Drehtellers angeordnet. Auf diese Weise sind ggf. auch einen Achsversatz ausgleichende Kupplungselemente entbehrlich. Es handelt sich dabei um einen sog. Direktantrieb, bei dem keine Zwischenschaltung von verschleißanfälligen drehzahluntersetzenden Übertragungsgliedern zwischen der Motorabtriebswelle und dem Drehteller nötig ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Antriebseinheit aus einem Direktantrieb und einer Steuereinrichtung, so dass jeder Direktantrieb seine eigene Steuereinrichtung besitzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Steuereinrichtung unmittelbar am Direktantrieb. Aufwändige Verbindungen und offen liegende Verkabelungen sind dadurch nicht nötig.
  • Der Motor der Antriebseinheit kann verschieden ausgebildet sein. Es kann sich beispielsweise um einen vielpoligen Servomotor in konventioneller Bauweise, einen Scheibenläufermotor oder einen erfindungsgemäßen Außenläufermotor handeln. Bei einem Außenläufermotor ist eine Ausprägung als Glockenankermotor besonders günstig. Dieser hat den Vorteil, dass er im vergleich zum Innenläufermotor bei gleicher Baugröße auf Grund des größeren Durchmessers des Läufers ein höheres Drehmoment liefert. Eine besonders kompakte Bauweise kann mit dem Glockenankermotor dann erzielt werden, wenn der sich drehende Rotor gleichzeitig als Drehteller für den auszurichtenden bzw. auszustattenden Gegenstand fungiert. Es kann aber auch ein separater Drehteller auf dem Glockenanker befestigt werden. Der Glockenanker kann sich über ein Drehlager direkt oder unter Zwischenschaltung einer Bodenplatte auf dem Drehtisch der Maschine abstützen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Steuereinrichtungen kommunikativ miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann sowohl drahtlos als auch drahtgebunden realisiert werden. Eine drahtlose Lösung könnte beispielsweise als Infrarot- oder Bluetooth Verbindung, eine drahtgebundene Lösung zum Beispiel als Bus-System realisiert werden. Wird ein Bus-System verwendet, sind die Steuereinrichtungen vorzugsweise über eine Ringleitung miteinander verbunden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem verwendeten Bus-Systems um einen CAN-Bus. Über ein solches Kommunikationssystem können verschiedenste Informationen, wie z.B. die momentane Drehtischposition oder das Drehprogramm für die jeweiligen Drehteller eingespielt, ausgetauscht und verändert werden.
  • Das Drehprogramm für die Drehteller zur Ausrichtung der Behälter ist vorzugsweise als Polynom sechsten Grades in den Steuereinrichtungen hinterlegt. Ist die Maschine auf andere auszurichtende bzw. auszustattende Gegenstände umzustellen, brauchen keine Garniturenteile (Steuerkurven, Riemenräder oder dgl.) mehr gewechselt zu werden, sondern es wird das Drehprogramm für die Drehteller den jeweiligen Gegenständen angepasst bzw. ein anderes, bereits gespeichertes Drehprogramm aus einem Speicher aufgerufen. Die Einspielung von aktuellen Drehprogrammen kann z.B. über ein Programmiergerät erfolgen, an die SPS der Maschine weitergegeben und dann über das Bus-System an alle Steuereinrichtungen verteilt werden.
  • Um die Position des Drehtellers immer exakt angeben zu können, ist es von Nöten, einen Lagegeber zu verwenden. Dieser ist vorzugsweise konzentrisch an der Motorabtriebswelle befestigt. Vorzugsweise wird als Lagegeber ein Resolver verwendet. Zur Ausrichtung der Behälter ist jedem Drehteller ein Sensor zugeordnet. Bei solchen Sensoren kann es sich beispielsweise um optische Sensoren, wie Lichttaster, -schranken oder Kamerasysteme, handeln. Aber auch andere Sensorsysteme wie zum Beispiel magnetisch oder akustischarbeitende sind denkbar. Sie müssen lediglich an bestimmte Erkennungsmerkmale der auszurichtenden bzw. auszustattenden Behälter angepasst sein, um deren individuelle Merkmale zu erkennen. Die den Drehtellern zugeordneten Sensoren sind vorzugsweise direkt an die Steuereinrichtung angeschlossen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, nicht jeden Drehteller mit einem Sensor zu versehen, sondern einen zentralen ortsfesten Sensor/Kamera an der Maschine anzubringen. Die Position der Behälter wird bei der vorbeibewegung am Sensor erkannt und über das Bus-System an die jeweiligen Steuereinrichtungen der Drehteller weitergegeben, um diese dann entsprechend auszurichten. Die Auswertung der Signale des Sensors erfolgt in beiden Fällen in der sich an der Antriebseinheit befindlichen Steuereinrichtung. Die ausgewerteten Signale werden an die Antriebseinheit in Form von Steuerimpulsen weitergegeben, so dass der sich auf dem Drehteller befindliche Behälter auf dem kürzesten Weg in die korrekte Position gedreht werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die welle vom Motor bis zum Drehteller nicht einstückig sondern zweistückig ausgebildet und die Lagerung erfolgt schwimmend. Auch das Gehäuse ist in zwei Teile aufgeteilt, wobei der erste Teil den Läufer des Motors und die Steuereinrichtung umfasst. Der zweite Teil des Gehäuses ist vorzugsweise als Lagerschild ausgebildet, das in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Buchse im Drehtisch verwendet werden kann. Diese Lösung ist sehr platzsparend. In das Lagerschild ist eine Aufnahmeeinrichtung integriert, die an ihrer dem Drehtisch abgewandten Seite die Motorwelle und an ihrer dem Drehtisch zugewandten Seite den Drehteller aufnehmen kann. Der Drehteller ist mit einer Vorrichtung ausgestattet, die mit der Aufnahmeeinrichtung in Eingriff gebracht werden kann. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein Zapfen, ein Bolzen oder eine Hohlwelle sein. Die Vorrichtung kann glatt, mit Gewinden versehen oder als Schnellverschluss ausgeprägt sein. Der Schnellverschluss kann zum Beispiel als Schnappverschluss ausgebildet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das zweite Lager der schwimmenden Lagerung der Motorwelle im zweiten Teil des Gehäuses, und dient somit gleichzeitig der Lagerung der Aufnahmeeinheit. Dabei ist die Lagerung so ausgebildet, dass auf den Drehteller wirkende Kräfte nicht über die Motorabtriebswelle, sondern über das Gehäuse der Antriebseinrichtung abgeleitet werden. Die Verwendung dieser Aufnahmeeinrichtung hat den Vorteil, dass eine kostengünstige, platzsparende und wartungsfreundliche Lösung realisiert werden kann, da das Lager der Aufnahmeeinrichtung auch zur Lagerung des Motors dient. Außerdem kann beim Auswechseln des Drehtellers oder der Antriebseinrichtung der jeweils andere Teil am Drehtisch verbleiben.
  • Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Vertikalschnitt durch eine Hälfte einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit eines Drehtellers einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine und
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform einer Antriebseinheit und eines Drehtellers einer Ausrichtungs- bzw. Ausstattungsmaschine.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 4 ist eine Dose und wird zum Ausrichten und/oder Ausstatten mit Hilfe einer gesteuert vertikal heb- und senkbaren Befestigungseinrichtung 8 gegen einen auf einem Drehtisch 3 gelagerten Drehteller 2 gedrückt. Unterhalb des um eine vertikale Hauptachse 18 drehbar gelagerten Drehtisches 3, ist die motorische Antriebseinheit 5 für den Drehteller 2 und die zugehörige Steuereinrichtung 12 befestigt. Dabei ist die Motorabtriebswelle 11 konzentrisch zur Drehachse A des Drehtellers 2 bzw. des Behälters 4 fluchtend angeordnet (siehe Fig. 2).
  • Die Steuereinrichtung 12 ist platzsparend direkt an die Antriebseinheit 5 gekoppelt. Ein Sensor 6 erkennt die Drehposition des Behälters 4 relativ zum Drehtisch und gibt diese Information an die mit ihm verbundene Steuereinrichtung 12 weiter, damit eine gewünschte Ausrichtung des Behälters durchgeführt werden kann. Der Drehteller 2 ist mit der Antriebseinheit 5 über einen den Drehtisch 3 durchgreifenden Zapfen 16 drehverbunden. Die momentane Maschinen- bzw. Drehtischposition der Ausrichtungs- und/oder Ausstattungsmaschine wird über einen Drehimpulsgeber 7 bestimmt. Die erhaltene Positionsinformation wird über eine Bus-Leitung 9 an die Steuereinrichtung 12 übergeben und von dort aus über eine nicht gezeigte Bus-Ringleitung an alle anderen Steuereinrichtungen der benachbarten, auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten Drehteller weitergegeben.
  • Fig. 2 zeigt zentral die Motorabtriebswelle 11 der hier im Längsschnitt abgebildeten Antriebseinheit 5. Das obere Ende der Motorabtriebswelle 11 befindet sich verdrehfest, aber axial steckbar im unteren Ende (Bohrung)einer konzentrisch angeordneten Aufnahmeeinheit 21. Das obere Ende dieser Aufnahmeeinheit 21 kann eine Vorrichtung 16 verdrehfest aufnehmen, wie sie der in Fig. 1 dargestellte Drehteller 2 aufweist. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist diese Vorrichtung als axial steckbarer Zapfen 16 ausgebildet.
  • Die Aufnahmeeinheit 21 ist im Lagerschild 15 der Antriebseinheit 5 durch ein Lager 22 drehbar gelagert. Das Lager 22 kann als Festlager ausgeführt sein. Das Lagerschild 15 bildet einen vom Gesamtgehäuse der Antriebseinheit 5 lösbaren, zweiten Teil. Es kann vom restlichen, die Motorwicklungen 14 beherbergenden Gehäuse der Antriebseinheit 5 in axialer Richtung abgenommen werden, so dass die Motorabtriebswelle 11 der Antriebseinheit 5 frei sichtbar ist. Das Lagerschild 15 ist zugleich äußerlich als Buchse ausgebildet, so dass es von unten in eine Aufnahmebohrung im Drehtisch 3 einer Ausricht- bzw. Ausstattungsmaschine eingeführt und an diesem beispielsweise mit Schrauben befestigt werden kann.
  • Muss die motorische Antriebseinheit 5 ggf. gewechselt werden, so kann das Lagerschild 15 mit der Aufnahmeeinheit 21 und dem Drehteller 2 im Drehtisch 3 verbleiben. Muss nur der Drehteller 2 ausgewechselt werden, so wird er lediglich mit seinem Zapfen 16 aus einer Bohrung in der Aufnahmeeinrichtung 21 nach oben herausgezogen.
  • Wird das Lagerschild 15 von der Antriebseinheit 5 entfernt, so ist diese nicht betriebsbereit, da dann die zweite Lagerung für die Motorabtriebswelle 11 fehlt. Die Lagerung 22 in der Aufnahmeeinheit 21 im Lagerschild 15 ist so angeordnet und ausgebildet (Festlager), dass die auf den Drehteller 2 übertragenen Kräfte beim Einspannen der Behälter 4 nicht über die Motorwelle 11 , sondern über das Lagerschild 15 der Antriebseinheit 5 zum Drehtisch abgeleitet werden. Das untere Lager der Motorwelle 11 kann daher als ein einfaches Loslager ausgeführt sein.
  • Unmittelbar an der Antriebseinheit 5 befindet sich die Steuereinrichtung 12. Diese überträgt Steuerbefehle an die Antriebseinheit 5, worauf sich der Motor der Antriebseinheit 5 entsprechend bewegt. Am unteren Ende der Motorabtriebswelle 11 befindet sich ein Lagegeber 13. Dieser ist als Resolver ausgebildet und überträgt die Positionsinformationen der Motorabtriebswelle 11 und somit auch des Drehtellers 2 zurück an die Steuereinrichtung 12.
  • In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einem Außenläufermptor im Längsschnitt abgebildet, bei der der Behälter 4 nicht auf einem separaten Drehteller 2 steht, sondern auf einem drehbaren Gehäuse 2' des Motors. Das an seiner radial inneren Seite umfänglich mit mehreren Magneten 20 bestückte, drehbare Gehäuse 2' ist gleichzeitig der den Stator 17 des Elektromotors umfassende Rotor (Glockenanker). Der die Motorwicklungen aufweisende Stator 17 ist verdrehfest auf dem Drehtisch 3 befestigt. Das Gehäuse 2' stützt sich über wenigstens ein konzentrisch zum Stator 17 angeordnetes Drehlager um eine vertikale Achse A drehbar direkt auf den Drehtisch 3 ab. Die Bauteile des Außenläufermotors können aber auch in nicht dargestellter Weise auf einer vom Drehtisch lösbaren Bodenplatte montiert sein und so eine schnellwechselbare Einheit bilden. Diese Außenläuferkonstruktion ermöglicht einen im Prinzip motorwellenlosen Direktantrieb eines Drehtellers, der dem Drehfeld des Motors unmittelbar im Drehzahlverhältnis 1:1 folgt und nur eine minimale Anzahl von Bauteilen benötigt. Die aktuelle Drehstellung des Drehtellers ist über einen nicht näher dargestellten Drehgeber erfassbar.
  • Der Sensor 6 erkennt die Drehposition des Behälters 4 und gibt diese über eine Leitung 19 direkt an die Steuereinrichtung 12 weiter. Die dem Motor zugeordnete Steuereinrichtung 12 ist in diesem Fall geschützt unterhalb des Drehtisches 3 befestigt und durch eine nicht gezeigte Bus-Ringleitung mit den anderen Steuereinrichtungen 12 der anderen Drehteller 2' kommunikativ verbunden. Abweichend von der zeichnerischen Darstellung kann die Steuereinrichtung mit dem Motor eine räumlich zusammengefasste Einheit bilden.

Claims (18)

  1. Maschine mit einem mehrere Drehteller (2) aufweisenden Drehtisch (3) zum Ausrichten und / oder Ausstatten von Behältern (4), wobei jeder Drehteller (2) mit einer eigenen motorischen Antriebseinheit (5) ausgestattet ist und der Motor der Antriebseinheit den Drehteller (2) im Drehzahlverhältnis eins zu eins antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (5) ein Außenläufermotor, insbesondere ein Glockenankermotor, ist, der ein den Drehteller bildendes oder direkt aufnehmendes drehbares Motorgehäuse (2') aufweist.
  2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abriebswelle (11) des Motors konzentrisch zur Drehachse (A) des Drehtellers (2) angeordnet ist.
  3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die motorische Antriebseinheit (5) aus einem Direktantrieb und einer zugeordneten Steuereinrichtung (12) besteht.
  4. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuereinrichtung (12) unmittelbar am Direktantrieb befindet.
  5. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (12) kommunikativ miteinander verbunden sind.
  6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der kommunikativen Verbindung um ein Bus-System, insbesondere um einen CAN-Bus handelt.
  7. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über die momentane Drehtischposition über das Kommunikationssystem an jede Steuereinrichtung weitergegeben wird.
  8. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehprogramm für jeden Drehteller (2) in seiner zugeordneten Steuereinrichtung (12) als Polynom sechsten Grades hinterlegt ist.
  9. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagegeber, insbesondere ein Resolver (13) zur Positionserkennung des Drehtellers (2) vorhanden ist, der vorzugsweise konzentrisch an der Motorabtriebswelle (11) angeordnet ist, insbesondere an dem vom Drehteller (2) wegweisenden Wellenende.
  10. Maschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Drehteller (2) ein Sensor (6) zur Ausrichtung eines Behälters (4) zugeordnet ist.
  11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) direkt mit der der Antriebseinheit (5) des Drehtellers (2) zugeordneten Steuereinrichtung (12) verbunden ist.
  12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des Signals zur Ausrichtung des Behälters (4) in der Steuereinrichtung (12) vorgenommen wird.
  13. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorabtriebswelle (11) der Antriebseinrichtung (5) schwimmend gelagert ist.
  14. Maschine nach Ansprüche 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Antriebseinheit (5) einen ersten und einen zweiten Teil umfasst, wobei der erste Teil den Läufer und die Motorwicklungen (14) der Antriebseinheit (5) sowie die Steuereinrichtung (12) aufnimmt und der zweite Teil ein Lagerschild (15) für die Motorabtriebswelle (11) bildet.
  15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (15) teilweise als Buchse ausgebildet ist, die in den Drehtisch (3) der Maschine eingreift.
  16. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerschild (15) eine Aufnahmeeinheit (21) integriert ist, die an ihrer dem Drehtisch (3) abgewandten Seite den oberen Teil der Abtriebswelle (11) des Motors und an ihrer dem Drehtisch (3) zugewandten Seite einen Drehteller (2) aufnimmt.
  17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehteller (2) Vorrichtungen (16) aufweisen, die von der dem Drehtisch (3) zugewandten Seite der Aufnahmeeinheit (21) aufgenommen werden.
  18. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (21) im Lagerschild (15) gelagert ist, wobei diese Lagerung gleichzeitig das zweite Lager (22) der Abtriebswelle (11) des Motors der Antriebseinheit (5) bildet und vorzugsweise als Festlager ausgebildet ist.
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