DE102011100975A1

DE102011100975A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umreifung von Gebinden, Packgüter oder gruppierten Artikeln

Info

Publication number: DE102011100975A1
Application number: DE102011100975A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kollmuss; Kurt Perl; Michael Hartl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-15
Also published as: CN103534172A; WO2012152501A1; US20140041534A1; EP2707287B1; US9493256B2; CN103534172B; EP2707287A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umreifungsstation und ein Verfahren zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden (12), Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter mit wenigstens einem annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde (12), Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifungsband (14, 34), das zur Ausbildung eines festen Verbundes der Gebinde (12), Packgüter etc. gespannt wird. Das Umreifungsband (34) wird von einem Magazin (30) wenigstens einem Applikationskopf (28) zur Aufbringung der Umreifung (14) auf jeweils eine Gruppierung, ein Gebinde (12), wenigstens ein Packgut und/oder die gruppierten Artikel oder Packgüter zugeführt. Zudem wird das Umreifungsband (34, 36) zumindest innerhalb eines Arbeitsbereiches des Applikaktionskopfes (28) weitgehend führungslos und/oder freifliegend verläuft und gefördert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden, Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit den Merkmalen des Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Umreifungsstation mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie ein Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren zur Regelung/Steuerung einer Bandspannung eines zwischen einem Magazin und einem beweglichen Applikationskopf frei geführten Umreifungsbandes mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Für die Verarbeitung, Zusammenstellung, Gruppierung und Verpackung von Artikeln wie bspw. Getränkebehältern gibt es unterschiedliche Verpackungsarten, bspw. die Zusammenfassung der Artikel bzw. Behälter zu tragbaren, relativ handlichen Gebindeeinheiten. Auch hierfür sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, einzelne Artikel zu größeren Gebinden zusammenzufassen. So werden bspw. Getränkebehälter meist mittels Schrumpffolien zu Gebinden von vier, sechs oder mehr Behältern zusammengefasst und verpackt. Die Herstellung von Gebinden ist meist unumgänglich, da sie die häufigste Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.
Bei der Herstellung von bekannten Gebindearten sind spezifische Fertigungsschritte erforderlich, um die üblicherweise eingesetzten Schrumpffolien verarbeiten zu können. Diese Fertigungsschritte erfordern einen relativ hohen Energieeinsatz. Zudem verursacht die verwendete Folie Kosten zur Herstellung, zur Bereitstellung, zur Handhabung sowie zur späteren Entsorgung, da sie nach dem Verkauf nicht mehr benötigt wird. Auch die Maschinenausstattung zur Bereitstellung der sog. Folieneinschlagmodule und anderer Handhabungsstationen verursacht hohe Investitionskosten. Schließlich erfordert auch die Bereitstellung des sog. Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Folie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Behälter geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.
Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sog. Umreifungsbänder zu einem Gebinde zusammengefasst und miteinander verbunden. In kontinuierlich oder taktweise arbeitenden Umreifungsmaschinen werden Behälter, Artikel oder Flaschen zu Formationen gruppiert und dann mit Hilfe von Umreifungsaggregaten mit einem Band oder mit mehreren Bändern umreift. Typische Formationen können bspw. 1 × 2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2 × 2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Routenformation), 3 × 2-, 4 × 3- oder grundsätzlich auch variable n × m-Anordnungen sein. Beim Einsatz derartiger Umreifungsbänder können sich allerdings Stabilitätsprobleme ergeben, da die Gebinde unter Umständen aufgrund der nicht eindeutigen Zuordnung der Behälter zueinander nicht lagestabil sind. Zur Reduzierung der Verschiebung der Behälter sind i. d. R. gewisse Vorspannkräfte der Umreifungsbänder erforderlich.
Allerdings können Probleme auch dadurch verursacht werden, dass bei biegeweichen Artikeln und Behältern wie bspw. bei Kunststoffflaschen, wie sie in der Getränkeindustrie zum Einsatz kommen, der Innendruck in den Behältern variieren kann. Viele Getränkebehälter werden bei der Abfüllung mit Kohlendioxid, mit Stickstoff oder mit anderen Gasen oder Stoffen beaufschlagt. Abhängig von den herrschenden Temperaturen bei der Abfüllung, von der Außen- oder Umgebungstemperatur, von der Lösungskonzentration des Gases bzw. des Kohlendioxids, vom Zeitverlauf seit der Abfüllung und ggf. von zahlreichen weiteren Parametern wie bspw. der Hallentemperatur, der Temperatur der abzufüllenden Flüssigkeit, der Jahreszeit etc., kann sich der Innendruck der zu umreifenden Behälter verändern. Da die Umreifungsparameter und die bei der Umreifung aufgebrachten Vorspannkräfte jedoch auf einen bestimmten Wert einzustellen sind, kann es leicht zu einer zu hohen oder einer unzureichenden Vorspannung kommen. Bei einer zu hohen Vorspannung können die Behälter beschädigt werden, während bei einer zu geringen Vorspannung die Gebindestabilität beeinträchtigt ist. Ob die gewählte Umreifungsvorspannung richtig eingestellt ist, kann im Wesentlichen nur durch die Entnahme und Überprüfung von Stichproben nachgeprüft werden, womit jedoch Ausschuss bei der Behälter- und Gebindeproduktion erzeugt wird. Die Maschinenparameter der Umreifungsmaschine sind durch eine Bedienperson anzupassen und neu einzustellen.
Aus der DE 10 2009 040 700 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gebinden aus mindestens zwei miteinander verbundenen Artikeln bekannt, die mit einer horizontal um die Außenseiten der Artikel gespannten Umreifung zusammengehalten werden, die während eines ununterbrochenen Förderprozesses um die Artikel gelegt und anschließend fixiert wird. Während der Aufbringung der Umreifung werden die Artikel nicht angehalten, da die Umreifung in einem kontinuierlichen Prozess während der ununterbrochenen Förderung der Artikel um diese aufgebracht wird. Dabei wird die Umreifung durch wenigstens ein um die Außenseiten der Artikel gespanntes und anschließend unter Vorspannung an seinen Enden verbundenes Band gebildet.
Die für die Umreifung der Artikel, Gebinde oder Packgüter eingesetzten Applikationsköpfe werden normalerweise in Maschinenrahmen geführt und bewegen sich nacheinander über die Gebinde, um die Umreifungen anzubringen. Da hierbei die Umreifungsbänder permanent nachgeführt werden müssen, können bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten der Applikationsköpfe Probleme hinsichtlich der Bandnachführung entstehen, die unter ungünstigen Umständen zu Maschinenstörungen führen können.
Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine verbesserte Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen von umreiften Gebinden, Gruppierungen aus Stückgütern und/oder Packgütern aus einem, insbesondere aber aus wenigstens zwei mit einer Umreifung zusammengefassten Artikeln, Stückgütern oder Behältern vorzuschlagen, bei dem unter allen Betriebszuständen eine zuverlässige, störungs- und kollisionsfreie Bandführung gewährleistet und aufrechterhalten wird.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden, Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit wenigstens einem annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde, Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifungsband, das zur Ausbildung eines festen Verbundes der umreiften Gebinde, Artikel, Packgüter etc. gespannt wird, vor. Das Umreifungsband wird bei diesem Verfahren von einem Magazin mit einem Endlosvorrat wenigstens einer Umreifungseinrichtung, d. h. einem Umreifungskopf oder Applikationskopf, zur Aufbringung der Umreifung auf jeweils eine Gruppierung, ein Gebinde, wenigstens ein Packgut und/oder die gruppierten Artikel oder Packgüter zugeführt. Das Umreifungsband wird dabei zumindest innerhalb eines Arbeitsbereiches des Applikaktionskopfes weitgehend führungslos und/oder freifliegend verlaufend gefördert, d. h. das Umreifungsband wird ohne weitere Führungselemente, Bandführungen oder Aufhängungen gefördert und hängt bzw. verläuft während des gesamten Umreifungsprozesses freifliegend im Arbeitsbereich des Applikationskopfes, insbesondere während dessen Förder- und Nachschubbewegungen und während dessen langsamer oder schneller Bewegungen während des synchronen Verfolgens der auf einer Horizontalförderrichtung bewegten Gebinde und beim Wechsel zu einem weiteren, benachbarten Gebinde.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Umreifungsband zwischen dem Magazin mit dem Endlosvorrat und/oder einem diesem zu- oder nachgeordneten Bandführungsbereich und der Umreifungseinrichtung bzw. dem Applikationskopt weitgehend führungslos und/oder freifliegend gefördert und verläuft dadurch führungslos und kollisionsfrei mit anderen Maschinenteilen oder Komponenten der Verpackungs- oder Umreifungsvorrichtung. Durch die freifliegende Führung der Umreifungsbänder, die wahlweise auch zu mehreren gleichzeitig in Betrieb befindlichen Applikationsköpfen verlaufen können, wird eine störungsfreie Bandförderung sichergestellt, ohne dass das Band einerseits zu stark durchhängt und dadurch in Gefahr kommt, sich zu verheddern oder sich um Teile der Maschine oder um die Gebinde zu legen. Andererseits darf die Bandspannung, die bei Bedarf jederzeit nachgeregelt werden kann, nicht zu hoch werden, da hierdurch die störungsfreie Nachförderung der für die Umreifung sowie für die Bewegungen der Applikationsköpfe relativ zu den ggf. permanent auf einer Horizontalfördereinrichtung beförderten Gebinden oder Artikelgruppen erforderlichen Bandabschnitte und Bandlängen beeinträchtigt werden könnte.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die wenigstens eine Umreifungseinrichtung bzw. der wenigstens eine Umreifungskopf oder Applikationskopf den auf ein er Horizontalfördereinrichtung bewegten Gebinden, Packgütern oder gruppierten Artikeln oder Packgütern zumindest während eines Umreifungs- und/oder Bandspannungsvorganges mit parallel gerichteter und annähernd synchroner Bewegung folgt und anschließend einem weiteren zu umreifenden Gebinde, Packgut etc. zugeführt wird. Es ist unmittelbar nachvollziehbar, dass hierbei der freifliegende und/oder weitgehend führungslos verlaufende Abschnitt des Umreifungsbandes zwischen der sich zyklisch und/oder oszillierend und ggf. auch mit ständig schwankenden Geschwindigkeiten bewegenden Umreifungseinrichtung bzw. dem sich bewegenden Applikationskopf und dem Magazin mit dem Endlosvorrat und/oder einem diesem zugeordneten Bandführungsbereich (Vorratsstation) in seiner Bandspannung bzw. seinem Durchhang innerhalb vorgebbarer Grenzen zwischen einem maximal zulässigen Durchhang und einer nicht zu überschreitenden Bandspannung gehalten/nachgeführt werden muss. Das Umreifungsband wird somit mit unterschiedlichen überlagerten Geschwindigkeiten, die aufgrund des Umreifungsvorganges sowie der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Applikationskopfes notwendig sind, vom Vorrat abgezogen und aus dem Magazin und/oder aus der Vorratsstation befördert und dem Applikationskopf zugeführt, damit der Durchhang des freifliegenden Bereiches des Bandes immer zwischen sinnvollen Extremwerten gehalten werden kann.
Zu diesem Zweck kann es notwendig sein, die Bandspannung zwischen der Umreifungseinrichtung bzw. dem Applikationskopf und dem Magazin (Endlosvorrat) oder dem Bandführungsbereich unter Berücksichtigung von mehreren, sich während der Umreifung eines Gebindes, Packgutes etc. und bei Bewegungsfahrten des wenigstens einen Applikationskopfes ändernden Eingangsgrößen permanent nachzuregeln. Auf diese Weise können die sich permanent ändernden Bandlängen im freifliegenden Abschnitt zwischen dem feststehenden Magazin bzw. Bandführungsbereich und dem sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in unterschiedliche Richtungen bewegenden Applikationskopf hinsichtlich ihres Durchhanges so reguliert werden, dass der Durchhang weder zu groß noch zu klein wird, was eine sehr schnelle Bandförderung und auch einen Bandrückzug im Bandführungsbereich bzw. im Magazin erfordert.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch Schritte zur Zuführung und zum Einfädeln eines neuen Umreifungsbandes, wenn ein Vorrat aufgebraucht oder wenn eine Störung auftreten ist, die ein Ausfädeln des Bandes erforderlich gemacht hat. Zum Zwecke des Einfädelns eines neuen Bandanfangs sieht das Verfahren vorzugsweise ein automatisiertes, insbesondere ein vollautomatisches Andocken des mit einem neuen Band zu bestückenden Applikationskopfes am Magazin bzw. an dessen Bandführungselementen und eine gesteuerte Übergabe und Einfädeln des Bandes in die Bandführungselemente des Applikationskopfes vor. So kann die Zuführung eines neuen Umreifungsbandanfangs vom Magazin zum wenigstens einen Applikationskopf durch dessen automatisch gesteuerte Annäherung und/oder durch dessen Andockung an das Magazin sowie durch ein automatisiertes Einfädeln des Umreifungsbandes in den Applikationskopf unter gleichzeitigem Nachführen des Umreifungsbandes vom Magazin erfolgen. Das automatisierte Einfädeln eines neuen Umreifungsbandes in den Applikationskopf kann bspw. auch nach einem Riss oder einer Beschädigung des Bandes erforderlich sein und erfolgt in der beschriebenen Weise.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels umfasst die Erfindung neben dem zuvor in verschiedenen Ausführungsvarianten beschriebenen Verfahren weiterhin eine Umreifungsstation zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden, Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit wenigstens einem annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde, Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifungsband, das zur Ausbildung eines festen Verbundes der mit dem Band umreiften Gebinde, Artikel, Packgüter etc. gespannt wird. Die Umreifungsstation umfasst zumindest eine Horizontalfördereinrichtung zur Beförderung der zu umreifenden Gebinde, Packgüter oder gruppierten Artikel oder Packgüter sowie wenigstens einen den Gebinden, Packgütern oder Gruppen von Artikeln oder Packgütern von oben einzeln zuführbaren und zumindest für einen Umreifungs- und Bandspannungszyklus parallel und annähernd synchron mit den zu umreifenden Gebinden, Packgütern oder Gruppen von Artikeln oder Packgütern in Förderrichtung bewegbaren Applikationskopf oder Umreifungskopf.
Zudem umfasst die Umreifungsstation ein Magazin mit einem Endlosvorrat des abzurollenden Umreifungsbandes, das dem wenigstens einen Applikationskopf bzw. Umreifungskopf zugeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung und zur Erreichung der oben genannten Ziele wird das Umreifungsband zumindest in einem Arbeitsbereich des Applikationskopfes freifliegend und ohne weitere Führungen, Bandführungselemente o. dgl. geführt. Wahlweise kann das Umreifungsband zwischen dem Magazin mit dem Endlosvorrat des Umreifungsbandes und dem Applikationskopf bzw. der Umreifungseinrichtung weitgehend führungslos und/oder freifliegend verlaufend geführt und gefördert werden.
Als Arbeitsbereich wird im vorliegenden Zusammenhang der maximale Bewegungsbereich der Applikationsköpfe verstanden, wenn diese während der Umreifung den geförderten Gruppierungen oder Gebinden folgen oder nach einem abgeschlossenen Umreifungsvorgang zu einem weiteren Gebinde oder zu einer zu umreifenden Gruppierung umgesetzt werden. Die Bewegung der Applikationsköpfe kann dabei mittels Portalrobotern, mittels Gelenkrobotern oder auf andere Weise gesteuert werden. Der Raum, den die Applikationsköpfe hierbei aufgrund ihrer Kinematik erreichen und abdecken können, definiert den genannten Arbeitsbereich der Applikationsköpfe im Sinne der vorliegenden Erfindung, auch bezogen auf das zuvor in verschiedenen Ausführungsvarianten beschriebene Verfahren zur Umreifung von Gebinden, Gruppierungen, Packgüter usw. Der führungslose und als „freifliegend” bezeichnete Bandverlauf erstreckt sich gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest auf diesen Arbeitsbereich. Wahlweise kann sich der führungslose oder freifliegende Bandverlauf auch über den Arbeitsbereich der Applikationsköpfe hinaus erstrecken, wenn bspw. das Magazin oder ein diesem zu- oder nachgeordneter Bandführungsbereich die Übergabestelle des geführten Bandes zum sich daran anschließenden führungslosen oder freifliegenden Bandführungsbereich bildet. In diesem Fall ist der führungslose Bandverlaufsabschnitt entsprechend länger, was ggf. einen erhöhten Regelungsaufwand zur Sicherstellung einer korrekten Bandspannung bzw. eines ausreichenden Banddurchhanges bedeuten kann.
Wenn von einem Arbeitsbereich im genannten Sinne die Rede ist, so ist damit in keiner Weise eine Einschränkung über die Zuführungsrichtung des Umreifungsbandes verbunden. Diese kann bspw. auch von einer seitlichen Position zugeführt werden, so dass sich der freifliegende Bereich seitlich des sich vorwärts, rückwärts und in vertikaler Richtung bewegenden Applikationskopfes befindet, wobei sich der Zuführwinkel des Bandes entsprechend der oszillierenden Bewegungen des Applikationskopfes ändern kann. Gleiches gilt grundsätzlich auch für Arbeitsbereiche, bei denen der Applikationskopf nicht nur Gebinde einer Transportspur umreifen kann, sondern auch nebeneinander auf mehreren Transportspuren beförderte Gebinde oder Gruppierungen. Darüber hinaus kann das Umreifungsband wahlweise auch von oben oder von unten bzw. von nahezu beliebiger Position zugeführt werden.
Die Zuführung erfolgt normalerweise über den Übergabebereich des Bandes, der zur schnellen Förderung oder Rückförderung geeignet sein muss, um sowohl den maximalen Durchhang als auch die maximale Bandspannung des Umreifungsbandes im „freifliegenden” Abschnitt zu begrenzen. Dieser Bandführungsbereich kann einen Teil des Magazins bilden, was jedoch nicht zwingend ist. Wahlweise kann das Magazin an nahezu beliebiger Stelle innerhalb oder außerhalb der Umreifungsstation angeordnet sein, bspw. vor, hinter oder neben einem Maschinenrahmen. Der Übergabebereich ist jedoch normalerweise der Umreifungsstation zugeordnet bzw. an deren Maschinenrahmen fixiert, kann jedoch ebenso getrennt vom Maschinenrahmen platziert werden. Dem Magazin sind dann meist eine oder mehrere Endlosrollen mit dem abzuwickelnden Umreifungsband zugeordnet, die jedoch auch getrennt vom Magazin aufgestellt sein können, so dass ein gewisser Abstand zwischen den auswechselbaren Pollen mit dem Umreifungsband und dem ortsfesten Magazin bestehen kann.
Die Umreifungsstation befindet sich normalerweise in einem Maschinenrahmen, der auch das Magazin zur Bevorratung des endlos von einer Rolle o. dgl. abzuwickelnden Umreifungsbandes aufnimmt. Von diesem Magazin erfolgt die Zuführung des Umreifungsbandes zu seinem Einsatzort, der durch einen Arbeitsbereich wenigstens eines Applikationskopfes definiert ist. Mindestens ein solcher Applikationskopf, ggf. auch mehrere Applikationsköpfe bewegen sich innerhalb des Maschinenrahmens und sorgen für die automatisierte Umreifung der Packgüter, Gebinde oder Artikelgruppen. Erfindungsgemäß wird das Umreifungsband zwischen dem feststehenden Magazin und dem sich bewegenden Applikationskopf ohne weitere Führungs- oder Aufhängungselemente geführt. Die Förderung und Zuführung des Bandes vom Magazin in den Arbeitsbereich zum Applikationskopf erfolgt somit „freifliegend” bzw. führungslos.
Bei einer Variante der erfindungsgemäßen Umreifungsstation ist zwischen dem Magazin mit dem Endlosvorrat des Umreifungsbandes und dem wenigstens einen Applikationskopf oder Umreifungskopf ein steuerbarer Bandführungsbereich zur Nachführung und/oder Rückspannung des frei geführten Abschnittes des Umreifungsbandes zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend bewegenden Applikationskopf und dem Magazin angeordnet. Da sich der wenigstens eine Applikationskopf mit ständig schwankenden Geschwindigkeiten in verschiedene Richtungen bewegt, ändert sich permanent der Durchhang bzw. die Länge des freifliegenden Bandabschnittes, so dass mittels des Bandführungsbereichs je nach Bedarf für eine langsame oder schnelle Nachführung oder für einen langsamen oder schnellen Rückzug des Bandes gesorgt werden kann, um Störungen der Maschine zu verhindern. Der erwähnte Bandführungsbereich ist ein feststehender Teil des Magazins und umfasst normalerweise motorisch betriebene Walzen oder andere Fördermittel, mit denen das Band schnell und weitgehend ohne Schlupf in beide Förderrichtungen bewegt werden kann.
Um seine Aufgabe optimal erfüllen zu können, ist dem Bandführungsbereich vorzugsweise eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Bandspannung zwischen dem Endlosvorrat und dem wenigstens einen Umreifungskopf unter Berücksichtigung dessen Verbrauchs an Umreifungsband sowie dessen überlagerter vertikaler und horizontaler Bewegungen während eines Umreifungsvorganges und/oder beim Wechsel zu einem weiteren zu umreifenden Gebinde, Packgut oder einer Gruppe von Artikeln oder Packgütern zugeordnet. Die Regelungseinrichtung steuert somit alle Förderantriebsbewegungen des Umreifungsbandes in alle Förderrichtungen, und dies in Abhängigkeit vom Bandbedarf während der unterschiedlichen Bewegungen des wenigstens einen Applikationskopfes. Bei einer Mehrzahl von eingesetzten Applikationsköpfen sind entsprechend mehrere Bandführungsabschnitte und mehrere Vorratsrollen mit endlos abzuwickelndem Umreifungsband erforderlich, so dass alle Applikationsköpfe in gleicher Weise mit dem Umreifungsband versorgt werden können, ohne dass es zu Kollisionen, zu hohen Bandspannungen oder anderen Störungen bei der Umreifung und/oder der Handhabung der Umreifungsbänder kommen kann.
Die erforderliche Bandnachförderung oder Rückförderung kann wahlweise mittels einer geeigneten Sensorik ermittelt werden, die auf unterschiedliche Weise arbeiten kann. So können bspw. zur Erkennung der Bandspannungen Lichtschranken oder andere Bilderfassungseinrichtungen wie Kameras vorgesehen sein. Die Bandspannung kann wahlweise auch mechanisch, induktiv oder auf anderem Wege erfasst werden. Diese Bandspannungserfassungseinrichtungen können vorzugsweise mit der Regelungseinrichtung gekoppelt sein. In einer einfacheren Ausführungsvariante kann es auch ausreichen, die Bandförderungen jeweils mit Weg- und/oder Winkelsensoren im Bereich des Bandführungsbereichs bzw. des Magazins zu erfassen, bspw. durch einfache Umdrehungsgeber bzw. Drehgeber, die Umlenk- oder Antriebswalzen im Bandführungsbereich zugeordnet sein können. Deren Signale können der Regelungseinrichtung aussagekräftige Werte liefern, die im Zusammenhang mit einer Positionserfassung der Applikationsköpfe die notwendigen Förderlängen oder Rückförderlängen für das Umreifungsband liefern kann. Zwischen dem Endlosvorrat des Umreifungsbandes und dem freien Bandführungsabschnitt befindet sich vorzugsweise eine sog. aktive Bandführung, mit der die gesamte Regelung umgesetzt wird, um den Durchhang des „freifliegend” geführten Bandabschnittes zwischen dem Magazin und dem Applikationskopf zu regeln. Diese Bandführungsregelung umfasst normalerweise Antriebsmotoren, die mit Förderwalzen 0. dgl. für das Band zusammenwirken und dieses in beide Richtungen bewegen und/oder zurückspannen.
Schließlich umfasst die Erfindung ein Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren zur Regelung/Steuerung einer Bandspannung eines zwischen einem Endlosvorrat eines Magazins und einem beweglichen Umreifungskopf oder Applikationskopf frei bzw. „freifliegend” geführten Umreifungsbandes. Das Verfahren dient insbesondere zur Regelung der Bandspannung bei einer Umreifungsstation gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten. Mittels des erfindungsgemäßen Regelungs- und/oder Steuerungsverfahrens wird ein führungslos und/oder freifliegend geführter Abschnitt des Umreifungsbandes zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend und u. U. mit ständig schwankenden Geschwindigkeiten bewegenden Applikationskopf oder Umreifungskopf und dem Magazin mit dem Endlosvorrat und/oder einem diesem nachgeordneten Bandführungsbereich (Vorratsstation) in seiner Bandspannung bzw. seinem Durchhang innerhalb vorgebbarer Grenzen zwischen einem maximal zulässigen Durchhang und einer nicht zu überschreitenden Bandspannung gehalten und/oder nachgeführt. In diesem Zusammenhang kann die Bandspannung zwischen dem Applikationskopf bzw. Umreifungskopf und dem Endlosvorrat oder dem Bandführungsbereich unter Berücksichtigung von mehreren, sich ggf. ändernden Eingangsgrößen permanent nachgeregelt werden.
Eine erste Eingangsgröße kann bei diesem Regelungsverfahren aus einer regulären Nachführungsstrecke gebildet sein, die zum Ausgleich der bei der Umreifung des Gebindes, der Packgüter oder gruppierten Artikel verbrauchten Länge des Umreifungsbandes erforderlich ist. Hierbei handelt es sich normalerweise um eine relativ langsame Nachführung des Umreifungsbandes. Dagegen kann eine zweite Eingangsgröße aus einer Berücksichtigung einer schnellen Bandnachführung beim „Einschießen” des Bandes in den Rahmen des Applikations- oder Umreifungskopfes hergeleitet werden. Dabei muss das Umreifungsband relativ schnell nachgeführt werden. Diese schnelle Nachführung tritt wiederholt kurzzeitig und immer wieder zyklisch auf.
Eine dritte Eingangsgröße für das Regelungsverfahren kann weiterhin aus einer Berücksichtigung einer mittelschnellen, temporär schwankenden Nachführung und/oder einer mittelschnellen Rückspannung durch die oszillierenden Bewegungen des Applikations- oder Umreifungskopfes gebildet sein. Der Applikationskopf fährt abwechselnd parallel zur Förderrichtung der Gebinde oder Artikel und bringt die Umreifung auf. Anschließend wird er mit gleicher, typischerweise jedoch mit deutlich höherer Geschwindigkeit zurückgeführt, um über am weiteres Gebinde bewegt zu werden und dort die Umreifung aufzubringen. Sobald diese Umreifung aufgebracht und gespannt ist, bewegt sich der Applikationskopf entgegen der Bandförderrichtung wieder zurück, so dass das Umreifungsband um einen passenden Weg zurückgezogen bzw. zurückgespannt werden muss, um den Durchhang zu reduzieren und um ein Verheddern des Bandes zu verhindern. Zur Regelung der Bandspannung werden vorzugsweise permanent zumindest zwei der drei genannten Eingangsgrößen, insbesondere alle drei Eingangsgrößen zur Gewinnung einer Regelgröße für die gesteuerte Nachführung oder Rückspannung des Umreifungsbandes im Bandführungsbereich berücksichtigt und gegeneinander verrechnet Die überlagerte Bandbewegung kann daraus errechnet und sehr schnell und dynamisch umgesetzt werden.
Wenn im Zusammenhang der vorliegenden Beschreibung nur allgemein von einer Umreifung die Rede ist, so ist damit grundsätzlich ein ausreichend flexibles, mechanisch stabiles und leicht förderbares Endlosmaterial gemeint, das in der Regel von einer Rolle abgerollt wird. Die Umreifung kann bspw. durch ein, zwei oder mehr Bänder aus Seilmaterial, Draht, Kunststoff, Metall, Papier oder aus einem Verbundmaterial gebildet sein, die an ihren Enden verklebt, verschweißt, verklammert, verknotet oder anderweitig verbunden werden. Alternativ sind auch Varianten möglich, bei denen die Umreifung als geschlossener Ring über die Gebinde oder Gruppierungen gelegt und unter Ausbildung einer Schlaufe gespannt wird.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Umreifungsstation in einer schematischen Seitenansicht.
2 zeigt einen Teil einer Förderstrecke einer Verpackungsmaschine mit einer Umreifungsstation in einer schematischen Draufsicht.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines aus sechs Getränkebehältern gebildeten Gebindes, das mit einem horizontal um die Außenseiten der Getränkebehälter gespannten Umreifungsband zusammengehalten ist.
4 zeigt in einer schematischen Darstellung die wichtigsten Komponenten der Umreifungsstation.
5 zeigt in einem Blockschaltbild die bei einem Steuerung- oder Regelungsverfahren verarbeiteten Eingangsgrößen.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematische Seitenansicht der 1 verdeutlicht anhand eines Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Umreifungsstation 10, die der Umreifung von Gruppierungen, Gebinden 12, Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit wenigstens einer annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde 12, Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifung 14, die unter Ausbildung eines festen Verbundes gespannt wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel können die Gebinde 12 insbesondere gemäß 3 durch mehrere zusammengefasste Getränkebehälter 16 gebildet sein, die durch eine horizontal verlaufende Umreifung 14 zusammengehalten sind. Wahlweise können die Behälter 16 und/oder die Umreifung 14 mit einem Tragegriff 18 versehen sein, der entweder aus dem Umreifungsmaterial oder auch aus einem Folienmaterial o. dgl. gebildet sein kann. Die Verankerung des Tragegriffs 18 kann sich an den Außenmantelflächen von zwei oder mehr Behältern 16 befinden, bspw. durch Klebestellen. Der Tragegriff 18 kann ggf. auch durch einen geschlossenen Ring gebildet sein, der die horizontal um die Behälter 16 des Gebindes 12 gespannte Umreifung 14 untergreift. Die mit der Umreifung 14 zusammengehaltenen Gruppierungen, Gebinde 12, Packgüter etc. können wahlweise auch nahezu beliebige andere Konfigurationen aufweisen. Die Darstellung der 3 soll lediglich beispielhaft verstanden werden.
Die Umreifungsstation 10 ist Teil einer Verpackungsmaschine 20, die bspw. gemäß 2 konfiguriert sein und eine Transportstrecke 22 mit einer ein- oder mehrspurig ausgebildeten Horizontalfördereinrichtung 24 zur Beförderung der zu umreifenden Gebinde 12 aufweisen kann. Die Umreifungsstation 10 umfasst wenigstens einen den zu umreifenden Gebinden 12 von oben einzeln zuführbaren und zumindest für einen Umreifungs- und Bandspannungszyklus parallel und annähernd synchron mit den zu umreifenden Gebinden 12 in Förderrichtung 26 bewegbaren Applikationskopf 28. Normalerweise sind jedoch zur Erreichung einer ausreichenden Förder- und Verarbeitungsgeschwindigkeit mehrere solcher Applikationsköpfe 28 in einer Umreifungsstation 10 angeordnet, bspw. zwei (1) oder vier (2) gleichzeitig betriebene Applikationsköpfe 28. Zudem umfasst die Umreifungsstation 10 ein Magazin 30 mit einem Endlosvorrat 32 des abzurollenden Umreifungsbandes 34, das dem wenigstens einen Applikationskopf 28 zugeführt wird. Bei mehreren Umreifungsköpfen 28 muss das Magazin 30 eine entsprechende Anzahl von Rollen bzw. Endlosvorratsrollen 32 mit abzurollendem Umreifungsband 34 aufweisen, um alle Applikationsköpfe 28 gleichermaßen mit dem Umreifungsband 34 versorgen zu können.
Wie die 1 in angedeuteter Weise erkennen lässt, ist das in diesem Bereich mit der Bezugsziffer 36 bezeichnete Umreifungsband zwischen dem stationären Magazin 30 mit dem ebenfalls stationären Endlosvorrat 32 des Umreifungsbandes 34 und dem Applikationskopt 28 führungslos und freifliegend verlaufend geführt und gefördert. Die Umreifungsstation 10 befindet sich normalerweise in einem Maschinenrahmen 38, der auch das in 2 nicht dargestellte Magazin 30 zur Bevorratung des endlos von einer Rolle 32 o. dgl. abzuwickelnden Umreifungsbandes 34 aufnimmt. Von diesem Magazin 30 erfolgt die Zuführung des freifliegend geführten Umreifungsbandes 36 zu seinem Einsatzort, der durch den jeweiligen Arbeitsbereich jedes vorhandenen Applikationskopfes 28 definiert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bewegen sich mehrere Applikationsköpfe 28 innerhalb des Maschinenrahmens 38 und sorgen für die automatisierte Umreifung der Gebinde 12.
Zwischen dem Magazin 30 mit dem Endlosvorrat 32 des Umreifungsbandes 34 und dem Applikationskopf 28 ist ein steuerbarer Bandführungsbereich 40 zur Nachführung und/oder Rückspannung des frei geführten Abschnittes 36 des Umreifungsbandes zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend bewegenden Applikationskopf 28 und dem Magazin 30 angeordnet. Da sich der Applikationskopf 28 mit ständig schwankenden Geschwindigkeiten in verschiedene Richtungen parallel zur oder entgegen der Förderrichtung 26 der Horizontalfördereinrichtung 24 bewegt, ändert sich permanent der Durchhang bzw. die Länge des freifliegenden Bandabschnittes 36, so dass mittels des Bandführungsbereichs 40 je nach Bedarf für eine langsame oder schnelle Nachführung oder für einen langsamen oder schnellen Rückzug des Bandes 36 gesorgt werden kann, was die Gefahr von Störungen aufgrund eines zu weit durchhängenden oder zu straff gespannten Bandabschnittes 36 verhindert.
Wie die schematische Darstellung der 4 zeigt, ist der Bandführungsbereich 40 ein Bestandteil des Magazins 30 bzw. diesem zugeordnet und umfasst normalerweise motorisch betriebene Walzen 42 oder andere Fördermittel, mit denen das Band 36 schnell und weitgehend ohne Schlupf in beide Förderrichtungen bewegt werden kann. Dem Bandführungsbereich 40 und den Förderwalzen 42 ist eine Regelungseinrichtung 44 zur Regelung der Bandspannung zwischen dem Magazin 30 und dem Applikationskopf 28 unter Berücksichtigung dessen Verbrauchs an Umreifungsband 34 sowie dessen überlagerter vertikaler und horizontaler Bewegungen während eines Umreifungsvorganges und/oder beim Wechsel zu einem weiteren zu umreifenden Gebinde 12 zugeordnet. Die Regelungseinrichtung 44 steuert alle Förderantriebsbewegungen des Umreifungsbandes 34, 36 in alle Förderrichtungen, und dies in Abhängigkeit vom Bandbedarf während der unterschiedlichen Bewegungen des Applikationskopfes 28.
Bei einer Mehrzahl von eingesetzten Applikationsköpfen 28 sind entsprechend mehrere Bandführungsabschnitte 40 und mehrere Vorratsrollen 32 mit endlos abzuwickelndem Umreifungsband 34 erforderlich, so dass alle Applikationsköpfe 28 in gleicher Weise mit den freifliegend geführten Umreifungsbändern 36 versorgt werden können, ohne dass es zu Kollisionen, zu unzulässig hohen Bandspannungen oder anderen Störungen bei der Umreifung und/oder der Handhabung der Umreifungsbänder 36 kommen kann.
Die erforderliche Bandnachförderung oder Rückförderung kann wahlweise mittels geeigneter Sensoren ermittelt werden, die auf unterschiedliche Weise arbeiten können. So können bspw. zur Erkennung der Bandspannungen optische Sensoren 46 o. dgl. eingesetzt werden. Die Bandspannung kann wahlweise auch mittels mechanischer Sensoren 48 oder auf andere Weise erfasst werden. Diese Bandspannungserfassungseinrichtungen 46, 48 sind mit der Regelungseinrichtung 44 gekoppelt, damit diese die Förderwalzen 42 in der für eine richtige Bandspannung des freifliegenden Bereichs des Umreifungsbandes 36 erforderlichen Weise steuern kann. In einer einfacheren Ausführungsvariante kann es auch ausreichen, die Bandförderungen jeweils mit Weg- und/oder Winkelsensoren 50 im Bereich des Bandführungsbereichs 40 bzw. des Magazins 30 zu erfassen, bspw. durch einfache Umdrehungsgeber, die Umlenk- oder Antriebswalzen 42 im Bandführungsbereich 40 zugeordnet sein können. Deren Signale können der Regelungseinrichtung 44 aussagekräftige Werte liefern, die im Zusammenhang mit einer Positionserfassung der Applikationsköpfe 28 die notwendigen Förderlängen oder Rückförderlängen für das Umreifungsband 36 liefern können.
Wenn ein Vorrat 32 des Umreifungsbandes 34 aufgebraucht ist, kann der Applikationskopf 28 zum Zwecke des Einfädelns eines neuen Bandanfangs vollautomatisch am Magazin 30 bzw. an dessen Bandführungselementen 40 andocken, wonach eine gesteuerte Übergabe und Einfädelung des Bandes in die Bandführungselemente des Applikationskopfes 28 erfolgt. Auf diese Weise kann die Zuführung eines neuen Umreifungsbandanfangs vom Magazin 30 zum wenigstens einen Applikationskopf 28 durch dessen automatisch gesteuerte Annäherung und/oder durch dessen Andockung an das Magazin 30 sowie durch ein automatisiertes Einfädeln des Umreifungsbandes 36 in den Applikationskopf 28 unter gleichzeitigem Nachführen des Umreifungsbandes vom Magazin 30 erfolgen.
Das automatisierte Einfädeln eines neuen Umreifungsbandes 34 in den Applikationskopf 28 kann auch nach einem Riss oder einer Beschädigung des Bandes 34 erforderlich sein.
Das schematische Blockdiagramm der 5 verdeutlicht die Zusammenhänge bei der Regelung oder Steuerung der angetriebenen Förderwalzen 42, die Teil des Bandführungsbereichs 40 des Magazins 30 sowie von der Regelungseinrichtung 44 angesteuert sind. Das Regelungs- oder Steuerungsverfahren dient der Regelung bzw. Steuerung der Bandspannung des zwischen dem Magazin 30 und dem beweglichen Applikationskopf 28 „freifliegend” geführten Umreifungsbandes 36. Mittels des Verfahrens wird der führungslos und/oder freifliegend geführte Abschnitt des Umreifungsbandes 36 zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend und u. U. mit ständig schwankenden Geschwindigkeiten bewegenden Applikationskopf 28 und dem Magazin 30 mit dem Endlosvorrat 32 und dem diesem zugeordneten Bandführungsbereich 40 in seiner Bandspannung bzw. seinem Durchhang innerhalb vorgebbarer Grenzen zwischen einer maximal zulässigen Durchhang und einer nicht zu überschreitenden Bandspannung gehalten und/oder nachgeführt. Hierzu wird die Bandspannung zwischen dem Applikationskopf 28 und dem Bandführungsbereich 40 unter Berücksichtigung von mehreren, sich normalerweise ständig ändernden Eingangsgrößen permanent nachgeregelt.
Eine erste Eingangsgröße 52 kann bei diesem Regelungs- oder Steuerverfahren aus einer regulären Nachführungsstrecke gebildet sein, die zum Ausgleich der bei der Umreifung des jeweiligen Gebindes 12 verbrauchten Länge des Umreifungsbandes 34 bzw. 36 erforderlich ist. Hierbei handelt es sich normalerweise um eine relativ langsame Nachführung des freifliegenden Abschnittes des Umreifungsbandes 36. Dagegen kann eine zweite Eingangsgröße 54 aus einer Berücksichtigung einer schnellen Bandnachführung beim „Einschießen” des Bandes in den Rahmen des Applikationskopfes 28 abgeleitet werden. Dabei muss das Umreifungsband 36 relativ schnell nachgeführt werden. Diese schnelle Nachführung tritt wiederholt kurzzeitig und immer wieder zyklisch auf. Eine dritte Eingangsgröße 56 für das Verfahren wird aus einer Berücksichtigung einer mittelschnellen, temporär schwankenden Nachführung und/oder einer mittelschnellen Rückspannung durch die oszillierenden Bewegungen des Applikationskopfes 28 gebildet. Der Applikationskopf 28 fährt abwechselnd parallel zur Förderrichtung 26 der Gebinde 12 und bringt die Umreifung 14 auf. Anschließend wird er mit gleicher, typischerweise jedoch mit deutlich höherer Geschwindigkeit gegen die Förderrichtung 26 zurückgeführt, um über ein weiteres Gebinde 12 bewegt zu werden und dort die Umreifung 14 aufzubringen. Sobald diese Umreifung 14 aufgebracht und gespannt ist, bewegt sich der Applikationskopf 28 entgegen der Bandförderrichtung 26 der Horizontalfördereinrichtung 24 wieder zurück, so dass das Umreifungsband 34 bzw. 36 mittels der angetriebenen Walzen 42 um einen passenden Weg zurückgezogen bzw. zurückgespannt werden muss, um den Durchhang zu reduzieren und um ein Verheddern des Bandes 36 zu verhindern.
Zur Regelung oder Steuerung der Bandspannung werden vorzugsweise permanent zumindest zwei der drei genannten Eingangsgrößen 52, 54 und 56, insbesondere alle drei Eingangsgrößen 52, 54 und 56 zur Gewinnung einer Regelgröße für die gesteuerte Nachführung oder Rückspannung des Umreifungsbandes 36 im Bandführungsbereich 40 berücksichtigt und gegeneinander verrechnet. Die überlagerte Bandbewegung kann daraus errechnet und sehr schnell und dynamisch umgesetzt werden.
Die vereinfachte Darstellung der 5 verdeutlicht mit den Zusammenhängen aus den drei Eingangsgrößen 52, 54 und 56 und der davon abhängigen Steuerung der Förderwalzen 42 mittels der Regelungseinrichtung 44 zwar kein Regelungsverfahren im eigentlichen Sinne, da ein solches eine Rückwirkung der geregelten Größe auf die beeinflussenden Eingangsgrößen bedingt. Da jedoch die Bandspannung des freifliegenden Abschnittes 36 des Umreifungsbandes 34 nicht nur von den Eingangsgrößen 52, 54 und 56 beeinflusst wird, sondern gleichermaßen von der jeweiligen Steuerung der Förderwalzen, kann im vorliegenden Fall grundsätzlich von einer Bandspannungsregelung gesprochen werden.
Es sei an dieser Stelle abschließend betont, dass der freifliegende Verlauf der Bandführung sich zumindest auf einen Arbeitsbereich 58 der Applikationsköpfe 28 erstreckt. Der Arbeitsbereich 58 ist durch den maximalen Bewegungsbereich oder Aktionsradius der Applikationsköpfe 28 definiert. Dieser Bewegungsbereich 58 ergibt sich bspw., wenn die Applikationsköpfe 28 während der Umreifung den geförderten Gruppierungen oder Gebinden 12 folgen oder nach einem abgeschlossenen Umreifungsvorgang zu einem weiteren Gebinde 12 oder zu einer zu umreifenden Gruppierung umgesetzt werden. Grundsätzlich kann dabei die Bandzuführ aus allen beliebigen Richtungen erfolgen, bspw. seitlich, von oben, von unten etc. Die Bewegung der Applikationsköpfe 28 kann dabei mittels Portalrobotern, mittels Gelenkrobotern oder auf andere Weise gesteuert werden. Der Raum, den die Applikationsköpfe 28 hierbei aufgrund ihrer Kinematik erreichen und abdecken können, definiert den genannten Arbeitsbereich 58 der Applikationsköpfe 28. Der führungslose und als „freifliegend” bezeichnete Bandverlauf erstreckt sich zumindest auf diesen Arbeitsbereich 58. Selbstverständlich kann der „freifliegende” Bandverlauf auch über den Arbeitsbereich 58 hinaus reichen, wenn bspw. der Übergabe- oder Bandführungsbereich 40 beabstandet von den Grenzen des Arbeitsbereichs 58 des Applikationskopfes 28 platziert ist.
So kann sich, wie dies in den 1 und 4 dargestellt ist, der führungslose oder freifliegende Bandverlauf wahlweise auch über den Arbeitsbereich 58 der Applikationsköpfe 28 hinaus erstrecken, wenn bspw. das Magazin 30 oder der diesem zu- oder nachgeordnete Bandführungsbereich 40 mit den darin befindlichen Förderwalzen 42 die Übergabestelle des geführten Bandes 34 zum sich daran anschließenden führungslosen oder freifliegenden Bandführungsbereich 36 bildet.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Umreifungsstation
12: Gebinde
14: Umreifung
16: Getränkebehälter
18: Tragegriff
20: Verpackungsmaschine
22: Transportstrecke
24: Horizontalfördereinrichtung
26: Förderrichtung
28: Applikationskopf
30: Magazin
32: Endlosvorrat, Rolle
34: Umreifungsband
36: freifliegendes/führungsloses Umreifungsband
38: Maschinenrahmen
40: Bandführungsbereich
42: Walzen, Förderwalzen
44: Regelungseinrichtung
46: optischer Sensor
48: mechanischer Sensor
50: Winkelsensor, Winkelgeber
52: erste Eingangsgröße
54: zweite Eingangsgröße
56: dritte Eingangsgröße
58: Arbeitsbereich (der Applikationsköpfe 28)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009040700 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden (12), Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit wenigstens einem annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde (12), Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifungsband (14, 34), das zur Ausbildung eines festen Verbundes der Gebinde (12), Packgüter etc. gespannt wird, wobei das Umreifungsband (34) von einem Magazin (30) wenigstens einem Applikationskopf (28) zur Aufbringung der Umreifung (14) auf jeweils eine Gruppierung, ein Gebinde (12), wenigstens ein Packgut und/oder die gruppierten Artikel oder Packgüter zugeführt wird, und wobei das Umreifungsband (34, 36) zumindest innerhalb eines Arbeitsbereiches (58) des Applikationskopfes (28) weitgehend führungslos und/oder freifliegend verläuft und gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Umreifungsband (34, 36) zwischen dem Magazin (30) und/oder einem diesem zu- oder nachgeordneten Bandführungsbereich (40) und dem Applikationskopf (28) weitgehend führungslos und/oder freifliegend verläuft und gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der wenigstens eine Applikationskopf (28) den auf einer Horizontalfördereinrichtung (24) bewegten Gebinden (12), Packgütern oder gruppierten Artikeln oder Packgütern zumindest während eines Umreifungs- und/oder Bandspannungsvorganges mit parallel gerichteter und annähernd synchroner Bewegung folgt und anschließend einem weiteren zu umreifenden Gebinde (12), Packgut etc. zugeführt wird, und wobei der freifliegende und/oder weitgehend führungslos verlaufende Abschnitt (36) des Umreifungsbandes (34) zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend bewegenden Applikationskopf (28) und dem Magazin (30) und/oder einem diesem zu- oder nachgeordneten Bandführungsbereich (40) in seiner Bandspannung bzw. seinem Durchhang innerhalb vorgebbarer Grenzen zwischen einem maximal zulässigen Durchhang und einer nicht zu überschreitenden Bandspannung gehalten und/oder nachgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bandspannung zwischen dem Applikationskopf (28) und dem Magazin (30) oder dem Bandführungsbereich (40) unter Berücksichtigung von mehreren, sich während der Umreifung eines Gebindes (12), Packgutes etc. und bei Bewegungsfahrten des wenigstens einen Applikationskopfes (28) ändernden Eingangsgrößen (52, 54, 56) permanent oder in regelmäßigen Zeitabständen nachgeregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Zuführen eines neuen Umreifungsbandanfangs (34, 36) vom Magazin (30) zum wenigstens einen Applikationskopf (28) durch dessen automatisch gesteuerte Annäherung und/oder durch dessen Andockung an das Magazin (30) oder an dessen nachgeordneten Bandführungsbereich (40) sowie durch ein automatisiertes Einfädeln des Umreifungsbandes (34, 36) in den Applikationskopf (28) unter gleichzeitigem Nachführen des Umreifungsbandes (34, 36) vom Magazin (30) erfolgt.
Umreifungsstation (10) zur Umreifung von Gruppierungen, Gebinden (12), Packgütern und/oder gruppierten Artikeln, Packgüter o. dgl. mit wenigstens einem annähernd horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um die Außenseite der Gebinde (12), Packgüter oder Gruppe von Artikeln oder Packgütern gelegten und/oder gespannten offenen oder einen geschlossenen Ring bildenden Umreifungsband (14, 34), das zur Ausbildung eines festen Verbundes der Gebinde (12), Packgüter etc. gespannt wird, umfassend eine Horizontalfördereinrichtung (24) zur Beförderung der zu umreifenden Gebinde (12), Packgüter oder gruppierte Artikel oder Packgüter, wenigstens einen den Gebinden (12), Packgütern oder Gruppen von Artikeln oder Packgütern von oben einzeln zuführbarer und zumindest für einen Umreifungs- und Bandspannungszyklus parallel und annähernd synchron mit den jeweils zu umreifenden Gebinden (12), Packgütern oder Gruppen von Artikeln oder Packgütern in Förderrichtung (26) bewegbaren Applikationskopf (28), sowie ein Magazin (30) mit einem Endlosvorrat (32) des abzurollenden Umreifungsbandes (34), das dem wenigstens einen Applikationskopf (28) zugeführt wird, wobei das Umreifungsband (34, 36) zumindest innerhalb eines Arbeitsbereiches (58) des Applikaktionskopfes (28) weitgehend führungslos und/oder freifliegend verläuft und gefördert wird.
Umreifungsstation nach Anspruch 6, bei der zwischen dem Magazin (30) mit dem Endlosvorrat (32) des Umreifungsbandes (34) und dem wenigstens einen Applikationskopf (28) ein Bandführungsbereich (40) zur Nachführung und/oder Rückspannung eines frei geführten Abschnittes (36) des Umreifungsbandes (34) zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend bewegenden Applikationskopf (28) und dem Endlosvorrat (32) des Magazins (30) angeordnet ist, wobei das Umreifungsband (34) zwischen dem Magazin (30) und/oder dem Bandführungsbereich (40) und dem Applikationskopf (28) weitgehend führungslos und/oder freifliegend verläuft und gefördert wird.
Umreifungsstation nach Anspruch 6 oder 7, bei der dem Bandführungsbereich (40) eine Regelungseinrichtung (44) zur Regelung der Bandspannung zwischen dem Endlosvorrat (32) bzw. dem Magazin (30) und dem wenigstens einen Applikationskopf (28) unter Berücksichtigung dessen Verbrauchs an Umreifungsband (34, 36) sowie dessen überlagerter vertikaler und horizontaler Bewegungen während eines Umreifungsvorganges und/oder beim Wechsel zu einem weiteren zu umreifenden Gebinde (12), Packgut oder einer Gruppe von Artikeln oder Packgütern zugeordnet ist.
Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren zur Regelung/Steuerung einer Bandspannung eines zwischen einem Magazin (30) mit einem Endlosvorrat (32) und einem beweglichen Applikationskopf (28) frei geführten Umreifungsbandes (34, 36), insbesondere zur Regelung der Bandspannung bei einem Umreifungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder bei einer Umreifungsstation (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein führungslos und/oder freifliegend geführter Abschnitt (36) des Umreifungsbandes (34) innerhalb eines Arbeitsbereichs (58) des Applikationskopfes (28) und/oder zwischen dem sich zyklisch und/oder oszillierend bewegenden Applikationskopf (28) und dem Magazin (30) mit dem Endlosvorrat (32) und/oder einem diesem zu- oder nachgeordneten Bandführungsbereich (40) in seiner Bandspannung bzw. seinem Durchhang innerhalb vorgebbarer Grenzen zwischen einem maximal zulässigen Durchhang und einer nicht zu überschreitenden Bandspannung gehalten und/oder nachgeführt wird.
Regelungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Bandspannung zwischen dem Applikationskopf (28) und dem Magazin (30) mit dem Endlosvorrat (32) oder dem Bandführungsbereich (40) unter Berücksichtigung von mehreren, sich variabel ändernden Eingangsgrößen (52, 54, 56) permanent oder in regelmäßigen Zeitabständen nachgeregelt wird.
Regelungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem eine erste Eingangsgröße (52) aus einer regulären Nachführungsstrecke zum Ausgleich der bei der Umreifung des Gebindes (12), der Packgüter oder gruppierten Artikel verbrauchten Länge des Umreifungsbandes (34, 36) gebildet wird und/oder bei dem eine zweite Eingangsgröße (54) aus einer Berücksichtigung einer schnellen Bandnachführung während des durch den Applikationskopf (28) ausgeführten Umreifungsvorganges gebildet wird.
Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem eine dritte Eingangsgröße (56) aus einer Berücksichtigung einer temporär schwankenden Nachführung und/oder Rückspannung aufgrund der oszillierenden Bewegungen des Applikationskopfes (28) bei der Verfolgung der zu umreifenden Gruppierungen, Gebinde (12), Packgüter und/oder gruppierten Artikel oder Packgüter gebildet wird.
Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem zur Regelung der Bandspannung permanent zumindest zwei der drei Eingangsgrößen (52, 54, 56), insbesondere alle drei Eingangsgrößen (52, 54, 56) zur Gewinnung einer Regelgröße für die gesteuerte Nachführung und/oder Rückspannung des Umreifungsbandes (34) im Bandführungsbereich (40) berücksichtigt und gegeneinander verrechnet werden.