DE102012006278A1

DE102012006278A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einführen von Packungen in Kartons

Info

Publication number: DE102012006278A1
Application number: DE102012006278A
Authority: DE
Inventors: Björn Brandhorst; Frank Sachs; Andreas Neufeld
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-02
Also published as: JP6111318B2; CN104302549A; US20150013277A1; EP2830956B1; RU2608715C2; CR20140442A; ZA201407748B; EP2830956A1; CO7081151A2; MX351796B; RU2014143412A; PL2830956T3; CN104302549B; AR090459A1; US9789983B2; MX2014011509A; WO2013143637A1; CA2868949A1; PE20142415A1; CL2014002573A1

Abstract

Für die selbsttätige Einführung von Packungen (11) in einen großvolumigen Karton (10) werden zwei Arbeitsgeräte eingesetzt, nämlich ein Packungsroboter (33) mit Kartonhalter (30) zum Bereithalten der Kartons (10) und ein Packungsroboter (33) mit Kopf (37) zum Einführen der einzelnen Packungen (11) nacheinander in den Karton (10) im Bereich einer Packstation (33). Durch Relativbewegung von Karton (10) und Packung (11) werden unterschiedliche Packformationen innerhalb des Kartons (10) geschaffen.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Einführen von Gegenständen in Behälter, insbesondere zum Befüllen von (größeren) Kartons mit Packungen, wie Folien- bzw. Weichpackungen.
Die Handhabung von Beutelpackungen (für Kartoffelchips) und das Befüllen von Kartons mit derartigen Beuteln ist Thema der WO 2009/103441 . Bei diesem Stand der Technik geht es darum, die Folienbeutel mit empfindlichem Inhalt in unterschiedlichen Formationen innerhalb eines großvolumigen Kartons zu positionieren, um dessen Innenraum möglichst optimal zu nutzen, andererseits aber mechanische Beeinträchtigungen der Beutel zu vermeiden. Die bekannte Vorrichtung ist mit (zwei) Robotern ausgerüstet, die abwechselnd aufgerichtete und geöffnete Kartons in einer Packstation für die Einführung der Beutel bereithalten. Durch den Roboter sind die Kartons in unterschiedlichen Relativstellungen präsentierbar, mit der Maßgabe, dass die Stellung der Kartons während der Befüllung verändert wird, um unterschiedliche Packmuster der Beutel zu gewährleisten. Diese werden (ausschließlich) durch einen Schieber über eine schräggerichtete Förderebene in den Karton eingeführt. Die Beutel liegen dabei auf einem ebenfalls schräggestellten Gurt, von dem sie durch den querbewegbaren Schieber ab- und in den Karton eingeschoben werden.
Bei der Erfindung geht es um eine Verbesserung insbesondere der vorstehend beschriebenen Technologie, derart, dass mit höherer Leistung eine optimale Befüllung von Behältern bzw. Kartons mit Gegenständen, insbesondere (Folien-)Packungen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß werden beim Packprozess komplexe Bewegungen für den (offenen) Karton einerseits und für die einzuführenden Packungen andererseits vorgesehen. Die zusammenzuführenden Gegenstände – Karton und Packungen – sind durch individuelle Handhabungsgeräte bzw. Halterungen vorzugsweise in drei Koordinaten (linear) verfahrbar und zusätzlich – bei überlagerter Bewegung – um vorzugsweise drei Achsen drehbar bzw. schwenkbar. Eine schonende Einführung der Packungen in den Karton und die Herstellung komplexer Packmuster werden demnach durch aufeinander abgestimmte Linear- und/oder Drehbewegungen von Halteorganen für den Karton einerseits und für die einzuführenden Packungen andererseits bewirkt. Die Steuerung der Organe erfolgt über hinterlegte, einstellbare bzw. abrufbare Programme.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die Packungen bei der Übergabe an den Karton alternativ durch einen Halter bzw. Haltekopf erfassbar und mittels Hub- und Absenkbewegung handhabbar sind. Alternativ oder zusätzlich werden die Packungen durch Schieben in den Karton eingeführt. Vorzugsweise ist ein Hubkopf zur Handhabung der Packungen so ausgebildet, dass alternativ Packungen mittels Saugluft erfassbar oder durch Schieben (durch denselben Hubkopf) bewegbar sind.
Ein separater Roboter dient zur Handhabung des Kartons, nämlich zur Übernahme des leeren Kartons von einem Kartonzuförderer, zur Übertragung an die Packstation zur Durchführung der jeweils erforderlichen Bewegungen des Kartons in der Packstation und zum Absetzen des gefüllten Kartons für den Abtransport desselben. Die Handhabung der Kartons ist in besonderer Weise gelöst. Ein (linear bewegbares) Förderorgan transportiert den gefüllten Karton durch Schubbewegung auf einen Abförderer. Dasselbe Organ erfasst einen nachfolgenden Leerkarton und fördert diesen in die Position zur Übernahme durch den Roboter.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf Organe zum Öffnen bzw. Offenhalten des Kartons während der Befüllung und auf Organe zum Erfassen der Leerkartons sowie der gefüllten Kartons mittels Roboter.
Einzelheiten des Verfahrens und Ausführungsbeispiele der Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine (Folien-)Packung als Beispiel in perspektivischer Darstellung,
2 einen offenen, teilweise gebrochenen Karton mit in komplexer Formation angeordneten Packungen, letztere teilweise geschnitten, in perspektivischer Darstellung,
3 eine Anlage zum Handhaben und Befüllen von Kartons in Draufsicht,
4 die Anlage gemäß 3 bei veränderter Stellung von Organen, ebenfalls in Draufsicht,
5 eine Seitenansicht der Vorrichtung in einer Schnitt- bzw. Sichtebene V-V der 4,
6 eine Draufsicht der Vorrichtung analog 3, 4 während der Befüllung eines Kartons in einer Packstation,
7 die Packstation als Einzelheit in Seitenansicht, bei vergrößertem Maßstab während der Befüllung eines Kartons,
8 die Packstation gemäß 7 bei veränderter Relativstellung des Kartons und von Füllorganen,
9 die Packstation in einer Draufsicht entsprechend Pfeil IX in 7,
10 eine Einzelheit im Bereich der Zuführung von Leerkartons in einer Schnitt- bzw. Sichtebene X-X der 4, bei vergrößertem Maßstab,
11 eine Einzelheit der Anordnung gemäß 10 in der Schnitt- bzw. Sichtebene XI-XI,
12 eine schematische Darstellung der Freiheitsgrade der Bewegung von Handhabungsorganen des Kartons einerseits und der Packungen andererseits, perspektivisch,
13 einen Hubkopf für die Handhabung von Packungen in vergrößertem Maßstab, in Perspektive,
14 den Hubkopf gemäß 13 – mit Packung – in Seitenansicht.
1 und 2 zeigen ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der vorliegenden Technologie, nämlich die Befüllung großvolumiger Behälter bzw. Kartons 10 mit einer Mehrzahl von einzelnen Gegenständen, nämlich Packungen 11. Letztere können als Beutel ausgebildet sein oder eine quaderförmige, vorliegend flache Form aufweisen. Das Beispiel der 1 betrifft eine Packung 11 mit Folienumhüllung, insbesondere für Zellstofferzeugnisse, wie Damenbinden.
Eine (größere) Anzahl von Packungen 11 ist in unterschiedlichen Formationen in dem Karton 10 unterzubringen, derart, dass dieser optimal gefüllt ist. Der quaderförmige Karton bildet eine Bodenwand 12, seitliche bzw. aufrechte Längswände 13, 14, (kleinere) Querwände 15, 16 sowie eine Oberwand aus Längslappen 17, 18 und Querlappen 19, 20.
Bei dem Beispiel der 2 ist eine Anzahl von Packungen 11 in aufrechter Stellung auf der Bodenwand 12 ruhend angeordnet, wobei die Packungen 11 dieser Gruppe mit großflächigen Packungsseiten aneinander liegen. Weitere Packungen 11 sind ebenfalls in aufrechter Stellung, jedoch quergerichtet angeordnet unter Anlage an der Längswand 13. Im Bereich der aufrechten Packungen 11 sind flach liegende Packungen 11 positioniert, die mit den großflächigen Packungsseiten an den aufrechten Packungen 11 liegen.
Der Grundaufbau einer Vorrichtung zum Einführen von Packungen 11 in Kartons 10 besteht aus einer Kartonzuführung 21, einer Packungszuführung 22, einer Packungsstation 23 und einer Kartonstation 24 für die Handhabung und den Abtransport der gefüllten Kartons 10. Den einzelnen Stationen zugeordnete Organe und Aggregate sind mit einem Maschinengestell 25 verbunden.
Kernaggregate der Vorrichtung sind ein Handhabungsgerät für die (leeren und gefüllten) Kartons sowie ein weiteres Handhabungsgerät für die Packungen 10. Beide Handhabungsgeräte sind so ausgebildet, dass einerseits die Kartons und andererseits die Packungen komplexe, aufeinander abgestimmte Bewegungen beim Einführen der Packungen 11 in den Karton 10 ausführen können. Beide Handhabungsgeräte sind vorliegend als Roboter ausgebildet.
Ein erster Roboter, nämlich Kartonroboter 26, dient zur Handhabung der Kartons 10. Der Kartonroboter 26 ist vorliegend an einem oberen Querträger 27 des Maschinengestells 25 drehbar gelagert. Ein nach unten gerichteter Tragarm 28 ist schwenkbar und mit einem unteren Ausleger 29 verbunden. Dieser ist demnach in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung schwenkbar und darüber hinaus längenveränderlich (Teleskop). Am freien Ende des Auslegers 29 ist ein in besonderer Weise ausgebildeter Kartonhalter 30 angebracht. Dieser ist über ein Tragstück 31 schwenkbar mit dem Ende des Auslegers 29 verbunden. Die auf einem Packungsförderer 32 zugeführten Packungen 11 werden durch ein zugeordnetes Handhabungsgerät übernommen und in den bereitgehaltenen Karton 10 eingeführt. Hierfür ist ein Roboter vorgesehen, nämlich ein Packungsroboter 33. Dieser ist im Bereich der Packstation 23 angeordnet, und zwar an einem oberen Teil des Maschinengestells 25, nämlich an einem Längsträger 34, gelagert. Der Packungsroboter 33 ist zweiarmig ausgebildet mit einem Schwenkarm 35 und einem an diesem angebrachten Auslegerarm 36. Die Arme 35, 36 sind relativ zueinander schwenkbar und um vertikale bzw. horizontale Achsen drehbar. Am freien Ende des Auslegerarms 36 ist ein Packungsträger angebracht zum Erfassen und Transportieren der Packungen 11. Es handelt sich um einen in besonderer Weise ausgebildeten Kopf 37 (13), der jeweils eine Packung 11 an einer freien Oberseite (großflächige Packungsseite) erfasst, vorzugsweise mittels Saugluft, und der die Packungen 11 nacheinander von dem Packungsförderer 32 übernimmt und einem bereitgehaltenen Karton 10 in der Packstation 23 zuführt. Der Kopf ist über eine schwenkbare und drehbare Tragstange 38 mit dem Auslegerarm 36 verbunden. Über die Tragstange 38 kann die Steuerung und die Beaufschlagung des Kopfes 37 mit Saugluft erfolgen.
Die Handhabungsgeräte für Kartons 10 und Packungen 11, also der Kartonroboter 26 und der Packungsroboter 33, arbeiten in aufeinander abgestimmter Weise zusammen, insbesondere im Bereich der Kartonstation 24 bei der Befüllung eines Kartons 10. Der Kartonroboter 26 transportiert den (zunächst leeren) Karton 10 zur Packstation 23, hält den Karton 10 dort bereit und führt abgestimmte Bewegungen des Kartons 10 während des Packprozesses durch. Der Kartonhalter 30 ist so ausgebildet, dass der Karton 10 in einem von der Öffnungsseite entfernt liegenden Bereich, insbesondere im Bereich der Bodenwand 12 und anschließender Bereiche der Seitenwände, insbesondere Längswände 13, 14 außen erfasst wird.
Während der Befüllung eines Kartons 10 wird dieser durch den Kartonroboter 26 in unterschiedlichen, insbesondere wechselnden Relativstellungen bereitgehalten. Auch der Packungsroboter 33 bzw. dessen Kopf 37 führen unterschiedliche, auf die Stellung des Kartons abgestimmte Bewegungen aus, wenn die Packungen 11 (einzeln) in den Karton 10 eingeführt werden. Hierdurch sind die unterschiedlichen Packformationen (Beispiel in 2) herstellbar. Die Handhabungsgeräte für die Kartons 10 und Packungen 11 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass der Kartonhalter 30 mehrere, insbesondere sechs Freiheitsgrade bei der Bewegung hat (12). Zweckmäßigerweise wird der Kopf 37 des Packungsroboters 33 aufgrund entsprechender Anordnung ebenfalls entsprechend bewegt. Es handelt sich um Linearbewegungen entsprechend dreier Koordinaten 39, 40 und um Dreh- bzw. Schwenkbewegung entlang von durch Doppelpfeile 41, 42 gekennzeichneten Drehachsen. Die Koordinaten 39, 40 definieren Bewegungen entlang von X-Achsen, Y-Achsen und Z-Achsen. Die Bewegungen der Kartons 10 einerseits und der Packungen 11 andererseits erfolgt über eine gemeinsame, zentrale Steuerung für beide Roboter 26, 33.
Die Kartons 10 werden im Bereich der Kartonzuführung 21 durch einen Kartonförderer 43 mit aufeinanderfolgenden Teilförderern 44, 45 in der Ausführung als Gurtförderer der Kartonstation 24 zugeführt. Die Kartons 10 sind weitgehend fertiggefaltet bis auf die (nach oben gerichteten) Faltlappen 17...20. Die Längslappen 17, 18 weisen in Förderrichtung.
In der Kartonstation 24 wird jeweils ein Leerkarton von dem Kartonroboter 26 bzw. dessen Kartonhalter 30 übernommen. Aufgrund der besonderen Ausbildung und Arbeitsweise des Kartonhalters 30 ist es möglich, den jeweils zu übernehmenden (leeren) Karton 10 durch die Relativbewegung im Arbeitsbereich des (geöffneten) Kartonhalters 30 zu positionieren. Der Kartonhalter 30 ist im Wesentlichen (im Querschnitt) U-förmig ausgebildet, und zwar mit bodenseitigen Halteorganen und aufrechten seitlichen Halteorganen. Die Anordnung ist so getroffen, dass ein Leerkarton unter Fortsetzung der Zuführungsbewegung im Anschluss an den Kartonförderer 43 unmittelbar in den Kartonhalter 30 eingeführt werden kann. Nach Aufnahme eines Kartons durch den Kartonhalter werden Halteorgane desselben verstellt, um den Karton wirksam zu erfassen. Hierfür sind Halteorgane 46, 47 am Kartonhalter 30 angebracht, die vorzugsweise den Karton 10 in der Halteposition im Bereich des Bodens 12 und benachbarter, aufrechter Kartonwände – Längswände 13, 14 – erfassen.
Die Halteorgane 46, 47 des Kartonhalters 30 weisen zum einen mechanische Stütz- bzw. Führungsorgane und andererseits Saughalter auf, die an der Außenseite des Kartons wirksam werden. Der so ausgebildete Kartonhalter ist an einem Ausleger des Kartonroboters 26 angeordnet, und zwar an einem Tragstück 31 am Ende des Auslegers 29 des Kartonroboters 26. Das stangenförmige Tragstück 31 weist ein (quaderförmiges) Endstück 48 auf, an dem die Organe des Kartonhalters befestigt sind.
Die seitlichen Halteorgane 46 werden in einem der Bodenwand 12 zugekehrten (unteren) Bereich von Seitenwänden – Längswänden 13, 14 – wirksam. Die jeweils als Einheit ausgebildeten seitlichen Halteorgane 46 sind auf einem gemeinsamen Träger (in Querrichtung) verschiebbar gelagert, und zwar auf einer Querstange 50, die mit dem Endstück 48 verbunden ist. Jedem Halteorgan 46 ist ein rohr- bzw. hülsenförmiges Querstück 51 zugeordnet, welches auf der Querstange 50 verschiebbar ist, und zwar aus einer Öffnungsstellung (10, links) mit Abstand vom Karton 10 in eine Haltestellung zum Erfassen des Kartons (10, links). Die der Bodenwand 12 zugeordneten Halteorgane 47 sind randseitig (zur Bodenwand), also benachbart zu den Seitenwänden 13, 14, positioniert. Die beiden Halteorgane 47 sind an einem Träger 52 – in der Ausführung als Tragarm – angeordnet.
Die Halteorgane 46, 47 weisen zum Erfassen des Kartons 10 Sauger 54, 55 auf. Die bodenseitigen Halteorgane 47 weisen eine Anzahl von nebeneinanderliegenden Saugern 54 auf, die mittels (Pneumatik-)Zylinders 53 auf- und abbewegbar sind, nämlich bis zur Anlage an der Bodenwand 12 zum Erfassen des Kartons. Die Sauger 54 sind mit Unterdruck beaufschlagbar bei Anlage an dem Karton 10.
Die seitlichen Halteorgane 47 weisen ebenfalls Sauger 55 auf, die an querbewegbaren Zylindern 56 gelagert sind. Diese Sauger 55 können durch den jeweiligen Zylinder 56 aus einer Ausgangsstellung (10, links) in eine Haltestellung (10, rechts) unter Anlage an einer Seitenwand des Kartons 10 gefahren werden. Durch Beaufschlagung mit Unterdruck wird eine Haltekraft auf den Karton übertragen.
An dem Kartonhalter 30 sind bewegbare Führungsorgane angebracht, die das Einführen und Ausrichten des Kartons 10 in den bzw. im Bereich des Kartonhalters 30 sichern. Es handelt sich dabei um schienenartig ausgebildete, langgestreckte Führungsprofile 57 zu beiden Seiten des Kartons 10 (10). Die vorzugsweise aus einem winkelförmigen Blech bestehenden Führungsprofile 57 weisen jeweils einen aufrechten Seitenschenkel 58 und einen horizontalen Bodenschenkel 59 auf. Die Führungsprofile 57 sind mit den querbewegbaren Halteorganen 46 verbunden, also mit den Führungsstücken 51. Die Führungsprofile 57 werden demnach mit den Saugern 55 aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung (10, links) in die Justierstellung (10, rechts) verschoben. An einer Einlaufseite, nämlich der Eintrittsseite eines (leeren) Kartons 10, sind die Führungsprofile 57 mit einer trichterförmigen Erweiterung 60 (11) versehen.
Die Haltekraft wird überwiegend durch die Sauger 54, 55 auf den Karton 10 übertragen. Zweckmäßigerweise wird die größere Haltekraft im Bereich der Bodenwand 12 erzeugt. Wie aus 11 ersichtlich, sind im Bereich des Bodenschenkels 59 mehrere – fünf – Sauger 54 in Längsrichtung des Kartons 10 angeordnet. Im Bereich der Seitenwände 13, 14 sind vorliegend zwei Sauger 55 nebeneinanderliegend (an einem gemeinsamen Träger) angeordnet. Die Schenkel 58, 59 des Führungsprofils 57 weisen Öffnungen auf für den Durchtritt der jeweiligen Sauger 54, 55. Die horizontalen Bodenschenkel 59 sind vorzugsweise etwa in der Ebene des Kartonförderers 43 als Fortsetzung desselben angeordnet.
Der zugeführte (leere) Karton 10 wird von dem Kartonroboter 26 aus der Kartonstation 24 übertragen in die Packstation 23 und dort für die Befüllung bereitgehalten. Die offene Seite des Kartons ist dem Packungsroboter 33 bzw. dessen Kopf 37 zugekehrt (7, 8). Vorzugsweise wird der Karton in einer (veränderlichen) Schrägstellung gehalten. Je nach den Abmessungen des Kartons 10 und der Packungen 11 sowie der Anzahl derselben werden Packungen 11 auf der Bodenwand 12 abgelegt unter Bildung eines oder mehrerer Stapel. Der Packungsroboter 33 erfasst jeweils eine Packung 11 (oder mehrere Packungen nebeneinander), hält diese insbesondere im Bereich großer Flächen mittels Saugluft (13) und taucht mit dem Kopf 37 und (teilweise) mit dem Auslegerarm 36 in den Karton 10 ein.
Alternativ werden Packungen 11 so in den Karton 10 eingeführt, dass sie mit Schmalseiten zur Bodenwand 12 gerichtet und mit den größeren Packungsflächen an Seitenwänden des Kartons 10 anliegen. In diesem Falle werden die Packungen 11 durch Schieben in den Karton 10 eingeführt. Der Kopf 37 ist so ausgebildet, dass eine Funktion als Schieber gegeben ist. An mindestens einer Seite des Kopfes ist eine Schubleiste 61 angeordnet, die zum Einschieben an einer (schmalen) Seitenfläche der Packung 11 anliegt (7). Die Einschubbewegung ist durch die Bewegung des Kopfes 37 (aufgrund entsprechender Betätigung des Packungsroboters 33) durchführbar. Die Schubleiste 61 ist seitlich an einer Tragplatte 62 des Kopfes 37 angeordnet und ist in der Höhe so bemessen bzw. angeordnet, dass ein freier Rand der Schubleiste 61 beim Erfassen einer Packung 11 an dieser anliegt. Der Kopf 37 ist an der freien Seite der Tragplatte 62 mit einem oder mehreren Saugorganen versehen zum Erfassen der Packung 11, vorliegend mit einem plattenförmigen Saugkörper 63 aus elastischem Werkstoff (Schaumstoff) und vorzugsweise mehreren Saugbohrungen (nicht gezeigt). Der Unterdruck zum Erfassen einer Packung 11 wird über eine (Saug-)Leitung 64 und über die Tragplatte 62 dem Saugkörper 63 zugeführt.
Die Schubleiste dient aufgrund der Anordnung als Stützorgan bei der Aufnahme einer Packung 11. Da diese nur im Bereich der Außenumhüllung (obere Folienwandung) erfasst wird, ergibt sich eine ungünstige Verformung der (instabilen) Packung 11. Die an der Packung 11 aufgrund der Relativstellung anliegende Schubleiste 61 bewirkt einen Ausgleich der Schiefstellung der Packung 11.
Die Packstation 23 kann mit einem beim Einschieben von Packungen 10 eingesetzten Hilfsmittel ausgerüstet sein, nämlich mit einer Schiebeplatte 49. Diese ist seitlich neben dem Packungsförderer 32 im Bereich der Packstation 23 angeordnet, und zwar als Fortsetzung der Lagerfläche für die gleitend bewegte Packung 11. Die Schiebeplatte 49 erstreckt sich im Wesentlichen in der Ebene des Packungsförderers 32 als Fortsetzung, vorzugsweise bis in den Bereich des bereitgehaltenen Kartons 10 (7). Der Kopf 37 ist vorzugsweise mit geringem Abstand oberhalb der Schiebeplatte 49 im Sinne einer Schiebebewegung angeordnet. Die Schiebeplatte 49 ist – für den Fall der Beladung entsprechend 8 – zurückziehbar.
Der Packstation 23 ist ein Lappenhalter 65 zugeordnet zum Fixieren der Schließlappen 17...20 des Kartons in der Öffnungsstellung während des Füllprozesses. Der Lappenhalter 65 ist am Maschinengestell 25 angebracht, und zwar in einem Bereich oberhalb der Arbeitsebene der Packstation 23 und an einem Tragprofil 66 des Maschinengestells 25 gelagert – in der Ebene des (oberen) Längsträgers 34.
Der Lappenhalter 65 besteht aus mehreren vorzugsweise bewegbaren Organen, die einen nach oben gerichteten Querlappen 19 und die beiden – bei der vorliegenden Relativstellung – aufrechten Längslappen 17, 18 in einer trichterförmigen Öffnungsstellung fixiert. Ein erster, etwa mittiger Haltesteg 67 erhält Anlage an der Innenseite des Querlappens 19 (7). Den seitlich positionierten Längslappen 17, 18 sind Stützstege 68 zugeordnet, die auf einer Haltestange 69 verschiebbar sind, nämlich in Richtung zueinander oder auseinander. Wenn der Karton 10 in die Packstation 23 gelangt, werden die beiden Stützstege 68 aus einer etwa mittigen Ausgangsstellung in entgegengesetzten Richtungen auseinanderbewegt, wodurch die Faltlappen 19, 20 in eine Öffnungsstellung entsprechend 9 gelangen. Der quergerichtete Lappen 19 wird durch den Haltesteg 67 ebenfalls in Öffnungsstellung gehalten.
Die Stützstege 68 sind mit hülsenartigen Führungen auf der Haltestange 69 unter Anpassung an die Breite des Kartons 10 verschiebbar.
Der Kartonroboter 26 übernimmt auch die Aufgabe, den gefüllten Karton 10 aus dem Bereich der Packstation 23 über eine Teilstrecke abzutransportieren. Der gefüllte Karton 10 wird durch den Kartonroboter 26 in der Kartonstation 24 (wieder) abgesetzt bzw. durch den Kartonhalter 30 in einer Abschubstellung im Anschluss an den Kartonförderer 43, nämlich am Ende des Teilförderers 45, gehalten. Der Karton 10 wird sodann – noch bei offenen Schließlappen 17...20 – aus dem Bereich des Kartonhalters 30 abgeschoben und an einen Abförderer 70 übergeben. Dieser transportiert den Karton 10 in Querrichtung zu einem Ausschleuseband 71, wiederum quer zur Transportrichtung im Bereich des Abförderers 70. Der an die Kartonstation 24 anschließende Abförderer 70 ist als Linearförderer ausgebildet mit einem (winkelförmigen) Schieber 72, der durch einen Linearantrieb 73 hin- und herbewegbar ist, wobei in einer Ausgangsstellung (4) der Karton 10 in eine Mitnahmeposition für den Schieber 72 gelangt. 6 zeigt die gegenüberliegende Endstellung des Schiebers 72, in der der Karton 10 auf dem Ausschleuseband 71 abgesetzt wird. Im Bereich des Abförderers 70 steht bzw. ruht der Karton 10 auf einer (plattenförmigen) Unterführung 74. Auf dieser wird der Karton 10 gleitend durch den Schieber 72 transportiert.
Eine Besonderheit ist der Transport von Kartons 10, nämlich des gefüllten Kartons einerseits und des nachfolgenden leeren Kartons andererseits, im Bereich der Kartonstation 24. Der gefüllte Karton wird durch ein Schuborgan aus dem Bereich des Kartonhalters 30 herausbewegt. Gleichzeitig wird ein nachfolgender (leerer) Karton 10 in den Kartonhalter 30 eingeführt, vorliegend durch dasselbe Organ. Ein (winkelförmig ausgebildeter) Pusher 75 befindet sich mit einem Mitnehmer bzw. Schenkel 76 im Bereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kartons. An dem als Schieber wirkenden Schenkel 76 ist auf der dem abzuschiebenden (gefüllten) Karton 10 liegenden Seite ein Stützprofil 77 angeordnet, welches an der Rückseite des Kartons 10 – rückseitige Querwand 15 – Anlage erhält. Durch einen Linearantrieb 78 neben der Bewegungsbahn der Kartons wird der durch den Kartonroboter 26 bereitgehaltene Karton 10 (mit Inhalt) durch den Pusher 75 aus dem Bereich des Kartonhalters 30 aus- und auf die Unterführung 74 des Abförderers 70 ausgeschoben.
Der Pusher 75 bewirkt gleichzeitig die Übergabe des nachfolgenden leeren Kartons 10 an den bereitgehaltenen Kartonhalter 30. Der Pusher 75 bzw. der quergerichtete Schenkel 76 weist Mitnehmer auf für den nachfolgenden Karton 10, und zwar Saugorgane 79, die hinsichtlich der Förderrichtung nach rückwärts weisen, an einer vornliegenden Wand des Kartons 10 – Querwand 16 – Anlage erhalten und diesen mittels Saugluft fassen. Während der Abschubbewegung des gefüllten Kartons 10 durch den Pusher 75 wird so der nachfolgende leere Karton nachgezogen und an den Kartonhalter 30 übergeben (4).
Die hinsichtlich der Relativbewegungen aufeinander abgestimmte Arbeitsweise der Roboter 26, 33 ist bei der Schaffung komplexer Packformationen anwendbar, aber auch bei der Handhabung von Packungen und/oder Kartons unterschiedlicher Abmessungen und/oder Formen, auf die die Stellungen des Kartons einerseits und die Bewegungen der Packungen andererseits während des Packprozesses optimal eingestellt werden können.
Bezugszeichenliste

10: Karton
11: Packung
12: Bodenwand
13: Längswand
14: Längswand
15: Querwand
16: Querwand
17: Längslappen
18: Längslappen
19: Querlappen
20: Querlappen
21: Kartonzuführung
22: Packungszuführung
23: Packstation
24: Kartonstation
25: Maschinengestell
26: Kartonroboter
27: Querträger
28: Tragarm
29: Ausleger
30: Kartonhalter
31: Tragstück
32: Packungsförderer
33: Packungsroboter
34: Längsträger
35: Schwenkarm
36: Auslegerarm
37: Kopf
38: Tragstange
39: Koordinate
40: Koordinate
41: Doppelpfeil
42: Doppelpfeil
43: Kartonförderer
44: Teilförderer
45: Teilförderer
46: Halteorgan
47: Halteorgan
48: Endstück
49: Schiebeplatte
50: Querstange
51: Führungsstück
52: Träger
53: Zylinder
54: Sauger
55: Sauger
56: Zylinder
57: Führungsprofil
58: Seitenschenkel
59: Bodenschenkel
60: Erweiterung
61: Schubleiste
62: Tragplatte
63: Saugkörper
64: Leitung
65: Lappenhalter
66: Tragprofil
67: Haltesteg
68: Stützsteg
69: Haltestange
70: Abförderer
71: Ausschleuseband
72: Schieber
73: Linearantrieb
74: Unterführung
75: Pusher
76: Schenkel
77: Stützprofil
78: Linearantrieb
79: Saugorgan

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/103441 [0002]

Claims

Verfahren zum Einführen von Gegenständen in einen Behälter, insbesondere von (Folien- bzw. Weich-)Packungen (11) in einen Karton (10) unter Bildung einer geordneten Formation von Gegenständen bzw. Packungen (11) innerhalb des Behälters bzw. des Kartons (10), wobei die Gegenstände bzw. Packungen (11) nacheinander oder in Gruppen einer Packstation (23) zugeführt und durch mindestens ein Handhabungsorgan in den Behälter bzw. Karton (10) eingeführt werden und der Karton (10) durch ein diesen erfassendes Handhabungsgerät – Kartonroboter (26) – in unterschiedliche Füllstellungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Packungshalter – Kopf (37) – des den Gegenständen bzw. Packungen (10) zugeordneten Handhabungsorgans – Packungsroboter (33) – in Abstimmung mit den Bewegungen des Kartonroboters (26) entlang mehrerer, insbesondere entlang dreier Koordinaten (39, 40) verfahrbar und um mehrere, insbesondere um drei Achsen (Doppelpfeile 41) schwenkbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Packungen (11) durch das diesen zugeordnete Handhabungsorgan – Packungsroboter (33) – erfasst werden, insbesondere mittels Saugluft und in den Karton (10) durch Heben und Senken transportiert oder alternativ durch Schieben in den Karton (10) eingeführt werden, wobei ein Organ des Packungsroboters (33) – Kopf (37) – als Träger oder als Schieber für die Packungen (10) dient.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehen und/oder Kippen und/oder Linearbewegung des Kartons (10) einerseits und durch Hub- sowie Absenkbewegung der Packungen (11) und/oder Drehbewegung oder durch Einschieben derselben andererseits der Karton (10) mit unterschiedlichen Packformationen befüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) durch Faltung aufgerichtete Kartons (10) werden mit offener Oberseite entlang einer Kartonzuführung (21) zu einer Kartonstation (24) transportiert, b) leere Kartons (10) werden im Bereich der Kartonstation (24) durch den Kartonroboter (26) erfasst, einer Packstation (23) zugeführt und in dieser zur Aufnahme der Packungen (11) bereitgehalten, c) durch einen Packungsförderer (32) zugeführte Packungen (11) werden im Bereich der Packstation (23) durch den Packungsroboter (33) erfasst und in den Karton (10) bis zur Befüllung desselben eingeführt, d) der befüllte Karton (10) wird sodann durch den Kartonroboter (26) einem Abförderer (70) übergeben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (leeren) Kartons (10) durch (linearen) Transport in einen offenen Kartonhalter (30) des Kartonroboters (26) eingeführt und durch Schließen des Kartonhalters (30) fixiert werden, vorzugsweise durch mechanische und/oder pneumatische Halteorgane (46, 47).
Verfahren nach Anspruch 5 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschieben eines (leeren) Kartons (10) in den Bereich des Kartonhalters (30) ein (gefüllter) Karton (10) – gleichzeitig – aus dem Bereich des Kartonhalters (30) herausgefördert wird, wobei insbesondere der gefüllte Karton (10) durch Schieben und der nachfolgende Karton (10) vorzugsweise durch Ziehen aus dem Bereich bzw. in den Bereich des Kartonhalters (30) gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartons (10) durch den Kartonroboter (26), insbesondere durch den Kartonhalter (30), im Bereich von sich in Förderrichtung erstreckenden Längswänden (13, 14), vorzugsweise in einem einer Bodenwand (12) zugekehrten Bereich, und an einer Bodenwand (12) des Kartons (10) erfasst und gehalten werden, vorzugsweise durch an den Packungswänden angreifende Sauger (54, 55).
Vorrichtung zum Einführen von Gegenständen in einen Behälter, insbesondere zum Einfüllen von (Folien- bzw. Weich-)Packungen (11) in einen Karton (10) unter Bildung einer geordneten Formation innerhalb des Behälters bzw. des Kartons (10), wobei der Behälter bzw. Karton (10) durch ein Handhabungsgerät – Kartonroboter (26) – erfassbar und in der Packstation (23) zur Aufnahme der Packungen (11) unter Veränderung der Relativstellung während des Packprozesses gehalten ist, und wobei die Packungen (11) vorzugsweise einzeln, aufeinanderfolgen durch ein Füllaggregat – Packungsroboter (33) – in den Karton (10) unter Bildung der Formation einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Packungen (11) durch einen entlang mehrerer Koordinaten (40) linear bewegbaren und um mehrere Achsen (42) drehbaren Packungshalter – Kopf (37) – unter Abstimmung mit Bewegungen des Kartonroboters (26) bewegbar sind, insbesondere durch einen Packungsroboter (33).
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Packungen (11) in der Packstation (23) durch den Packungsroboter (33) mit Kopf (37) in einer Bereitstellungsposition – Packungsförderer (32) – erfassbar und in einen durch den Kartonroboter (26) bereitgehaltenen Karton (10) einführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartonroboter (26) einen Kartonhalter (30) aufweist zum Erfassen eines Kartons (10) mit Hilfe von bewegbaren Halteorganen (46, 47), die vorzugsweise den Karton (10) im Bereich einer Bodenwand (12) und im Bereich von Seitenwänden – Längswände (13, 14) – benachbart zur Bodenwand (12) erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteorgane (46, 47) Sauger (54, 55) aufweisen zum Erfassen eines Kartons (10) mittels Unterdruck im Bereich von Seitenwänden (13, 14) sowie im Bereich der Bodenwand (12).
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartonhalter (30) Führungen aufweist, insbesondere seitliche, winkelförmige Führungsprofile (57) zum Abstützen eines Kartons (10) beim Einschieben in den Kartonhalter (30) in Fortsetzung der Förderrichtung für leere Kartons (10).
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass leere Kartons (10) durch den Kartonroboter (26) in einer Kartonstation (24) erfassbar, der Packstation (23) zuführbar und gefüllte Kartons (10) durch den Kartonroboter (26) in die Kartonstation (24) zurückförderbar sind, wobei der gefüllte Karton (10) durch einen Schieber bzw. Pusher (75) aus der Kartonstation (24), insbesondere aus dem Kartonhalter (30), zu einem Abförderer (70) schiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kartonförderer (43) zum Transport der (leeren) Kartons (10) zur Kartonstation (24) und durch ein Übergabeorgan zur Einführung eines Kartons (10) in den Bereich eines an den Kartonförderer (43) anschließenden Kartonhalters (30), vorzugsweise mittels Pusher (75), der beim Abschub eines gefüllten Kartons (10) aus dem Bereich des Kartonhalters (30) gleichzeitig einen nachfolgenden leeren Karton (10) in den Bereich des Kartonhalters (30) einführt.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pusher (75) einen Schenkel (76), vorzugsweise mit Stützprofil (77) zum Abschieben eines (gefüllten) Kartons (10) und an der Rückseite Saugorgane (79) zum Erfassen einer Vorderseite eines nachfolgenden leeren Kartons (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (37) des Packungsroboters (33) als Schieber bewegbar ist zum Einschieben einer Packung (11) in den Karton (10), wobei vorzugsweise der Kopf (37) im Bereich einer Tragplatte (62) eine seitlich angebrachte Schubleiste (61) aufweist zum Erfassen einer Packung (11) bei der Einschubbewegung.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschieben von Packungen (11) in einen Karton (10) durch den Kopf (37) des Packungsroboters (33) ein Überbrückungsorgan ausfahrbar ist, insbesondere eine Schiebeplatte (49) zur Überbrückung des Abstands zwischen Packungsförderer (32) und Karton (10).
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens im Bereich der Packstation (23) wirksame Lappenhalter (65) zum Fixieren von Faltlappen (13, 14; 15, 16) des Kartons (10) in der Öffnungsstellung, wobei der Lappenhalter (65) mindestens einen Haltesteg (67) zum Erfassen eines in der Befüllungsstellung des Kartons (10) oberen Faltlappens (19, 20) und querbewegbare Stützstege (68) für in der Füllstellung des Kartons (10) seitliche Faltlappen (17, 18) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gefüllte Karton (10) im Anschluss an die Kartonstation (24) in Fortsetzung der Zuförderrichtung der leeren Kartons (10) auf eine plattenförmige Unterführung (74) des Abförderers (70) schiebbar und durch einen querbewegbaren Schieber (72) auf der Unterführung (74) einem zum Abförderer (70) quergerichteten Ausschleuseband (71) zuführbar ist.