DE102017115341A1

DE102017115341A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen eines Applikators zum Applizieren von Ausgießelementen auf unterschiedlich hohe Packungen

Info

Publication number: DE102017115341A1
Application number: DE102017115341.1A
Authority: DE
Inventors: Joachim Bührer; Martin Rüegg
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-10
Also published as: WO2019011477A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Applikators (A) zum Applizieren von Ausgießelementen (F) auf gefüllte und versiegelte Packungen (P), insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, auf unterschiedlich hohe Packungen (P), wobei der Applikator (A) eine Mehrzahl von Stationen zur Aufnahme von jeweils einer Packung (P) aufweist, und wobei die Packungen (P) mittels einer Stützeinheit von unten gestützt werden. Um die notwendige Verstellung mit möglichst geringem Aufwand in kürzester Zeit zu ermöglichen und den Umrüstvorgang beim Wechsel eines Packungsformats weitgehend zu automatisieren, ist vorgesehen, dass der Applikator (A) und die Stützeinheit relativ zueinander in der Höhe verstellbar ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Applikators zum Applizieren von Ausgießelementen auf gefüllte und versiegelte Packungen, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, auf unterschiedlich hohe Packungen, wobei der Applikator eine Mehrzahl von Stationen zur Aufnahme von jeweils einer Packung aufweist, und wobei die Packungen mittels einer Stützeinheit von unten gestützt werden.
Applikatoren zum Applizieren von Ausgießelementen auf bereits gefüllte und versiegelte Packungen sind seit langem in unterschiedlichsten Bauweisen aus der Praxis bekannt. Bedingt durch die Vielzahl unterschiedlicher Packungsgrößen und Packungsformate müssen die bekannten Applikatoren beim Wechsel eines Packungstyps stets auf die geometrischen Abmessungen des neuen Packungstyps eingestellt werden, wofür teils erhebliche Rüstzeiten und ein entsprechender Zeit- und Kostenaufwand erforderlich sind.
Wenn vorliegend von „Ausgießelementen“ die Rede ist, so sollen darunter nicht nur reine Ausgießelemente verstanden werden, sondern auch wiederverschließbare Ausgießelemente aller Art, welche heutzutage meist gleichzeitig als Ausgießelemente dienen. Der Kürze halber wird in dieser Anmeldung jedoch nur von Ausgießelementen gesprochen.
Da die in Rede stehenden Applikatoren häufig Zellenketten oder andere Aufnahmestationen für die zu transportierenden Packungen aufweisen, ist man bereits dazu übergegangen, unterschiedliche Packungsformate mit gleichem Querschnitt durch eine Änderung lediglich der Höhe der Packung vorzusehen, um die benötigte Standfläche in der Zelle oder Station beibehalten zu können. Dabei verschiebt sich lediglich der Boden der Zelle bzw. Station in Anbetracht der Höhe der jeweils mit einem Ausgießelement zu applizierenden Packung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine eingangs genannte Vorrichtung zum Einstellen eines Applikators zum Applizieren von Ausgießelementen auf gefüllte und versiegelte Packungen auf unterschiedliche Packungshöhen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die notwendige Verstellung mit möglichst geringem Aufwand in kürzester Zeit ermöglicht wird. Des Weiteren ist erwünscht, den Umrüstvorgang beim Wechsel eines Packungsformats weitgehend zu automatisieren.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Applikator und die Stützeinheit relativ zueinander in der Höhe verstellbar ausgebildet sind. Ein entsprechendes Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die die Packungen von unten stützende Stützeinheit in ihrer Gesamtheit relativ zum Applikator gleichzeitig in der Höhe verstellbar ist.
Erfindungsgemäß lässt sich die Stützeinheit in ihrer Gesamtheit in einem Arbeitsschritt in ihrer Höhe zum Applikator verstellen, um einen schnellen Formatwechsel vornehmen zu können. Dazu muss der Applikator nach Beendigung der Packungszuführung lediglich frei gefahren werden, worauf sich unmittelbar die gleichmäßige Verstellung der gesamten Stützeinrichtung für alle Packungsstationen anpassen lässt, so dass nach einer extrem kurzen und zuverlässigen Umrüstung mit der Zufuhr der Packungen im neuen Format begonnen werden kann.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützeinheit eine Mehrzahl von auf der Stützeinheit befestigten Stützpodesten aufweist, um jeweils eine in einer Greifeinrichtung der Station des Applikators transportierte Packung von unten zu stützen, wobei die Anzahl der Stützpodeste der Anzahl der Greifeinrichtungen des Applikators entspricht. Dies ist gerade bei größeren Applikatoren und beengten Platzverhältnissen besonders zweckmäßig, da hier Stützpodeste verwendet werden können, welche genauso groß wie, oder sogar etwas kleiner als, der Packungsboden ausgebildet sind, so dass die Stützeinrichtungen unterhalb der Stationen eine äußerst geringe Baugröße aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützeinheit als Drehteller ausgebildet ist und dass der Drehteller an einem ersten Rahmen der Vorrichtung gelagert ist. Dabei weist bevorzugt der Drehteller einen Bodenring auf, der über einen ersten Umfang verteilt angeordnete Stützarme aufweist, welche einen Tragring tragen, der den Applikator umgreift und auf dem die Stützpodeste gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Durch diese Lösung wird der eigentliche Applikator durch die entsprechend konstruierte Stützeinrichtung in seiner Funktion nicht behindert und es lässt sich eine gleichzeitige Verstellung aller Stützpodeste durch ein Anheben oder Senken des Drehtellers bewirken ohne dass die Stationen des Applikators einzeln umgerüstet werden müssten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Bodenring mittels einer Lagereinheit an einem Sockelrahmen des ersten Rahmens gelagert. Dabei kann der Bodenring von einem Antrieb angetrieben werden, wobei die Drehgeschwindigkeit des Bodenrings der Drehgeschwindigkeit des Applikators entspricht. Auf diese Weise ist eine komplette mechanische Entkopplung von Stützeinrichtung und Applikator möglich, welche die notwendigen Voraussetzungen für die erfindungsgemäße gleichmäßige und schnelle Verstellung aller Stützpodeste schafft.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist auch der Applikator als Rundläufer ausgebildet und an einem zweiten Rahmen der Vorrichtung gelagert. Dazu weist bevorzugt der zweite Rahmen eine Lagerplatte auf, an der der Applikator mittels einer Lagereinheit um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Die Vorrichtung weist also einen ersten Rahmen mit dem Drehteller und einen zweiten Rahmen mit dem Applikator auf, wobei in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der erste Rahmen nivellierbar auf dem Untergrund steht und der zweite Rahmen mittels Hubvorrichtungen innerhalb des ersten Rahmens vertikal angehoben und abgesenkt werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hubvorrichtungen Spindeln aufweisen, so dass beim Verstellvorgang durch eine synchrone Drehung der Spindeln eine gleichmäßige Verstellung des zweiten Rahmens ermöglicht wird.
Ferner weist die Vorrichtung bevorzugt drei Hubvorrichtungen auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass durch diese „Dreipunktlagerung“ die Hubvorrichtungen nicht nur die Höhenverstellung sondern gleichzeitig auch noch eine tragende Funktion für den zweiten Rahmen übernehmen können.
Es wurde bereits ausgeführt, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen eines Applikators auf unterschiedlich hohe Packungsformate die die Packungen von unten stützende Stützeinrichtung in ihrer Gesamtheit relativ zum Applikator in der Höhe verstellbar ist. Bevorzugt ist dabei nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Stützeinheit innerhalb der Vorrichtung in einer festen Höhe angeordnet, während die Höhe des Applikators verstellt wird. Diese alternative Verstellmöglichkeit wird deshalb bevorzugt, da das Niveau der Stützpodeste stets auf dem Niveau der Transportelemente für die zugeführten und auszuschleusenden Packungen angeordnet ist, wobei die Packungsböden stets in einer gleichen vorgegebenen Höhe transportiert werden.
Doch ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass alternativ auch der Applikator innerhalb der Vorrichtung in einer festen Höhe angeordnet sein kann, wobei die Höhe der Stützeinrichtung verstellt wird.
Es ist ferner möglich, dass bei der Höhenverstellung des Applikators die Höhe der seitlichen Führungen in der Zuführeinrichtung und Ausschleuseinrichtung für die Packungen mit verstellt wird. Dies ist besonders zweckmäßig, da gerade bei höheren Packungen eine möglichst hohe seitliche Führung der zu transportierenden Packungen dafür sorgt, dass die Packungen auf ihrem Transportpfad nicht schwanken können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer ein lediglich bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht,
2 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der Linie II-II in 1,
3 den ersten Rahmen und den zweiten Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (ohne Adapter und Stützeinrichtung) in perspektivischer Ansicht,
4 den ersten Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Stützeinrichtung in perspektivischer Ansicht und
5 den zweiten Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit (teilbestücktem) Adapter in perspektivischer Ansicht.

Die in den 1 und 2 dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt zunächst einen ersten Rahmen 1, der einen Quader definiert und auf nicht näher bezeichneten Stützfüßen auf dem Untergrund aufsteht.
Im Inneren des ersten Rahmen 1 befindet sich ein etwas kleinerer innerer Rahmen 2, der einen im Wesentlichen prismaförmigen Aufbau mit drei „Seiten“ besitzt. Er dient zur Aufnahme eines Applikators A, der als Rundläufer ausgebildet ist und eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen mit Greifeinrichtungen GU für die mit einem Ausgießelement F zu versehenden Packungen P aufweist, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist. Der Applikator A ist dabei in einer im oberen des zweiten Rahmens 2 befindlichen Lagerplatte 4 um eine vertikale Drehachse 5 drehbar gelagert.
Die einzeln hintereinander zugeführten Packungen P werden in einer Zuführeinrichtung IF den einzelnen Stationen des Applikators A zugeführt und verlassen den Applikator A mit Hilfe einer Ausschleusvorrichtung OF, die in 1 jedoch weitgehend vom zweiten Rahmen 2 verdeckt ist.
Aus 2 geht ferner hervor, dass der erste Rahmen 1 in seinem unteren Bereich einen Sockelrahmen 3 aufweist, der zur Lagerung einer Stützeinrichtung dient, welche die einzelnen Packungen P unterhalb des Applikators in den Positionen der Greifeinrichtungen GU von unten abstützt. Dazu weist die Stützeinrichtung zunächst einen Bodenring 6 auf, auf dem eine Mehrzahl von Stützarmen 7 über den Umfang verteilt angeordnet ist. Die Stützarme 7 tragen wiederum einen Tragring 8, von dem aus einzelne Stützpodeste 9 auskragen. Die Stützpodeste 9 entsprechen in ihrer Anzahl und Lage den darüber befindlichen Greifeinrichtungen GU des Applikators A.
Gelagert wird der Bodenring 6 der Stützeinrichtung im Bereich des Sockelrahmens 3 mittels einer Lagereinheit 10, wobei der Bodenring 6 separat mittels eines Antriebs 11 antreibbar ist, um sich bei Betätigung des Applikators A mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die des Applikators A mitzudrehen.
Der Applikator A wiederum ist mittels einer Lagereinheit 12 am oberen Bereich des zweiten Rahmens 2 durch die bereits angesprochene dort befindliche Lagerplatte 4 gelagert. Sowohl der Applikator A als auch die Stützeinrichtung drehen sich dabei um die vertikale Drehachse 5.
Erfindungsgemäß wird nun der Applikator A in Bezug auf die Stützeinrichtung derart verstellt, dass der gesamte zweite Rahmen 2 mittels Hubvorrichtungen 13 und entsprechenden Hubspindeln 14 im ersten Rahmen 1 vertikal angehoben und abgesenkt werden kann.
Diese Verstellbarkeit lässt sich besonders deutlich 3 entnehmen, in der der erste Rahmen 1 und der darin befindliche zweite Rahmen 2 ohne Applikator A und Stützeinrichtung perspektivisch dargestellt sind. Man erkennt drei Hubvorrichtungen 13, welche mittels Aufnahmen 15 auf den unteren Streben des ersten Rahmens 1 angeordnet sind und sich senkrecht nach oben erstrecken, wobei die Spindeln 14 mittels Tragwinkeln 16 auf die vertikalen Streben des zweiten Rahmens 2 einwirken, wodurch der zweite Rahmen 2 innerhalb des ersten Rahmens 1 vertikal verstellbar ist.
Zur besseren Übersicht sind in den 4 und 5 der erste Rahmen 1 und die Stützeinheit sowie der zweite Rahmen 2 und der darin befindliche Applikator A einzeln perspektivisch dargestellt.
So erkennt man in 4 nun deutlich den Aufbau der Stützeinheit, welche aus einem Bodenring 6, darauf befindlichen Stützarmen 7, einem Tragring 8 und einer Mehrzahl von einzelnen Stützpodesten 9 besteht, deren Anzahl und Lage den darüber befindlichen (in 4 nicht dargestellten) einzelnen Stationen des Applikators A entsprechen. 4 lässt sich ebenfalls deutlich der Aufbau und die Lage des unteren Sockelrahmens 3 des ersten Rahmens 1 entnehmen. Durch den Aufbau dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels verläuft die Ebene der oberen Flächen der Stützpodeste 9 (und damit die Ebene der davon gestützten Packungsböden der Packungen im Applikator) stets in einer vorbestimmten horizontalen Ebene.
Aus 5 geht schließlich hervor, dass der zweite Rahmen 2 den Applikator A trägt, von dem zur besseren Übersicht nur zwei einzelne Greifeinrichtungen GU dargestellt sind. Oberhalb der Greifeinrichtungen sind die eigentlichen Applikationseinrichtungen AU angedeutet, die für das Aufbringen der Ausgießelemente auf die Packungen sorgen.
Damit nun der Applikator A und die Packungen P mit gleicher Querschnittsfläche jedoch unterschiedlichen Packungshöhen handhaben kann, wird der gesamte zweite Rahmen 2 nebst Applikator A im Inneren des ersten Rahmens 1 vertikal verfahren. Dazu weist der erste Rahmen 2 drei an den Außenseiten der vertikalen Streben angeordnete Tragwinkel 16 auf, welche exakt über entsprechenden Aufnahmen 15 auf dem ersten Rahmen 1 (vgl. 4) über (nicht dargestellte) Hubvorrichtungen angeordnet sind.
Aus 5 geht darüber hinaus deutlich hervor, dass die Mittelsäule 17 des Applikators A, welche, wie bereits erwähnt, an der Lagerplatte 4 im oberen Bereich des zweiten Rahmens 2 gelagert ist.
Schließlich erkennt man in 5 (wie auch in 3) deutlich, dass eine Montageplatte 18 über eine Stützvorrichtung 19, 20 mit dem zweiten Rahmen 2 verbunden ist. Die Montageplatte 18 dient dazu, seitliche Führungen sowohl der Zuführeinrichtung IF als auch der Ausschleuseinrichtung OF aufzunehmen, welche bei einer vertikalen Verstellung mit dem Applikator in ihrer Höhe verstellt werden, damit die dem Applikator A zugeführten und abgeführten Packungen P stets in ihrem oberen Bereich seitlich geführt werden können. Wie aus 1 ersichtlich, sind sowohl die Zuführeinrichtung IF als auch die Ausschleusvorrichtung OF mit Kurvenbahnen versehen, deren Außenseiten beide in Richtung der Montageplatte 18 weisen. Auf diese Weise ist eine optimale Einstellung des Applikators A auf sich ändernde Höhen der zu verarbeitenden Packungen P gewährleistet.

Claims

Vorrichtung zum Einstellen eines Applikators (A) zum Applizieren von Ausgießelementen (F) auf gefüllte und versiegelte Packungen (P), insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, auf unterschiedlich hohe Packungen (P), wobei der Applikator (A) eine Mehrzahl von Stationen zur Aufnahme von jeweils einer Packung (P) aufweist, und wobei die Packungen (P) mittels einer Stützeinheit von unten gestützt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (A) und die Stützeinheit relativ zueinander in der Höhe verstellbar ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinheit eine Mehrzahl von auf der Stützeinheit befestigten Stützpodesten (9) aufweist, um jeweils eine in einer Greifeinrichtung (GU) der Station des Applikators (A) transportierte Packung (P) von unten zu stützen, wobei die Anzahl der Stützpodeste (9) der Anzahl der Greifeinrichtungen (GU) des Applikators (A) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinheit als Drehteller ausgebildet ist und dass der Drehteller an einem ersten Rahmen (1) der Vorrichtung gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller einen Bodenring (6) aufweist, der über einen äußeren Umfang verteilt angeordnete Stützarme (7) aufweist, welche einen Tragring (8) tragen, der den Applikator (A) umgreift und auf dem die Stützpodeste (9) gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenring (6) mittels einer Lagereinheit (10) an einem Sockelrahmen (3) des ersten Rahmens (1) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenring (6) von einem Antrieb (11) angetrieben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (A) als Rundläufer ausgebildet und an einem zweiten Rahmen (2) der Vorrichtung gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rahmen (2) eine Lagerplatte (4) aufweist, an dem der Applikator (A) mittels einer Lagereinheit (12) um eine Drehachse (5) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rahmen (1) nivellierbar auf dem Untergrund steht und dass der zweite Rahmen (2) mittels Hubvorrichtungen (13) innerhalb des ersten Rahmens (1) vertikal auf und ab bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtungen (13) Spindeln (14) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung drei Hubvorrichtungen (13) aufweist.
Verfahren zum Einstellen eines Applikators (A) einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auf unterschiedlich hohe Packungen (P), dadurch gekennzeichnet, dass die die Packungen (P) von unten stützende Stützeinheit in ihrer Gesamtheit relativ zum Applikator (A) in der Höhe verstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinheit innerhalb der Vorrichtung in einer festen Höhe angeordnet ist, während die Höhe des Applikators (A) verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (A) innerhalb der Vorrichtung in einer festen Höhe angeordnet ist, während die Höhe der Stützeinrichtung verstellt wird.