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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Siegeln einer
Deckelfolie auf eine Verpackungsmulde mit einer Siegelvorrichtung,
die nach einer Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung angeordnet ist,
die ein Sammelband, das von einem Motor angetrieben ist und das
bezogen auf die Transportrichtung der Verpackungsmulden vor der
Siegelvorrichtung angeordnet ist, ein Zuführband, das die Verpackungsmulden
zu dem Sammelband transportiert und von einem Motor angetrieben
ist, und einen Sensor aufweist, der im Bereich des Zuführbandes
angeordnet ist. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zum Siegeln einer Deckelfolie an eine Verpackungsmulde
mit einer Siegelvorrichtung, bei dem ein Format bestehend aus mehreren
Verpackungsmulden gleichzeitig mit einer Deckelfolie verschlossen
wird, wobei die Verpackungsmulden eines Formates vor dem Siegeln
auf einem Sammelband im richtigen Abstand zueinander angeordnet
werden, die Verpackungsmulden von einem Zuführband an das Sammelband übergeben
werden und im Bereich des Zuführbandes
ein Sensor angeordnet ist, wobei der Sensor oder eine damit verbundene
Steuerungseinrichtung die erfassten Verpackungsmulden zählt und
bei Vorliegen eines vollständigen
Formates die Transportgeschwindigkeit des Zuführbandes erhöht wird.
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Die
gattungsmäßige Vorrichtung
bzw. das gattungsgemäße Verfahren
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen
werden mehrere Verpackungsmulden, ein sogenanntes Format, gleichzeitig
von einem Sammelband in die Siegelvorrichtung und von der Siegelvorrichtung
auf ein Wegführband
transportiert. Dafür
müssen
die Verpackungsmulden auf dem Sammelband in dem Abstand zueinander
angeordnet werden; in dem sie später
auch mit einer Deckelfolie versehen werden. Die
EP 0 680 880 beschreibt z.B. eine
Zuführeinheit, bei
der es möglich
ist, die äquidistale
Aufreihung der Container auf einem Sammelband durchzuführen. Das
dort beschriebene System ist jedoch vergleichsweise aufwändig.
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Oftmals
sollen auf derartigen Verpackungsmaschinen auch Verpackungsmulden
verarbeitet werden, die dieselbe Länge und dieselbe Breite jedoch
eine unterschiedliche Höhe
aufweisen, was als sogenannter „chaotic infeed" bezeichnet wird.
Die Handhabung von „chaotic
infeed" ist bei
Maschinen gemäß dem Stand
der Technik nicht oder nur mit einer Vielzahl von Sensoren; d.h.
mindestens zwei möglich.
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Es
war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einem Verfahren zum Siegeln einer Deckelfolie an
eine Verpackungsmulde mit einer Siegelvorrichtung, bei dem ein Format
bestehend aus mehreren Verpackungsmulden gleichzeitig mit einer
Deckelfolie verschlossen wird, wobei die Verpackungsmulden eines
Formates vor dem Siegeln auf einem Sammelband im richtigen Abstand
zueinander angeordnet werden, die Verpackungsmulden von einem Zuführband an
das Sammelband übergeben
werden, im Bereich des Zuführbandes
ein Sensor angeordnet ist und die Verpackungsmulden bei derselben
Länge und
Breite eine unterschiedliche Höhe
aufweisen, wobei der Sensor und/oder eine damit verbundene Steuerungseinrichtung
die Länge
der Verpackungsmulden mist und daraus deren Höhe und/oder die Position der
Vorderkante der Verpackungsmulde berechnet wird.
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Es
war für
den Fachmann überaus
erstaunlich und nicht zu erwarten, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein Sensor ausreicht, um die Aufreihung der Verpackungsmulden im
richtigen Abstand auf dem Sammelband bei „chaotic infeed" durchzuführen. Die
erfindungsgemäße Verfahren
ist einfach und kostengünstig
durchzuführen.
Bei einer Notabschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese
zu jeder Zeit wieder in Betrieb genommen werden, ohne dass das Zuführband bzw.
das Sammelband vorher entleert werden müsste.
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Erfindungsgemäß umfast
das Verfahren eine Siegelung, mit der die Deckelfolie unter Druck-
und Temperatureinfluß an
mehrere Verpackungsmulden, die gemeinsam ein sogenanntes Format
darstellen, gesiegelt werden. Dafür werden die Verpackungsmulden
mit einem Greifer von einem Sammelband entnommen und in einen Siegelrahmen
plaziert. Mit demselben Greifer werden die mit Deckelfolie versehenen
Verpackungsmulden dann wieder aus dem Siegelrahmen entfernt und
auf ein weiteres Transportband plaziert. Für diesen Vorgang ist es wichtig, dass
die Verpackungsmulden eines Formates bereits auf dem Sammelband
in dem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem Abstand der Siegelrahmen innerhalb
der Siegelvorrichtung zueinander entspricht. In diesen Siegelrahmen
ist der Abstand der Verpackungsmulden zueinander in der Regel gleich, kann
aber auch jeweils unterschiedlich sein. Vor dem Sammelband ist ein
sogenanntes Zuführband
angeordnet, das die Verpackungsmulden, die zueinander einen beliebigen
Abstand aufweisen können,
zu dem Sammelband transportiert. Sowohl das Sammelband als auch
das Zuführband
weisen jeweils einen Motor auf, der vorzugsweise Geschwindigkeitssignale
an eine Steuereinheit sendet, so dass die Steuereinheit die Transportgeschwindigkeit
des jeweiligen Transportbandes kennt. Des weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen Sensor auf, der vorzugsweise, bezogen auf die Transportrichtung
der Verpackungsmulden, im Eingangsbereich des Zuführbandes
angeordnet ist. Dieser Sensor und/oder eine damit verbundene Steuerungseinrichtung
mist vorzugsweise die Position der Verpackungsmulde auf dem Zuführband in
Transportrichtung, die Länge
der Verpackungsmulden und berechnet daraus deren Höhe und/oder
die Position der Vorderkante der Verpackungsmulde. Diese Informationen
werden zur Positionierung und/oder Selektion der jeweiligen Verpackungsmulde
auf dem Sammelband benötigt.
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Vorzugsweise
wird die Lage der Vorderkante zur Positionierung der Vetpackungsmulden
auf dem Sammelband herangezogen. Deren Lage wird vorzugsweise entsprechend
der folgenden Formel berechnet:: Vorderkante
= gemessene Position + Schalenlänge/2 – gemessene
Länge/2
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Die
Schalenlänge
ist hierbei die Länge
der Schale von der Vorder- bis zur Hinterkante.
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Vorzugsweise
zählt der
Sensor oder eine damit verbundene Steuerungseinrichtung die erfassten Verpackungsmulden
und erhöht
bei Vorliegen eines vollständigen
Formates die Transportgeschwindigkeit des Zuführbandes. Umfasst ein Format
beispielsweise fünf
Verpackungsmulden, an die gleichzeitig eine Deckelfolie gesiegelt
wird, wird die Drehzahl des Motors des Zuführbandes erhöht, sobald
der Sensor fünf
Verpackungsmulden erkannt hat. Diese erhöhte Geschwindigkeit wird beibehalten,
bis der Sensor die nächste
Verpackungsmulde, d.h. die erste des nächsten Formates, ermittelt.
Danach wird die Geschwindigkeit wieder auf die erste konstante Geschwindigkeit
reduziert. Der Wechsel der Geschwindigkeit des Zuführbandes
nach der Komplettierung eines Formates hat den Vorteil, dass der
Abstand zwischen zwei Formaten erhöht wird, wodurch zum einen
mehr Zeit zur Verfügung
steht, um die Verpackungsmulden eines Formates im richtigen Abstand zueinander
auf dem Sammelband anzuordnen und/oder um die Verpackungsmulden
mittels eines Greifers von dem Sammelband zu den Siegelrahmen zu
transportieren. Dementsprechend treibt der Motor das Zuführband abwechselnd
mit einer ersten oder einer zweiten konstanten Geschwindigkeit an,
wobei die zweite Geschwindigkeit vorzugsweise höher ist als die erste Geschwindigkeit.
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Vorzugweise
werden die Verpackungsmulden mit einem Greifer von dem Sammelband
in die Siegelvorrichtung transportierbar ist. Ganz besonders bevorzugt
wird die Geschwindigkeit des Sammelbandes nach dem Kontakt des Greifers
mit den jeweiligen Verpackungsmulden so gesteuert, dass sie möglichst
lange der Geschwindigkeit des Greifers in Transportrichtung der
Verpackungsmulden entspricht. Ganz besonders bevorzugt haben das
Sammelband und der Greifer zumindest annähernd dieselbe Geschwindigkeit,
solang sich noch eine Verpackungsmulde eines Formates auf dem Sammelband befindet.
Diese bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
hat den Vorteil, dass zwischen den Verpackungsmulden und dem Sammelband
möglichst
lange keine Relativgeschwindigkeit vorhanden ist. Dadurch können beispielsweise Sammelbänder mit
einer erhöhten
Haftung zum Einsatz kommen, was sich bei der Positionierung der Verpackungsmulden
auf dem Sammelband als vorteilhaft herausgestellt hat.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Motoren um Servomotoren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden zwei parallel zueinander angeordnete Sammelbänder bzw.
zwei parallel zueinander angeordnete Zuführbänder nebeneinander betrieben.
Dadurch kann die Kapazität
der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdoppelt
werden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es vorteilhaft, wenn jedes Zuführband einen separaten Sensor
aufweist.
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Vorzugsweise
ist/sind der/die Sensor(en) im Einlaufbereich des Zuführbandes,
ganz besonders etwas nach der Umlenkrolle angeordnet, so dass die jeweilige
Verpackungsmulde möglichst
frühzeitig
erkannt wird. Bei der Erkennung sollte die Verpackungsmulde so weit
auf dem Zuführband
aufliegen, dass es dessen Transportgeschwindigkeit folgt, so dass
keine Relativbewegung zwischen Zuführband und Verpackungsmulde
stattfindet.
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Vorzugsweise
werden Transportbänder
mit hohen Reibwerten, wie beispielsweise silikonbeschichtete Transportbänder eingesetzt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 4 erläutert. Diese
Erläuterungen
sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken
nicht ein. Die Erläuterungen gelten
für alle
Erfindungsgegenstände
gleichermaßen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem zusätzlichen
externen Zuführband.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Vorrichtung gemäß 2.
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4 zeigt
eine Verpackungsmulde auf dem Zuführband.
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In 1 ist
die Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung 2 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Mit der Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung
werden die Verpackungsmulden auf dem Sammelband in den richtigen
Abstand zueinander gebracht und von dort mittels Greifern (nicht
dargestellt) zu der Siegelvorrichtung (nicht dargestellt) transportiert,
in der die Verpackungsmulden mit einer Deckelfolie verschlossen
werden. Die Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung weist ein Zuführband 4 und
ein Sammelband 3 auf. Das Zuführband 4 wird mittels
des Motors 13 angetrieben, der einen Geber aufweist, mit
dem ein Signal über
die jeweilige Geschwindigkeit des Zuführbandes an eine Steuereinheit
gesendet wird. Das Sammelband 3 wird von dem Motor 8 angetrieben,
der ebenfalls einen Geber 5 aufweist, der Signale über die
jeweilige Geschwindigkeit des Sammelbandes an eine Steuereinheit übermittelt.
Bei den Motoren 8, 13 handelt es sich in dem vorliegenden
Fall um Servomotoren. Die Verpackungsmulden 1, 1' werden in einem
zufälligen
Abstand 12 zueinander in der durch den großen Pfeil symbolisierten
Richtung mit einer konstanten Bandgeschwindigkeit transportiert.
Während
dieses Transportes erfaßt
ein Sensor 10 den zufälligen
Abstand 12 zwischen jeweils zwei Verpackungsmulden und übermittelt
den Wert an eine Steuereinheit. Des weiteren erfasst der Sensor
einmalig die Position der jeweiligen Verpackungsmulde auf dem Zuführband. Weiterhin
erfast der Sensor die Länge
der Verpackung. Mit diesen beiden Daten wird die genaue Position
der Vorderkante der jeweiligen Verpackungsmulde ermittelt. Basierend
auf dieser Information und den Geschwindigkeitsdaten der Bänder 3, 4 kann eine
Steuereinheit den genauen Ort der Vorderkante jeder Verpackungsmulde
zu jedem Zeitpunkt auf einem der Bänder 3, 4 ermitteln.
Gleichzeitig zählt
der Sensor oder eine daran angeschlossene Steuereinheit die erfasten
Verpackungsmulden. Sobald der Sensor 10 die Anzahl an Verpackungsmulden
erfast hat, die zu einem Format gehören, d.h. die gleichzeitig
von dem Sammelband in die Siegelvorrichtung transportiert und dort
mit einer Siegelfolie versehen werden, erhöht die Steuereinheit die Geschwindigkeit
des Zuführbandes
auf einen höheren
konstanten Wert. Diese Geschwindigkeit wird beibehalten, bis der
Sensor 10 die nächste
Verpackungsmulde erkennt, die in einem beliebigen Abstand nach der
letzten Verpackungsmulde des vorherigen Formates folgen kann. Danach
wird die Geschwindigkeit wieder auf den ursprünglichen niedrigen konstanten
Wert reduziert. Durch den Wechsel der Geschwindigkeit des Zuführbandes
entsteht ein höherer
Abstand zwischen den einzelnen Formaten, was sich vorteilhaft bei
der Aufreihung der Verpackungsmulden auf dem Sammelband und dem
anschließenden
Abtransport durch den Greifer auswirkt. Der Fachmann erkennt, dass
es vorteilhaft ist, wenn der Sensor 10 im Eingangsbereich 6 vorzugsweise
nach der Rolle 7 angeordnet ist und die Verpackungsmulde
möglichst
frühzeitig
jedoch erst dann, wenn diese die Geschwindigkeit des Zuführbandes
aufweist, erfast. Am Ende des Zuführbandes 4 wird die
jeweilige Verpackungsmulde an das Sammelband 3 übergeben.
Abhängig
von dem gemessenen Abstand 12 und dem gewünschten Abstand 11 und
der Position der Vorderkante erfolgt die Steuerung des Bandes so,
dass die Verpackungsmulden nach der Übergabe der jeweiligen Verpackungsmulden
von dem Zuführband 4 auf
das Sammelband 3 den gewünschten Abstand aufweist. Idealerweise
steht das Sammelband 3 vor der Übergabe und wird dann so beschleunigt
und wieder abgebremst, dass nach der Übergabe der gewünschte Abstand 11 vorhanden
ist, wobei es wichtig ist, dass so lange sich der Boden der Verpackungsmulde
im Übergangsbereich
befindet, d.h. beide Bänder gleichzeitig
berührt,
diese dieselbe Transportgeschwindigkeit aufweisen. Für den Fall,
dass der Abstand 12 kleiner ist als der gewünschte Abstand 11 kann
es sinnvoll sein, dass das Sammelband 3 nach der Übergabe
der Verpackungsmulde nicht auf null reduziert wird, sondern von
einer bestimmten Ausgangsgeschwindigkeit erneut beschleunigt wird.
Am einfachsten erfolgt die Geschwindigkeitsregelung des Sammelbandes 3 entlang
einer Dreieckskurve. Sobald alle Verpackungen eines Formates auf
dem Sammelband 3 aufgereiht sind, werden diese von einem
Greifer aufgegriffen und in Richtung der nicht dargestellten Siegelvorrichtung
transportiert. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Greifer die Verpackungsmulden
aufgreift, steht das Sammelband 3. Sobald der Vorgang des
Aufgreifens beendet ist, vollführt
der Greifer eine Bewegung in Transportrichtung der Verpackungsmulden.
Um eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Verpackungsmulden und
dem Sammelband 3 zu vermeiden, wird dieses synchron zu dem
Greifer beschleunigt. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Sammelbandes
immer gleich der Geschwindigkeit des Greifers, da der Greifer die
Verpackungsmulden zumindest nicht vollständig von dem Sammelband abhebt.
Durch die synchrone Bewegung von Greifer und Band können Bänder mit
einem vergleichsweise hohen Reibwert gewählt werden, was sich vorteilhaft
bei der Positionierung der Verpackungsmulden im richtigen Abstand
zueinander auswirkt. Sollte sich jedoch eine Verpackungsmulde dem Übergangsbereich
zwischen den beiden Bändern
nähern,
bevor die letzte Verpackungsmulde von dem Greifer von dem Sammelband
transportiert worden ist, muss das Sammelband abgebremst werden.
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2 zeigt
im Wesentlichen den Zuführvorrichtung
gemäß 1,
wobei stromaufwärts
des Zuführbandes 4 ein
weiteres externes Zuführband
angeordnet ist. In der Regel werden die Bänder 4 und 3 direkt
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zugeordnet, während
es sich bei dem Band 14 um ein Band handelt, das seitens
des Betriebes, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung steht, zugestellt
wird. In der Regel transportiert das externe Zuführband die Verpackungsmulden 1, 1' mit einer konstanten
Geschwindigkeit, wobei sich die Verpackungsmulden in einem zufälligen Abstand
zueinander befinden. Die Geschwindigkeit des Bandes 14 entspricht
dabei vorzugsweise der niedrigeren konstanten Geschwindigkeit des
Bandes 4. Es ist von Vorteil, wenn auch das Band 14 an
dieselbe Steuereinheit wie die anderen Bänder angeschlossen ist, so
dass es beispielsweise im Falle einer Störung gemeinsam mit den anderen Bändern abgeschaltet
werden kann. Diese Bänder können dann
nach Behebung der Störung
auch alle gemeinsam wieder angefahren werden ohne dass das Zuführband oder
das Sammelband leergeräumt werden
müssen,
weil die Steuereinheit so ausgelegt ist, dass sie den genauen Ort
jeder Verpackungsmulde auf den Bändern 3 bzw. 4 zu
jedem Zeitpunkt kennt und ausgehend von dieser Situation die Bänder 3 und 4 so
regeln kann, dass ein Format in dem gewünschten Abstand auf dem Sammelband 3 aufgereiht
wird.
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3 entspricht
im Wesentlichen der Ausführung
gemäß 2,
wobei es sich in dem vorliegenden Fall bei dem Transportmittel 14 um
eine Kette handelt, an der Mitnehmer 15 angeordnet sind,
die dafür
sorgen, dass die Verpackungsmulden in einem gleichen Abstand zueinander
konstant oder getaktet an das Zuführband 4 übergeben
werden. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
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4 zeigt
eine Verpackungsmulde 1 auf dem Sammelband 3.
Der Sensor 10 ermittelt die Position P der Verpackungsmulde 1,
die in der Regel seiner Position entspricht. Sodann ermittelt er
die Länge
b. Danach ermittelt der Sensor oder eine daran angeschlossene Steuereinheit
die Position der Vorderkante P' gemäß folgender
Formel: P' =
P + a/2 – b/2
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- 1,
1'
- Verpackungsmulde
- 2
- Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung
- 3
- Sammelband
- 4
- Zuführband
- 5
- Geber
- 6
- Eingangsbereich
- 7
- Rolle
- 8
- Motor
- 9
- Geber
- 10
- Sensor
- 11
- Gewünschter
Abstand der Verpackungsmulden
- 12
- Zufälliger gemessener
Abstand
- 13
- Motor
- 14
- Externes
Zuführband
- 15
- Mitnehmen
- a
- Schalenlänge
- b
- gemessene
Länge
- P
- Position
der Schale
- P'
- Position
von der Vorderkante