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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme rohrförmiger Behältnisse, zu deren Öffnung und Übergabe.
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Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zur Entnahme von rohrförmigen Behältnissen in abgeflachter Konfiguration, zu deren Öffnung und Übergabe, die bei Kartoniermaschinen der Art, wie sie normalerweise in Verpackungsanlagen für Produkte der Pharma- oder Kosmetikindustrie eingesetzt werden.
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Stand der Technik
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In Verpackungsanlagen ist es aus Platzgründen bekannt, die Behältnisse in abgeflachter Konfiguration gestapelt in entsprechenden Magazinen zu lagern, die vor den eigentlichen Verpackungsmaschinen angeordnet sind.
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Bekannt ist daher das Bedürfnis, diese Behältnisse zu öffnen und sie von der abgeflachten Konfiguration in eine rohrförmige Auslegung zu bringen, in der ein Aufnahmevolumen für die zu verpackenden Produkte definiert ist.
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Zur Entnahme der Behältnisse in abgeflachter Konfiguration aus dem Magazin sind zahlreiche unterschiedliche Vorrichtungen bekannt, die normalerweise pneumatische, mit Saugnäpfen versehene Greiforgane aufweisen, deren Aufgabe es ist, die Behältnisse an eine Transportanlage zu übergeben, entlang derer die Produkte in die Behältnisse eingefügt werden.
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Auf dieser soeben beschriebenen Strecke werden die Behältnisse daher geöffnet.
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Die Öffnung der Behältnisse, die herkömmlich auch als Auffaltung bekannt ist, kann positiv sein oder durch Kontrast erfolgen. Bei der positiven Öffnung ist eine relative Bewegung zwischen zwei an verschiedenen entgegengesetzten Wänden des Behältnisses greifenden Organen vorgesehen, während die Öffnung durch Kontrast normalerweise das Anschlagen des Behältnisses gegen einen entsprechenden fixen Anschlag beinhaltet, wobei das Behältnis im Griff an nur einer Wand gehalten wird.
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Die Vorrichtungen der bekannten Art sind zwar funktionsfähig, haben jedoch erwiesen, dass sie einige Nachteile aufweisen.
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Einige dieser Vorrichtungen sind entschieden komplex, sowohl was ihren Aufbau als auch ihre Betriebsweise betrifft, und besitzen eine Vielzahl an Bewegungsorganen, die Komplikationen sowohl in baulicher Hinsicht als auch die Instandhaltung betreffend beinhalten.
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Darüber hinaus hat sich erwiesen, dass die Vorrichtungen nicht besonders vielseitig sind, was die Verwendung von Behältnissen unterschiedlicher Formate oder aus unterschiedlichen Materialien betrifft, wobei der Wechsel zwischen den einzelnen Formaten häufig langwierige Anpassungstätigkeiten erfordert.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Entnahme rohrförmiger Behältnisse in abgeflachter Konfiguration, zu deren Öffnung und Übergabe an ein Transportmittel bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile unter Bezugnahme auf den Stand der Technik nicht aufweist und die gleichzeitig praktisch realisiert und wirksam genutzt werden kann.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die sich leicht Behältnissen unterschiedlicher Formate anpassen lässt.
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Figurenliste
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Die technischen Merkmale der Erfindung im Rahmen dieser Aufgaben werden deutlich aus dem Inhalt der unten aufgeführten Patentansprüche ersichtlich, und ihre Vorteile ergeben sich deutlicher aus der nachfolgend aufgeführten ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine rein beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung darstellen. Es zeigt:
- - 1 eine perspektivische schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in eine Verpackungsmaschine eingebaut ist;
- - 2 eine perspektivische schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 aus einem anderen Winkel;
- - 3 eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung gemäß den vorherigen Figuren;
- - 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus 3;
- - 5 bis 12 jeweilige schematische Seitenansichten einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebsphasen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Gemäß der Darstellung in 1 bezeichnet das Bezugszeichen Nr. 1 in seiner Gesamtheit eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entnahme rohrförmiger Behältnisse 2 in abgeflachter Konfiguration sowie zu deren Öffnung und Übergabe.
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Die Vorrichtung 1 ist dazu bestimmt, in eine Produktverpackungsanlage eingebaut zu werden, insbesondere in eine sog. Kartoniermaschine 3, die teilweise in den beigefügten Figuren sichtbar ist.
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Die Kartoniermaschine 3 umfasst ein Stützgestell 4 auch für die Vorrichtung 1 zur Entnahme, Öffnung und Übergabe.
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Das Gestell 4 weist eine vertikale Wand 5 auf.
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Die Kartoniermaschine 3 umfasst eine Bandfördereinrichtung 6, der die Vorrichtung 1 gemäß der genaueren Beschreibungen weiter unten die Behältnisse 2 übergibt.
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Die Maschine 3 umfasst eine Station 7 zur Speicherung der Behältnisse 2 in abgeflachter Konfiguration. Die Speicherstation 7 umfasst ein Magazin 8 der bekannten Art, in dem die Behältnisse 2 in abgeflachter Konfiguration aufeinandergestapelt sind, und weist an einem unterseitigen Ende 8a eine Öffnung zur Entnahme des ersten Behältnisses 2 des Stapels auf.
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Angeordnet in der Nähe der Speicherstation 7 umfasst die Vorrichtung 1 ein Organ 9 zur Entnahme der Behältnisse 2 aus dem Magazin 8.
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Das Entnahmeorgan 9 ist gelenkig ausgeführt und wird von der vertikalen Wand 5 des Gestells 4 der Kartoniermaschine 3 gestützt.
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Das Entnahmeorgan 9 umfasst einen ersten Hebel 10 und einen zweiten Hebel 11, die schwenkbar am Gestell 5 an ersten ihrer Enden 10a, 11a gelagert sind, um sich um jeweilige horizontale Achsen A1, A2 zu drehen.
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Der erste und der zweite Hebel 10, 11 sind mittels einer Kurbelstange 12 an jeweiligen zweiten ihren Enden verbunden, die längsseitig den ersten Enden gegenüberliegend angeordnet sind.
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Das Entnahmeorgan 9 ist stabil an der Kurbelstange 12 montiert und umfasst einen ersten Block 13 zum Greifen des Behältnisses 2.
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Der erste Greifblock 13 umfasst jeweilige Saugelemente 14 von im Wesentlichen bekannter Art, die nicht weiter beschrieben und ausgelegt sind, um mittels einer Saugwirkung eine Wand eines Behältnisses 2 zu greifen.
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Gemäß der Darstellung in 1 und 3 umfasst die Vorrichtung 1 unter dem Entnahmeorgan 9 einen Arm 15 zur Übergabe der Behältnisse 2, der ausgelegt ist, um die Behältnisse 2 vom Entnahmeorgan 9 zu empfangen und an die oben genannte Bandfördereinrichtung 6 zu übergeben.
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Die Bandfördereinrichtung 6 definiert für die Vorrichtung 1 ein jeweiliges Transportmittel der Behältnisse 2.
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Gemäß der Darstellung in 1 und 3 umfasst der Übergabearm 15 ein erstes unterseitiges Gelenkparallelogramm 16 und ein zweites oberseitiges Gelenkparallelogramm 17.
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Das erste und das zweite Gelenkparallelogramm 16, 17 sind steif miteinander gekuppelt. Insbesondere weist das erste unterseitige Parallelogramm 16 ebenfalls unter Bezugnahme auf 1 und 3 eine erste Kurbelstange 16a auf, die gegenüber dem Gestell 5 fix ist. Auf der ersten Kurbelstange 16a sind schwenkbar eine erste Kurbel 16b und eine zweite Kurbel 16c gelagert, die parallel zueinander angeordnet sind.
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Die erste und die zweite Kurbel 16b, 16c des ersten Parallelogramms 16 sind oberseitig miteinander durch eine zweite Kurbelstange 16d verbunden.
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Das zweite oberseitige Parallelogramm 17 weist eine eigene erste Kurbelstange auf, die mit der zweiten Kurbelstange 16d des ersten unterseitigen Parallelogramms übereinstimmt.
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Gemäß der Darstellung in 3 dreht sich die erste Kurbel 16b gegenüber der ersten Kurbelstange 16a um eine jeweilige Drehachse A3, die gegenüber dem Gestell 4 der Maschine 3 fix ist.
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Auf dieser Kurbelstange 16d sind schwenkbar auch eine erste Kurbel 17a und eine zweite Kurbel 17b gelagert, die parallel zueinander angeordnet sind.
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Die erste und die zweite Kurbel 17a, 17b des zweiten Parallelogramms 17 sind oberseitig miteinander durch eine zweite Kurbelstange 17c verbunden.
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Der Übergabearm 17 ist stabil an der zweiten Kurbelstange 17c des zweiten Gelenkparallelogramms 15 montiert und umfasst einen zweiten Block 18 zum Greifen des Behältnisses 2.
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Wie der erste Greifblock 13 umfasst auch der zweite Greifblock 18 jeweilige Saugelemente 14 von im Wesentlichen bekannter Art, die nicht weiter beschrieben und ausgelegt sind, um mittels einer Saugwirkung eine Wand eines Behältnisses 2 zu greifen. Der zweite Block 18 definiert mit den jeweiligen Saugelementen 14 für den Übergabearm 15 jeweilige Mittel zum Greifen des Behältnisses 2.
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Ebenfalls unter Bezugnahme auf 3 dreht sich die erste Kurbel 17a gegenüber der ersten Kurbelstange 16d um eine jeweilige Drehachse A4, die gegenüber dem Gestell 4 der Maschine 3 mobil ist.
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Die Drehachse A4 ist mobil, da sie fest mit der ersten Kurbelstange 16b des ersten Gelenkparallelogramms 16 verbunden ist.
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Gemäß der Darstellung in 4 umfasst die Vorrichtung 1 einen ersten Elektromotor 19 und einen zweiten Elektromotor 20, die ausgelegt sind, um den Übergabearm 15 zu betätigen.
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Die Elektromotoren 19, 20 sind in einer Reihe gegenständig zur Wand 5 im Vergleich zum Übergabearm 15 angeordnet.
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Die Elektromotoren 19, 20 sind vorteilhafterweise vom bürstenlosen Typ.
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Der erste Elektromotor 19 ist betriebswirksam mittels entsprechender Umlenkungen einer bekannten Art, die nicht weiter beschrieben sind, mit einer jeweiligen ersten rohrförmigen Welle 21 verbunden, die sich um die Achse A3 dreht.
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Der zweite Elektromotor 20 ist betriebswirksam mittels entsprechender Umlenkungen einer bekannten Art, die nicht weiter beschrieben sind, mit einer jeweiligen zweiten Welle 22 verbunden.
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Die zweite Welle 22 ist koaxial in der ersten rohrförmigen Welle 21 angeordnet und dreht sich ebenfalls um die Achse A3.
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Eine Außenhülse 23, die steif mit der vertikalen Wand 5 verbunden und koaxial zur ersten und zweiten Welle 21, 22 angeordnet ist, stützt auskragend den Übergabearm 15. Entsprechende Lager einer bekannten Art sind zwischen den zwei Wellen 21, 22 und zwischen diesen und der Hülse 23 eingesetzt.
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Ein Gehäuse 23a umschließt teilweise die erste und die zweite Welle 21, 22 und Saugleitungen, die nicht dargestellt sind.
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Unter Bezugnahme auf die Darstellung in 4 ist die erste rohrförmige Welle 21 steif mit der ersten Kurbel 16b des ersten unterseitigen Gelenkparallelogramms 16 verbunden, um dessen Drehung um die Achse A3 infolge eines vom ersten Motor 19 eingehenden Impulses zu bestimmen.
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An einem Ende 22a der zweiten Welle 22 ist auf dieser eine erste Riemenscheibe 24 verkeilt.
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Eine zweite Riemenscheibe 25 ist dagegen stabil und koaxial zur Achse A4 mit der ersten Kurbel 17a des zweiten oberseitigen Parallelogramms 17 verbunden.
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Ein Riemen 26 ist in Aufwicklung von beiden Riemenscheiben 24, 25 im Eingriff, um die Drehung der ersten Riemenscheibe 24, basierend auf einem vom zweiten Elektromotor 20 eingehenden Impuls auf die zweite Riemenscheibe 25 zu übertragen.
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Der Riemen 26 definiert ein flexibles Organ zur Bewegungsübertragung von der zweiten Welle 22 auf die erste Kurbel 17a des zweiten Gelenkparallelogramms 17.
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Der erste und der zweite Elektromotor 19, 20, die erste und die zweite Welle 21, 22, die erste und die zweite Riemenscheibe 24, 25 und die Riemenscheibe 26 definieren insgesamt für die Vorrichtung 1 jeweilige Antriebsmittel 100, die ausgelegt sind, um das erste und das zweite Gelenkparallelogramm 16 und 17 unabhängig voneinander zu bewegen.
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Die Drehung der zweiten Riemenscheibe 25 bestimmt eine gleichzeitige Drehung der ersten Kurbel 17a um die Achse A4.
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Die Vorrichtung 1 umfasst an einer Einlaufzone 6a der Bandfördereinrichtung 6 oberhalb dieser angeordnet zwei Nocken 27, die einander gleichen und entsprechend beabstandet und ausgelegt sind, um anschlagend an das Behältnis 2 in abgeflachter Konfiguration mit diesem in Eingriff zu gelangen, um dieses zu öffnen.
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Die Nocken 27 definieren für die Vorrichtung 1 jeweilige Mittel zum Öffnen des rohrförmigen Behältnisses 2, da sie ausgelegt sind, um anschlagend mit dem Behältnis 2 während dessen Übergabe zur Fördereinrichtung 6 in Eingriff zu gelangen.
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Mit anderen Worten gelangen die Nocken 27 auf im Wesentlichen bekannte Art mit mindestens einer ersten Wand des Behältnisses 2 in abgeflachter Konfiguration in Eingriff, das an einer zweiten Wand, die an die erste angrenzt, stabil gehalten wird und einer Öffnungswirkung unterliegt, die es durch die Drehung seiner Wände um jeweilige Faltungslinien dazu bringt, eine rohrförmige und im Wesentlichen viereckige Beschaffenheit einzunehmen, die typisch für Verpackungen ist, die beispielsweise im Pharmabereich genutzt werden.
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In Gebrauch entnimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gemäß der Darstellung in den beigefügten Figuren und unter Bezugnahme auf ein Behältnis 2 in abgeflachter Konfiguration dieses Behältnis 2 aus dem Magazin 8 der Speicherstation 7.
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Diese Entnahme erfolgt mittels des ersten Greifblocks 13, der in der Nähe des unterseitigen Endes 8a des Magazins 8 angeordnet ist und dessen Saugelemente 14 im Wesentlichen in Kontakt mit einer Wand des Behältnisses 2 in abgeflachter Konfiguration gebracht werden.
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Ausgehend von der in 5 dargestellten Konfiguration werden der erste und der zweite Hebel 10, 11 des Entnahmeorgans 9 mittels jeweiliger, nicht dargestellter Motormittel gedreht, wobei der erste Hebel zu seiner Achse A1 gegen den Uhrzeigersinn und der zweite Hebel zu seiner Achse A2 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um zuerst die in 6 dargestellte Konfiguration und dann die in 7 dargestellte Konfiguration zu erreichen. Unter Bezugnahme auf die in 7 dargestellte Konfiguration übergibt darin das Entnahmeorgan 9 das Behältnis 2 dem Übergabearm 15 und erhält dabei den Griff mit seinen Saugelementen 14 an einer Wand des Behältnisses 2 aufrecht.
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Die Saugelemente 14 des zweiten Greifblocks, der fest mit dem Arm 15 verbunden ist, greifen gleichzeitig an einer gegenüberliegenden Wand des Behältnisses 2 in abgeflachter Konfiguration.
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Vorteilhafterweise kann eine Phase des gleichzeitigen Greifens durch die Saugelemente 14 beider Greifblöcke 13 und 18 für einen vorgegebenen Zeitraum auch weitergeführt werden, während sich das Organ 9 und der Arm 15 voneinander entfernen, sodass eine erste Öffnung des Behältnisses 2 im Vergleich zu seiner abgeflachten Ausgangskonfiguration bewirkt wird.
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Gemäß der Darstellung in 8 bleiben am Behältnis 2, das aus dem Griff des ersten Greifblocks 13 des Entnahmeorgans 9 gelöst ist, die Saugelemente 14 des zweiten Greifblocks 18 des Übergabearms 15 im Griff.
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Gleichzeitig positioniert sich das Entnahmeorgan 9 wieder in der Nähe der Speicherstation 7, um ein neues Behältnis 2 in abgeflachter Konfiguration zu entnehmen. Gemäß der Darstellung in 8 und 9 wird das vom zweiten Greifblock 18 gehaltene Behältnis 2 vom Übergabearm 15 geführt, um gegen die genannten Nocken 27 in Eingriff zu gelangen, die, wie bereits erwähnt, gegen eine Wand des Behältnisses 2 drücken (gehalten an einer angrenzenden Wand von den Greifelementen 14 des zweiten Blocks 18) und die Öffnung des Behältnisses 2 bewirken, das eine rohrförmige und nicht mehr abgeflachte Beschaffenheit einnimmt.
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Unter Bezugnahme auf 9 führen die Nocken 27 den Annäherungsweg an die Fördereinrichtung 6 des Behältnisses 2, das noch von den Saugelementen 14 des zweiten Blocks 18 des Arms 15 gehalten wird.
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Gemäß der Darstellung in 10 begleitet der Arm 15 das Behältnis 2 im Anschlag, wobei auf einem oberseitigen Band und einem unterseitigen Band der Fördereinrichtung 6 Zähne 28 angeordnet sind.
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Die Zähne 28 wirken auf entgegengesetzte Kanten des Behältnisses 2 in offener Konfiguration und sorgen für eine abschließende Ausrichtung des Behältnisses 2, das so seine endgültige Parallelflachbeschaffenheit einnimmt, die zur Aufnahme des Produkts, das es empfangen soll, ausgelegt ist.
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Das Einfügen des Produkts in das Behältnis 2 in offener Konfiguration erfolgt in späteren, im Wesentlichen bekannten Phasen, die im weiteren Verlauf dieses Dokuments nicht beschrieben sind.
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Ebenfalls unter Bezugnahme auf 10 ist darin ein Organ 9 dargestellt, das sich in der Zwischenzeit in der Nähe des Magazins 8 positioniert hat, um ein folgendes Behältnis 2 in abgeflachter Konfiguration zu entnehmen.
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In 11 ist eine Eingriffsphase beider Zähne 28 mit dem jeweiligen, nunmehr offenen Behältnis 2 dargestellt.
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Ausgehend von der soeben unter Bezugnahme auf 11 beschriebenen Phase wird die Ablösung der Saugelemente 14 des zweiten Greifblocks 18 vom Behältnis 2 bewirkt. Die komplette Ablösung ist deutlich in der nachfolgenden 12 beschrieben, in der der Übergabearm 15 mit seinen Saugelementen 14, nachdem diese aus dem Griff mit dem Behälter 2 gelöst wurden, wieder in die Position für die Übergabe eines neuen Behältnisses 2, dargestellt in 7, zurückkehrt.
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Die Erfindung erfüllt somit die ihr zugrunde liegenden Aufgaben und erzielt bedeutende Vorteile.
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Aus der oben aufgeführten Beschreibung der Funktionsweise geht deutlich die extreme Vielseitigkeit des Übergabearms 15 hervor, der mittels der Kombination der Bewegung seiner zwei Gelenkparallelogramme 16, 17 mit dem zweiten Greifblock 18 im Wesentlichen jede beliebige Position auf der Ebene aus 3 einnehmen kann.
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Dank des ersten und des zweiten Motors 19, 20, die unabhängig voneinander jeweils die erste Kurbel 16b des ersten Gelenkparallelogramms 16 bzw. die erste Kurbel 17a des zweiten Gelenkparallelogramms 17 drehen, kann das Behältnis 2 im Griff am zweiten Block 18 jede gewünschte Bahn auf der Ebene aus 3 zurücklegen. Dieser Umstand, d. h. die Vielseitigkeit der erzielbaren Bahn, ermöglicht die Handhabung von Behältnissen unterschiedlicher Abmessungen und Formen sowohl in Bezug auf die Greifposition des Behältnisses 2 durch das Entnahmeorgan 9 als auch und vor allem in Bezug auf den Anschlag des Behältnisses an die Nocken 27, die ebenfalls je nach Form und Format des Behältnisses 2 variabel sind.
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Ein weiterer Vorteil in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 betrifft deren einfache Bauweise.
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Ein weiterer Vorteil, der ebenfalls mit der Erfindung in Verbindung steht, betrifft die Tatsache, dass die Bahn, da sie auf der Zusammensetzung zweier verschiedener Drehbewegungen basiert, mit einer elektronischen Regelung der jeweiligen Drehzahl (somit mittels der Regelung der zwei Elektromotoren) erzielbar ist, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Übergabearms keine Einschränkungen darstellen.
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Mit anderen Worten bestehen bei den bekannten Vorrichtungen mechanische Einschränkungen, die das Format des Behältnisses mit dem der Hebelsysteme des Übergabearms verknüpfen, während diese Einschränkung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mittels der Regelung der unabhängigen Drehungen der zwei Gelenkparallelogramme überwunden wird.
