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Die
Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung in
einer Verpackungsmaschine mit mehreren endlos umlaufenden Zugmitteln,
die jeweils über
zumindest ein Antriebsrad verlaufen, wobei die Antriebsräder auf
einer sie tragenden Welle in Umfangsrichtung relativ zueinander
verstellbar sind, damit in Abständen voneinander
laufende Mitnehmer an den Zugmitteln in ihren Abständen verstellbar
sind, wobei vorauslaufende Mitnehmer einem ersten Zugmittel und
nachlaufende Mitnehmer einem zweiten Zugmittel zugeordnet sind.
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Eine
solche Fördereinrichtung
ist beispielsweise aus der
DE
43 14 632 C2 bekannt. Bei derartigen Fördereinrichtungen wird der
Abstand zwischen den nachlaufenden, das heißt die geförderten Gegenstände schiebenden
Mitnehmern und den vorlaufenden, also die Gegenstände gegenhaltenden
Mitnehmern eingestellt, so dass eine Anpassung an das Format der
zu fördernden
Gegenstände
ermöglicht ist.
Eine weitere Formatanpassung ist durch die Einstellung des Abstandes
zwischen den Fördermitteln möglich. Bei
den Fördereinrichtungen
der bekannten Art mit insgesamt drei Förderketten werden diese Ver-
und Einstellmöglichkeiten
dadurch erreicht, dass die beiden drehfest und axial gegeneinander
verstellbar mit einer Zentralwelle verbundenen Kettenrädern den
beiden äußeren Förderketten
zugeordnet sind und das mittlere Kettenrad für die dritte Förderkette auf
einer verdrehbar und axial verschiebbar auf der Zentralwelle angeordneten
Hohlwelle sitzt, welche die Nabe des einen äußeren Kettenrades durchgreift und
ein Durchbruch für
eine die Nabe mit der Zentralwelle verbindende Passfeder aufweist.
Zur Formateinstellung müssen
die verschiedenen mechanischen Glieder im Antriebszug gelöst und nach
dem Verstellen wieder angezogen werden. Die Reproduzierbarkeit derartiger
Einstellungen ist gering. Die Einstellung eines neuen Formats ist
deshalb nur nach aufwendigen Versuchen möglich.
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Um
bei derartigen Verpackungsmaschinen die Relativverstellung der Antriebsräder in einfacher und
präziserer
Weise unter nur geringem Platzbedarf zu ermöglichen, schlägt die
DE 197 44 416 C1 vor, eine
hydraulische Spannvorrichtung vorzusehen, mittels der die Antriebsräder relativ
zueinander festlegbar und mittels einer Spannvorrichtung deaktivierbar
sind.
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Um
die Reproduzierbarkeit der Formateinstellungen weniger aufwendig
zu gestalten, so dass Formateinstellungen auch automatisiert und
mit besserer Reproduzierbarkeit durchgeführt werden können, wird
in der
DE 199 15 271 vorgeschlagen,
dass eine Kupplung zur drehfesten Klemmung der drehbaren Zahnscheibe
mit der Antriebswelle und/oder der drehfesten Zahnscheibe vorgesehen
ist, und dass ein Maschinenrahmen ein Rastglied verstellbar führt, das
bei gelöster
Kupplung aus einer Ruhestellung in eine Raststellung verbringbar
ist, in der eine der beiden drehbaren Zahnscheiben gegenüber dem
Maschinenrahmen in ihrer Drehlage fixiert ist.
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Mit
der feststehenden drehbaren Zahnscheibe ist ein exakter Referenzwert
verfügbar,
demgegenüber
genau angegeben werden kann, wie weit die andere Förderkette
mit den drehfesten Zahnscheiben durch die Antriebswelle verstellt
werden muss.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Fördervorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, bei der die Formatverstellung weitgehend automatisch
mit verbesserter Reproduzierbarkeit und geringerem Aufwand erfolgen
kann.
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Bei
der gattungsgemäßen Fördervorrichtung in
einer Verpackungsmaschine wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
das erste Zugmittel für
die vorauslaufenden Mitnehmer und das zweite Zugmittel für die nachlaufenden
Mitnehmer unabhängig
voneinander antreibbar ausgebildet sind. Durch die Möglichkeit,
beide Zugmittel getrennt voneinander anzutreiben, kann die Verstellungen
der Mitnehmer zueinander motorisch über eine Steuerung erfolgen.
Dadurch entfällt
das Lösen
von Kupplungsgliedern zwischen den Zugmitteln bei einem Formatwechsel.
Der Formatwechsel wird dadurch entsprechend schneller.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das ein drittes Zugmittel
für einen
Prospekttransport vorgesehen ist. Auf diese Weise können in der
Verpackungsvorrichtung zusammen mit dem Produkt auch Prospekte in
eine Faltschachtel überführt werden.
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Mit
Vorteil hat auch das dritte Zugmittel einen eigenen Antrieb, vorzugsweise
einen Servoantrieb. Dadurch kann auch die Lage des Prospektes beim Formatwechsel
motorisch verstellt werden. Auch hier entfallen mit Vorteil entsprechende
mechanische Kupplungsglieder.
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Beim
Transport der Produkte oder Faltschachteln wird ein Verkanten der
Mitnehmer mit Vorteil vermieden, wenn das erste Zugmittel aus mindestens
zwei parallel geführten
Zugmitteln besteht, wobei vorzugsweise das zweite Zugmittel zwischen
den parallel geführten
Zugmitteln angeordnet ist. Die Belastung der Zugmittel wird dadurch
symmetrisch, so dass beim Transport keine störenden Momente auftreten, die
zu einem Verkanten der Mitnehmer führen könnten.
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Wenn
die parallel geführten
ersten Zugmittel jeweils eigene Antriebe, vorzugsweise Servoantriebe aufweisen,
können
auch hier mechanische Kupplungen zwischen den Antrieben entfallen.
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Analog
zu den ersten und zweiten Zugmitteln, die im wesentlichen den Produkttransport übernehmen,
ist es von Vorteil, wenn für
den Faltschachtelttransport analog ein weiteres erstes Zugmittel
für weitere
voranlaufende Mitnehmer und ein weiteres zweites Zugmittel für die nachlaufenden
Mitnehmer vorgesehen sind, die unabhängig voneinander antreibbar
ausgebildet sind. Dadurch lassen sich auch die Zugmittel für den Transport
der Faltschachteln motorisch unabhängig voneinander so verstellen, dass
ein Formatwechsel automatisch ablaufen kann.
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Nach
einem Stromausfall oder nach einem Stillsetzen der Vorrichtung kann
ein erneutes Einstellen des Abstandes der einzelnen Mitnehmer mit
Vorteil unterbleiben, wenn jeder Servoantrieb einen Absolutmesswertgeber
für die
Winkellage aufweist. Dadurch kann die Steuerung zu jeder Zeit mit
hoher Genauigkeit die jeweilige Winkellage des Antriebs auslesen
und die Winkellagen der Servomotoren zueinander errechnen. Die Differenz
der Winkellagen wird als Phasenwinkel bezeichnet.
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Mit
Vorteil ist deshalb vorgesehen, dass jedes Zugmittel einen eigenen
zugeordneten Servoantrieb aufweist. Mit einer entsprechenden Steuerung können dann
mechanische Kupplungsglieder vermieden werden, was den mechanischen
Aufwand für die
gesamte Fördervorrichtung
verringert.
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Wenn
ein Servoantrieb als Masterantrieb und weitere Servoantriebe als
Folgeantriebe ausgebildet sind, dient der Masterantrieb als Referenzantrieb,
zu dessen Winkellage die Winkellagen der anderen Servoantriebe im
Produktionsbetrieb konstant gehalten werden können.
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Für einen
Formatwechsel ist es vorteilhaft, wenn eine Steuerung vorgesehen
ist, die eine Formatänderungsbetriebsart
aufweist, in der die Antriebe unabhängig voneinander betreibbar
sind und eine Produktionsbetriebsart, in der die Antriebe mit eigenen
festen Phasenwinkel zueinander betreibbar sind. In der Formatänderungsbetriebsart
wird dabei der Referenzantrieb stillgesetzt und nacheinander die anderen
Antriebe einzeln in einer Schleichfahrt unabhängig voneinander so betrieben,
dass sich die Winkellage zum Referenzantrieb verändert und damit auch der Abstand
der Mitnehmer. Wenn alle Antriebe gleichzeitig verstellt werden,
bis auf den Referenzantrieb, verkürzt sich mit Vorteil noch die
Zeit zur Anpassung an ein geändertes
Format. Dabei wird der Servoantrieb für den Prospekttransport mit
der halben Verstellgeschwindigkeit wie die übrigen Antriebe betrieben.
Dies hat zur Folge, dass die Lage der Prospekte automatisch mittig
zwischen den Mitnehmern bleibt. Nach Erreichen des gewünschten
Abstandes werden die erreichten Werte in der Steuerung im Speicher
als Absolutwerte hinterlegt. Im Betrieb dienen diese Werte der Steuerung
als Soll-Werte. Während
des Normalbetriebes werden die von dem Absolutmesswertgebern gemeldeten
Ist-Werte mit den Soll-Werten verglichen und ggf. entsprechend geregelt.
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Zu
diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Steuerung mindestens einen
Phasenwinkelregelkreis zur Konstanthaltung der Phasenlage zwischen dem
Referenzmotor und einem Folgeantrieb aufweist.
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Formatänderungen
quer zur Haupttransportrichtung können bei der Fördervorrichtung
erfolgen, wenn der Abstand der Zugmittel verstellbar ausgebildet
ist. Hierzu können
beispielsweise Spindelmuttern vorgesehen werden, die an mehreren
Stellen der Fördervorrichtung
gleichzeitig und synchron verstellt werden, um ein Verkanten der
Zugmittel zu vermeiden.
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Dadurch,
dass die Zugmittel mit dem Antriebsteil balkonartig freitragend
vor einem vertikalen Maschinenrahmen angeordnet sind, lässt sich
die Vorrichtung leichter warten. Durch diesen Aufbau sind alle dem
Verschleiß unterworfenen
Teile bequem von vorne zugänglich.
Betriebsstörungen
lassen sich ebenfalls aufgrund der verbesserten Zugängigkeit
schneller beseitigen.
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Die
Prospekttransportvorrichtung lässt
sich gleichzeitig mit den anderen Zugmitteln einstellen, wenn in
der Einstellbetriebsart das dritte Zugmittel einen Verstellweg aufweist,
der die Hälfte
des Verstellwegs der anderen Zugmittel ausgebildet ist. Auf diese
Weise bleibt der Prospekt stets in der Mitte zwischen den Mitnehmern
angeordnet.
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Die
Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten
den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
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Funktionsmäßig gleiche
Teile sind dabei mit den selben Bezugszeichen versehen.
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Die
Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
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1:
eine Frontansicht der Fördervorrichtung,
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2:
eine Aufsicht auf die Fördervorrichtung
gemäß 1,
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3:
eine Frontansicht der Produkttransportvorrichtung,
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4:
eine Aufsicht auf die Produkttransportvorrichtung, gemäß 3,
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5:
ein Detail gemäß Markierung
in 3,
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6:
eine Frontansicht der Prospekttransportvorrichtung,
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7:
ein Detail gemäß Markierung
in 6,
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8:
eine Frontansicht der Faltschachteltransportvorrichtung,
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9:
eine Aufsicht auf die Faltschachteltransportvorrichtung, gemäß 8 und
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10: Ein Detail gemäß Markierung in 8.
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In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 eine Fördervorrichtung wie sie bei
Verpackungsmaschinen eingesetzt wird. Diese Fördervorrichtung besteht im
Wesentlichen aus drei unterschiedlichen Vorrichtungen, die jeweils
an die unterschiedlichen zu transportierenden Gegenstände speziell
angepasst sind. Die Haupttransportrichtung der unterschiedlichen Gegenstände verläuft gemäß Pfeil 21.
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Das
zu verpackende Produkt wird in einer Produkttransportvorrichtung
zwischen vorauslaufenden Mitnehmern 3 und nachlaufenden
Mitnehmern 5 mittels der Produkttransportvorrichtung 2 gefördert. Eine
Prospekttransportvorrichtung 23 transportiert synchron
ggf. Prospekte, die in Prospektklammern 39 gehalten werden.
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Schließlich werden
von einer Faltschachteltransportvorrichtung 24 Faltschachteln
synchron mit den Produkten und den Prospekten zwischen weiteren
vorauslaufenden Mitnehmern 18 und nachlaufenden Mitnehmern 20 gefördert. In
dem Bereich, wo synchron das Produkt, der Prospekt und die Faltschachtel
nebeneinander transportiert werden, wird von einer geeigneten Vorrichtung
das Produkt mit dem Prospekt in Richtung des Pfeils 25 in
die Faltschachtel eingeschoben.
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Die
vorauslaufenden und nachlaufenden Mitnehmer 3 bzw. 5 und
die Prospektklammern 39 sind mit endlosen umlaufenden Zugmitteln
verbunden, die auf einer gemeinsamen Achse 25 angetrieben
und umgelenkt werden. Mittels Stützen 27 und 28 ist
die gesamte Baueinheit balkonartig freitragend an einem hinteren
nicht dargestellten Maschinenrahmen gehalten.
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In
den 3 bis 5 ist als eine Baugruppe die
Produkttransportvorrichtung 23 alleine dargestellt. Zwei
endlose Kettenstränge 29 und 30 werden links
mittels Umlenkräder 31 in
die Haupttransportrichtung 21 umgelenkt und, auf der in
der zeichnerischen Darstellung rechten Seite, über die Antriebsräder angetrieben.
Mit den Antriebsrädern 32, 33 stehen über geeignete
Zahnriemenantriebe ein erster Servoantrieb 34 und ein zweiter
Servoantrieb in treibender Verbindung. Ein dritter Servoantrieb
ist für den
Antrieb der Prospekttransportvorrichtung vorgesehen, wobei die Servoantriebe über eine
Kernwelle mit geeigneten Hohlwellen die umlaufenden Zugmittel auf
der selben Achse 26 antreiben. In 5, ist das
in 3 markierte Detail B vergrößert dargestellt. Zwischen
dem vorauslaufenden Mitnehmer 3 und dem nachlaufenden Mitnehmer 5 ist
das Produkt 37 angeordnet. Der Servoantrieb 34 dient
als Referenzantrieb und bewegt über
das geeignete Zugmittel die nachlaufenden Mitnehmer 5.
Mit einem festen Phasenwinkel zu diesem Servoantrieb 34 transportiert
der Antrieb 35 den vorauslaufenden Mitnehmer 3.
Mit einem anderen festen Phasenwinkel zu dem Referenzantrieb 34 betreibt
der Servomotor 36 die Kette für den Prospekttransport an.
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Zur
Formatverstellung weist die Steuerung neben der Produktionsbetriebsart
auch eine Betriebsart auf, in der das Format verstellt werden kann. Dazu
wird der Referenz-Servoantrieb 34 festgestellt und die
anderen Servoantriebe in einer Schleichfahrt alleine angetrieben,
so dass sich die Winkellage zwischen den Servoantrieben verändert. Nach
Erreichen des gewünschten
Abstandes zwischen den Mitnehmern 5 und 3, wird
die Betriebsart zum Formatverstellen beendet und gleichzeitig der
erreichte Phasenwinkel zwischen den Antrieben in der Steuerung gespeichert.
Beim erneuten Anfahren der gesamten Fördervorrichtung halten geeignete
Lagerregelkreise einschließlich
eines Phasenwinkelregelkreises die einmal eingestellte Winkellage
zwischen den verschiedenen Antrieben konstant, so dass alle Antriebe synchron
mit festen Phasenwinkeln betrieben werden. Da das Prospekt immer
in etwa mittig zwischen den Mitnehmern 3 und 5 angeordnet
sein sollte, wird bei der Formatverstellung in der Schleichfahrt
der Servoantrieb 36 für
den Prospekttransport nur mit dem halben Weg verstellt, gegenüber dem
Servoantrieb 35.
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In 6 ist
die Prospekttransportvorrichtung in der Frontansicht dargestellt.
Das markierte Detail C ist in 7 vergrößert gezeigt.
Eine endlose umlaufende Kette 38 hat in derselben Teilung
wie die zuvor beschriebenen Mitnehmer Prospektklammern 39, die
die Prospekte über
die schräge
Führung 40 nach oben
in den Einschubbereich des Kartonierers fördern. Die danach leeren Prospektklammern 39 werden
dann zum Antriebsrad 41, dann durch Linearführungen 42 und
insgesamt 8 Umlenkrollen 43 wieder für die Aufnahme
eines neuen Prospekts in die Hauptförderrichtung 21 gelenkt.
Die Kette wird über Kettenspanner 44 und
Spannroller 45 straff gehalten.
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In
den 8 und 9 ist die Faltschachteltransportvorrichtung
in einer Frontansicht und als Aufsicht dargestellt. Das in 8 markierte
Detail A ist vergrößert als 10 gezeichnet. Die Faltschachteltransportvorrichtung 24 weist 3 endlose
umlaufende Zugmittel für
die weiteren nachlaufenden Mitnehmer 20 und ein weiteres
zweites Zugmittel 19 auf, das mittig zwischen den weiteren
ersten Zugmitteln 17 angeordnet ist. Das weitere zweite
Zugmittel 19 dient dem Transport der weiteren vorauslaufenden Mitnehmer 18.
Zwischen den vorauslaufenden Mitnehmern 18 und dem nachlaufenden
Mitnehmer 20 ist die Faltschachtel 46 angeordnet.
Die beiden weiteren ersten Zugmittel 17 werden von dem
Servomotor 47 über
den Zahnriemen 48 über
die Kernwelle 49 und den Antriebsrädern 50 angetrieben.
Eine Formatverstellung erfolgt analog wie bei der Produkttransportvorrichtung
beschrieben.
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Auf
diese Weise ist eine Vorrichtung für den Produkttransport in einer
Verpackungsmaschine geschaffen, die sich besonders schnell an geänderte Formate
anpassen lässt.
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- 1
- Fördervorrichtung
- 2
2', 2''
- Erstes
Zugmittel
- 3
- Voranlaufende
Mitnehmer
- 4
- Zweites
Zugmittel
- 5
- Nachlaufender
Mitnehmer
- 6
- Servoantrieb
erstes Zugmittel
- 7
- Servoantrieb
zweites Zugmittel
- 8
- Absolutwinkelgeber
- 9
- Masterantrieb
- 10
- Folgeantrieb
- 11
- Steuerung
- 12
- Phasenwinkel
- 13
- Drittes
Zugmittel
- 14
- Servoantrieb
drittes Zugmittel
- 15
- Abstand
- 16
- Maschinenrahmen
- 17
- Weiteres
erstes Zugmittel
- 18
- Vorauslaufender
Mitnehmer
- 19
- Weiteres
zweites Zugmittel
- 20
- Weiterer
nachlaufender Mitnehmer
- 21
- Haupttransportvorrichtung
- 22
- Produktionstransportvorrichtung
- 23
- Prospekttransportvorrichtung
- 24
- Faltschachteltransportvorrichtung
- 25
- Einschubrichtung
- 26
- Achse
- 27
- Stütze
- 28
- Stütze
- 29
- Kettenstrang
- 30
- Kettenstrang
- 31
- Umlenkräder
- 32
- Antriebsrad
- 33
- Antriebsrad
- 34
- Erster
Servoantrieb nachlaufender Mitnehmer
- 35
- Zweiter
Servoantrieb vorlaufender Mitnehmer
- 36
- Dritter
Servoantrieb Prospekttransport
- 37
- Produkt
- 38
- Kette
- 39
- Prospektklammer
- 40
- Schräge Führung
- 41
- Antriebsrad
- 42
- Linearführung
- 43
- Umlenkrolle
- 44
- Kettenspanner
- 45
- Spannrolle
- 46
- Faltschachtel
- 47
- Servomotor
- 48
- Zahnriemen
- 49
- Kernwelle
- 50
- Antriebsrad
- 51
- Hohlwelle
- 52
- Antriebsrad
- 53
- Servoantrieb
- 54
- Zahnriemen
- 55
- Hohlwelle
- 56
- Handrad
- 57
- Stütze
- 58
- Spindeltrieb
- 59
- Zahnriemen
- 60
- Umlenkräder