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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen, Füllen
und Schließen von Säcken nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
12.
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Eine
solche Vorrichtung geht beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2005 037 916
A1 hervor. Der Offenbarungsgehalt der genannten Patentanmeldung
ist ausdrücklich als Bestandteil der vorliegenden Patentanmeldung
anzusehen und wird im Folgenden nur kurz umrissen. Dieser Vorrichtung
wird in der Regel ein Folienschlauch, oft ein Folienschlauch mit
Seitenfalten, zugeführt, der von einem Schlauchwickel abgezogen
wird. In einer Quertrennvorrichtung wird von diesem Schlauch jeweils
ein Schlauchstück abgetrennt, wobei das dabei neu entstehende,
voraus laufende Schlauchende beispielsweise in einer Schweißeinrichtung
mit einer Querschweißnaht versehen wird, welche den Boden
des darauf folgenden Sackes bildet. Noch vor dem Quertrennen ergreift
zumindest eine Greifvorrichtung den abzutrennenden und bereits mit
einem Boden versehenen Sack, der an dieser Stelle noch ein Leersack,
also ein unbefüllter Sack ist. Nach der Vereinzelung kann
die zumindest eine Greifvorrichtung diesen Sack zu einer Füllstation
bringen. Auf dem Weg zur Füllstation können Übergabepunkte
vorgesehen sein, an denen der Leersack von einer Greifvorrichtung an
eine weitere Greifvorrichtung übergeben wird. In der Füllstation
kann der Leersack von weiteren Greifmitteln (im Folgenden als „zweite
Greifmittel" bezeichnet) übernommen werden, welche den
Sack während des Füllvorganges fixieren. In der
Füllstation sind in der Regel Öffnungsmittel vorgesehen,
die an die beiden Wandungen des Leersacks angreifen, um diese auseinander
zu ziehen. Dies sind bei bekannten Vorrichtungen dieser Art meist
Sauger, die auf den Außenwandungen aufsetzen und diese
ansaugen. Anschließend können die Sauger von einander
weg bewegt werden. Auf diese Weise entsteht eine Einfüllöffnung
am Leersack, so dass dieser befüllt werden kann. Zum Befüllen
dient in der Regel ein Einfüllstutzen, über den
das Füllgut in den Sack geleitet wird. Gemäß der
DE 10 2004 037 916 ist
er dazu vorgesehen, den geöffneten Sack anzuheben, so dass
der Füllstutzen in das Sackinnere reicht. Während
des Befüllvorgangs wird der Sack abgesenkt. Auf diese Weise
wird die Fallhöhe des Füllgutes zwischen der unteren
Austrittsöffnung des Einfüllstutzens und der Oberfläche
des bereits eingefüllten Füllgutes minimal gehalten.
Nach dem abgeschlossenen Füllvorgang wird der Sack nun
von weiteren Greifmitteln übernommen und zu einer Schließeinrichtung
befördert, wo der Sack verschlossen wird. Dies geschieht
meist durch Anbringen einer weiteren Querschweißnaht, der
so genannten Kopfschweißnaht. Dieser derart fertig gestellte,
befüllte Sack kann nun abtransportiert werden, wobei mehrere solcher
Säcke in der Regel zunächst auf Paletten gestapelt
werden.
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Bei
den genannten Vorrichtungen besteht oft das Problem, die Säcke
an die Füllstation heranzubringen, damit die Leersäcke
von den zweiten Greifmitteln, die die Säcke während
des Befüllvorganges fixieren, sicher ergriffen werden.
Auch die Öffnungsmittel müssen die Wandungen des
Leersacks sicher ergreifen können. Die
DE 10 2004 037 916 gibt hierzu
keine Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmale an. In der Druckschrift
DE 102 17 397 A1 umfassen
die Greif- und Transportmittel Schwingen, so dass die obere Kante
des Leersacks während der Zuführung zur Füllstation
eine Kreisbahn beschreibt und im Bereich der Füllstation
angehoben wird, so dass der aufgrund der vertikalen Bewegungskomponente
in die Öffnung der geöffneten Greifmittel, welche
zangenartig ausgebildet sind, eingeführt werden kann. Nachteilig
bei dieser Vorgehensweise ist es jedoch, dass die Bewegung auf einer
Kreisbahn viel Zeit kostet. Zudem kann der Sackboden während
des Transports mit Maschinenbestandteilen in Berührung
kommen und Schäden davon tragen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung
und ein Verfahren vorzuschlagen, bei denen der Sack, welcher als
Leersack der Füllstation zugeführt wird, durch
die zweiten Greifmittel, welche den Sack während des Füllvorgangs
fixieren, sicher ergriffen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1
gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass die zweiten Greifmittel
und die Öffnungsmittel in eine Position bewegbar sind,
welche oberhalb der Ebene liegt, die durch die Oberkante des Leersacks
aufgespannt wird, wenn der Leersack seine höchste Position
im Bereich der Füllstation eingenommen hat.
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Diese
Lösung deckt dabei zwei Fälle ab:
- 1. Der Sack wird, wie bekannt, auf einer Kreisbahn zugeführt.
Dabei nimmt der Sack in der Regel im Moment der Übergabe
an die zweiten Greifmittel die höchste Position ein. Die
waagerechte obere Kante des Leersackes spannt nun eine Ebene auf.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die zweiten
Greifmittel und die Öffnungsmittel sich während
des Zuführungsvorganges des Leersacks vollständig
oberhalb dieser Ebene befinden.
- 2. Der Sack wird, wie es in der DE 10 2004 037 916 dargestellt
ist, entlang einer horizontalen Ebene bewegt. Das Vorsehen einer
solchen Bewegungsrichtung erfolgt in der Regel schneller als eine
Bewegung auf einer Kreisbahn. Zudem kann die gesamte Vorrichtung
niedriger bauen, da nun kein Platz mehr für den Höhenversatz
eingeplant werden muss, den der Sack während des Transports
auf einer Kreisbahn einnimmt. Die genannte höchste Position
kann der Sack bei diesem Fall während des gesamten Transportes einnehmen.
Auch hier spannt die Oberkante des Leersacks eine Ebene auf, oberhalb
welcher sich die zweiten Greifmittel und die Öffnungsmittel
befinden, wenn der Leersack der Füllstation zugeführt
wird.
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Erfindungsgemäß werden
die zweiten Greifmittel und die Öffnungsmittel so ausgestaltet,
dass sie in eine Position bewegbar sind, so dass sie vollständig
oberhalb der genannten horizontalen Ebene liegen. Dazu können
die Greifmittel und die Öffnungsmittel um horizontale Achsen
schwenkbar sein. Insbesondere die Öffnungsmittel können
aber auch an Hebelgetrieben angeordnet sein, welche die Öffnungsmittel
auf einer Bahn bewegen, welche innerhalb der Kreisbahn liegt, welche
die Öffnungsmittel beschreiben würden, wenn sie
mittels eines starren Hebelarmes abgeschwenkt würden. Durch
das Vorsehen zumindest eines Hebelgetriebes wird der Vorteil erreicht,
dass der Bauraum, den die Füllstation einnimmt, möglichst
klein gehalten wird.
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In
der Füllstation können noch weitere Elemente vorgesehen
sein, die vor dem Befüllen in Kontakt mit dem Leersack
treten. Insbesondere ist dies ein Dichtelement, welches an die Innenseiten
der Wandungen des Leersacks angelegt wird. Ein solches Dichtelement
weist in der Regel eine zentrale Öffnung auf, durch die
das Füllgut in das Sackinnere gefüllt werden kann.
Durch diese Öffnung kann auch der Füllstutzen
in das Sackinnere eingeführt werden, wobei dann das Dichtelement
dazu dient, den Zwischenraum zwischen der, meist zylinderförmigen,
Außenwand des Füllstutzens und den Innenwandungen
des Leersacks abzudichten. In einer vorteilhaften Weiterbildung
der vorliegenden Erfindung ist es daher vorgesehen, dass auch das
Dichtelement in eine Position oberhalb der bereits beschriebenen
horizontalen Ebene bewegbar ist.
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Weiterhin
können Klemmelemente vorgesehen sein, welche die Sackwandungen
von außen her auf das Dichtelement drücken, so
dass wirksam vermieden wird, dass zwischen Dichtelement und Sackwandungen
Undichtigkeiten entstehen, die beispielsweise von der Elastizität
des Sackmaterials herrühren können. In einer weiteren
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind auch diese Klemmelemente
in eine Position bewegbar, welche oberhalb der Ebene liegt, die
durch die Oberkante des Sacks aufgespannt wird, wenn dieser im Bereich
der Füllstation seine höchste Position erreicht
hat.
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Vorteilhafterweise
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine
erste Trageinrichtung, die dazu dient, die Säcke vertikal
zu verschieben, damit diese über den Füllstutzen
gezogen werden können. Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein
Leersack von den zweiten Greifmittel vollständig übernommen
wurde, befindet sich vorteilhafterweise diese Trageinrichtung, auf
der die zuvor beschriebenen Elemente angeordnet sein können,
allerdings in Ruhe. Der daraus resultierende Vorteil wird durch
den folgenden Umstand deutlich: Würde die vertikale Verschiebbarkeit
der Trageinrichtung dazu ausgenutzt, um die beschriebenen Elemente
wie zweite Greifmittel, Öffnungsmittel, Dichtungselement
und Klemmelemente oberhalb der beschriebenen Ebene zu bewegen, so
wäre die zu bewegende Masse groß. Damit würde
die Übergabezeit bis zum Ergreifen des Sacks durch die
zweiten Greifmittel über Gebühr verlängert,
was die Leistungsfähigkeit einer Vorrichtung zum Formen,
Füllen und Schließen von Säcken beträchtlich
reduzieren würde. in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist es daher vorgesehen, zwischen der Abgabe eines gefüllten
Sacks und der Übernahme eines neuen Leersacks die Trageinrichtung
in Ruhe zu halten, also die Trageinrichtung nicht zu verschieben.
Auf diese Weise lässt sich die Leistungsfähigkeit
der gesamten Vorrichtung maximieren.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn sich auf dem ersten Tragelement lediglich
die Öffnungsmittel abstützen, welche spätestens
dann nicht mehr mit dem Sack in Verbindung stehen, wenn der Füllvorgang
begonnen wird, da der Sack dann durch das Dichtungselement geöffnet
gehalten wird.
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Alle
anderen Elemente, die mit dem Sack während des Befüllens
in Verbindung stehen, also die zweiten Greifmittel, das Dichtungselement
und die Klemmelemente, werden vorteilhafterweise von einer Halteplatte
getragen, die sich wiederum auf der ersten Tragplatte abstützt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Halteplatte dabei
von Wägezellen getragen. Auf diese Weise wird eine Verwiegung
des Sackes während des Befüllens ermöglicht,
so dass eine möglichst gleichmäßige Befüllung
aller Säcke sichergestellt werden kann. Unter Wägezellen
sind dabei alle Einrichtungen zu verstehen, mit denen eine Verwiegung
möglich ist, wie beispielsweise Federelemente.
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Weitere
Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen
Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
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Die
einzelnen Figuren zeigen:
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1 Seitenansicht
einer Füllstation in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bei der Sackzuführung während der
Zuführung eines Leersacks
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2 Ansicht
wie in 1 nach der Übernahme des Leersacks
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3 Ansicht
wie in 1 nach dem Öffnen des Leersacks
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4 Ansicht
wie in 1 mit eingezeichneten Verfahrwegen der einzelnen
Elemente.
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1 zeigt
eine Füllstation 1 in einer Vorrichtung zum Formen,
Füllen und Schließen von Säcken. Diese
Füllstation 1 umfasst ein an einem Bestandteil 2 des
Maschinengestells angeordnetes und zu diesem vertikal verschiebbares
Tragelement 3. Die Verschieberichtung ist durch die Pfeile
X angedeutet. Das Tragelement 3 befindet sich in der 1 in
einer Ausgangsposition, in der ein Leersack 4 übernommen
werden kann. Dieser Leersack 4 wird mittels eines Paares
von Greiferzangen 5 der Füllstation zugeführt,
wobei die Zuführbewegung eine horizontale Komponente umfasst,
die durch Pfeil Z dargestellt wird. In der 1 hat der
Sack 4 bereits die Übernahmeposition erreicht,
in der er von zweiten Greifern übernommen werden kann,
was weiter unten beschrieben wird. Das heißt, dass er vor
dem Befüllvorgang nicht weiter in Richtung Z bewegt wird.
Die höchste vertikale Position, die die Oberkante 6 des
Leersacks 4 während der Bewegung im Bereich der
Füllstation erreicht, legt die Ebene 7 fest, die
in der 1 durch eine unterbrochene Linie symbolisiert
wird. Der Bereich der Füllstation wird durch den Ausgreifbereich
der Sauger 8 definiert. Dieser Ausgreifbereich ist durch die
vertikalen Striche 9 angedeutet.
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Die
Sauger 8, die zweiten Greifer 10, das Dichtungselement 11 und
die Klemmelemente 12 befinden sich, bis der Leersack 4 die
dargestellte Übergabeposition erreicht hat, in einer Position
oberhalb der Ebene 7, so dass der Leersack auf einem optimalen,
möglichst zeitsparenden Weg der Füllstation 1 zugeführt
werden kann.
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Die
zweiten Greifer 10 sind an einer Halteplatte 13 angeordnet,
wobei die Greifer 10 um Achsen 14, die horizontal
angeordnet sind, schwenkbar sind. Das Dichtungselement 11 ist
mittels Hubzylinder 15, welche als Druckluftzylinder ausgeführt
sein können, vertikal verschiebbar, wobei die Hubzylinder 15 auf
eine nicht näher gezeigte Weise an der Halteplatte 13 befestigt
sind. Auch die Klemmelemente 12 sind an der Halteplatte 13 gelagert.
Auf die Art der Lagerung wird später noch näher
einzugehen sein. Die Halteplatte 13 ist über Halteelemente 16 an
dem Tragelement 3 befestigt. Diese Halteelemente können
auch als Wägeelemente ausgestaltet sein, welche ein Verwiegen
des Sacks und des bereits abgefüllten Füllguts
auch während des Befüllvorgangs ermöglicht.
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In
der 2 wurde der Leersack 4 bereits von den
zweiten Greifern 10 ergriffen, die den Leersack relativ
zu dem Tragelemente 3 festhalten. Zudem wurden bereits
die als Sauger 8 ausgestalteten Öffnungsmittel
an die äußeren Sackwandungen angelegt. Während
die Greifer 10 im Bereich der äußeren
Kanten des Leersacks 4 angreifen, treten die Sauger 8 zentral
an die Wandungen an und sind daher in der Ansicht der 2 von
den Greifern 10 verdeckt. Nun können die Sauger 8 in
Richtung z auseinander bewegt werden. Gleichzeitig werden die Greifer 10 in
Richtung Y (diese Richtung ist orthogonal zur Blattebene gerichtet)
bewegt, so dass der Leersack 4 sich öffnet.
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Nachdem
der Leersack 4 auf diese Weise geöffnet wurde,
wird das Dichtungselement 11 abgesenkt und befindet sich
nun zwischen den Wandungen und innerhalb des Leersacks 4.
Nun können die Sauger 8 entfernt und die Klemmelemente 12 an
die Wandungen angelegt werden. Diese Situation ist in 3 dargestellt.
Die Sauger 8 werden wieder in eine Stellung zurückgezogen,
in der sie sich wiederum oberhalb der Ebene 7 befinden.
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Nun
kann das Tragelement 3 vertikal nach oben bewegt werden,
um den nicht gezeigten Füllstutzen in den Leersack 4 einzufädeln.
Nachdem der Leersack befüllt und das Tragelement 3 wieder
auf die Ausgangshöhe zurück gefahren worden ist,
können Klemmelemente 12 und das Dichtungselement 11 ebenfalls
wieder entfernt werden, und zwar soweit, dass sie wieder ihre Grundpositionen
oberhalb der Ebene 7 einnehmen.
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Die 4 zeigt
nochmals die gleiche Ansicht wie die 1 bis 3.
Mit den Pfeilen B sind die Bewegungen angedeutet, die die einzelnen
Elemente vollführen, um die Positionen oberhalb der Ebene 7 einzunehmen.
Die Indizes am jeweiligen Buchstaben B geben an, welches Element
entlang des betreffenden Weges bewegt wird.
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Die
Sauger 8 können über ein nicht weiter
dargestelltes Hebelgetriebe an der Tragplatte 3 gelagert sein.
Im einfachsten Fall kann ein solches Hebelgetriebe als Viergelenkgetriebe
ausgebildet sein. Dieses besteht aus zwei an der Tragplatte gelenkig
gelagerten Hebeln, deren anderen Enden mit einer Koppel miteinander
verbunden sind. An der Koppel selbst kann dann ein Sauger angeordnet
werden. Durch eine geeignete Wahl der Längen der Hebel
und der Koppel und/oder durch eine geeignete Wahl der Gelenkpunkte
kann die Bewegungsbahn der Sauger festgelegt werden, wobei diese
dann von einer einfachen Kreisbahn, die ein Sauger beschreiben würde,
wenn er an einem einfachen, gelenkgelagerten Hebel angeordnet wäre,
deutlich abweichen kann. Auf diese Weise kann im Fall der vorliegenden
Erfindung erreicht werden, dass der Schwenkbereich der Sauger 8 in
vertikaler Richtung begrenzt bleibt. Damit kann die Aufgabe, die
Bauhöhe der Vorrichtung zu reduzieren, gelöst
werden.
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Auch
die Klemmelemente
12 können mittels solcher Hebelgetriebe
bewegt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn sowohl Sauger
8 als
auch Klemmelemente mittels Hebelgetriebe bewegbar sind und die Bewegungskurve
der Klemmelemente
12 zwischen der klemmenden Position,
wie sie in
3 dargestellt ist, und der Position
oberhalb der Ebene
7 vollständig innerhalb der
Bewegungsbahn der Sauger
8 liegt, wie es aus der
4 deutlich
wird. Auf diese Weise können Klemmelemente
12 und
Sauger unabhängig voneinander bewegt werden, ohne dass
es zu Kollisionen kommt.
| Bezugszeichenliste |
| 1 | Füllstation |
| 2 | Bestandteil
des Maschinengestells |
| 3 | Tragelement |
| 4 | Leersack |
| 5 | Greiferzangen |
| 6 | Oberkante
des Sacks 4 |
| 7 | Ebene |
| 8 | Sauger |
| 9 | Ausgreifbereich
der Sauger |
| 10 | zweite
Greifer |
| 11 | Dichtungselement |
| 12 | Klemmelemente |
| 13 | Halteplatte |
| 14 | Achse |
| 15 | Hubzylinder |
| 16 | Halteelemente |
| X | Bewegungsrichtung
der Tragplatte 3 |
| Y | Richtung
orthogonal zu X und Z |
| Z | Transportrichtung
des Sacks |
| Bx | Bewegungsverlauf
des Elements x |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005037916
A1 [0002]
- - DE 102004037916 [0002, 0003, 0006]
- - DE 10217397 A1 [0003]