-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausschleusen einzelner, aufrecht stehender, gefüllter und versiegelter Packungen, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen für gießfähige Produkte, aus einem Applikator für Ausgießelemente, Trinkhalme oder dergleichen, wobei der Applikator als Rundläufer ausgebildet ist, wobei die Packungen (P) auf umlaufenden Positionen des Applikators (A) gehalten werden und wobei die Packungen (P) an einer Ausschleusposition ausgeschleust werden.
-
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.
-
Karton/Kunststoff-Verbundpackungen sind aus der Praxis in unterschiedlichsten Variationen bekannt. Das Verbundmaterial umfasst wenigstens eine Trägerschicht aus Karton und jeweils außen aufgesiegelte Schichten aus Polyethylen, welches den Karton vor Feuchtigkeit schützt. Für aseptische Füllgüter kann das Verbundmaterial zusätzlich eine Aluminiumschicht enthalten um eine gute Barrierewirkung gegen Gase und auch Licht zu erreichen. Das eigentliche Formen und Befüllen der Verpackung und das anschließende Verschließen zu einer Packung geschieht in einer Verpackungsmaschine, die allgemein auch als FFS-Maschine (Form-, Fill-, Seal-Maschine) bezeichnet wird. Die bekannten Packungen werden entweder aus einzelnen Packungsmantelrohlingen (sog. Zuschnitten) hergestellt oder aus einem Packungslaminat von der Rolle mit Produkt befüllt und versiegelt und erst nach der Packungsfertigung vereinzelt.
-
Häufig werden die gefüllten und verschlossenen Packungen in einem nachfolgenden Schritt mit Packungshilfsmitteln wie beispielsweise wiederverschließbaren Öffnungs- und Ausgießelementen, Trinkhalmen oder dergleichen versehen. Dies geschieht mittels separater Applikatoren, denen die fertigen Packungen einzeln zugeführt und aus denen sie auch wieder ausgeschleust werden müssen.
-
Aus der gattungsgemäßen
WO 02/46069 A1 ist eine Vorrichtung zum Applizieren von Ausgießelementen auf Verbundpackungen bekannt. Dabei werden die linear zugeführten Packungen tangential an den Applikator herangeführt und an einer Übergabestation beidseitig von Greifarmen aktiv ergriffen und in einer Aufnahmetasche des Applikators gehalten. Auf dem Applikator erfolgt bei der bekannten Vorrichtung das Applizieren von Ausgießelementen auf den dazu vorgesehenen Oberflächenabschnitten der Packungen. Nach der Applikation werden dann die Packungen in einer Ausschleusstation von den Greifarmen freigegeben und verlassen den Applikator in tangentialer Richtung an Schienen zwangsgeführt auf ein Transportband. Sowohl das Einschleusen in den als auch das Ausschleusen aus dem Applikator erfolgen bei dieser bekannten Vorrichtung also unmittelbar.
-
Nachteilig an der zuvor beschriebenen Vorrichtung ist es, dass eine tangentiale Zu- und Abfuhr der Packungen bei größeren Applikatoren mit vielen über den Umfang angeordneten Aufnahmetaschen nicht mehr möglich ist, da der Raum zwischen den einzelnen Taschen nicht mehr ausreicht. Daher wird es bei Applikatoren mit größeren Durchmessern und mit einer höheren Anzahl von Aufnahmetaschen immer aufwendiger, die Packungen aus den Aufnahmetaschen zu entnehmen.
-
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zum Ausschleusen einzelner, aufrecht stehender, gefüllter und versiegelter Packungen und eine entsprechende, zuvor näher beschriebene Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens derart auszugestalten und weiterzubilden, dass bei einer einfachen Konstruktion ein die Packung möglichst wenig beanspruchendes Ausschleusen auch bei Verwendung relativ kleiner Ausschleusradien ermöglicht wird. Insbesondere soll auch bei größer bauenden Applikatoren mit einer Vielzahl von Aufnahmetaschen ein störungsfreier Betrieb auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zuverlässig erreicht werden.
-
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Ausschleusen einzelner, aufrecht stehender, gefüllter und versiegelter Packungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass im Bereich der Ausschleusposition des Applikators ein Ausschleusrad mit einer teilweise um dessen Umfang verlaufenden Kreissegmentbahn angeordnet ist, dass zum Transport der Packungen in der Kreissegmentbahn wenigstens zwei umlaufende Nockenriemen vorgesehen sind, welche synchron angetrieben werden und jeweils wenigstens ein Umlenkrad umspannen, wobei jeder Nockenriemen eine Mehrzahl von Nocken zur sicheren Führung der Packungen aufweist und wobei die Nocken des/der ersten Nockenriemen/s die Packungen auf der einen Seite als nacheilende Nocken und die Nocken des/der weiteren Nockenriemen/s die Packungen auf der anderen Seite als voreilende Nocken angreifen. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei größeren und/oder bei besonders eng mit Greifarmen für die Packungen bestückten Applikatoren das Ausschleusen der Packungen selbst bei hohen Maschinengeschwindigkeiten zuverlässig und schonend durchzuführen. Insbesondere lassen sich auch relativ kleine Ausschleusradien verwirklichen, da die Packungen in alle Richtungen sicher geführt werden.
-
Bei einem entsprechenden Verfahren zum Ausschleusen einzelner, aufrecht stehender, gefüllter und versiegelter Packungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 16 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Packungen mittels der Führungselemente auf eine Kreissegmentbahn geleitet werden und dort von einer Mehrzahl von Nocken beidseits gegriffen und entlang der Kreissegmentbahn transportiert und an ein Transportband übergeben werden, von dem sie zur weiteren Verwendung abtransportiert werden.
-
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung weist das Ausschleusrad eine der Zahl der eingesetzten Nockenriemen entsprechende Anzahl gleich großer Zahnkränze auf, welche in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung ist besonders zweckmäßig, da auf diese Weise die unterschiedlichen Nockenriemen auf einfache Weise optimal synchronisiert angetrieben werden können. Bevorzugt wird das Ausschleusrad komplett von den Zahnkränzen gebildet. Zweckmäßigerweise erfolgt der Antrieb der Nockenriemen über das Ausschleusrad.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind alle Nockenriemen als Zahnriemen ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich der sonst auftretende Schlupf zuverlässig vermeiden, so dass die Nocken stets im identischen Abstand zueinander verlaufen und so die Packungen optimal geführt werden.
-
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass drei Nockenriemen vorgesehen sind, welche derart übereinander angeordnet sind, dass der mittlere Nockenriemen voreilende Nocken und die beiden anderen Nockenriemen nacheilende Nocken aufweisen. Auf diese Weise wird jede Packung beim Transport über die Kreissegmentbahn vorne und hinten insgesamt von drei Nocken in unterschiedlichen Ebenen geführt und dadurch sehr sicher und gleichmäßig geführt.
-
Darüber hinaus ist es von besonderem Vorteil, wenn wenigstens die Nockenriemen mit den nacheilenden Nocken gleich lang ausgebildet sind. So wird von den jeweils zwei eingreifenden Nocken eine gleich große Spannung auf die zu transportierende Packung ausgeübt. Bevorzugt sind alle verwendeten Nockenriemen gleich lang ausgebildet, dies garantiert nicht nur eine gleichmäßige Spannungsverteilung sondern bedingt auch eine gleichmäßige Alterung der Nockenriemen, die dann nach einer vorbestimmten Standzeit gemeinsam ausgewechselt werden können.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Nockenriemen mit den voreilenden Nocken im Wesentlichen tangential an die Ausschleusposition des Applikators herangeführt. Durch eine solche Konstruktion ist sichergestellt, dass die voreilenden Nocken unabhängig vom Radius des Ausschleusrades bereits beim Erreichen der Ausschleusposition radial zum Applikator ausgerichtet sind und nicht erst noch weiter nach vorne schwenken müssen, um ausreichend Raum für die zu übernehmende Packung zu schaffen. Eine schleifende Berührung zwischen Nocken und voreilende Packungsseite kann so zuverlässig ausgeschlossen werden.
-
Wenn der Nockenriemen mit den voreilenden Nocken das Ausschleusrad unter einem flachen Winkel zum sich anschließenden Transportband verlässt, wird eine möglichst lange Führung der Packung bei deren Übergabe von der Kreissegmentbahn zum Transportband ermöglicht.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die voreilenden und/oder nacheilenden Nocken jeweils ein Federelement in Richtung auf die zu transportierende Packung auf. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die voreilenden Nocken mit solchen Federelementen ausgestattet sein sollten, um die voreilende Seite jeder Packung nach dem Öffnen der Greifarme der Aufnahmetaschen des Applikators auch bei kleineren Ausschleuseradien, welche die Nocken in der Kreissegmentbahn aufspreizen, mittels dem Federelement zuverlässig zu halten.
-
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die Nockenriemen mit den nacheilenden Nocken bereits vor dem Erreichen der Ausschleusposition des Applikators auf das Ausschleusrad geführt wird/werden. Damit ist sichergestellt, dass die nacheilenden Nocken bereits vor Erreichen der Ausschleusposition auf dem Umfang des Ausschleusrades anliegen und so die Packung erst unmittelbar vor der Ausschleusposition ergreifen.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Länge der Nocken mindestens der halben Tiefe der auszuschleusenden Packungen entspricht. Kürzere Nocken wären dagegen nachteilig. Durch die jeweilige Gestaltung der Nockenform lässt sich erreichen dass die Packungen jeweils etwa mittig auf ihren Seitenflächen mit den Nocken in Kontakt kommen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die auszuschleusenden Packungen im Bereich der Kreissegmentbahn von unten mittels einer Stützeinheit gestützt werden. Eine solche Stützeinheit kann passiv oder aktiv ausgebildet sein. So ist es beispielsweise möglich, dass als Stützeinheit wenigstens eine Tragschiene vorgesehen ist, auf der die zu transportierenden Packungen entlang gleiten. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass als Stützeinheit wenigstens ein Förderelement vorgesehen ist, beispielsweise ein Förderband oder eine Förderplatteneinheit.
Zur sicheren Führung der Packungen beim Ausschleusen, insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten, ist nach einer weiteren Lehre der Erfindung vorgesehen, dass die ausgeschleusten Packungen im Bereich der Kreissegmentbahn nach außen von einer Führungsschiene geführt werden. Auf diese Weise kann auftretenden Fliehkräften einfach und wirkungsvoll begegnet werden.
-
Schließlich sieht eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung vor, dass wenigstens im Bereich des Übergangs der Kreissegmentbahn zum Transportband beidseitig Führungsschienen parallel zum Transportband angeordnet sind, um das Herauslösen der Packungen aus dem Eingriff der voreilenden und nacheilenden Nocken zu unterstützen. Dadurch wird erreicht, dass der vom Abstand der jeweiligen voreilenden bzw. nacheilenden Nocken vorgegebene Abstand der Packungen zueinander erhalten bleibt und die Packungen das Förderband in genau diesem Abstand verlassen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Einbausituation neben einem Applikator in Draufsicht,
- 2A die erfindungsgemäße Vorrichtung, einzeln und teilweise aufgebrochen dargestellt, ohne zu transportierende Packungen in Draufsicht,
- 2B die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zu transportierenden Packungen in Draufsicht,
- 3 die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht und
- 4 Teile des Gegenstands aus 2A bzw. 2B im Bereich der Ausschleusposition, vergrößert und in Draufsicht.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Applikator A zum Applizieren von Ausgießelementen auf Karton/Kunststoff-Verbundpackungen. Hierbei wird auf den ersten Blick deutlich, dass bei einem größeren Applikator A, dessen Umfang möglichst weitgehend ausgenutzt werden soll, nur ein begrenzter Raum für das Einschleusen und Ausschleusen der Packungen P zur Verfügung steht, will man die Baugröße der gesamten Einheit in überschaubaren Grenzen halten. Durch die heute geforderten hohen Maschinengeschwindigkeiten besteht die Forderung, die drehenden Teile, insbesondere bei kleineren Radien, möglichst klein und leicht zu bauen, um die bewegten Massen gering zu halten. Mit dem Bezugszeichen 1 wird eine Ausschleusvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet, welche in den weiteren Figuren näher beschrieben wird.
-
Die 2A und 2B sind nahezu identisch, sie unterscheiden sich nur durch die Darstellung der zu transportierenden Packungen P, die in 2B gezeigt sind, jedoch in 2A aus Gründen der besseren Übersicht weggelassen wurden. 2A zeigt die erfindungsgemäße Ausschleusvorrichtung 1 in Draufsicht, bei der zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nur ein einziger Greifarm G mit (noch geschlossenen) Haltebügeln H des sonst nicht dargestellten Applikators in der Ausschleusposition dargestellt ist. Der eingezeichnete Pfeil gibt die Drehrichtung des Greifarms G des Applikators wieder. Man erkennt deutlich, dass der Greifarm G die mit einem Ausgießelement F versehene Packung P mit seinen seitlichen Haltebügeln H noch umschließt. Die Packung P wird aber unmittelbar nach dem Erreichen der Ausschleusposition vom Greifarm G freigegeben, so dass sie von der erfindungsgemäßen Ausschleusvorrichtung übernommen werden kann.
-
Wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Ausschleusvorrichtung 1 ist ein Ausschleusrad 2, welches sich in Richtung des nicht näher bezeichneten Pfeils entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und bevorzugt angetrieben wird. Es sorgt dafür, dass die vom Greifarm G freigegebenen Packungen P entlang einer Kreissegmentbahn 3 aus dem Arbeitsbereich des Applikators A herausbewegt und an ein lineares Förderband 4 übergeben werden. Ein Nockenriemen 5 mit in festgelegten Abständen darauf befindlichen Nocken 6 sorgt für eine Mitnahme der Packungen P über die Kreissegmentbahn 3 bis hin zum Transportband 4. Der Nockenriemen 5 ist dabei als Zahnriemen ausgebildet und wird von einem Zahnkranz 7 angetrieben, der in 3 erkennbar ist, auf die noch näher eingegangen werden wird. Der Nockenriemen 5 umspannt den zuvor genannten (und in 2 nicht dargestellten) Zahnkranz 7 und weiter ein beabstandet zu diesem angeordnetes Umlenkrad 8. Alternativ kann der Antrieb auch über das Umlenkrad 8 erfolgen.
-
Damit die Packungen P bei ihrem Transport nicht nur mitgenommen, sondern auch von beiden Seiten geführt werden können, ist ein weiterer Nockenriemen 9 vorgesehen, welcher wiederum mit Nocken 10 versehen ist, welche jedoch, im Gegensatz zu den nacheilenden Nocken 6 des Nockenriemens 5, als voreilende Nocken 10 ausgebildet sind. Die Nocken 10 weisen ferner auf die zu ergreifende Packung P gerichtete Federelemente 11 auf, die so ausgeführt und angeordnet sind, dass sie die Packung P an ihrer voreilenden Seite zuverlässig abstützen.
-
Auch der Nockenriemen 9 wird von einem Zahnkranz 12 angetrieben, der in 3 erkennbar ist. Anders als der Nockenriemen 5 umspannt der Nockenriemen 9 neben dem ihn antreibenden Zahnkranz 12 ein erstes Umlenkrad 13 und ein weiteres Umlenkrad 14. Das zweite Umlenkrad 14 dient dazu, dass der Nockenriemen 9 das Ausschleusrad 2 im Bereich der Ausschleusposition tangential erreicht, so dass bereits beim Kämmvorgang mit dem jeweiligen Greifarm G des Applikators A eine Stützfunktion der Packung P durch das Federelement 11 erfolgen kann, ohne dass das Federelement 11 über die Seite der Packung schleifen müsste.
-
Wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, sorgen kammartige Führungselemente 15 bereits im Bereich der Ausschleusposition dafür, dass die vom Greifarm G freigegebenen Packungen P zuverlässig aus dem Applikator A entfernt werden. Die Kreissegmentbahn 3 wird nach unten von einer Tragschiene 16 begrenzt, welche als Gleitfläche oder aber auch als Transportband ausgebildet sein kann. Eine weitere Führungsschiene 17 in Verlängerung des Führungselements 15 sorgt für eine äußere Begrenzung der Kreissegmentbahn 3 und führt die transportierten Packungen P lateral, um die Fliehkräfte der Masse der Packungen P beim Ausschleusvorgang zuverlässig aufnehmen zu können.
-
2A zeigt ferner deutlich, dass die Nockenriemen 5 und 9 das Ausschleusrad 2 im Bereich des Übergangs von Kreissegmentbahn 3 und Transportband 4 in unterschiedlichen Winkeln verlassen. Hierbei sollen die in 2A dargestellten Nocken 6 schneller aus der Transportbahn der Packungen P herausbewegt werden als die Nocken 10, damit die letzteren die Packung P möglichst lange mit dem Federelement 11 führen können. Seitliche Führungsschienen 18 und 19 sorgen dabei für eine sichere Ausrichtung und Stabilisierung der Packungen P auf dem Förderband 4. Zur besseren Übersicht ist die linke Seite der Führungsschiene 18 in 2A nicht gezeigt. Aus 2B geht hervor, wie die einzelnen Packungen P durch die Ausschleusvorrichtung 1 geführt werden und es ist auch die komplette Führungsschiene 18 dargestellt.
-
Aus 3, in der die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Ausschleusvorrichtung 1 dargestellt sind, ist deutlich erkennbar, dass neben dem bereits beschriebenen Nockenriemen 5 ein weiterer, gleich langer Nockenriemen 5' vorhanden ist, welcher das Ausschleusrad 2 über einen dritten Zahnkranz 7' umschlingt und der um ein dem Umlenkrad 8 in Größe und Lage entsprechendes Umlenkrad 8' gespannt ist. Diese „Verdoppelung“ dient dazu, den zu transportierenden Packungen P beim Ausschleusvorgang noch mehr Halt zu geben, da diese nun beidseitig von insgesamt drei Elementen, nämlich den voreilenden Nocken 10 mit dem Federelement 11 und den beiden jeweils übereinander angeordneten Nocken 6, 6' der Förderbänder 5, 5' in drei übereinander liegenden Ebenen gleichzeitig geführt werden.
-
Aus 3 geht weiter hervor, dass auch zwei Führungselemente 15 vorhanden sind, welche kammartig in Freiräume des Greifarms G eingreifen und so für die Freigabe der Packungen P aus den Haltebügeln H sorgen. Darüber hinaus zeigt 3 deutlich, dass das Ausschleusrad 2 insgesamt drei Zahnkränze 7, 12 und 7' aufweist, welche zum synchronisierten Antrieb der Nockenriemen 5, 9 und 5' dienen. Angetrieben wird das Ausschleusrad 2 von unten durch einen nur schematisch erkennbaren Antrieb 20.
-
Schließlich zeigt 4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschleusrades 2 im Bereich der Ausschleusposition. Hier sind der Greifarm G und die noch darin befindliche Packung P lediglich strichpunktiert dargestellt. Man erkennt deutlich, dass der Nockenriemen 9 erst im Bereich der Ausschleusposition Kontakt mit dem Ausschleusrad 2 hat, um die Federelemente 11 bereits so früh wie möglich zur voreilenden Abstützung der Packung P verwenden zu können. Dagegen greifen die nacheilenden Nocken 6 des Nockenriemens 5, welche das Ausschleusrad 2 wesentlich früher erreichen, erst kurz vor der Freigabe der Packung P ein und tragen daher durch den Radius des Ausschleusrades 2 zu einer schonenden Übernahme der Packungen P bei, da diese beim Aufnahmevorgang nicht mit ihren nacheilenden Seiten über die Nocken 6 schleifen müssen.
-
Diese Beschreibung der dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung macht deutlich, dass trotz der Verwendung eines relativ kleinen Radius' für das Ausschleusrad 2 die umlaufenden und bewegten Massen der Vorrichtung relativ gering gehalten worden sind, um trotz einer relativ einfachen Konstruktion eine kompakte Baugröße der gesamten Anlage zu erreichen.
-
Die ausgeschleusten Packungen P verlassen den Applikator A völlig gleichmäßig und ohne ruckartige Bewegungen oder verdreht zu werden, also äußerst schonend, was als wichtiger Faktor insbesondere bei den heute geforderten hohen Maschinengeschwindigkeiten anzusehen ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
