DE102008005608B4 - Verpackungsvorrichtung und -verfahren zum Gruppieren einer Packformation von Gebinden - Google Patents
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Abstract
Verpackungs- und Gruppiervorrichtung (1) für Verpackungseinheiten (2), insbesondere Beutel, Kartons, Trays, Tüten, Menüschalen usw., umfassend mindestens eine Zuführungsstrecke, mindestens eine Gruppierungseinheit und mindestens eine Befülleinheit (7, 8. 9),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gruppierungseinheit eine quaderförmige Aufnahmeeinheit (6) zur Bildung von Schichten aus in mindestens zwei verschiedenen Lageausrichtungen befindlichen Gruppen von Verpackungen (2) aufweist und die Aufnahmeeinheit (6) eine erste Gruppe von vier Seitenebenen, von welchen mindestens ein Teil verschließbar ist, sowie eine zweite Gruppe von zwei parallelen, nicht verschließbaren Seitenebenen umfasst, wobei
mindestens eine Seitenebene und höchstens drei Seitenebenen der ersten Gruppe durch mindestens ein Band oder bandartiges Element (15) gleichzeitig verschließbar sind, indem das Band oder bandartige Element (15) Seitenwände ausbildet, und wobei
die Aufnahmeeinheit (6) zum Wenden oder Umlagern der eingelegten Verpackungen (2) in oder entgegen der Bandrichtung drehbar gelagert ist,
wodurch die durch das mindestens eine Band oder bandartige Element (15) gebildete...
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gruppierungseinheit eine quaderförmige Aufnahmeeinheit (6) zur Bildung von Schichten aus in mindestens zwei verschiedenen Lageausrichtungen befindlichen Gruppen von Verpackungen (2) aufweist und die Aufnahmeeinheit (6) eine erste Gruppe von vier Seitenebenen, von welchen mindestens ein Teil verschließbar ist, sowie eine zweite Gruppe von zwei parallelen, nicht verschließbaren Seitenebenen umfasst, wobei
mindestens eine Seitenebene und höchstens drei Seitenebenen der ersten Gruppe durch mindestens ein Band oder bandartiges Element (15) gleichzeitig verschließbar sind, indem das Band oder bandartige Element (15) Seitenwände ausbildet, und wobei
die Aufnahmeeinheit (6) zum Wenden oder Umlagern der eingelegten Verpackungen (2) in oder entgegen der Bandrichtung drehbar gelagert ist,
wodurch die durch das mindestens eine Band oder bandartige Element (15) gebildete...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verpackungs- und Gruppiervorrichtung für Verpackungseinheiten, insbesondere Beutel, Kartons, Trays, Tüten, Menüschalen usw., und umfasst mindestens eine Zuführungsstrecke, mindestens eine Gruppierungseinheit und mindestens eine Befülleinheit. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verpackungs- und Gruppierverfahren für Verpackungseinheiten, bei dem die Verpackungs- und Gruppiervorrichtung verwendet wird.
- Es ist bekannt, Gebinde mit einfachem Packschema außerhalb von Versand- oder Umverpackungen aufzustapeln und/oder zu gruppieren, die Gruppe ggf. leicht zu komprimieren und dann in einen bereitgestellten Karton einzuschieben. Eine derartige Vorrichtung wird in
DE 602 04 026 T2 ,DE 602 07 534 T2 oderWO 2006/038796 A1 - Zur optimalen Ausnutzung von Verpackungsraum oder aus Gründen der Präsentation ist es gewünscht, beliebige Packmuster zu erstellen, insbesondere neben der mehr oder weniger planparallelen Ausrichtung von liegenden Verpackungen, diese auch senkrecht stehend vorzugruppieren.
- Um derartige Packmuster erstellen zu können, bei welchen sehr flexible oder bruchempfindliche Einzelverpackungen nicht gleichgerichtet sind, sondern einzelne Lagen zum Beispiel quer zu einer ersten Lage oder Schicht ausgerichtet werden sollen, schlägt die
WO 2007/086725 A1 - Eine derartige Vorrichtung schränkt die Art möglicher Packmuster stark ein und kann ein Verrutschen einzelner Verpackungen, insbesondere derjenigen, die beim Verschließen der Klappen oben liegen, nicht sicher unterbinden. Ein Verrutschen würde anschließend ggf. zu einer unzulässigen Pressung der Inhaltsstoffe und im schlimmsten Fall zur Beschädigung der Verpackung selbst führen.
- Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Verpackungs- und Gruppierungsvorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, die ein möglichst breites Spektrum an Packmustern ermöglichen und die Wahrscheinlichkeit der Schädigung minimieren.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von der Verpackungs- und Gruppiervorrichtung für Verpackungseinheiten gemäß Anspruch gelöst. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Zuführungsstrecke, mindestens eine Gruppierungseinheit und mindestens eine Befülleinheit. Die Besonderheit besteht darin, dass die Gruppierungseinheit eine Aufnahmeeinheit zur Bildung von Schichten umfasst, bei welchem mindestens eine Seitenwand durch mindestens ein Band oder bandartiges Element gebildet wird.
- Weiterhin ist die Aufnahmeeinheit zum Wenden oder Umlagern der eingelegten Verpackungseinheiten drehbar gelagert, wobei die durch das mindestens eine Band oder bandartige Element gebildete Seitenwand und/oder gebildeten Seitenwände bzgl. Fläche und/oder Lage veränderlich sind. Es ist möglich, die Aufnahmeeinheit nach dem Einlegen einer ersten Anzahl von Verpackungen zu wenden, um eine weitere Anzahl von Verpackungen, z. B. quer zu den ersten, anzuordnen. Dabei kann die erste Anzahl von Verpackungen und jede weitere Anzahl mit dem identischen Zuführelement, z. B. einem Vakuumgreifer, erfolgen, welcher die Verpackungen alle im wesentlichen liegend ausgerichtet von oben in die Aufnahmeeinheit einlegt.
- Der besondere Vorteil besteht darin, dass immer eine geeignet seitliche Stütze der bereits eingelegten Verpackungen gewährleistet ist und beim Drehen automatisch die erforderliche obere Öffnung erzeugt wird, ohne dass große flächige Elemente, wie Klappen oder Stützen bewegt und verändert werden müssen.
- Das Grundgerüst der Aufnahmeeinheit ist bei einer Ausführungsform ein aus Stäben oder Trägern gebildetes Gitter, ähnlich einem Käfig oder einer einfachen Zel le. Da in der Regel die Verpackungen nur einmal gegeneinander versetzt oder verdreht gruppiert werden, besteht eine verbesserte Variante darin, dass zwei direkt aneinandergrenzende Seitenflächen der Aufnahmeeinheit als starre Wände, Wandgitter oder dergleichen ausgebildet sind.
- Um eine noch weitergehende Flexibilisierung zu erreichen oder die zulässigen Pressungen voll ausnutzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahmeeinheit mindestens in eine Richtung in der Größe veränderlich ist. Durch den Abschluss der seitlichen Öffnungen mit flexiblen oder anpassbaren Bändern, sind hierzu nur minimale konstruktive Vorkehrungen an der sonstigen Vorrichtung zu treffen. Sollten teilweise starre Seitenflächen vorgesehen sein, so müssen diese als veränderliche Elemente ausgebildet sein. Besonders geeignet sind Seitenwände, die als Lamellenwände, ziegelartig überlappende Schichten oder dergleichen geformt sind.
- Somit besteht ein besonderer Vorteil darin, dass die Gruppierung sehr locker möglich ist und anschließend die gewünschte Dichte oder Pressung eingestellt werden kann, ohne das Packungsmuster zu destabilisieren. Um diese Größenänderung oder Pressung erschütterungsarm vorzunehmen, ist es vorteilhaft, im Rahmen oder Grundgitter der Aufnahmeeinheit mindestens einen motorischen Antrieb vorzusehen und das Grundgitter oder den Grundkörper wenigstens in Teilen teleskopartig aufzubauen.
- Die Bänder sind an mindestens einem Ende außerhalb der Aufnahmeeinheit gelagert bzw. befestigt. Idealerweise sind beide Enden des Bandes oder der Bänder gelagert. Dabei weisen die Bänder an mindestens einem Bandende eine Spannvorrichtung auf.
- Bei einer Ausführungsform sind die Bänder auf Speicherrollen aufwickelbar oder verschiebbar gelagert. Diese Speicherrollen sind motorisch angetrieben. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, parallel zur Drehbewegung der Aufnahmeeinheit, das Band hin- und zurück zu beschleunigen, wodurch die Reibung zwischen der Bandoberfläche auf der einen Seite und der Aufnahmeeinheit sowie den eingelegten Verpackungen auf der anderen Seite verringert wird.
- Zur weiteren Optimierung des Bandverlaufes und der Bandbewegung ist mindestens ein Spann- und Führungselemente vorgesehen, das eine ortsfeste Basiswalze und eine an einem Hebelarm schwenkbar gelagerte Führungswalze umfasst, mittels welchem das mindestens eine Band oder bandartige Element geführt wird. Diese Führungsrolle oder Führungswalze kann motorisch derart angetrieben, werden, dass diese querliegend zur Bandrichtung in mindestens einer Richtung verschiebbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Aufnahmeeinheit immer optimal zu verschließen und zu verhindern, dass eingelegte Verpackungen heraus fallen.
- Bei einer kompakten Variante der Verpackungs- und Gruppiervorrichtung umfasst die Gruppierungseinheit eine Schubvorrichtung, welche derart gelagert und antreibbar ist, dass sie Bewegungen in Achsrichtung und rotierend um diese ausführen kann, wobei die Aufnahmeeinheit oder Teile der Aufnahmeeinheit am Kopfende der Vorschubvorrichtung befestigt sind und durch diese gedreht werden können. Hierzu kann ein Rahmen am Kopfende der Vorschubvorrichtung angebracht sein, an dem die Stäbe oder Träger befestig sind, welche die Bänder führen.
- Die Aufgabe wird auch durch den Anspruch 12 gelöst, der ein Verpackungs- und Gruppierverfahren umfasst, für Verpackungseinheiten, wie Beutel, Kartons, Trays, Tüten, Menüschalen usw., bei welchem die Verpackungs- und Gruppierungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ausführungsformen verwendet wird.
- Dabei werden mindestens die folgenden Schritte durchlaufen:
- a) Zuführen der Verpackungseinheiten
- b) Umlagern der Verpackungseinheiten von der Zuführung in die Aufnahmeeinheit
- c) Drehen der Aufnahmeeinheit um einen Winkel α
- d) Umlagern weiterer Verpackungseinheiten in die Aufnahmeeinheit
- e) Überführen der in der Aufnahmeeinheit gebildeten Packgruppe in eine Umverpackung
- Nach dem Schritt d) kann in einer Variante vorgesehen werden, dass die Aufnahmeeinheit wieder in die Ausgangslage um den Winkel –α zurückgedreht oder in Richtung der ersten Drehung weiter gedreht wird, und anschließend Schritt e) ausgeführt wird.
- Vorteilhaft ist es dabei, während des Schrittes c) die Spannung des mindestens einen Bandes anzupassen. Idealerweise wird während des Schrittes c) das mindestens einen Bandes in Drehrichtung bewegt. Dabei sollte das Band mit einer derartigen Geschwindigkeit angetrieben werden, dass keine oder nur eine minimale Dif ferenzgeschwindigkeit zwischen dem bewegten Band und mit diesem in Kontakt befindlichen Elementen der Aufnahmeeinheit vorliegt.
- In den nachfolgenden Figuren sind beispielhaft Ausführungsformen gezeigt.
-
1 ist eine Überblicksdarstellung der erfindungsgemäßen Verpackungs- und Gruppierungsvorrichtung. -
2 zeigt als skizzenhafte Seitenansicht die Aufnahmeeinheit mit der dazugehörigen Bandanordnung und der Bandaufhängung. -
3 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung die Grundkonstruktion bzw.- körper der Aufnahmeeinheit. -
1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungs- und Gruppierungsvorrichtung1 als Gesamtansicht. Die einzelnen Artikel oder Einzelverpackungen, nachstehend immer als Verpackung2 bezeichnet, werden über einen Zuförderer3 einer Vorgruppierungseinheit4 zugeleitet. In der Vorgruppierungseinheit4 werden mehrere Verpackungen2 in gewünschtem Abstand einlagig positioniert und anschließend von dem Vakuumgreifer5 , hier ein Knickarmroboter, angehoben und in die Aufnahmeeinheit6 ungelegt. - Die Details der Aufnahmeeinheit
6 sind im Zusammenhang mit der2 näher erläutert. Der Aufnahmeeinheit6 gegenüber ist eine Schubvorrichtung7 angeordnet, die eine Schubstange8 , eine Schubplatte9 und einen nicht gezeigten motorischen Antrieb umfasst und dazu dient, die fertig gruppierten Verpackungen2 in den geöffneten Karton10 einzuschieben. - Die leeren Kartons
10 werden über ein Transportband11 an eine Kippvorrichtung12 herangeführt und gegenüber der Aufnahmeeinheit6 positioniert. In dem gezeigten Beispiel werden die Kartons10 geöffnet über das Transportband11 antransportiert. - Nach dem Einschieben der gruppierten Verpackungen
2 mittels der Schubvorrichtung7 , wird der Karton10 zurück gekippt und über das Transportband13 quer zum Transportband11 abgeleitet. Eine derartige Vorrichtung und Verfahren ist im Prinzip bekannt. - Die
2 zeigt die erfindungsgemäße Aufnahmeeinheit6 in fünf Verfahrensschritten I.–V. während des Beladungsvorgang. Die Bezugszeichen gelten identisch für alle der fünf Schritte, wurden aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mehrfach wiederholt. - Wie in
2 gezeigt, umfasst die Aufnahmeeinheit6 einen Grundkörper14 , dessen konstruktive Merkmale nicht näher dargestellt sind, eine Antriebseinheit und ein Band oder Verschlussband15 . Der Grundkörper14 ist ein senkrecht stehendes Rohrrechteck, von dessen vier Ecken je ein Stab senkrecht in Richtung des geöffneten Kartons weist. Dieser Grundkörper oder Grundkäfig14 hat den Vorteil, dass in Schubrichtung der Schubvorrichtung7 keine Barrieren vorhanden sind. Die Antriebseinheit ist ebenfalls nur sehr skizzenhaft dargestellt, und umfasst zwei Lagerwalzen16 und einen motorischen Antrieb17 , der auf ein Mitnahmeelement18 einwirkt, welches mit dem Grundkörper14 der Aufnahmeeinheit6 verbunden ist. - Das Verschlussband
15 umschließt in Schritt I., dem ersten Befüllungsvorgang mit den Verpackungen2.1 , den Grundkörper14 von drei Seiten. Die Bandenden des Verschlussbandes15 sind auf je einer Speicherrolle19 gehalten und aufgerollt. Diese Speicherrollen19 sind motorisch angetrieben. Das Verschlussband15 läuft beidseitig des Grundkörpers14 über Spann- und Führungselemente20 , die je eine ortsfeste Basiswalze21 und eine an einem Hebelarm22 schwenkbar gelagerte Führungswalze23 umfassen. - In dem gezeigten Beispiel werden die Führungswalzen
23 mittels Federelementen24 , die an den Hebelarmen22 angreifen, dem Verschlussband15 nachgeführt und dieses somit unter Spannung und in Position gehalten. - In
2 sind die Verfahrensschritte wie folgt dargestellt:
Schritt I.: Der Vakuumgreifer5 legt senkrecht von oben schichtweise die Verpackungen in einer ersten Orientierung in den Grundkörper14 der Aufnahmeeinheit6 ein. Der Grundkörper14 wird vom Verschlussband15 an einer kurzen Seite, hier der Boden, und den beiden langen Seitenflächen umschlossen. Die Speicherrollen19 sind nicht angetrieben. - Schritt II. zeigt den Beginn der Drehung des Grundkörpers
14 nach der vollständigen ersten Beladung. Angetrieben durch die Antriebseinheit wird der Grundkörper14 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Dabei wird das Verschlussband15 von der linken Speicherrolle19 abgerollt und auf die rechte Speicherrolle19 aufgerollt. - In den Schritten III. und IV. wird die Bewegung fortgeführt, wobei die ehemals rechte Seitenwand freigegeben wird und die ehemals den Boden darstellende kurze Fläche zur neuen Seitenfläche wird. In der gesamten Zeit wird das Verschlussband
15 durch die Führungsrollen23 optimal nachgeführt. - Schritt V. zeigt die zweite Befüllungsphase, in welcher die Verpackungen
2.2 , die quer auf den jetzt senkrecht stehenden Verpackungen2.1 angeordnet werden. Der Vakuumgreifer5 legt die Verpackungen2.2 senkrecht von oben in die Aufnahmeeinheit6 ein. -
3 zeigt einen speziellen Grundkörper14 , bei welchem zwei der Wandelemente14.1 und14.2 als starre Platten ausgeführt sind. Diese Ausführungsform ist vor allem dann zu wählen, wenn ausschließlich 90°-Drehungen vorgesehen sind.
Claims (15)
- Verpackungs- und Gruppiervorrichtung (
1 ) für Verpackungseinheiten (2 ), insbesondere Beutel, Kartons, Trays, Tüten, Menüschalen usw., umfassend mindestens eine Zuführungsstrecke, mindestens eine Gruppierungseinheit und mindestens eine Befülleinheit (7 ,8 .9 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppierungseinheit eine quaderförmige Aufnahmeeinheit (6 ) zur Bildung von Schichten aus in mindestens zwei verschiedenen Lageausrichtungen befindlichen Gruppen von Verpackungen (2 ) aufweist und die Aufnahmeeinheit (6 ) eine erste Gruppe von vier Seitenebenen, von welchen mindestens ein Teil verschließbar ist, sowie eine zweite Gruppe von zwei parallelen, nicht verschließbaren Seitenebenen umfasst, wobei mindestens eine Seitenebene und höchstens drei Seitenebenen der ersten Gruppe durch mindestens ein Band oder bandartiges Element (15 ) gleichzeitig verschließbar sind, indem das Band oder bandartige Element (15 ) Seitenwände ausbildet, und wobei die Aufnahmeeinheit (6 ) zum Wenden oder Umlagern der eingelegten Verpackungen (2 ) in oder entgegen der Bandrichtung drehbar gelagert ist, wodurch die durch das mindestens eine Band oder bandartige Element (15 ) gebildete Seitenwand oder gebildeten Seitenwände bzgl. Fläche und Lage bzw. die Seitenebenen der ersten Gruppe bezüglich Verschließbarkeit veränderlich sind. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (
6 ) als Grundgerüst oder -körper (14 ) einen aus Stäben oder Trägern gebildeten Käfig oder Teilkäfig aufweist. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei direkt aneinandergrenzende Seitenflächen der ersten Gruppe von Seitenebenen der Aufnahmeeinheit (
6 ) als starre Wände (14.1 ,14.2 ), Wandgitter oder dergleichen ausgebildet sind. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (
6 ) mindestens in eine Richtung in der Größe veränderlich ist, wobei im Falle von teilweise starren Seitenflächen, diese als in einer Ausdehnungsrichtung als veränderliche Elemente ausgebildet sind, insbesondere als Lamellenwände, ziegelartig überlappende Schichten oder dergleichen. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Größenänderungen im Rahmen oder Grundgitter der Aufnahmeeinheit (
6 ) mindestens ein Antrieb vorgesehen ist, insbesondere ein motorischer oder ein hydro-pneumatischer Antrieb. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (
15 ) an mindestens einem Ende außerhalb der Aufnahmeeinheit (6 ) gelagert sind. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (
15 ) an mindestens einem Bandende eine Spannvorrichtung und/oder Bandführungsvorrichtung (21 ,22 ,23 ) aufweisen. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (
15 ) aufwickelbar oder verschiebbar gelagert und angetrieben sind, sodass diese parallel zur Drehbewegung des Aufnahmeelementes hin- und zurück beschleunigt werden können. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Führungswalze (
23 ) vorgesehen ist, mittels welcher das mindestens eine Band oder bandartige Element (15 ) geführt wird. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungswalze (
23 ) motorisch derart angetrieben ist, dass diese querliegend zur Bandrichtung in mindestens einer Richtung verschiebbar ist. - Verpackungs- und Gruppiervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppierungseinheit einen Antrieb (
17 ) umfasst, welcher derart gelagert und antreibbar ist, dass er Bewegungen in Achsrichtung und rotierend um diese ausführen kann, wobei die Aufnahmeeinheit (6 ) oder Teile der Aufnahmeeinheit (6 ) an dem Antrieb (17 ) befestigt sind und durch diesen gedreht werden können. - Verpackungs- und Gruppierverfahren für Verpackungseinheiten (
2 ), insbesondere Beutel, Kartons, Trays, Tüten, Menüschalen usw., dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird und mindestens die folgenden Schritte durchlaufen werden: a) Zuführen der Verpackungseinheiten (2 ,2.1 ) b) Umlagern der Verpackungseinheiten (2 ,2.1 ) von der Zuführung (3 ) in die Aufnahmeeinheit (6 ) c) Drehen der Aufnahmeeinheit (6 ) um einen Winkel α d) Umlagern weiterer Verpackungseinheiten (2 ,2.2 ) in die Aufnahmeeinheit (6 ) e) Überführen der in der Aufnahmeeinheit (6 ) gebildeten Packgruppe in eine Umverpackung (Karton10 ). - Verpackungs- und Gruppierverfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt d) die Aufnahmeeinheit (
6 ) wieder in die Ausgangslage um den Winkel –α zurückgedreht oder in Richtung der ersten Drehung weiter gedreht wird, und anschließend Schritt e) ausgeführt wird. - Verpackungs und Gruppierverfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes c) die Spannung des mindestens einen Bandes (
15 ) angepasst wird. - Verpackungs- und Gruppierverfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes c) das mindestens eine Band (
15 ) in Drehrichtung bewegt wird, insbesondere mit einer derartigen Geschwindigkeit, dass keine oder eine minimale Differenzgeschwindigkeit zwischen dem bewegten Band und mit diesem in Kontakt befindlichen Elementen der Aufnahmeeinheit (6 ) vorliegt.
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