DE102008049255A1

DE102008049255A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufstecken von Ventilsäcken

Info

Publication number: DE102008049255A1
Application number: DE102008049255A
Authority: DE
Inventors: Vincent Delatour
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-01
Also published as: ES2553896T3; EP2340206B1; EP2340206A1; CN102164822A; WO2010034460A1; CN102164822B; EA022541B1; DK2340206T3; EA201190001A1

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Aufstecken und Füllen von Ventilsäcken mit einer Sackaufsteckvorrichtung zum Aufstecken der Ventilsäcke sowie mit einer Greifereinrichtung und mit einer Aufsteckeinrichtung, wobei die Greifereinrichtung zum Ergreifen eines leeren Ventilsacks vorgesehen ist und wobei die Aufsteckeinrichtung geeignet ist, einen Ventilsack auf einen Füllstutzen einer mit mehreren Füllstutzen ausgerüsteten rotierenden Packmaschine aufzustecken. Dabei ist eine Bewegung der Greifereinrichtung über eine drehbare Exzentereinrichtung steuerbar und die Exzentereinrichtung ist mittels eines Motors drehbar, um periodisch Ventilsäcke anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung aufzustecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufstecken von Ventilsäcken und insbesondere eine Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken auf einen bzw. die Füllstutzen einer Packmaschine, sowie eine mit einer Packmaschine und einer Sackaufsteckvorrichtung ausgerüstete Packanlage.
Solche Sackaufsteckvorrichtungen oder Aufsteckautomaten und Packanlagen sind im Stand der Technik bekannt geworden. Beispielsweise ist aus der DE 35 25 348 C2 eine Vorrichtung zum Aufstecken auf den Füllstutzen oder die Füllstutzen einer Packmaschine bekannt geworden, bei der zwei Saugleisten vorgesehen sind, die auf beiden Seiten des Sackventils einen vereinzelten Sack ergreifen und das Sackventil öffnen. Die Bewegung der Saugleisten wird über Druckluftzylinder gesteuert. Anschließend wird der Sack mit geöffnetem Sackventil über Antriebsmittel beschleunigt und in Richtung auf das Füllrohr geschossen. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Greiferleisten zum Öffnen des Sackventils in Längsrichtung ortsfest angeordnet, sowie es auch das Antriebsmittel ist.
Seit dem Bekanntwerden dieser Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken ist die Geschwindigkeit beim Abfüllen von Gütern in Ventilsäcke erheblich gestiegen, womit auch die Anforderungen an die Bewegungskoordination und die Steuerung der Packanlage und des Aufsteckautomaten entsprechend gestiegen sind. Die heutigen Anforderungen an die Flexibilität und die Auf steckgeschwindigkeit erfüllt diese bekannte Vorrichtung nur bedingt.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken zur Verfügung zu stellen, welche eine flexible Steuerung und eine hohe Leistung erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Packanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand von Anspruch 14. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung definiert.
Die erfindungsgemäße Sackaufsteckvorrichtung dient zum Aufstecken von Säcken und insbesondere zum Aufstecken von Ventilsäcken und weist wenigstens eine Greifereinrichtung und wenigstens eine Aufsteckeinrichtung auf. Die Greifereinrichtung ist zum Ergreifen eines leeren Ventilsacks vorgesehen und geeignet und die Aufsteckeinrichtung ist geeignet, einen Ventilsack auf einen Füllstutzen einer insbesondere mit mehreren Füllstutzen ausgerüsteten rotierenden Packmaschine aufzustecken. Dabei ist eine Bewegung der Greifereinrichtung über eine drehbare Exzentereinrichtung steuerbar, wobei die Exzentereinrichtung mittels eines Motors drehbar ist, um periodisch mittels der Greifereinrichtung Ventilsäcke anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung aufzustecken.
Die Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sackaufsteckvorrichtung ist die erhebliche Flexibilität. Mittels der drehbaren Exzentereinrichtung, die über einen insbesondere elektrischen Motor angetrieben wird, kann eine flexible Steuerung der Bewegung der Greifereinrich tung und eine den jeweiligen Bedingungen angepasste Steuerung der Aufsteckvorrichtung insgesamt erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Drehgeschwindigkeit der Exzentereinrichtung nahezu ohne Zeitverzögerung über den Motor erhöht oder verringert werden kann. Somit kann jederzeit auf sich ändernde Bedingungen reagiert werden. Die Geschwindigkeit einer Bewegung kann sogar beschleunigt oder abgebremst werden, während die Bewegung noch durch die Greifereinrichtung ausgeführt wird. Dadurch kann flexibel auf sich ändernde Bedingungen reagiert werden, sodass die Aufsteckquote insgesamt erhöht werden kann. Wird beispielsweise nur 1% der Säcke nicht auf einen Füllstutzen aufgesteckt, so sammeln sich nach einer Stunde bei einer Abfüllrate von 3600 Säcken 36 Säcke auf den Boden an, die sich im Laufe von 10 Arbeitsstunden auf 360 Sack aufsummieren würden, sofern die Säcke nicht eingesammelt werden, was in periodischen Abständen nötig ist, um die Funktion nicht zu beeinträchtigen.
Bei modernen Abfüllleistungen, bei denen z. B. ein Sack oder mehr pro Sekunde gefüllt wird, bedeutet schon eine Verbesserung der Aufsteckqoute von nur 0,1% von z. B. 99,5% auf 99,6% eine erhebliche Verringerung der nicht korrekt aufgesteckten Säcke von in diesem Beispiel relativ gesehen 20%.
Mit der Erfindung wird die Zuverlässigkeit einer erfindungsgemäßen Packanlage erhöht, wobei die Abfüllgeschwindigkeit gleichzeitig noch steigerbar ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Greifereinrichtung mittels der Exzentereinrichtung in einem Zyklus bzw. Kreislauf von einer Sackannahmeposition zu einer Sackübergabeposition zur Übergabe des Ventilsacks an die Aufsteckeinrichtung und wieder in die Sackannahmeposition verschwenkt. Insbesondere stellt ein Zyklus einen geschlossenen Kreislauf dar, bei dem die Exzentereinrichtung nicht hin und her verschwenkt wird, sondern nur in eine Richtung dreht. Eine nur in eine Drehrichtung erfolgende Bewegung der Exzentereinrichtung ist vorteilhaft, da eine insbesondere kontinuierlich in eine Richtung erfolgende Drehung die Exzentereinrichtung und die Greifereinrichtung nicht so stark belastet wie es bei ständig wechselnden Bewegungsrichtungen der Fall ist. Durch die Vermeidung von wechselnden Drehrichtungen trägt die Erfindung zu der Erhöhung der Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei.
In bevorzugten Weiterbildungen wird die Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung innerhalb eines Zyklus in stetiger Weise geändert. Das bedeutet, dass die Steuereinrichtung die Drehzahl des Motors derart steuert, dass die Anzahl der Start-/Stoppvorgänge möglichst reduziert wird, wobei insbesondere ein kontinuierliches Durchlaufen des Motors angestrebt wird. Durch eine kontinuierliche Anpassung der Drehzahl des Motors an die aktuellen Bedingungen kann zu jeder Zeit eine für die aktuelle Aufsteckgeschwindigkeit optimale Drehgeschwindigkeit der Exzentereinrichtung eingestellt werden.
So kann beispielsweise die Bewegung der Greifereinrichtung über eine reduzierte Drehzahl des Motors und somit der Exzentereinrichtung verringert werden, wenn sich die Sauggreifer der Greifereinrichtung dem nächsten aufzunehmenden Sack nähern, obwohl noch eine gewisse Wartezeit bis zur Aufnahme überbrückt werden muss.
Durch eine Verringerung der Drehzahl der Exzentereinrichtung kann die nötige Wartezeit bis zur Annahme des nächsten Ventilsacks überbrückt werden, während gleichzeitig die bewegten Komponenten durch die verringerte Drehzahl geschont werden. Im Stand der Technik wurden hingegen jede Bewegung mit maximaler Geschwindigkeit ausgeführt, wodurch sich eine große Anzahl von Start-/Stoppvorgängen mit jeweils maximaler Beschleunigung bzw. Verzögerung ergab. Eine Anpassung der Bewegungsgeschwin digkeit der Greifereinrichtung innerhalb eines Zyklus an die aktuell vorherrschenden Bedingungen erlaubt demgegenüber eine schonendere Betriebsweise, wodurch insgesamt eine noch höhere Aufsteckleistung möglich ist, da die zulässigen Belastungsgrenzen der jeweiligen Komponenten trotz der höheren Geschwindigkeit nicht erreicht werden.
Werden Druckluftzylinder zur Steuerung der Greifereinrichtung eingesetzt, können Vibrationen entstehen, die bei höheren Leistungen zu einer Verringerung der Aufsteckquote führen. Mit der Erfindung werden schädliche Vibrationen vermieden.
Vorteilhafterweise ist die Aufsteckeinrichtung beim Erfassen eines Startsignals aktivierbar. Auch die Greifereinrichtung kann beim Erfassen eines Startsignals aktivierbar sein, sodass insgesamt die Sackaufsteckvorrichtung beim Erfassen oder mit der Weiterleitung eines Startsignals aktivierbar bzw. steuerbar ist, um die Bewegung der Greifereinrichtung oder den Aufsteckvorgang zeitlich an das Erfassen eines Startsignals anzupassen.
Insbesondere wird beim Erfassen eines Startsignals ein neuer Ventilsack von einem Sackstapel aufgenommen und an die Aufsteckeinrichtung übergeben, der im Anschluss daran den Sack auf einen Füllstutzen aufsteckt.
Es ist aber ebenso möglich und bevorzugt, dass beim Erfassen eines Startsignals ein an der Aufsteckeinrichtung aufgenommener Sack mittels einer Beschleunigungseinrichtung beschleunigt und auf einen vorbei rotierenden Füllstutzen aufgesteckt wird. Bei dieser Variante wird der Ventilsack beispielsweise nahezu ohne Zeitverzögerung nach dem Erfassen des Startsignals beschleunigt und wird sehr kurze Zeit später auf den Füllstutzen aufgesteckt. Selbstverständlich sind auch feste oder vorgebbare oder einstellbare Wartezeiten zwischen der Erfassung eines Startsignals und der Aktivierung der Greifereinrichtung und/oder der Aufsteckeinrichtung möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird der jeweilige Zeitabstand aufeinander folgender Startsignale erfasst und von der Steuereinrichtung ausgewertet. Dann ist es insbesondere bevorzugt, wenn eine Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung in Abhängigkeit von dem aktuell erfassten Zeitabstand verändert wird.
Typischerweise wird ein Startsignal ausgegeben, wenn ein Füllstutzen einer Vorrichtung eine vorbestimmte Winkelposition erreicht hat. Wird nun der Zeitabstand eines Startsignals zu einem folgenden Startsignal gegenüber einem vorherigen Zeitabstand verringert, so deutet dies auf eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Packmaschine hin. Wird eine Verringerung des Zeitabstandes und somit eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Packmaschine detektiert, so bestimmt die Steuereinrichtung eine entsprechend angepasste Grunddrehzahl des Motors, um auch das Aufnehmen eines Ventilsacks von einem Stapel von Ventilsäcken zu beschleunigen. Ergibt sich umgekehrt, dass der Zeitabstand zweier aufeinander folgender Startsignale sich vergrößert, deutet dies auf eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Packmaschine hin, woraufhin die Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung entsprechend verringert wird.
Auf diese Art und Weise ergibt sich eine sehr einfache selbstregelnde Betriebsweise der Sackaufsteckvorrichtung an einer Packmaschine. Der Betrieb der Sackaufsteckvorrichtung erfolgt automatisch, sofern die Packmaschine entsprechende Startsignale zur Verfügung stellt. Auf eine Verringerung oder eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Packmaschine reagiert die Sackaufsteckvorrichtung flexibel und passt sich in kürzester Zeit an eine Veränderung an. Dadurch können bei hohen und höchsten Aufsteckraten hohe und höchste Aufsteckquoten erzielt werden, während gleichzeitig die einzelnen Komponenten der Sackaufsteckvorrichtung in einer schonenden Weise betrieben werden, wodurch die Lebensdauer trotz Steigerung der Kapazität erhöht wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Greifereinrichtung verschwenkbar angeordnet und dazu geeignet und vorgesehen, einen Ventilsack eines auf einer Aufnahmefläche eines Ablagetischs angeordneten Sackbündels in einer ersten Schwenkposition zu ergreifen und aufzunehmen und in einer zweiten Schwenkposition an die Aufsteckeinrichtung zu übergeben.
Dabei besteht die Aufsteckeinrichtung vorzugsweise wenigstens aus zwei Aufsteckteilen, von denen wenigstens ein Aufsteckteil verschwenkbar angeordnet ist. Der Motor dient als gemeinsamer Antrieb für die Verschwenkung der Greifereinrichtung und für die Verschwenkung des wenigstens einen verschwenkbaren Aufsteckteils. Dazu ist die Greifereinrichtung mit dem verschwenkbaren Aufsteckteil über einen Koppelmechanismus mechanisch gekoppelt. Das bedeutet, dass vorzugsweise nicht nur die Greifereinrichtung, sondern auch die Aufsteckeinrichtung über die Exzentereinrichtung gesteuert werden. Die mechanisch mit der Greifereinrichtung gekoppelte Aufsteckeinrichtung wird ebenso über die Exzentereinrichtung angetrieben, sodass sich eine besonders flexible und einfache Steuerung der Sackaufsteckvorrichtung ergibt.
Besonders bevorzugt ist die Aufsteckeinrichtung in Längsrichtung gegenüber der Greifereinrichtung verstellbar angeordnet, um unterschiedliche Sackabmessungen ausgleichen zu können. Werden beispielsweise unterschiedliche Sackbreiten für unterschiedliche abzufüllende Materialien oder für unterschiedliche Gebindegrößen verwendet, so kann der radiale Abstand der Aufsteckeinrichtung von dem Füllstutzen entsprechend auf einfache Art und Weise angepasst werden. Dadurch kann bei unterschiedlichen Sackabmessungen die Aufsteckquote weiter erhöht werden.
Andererseits ist es durch die flexible Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Exzentereinrichtung auch möglich, in einem gewissen Maße unterschiedliche Sackabmessungen auszugleichen, da die Drehgeschwindigkeit anpassbar ist.
Die erfindungsgemäße Packanlage weist insbesondere eine rotierbare Packmaschine zum Füllen von Gütern in Ventilsäcke auf, wobei die rotierbare Packmaschine mehrere über den Umfang der Packmaschine verteilt angeordnete Füllstutzen aufweist. Weiterhin ist wenigstens eine Steuereinrichtung und es ist wenigstens eine an einer vorbestimmten Winkelposition angeordnete Sackaufsteckvorrichtung zum Aufstecken der Ventilsäcke auf die Füllstutzen der Packmaschine vorgesehen. Das Aufstecken der Ventilsäcke auf die Füllstutzen erfolgt mittels einer Aufsteckeinrichtung. Wenigstens eine Greifereinrichtung ist zum Ergreifen eines leeren Ventilsacks vorgesehen. Eine Bewegung der Greifereinrichtung ist dabei über eine drehbare Exzentereinrichtung steuerbar, wobei die Exzentereinrichtung mittels eines Motors drehbar ist, um periodisch Ventilsäcke anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung aufzustecken.
Auch die erfindungsgemäße Packanlage hat viele Vorteile. Bei der erfindungsgemäßen Packanlage kann die Kapazität erhöht werden, während gleichzeitig die Sackaufsteckquote verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist die Greifereinrichtung mittels der Exzentereinrichtung in einem Zyklus von einer Sackannahmeposition zu einer Sackübergabeposition zur Übergabe des Ventilsacks an die Aufsteckeinrichtung und wieder in die Sackannahmeposition verschwenkbar.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mit welcher erfassbar ist, wenn ein Füllstutzen eine vorbestimmte Winkelposition erreicht. Insbesondere wird bei Erreichen einer vorgeschriebenen Winkelposition ein Startsignal an die Sackaufsteckvorrichtung ausgegeben.
Als Sensoreinrichtung kann ein mechanischer Sensor eingesetzt werden, der ein Signal auslöst, wenn beispielsweise der Füllstutzen eine vorbestimmte Winkelposition erreicht. Es ist ebenso möglich, dass ein optischer, magnetischer oder sonstiger Sensor zur Erfassung der Position der Füllstutzen dient. Weiterhin ist es möglich, dass ein zentraler Drehwinkelgeber z. B. an der Drehachse der Packmaschine die entsprechenden Startsignale auslöst, da die Lage der einzelnen Füllstutzen über dem Umfang der Packmaschine und somit relativ zur zentralen Drehachse der Packmaschine bekannt ist und somit aus dem Signal des Drehwinkelgebers auf die jeweilige Winkelposition der Füllstutzen zurückgeschlossen werden kann.
In bevorzugten Weiterbildungen passt die Steuereinrichtung die Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung an eine Drehzahl der Packmaschine an, um im Wesentlichen eine kontinuierliche Drehung der Exzentereinrichtung zu gewährleisten.
In bevorzugten Weiterbildungen weist die Packanlage eine zuvor beschriebene Aufsteckvorrichtung auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufstecken von Ventilsäcken auf die Füllstutzen einer mit mehreren Füllstutzen ausgerüsteten rotierenden Packmaschine ergreift die Greifereinrichtung einen leeren Ventilsack und die Aufsteckeinrichtung steckt den leeren Ventilsack auf einen Füllstutzen auf. Dabei wird eine Bewegung der Greifereinrichtung über eine drehbare Exzentereinrichtung gesteuert. Die drehbare Exzentereinrichtung wird mittels eines Motors gedreht, um periodisch Ventilsäcke anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung aufzustecken.
Auch das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vorteilhaft. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Aufsteckquote erhöht werden, während die Komponenten auf eine schonende Art und Weise eingesetzt werden.
Vorzugsweise wird eine Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung in einem Zyklus kontinuierlich oder auch stetig geändert. Das bedeutet, dass ein Stopp des Motors innerhalb eines Zyklus möglichst vermieden wird, um Beschleunigungen und Verzögerungen möglichst gering zu halten, während gleichzeitig eine möglichst hohe Aufsteckgeschwindigkeit erzielt wird.
Vorzugsweise wird die Aufsteckeinrichtung und/oder die Greifereinrichtung beim Erfassen eines Startsignals aktiviert. Besonders bevorzugt wird der Zeitabstand aufeinanderfolgender Startsignale erfasst, um insbesondere die Drehzahl des Motors der Exzentereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Zeitabstand zu verändern.
In bevorzugten Weiterbildungen wird die Grunddrehzahl des Motors dann verändert, wenn eine Zeitdifferenz zweier Zeitabstände ein vorbestimmtes Maß übersteigt. Das bedeutet, dass innerhalb eines normalen Zyklus der Motor eine Grunddrehzahl aufweist, die innerhalb des Zyklus nach einem vorbestimmten Schema veränderbar ist, um beispielsweise Wartezeiten über eine verringerte Drehzahl zu realisieren. Ändert sich nun der zeitliche Abstand der Startsignale kann die Grunddrehzahl des Motors entsprechend angepasst werden, während die Variationen der Drehzahl innerhalb eines Zyklus entsprechend aufrecht erhalten bleiben.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben werden.
Darin zeigen:
1 eine schematische Aufsicht auf eine Packanlage mit einer Packmaschine und einer Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken;
2 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken;
3 eine perspektivische Ansicht des Aufsteckkopfs der Vorrichtung nach 2 in einer ersten Position;
4 den Aufsteckkopf der Vorrichtung in einer zweiten Position;
5 den Aufsteckkopf der Vorrichtung nach 2 in einer dritten Position;
6 den Aufsteckkopf der Vorrichtung nach 2 in einer vierten Position;
7 ein schematisches Diagramm, in dem die Drehzahl der Exzentereinrichtung über dem Abstand der Füllstutzen in Umfangsrichtung aufgetragen ist; und
8 ein schematisches Diagramm, in dem die Drehzahl der Exzentereinrichtung über der Zeit dargestellt ist.
Mit Bezug auf die Figuren wird nun ein Ausführungsbeispiel der Packanlage 80 mit einer Aufsteckvorrichtung 10 erläutert. Die Aufsteckvorrichtung 10 ist als Aufsteckautomat ausgebildet und dient zum Aufstecken von Ventilsäcken 2 auf den oder die Füllstutzen einer Packmaschine 1.
Die Aufsteckvorrichtung 10 kann auch an bestehenden Packmaschinen 1 nachgerüstet werden. So ist es grundsätzlich möglich, jede schon bestehende rotierende Packmaschine 1 mit einer Aufsteckvor richtung 10 auszurüsten, wobei die Aufsteckvorrichtung 10 sich automatisch selbsttätig an die Drehgeschwindigkeit der Packmaschine 1 anpasst.
Die Steuerung und Anpassung der Bewegungabläufe aufeinander wird mit Bezug auf die 7 und 8 ausführlich beschrieben.
In 1 ist eine Packanlage 80 dargestellt, die eine Packmaschine 1 zum Abfüllen von Produkten in Ventilsäcke 2, einen Aufsteckautomaten 10 und ein Austrageband 70 zum Abtransport der gefüllten Ventilsäcke 2 aufweist. Die Packmaschine 1 ist hier als rotierende Füllanlage mit mehreren Füllstutzen 27 ausgeführt, auf die die zu füllenden Ventilsäcke 2 mittels des Aufsteckautomaten 10 aufgesteckt werden.
Die Packmaschine 1 dreht sich in die Drehrichtung 48, während die aufgesteckten Ventilsäcke 2 gefüllt werden. Die fertig gepackten Ventilsäcke 2 werden auf dem Austrageband 70 abgelegt und damit abtransportiert.
Beispielsweise werden solche Säcke oder Ventilsäcke 2 mit Baustoffen, wie z. B. Zement oder auch mit anderen pulverförmigen oder granulatartigen Stoffen automatisch gefüllt. Dazu wird beispielsweise die in 1 dargestellte rotierende Packmaschine 1 eingesetzt. Es ist auch die Verwendung eines Einzelpackers oder eines Reihenpackers möglich. Bei rotierenden Packmaschinen 1 sind die mehreren Füllstutzen 27 über dem Umfang symmetrisch verteilt angeordnet. Die in 2 dargestellte Vorrichtung 10 zum Aufstecken der Ventilsäcke 2 ist in einer vorbestimmten Winkelposition bzw. Aufsteckposition 58 der Packmaschine 1 angeordnet.
Wenn nun ein Füllstutzen 27 der Packmaschine 1 sich in der Aufsteckposition 58 befindet, wird mit dem Aufsteckautomaten 10 ein leerer Ventilsack 2 mit Hilfe des Aufsteckkopfs 20 auf den Füllstutzen 27 aufgesteckt.
Moderne Packmaschinen 1 mit einer Anzahl von acht oder zwölf oder sogar sechzehn oder noch mehr Füllstutzen 27 haben enorme Durchsatzleistungen, bei denen Abfüllraten in der Größenordnung von 1 Sack pro Sekunde und mehr möglich sind. Das bedeutet, dass pro Stunde etwa 3000 bis 5000 Säcke gefüllt werden, was eine enorme logistische Anforderung darstellt.
Zur Automatisierung des Aufsteckens wird deshalb ein Aufsteckautomat 10 mit einem Leersackmagazin 30 zur Zwischenlagerung der leeren Ventilsäcke 2 eingesetzt.
Die Bedienperson muss dann nur noch Sackbündel 3 in die Fächer 31 des Leersackmagazins 30 einlegen. Die Sackbündel 3 werden dem Ablagetisch 7 automatisch zugeführt und zunächst zu einer Wartefläche 28 und anschließend zu einer Aufnahmefläche 6 transportiert, wo sie einzeln abgehoben werden. Anschließend wird das Ventil des Ventilsacks 2 geöffnet und der Ventilsack 2 wird auf den Füllstutzen 27 der Packmaschine 1 aufgeschossen.
In den 3 bis 6 ist in vergrößerter perspektivischer Darstellung der Aufsteckkopf 20 des erfindungsgemäßen Aufsteckautomaten 10 in vier unterschiedlichen Positionen dargestellt, wobei in den Darstellungen nach 3 und 4 der Aufsteckkopf 20 in der Position zur Verarbeitung von breiten Ventilsäcken 2 gezeigt wird, während in den Darstellungen nach 5 und 6 der Aufsteckkopf 20 auf die Verarbeitung von schmaleren Ventilsäcken 2 eingestellt ist.
Der in der perspektivischen Darstellung nach 3 vergrößert dargestellte Aufsteckkopf 20 des Aufsteckautomaten 10 umfasst ein Gehäuse 32 zur Lagerung und Anordnung der verschiedenen Komponenten.
An dem Gehäuse 32 ist die Greifereinrichtung 4 verschwenkbar vorgesehen, die eine Saugerleiste 19 umfasst, die in einer ersten Schwenkposition 8 sich in der Sackannahmeposition 53 befindet und den obersten Ventilsack 2 eines aus flach übereinander gestapel ten Ventilsäcken 2 bestehenden Sackbündels 3 ergreift. Dazu weist die Saugerleiste 19 mehrere voneinander in Längsrichtung 13 beabstandete Sauger 33 auf, die vorzugsweise individuell zu- und abschaltbar sind, um die aktive Länge der Saugerleiste an die aktuelle Sackbreite 34 anzupassen.
Weiterhin ist an dem Gehäuse 32 eine Aufsteckeinrichtung 5 angeordnet, die hier aus zwei Aufsteckteilen 11 und 12 besteht, von denen das Aufsteckteil 11 beim Öffnen bzw. Schließen jeweils verschwenkt wird.
Die Aufsteckeinrichtung 5 umfasst die Aufsteckteile 11 und 12, wobei an jedem Aufsteckteil ein gewinkeltes Blech 22 bzw. 23 einer Sackventilöffnungseinrichtung 21 vorgesehen ist. Weiterhin ist an dem Aufsteckteil 11 eine Rollenleiste 25 vorgesehen und an dem Aufsteckteil 12 ein Riementrieb 26. Die Rollenleiste 25 und der Riementrieb 26 bilden eine Beschleunigungseinrichtung 24. Der Riementrieb 26 dient zum Antrieb und zur Beschleunigung eines zwischen der Rollenleiste 25 und dem Riementrieb 26 angeordneten Ventilsacks 2.
Die Rollenleiste 29 dient zur Führung des Ventilsacks 2 beim Aufstecken und wird nur im Störungsfall geöffnet. Der Andruckzylinder 49 drückt die Rollenleiste 29 gleichmäßig gegen den Riementrieb 26.
In 3 ist der Aufsteckkopf 20 in einer Position dargestellt, in der die Saugerleiste 19 in die erste Schwenkposition 8 verschwenkt ist, um in der Sackannahmeposition 53 einen neuen Ventilsack 2 von dem Sackbündel 3 abzuheben. Dabei ergreifen die Sauger 33 der Saugerleiste 19 den Ventilsack 2 im Sackventilbereich. Gleichzeitig sind in der Position nach 3 die Aufsteckeinrichtung 5 bzw. dessen Aufsteckteil 11 in verschwenkter, d. h. auseinander gefahrener Position dargestellt. Die Bewegungen des Aufsteckteils 11 und der Greifereinrichtung 4 mit der Saugerleiste 19 sind über den Koppelmechanismus 15 mechanisch zwangsgekoppelt, sodass sich bei einer Bewegung der Greifereinrichtung 4 automatisch auch die Aufsteckeinrichtung 5 bewegt. Die Bewegung wird über einen gemeinsamen Antrieb 14 gesteuert, der eine Exzentereinrichtung 51 und einen elektrischen Motor 50 umfasst.
Der Antrieb 14 wirkt über einen Übertragungsarm 52 direkt auf den Schwenkarm 37 der Aufsteckeinrichtung 5, die das Drehmoment über die Schwenkachse 41 auf den Hebel 36 überträgt, der wiederum über den Drehpunkt 42 das Drehmoment auf den Hebel 39 und schließlich auf den Hebel 40 überträgt. Die derart gebildeten beiden Kniehebel 16 und 17 steuern den Bewegungsablauf der Greifereinrichtung 4 und der Aufsteckeinrichtung 5 derart, dass Kollisionen vermieden werden, während gleichzeitig eine im Wesentlichen maximale Arbeitsgeschwindigkeit und Betriebssicherheit erreicht wird. Das bedeutet hier, dass bei der Überführung von der in 3 dargestellten Position in die in 4 dargestellte zweite Schwenkposition 9 zunächst die Saugerleiste 19 mit hoher Geschwindigkeit nach oben verschwenkt wird, während die Schließgeschwindigkeit der Schwenkbewegung des Aufsteckteils 11 über den gesamten Schwenkvorgang nahezu konstant bleibt, sodass die Gefahr einer Kollision zuverlässig vermieden wird. Die Saugerleiste 19 und die Greifereinrichtung 4 befinden sich in 4 in der Sackübergabeposition 54 zur Übergabe des Ventilsacks 2 an die Aufsteckeinrichtung 5.
Gleichzeitig wird durch die zwangsgesteuerte mechanische Kopplung der beiden verschwenkbaren Komponenten, nämlich der Greifereinrichtung 4 und der Aufsteckeinrichtung 5 nur noch ein Antrieb 14 benötigt, wodurch ein erheblicher zusätzlicher Aufwand eingespart wird.
Die Übertragung der Schwenkbewegung auf die Greifereinrichtung 4 erfolgt dabei durch den Hebel 40, der um den Drehpunkt 46 verschwenkt wird und dabei eine Bewegung der um den Drehpunkt 43 verschwenkbaren ersten Koppelstange 44 und der zweiten Koppelstange 45, sowie des Hebels 47 bewirkt. Die erste Koppelstange 44 ist hier durch eine Federeinrichtung 38 in Form eines Pneumatikzylinders ausgebildet, um unterschiedliche Sackbündelstärken aus gleichen zu können. Durch die parallel zu dem Hebel 47 angeordnete zweite Koppelstange 45 wird eine Parallelogrammführung gebildet, die eine gleichbleibende Ausrichtung der Saugerleiste bewirkt, sodass sich bei der Bewegung die Lage des Sackventilbereiches 35 zur horizontalen Ausrichtung nicht ändert.
Nach der Überführung von der in 3 dargestellten Position in die in 4 dargestellte Position wird das Sackventil durch den Schließvorgang der gewinkelten Bleche 22 und 23 der Sacköffnungseinrichtung 21 geöffnet, während der Ventilsack 2 sich nach unten zwischen der Rollenleiste 25 und dem Riemenantrieb 26 erstreckt. Nach der Öffnung des Ventils wird der Riementrieb 26 aktiviert und der Ventilsack 2 in die Längsrichtung 13 auf einen Füllstutzen 27 einer Packmaschine 1 bzw. Füllanlage 80 aufgeschossen. Die Saugerleiste 19 befindet sich in der zweiten Schwenkposition 9.
Die in den 5 und 6 dargestellten Zustände des Aufsteckkopfes 20 entsprechen grundsätzlich den in den 3 und 4 dargestellten Zuständen, wobei aber der Aufsteckkopf 20 auf die Verarbeitung von schmaleren Ventilsäcken 2 eingestellt ist.
Um den zu überbrückenden Abstand von dem Ende der Aufsteckeinrichtung 5 zu dem Beginn des Füllstutzens 27 auch bei schmaleren Ventilsäcken 2 auf einem konstanten und möglichst kleinem Maß zu halten, wird die Aufsteckeinrichtung 5 in der Längsrichtung 13 verfahren. Dadurch ergibt eine Überführung von dem in 3 dargestellten Zustand durch Längsverschiebung den in 5 dargestellten Zustand.
Gleichzeitig hat die Greifereinrichtung 4 ihre Lage ortsfest behalten, da die Aufnahmefläche 6 des Ablagetisches 7 ortsfest verbleibt. Der Koppelmechanismus 15 erlaubt hier eine sehr komfortable und zuverlässige Betriebsweise des Aufsteckautomaten 10, da die Aufsteckeinrichtung 5 gegenüber der Greifereinrichtung 4 auf der Gleitstange 18 verschiebbar gelagert ist. Durch den Koppelmechanismus 15, die an der Gleitstange 18 angreift, wird sichergestellt, dass auch in der in 5 dargestellten Position für schmalere Ventilsäcke 2 der Antrieb 14 zuverlässig koordinierte Schwenkbewegungen der Greifereinrichtung 4 und der Aufsteckaufrichtung 5 bewirkt. Die Koordination der Bewegungsabläufe muss nicht geändert werden.
In 6 ist der Zustand mit geschlossener Aufsteckeinrichtung 5 dargestellt, in der ein Sackventil eines nicht dargestellten Ventilsacks 2 durch die Öffnungseinrichtung 21 geöffnet wurde, sodass der Ventilsack 2 auf einen Füllstutzen 27 aufgeschossen werden könnte.
In 7 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, in dem die Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 über dem Umfangsabstand zweier Füllstutzen 27 in einem konkreten Beispiel dargestellt ist. Die Drehzahl 55 der insbesondere als Kurbeltrieb ausgeführten Exzentereinrichtung 51 über dem Abstand 56 zweier Füllstutzen 27 ergibt sich als Kurve 61, wobei sich mit verringerndem Umfangsabstand zwischen zwei Füllstutzen 27 die Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 entsprechend steigern muss, um die entsprechend größere Aufsteckrate der Ventilsäcke 27 bei einer gegebenen Packmaschine 1 mit einem vorgegebenen Umfang erfüllen zu können. Ist beispielsweise eine Packmaschine 1 mit einem bestimmten Umfang nur mit 4 Füllstutzen 27 ausgerüstet, so reicht die halbe Drehzahl 55 gegenüber einer Packmaschine 1 mit gleichem Durchmesser mit acht Füllstutzen 27 aus, da sich der entsprechende Umfangsabstand zwischen zwei Füllstutzen 27 verdoppelt hat.
8 zeigt ein schematisches Diagramm der Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 über der Ablaufzeit. Beträgt beispielsweise ein erster Zeitabstand 56 eintausend Millisekunden zwischen einem ersten Startsignal 57 und einem zweiten Startsignal 57 und ein zweiter Zeitabstand vergrößert sich auf eintausendzehn Millisekunden so bedeutet dies bei unveränderter Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51, dass die Kurbel des Kurbeltriebs sich bei der Auslösung des zweiten Startsignals in einer etwas voreilenden Winkelposition befindet.
Um dies auszugleichen, wird als Reaktion auf den verlängerten Zeitabstand 56 die Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 entsprechend reduziert, sodass sich im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Ablauf der dritten Periode bzw. nach Ablauf des dritten Zyklus die Exzentereinrichtung 51 wieder in der vorgesehenen Position befindet, wenn das Startsignal 57 ausgelöst wird.
Verringert sich anschließend der Zeitabstand 56 auf beispielsweise neunhundertneunzig Millisekunden, so wird das Startsignal 57 schon ausgelöst, bevor sich die Exzentereinrichtung in der vorgesehenen Position befindet. Daraufhin wird die Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 etwas erhöht, sodass sich nach Ablauf dieses Zyklus die Exzentereinrichtung 51 wieder in der vorgesehenen Position befindet, wenn das Startsignal 57 ausgelöst wird.
Über das dargestellte Prinzip kann die Sackaufsteckvorrichtung 10 der Packanlage 80 automatisch auf die Rotationsgeschwindigkeit der Packmaschine 1 eingestellt werden. Dazu ist eine Sensoreinrichtung 59 (vgl. 1) an einer Winkelposition 60 vorgesehen, um einen nahende Füllstutzen 27 entsprechend frühzeitig zu detektieren, sodass der Aufsteckvorrichtung 10 noch ausreichend Zeit verbleibt, um einen Sack 2 an der Aufsteckposition 58 aufzustecken.
Durch die Übermittlung der Startsignale 57 durch die Sensoreinrichtung 59 und durch die Analyse deren zeitlicher Abstände stellt sich die Sackaufsteckvorrichtung 10 automatisch ohne weitere Informationen auf die vorherrschenden Bedingungen ein. Daraus folgt, dass die Sackaufsteckvorrichtung 10 nicht nur für den Einsatz bei der Packmaschine 1 geeignet ist, sondern sich auch für den Einsatz an beliebigen rotierenden Packmaschinen eignet.
Durch die Anpassung der Drehzahl 55 der Exzentereinrichtung 51 nach jedem Zyklus oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen wird eine flexible Steuerung der Packanlage 80 ermöglicht, die bei einer schonenden Betriebsweise hohe Abfüllraten mit hohen Aufsteckquoten erlaubt.

1: Packmaschine
2: Ventilsack
3: Sackbündel
4: Greifereinrichtung
5: Aufsteckeinrichtung
6: Aufnahmefläche
7: Ablagetisch
8: 1. Schwenkposition
9: 2. Schwenkposition
10: Aufsteckautomat
11: Aufsteckteil
12: Aufsteckteil
13: Längsrichtung
14: Antrieb
15: Koppelmechanismus
16: Kniehebel
17: Kniehebel
18: Gleitstange
19: Saugerleiste
20: Aufsteckkopf
21: Sacköffnungseinrichtung
22: Gewinkeltes Blech
23: Gewinkeltes Blech
24: Beschleunigungseinrichtung
25: Rollenleiste
26: Riemenantrieb
27: Füllstutzen
28: Wartefläche
29: Rollenleiste
30: Leersackmagazin
31: Fach
32: Gehäuse
33: Sauger
34: Sackbreite
35: Sackventilbereich
36: Hebel
37: Schwenkarm
38: Federeinrichtung
39: Hebel
40: Hebel
41: Drehpunkt
42: Drehpunkt
43: Drehpunkt
44: 1. Koppelstange
45: 2. Koppelstange
46: Drehpunkt
47: Hebel
48: Drehrichtung
49: Andruckzylinder
50: Motor
51: Exzentereinrichtung
52: Übertragungsarm
53: Sackannahmeposition
54: Sackübergabeposition
55: Drehzahl
56: Zeitabstand
57: Startsignal
58: Aufsteckposition
59: Sensoreinrichtung
60: Winkelposition
61: Kurve
70: Austrageband
80: Packanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3525348 C2 [0002]

Claims

Sackaufsteckvorrichtung (10) zum Aufstecken von Ventilsäcken (2) mit einer Greifereinrichtung (4) und mit einer Aufsteckeinrichtung (5), wobei die Greifereinrichtung (4) zum Ergreifen eines leeren Ventilsacks (2) vorgesehen ist und wobei die Aufsteckeinrichtung (5) geeignet ist, einen Ventilsack (2) auf einen Füllstutzen (27) einer mit mehreren Füllstutzen (27) ausgerüsteten rotierenden Packmaschine (1) aufzustecken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Greifereinrichtung (4) über eine drehbare Exzentereinrichtung (51) steuerbar ist, wobei die Exzentereinrichtung mittels eines Motors (50) drehbar ist, um periodisch Ventilsäcke (2) anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung (5) aufzustecken.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Greifereinrichtung (4) mittels der Exzentereinrichtung (51) in einem Zyklus von einer Sackannahmeposition (53) zu einer Sackübergabeposition (54) zur Übergabe an die Aufsteckeinrichtung (5) und wieder in die Sackannahmeposition (53) verschwenkbar ist.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei eine Drehzahl (55) des Motors (50) der Exzentereinrichtung (51) innerhalb eines Zyklus stetig änderbar ist.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufsteckeinrichtung (5) beim Erfassen eines Startsignals (57) aktivierbar ist.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Zeitabstand (56) aufeinanderfolgender Startsignale (57) erfassbar ist.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drehzahl (55) des Motors (50) der Exzentereinrichtung (51) in Abhängigkeit von dem erfassten Zeitabstand (56) veränderbar ist.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehzahl (55) des Motors (50) veränderbar ist, wenn eine Zeitdifferenz ein vorbestimmtes Maß übersteigt.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifereinrichtung (4) verschwenkbar vorgesehen ist und geeignet ist, einen Ventilsack (2) eines auf einer Aufnahmefläche (6) eines Ablagetisches (7) angeordneten Sackbündels (3) in einer ersten Schwenkposition (8) zu ergreifen und aufzunehmen und in einer zweiten Schwenkposition (9) an die Aufsteckeinrichtung (5) zu übergeben, wobei die Aufsteckeinrichtung (5) aus wenigstens zwei Aufsteckteilen (11, 12) besteht, von denen wenigstens ein Aufsteckteil (11) verschwenkbar angeordnet ist, und wobei der Motor (50) als gemeinsamer Antrieb (14) für die Verschwenkung der Greifereinrichtung (4) und des verschwenkbaren Aufsteckteils (11) vorgesehen ist, indem die Greifereinrichtung (4) und das verschwenkbare Aufsteckteil (11) über einen Koppelmechanismus (15) mechanisch gekoppelt sind.
Sackaufsteckvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, wobei die Aufsteckeinrichtung (5) in Längsrichtung (13) gegenüber der Greifereinrichtung (4) verstellbar angeordnet ist, um unterschiedliche Sackabmessungen ausgleichen zu können.
Packanlage (80) mit einer rotierbaren Packmaschine (1) zum Füllen von Gütern in Ventilsäcke (2), mit mehreren über dem Umfang der Packmaschine (1) verteilt angeordneten Füllstutzen (27), wenigstens einer Steuereinrichtung und mit wenigstens einer an einer vorbestimmten Winkelposition (58) angeordneten Sackaufsteckvorrichtung (10) zum Aufstecken der Ventilsäcke (2) auf die Füllstutzen (27) mittels einer Aufsteckeinrichtung (5), wobei wenigstens eine Greifereinrichtung (4) zum Ergreifen eines leeren Ventilsacks (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Greifereinrichtung (4) über eine drehbare Exzentereinrichtung (51) steuerbar ist, wobei die Exzentereinrichtung mittels eines Motors (50) drehbar ist, um periodisch Ventilsäcke (2) anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung (5) aufzustecken.
Packanlage (80) nach Anspruch 10, wobei die Greifereinrichtung (4) mittels der Exzentereinrichtung (51) in einem Zyklus von einer Sackannahmeposition (53) zu einer Sackübergabeposition (54) zur Übergabe an die Aufsteckeinrichtung (5) und wieder in die Sackannahmeposition (53) verschwenkbar ist.
Packanlage (80) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, wobei eine Sensoreinrichtung (59) vorgesehen ist, mit welcher erfassbar ist, wenn ein Füllstutzen (27) eine vorbestimmte Winkelposition (60) erreicht, woraufhin ein Startsignal (57) an die Sackaufsteckvorrichtung (10) ausgebbar ist.
Packanlage (80) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, wobei die Steuereinrichtung die Drehzahl (55) des Motors (50) an eine Drehzahl der Packmaschine (1) anpasst, um im Wesentlichen eine kontinuierliche Drehung der Exzentereinrichtung (51) zu gewährleisten.
Verfahren zum Aufstecken von Ventilsäcken (2) auf einen Füllstutzen (27) einer mit mehreren Füllstutzen (27) ausgerüsteten rotierenden Packmaschine (1), bei dem eine Greifereinrichtung (4) einen leeren Ventilsack (2) ergreift und bei dem eine Aufsteckeinrichtung (5) den leeren Ventilsack (2) auf einen Füllstutzen aufsteckt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Greifereinrichtung (4) über eine drehbare Exzentereinrichtung (51) gesteuert wird, wobei die Exzentereinrichtung mittels eines Motors (50) gedreht wird, um periodisch Ventilsäcke (2) anzunehmen und mittels der Aufsteckeinrichtung (5) aufzustecken.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Drehzahl (55) des Motors (50) der Exzentereinrichtung (51) optional in einem Zyklus kontinuierlich oder stetig geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, wobei die Aufsteckeinrichtung (5) beim Erfassen eines Startsignals (57) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, wobei ein Zeitabstand (56) aufeinander folgender Startsignale (57) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 19, wobei eine Drehzahl (55) des Motors (50) der Exzentereinrichtung (51) in Abhängigkeit von dem erfassten Zeitabstand (56) verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 18, wobei die Drehzahl (55) des Motors (50) verändert wird, wenn eine Zeitdifferenz ein vorbestimmtes Maß übersteigt.