DE102019104610A1

DE102019104610A1 - Vorrichtung mit Fremdkörperdetektion sowie Verfahren zur Fremdkörperdetektion

Info

Publication number: DE102019104610A1
Application number: DE102019104610.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schröder
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Combibloc Services AG
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-08-27
Also published as: WO2020169311A9; WO2020169311A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Handhabung von Packstoffen, Packungsrohlingen (2,3), Packungen und/oder Verpackungen (4), insbesondere Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in Packungen, mit einer Antriebseinrichtung (30) zum Antrieb der Vorrichtung (1), wobei die Antriebseinrichtung (30) wenigstens ein Rad (32,33) und wenigstens einen mit seiner Innenseite mit dem Rad (32,33) kämmenden Riemen (31) aufweist. Um Beschädigungen der Riemen durch Fremdkörper besser verhindern zu können, wird vorgeschlagen, dass der Innenseite des Riemens (31) zugeordnet und von dem wenigstens einen Rad (32,33) beabstandet eine Fremdkörperdetektion (38) mit wenigstens einem durch einen auf der Innenseite des Riemens (31) befindlichen Fremdkörper (F) von wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellbaren Detektionsmittel (38) und mit wenigstens einem Sensormittel (42) zum Detektieren des in der Unterbrechungsstellung vorgesehenen wenigstens einen Detektionsmittels (38) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung von Packstoffen, Packungsrohlingen, Packungen und/oder Verpackungen, insbesondere Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in Packungen, mit einer Antriebseinrichtung zum Antrieb der Vorrichtung, wobei die Antriebseinrichtung wenigstens ein Rad und wenigstens einen mit seiner Innenseite mit dem Rad kämmenden Riemen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Es sind bereits seit geraumer Zeit Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen Packstoffe, Packungsrohlinge, Packungen und/oder Verpackungen gehandhabt werden müssen. Hier sind insbesondere Füllmaschinen und Verfahren zu deren Betrieb zu nennen. Es kommen aber auch andere Vorrichtungen in Frage, und zwar beispielsweise Verfahren und Vorrichtungen, die dem Versorgen einer Füllmaschine oder dem Weiterverarbeiten der in einer Füllmaschine hegestellten Verpackungen dienen. Grundsätzlich ist die Erfindung für alle Arten von Vorrichtungen zur Handhabung von Packstoffen, Packungsrohlingen, Packungen und/oder Verpackungen von Bedeutung.
Im Folgenden werden aber insbesondere die Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, die dem Herstellen von einseitig offenen, in einer Füllmaschine zu füllenden Packungskörpern dienen und/oder Füllmaschinen zum Füllen von Produkten in Packungen betreffen. Dabei sind die Packungskörper insbesondere einseitig offene Packungen und die Produkte insbesondere fließfähige Lebensmittel.
Einseitig offene Packungsrohlinge in Form von sogenannten Packungskörpern werden häufig aus Packungsrohlingen in Form von beidseitig offenen Packungsmänteln hergestellt. Die entsprechenden Verfahren und Vorrichtungen dienen meist einem ersten Teilschritt bei der Herstellung von gefüllten Packungen, wobei auch Verfahren und Vorrichtungen zum Füllen von Packungen mit Produkten in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt sind. Bei entsprechenden Vorrichtungen handelt es sich meist um sogenannte Füllmaschinen, die mit flachgefalteten Packungsmänteln und dem abzufüllenden Produkt versorgt werden.
Die Packungsmäntel werden insbesondere aus Packstofflaminatzuschnitten hergestellt, und zwar insbesondere durch Siegeln der Längskanten der Packstofflaminatzuschnitte aufeinander. Die innere Längskante kann dabei nach außen umgelegt werden, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Packstofflaminat, insbesondere den Karton, zu vermeiden. So werden aus einem Packstofflaminat gebildete Packungsmäntel hergestellt, die an den gegenüberliegenden Längsenden offen sind. Die Packungsmäntel werden meist entlang von vier längs zum Packungsmantel verlaufenden Biegelinien vorgefaltet, so dass die späteren Kanten der typischerweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt bildenden Packung beim Formen des einseitig offenen Packungskörpers leicht und zuverlässig gebildet werden können. Zunächst werden die Packungsmäntel jedoch um zwei gegenüberliegende Faltkanten flach gefaltet. Zwei der vorgefalteten Biegelinien werden dabei wieder zurückgefaltet. Die anderen beiden Biegelinien bilden die Faltkanten. Der Packungsmantel bildet dann im Wesentlichen zwei parallel zueinander verlaufende und mit ihren Innenseiten aufeinanderliegende Abschnitte. Die flachgefalteten Packungsmäntel werden als Stapel an ein Magazin der Füllmaschine übergeben und anschließend nacheinander aufgefaltet.
Die entsprechend aufgefalteten Packungsmäntel werden dann auf einen Dorn eines sogenannten Dornrades aufgezogen, wobei der Querschnitt des Dorns dem Querschnitt des Packungsmantels entspricht. Der Packungsmantel steht dabei zunächst mit einem Längsende über den Dorn nach außen vor, so dass der vorstehende Teil des Packungsmantels gegen die Stirnseite des Dorns gefaltet und dort verpresst und gesiegelt werden kann. Das entsprechende Längsende des Packungsmantels wird so verschlossen und bildet regelmäßig den Boden der späteren gefüllten Packung. Das verschlossene Ende des Packungsmantels könnte alternativ aber auch den Kopf der späteren Packung bilden, wenn diese beispielsweise durch den offenen Boden gefüllt wird. Der einseitig offene Packungskörper wird unabhängig davon durch das offene Längsende des einseitigen Packungskörpers gefüllt.
Unter Packungsrohlingen können alle Vorstufen bei der Herstellung von Packungen verstanden werden. Diese können beispielsweise Packungszuschnitte oder etwa aus solchen Packungszuschnitten gebildete Packungsmäntel sein. Bei Packungsrohlingen in Form von Packungskörpern oder bei Packungen als solches handelt es sich in diesem Zusammenhang insbesondere um Behälter wie beispielsweise Kartonverbundverpackungen, die wenigstens teilweise aus einem Packstofflaminat in Form eines Laminats umfassend eine Kartonschicht und äußeren, insbesondere thermoplastischen, Kunststoffschichten, etwa aus Polyethylen (PE), gebildet sind. Der Karton verleiht den Packungen eine ausreichende Stabilität, damit die Packungen einfach gehandhabt und beispielsweise gestapelt werden können. Die Kunststoffschichten schützen den Karton vor Feuchtigkeit und die Lebensmittel vor der Aufnahme von unerwünschten Stoffen aus der Packung. Zusätzlich können noch weitere Schichten, wie etwa eine Aluminiumschicht, vorgesehen sein, die eine Diffusion von Sauerstoff und anderen Gasen durch das Packstofflaminat verhindert.
Entsprechende Packungskörper oder Packungsrohlinge werden typischerweise mit Produkten in Form von Lebensmitteln, insbesondere Getränken, gefüllt, wobei als Produkte überwiegend fließfähige Produkte in Frage kommen. Dabei erfolgt insbesondere das Befüllen der Packungskörper mit Lebensmitteln in einer sterilen oder aseptischen Umgebung einer Füllmaschine, da die Lebensmittel nach dem Füllen der Packungen lange haltbar sein sollen. Hierzu weisen die Füllmaschinen beispielsweise Sterilisationsräume bzw. Aseptikkammern auf, in denen die Packungskörper sterilisiert und anschließend unter möglichst sterilen Bedingungen gefüllt sowie verschlossen werden. Nach dem Befüllen der Packungskörper werden diese typischerweise in der Füllmaschine verschlossen. Bei Verwendung entsprechender Packstofflaminate, erfolgt das Verschließen des Packungskörpers durch Siegeln des offenen Endes.
Die einseitig offenen Packungskörper werden in eine Sterilisationszone der Füllmaschine eingeschleust. Dies erfolgt meist, indem die Packungskörper nacheinander an die Packungskörper aufnehmenden Zellen einer Transporteinrichtung übergeben werden. Die Transporteinrichtung sorgt dann dafür, dass die Packungskörper mit definierter Geschwindigkeit in definiertem Abstand zueinander durch die Sterilisationszone der Füllmaschine transportiert werden. In der Sterilisationszone werden die Packungskörper mit heißer Sterilluft vorgewärmt und sodann, typischerweise mit Wasserstoffperoxid, sterilisiert und mit Sterilluft getrocknet. Die sterilen Packungskörper werden in die Füll- und Siegelzone übergeben und dort befüllt. Anschließend wird die Öffnung der gefüllten Packungskörper verschlossen, bevor die verschlossene Packung über die Transporteinrichtung aus der Füll- und Siegelzone transportiert und anschließend aus den entsprechenden Zellen der Transporteinrichtung entnommen wird.
Die Transporteinrichtung zum Transportieren der Packungskörper durch die Füllmaschine kann eine sogenannte Zellenkette umfassen, bei der eine Vielzahl von einzelnen Zellen hintereinander angeordnet und zu einer umlaufenden Zellenkette zusammengefasst sind. Die Zellen dienen jeweils der Aufnahme einzelner Packungskörper. Die Zellenkette kann dabei über wenigstens eine Kette oder einen Riemen, etwa einen Zahnriemen, angetrieben werden, die oder der umlaufend um wenigstens zwei mit der Kette oder dem Riemen kämmende Räder, insbesondere Zahnräder, in der Füllmaschine angeordnet ist. Eines der Räder kann dabei motorisch angetrieben sein, um die Kette oder den Riemen in der Transporteinrichtung anzutreiben.
In einigen Füllmaschinen werden die Packungskörper von der Transporteinrichtung in einer geraden Linie durch die Füllmaschine transportiert. Entsprechende Füllmaschinen werden auch als Langläufer bezeichnet. In anderen Füllmaschinen, den sogenannten Rundläufern, beschreiben die Packungskörper eine mehr oder weniger bogenförmige Bewegung, die wenigstens einen Kreisbogenabschnitt umfassen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich beide Arten von Füllmaschinen.
Bei entsprechenden Transporteinrichtungen kann es vorkommen, dass auf die Innenseite der Riemen, insbesondere Zahnriemen, die mit den Rädern, insbesondere mit den Zahnrädern, kämmt und die um die Räder, insbesondere um die Zahnräder, geführt ist, versehentlich Fremdkörper gelangen. Dies kann jedenfalls dann zu Nachteilen führen, wenn die Fremdkörper eine gewisse Größe überschreiten. Wenn solche Fremdkörper zwischen die Räder und die Innenseiten der Riemen gelangen, kann dies zu einer nachhaltigen Beschädigung der Riemen führen. Dies ist unerwünscht, weil die Riemen oft sehr teuer sind und nur sehr aufwändig getauscht werden können. Ähnliche Probleme können auch bei anderen Vorrichtungen, insbesondere bei den zuvor genannten Vorrichtungen auftreten, sofern diese zum Zwecke des Antriebs wenigstens einen um Räder umlaufenden Riemen aufweisen.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung und das Verfahren der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass Beschädigungen der Riemen durch Fremdkörper besser verhindert werden können.
Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Innenseite des wenigstens einen Riemens zugeordnet und von dem wenigstens einen Rad beabstandet eine Fremdkörperdetektion mit wenigstens einem durch einen auf der Innenseite des Riemens befindlichen Fremdkörper von wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellbaren Detektionsmittel und mit wenigstens einem Sensormittel zum Detektieren des in der Unterbrechungsstellung vorgesehenen wenigstens einen Detektionsmittels vorgesehen ist.
Die genannte Aufgabe ist gemäß Anspruch 9 ferner gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

- bei dem die Innenseite des Riemens an dem wenigstens einen Detektionsmittel vorbeibewegt wird,
- bei dem das wenigstens eine Detektionsmittel in Anlage an einen auf der Innenseite des Riemens befindlichen Fremdkörper gelangt und infolge eines Weiterbewegens des Riemens an dem wenigstens einen Detektionsmittel vorbei aus der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird,
- bei dem das wenigstens eine Sensormittel das Verstellen des wenigstens einen Detektionsmittels in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung detektiert und ein Signal zur Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung abgibt.

Die Erfindung beruht auf einer einfachen und zuverlässigen Detektion von Fremdkörpern. Weder wird verhindert, dass Fremdkörper auf die Innenseite des Riemens gelangen können noch wird die Innenseite des Riemens kontinuierlich gereinigt, um eventuell vorhandene Fremdkörper von der Innenseite des Riemens zu entfernen. Dies bedeutet nicht, dass nicht zusätzlich zu der Erfindung der Versuch unternommen werden kann, Fremdkörper zu vermeiden oder zu entfernen. Sollte dies aber nicht erfolgreich oder möglich sein, erlaubt die Erfindung die Detektion solcher Fremdkörper.
Hierzu wird der Innenseite des wenigstens einen Riemens, an der das Vorhandensein von Fremdkörpern in besonderem Maße störend ist, eine Fremdkörperdetektion zugeordnet. Die Fremdkörperdetektion ist dabei von dem wenigstens einen Rad beabstandet, und zwar beispielsweise aus mehreren Gründen. Es ist beispielsweise gewünscht, die Fremdkörper vor dem Rad zu entfernen, weil die zwischen das Rad und den Riemen gelangenden Fremdkörper zu erheblichen Beschädigungen führen können. Außerdem ist die Detektion der Fremdkörper beabstandet von einem Rad bedarfsweise deutlich einfacher. Hierzu weist die Fremdkörperdetektion wenigstens ein Detektionsmittel auf, das so vorgesehen ist, dass es mit dem Fremdkörper in Anlage gelangen kann, wenn die Innenseite des Riemens an dem wenigstens einen Detektionsmittel vorbeibewegt wird. Währenddessen kann der Fremdkörper, jedenfalls wenn er groß genug ist, das Detektionsmittel auslenken. Der Fremdkörper wird dabei angetrieben von dem Riemen gegen das Detektionsmittel gedrückt, so dass das Detektionsmittel bei hinreichendem Druck aus wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird. Damit dies nicht unbemerkt erfolgt, ist noch ein Sensormittel vorgesehen, das erfasst, wenn das Detektionsmittel in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird.
Dabei ist es weniger von Bedeutung, ob diese Ermittlung der Stellung des Detektionsmittels direkt oder indirekt erfolgt. Das wenigstens eine Sensormittel kann beispielsweise aktiv erkennen, dass sich das Detektionsmittel in einer Unterbrechungsstellung befindet. Das Detektionsmittel kann aber auch aktiv erkennen, dass das Detektionsmittel nicht in wenigstens einer Freigabestellung angeordnet ist. Hieraus kann dann gefolgert werden, dass das Detektionsmittel aus der wenigstens einen Freigabestellung in wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt worden sein muss.
Bei entsprechender Detektion des Detektionsmittels in der wenigstens einen Unterbrechungsstellung kann das wenigstens eine Sensormittel oder bedarfsweise eine mit dem Sensormittel verbundene Steuerung ein Signal zur Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung abgeben. Dies bedeutet, dass das Verstellen des Detektionsmittels in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung zu einer Unterbrechung bzw. zu einem Anhalten der Vorrichtung führt. Somit werden Beschädigungen durch den Fremdkörper vermieden, die eintreten könnten, wenn die Vorrichtung trotz entsprechender Detektion weiter betrieben werden würde. Nach der Unterbrechung bzw. dem Anhalten der Vorrichtung kann der Fremdkörper aus der Vorrichtung, insbesondere von der Innenseite des Riemens, entfernt werden. Nach dem entsprechenden Entfernen des entsprechenden Fremdkörpers kann die Vorrichtung dann wieder weiter betrieben werden. Mit anderen Worten kann die Unterbrechung der Vorrichtung aufgehoben werden, wenn der entsprechende Fremdkörper entfernt worden ist.
Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden nachfolgend die Vorrichtung und das Verfahren gemeinsam beschrieben, ohne jeweils im Einzelnen zwischen der Vorrichtung und dem Verfahren zu unterscheiden. Für den Fachmann ist aber anhand des Kontextes erkennbar, welche Merkmale jeweils in Bezug auf die Vorrichtung und das Verfahren besonders bevorzugt sind.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist das wenigstens eine Rad der Antriebseinrichtung als Zahnrad ausgebildet, was einen definierten Transport des Riemens ermöglicht. Gleichzeitig sind in diesem Falle die genannten Vorteile in besonderem Maße von Bedeutung, da Zahnräder verhältnismäßig leicht durch Fremdkörper beschädigt werden können. Hier kann es insbesondere zum Abbrechen von einzelnen Zähnen kommen. Weiter bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn der wenigstens eine Riemen der Antriebseinrichtung als Zahnriemen ausgebildet ist. Zahnriemen können verhältnismäßig leicht durch Fremdkörper beschädigt werden und sind zudem sehr teuer in der Anschaffung. Alternativ zu einem Zahnriemen, könnte der wenigstens eine Riemen auch beispielsweise als gelochter Flachriemen ausgebildet sein. Auch mit diesem könnte ein korrespondierendes Rad der Antriebseinrichtung kämmen. Hierzu könnte das Rad beispielsweise Kalotten aufweisen, die in die Löcher des Flachriemens eingreifen. Auch können entsprechende gelochte Flachriemen mit Zahnrädern zusammenwirken, etwa indem die Zähne der Zahnräder in die Löcher der Flachriemen eingreifen. Hinsichtlich der gelochten Flachriemen ist es grundsätzlich von Vorteil, dass Fremdkörper geeigneter Größe prinzipiell durch die Löcher hindurchfallen können, auch wenn nicht alle Fremdköper auch tatsächlich durch die Löcher hindurchfallen. Ein Hindurchfallen von Fremdkörpern ist bei Zahnriemen nicht möglich, weshalb das beschriebene, verstellbare Detektionsmittel im Zusammenhang mit Zahnriemen von einer besonderen Bedeutung ist. Auch ist im Zusammenhang mit Zahnriemen die Verwendung von Zahnrädern besonders bevorzugt. So können die Zahnriemen und die Zahnräder in hohem Maße korrespondierend ausgebildet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Packstoff als ein Karton/Kunststoff-Verbundlaminat ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass es sich um ein Packstofflaminat aus mehreren Schichten handelt, von denen wenigstens einzelne Schichten aus Kunststoff bzw. Karton bestehen. Bei Packungsrohlingen in Form von Packungskörpern oder bei Packungen als solchen handelt es sich in diesem Zusammenhang insbesondere um Behälter beispielsweise zur Bildung von Kartonverbundverpackungen, die wenigstens teilweise aus einem Packstofflaminat in Form eines Laminats umfassend eine Kartonschicht und äußeren, insbesondere thermoplastischen, Kunststoffschichten, etwa aus Polyethylen (PE), gebildet sind. Der Karton verleiht den Packungen eine ausreichende Stabilität, damit die Packungen einfach gehandhabt und beispielsweise gestapelt werden können. Die Kunststoffschichten schützen den Karton vor Feuchtigkeit und die Lebensmittel vor der Aufnahme von unerwünschten Stoffen aus der Packung. Zusätzlich können noch weitere Schichten, wie etwa eine Aluminiumschicht, vorgesehen sein, die eine Diffusion von Sauerstoff und anderen Gasen durch das Packstofflaminat verhindert. Mithin sind die Packungsrohlinge und/oder die Packungen aus einem Karton/Kunststoff-Verbundlaminat gebildet, während es sich bei den Verpackungen bevorzugt um gefüllte und verschlossene Packungen aus einem Karton/Kunststoff-Verbundlaminat bzw. um Kartonverbundverpackungen handeln kann. Bei derartigen Packungslaminaten, Packungsrohlingen, Packungskörpern, Packungen und Verpackungen kommen die bereits beschriebenen Vorteile besonders zum Tragen, da diese regelmäßig mit Vorrichtungen gehandhabt werden, welche über Riemen, insbesondere über Zahnriemen, angetrieben werden. Außerdem handelt es sich oftmals um Vorrichtungen, bei denen besondere Hygieneanforderungen zu berücksichtigen sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Packungslaminate, Packungsrohlinge, Packungskörper und Packungen zum Bilden von mit Lebensmitteln gefüllten Verpackungen vorgesehen sind. Dann scheiden Maßnahmen, die beispielsweise auf eine vollständige Kapselung des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, abzielen aus, da dies hygienische Nachteile bedeutet und die Reinigung der Vorrichtung erschwert.
Bei der Vorrichtung zur Handhabung von Packstoffen, Packungsrohlingen, Packungen und/oder Verpackungen handelt es sich bevorzugt um solche zum Herstellen von Packstoffen, zum Bilden von Packungsrohlingen und/oder Packungen und/oder zum Füllen von einseitig offenen Packungen mit Lebensmitteln und/oder zum Verschließen und/oder Verpacken von gefüllten Verpackungen. Auch bei diesen Vorrichtungen kommen die bereits beschriebenen Vorteile in besonderem Maße zum Tragen, und zwar insbesondere dann, wenn die Vorrichtung dem Abfüllen von Lebensmitteln, vorbereitenden Handlungen oder nachbereitenden Handlungen dient. Auch dann sind, insbesondere aus Gründen der Hygiene oder der Reinigung, alternative Maßnahmen zur Vermeidung von Fremdkörpern nur bedingt einsetzbar. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Antriebseinrichtung, insbesondere der Riemen, vorzugsweise der Zahnriemen, zum Antrieb einer Zellenkette zum Transport von einseitig offenen, in der Zellenkette aufgenommenen Packungen durch die Füllmaschine ausgebildet ist. Derartige Antriebe sind in besonderem Maße gefährdet, von Fremdkörpern beschädigt zu werden, da Fremdkörper durch die Öffnungen der Zellenkette auf den Riemen, insbesondere den Zahnriemen, gelangen können und eine vollständige Abschirmung des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, nur bedingt möglich ist. Hinzu kommt, dass der Austausch solcher Riemen, insbesondere solcher Zahnriemen, sehr aufwändig und langwierig ist. Die damit verbundenen Stillstandszeiten und Betriebsausfälle führen bei entsprechenden Vorrichtungen zu sehr hohen Kosten.
Besonders einfach und zuverlässig kann die Detektion der Fremdkörper erfolgen, wenn das wenigstens eine Detektionsmittel zwischen der wenigstens einen Unterbrechungsstellung und der wenigstens einen Freigabestellung schwenkbar gehalten ist. Das Detektionsmittel kann dann durch den Fremdkörper einfach ausgelenkt werden, indem das Detektionsmittel um die entsprechende Schwenkachse geschwenkt wird. Ein umfangreicher, apparativer Aufwand muss so nicht betrieben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die konstruktive Einfachheit bei gleichzeitiger Zuverlässigkeit gewahrt werden, wenn das Detektionsmittel in der Freigabestellung wenigstens im Wesentlichen an der Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, anliegt. So können bedarfsweise auch kleine Fremdkörper erfasst werden. Wenn das Detektionsmittel derart ausgebildet und/oder angebracht ist, dass es in der Freigabestellung wenigstens teilweise zwischen jeweils benachbarte Zähne der Innenseite des Zahnriemens eintaucht, können Fremdkörper auch dann zuverlässig erkannt werden, wenn die Fremdkörper lediglich in den Zahnzwischenräumen des Zahnriemens vorgesehen sind. Auch solche Fremdkörper können zu erheblichen Beschädigungen an den Zahnriemen führen.
Sehr zuverlässig ist die Detektion von Fremdkörpern zudem, wenn das wenigstens eine Detektionsmittel eine Lippe und/oder ein Riemenrad, insbesondere Zahnriemenrad, zum Kontaktieren mit den zu detektierenden Fremdkörpern aufweist. Dies erlaubt beispielsweise, ohne größeren Aufwand die gesamte Breite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, zu überwachen. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn das Riemenrad, insbesondere das Zahnriemenrad, zum Abrollen an der Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, und zum gleichzeitigen Kämmen mit der Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, vorgesehen ist. So können auch kleine Fremdkörper erfasst werden, die auf der Innenseite oder in den Zwischenräumen, insbesondere Zahnzwischenräumen, des Riemens, insbesondere Zahnriemens, vorgesehen sind. Ob diese dann auch zwingend dazu führen müssen, dass das Detektionsmittel in wenigstens eine Unterbrechungsstellung gelangt, kann über eine Einstellung der Fremdkörperdetektion festgelegt werden. Auch sehr kleine Fremdkörper lassen sich in den Zwischenräumen, insbesondere Zahnzwischenräumen, sehr zuverlässig erfassen, wenn das Riemenrad, insbesondere die Zähne des Zahnriemenrads, zum wenigstens überwiegenden, insbesondere wenigstens im Wesentlichen vollständigen Ausfüllen der Zwischenräume, insbesondere der Zahnlücken, des Riemens, insbesondere des Zahnriemens ausgebildet sind. Mit anderen Worten kann das Riemenrad bzw. können die Zähne des Detektionsmittels und die Zwischenräume, insbesondere die Zahnzwischenräume, des Riemens, insbesondere Zahnriemens, in hohem Maße, wenn nicht gar vollständig, korrespondierend zueinander ausgebildet sein.
Um die Stellung des wenigstens einen Detektionsmittels zuverlässig erfassen zu können, kann es sich anbieten, wenn das wenigstens eine Sensormittel einen, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor zum Erfassen des Detektionsmittels in der Freigabestellung und/oder der Unterbrechungsstellung aufweist. Dabei bieten sich kapazitive oder induktive Näherungssensoren insbesondere an, um etwa festzustellen, ob das Detektionsmittel in einer bestimmten Position angeordnet ist oder nicht. Der Näherungssensor erkennt dann das Detektionsmittel in einer bestimmten Position oder nicht. Ultraschallsensoren erlauben es dagegen beispielsweise, eine Entfernung des Detektionsmittels oder eines Teils davon von einem Referenzpunkt zu ermitteln. Auf diese Weise kann beispielsweise erfasst werden, wie weit das Detektionsmittel ausgelenkt worden ist. Mit anderen Worten können mit einem Ultraschallsensor mehr als nur zwei unterschiedliche Stellungen des Detektionsmittels erfasst werden. Durch die Verwendung von mehreren Näherungssensoren könnte jedoch dasselbe erreicht werden.
Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn mehr als nur eine Freigabestellung und/oder mehr als nur eine Unterbrechungsstellung vorgesehen ist. Mehrere Freigabestellungen und/oder Unterbrechungsstellungen können beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn über die mehreren Freigabestellungen und/oder Unterbrechungsstellungen unterschiedliche Betriebszustände gesteuert werden. Es kann beispielsweise das Erreichen unterschiedlicher Unterbrechungsstellungen zu einem unterschiedlich verzögerten und/oder unterschiedlich umfangreichen Unterbrechen der Vorrichtung führen. Das Erreichen unterschiedlicher Freigabestellungen kann beispielsweise dazu genutzt werden, unterschiedliche Betriebszustände anzuzeigen und/oder Warnungen an den Maschinenbediener auszugeben.
Das wenigstens eine Sensormittel kann bedarfsweise zum Erfassen des Umfangs der Verstellung des Detektionsmittels zwischen der wenigstens einen Freigabestellung und der wenigstens einen Unterbrechungsstellung, insbesondere der Auslenkung des wenigstens einen Detektionsmittels, vorgesehen sein. Der Umfang der Auslenkung des Detektionsmittels kann dann Auswirkungen darauf haben, wie die Steuerung der Vorrichtung auf die entsprechende Auslenkung reagiert. In der Steuerung können also unterschiedliche Maßnahmen für unterschiedliche Auslenkungen und daher für unterschiedliche Arten von Fremdkörpern vorgegeben werden.
Ein Sensormittel in Form eines Ultraschallsensors kann alternativ oder zusätzlich auch dazu verwendet werden, das Schwingungsverhalten des Riemens, insbesondere des Zahnriemens zu überwachen. Dabei steht das Schwingungsverhalten des Riemens im Zusammenhang mit einer zeitlichen Variation des Abstands des Detektionsmittels von dem wenigstens einen Ultraschallsensor. Da das Detektionsmittel in Verbindung mit dem Riemen, insbesondere mit dem Zahnriemen, steht, kann der Ultraschallsensor von einer Schwingung des Detektionsmittels auf eine Schwingung des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, schließen. Die entsprechende Variation des Abstands zwischen dem Ultraschallsensor und dem Detektionsmittel kann periodischer Natur sein. Es kann sich dabei bedarfsweise um eine harmonische Schwingung handeln. Zwingend ist dies jedoch nicht. Das Schwingungsverhalten des Detektionsmittels und damit des Riemens kann ein Indiz dafür sein, ob Abweichungen von dem vorbestimmten Betriebszustand auftreten oder ob solche Abweichungen zu befürchten sind. Entsprechende Rückschlüsse lassen sich dabei beispielsweise anhand der Amplituden und/oder der Frequenz der mit dem Ultraschallsensor erfassten Schwingung des Detektionsmittels und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens, ziehen. Beispielsweise kann ein verändertes Schwingungsverhalten auf eine Längung des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, hindeuten, so dass der Riemen, insbesondere der Zahnriemen, rechtzeitig ausgetauscht werden kann, bevor Betriebsstörungen auftreten. Das Schwingungsverhalten des Detektionsmittels und damit des Riemens kann aber auch einen nicht bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung anzeigen. Um zu vermeiden, dass übermäßige Schwingungen des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, zu nachhaltigen Schäden an der Vorrichtung führen, kann eine Fehlersuche eingeleitet und die Vorrichtung bedarfsweise abgeschaltet werden.
Um eine Beschädigung des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, zuverlässig zu vermeiden, kann die Fremdkörperdetektion mit einer Schalteinrichtung zum Anhalten der Antriebseinrichtung des wenigstens einen Rads, insbesondere des Zahnrads, und/oder des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, verbunden sein. Die Schalteinrichtung kann dabei separat oder als integraler Bestandteil der Steuerung der Vorrichtung ausgebildet sein. Die Schalteinrichtung kann auch in das wenigstens eine Sensormittel integriert sein. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Schalteinrichtung kann diese dafür sorgen, dass die Antriebseinrichtung, das wenigstens eine Rad, insbesondere Zahnrad, und/oder der Riemen, insbesondere der Zahnriemen, angehalten wird, wenn das wenigstens eine Detektionsmittel in wenigstens einer Unterbrechungsstellung angeordnet ist. Ist das wenigstens eine Detektionsmittel dagegen in wenigstens einer Freigabestellung angeordnet, kann die Schalteinrichtung dafür sorgen, dass die Antriebseinrichtung, das wenigstens eine Rad, insbesondere Zahnrad, und/oder der Riemen, insbesondere der Zahnriemen, erneut angefahren wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das wenigstens eine Detektionsmittel infolge des Fremdkörpers von der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung geschwenkt. Auf diese Weise lässt sich die Existenz des Fremdkörpers ohne Weiteres detektieren. Der Vereinfachung und der Zuverlässigkeit der Fremdkörperdetektion gleichermaßen dient es, wenn das Detektionsmittel in der Freigabestellung über die Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, gezogen wird, gerollt wird und/oder abrollt. Umfasst das Detektionsmittel beispielsweise eine Lippe, um mit dem Fremdkörper in Kontakt zu gelangen, bietet es sich an, diese Lippe über die Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, zu ziehen. Sofern das Detektionsmittel beispielsweise ein Riemenrad, insbesondere ein Zahnriemenrad, aufweist, kann es zweckmäßiger sein, das Riemenrad, insbesondere das Zahnriemenrad, aktiv über die Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, zu rollen oder passiv an der Innenseite des Riemens, insbesondere des Zahnriemens, abrollen zu lassen. Im Falle beispielsweise eines Riemenrads, insbesondere Zahnriemenrads, kämmt dieses, insbesondere mit seinen Zähnen, vorzugsweise mit dem Riemen, insbesondere mit den Zähnen des Zahnriemens. So werden auch Fremdkörper detektiert, die sich lediglich in den Zwischenräumen, insbesondere Zahnzwischenräumen, des Riemens, insbesondere Zahnriemens, befinden.
Dabei ist es dann weiter zweckmäßig, wenn das Detektionsmittel, insbesondere die Zähne des Detektionsmittels, über eine vorbestimmte Länge in die Zwischenräume, insbesondere Zahnzwischenräume, des Riemens, insbesondere Zahnriemens, eintauchen, jedenfalls soweit keine Fremdkörper vorhanden sind. Über die Länge, die die Zähne in die Zahnlücken des Zahnriemens eintauchen, kann eingestellt werden, wie groß die Fremdkörper sein müssen, um die Detektionseinrichtung überhaupt zu verstellen. Da die kritische Größe der Fremdkörper mit der Verzahnung des Zahnriemens zusammenhängen kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Zähne des Detektionsmittels über 30%, vorzugsweise wenigstens über 50%, insbesondere wenigstens über 80%, der Höhe der Zahnzwischenräume an der Innenseite des Zahnriemens in die Zahnzwischenräume des Zahnriemens eintauchen, jedenfalls solange dies nicht durch Fremdkörper verhindert wird.
Sehr zuverlässig lassen sich Fremdkörper dann detektieren, wenn das wenigstens eine Sensormittel zu diesem Zweck über wenigstens einen Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor verfügt. Dabei sind als Näherungssensor insbesondere kapazitive oder induktive Näherungssensoren geeignet. Das wenigstens eine Sensormittel detektiert, wenn das Detektionsmittel aus der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird. Alternativ kann das wenigstens eine Sensormittel, vorzugsweise über einen, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor detektieren, wie weit das Detektionsmittel aus der wenigstens einen Freigabestellung in Richtung der wenigstens einen Unterbrechungsstellung verstellt worden ist. Dann sind nicht nur diskrete Positionen des Detektionsmittels erfassbar, sondern es kann auch der Grad der Auslenkung oder die Distanz der Auslenkung des Detektionsmittels ermittelt werden. Dies eröffnet auf einfache Weise weitere Möglichkeiten für die Steuerung der Vorrichtung und zwar abhängig von der Wechselwirkung des Detektionsmittels mit dem jeweiligen Fremdkörper.
Die Fremdkörperdetektion, insbesondere das wenigstens eine Sensormittel, kann unabhängig von der Art des Sensormittels ein Signal an eine Schalteinrichtung abgeben, wenn wenigstens ein Detektionsmittel in wenigstens einer Unterbrechungsstellung angeordnet ist. Daraufhin kann die Schalteinrichtung infolge des Signals das Anhalten der Antriebseinrichtung, des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads, und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens, bewirken und so sicherstellen, dass es zu keinen nachhaltigen Schäden an dem Riemen, insbesondere Zahnriemen, kommt.
Die Schalteinrichtung kann das Anhalten der Antriebseinrichtung, des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads, und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens, in einer Art bewirken, dass der Fremdkörper beim Anhalten noch in Anlage an dem wenigstens einen Detektionsmittel ist. Dann ist für den Bediener der Maschine sofort ersichtlich, wo sich der Fremdkörper befindet, den der Bediener zu entfernen hat. Dies gilt in besonderem Maße, wenn der Fremdkörper beim Anhalten zwischen dem wenigstens einen Detektionsmittel und dem Riemen, insbesondere Zahnriemen, angeordnet ist. Auf die beschriebene Weise kann auch sichergestellt werden, dass sich der Bediener der Maschine nicht über die Existenz des Fremdkörpers hinwegsetzen und die Maschine ohne Entfernen des Fremdkörpers weiterbetreiben kann. Würde die Vorrichtung angehalten, nachdem der Fremdkörper wieder außer Eingriff mit dem wenigstens einen Detektionsmittel gelangt ist, würde sich das Detektionsmittel nicht mehr in einer Unterbrechungsstellung befinden und würde das wenigstens eine Sensormittel nicht die Unterbrechung der Vorrichtung bewirken. Der Bediener könnte also bedarfsweise die Störung durch den Fremdkörper an der Maschinensteuerung quittieren und die Maschine sodann weiterbetreiben, ohne den Fremdkörper vorher tatsächlich entfernt zu haben.
Um die Unterbrechung der Vorrichtung im Falle eines Fremdkörpers zuverlässig wieder aufzuheben, kann die Fremdkörperdetektion, insbesondere das wenigstens eine Sensormittel, ein Signal an eine Schalteinrichtung abgeben, wenn das wenigstens eine Detektionsmittel in wenigstens einer Freigabestellung angeordnet ist. Es kann dann daraus geschlossen werden, dass der Fremdkörper entfernt und kein weiter Fremdkörper vorhanden ist. Der Freigabe der Vorrichtung steht dann also prinzipiell nichts im Wege. Wenn darüber hinaus die Schalteinrichtung nach einem Anhalten der Antriebseinrichtung, des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads, und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens, infolge eines Fremdkörpers erst infolge des genannten Signals, also Freigabesignals, das erneute Anfahren der Antriebseinrichtung, des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads, und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens, freigibt, kann sichergestellt werden, dass der Riemen, insbesondere Zahnriemen, vor Beschädigungen durch Fremdkörper geschützt ist, ohne dass dies einzig in der Verantwortung eines zuverlässigen Bedieners der Vorrichtung liegt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abfüllen von Produkten in Packungen in einer schematischen Darstellung,
2 ein Detail der Vorrichtung aus 1 im Bereich der Antriebseinrichtung in einer perspektivischen Schnittansicht,
3A-B ein Detail der Antriebseinrichtung aus 2 im Bereich eines motorisch angetriebenen Zahnrads aus dem Inneren der Antriebseinrichtung und von der Außenseite der Antriebseinrichtung jeweils in einer perspektivischen Schnittansicht,
4A-B ein Detail der Antriebseinrichtung aus 2 im Bereich einer Fremdkörperdetektion mit einem Detektionsmittel in einer Freigabestellung und in einer Unterbrechungsstellung jeweils in einer perspektivischen Schnittansicht.

In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Auffalten von flachgefalteten Packungsmänteln 2 und zum Füllen von Packungskörpern 3, insbesondere mit fließfähigen Lebensmitteln, und zum Bilden von gefüllten Verpackungen 4, also eine sogenannte Füllmaschine, dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Magazin 5 zum Bereithalten von Packungsmänteln 2 und eine Vorrichtung zum Formen von Packungskörpern 3 aus den Packungsmänteln 2, die einseitig verschlossen sind und somit durch die verbleibende Öffnung beispielsweise ein fließfähiges Lebensmittel aufnehmen können, dargestellt. Die dargestellte und insoweit bevorzugte Vorrichtung 1 weist eine Reihe von parallelen Bearbeitungslinien auf, von denen in der 3 lediglich eine Bearbeitungslinie 6 dargestellt ist. Jeder Bearbeitungslinie 6 ist ein Magazin 5 mit einem Packungsstapel 7 bzw. einem Bündel von um zwei Faltkanten flachgefaltete Packungsmänteln 2 zugeordnet. Die Packungsmäntel 2 sind aus Zuschnitten eines Packstofflaminats gebildet worden, deren Längsränder aneinander gesiegelt sind. In einer Vorrichtung 1 zum Auffalten der Packungsmäntel 2 werden die zunächst flachgefalteten Packungsmäntel 2 vom Packungsstapel 7 des Magazins 5 entnommen und aufgefaltet.
Die aufgefalteten Packungsmäntel 2 werden an eine Vorrichtung 8 zum Formen des Packungskörpers 3 übergeben, die ein Dornrad 9 aufweist, das im dargestellten und insoweit bevorzugten Fall beispielhaft sechs Dorne 10 umfasst und sich zyklisch, also schrittweise, gegen den Uhrzeigersinn dreht. In der ersten Dornradstellung 1 wird ein Packungsmantel 2 auf den Dorn 10 geschoben. Anschließend wird das Dornrad 9 in die nächste Dornradstellung 11 weitergedreht, in der das gegenüber dem Dorn 10 vorstehende Längsende des Packungsmantels 2 über eine Heizeinheit 11 mit Heißluft erwärmt wird. In der nächsten Dornradstellung III wird das erwärmte Längsende des Packungsmantels 2 durch eine Presse 12 vorgefaltet und in der nachfolgenden Dornradstellung IV in der gefalteten Position durch eine Siegeleinrichtung 13 dicht verschlossen, insbesondere zu einem Boden 14, gesiegelt. Es wird auf diese Weise ein einseitig verschlossener Packungskörper 3 erhalten, der in der nachfolgenden Dornradstellung V vom Dorn 10 entnommen und beispielsweise an eine Zelle 15 einer im Kreis geführten endlosen Transporteinrichtung 16 übergeben wird. Grundsätzlich kommen aber auch andere Transporteinrichtungen in Frage. In der nächsten Dornradstellung VI ist dem Dorn 10 kein Arbeitsschritt zugeordnet. Die Anzahl von Dornradstellungen bzw. Dornen 1 und die dort vorgesehenen Bearbeitungsschritte können bedarfsweise von der Darstellung gemäß 3 und der zugehörigen Beschreibung abweichen. Zudem kann noch in wenigstens einer bedarfsweise weiteren Dornradstellung ein Ausgießer mit dem Packstofflaminat verbunden werden. Dann handelt es sich bei dem auf dem Dornrad verschlossenen Längsende des Packungsmantels vorzugsweise um den Kopf der späteren Packung. Ob der Packungskörper durch den späteren Kopf oder durch den späteren Boden gefüllt wird, spielt vorliegend nur eine untergeordnete Rolle.
Der vom Dornrad 9 genommene Packungskörper 3 wird mit dem offenen Längsende nach oben weisend in der zugehörigen Zelle 15, insbesondere einer Zellenkette, durch die Vorrichtung 1 transportiert. Dabei gelangt der Packungskörper 3 in eine Aseptikkammer 17, die eine Sterilisationszone 18 und eine Füll- und Siegelzone 19 umfasst, durch die die Packungskörper 3 in der durch die Pfeile symbolisierten Transportrichtung von links nach rechts transportiert werden. Der Transport der Packungskörper 3 muss nicht geradlinig erfolgen, sondern kann auch in wenigstens einem Bogen oder gar im Kreis erfolgen.
Der Aseptikkammer 17 wird Sterilluft über entsprechende Sterilluftanschlüsse 20 zugeführt. Die Packungskörper 3 werden durch eine Vorwärmeinrichtung 21 nacheinander durch Anblasen mit heißer Sterilluft vorgewärmt. Anschließend werden die Packungskörper 3 mittels einer Sterilisiereinrichtung 22, vorzugsweise mittels Wasserstoffperoxid, sterilisiert, woraufhin die Packungskörper 3 durch Beaufschlagen mit Sterilluft über eine Trocknungseinrichtung 23 getrocknet und nach dem Übergang von der Sterilisationszone 17 in die Füll- und Siegelzone 18 in eine Füllposition unterhalb eines Füllauslaufs 24 gebracht werden. Dort werden die Packungskörper 3 nacheinander mit Lebensmitteln 25 gefüllt. Die gefüllten Packungskörper 3 werden sodann mit einer Verschließeinrichtung 26 durch Falten des oberen Bereichs des Packungskörpers 3 und Siegeln verschlossen. Die gefüllten und verschlossenen Packungen 4 werden anschließend aus den Zellen 15 der Transporteinrichtung 16 entnommen. Die nun leeren Zellen 15 werden mit der Transporteinrichtung 16 weiter in Richtung des Dornrads 9 bewegt, um dort weitere Packungskörper 3 aufzunehmen.
In der 2 ist ein Detail der Vorrichtung 1 aus 1 im Bereich einer Antriebseinrichtung 30 in einer perspektivischen Schnittansicht dargestellt. Die Antriebseinrichtung 30 stellt den Antrieb der Transporteinrichtung 16 dar und treibt die Zellen 15 an, um die Zellen 15 mittels der Transporteinrichtung 16, etwa in Form einer Zellenkette, durch die Vorrichtung 1 zu transportieren. Die Antriebseinrichtung 30 weist zwei Zahnriemen 31 auf, die jeweils um zwei Zahnräder 32,33 umlaufen und die mit den Zellen 15 der Transporteinrichtung 16 verbunden sind. Dabei kämmen die Verzahnungen 34 der Zahnräder 32,33 mit den Verzahnungen 35 der zugehörigen Zahnriemen 31. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind die Zellen 15 der Transporteinrichtung 16 nur in einem kurzen Teilstück der Antriebseinrichtung 30 dargestellt. Tatsächlich sind die Zellen 15 jedoch umlaufend über die gesamte Erstreckung der Zahnriemen 31 vorgesehen. Die Zellen 15 bzw. die Zellenkette sind/ist dabei in regelmäßigen Abständen an den Zahnriemen 31 angeflanscht. Jeder der Zahnriemen 31 läuft um ein motorisch angetriebenes Zahnrad 32 um und wird auf diese Weise in Bewegung gehalten. Die Zahnriemen 31 sind mit ihrer jeweiligen Innenseite um die zugehörigen Zahnräder 32,33 herumgeführt, wobei sich zwischen den Zahnrädern 32,33 ein Obertrum und ein Untertrum ausbildet. Auf das Untertrum der Zahnriemen 31 können Fremdkörper gelangen, die die Zahnriemen 31 beschädigen können, wenn die Fremdkörper zwischen die Zahnräder 32,33 und die Zahnriemen 31 gelangen. Um erkennen und entsprechend reagieren zu können, wenn sich ein Fremdkörper auf dem Untertrum eines Zahnriemens 31 befindet, ist jedem Untertrum eines Zahnriemens 31 eine Fremdkörperdetektion 36 zugeordnet.
Die Fremdkörperdetektion 36 ist insbesondere in den 3A-B dargestellt, und zwar von unterschiedlichen Seiten. Die Fremdkörperdetektion 36 ist in der Transportrichtung T vor dem über den Motor 37 der Antriebseinrichtung 30 angetriebenen Zahnrad 32 angeordnet. Die Verzahnung 34 des Zahnrads 32 korrespondiert mit der Verzahnung 35 des Zahnriemens 31, so dass beide formschlüssig miteinander kämmen. Die Fremdkörperdetektion 36 weist zudem ein Detektionsmittel 38 umfassend ein Zahnriemenrad 39 auf, das auf der Innenseite des zugehörigen Zahnriemens 31 abrollt, wenn der Zahnriemen 31 abgetrieben wird. Das Zahnriemenrad 39 ist über eine Schwenkverbindung 40 um eine Schwenkachse 41 schwenkbar an der Antriebseinrichtung 30 gehalten. Das Detektionsmittel 38 kann daher aus der dargestellten Freigabestellung in eine nicht dargestellte Unterbrechungsstellung geschwenkt werden, in der das Zahnriemenrad 39 gegenüber dem zugehörigen Zahnriemen 31 angehoben ist. Dies kann erfolgen, wenn sich auf dem Zahnriemen 31 oder in den Zahnzwischenräumen in der Verzahnung 35 ein Fremdkörper befindet, der in Kontakt mit dem Detektionsmittel 38 gelangt und so das Detektionsmittel 38 entsprechend der Größe des Fremdkörpers nach oben auslenkt. Das Verstellen des Detektionsmittels 38 von der dargestellten Freigabestellung in die nicht dargestellte Unterbrechungsstellung wird von einem Sensormittel 42 erkannt, das dem Detektionsmittel 38 zugeordnet ist.
In den 4A-B ist die Fremdkörperdetektion 36 vergrößert dargestellt, und zwar in der 4A in der Freigabestellung und in der 4B in der Unterbrechungsstellung. In der Freigabestellung kämmt das Zahnriemenrad 39 des Detektionsmittels 38 mit dem Zahnriemen 31. Die Zähne 43 des Zahnriemenrads 39 tauchen dabei wenigstens im Wesentlichen bis zum Grund der Zahnlücken 44 des Zahnriemens 31 ein. Der Grund der Zahnlücken 45 des Zahnriemenrads 39 liegt dabei auf den freien Enden der Zähne 35 des Zahnriemens 31 auf. Mithin sind die Zähne 43 des Zahnriemenrads 39 etwa so lang, wie die Zähne 35 des Zahnriemens 31 bzw. wie die Zahnlücken 44 des Zahnriemens 31 tief sind. Dem Detektionsmittel 38 ist eine sogenannte Schaltfahne 46 zugeordnet, die zusammen mit dem Detektionsmittel 38 von der Freigabestellung in die Unterbrechungsstellung verstellt werden kann.
In der in der 4A dargestellten Freigabestellung ist die Schaltfahne 46 vor dem Sensormittel 42 in Form eines kapazitiven oder induktiven Näherungsschalters angeordnet. Das Sensormittel 42 kann somit an eine beispielsweise über ein Kabel 47 angeschlossene Schalteinrichtung oder an die Steuerung der Vorrichtung 1 melden, dass sich das Detektionsmittel 38 in der Freigabestellung befindet und dass daher der weitere Betrieb der Vorrichtung 1 freigegeben ist. Wenn sich jedoch ein Fremdkörper F auf dem Zahnriemen 31 befindet, so gelangt dieser unter das Zahnriemenrad 39, das aufgrund des weiteren Transports des Zahnriemens 31 in der Transportrichtung T von dem Fremdkörper F angehoben wird. Dies geht mit einem Schwenken des Detektionsmittels 38 nach oben um die Schwenkachse 41 einher, die über einen Schwenkhebel 48 mit dem Zahnriemenrad 39 verbunden ist.
Das Detektionsmittel 38 wird folglich in die in der 4B dargestellte Unterbrechungsstellung verstellt. Mit dem Zahnriemenrad 39 wird auch die Schaltfahne 46 angehoben bzw. nach oben geschwenkt. Dies hat zur Folge, dass das Sensormittel 42 in Form des Näherungsschalters die Schaltfahne 46 nicht mehr erfassen kann. Das Sensormittel 42 gibt dementsprechend ein Signal an eine Schalteinrichtung oder Steuerung, das so interpretiert werden kann, dass sich das Detektionsmittel 38 in der Unterbrechungsstellung befindet.
Es kann natürlich auch lediglich ein aktives Signal von dem Sensormittel 42 ausgesendet werden, wenn sich das Detektionsmittel 38 in der Freigabestellung befindet. Dann wird kein Signal von dem Sensormittel 42 gesendet, wenn sich das Detektionsmittel 38 nicht in der Freigabestellung befindet. Auch das Ausbleiben eines Signals kann von einer Schalteinrichtung oder Steuerung so interpretiert werden, dass sich das Detektionsmittel 38 in der Unterbrechungsstellung befindet.
Die Schalteinrichtung oder die Steuerung kann nun den weiteren Antrieb des Zahnriemens 31 stoppen. Dies kann so erfolgen, dass sich der Fremdkörper F noch immer unter dem Detektionsmittel 38 befindet und sich das Detektionsmittel 38 dementsprechend noch immer in der Unterbrechungsstellung befindet. Erst wenn der Fremdkörper F entfernt worden ist, gelangt das Detektionsmittel 38 zurück in die Freigabestellung. Erst wenn das Detektionsmittel 38 zurück in der Freigabestellung ist, gibt die Schalteinrichtung bzw. die Steuerung das erneute Anfahren des Zahnriemens 31 wieder frei, beispielsweise nachdem der Bediener der Vorrichtung 1 das Beheben der Störung an der Steuerung der Vorrichtung 1 quittiert hat. Eine Beschädigung des Zahnriemens 31 ist daher ausgeschlossen.
Nicht dargestellt ist, dass weitere Näherungsschalter vorgesehen sein können, um mehr als nur die beiden zuvor beschriebenen Stellungen des Detektionsmittels, also eine Freigabestellung und eine Unterbrechungsstellung, erfassen zu können. Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch ein Ultraschallsensor oder ein anderer Sensor anstelle des Näherungsschalters vorgesehen sein, um den Grad bzw. den Umfang der Auslenkung des Detektionsmittels durch den Fremdkörper erfassen zu können und so auf die Größe des Fremdkörpers zurückschließen zu können, ohne dafür eine Mehrzahl von Sensoren vorsehen zu müssen. Der Ultraschallsensor kann dabei parallel zur Transportrichtung des Zahnriemens auf das Detektionsmittel, insbesondere die Schaltfahne, gerichtet sein. Der Abstand des Detektionsmittels von dem Ultraschallsensor kann dann umgerechnet werden in den Grad bzw. den Umfang der Auslenkung des Detektionsmittels durch den Fremdkörper. Diese Information kann dann an die Schalteinrichtung oder die Steuerung weitergeleitet werden, die anhand dessen vorgegebene Stelleingriffe bewirkt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Packungsmantel
3: Packungskörper
4: Verpackung
5: Magazin
6: Bearbeitungslinie
7: Packungsstapel
8: Vorrichtung
9: Dornrad
10: Dorn
11: Heizeinheit
12: Presse
13: Siegeleinrichtung
14: Boden
15: Zelle
16: Transporteinrichtung
17: Aseptikkammer
18: Sterilisationszone
19: Füll- und Siegelzone
20: Sterilluftanschlüsse
21: Vorwärmeinrichtung
22: Sterilisiereinrichtung
23: Trocknungseinrichtung
24: Füllauslauf
25: Lebensmittel
26: Verschließeinrichtung
30: Antriebseinrichtung
31: Zahnriemen
32,32: Zahnrad
34,35: Verzahnung
36: Fremdkörperdetektion
37: Motor
38: Detektionsmittel
39: Zahnriemenrad
40: Schwenkverbindung
41: Schwenkachse
42: Sensormittel
43: Zähne
44,45: Zahnlücke
46: Schaltfahne
47: Kabel
48: Schwenkhebel
F: Fremdkörper
T: Transportrichtung

Claims

Vorrichtung (1) zur Handhabung von Packstoffen, Packungsrohlingen (2,3), Packungen und/oder Verpackungen (4), insbesondere Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in Packungen, mit einer Antriebseinrichtung (30) zum Antrieb der Vorrichtung (1), wobei die Antriebseinrichtung (30) wenigstens ein Rad (32,33) und wenigstens einen mit seiner Innenseite mit dem Rad (32,33) kämmenden Riemen (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenseite des Riemens (31) zugeordnet und von dem wenigstens einen Rad (32,33) beabstandet eine Fremdkörperdetektion (38) mit wenigstens einem durch einen auf der Innenseite des Riemens (31) befindlichen Fremdkörper (F) von wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellbaren Detektionsmittel (38) und mit wenigstens einem Sensormittel (42) zum Detektieren des in der Unterbrechungsstellung vorgesehenen wenigstens einen Detektionsmittels (38) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rad der Antriebseinrichtung (30) wenigstens ein Zahnrad (32,33) ist und dass, vorzugsweise, der wenigstens eine Riemen der Antriebseinrichtung (30) wenigstens ein Zahnriemen (31) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Packstoff ein Karton/Kunststoff-Verbundlaminat ist und/oder dass die Packungsrohlinge (2,3) und/oder die Packungen aus einem Karton/Kunststoff-Verbundlaminat gebildet sind und/oder dass die Verpackungen (4) gefüllte und verschlossene Packungen aus einem Karton/Kunststoff-Verbundlaminat sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Herstellen von Packstoffen, zum Bilden von Packungsrohlingen (2,3) und/oder Packungen und/oder zum Füllen von einseitig offenen Packungen mit Lebensmitteln und/oder zum Verschließen und/oder Verpacken von gefüllten Verpackungen (4) ausgebildet ist und dass, vorzugsweise, die Antriebseinrichtung (30), insbesondere der Riemen (31), zum Antrieb einer Zellenkette zum Transport von einseitig offenen, in der Zellenkette aufgenommenen Packungen durch die Füllmaschine ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Detektionsmittel (38) zwischen der wenigstens einen Unterbrechungsstellung und der wenigstens einen Freigabestellung schwenkbar gehalten ist und/oder dass das Detektionsmittel (38) in der Freigabestellung wenigstens im Wesentlichen an der Innenseite des Riemens (31) anliegt und/oder dass das Detektionsmittel (38) derart ausgebildet und/oder angebracht ist, so dass das Detektionsmittel (38) in der Freigabestellung wenigstens teilweise zwischen jeweils benachbarte Zähne (35) der Innenseite des Riemens (31) eintaucht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Detektionsmittel (38) eine Lippe und/oder ein Riemenrad, insbesondere Zahnriemenrad (39), zum Kontaktieren mit den zu detektierenden Fremdkörpern (F) aufweist und dass, vorzugsweise, das Riemenrad, insbesondere Zahnriemenrad (39), zum Abrollen an der Innenseite des Riemens (31), insbesondere Zahnriemens (31), und zum gleichzeitigen Kämmen mit der Innenseite des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), vorgesehen ist und dass, weiter vorzugsweise, die Zähne (43) des Zahnriemenrads (39) zum wenigstens überwiegenden, insbesondere wenigstens im Wesentlichen vollständigen Ausfüllen der Zahnlücken (44) des Zahnriemens (31) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensormittel (42) einen, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor zum Erfassen des Detektionsmittels (38) in der Freigabestellung und/oder der Unterbrechungsstellung aufweist und dass, vorzugsweise, das wenigstens eine Sensormittel (42) zum Erfassen des Umfangs der Verstellung des Detektionsmittels (38) zwischen der wenigstens einen Freigabestellung und der wenigstens einen Unterbrechungsstellung, insbesondere der Auslenkung des wenigstens einen Detektionsmittels (38), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörperdetektion (36) mit einer Schalteinrichtung zum Anhalten der Antriebseinrichtung, des wenigstens einen Rades, insbesondere Zahnrads (32,33), und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), derart verbunden ist, so dass die Schalteinrichtung bei wenigstens einem in wenigstens einer Unterbrechungsstellung angeordneten Detektionsmittel (38) die Antriebseinrichtung (30), das wenigstens eine Rad, insbesondere Zahnrad (32,33), und/oder den Riemen, insbesondere Zahnriemen (31), anhält und/oder bei wenigstens einem in wenigstens einer Freigabestellung angeordneten Detektionsmittel (38) die Antriebseinrichtung (30), das wenigstens eine Rad, insbesondere Zahnrad (32,33), und/oder den Riemen, insbesondere Zahnriemen (31), zum erneuten Anfahren freigibt.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - bei dem die Innenseite des Riemens (31), an dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) vorbeibewegt wird, - bei dem das wenigstens eine Detektionsmittel (38) in Anlage an einen auf der Innenseite des Riemens (31), befindlichen Fremdkörper (F) gelangt und infolge eines Weiterbewegens des Riemens (31), an dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) vorbei aus der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird, - bei dem das wenigstens eine Sensormittel (42) das Verstellen des wenigstens einen Detektionsmittels (38) in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung detektiert und ein Signal zur Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung (1) abgibt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem als der wenigstens eine Riemen ein Zahnriemen (31) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, - bei dem das wenigstens eine Detektionsmittel (38) infolge des Fremdkörpers (F) von der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung geschwenkt wird und/oder - bei dem das Detektionsmittel (38) in der Freigabestellung über die Innenseite des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), gezogen wird, gerollt wird und/oder abrollt und/oder - bei dem ein ein Riemenrad, insbesondere Zahnriemenrad (39), aufweisendes und mit dem Riemen, insbesondere Zahnriemen (31), kämmendes Detektionsmittel (38) über die Innenseite des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), abrollt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, - bei dem die Zähne (43) des Detektionsmittels (38) ohne Fremdkörper (F) wenigstens über eine vorbestimmte Länge in die Zahnzwischenräume (44) des Zahnriemens (31) eintauchen und/oder - bei dem die Zähne (43) des Detektionsmittels (38) ohne Fremdkörper (F) wenigstens über 30%, vorzugsweise wenigstens über 50%, insbesondere wenigstens über 80%, der Höhe der Zahnzwischenräume (44) an der Innenseite des Zahnriemens (31) in die Zahnzwischenräume (44) des Zahnriemens (31) eintauchen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, - bei dem das wenigstens eine Sensormittel (42), vorzugsweise über einen, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor detektiert, wenn das Detektionsmittel (38) aus der wenigstens einen Freigabestellung in die wenigstens eine Unterbrechungsstellung verstellt wird, und/oder - bei dem das wenigstens eine Sensormittel (42), vorzugsweise über einen, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Näherungssensor und/oder einen Ultraschallsensor detektiert, wie weit das Detektionsmittels (38) aus der wenigstens einen Freigabestellung in Richtung der wenigstens einen Unterbrechungsstellung verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, - bei dem die Fremdkörperdetektion (36), insbesondere das wenigstens eine Sensormittel (42), bei dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) in der wenigstens einen Unterbrechungsstellung, ein Signal an eine Schalteinrichtung abgibt, und - bei dem die Schalteinrichtung infolge des Signals das Anhalten der Antriebseinrichtung (30), des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads (32,33), und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Schalteinrichtung das Anhalten der Antriebseinrichtung (30), des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads (32,33), und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), derart bewirkt, so dass der Fremdkörper (F) beim Anhalten noch in Anlage an dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) ist, insbesondere dass der Fremdkörper (F) beim Anhalten zwischen dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) und dem Riemen, insbesondere Zahnriemen (31), angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, - bei dem die Fremdkörperdetektion (36), insbesondere das wenigstens eine Sensormittel (42), bei dem wenigstens einen Detektionsmittel (38) in der wenigstens einen Freigabestellung, ein Signal an eine Schalteinrichtung abgibt und - bei dem die Schalteinrichtung nach einem Anhalten der Antriebseinrichtung (30), des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads (32,33), und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), infolge eines Fremdkörpers (F) erst infolge des Signals das erneute Anfahren der Antriebseinrichtung (30), des wenigstens einen Rads, insbesondere Zahnrads (32,33), und/oder des Riemens, insbesondere Zahnriemens (31), freigibt.