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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Zuführung von nachzulegenden Packungen,
insbesondere Cigarettenpackungen zu einer Verpackungsmaschine. Während des
Verpackungsprozesses für
in Packungen untergebrachte Güter,
beispielsweise Cigaretten, fallen stufenweise mehrere Arbeitsgänge an, bei
denen einzelne Packungen aufgrund von Störungen oder zu Prüfzwecken
aus der Fertigung entnommen werden müssen. Wenn diese Packungen
einwandfrei sind, d. h. keine Beschädigungen aufweisen, können und
sollen sie dem weiteren Produktionsvorgang wieder zugeführt werden.
Dies erfolgt meist durch einen Stauschacht, den sogenannten Nachlege-Stauschacht,
der die Cigarettenpackungen in Lücken
eines sonst kontinuierlichen Päckchenstroms,
der im Weiteren auch Hauptzufuhr genannt wird, abgibt. Die vorgenannten
Lücken
entstehen beispielsweise gerade durch die oben schon angesprochenen,
ausgeworfenen Packungen, und um die herzustellenden Gebinde vollständig zu
machen, müssen
diese Lücken
bei einigen Packungsmaschinen unbedingt geschlossen werden.
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Nach
derzeitigem Stand der Technik werden bei der Cigarettenverpackung
die nachzulegenden Packungen per Hand durch das Bedienungspersonal dem
Nachlege-Stauschacht zugeführt.
Dabei muss der Füllstand
des Schachtes ständig
beobachtet werden, da einerseits bei einem leeren Schacht die notwendigen
Nachlegepackungen nicht bereitgestellt werden und andererseits ein
Nachlegen nur bei zumindest teilweise geleertem Schacht möglich ist.
Besonders bei schnellen Verpackungsmaschinen bringt dies einen erheblichen
Aufwand für
das Bedienungspersonal mit sich.
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Auch
der Arbeitseinsatz für
das Bedienungspersonal ist erheblich. Die von einer Verpackungsmaschine
ausgeworfenen Packungen liegen ungeordnet in einem Sammelbehälter, ebenso
wie die Packungen, die zur Qualitätskontrolle entnommen werden.
Das Bedienungspersonal entnimmt die Packungen an einem Sortiertisch
aus dem Sammelbehälter und
sortiert sie geordnet in einen Schragen. Dieser Sortiertisch steht
meist in der Mitte des Aggregats. Danach werden die gefüllten Schragen
an den Nachlege-Stauschacht vor der Gebindepackmaschine getragen,
dort abgestellt und stoßweise
per Hand in den Schacht eingelegt. Somit muss jede Packung mindestens
zweimal in die Hand genommen und der Schragen zwischen zwei Stationen
(Sortiertisch und Zufuhrschacht) getragen werden.
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Aus
der
DE 35 33 878 A1 ist
eine Vorrichtung zur Versorgung einer Verpackungsstrecke mit einem regelmäßigen Strom
von Päckchen
bekannt. Es wird beschrieben, wie eine Transportstrecke aus zwei Schächten, einem
Hauptschacht und einem Nebenschacht mit Päckchen beschickt werden kann,
ohne dass Fehlstellen entstehen. Die
DE 24 26 679 A1 beschreibt ein Verfahren
zum Transport von Packungen aus einer Packmaschine in eine Umhüllungsmaschine
sowie eine Einrichtung zur selbständigen Steuerung des Vorrates
der Packungen mit einem Speichersystem mit einer stillstehenden
Lagerungseinrichtung. Beide Schriften beschäftigen sich zwar grundsätzlich mit
der Handhabung von Packungen und der Auffüllung von Lücken in der Packungszufuhr,
jedoch werden nur Lösungen
für den
Betrieb bei der Übergabe
der nachzulegenden Packungen an die Hauptzufuhr angeboten. Die im
Verpackungsprozess weiter vorne angeordnete Zuführung von Packungen zur Nachlegeeinheit
wird nicht angesprochen. Es ist davon auszugehen, dass auch hier
eine manuelle Zuführung
erfolgt.
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Die
DE 37 23 013 A1 beschreibt
eine Fördervorrichtung
für Zigaretten,
bei der hergestellte Zigaretten, die am Packer nicht weiterverarbeitet
werden können,
in Schragen zwischengelagert werden.
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Aus
der
DE 37 21 105 C1 ist
eine Vorrichtung zur Zuführung
von Packungen zu einer Packmaschine bekannt, bei der zur Vermeidung
des händischen Beilegen
ergänzender
Packungsmengen Packungen automatisch aus einem Magazin mit Hilfe
eines Schiebers auf ein Förderband
geschoben werden.
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Die
DE 100 27 799 A1 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von Zigarettenpäckchen,
wobei eine Cellophaniermaschine eine Folge von Päckchen einem Eingangsförderer einer Kartoniermaschine
zuführt,
die eine Recylingvorrichtung aufweist, um die an der Kartoniermaschine
aussortierten Päckchen
dem Ein gangsförderer
der Kartoniermaschine zuzuführen.
Die in dieser Schrift beschriebene Packungs-Zuführungsvorrichtung entspricht
der Gattung, die durch die Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 definiert wird.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Zuführung von
nachzulegenden Packungen, insbesondere Cigarettenpackungen zu einer Verpackungsmaschine
so auszugestalten, dass ein möglicher
Mangel an Nachlegepackungen vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Zuführen von Packungen, insbesondere
Cigarettenpackungen zu einer Verpackungsmaschine gemäß den Ansprüchen 1 und
11 gelöst.
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Durch
die Bereitstellung der Transportvorrichtung wird ein zweifacher
Vorteil gewährleistet.
Einerseits wird das Bedienungspersonal von der Aufgabe entbunden,
die aussortierten und einwandfreien Packungen mehrmals in die Hand
zu nehmen und mit einem Transportbehälter (Schragen) von der Sortierstation
zur Nachlegeeinheit zu bringen, da die Transportvorrichtung diese
Arbeit automatisch erledigt. Andererseits wird durch die Transportvorrichtung
und die darauf aufgebrachten Packungen schon vor dem Nachlege-Stauschacht
ein Vorrat an Packungen geschaffen, der einen kurzzeitigen Mangel an
Nachlegepackungen ohne weiteres abpuffern kann. Die Pufferwirkung
funktioniert aber auch entgegengesetzt: Falls nämlich gerade sehr viele Nachlegepackungen
zur Verfügung
stehen, können
diese ohne weiteres auch dann in den Nachlegeprozess eingeführt werden,
wenn der Stauschacht gerade gefüllt
ist, da sie auf der Transportvorrichtung untergebracht werden können.
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Demgemäß muss jede
Packung durch das Bedienungspersonal nur einmal in die Hand genommen
werden und eine genaue Beobachtung des Stauschacht-Füllstandes
entfällt.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Transportvorrichtung einen Vertikalförderer und einen Horizontalförderer,
wodurch die nachzulegenden Packungen auf die Höhe des Stauschacht-Einganges und zu
diesem gebracht werden können.
Ferner kann in vorteilhafter Ausgestaltung eine Aufgabestation bereitgestellt
werden, insbesondere ein Aufgabeförderer für die Aufgabe der Packungen
auf den Vertikalförderer, um
diesen Arbeitsschritt zu erleichtern. Um die Ein bringung der Päckchen in
den Stauschacht selbst funktionell auszugestalten, ist eine Übergabestation zur Übergabe
der Packungen vom Horizontalförderer an
den Nachlege-Stauschacht vorgesehen.
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Bevorzugt
wird ein Bandförderer
als Aufgabeförderer
verwendet.
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In
bevorzugter Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein Vorratsmagazin, insbesondere einen Vorratsschacht auf, aus dem
die Packungen dem Aufgabeförderer
zugeführt
werden, insbesondere automatisiert zugeführt werden. Es können auch
mehrere solcher Vorratsschächte
nebeneinander bereitgestellt werden, um eine weitere Pufferung zu
ermöglichen.
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Die Übergabestation
weist eine Speichervorrichtung auf, welche Packungen vor der Übergabe
in den Stauschacht einzeln oder stapelweise sammelt, um wiederum
die lückenlose
Versorgung des Stauschachtes zu gewährleisten bzw. einen vergrößerten Puffer
für einen
großen
Anfall nachgelegter Packungen bereitzustellen.
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Insbesondere
in diesem Rahmen lässt
sich die Übergabe
der Packungen selbst erfindungsgemäß vielseitig ausgestalten.
Die Übergabestation kann
Schiebeeinrichtungen aufweisen, um die Packungen vom Horizontalförderer in
den Stauschacht bzw. in die Speichervorrichtung oder aus ihr heraus zu
befördern.
Ferner ist es möglich,
die Übergabestation
mit einem Drehteller zu versehen, der umfänglich angeordnete Packungsaufnahmen
aufweist. Auch die Bereitstellung eines Karussells als Übergabestation,
das umfänglich
angeordnete Stapelaufnahmen für
Packungsstapel aufweist, ist möglich,
wobei auch zwei übereinander
angeordnete Karussells mit umfänglich
angeordneten Stapelaufnahmen für
Packungsstapel vorgesehen werden können. Die Stapelaufnahmen können als
Kassetten ausgestaltet sein. Dabei schließt in einer bevorzugten Ausführungsform
das obere Karussell an den Horizontalförderer an, und das untere Karussell
schließt
an den Stauschacht an, wobei vorteilhafterweise die Packungen vom
oberen Karussell gesteuert an das untere Karussell übergeben
werden können.
Damit wird eine weitere Entkopplung der Abgabe der Packungen vom
Horizontalförderer
an das obere Karussell und vom unteren Karussell an den Stauschacht
bewirkt. Die Karussells können
sich hierbei in bevorzugter Ausgestaltung unabhängig voneinander drehen.
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Durch
eine analoge Transportverbindung mit den beschriebenen Mitteln (Vertikal-/Steilförderer, Transportbänder etc.)
ist es möglich
eine Verbindung von der Auswurfstation an der Packmaschine zur Sortierstation
aufzubauen. Auf diese Weise ist es möglich auch diesen Transportweg
zur Sortierstation zu automatisieren und Anhäufungen ausgeworfener Packungen
an der Packmaschine zu vermeiden.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind diejenigen, die schon oben anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besprochen wurden. Dies gilt auch für die im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen
des Verfahrens.
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Es
besteht die Möglichkeit,
die Packungen mittels einer Aufgabestation, insbesondere eines Aufgabeförderers
auf den Vertikalförderer
aufzugeben. Die Packungen werden mittels einer Übergabestation vom Horizontalförderer an
den Nachlege-Stauschacht übergeben.
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Die
Packungen werden bei einer vorteilhaften Verfahrensausgestaltung
dem Aufgabeförderer aus
einem Vorratsschacht zugeführt
bzw. aus mehreren Vorratsschächten.
Vor der Übergabe
in den Stauschacht werden die Packungen einzeln oder stapelweise
in einer Speichervorrichtung gesammelt, wobei gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
die Packungen in zwei oder mehreren, aneinander anschließenden Speichervorrichtungen
gesammelt werden.
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Die
Erfindung wird im Weiteren anhand einer bevorzugten Ausführungsform
und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Seitenaufriss einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
obere Ansicht der Vorrichtung aus 1;
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3 eine
Schnittstelle zwischen Aufgabeförderer
und Vertikalförderer;
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4 eine
Schnittstelle zwischen Vertikalförderer
und Horizontalförderer;
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5 eine
weitere mögliche
Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen Vertikalförderer und
Horizontalförderer;
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6 die
Schnittstelle aus 5 in einer Ansicht von oben;
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7 ein
Karussell, das als Speicher-Übergabestation
für die Übergabe
der Packungen vom Horizontalförderer
zum Stauschacht verwendet werden kann;
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8 eine
Konfiguration der Übergabestation
mit zwei Karussells;
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9 eine
obere Ansicht eines Karussells, wie es in den 7 und 8 dargestellt
ist;
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10 eine Übergabestation
mit einem Drehteller;
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11 eine Übergabestation
mit einer Schiebevorrichtung;
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12 eine Übergabestation
mit einer Schiebevorrichtung und einem Stapelspeicher; und
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13 eine
Schnittstelle zwischen Aufgabeförderer
und Vertikalförderer
mit einem Vorratsschacht am Aufgabeförderer.
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In
der 1 ist eine gesamte erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung
für nachzulegende
Packungen anhand eines Ausführungsbeispiels
im seitlichen Aufriss zu sehen, wobei es sich bei dieser Ausführungsform
um eine Zuführungsvorrichtung
für Cigarettenpackungen
handelt. Die 2 zeigt die Vorrichtung nochmals
in einer oberen Ansicht. Dargestellt ist die Sortierstation 1,
die gleichzeitig derjenige Platz ist, an dem das Bedienungspersonal
aus dem Produktionsprozess entnommene Einzelpackungen aussortiert
und die einwandfreien Packungen wieder dem Prozess zuführt. Wie
in den 1 und 2 dargestellt, befindet sich
der Sortiertisch 1 bei herkömmlichen Maschinenanordnungen
in einer Entfernung von der rechts dargestellten Verpackungsmaschine 3 und üblicherweise
muss das Bedienungspersonal die aussortierten, einwandfreien Packungen
vom Sortiertisch 1 zum Nachlegeschacht 4 der Verpackungsmaschine 3 tragen,
um sie per Hand einzulegen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieser Aufwand eliminiert, ebenso wie die Überprüfung des
Nachfüllschachtes
auf die Füllhöhe. Dazu
wird die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung
bereitgestellt, an deren Beginn eine Aufgabestation 2 steht, die
einen Bandförderer 6 aufweist.
Auf diesen Bandförderer
kann das Bedienungspersonal die einwandfreien Cigarettenpackungen
unmittelbar nach dem Aussortieren auflegen. Die Cigarettenpackungen sind
mit dem Bezugszeichen 5 angedeutet. Der Bandförderer 6 fördert die
Cigarettenpackungen 5 zu einem Vertikalförderer 7,
der diese nach oben zu einer Gleitschiene 10 bringt, auf
der sie zum Nachlege-Stauschacht 4 der Verpackungsmaschine 3 pneumatisch
angehoben gleiten. Die pneumatische Gleitschiene 10 kann
durchaus eine gekrümmte
Bahn aufweisen, wie dies in 2 zu sehen
ist. Bei dem Schacht 4 handelt es sich nicht um die Cigarettenpackungs-Hauptzufuhr
der Verpackungsmaschine, sondern vielmehr um eine Nachlegeeinheit,
welche diejenigen Packungen, die im Produktionsprozess aus der Hauptzufuhr
entnommen werden, wieder auffüllt.
Schon durch die Bereitstellung der Transportvorrichtung, die im
vorliegenden Fall aus dem Aufgabeförderer 2, dem Vertikalförderer 7,
dem Horizontalförderer 10 (Gleitschiene)
und der Übergabestation 19 besteht,
wird ein Puffer geschaffen, der sicherstellt, dass die Versorgung
des Schachtes 4 immer gewährleistet ist und andererseits
bei einem großen Anfall
von Nachlegepackungen diese immer schon unmittelbar in den Prozess
eingeführt
werden können.
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Das
Auflegen auf das Band 6 an der Aufgabestation 2 kann
für einzelne
Packungen 5 per Hand geschehen, es besteht jedoch zusätzlich die
Möglichkeit,
noch einen oder mehrere Vorratsschächte über dem Band 6 anzuordnen,
wie dies in 13 gezeigt ist. Der Vorratsschacht
ist hier mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Ein solcher
Vorratsschacht oder mehrere solche Vorratsschächte ergeben die Möglichkeit
einer zusätzlichen
Speicherung und Pufferung.
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Wenn
die Packungen 5 am Ende des Bandes 6 angelangt
sind, werden sie an den Vertikalförderer 7 übergeben,
der im vorliegenden Fall ein Kettenförderer mit Auflagen 9 für einzelne
Packungen 5 ist. Die Übergabe
der Packungen 5 auf den Vertikalförderer 7 ist in 3 sowie
in der vorher schon angesprochenen 13 gezeigt.
Bei der Ausgestaltung gemäß 3 werden
die Packungen auf einer schmalen Kante stehend übergeben, während bei der Ausführungsform
nach 13 die auf der breiteren Fläche liegenden Packungen 5 übergeben
werden, wie sie aus dem Vorratsschacht 8 herausfallen. Das
Band 6 in 13 weist zum gleichmäßigen Weitertransport
aus dem Schacht 8 nach oben vorstehende Stege auf.
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Der
Vertikalförderer 7 dient
hauptsächlich dazu,
die Packungen 5 auf eine Höhe zu bringen, die im Allgemeinen über der
Kopfhöhe
des Bedienungspersonals liegt, zumindest aber etwas oberhalb des Niveaus
der oberen Kante des Nachlege-Stauschachtes 4. Am oberen
Ende des Vertikalförderers 7 werden
die Packungen 5 dann auf den Horizontalförderer,
nämlich
im vorliegenden Fall eine pneumatische Gleitschiene übergeben,
auf der die Packungen auf ei nem Luftkissen der Neigung der Gleitschiene 10 folgend
weitertransportiert werden. Die Übergabe
der Packungen 5 kann unterschiedlich bewerkstelligt werden;
zwei Ausführungsformen
sind in den 4 und 5 gezeigt,
wobei hier die Päckchen von
verschiedenen Seiten des Vertikalförderers 7 her auf
die Gleitschiene 10 übergeben
werden, jeweils unterstützt
durch Führungsbleche,
die in den Zeichnungen nicht mit Bezugszeichen versehen sind.
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Am
oberen Teil der Gleitschiene 10, d. h. nach der Übergabe
vom Vertikalförderer 7,
beginnen dann die Packungen 5 auf der Gleitschiene 10 auf
einem Luftkissen die Neigung der Gleitschiene 10 herabzurutschen,
und sie werden dabei durch Seitenführungen 11 geführt, die
in 6 gezeigt sind. Die Packungen 5 gleiten
die gesamte Schiene herab, bis sie an der Übergabestation angekommen sind,
welche die Schnittstelle zwischen dem unteren Ende der Gleitschiene 10 und
dem Nachlege-Stauschacht 4 bildet. Durch diese Art der
pneumatischen Förderung entstehen
an den Packungen keine mechanischen Beschädigungen.
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Die Übergabe
der Packungen 5 an den Stauschacht 4 kann nun
erfindungsgemäß in vielfältiger Weise
stattfinden, und sie wird im Weiteren anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
beschrieben.
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Die
einfachste Variante der Übergabe
der Packungen 5 an den Stauschacht 4 besteht einfach darin,
dass die Packungen direkt in den Stauschacht hineinfallen. Eine
weitere Ausgestaltung ist in 11 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform
werden die auf der Gleitschiene 10 ankommenden Packungen
durch einen Schieber 12, zum Beispiel einen pneumatischen
Zylinder in den Stauschacht 4 geschoben. Im Stauschacht 4 selbst
ist noch ein Kaskaden-Schieber 13 angedeutet, der verhindert,
dass die Packungen 5 zu tief fallen und sich möglicherweise
verdrehen oder verkanten.
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Die 10 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Übergabestation
in seitlicher und oberer Ansicht, bei der die Packungen 5 mittels
eines Drehtellers 14 mit Packungsaufnahmen von der Gleitschiene 10 abgenommen
werden und auf der gegenüberliegenden
Seite, wo am Drehtellerboden eine Aussparung vorgesehen ist, in
den Stauschacht 4 fallen.
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Bei
der Ausführungsform
nach 12 werden die Packungen 5 direkt nach
dem Verlassen der Gleitschiene 10 durch einen Schieber 15 angehoben, und
zwar nach oben hinein in einen Stapelspeicher 17, in dem
die Packungen in dieser Lage gehalten werden, und zwar im vorliegenden
Fall durch gegenüberliegende
Bürsten 16,
welche ein Herabfallen der Packungen 5 verhindern. Dieser
Vorgang wird solange wiederholt, bis sich ein Packungsstapel von
beispielsweise 6 Packungen gebildet hat. Der gesamte Stapel wird
dann durch den Schieber 18 in den Stauschacht 4 verschoben.
Dies hat den Vorteil, dass beim Fallen des Packungsstapels in den
Stauschacht 4 die einzelnen Packungen 5 nicht
verkannten. Die Fallhöhe
sollte aber in allen Fällen
möglichst gering
gehalten werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Übergabestation ein oder mehrere
Karussells, die als Packungsspeicher dienen, auf, und entsprechende
Ausführungsformen
sind in den 7 bis 9 dargestellt.
Durch die Bereitstellung solchermaßen ausgestalteter Übergabestationen
wird vor dem Stauschacht 4 der Verpackungsmaschine ein
weiterer Speicher zwischengeschaltet, der eine noch verbesserte
Pufferung und damit einen reibungslosen Ablauf gewährleistet.
In dem in 7 dargestellten Karussell 19 werden
Packungsstapel (zum Beispiel 6 Packungsstapel zu je 6 Packungen)
in Haltewinkeln 20 (siehe auch 9) gehalten.
Das Karussell 19 ist drehbar und wird an einer vorgegebenen
Position mit Packungen von der Gleitschiene 10 auf eine
der vorher beschriebenen Arten befüllt. Diese Befüllungsposition ist
in 9, der oberen Ansicht für das Karussell 19, mit
dem Bezugszeichen 22 gekennzeichnet. Das Karussell 19 dreht
sich dann in Pfeilrichtung 25, und an der mit dem Bezugszeichen 23 gekennzeichneten Position
werden die Packungen nach unten an den Stauschacht 4 abgegeben.
In der 7 ist ersichtlich, dass an dieser Position in
der Bodenplatte 26 eine Aussparung 27 bereitgestellt
ist. Zum erneuten Befüllen
des nun leeren Stapelschachtes 23 dreht sich dieser zur
Position 22 weiter.
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In 8 ist
eine vorteilhafte Ausführungsform
einer Karussell-Übergabestation
gezeigt. Hier sind zwei solcher Karussells, ein unteres Karussell 19 sowie
ein oberes Karussell 24 dargestellt. Auf diese Weise werden
die Abgabe der Packungen 5 von der Gleitschiene 10 und
die Übergabe
an den Stauschacht 4 entkoppelt, da sich die beiden Karussells 19 und 24 unabhängig voneinander
drehen können. Durch
Sensoren (nicht dargestellt) wird festgestellt, welche der Stapelpositionen
mit Packungen gefüllt und
welche leer sind. Dadurch kann das obere Karussell 24 immer
dann, wenn sich eine gefüllte
Stapelposition über
einer leeren Position befindet, den Packungsstapel in das untere
Karussell 19 fallen lassen. Dabei ist für jede Sta pelposition im oberen
Karussell ein eigener Schieber vorzusehen; es ist jedoch auch möglich die
Abgabe an das Karussell nur in einer bestimmten Position durchzuführen. Insgesamt
dienen das Karussell bzw. die beiden Karussells und die gesamte
Transportvorrichtung ebenfalls als Zwischenspeicher für die Packungen.
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Was
die Auswahl der Fördereinrichtungen betrifft,
so soll abschließend
noch einmal gesagt sein, dass an jeder Stelle der Transportvorrichtung
jedwede mögliche
Fördererart
eingesetzt werden kann, also beispielsweise Bandförderer,
Gleitschiene (insbesondere pneumatisch unterstützt) oder Kettenförderer.