DD254175A1 - Vorrichtung zum ein- oder auspacken von flaschen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Ein- oder Auspacken von Flaschen, Glaesern usw. in oder aus Kaesten, Kartons und dgl. Diese Vorrichtungen werden hauptsaechlich in Flaschenkellereien eingesetzt. Erfindungsgemaess ist mittig zwischen zwei parallelen Flaschenzufuehrbaendern parallel ein Einstaender-Gestell, vorzugsweise ein Portal, angeordnet. Auf der Traverse bzw. dem Portalbalken ist eine X-Verfahreinheit gefuehrt, die eine oder je Gestellseite eine Y-Hubeinheit traegt. Diese tragen je Gestellseite eine oder mehrere Traegereinrichtungen mit Packkoepfen. Die Y-Hubeinheiten sind unabhaengig steuerbar bzw. die Traegereinrichtung einer Gestellseite abschaltbar. Ueber dem rechtwinklig zu den Flaschentransportbaendern angeordneten Kastenband ist der Portalbalken als Kragarm ausgebildet.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einpacken oder Auspacken von Flaschen von einem Flaschentransportband in Kästen bzw. umgekehrt. Es können aber auch Dosen oder ähnliches in Kartons gepackt werden. Solche Vorrichtungen werden hauptsächlich in Flaschenkellereien eingesetzt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits Packmaschinen bekannt, die auf 4 Säulen 2 parallele Traversen tragen, auf denen eine Laufkatze oder ähnliches geführt wird. Diese trägt mittig einen oder mehrere Packköpfe. Unter den Traversen befinden sich Flaschen- und Kastenförderer rechtwinklig in verschiedenen Ebenen. Das Umsetzen der Flaschen erfolgt nach dem Aufnehmen durch Flaschengreifer, indem eine Hubvorrichtung an der Laufkatze die Packköpfe anhebt, anschließend horizontal in X-Richtung verfährt und über den Flaschenkästen wieder absenkt. Diese Vorrichtung nimmt sehr viet Raum ein, hat eine schlechte Zugänglichkeit und einen hohen Materialaufwand (AS 1511 549). Zur Leistungssteigerung wurde auch schon vorgeschlagen, die Bewegungen in X-und Y-Richtung zu überlagern und eine optimale Bahnkurve zu realisieren (OS 1900083). Zur Vereinfachung des Gestells ist es auch bereits bekannt, dieses seitlich vom Flaschen-oder Kastenband anzuordnen und den Packkopf an einem Kragarm zu befestigen. Der Kragarm wird in einer Bahnkurve geführt, zusätzlich ist eine Parallelführung für den Packkopf notwendig. Werden mehrere Packköpfe zur Leistungssteigerung angeordnet, entstehen im Kragarm hohe Kräfte, die stabile Konstruktionen erfordern (OS 2457961).

Durch die Anordnung des Packkopfes an einem Ausleger, der an 2 Stützen in Form eines Parallelogrammes geführt wird, konnte eine seitliche Rahmenordnung mit einer überlagerbaren Bewegung in X-und Y-Richtung realisiert werden (OS 3316479). Auf Grund des Kräfteverlaufes muß zumindest eine Stütze sehr stabil ausgeführt werden. Damit sind hohe Beschleunigungskräfte notwendig, da auch die Masse des Auslegers und der Stützen mitbewegt wird. Der Geschwindigkeit und damit der Taktzeit sind somit Grenzen gesetzt. Da für hohe Leistungen die Zahl der Packköpfe nicht wesentlich erhöht werden kann, ist eine Duplizierung von Packern bekannt. Hierbei kann aber nur ein Teil der zweiten Maschine eingespart werden (AS 1236999). Eine hohe Zahl von Packköpfen erfordert eine große Flaschenbandbreite, die nicht schnell mit Flaschen aufgefüllt werden kann. Bei solchen Anlagen

mit hohen Durchsätzen kommt es häufig durch Störungen oder ähnlichem zu einem verringerten bzw. veränderten Durchsatz, an die der Packer nur durch Abschalten bzw. eine Langsamlaufstufe angepaßt werden kann. Für eine Variabilität in bezug auf verschiedene Flaschensorten, gleichzeitiges Ein- und Auspacken sind diese Hochleistungspacker nicht geeignet. Spezielle Ausführungen für eine hohe Variabilität sind sehr aufwendig und haben eine beschränkte Leistung (OS 2845660).

Ziel der Erfindung

Die Erfindung soll sowohl die max. Leistung des Packers steigern, als auch eine hohe Variabilität für die geforderten Einsatzfälle ermöglichen. Gleichzeitig soll eine gute Zugänglichkeit zu allen Elementen und ein geringer Materialaufwand sowie Platzbedarf erreicht werden. Der Energiebedarf soll gesenkt und die Leistung an die jeweilige Anlagenleistung optimal anpaßbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, zur Erreichung einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit die Anzahl der zu bewegenden Elemente bzw. ihre Masse zu senken, wobei die jeweils optimale Bahnkurve nur mit der jeweils erforderlichen Zahl von Packköpfen zu fahren ist. Weiterhin soll durch einen optimalen Kraftverlauf der Bauaufwand gesenkt und damit die Zugänglichkeit erhöht werden. Der optimale Kraftverlauf soll gleichzeitig die Senkung der zu bewegenen Masse bewirken. Erfindungsgemäß ist mittig zwischen zwei parallelen Flaschenzuführungsbändern parallel ein Einständer-Gestell, vorzugsweise ein Portal, angeordnet. Auf dessen Traverse bzw. Portalbalken ist eine X-Verfahreinheit geführt, die wiederum eineY-Hubeinheit führt. An dieser Y-Hubeinheit sind zu jeder Gestellseite eine oder mehrere Trägereinrichtungen mit Packköpfen über den Flaschenzuführbändern befestigt. An der X-Verfahreinheit können erfindungsgemäß auch je Gestellseite eine Y-Hubeinheit geführt werden. Diese Y-Hubeinheiten sind unabhängig voneinander steuerbar bzw. bei einer Y-Hubeinheit ist die Trägereinrichtung auf einer Gestellseite abschaltbar ausgebildet. In besonderer Ausführung ist der Portalbalken als Kragarm über dem Kastentransportband gestaltet. Die X-Verfahreinheit wird von einem am Ende des Portalbalkens fest angeordnetem Motor über ein Wälzschraubgetriebe, Zahnstangen- oder Kettengetriebe angetrieben. Als Antriebsmotore werden Gleichstromstellmotore oder frequenzgesteuerte Asynchronmotore verwendet. In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist bei Verwendung von zwei Y-Hubeinheiten je eine separat steuerbare X-Verfahreinheit für jede Hubeinheit vorgesehen.

Durch diese Erfindung ist eine leichte Gestellbauweise möglich, da die Kräfte symmetrisch angreifen, gleichzeitig ist eine gute Zugänglichkeit zu Kasten- und Flaschenbändern gegeben. Durch die geringen zu bewegenden Massen sind hohe Beschleunigungen und damit eine hohe Taktzahl möglich. Eine jeweils optimale Bahnkurve für Vor- und Rückbewegung wird durch die steuerbaren Antriebe erreicht. Durch das Abschalten von einer Y-Hubeinheit kann die Leistung energiesparend an die jeweilige Durchsatzgröße angepaßt werden. Mit den getrennten Flaschenbändern ist ein schnelles Auffüllen gewährleistet und andererseits die Voraussetzung für die Verarbeitung von verschiedenen Flaschen bzw. gleichzeitiges Ein- und Auspacken gegeben.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung erfolgt nach bekanntem Ablauf. Nachdem entsprechende Signalgeber die Vollzähligkeit der Flaschen auf den Flaschenzuführbändern und der Kästen auf dem Kastentransportband gemeldet haben, senkt sich die Y-Hubeinheit mit den Greiferköpfen. Die Flaschen werden mit bekannten Flaschengreifern ergriffen. Nun hebt die Y-Hubeinheit die Greiferköpfe mit Flaschen an, gleichzeitig beginnt die Bewegung der X-Verfahreinheit in Richtung Kastenband. Beide Bewegungen überlagern sich so, daß eine hakenförmige, optimale Bahnkurve entsteht. Über die Flaschenkasten senkt die Y-Hubeinheit ab, danach öffnen die Flaschengreifer. Anschließend beginnt die Rückbewegung. Erfindungsgemäß wird eine Y-Hubeinheit abgeschaltet bzw. eine Trägereinrichtung abgeschaltet, wenn nicht genügend Flaschen zur Verfügung stehen. Die Kastenzufuhr wird entsprechend gesteuert, die Flaschen nur auf einem Band bereitgestellt. Durch die Kombination derX-Verfahreinheiten und Y-Hubeinheiten sind verschiedene Ausführungen der Erfindung möglich. Auch die Ausbildung der Stützen des Portals sind variabel, desgleichen die Anordnung der Flaschen-und Kastenbänder. In den Unteransprüchen sind einige mögliche spezifische Ausführungen der Erfindungen aufgeführt.

Ausführungsbeispiel

Figur 1 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung. *-

Um die Bereitstellung der Flaschen 1 auf dem Flaschenzuführband der Packmaschine zu forcieren, und die Einordnung in bekannte Flaschenleiteinrichtungen 2 zu erleichtern, wird in bekannter Weise auf dem Flaschentransportband 3 der zugeführte Flaschenstrom 4 durch ein Mittelgeländer 5 mit Trennkeil 6 und Kurvengeländer 7 und 8 auf zwei relativ schmale Zuführbänder 9 gelenkt, wobei der Trennkeil 6 ein Teil einer Flaschenweiche ist. Auf diesen schmalen Bändern erfolgt die Einordnung und Aufstellung der Flaschenformationen bedeutend schneller als auf ein vergleichsweise doppelt breites Band. Die einzelnen Flaschenkanäle 10 besitzen eine hinreichend große Länge, die es ermöglicht, daß sich gleichzeitig 2-3 zu verpackende Flaschenpakete in diesen Kanälen befinden. Damit ist die Voraussetzung für eine ausreichend schnelle Flaschenzufuhr gegeben.

Um bei dieser Anordnung der Flaschenbänder eine minimale Aufstellfläche zu erreichen, ist das Maschinengestell als Einständer-Gestell 11 ausgeführt, welches parallel zu und zwischen den beiden Zuführbändern 9 und zusammen mit diesen auf einem Grundrahmen 12 fest verschraubt ist. Dieses Einständer-Gestell ist vorzugsweise als Portal mit Kragarm ausgeführt. Diese Anordnung von Zuführbändern 9 und Maschinengestell 11 erfordert gleichzeitig eine symmetrische Anordnung der Trägereinrichtung 13 für die Packköpfe 14, die im folgenden Greiferkopfträger genannt werden soll. Eine solche, sogenannte fliegende Anordnung der Greiferkopfträger hat zum einen den Vorteil einer nahezu symmetrischen Lastverteilung auf das Maschinengestell und zum anderen wird dadurch die Zugänglichkeit an alle wichtigen Baugruppen und Aggregate und somit die Wartungs- und Servicefreundlichkeit bedeutend erhöht.

Das Kastenband ist mit einem Eintakter 16 und zwei Kastenstoppern und Zentriereinrichtungen 17 und 18 versehen, wobei 18 eine Doppelfunktion von Stoppen und Eintakten übernimmt. Der Kastenstrom 15 wird in zwei gleiche Teile, der Anzahl der Packköpfe entsprechenden Gebindelängen aufgeteilt und in bekannter Weise positioniert und zentriert.

Die Greiferkopfträger werden durch Überlagerung von einer senkrechten Hubbewegung in Y-Richtung und einer waagerechten Verfahrbewegung in X-Richtung auf die jeweils gewünschte hakenförmige Bahnkurve 26 so bewegt, daß sie in dem durch Y-Hubeinheit 20 und X-Verfahreinheit 21 vorgegebenen rechteckigen Arbeitsraum jeden beliebigen Punkt anfahren und an jedem beliebigen Punkt positioniert werden können. Die Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. Geschwindigkeit und Beschleunigung beider Verfahreinheiten ist stufenlos regel- und einstellbar.

Eine solche Antriebskonzeption hat den Vorteil, daß für jedes, in seinen geometrischen Abmessungen und Masse verschiedenes Verarbeitungsgut die optimale Bah η kurve gefahren wird, und somit die Ta ktzeit für jedes Verarb. -gut optimiert ist. Des weiteren läßt sich eine stufenlose Anpassung der Packmaschine an die jeweiligen Besonderheiten der Abfüll-Linie erreichen.

Um die bewegten Massen und damit die dynamischen Kräfte klein zu halten, ist der Antriebsmotor 22 der X-Verfahreinheit im Gestell gelagert. Der Antrieb 23 der Y-Hubeinheiten 20 ist auf der X-Verfahreinheit 21 angebracht.

Die Realisierung der geforderten Eigenschaften für Y-Hubeinheit 20 und X-Verfahreinheit 21 erfolgt vorzugsweise über Gleichstromstellmotore und mechanischeWälzschraubtriebe, wobei für den Y-Antrieb 23 ein mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Masseausgleich vorgesehen ist.

Ebenso können frequenzgesteuerte Asynchronmotore bzw. Hydraulik- oder Pneumatikmotore zum Einsatz kommen.

Wälzschraubtriebe können durch andere mechanische Getriebe ersetzt werden.

Die symmetrisch angeordneten Y-Hubeinheiten 20 sind sowohl starr gekoppelt als auch unabhängig voneinander separat angetrieben, wobei die Entkopplung auf mechanischem Wege oder auf elektrischem Wege durch 2 Antriebsmotore erzielt

Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß sich die vorgestellte Anlage in besonderer Weise dazu eignet, entweder als kombinierter Ein- und Auspacker gleichzeitig zu arbeiten, bzw. zwei verschiedene Sortimente von Verarbeitungsgütern gleichzeitig zu verarbeiten.

Wie Figur 3 auf Anlage 2 zeigt, sind die als Packköpfe ausgebildeten Arbeitsorgane versetzt angeordnet. Bei Fehlen einer der benötigten Positionen auf einem der Bänder, die zu je einem Komplex (Einpacker oder Auspacker bzw. Sortiment 1 oder Sortiment 2) gehören, kann die Anlage mit den anderen Bändern und den zugehörigen Packköpfen weiterarbeiten, wobei der nichtbeaufschlagte Packkopf horizontal leer mitfährt. Da bei einer kombinierten Packeinrichtung sich die Störeinflüsse verdoppeln (fehlende Packmittel, fehlendes Packgut) sind starre Anordnungen von Ein- und Auspackerköpfen an einem gemeinsamen Antriebsarm von großem Nachteil, weil sich dadurch auch die möglichen Stillstandszeiten der Maschine nahezu verdoppeln. Dieser Nachteil wird durch die vorgeschlagene Ausführungsvariante beseitigt, wobei jetzt noch ein geringer Nachteil darin besteht, daß bei Störungen des einen oder anderen Komplexes ständig ein Greiferkopfträger 13 mit zugehörigem Arbeitsorgan 14, wenn auch nur in horizontaler Richtung, leer mitbewegt werden muß. Dieser Nachteil ist durch eine weitere Ausführungsvariante aufgehoben, in dem auch die X-Verfahreinheit 21 analog wie die Y-Hubeinheit 20 entkoppelbar ist und somit 2 völlig unabhängige Systeme an einem Gestell und in einer Maschine auf engstem Raum verwirklicht sind.

Zur Realisierung all der genannten Eigenschaften ist der Maschine eine leistungsfähige freiprogrammierbare Steuerung zugeordnet. Besonders im Hinblick auf die stufenlose Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit, auf die Optimierung der Bahnkurven und beliebigen Positionierung der Endlagen in X- und Y-Richtung ist den Antrieben 22/23 in X- und Y-Richtung eine Meßeinrichtung 24 zur Erfassung und Signalisierung der momentanen Drehwinkel bzw. Drehzahlen der Motorwellen bzw. zur Erfassung und Signalisierung des momentanen Hubes und der Hubgeschwindigkeiten an den Verfahreinheiten zugeordnet.

Hierfür eignen sich vorzugsweise inkrementale rotatorische Geber und Tachogeneratoren, die vom jeweiligen Motor angetrieben, jederzeit Informationen über den Bewegungszustand der Verfahreinheiten 20/21 an die Steuerung 25 abgeben. Die Steuerung hat dementsprechende signalverarbeitende Einrichtungen 25, die über Stellglieder die Antriebseinheiten 22/23 so ansteuern, daß vorher festgelegte und programmierte Bewegungs- und Wegverläufe 26 an den Verfahreinheiten in X- und Y-Richtung erzielt werden und nach Bedarf beliebig abgerufen werden können.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Ein- oder Auspacken von Flaschen mit einem Grundrahmen, Flaschen- und Kastentransportbändern, einem Gestell an dem ein oder mehrere Greiferköpfe horizontal und vertikal so geführt und angetrieben werden, daß diese durch Bewegungsüberlagerung in X- und Y-Richtung einen etwa hakenförmigen Weg zwischen Flaschenzuführbändern und Kastentransportband zurücklegen, dadurch gekennzeichnet, daß mittig zwischen zwei parallelen Flaschenzuführbändern (9) parallel ein Einständer-Gestell (11), vorzugsweise als. Portal ausgeführt, angeordnet ist, auf dessen Traverse bzw. Portalbalken eine X-Verfahreinheit (21) geführt ist, die eine oder je Gestellseite (11) eine Y-Hubeinheit (20) trägt und diese über den Flaschenzuführbändern (9) je Gestellseite (11) eine oder mehrere Trägereinrichtungen (13) mit Packköpfen (14) zugeordnet sind, und jede Y-Hubeinheit (20) unabhängig steuerbar ist bzw. die Trägereinrichtung (13) einer Gestellseite (11) von der Y-Hubeinheit (20) abschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Portalbalken des Einständergestells (11) als Kragarm über dem Kastentransportband ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (22) für die X-Verfahreinheit (20) am Ende des Portalbalkens befestigt ist und durch ein Wälzschraubgetriebe, Zahnstangen- oder Kettengetriebe mit der X-Verfahreinheit (21) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Trägereinrichtung (13) jeder Gestellseite (11) bzw. Y-Hubeinheit (20) je eine X-Verfahreinheit (21) mit X-Antriebsmotor (22) angeordnet ist bzw. ein X-Antriebsmotor beide X-Verfahreinheiten unabhängig voneinander antreibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 2 Kastenbänder parallel angeordnet sind und die Y-Verfahreinheiten (20) bzw. Trägereinrichtungen (13) je der Gestellseite (11) um den Abstand dieser Kastenbänder versetzt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 1 oder 2 Kastenbänder und 1 oder 2 Flaschenzuführbänder (9) parallel angeordnet sind, das Einständergestell (11) rechtwinklig darübersteht und die Y-Hubeinheiten (20) bzw. Trägereinrichtungen (13) jeder Gestellseite (11) um den Bahnabstand versetzt angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kastenband 2 hintereinanderliegende und unabhängig voneinander arbeitende Kastenstopper und Zentriervorrichtungen zugeordnet sind.