DE102021127483B4 - Packaging machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine für Lebensmittelprodukte mit mehreren längs einer Transportrichtung hintereinander angeordneten Arbeitsstationen zum Herstellen von Packungen jeweils aus zumindest einem unteren Packungsbestandteil und zumindest einem oberen Packungsbestandteil, die wenigstens einen Produktbereich einer jeweiligen Packung einschließen, und mit einer Transporteinrichtung, mit der während des Betriebs die Packungsbestandteile in Transportrichtung durch die Arbeitsstationen hindurch transportiert werden, wobei eine Arbeitsstation eine Einbringstation zum Einlegen oder Auflegen von Produkten in bzw. auf einen oder die Packungsbestandteile ist, wobei die Einbringstation umfasst: ein sich im aufgestellten Betriebszustand am Boden abstützendes Traggestell, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen umfasst, zumindest eine von dem Traggestell getragene Handhabungseinrichtung, insbesondere einen Roboter, zum Einlegen oder Auflegen der Produkte in bzw. auf einen oder die Packungsbestandteile, und eine Mehrzahl von Rahmenelementen, die jeweils an zumindest einer Verbindungsstelle mit dem Traggestell verbunden sind und an denen zumindest eine Baugruppe der Verpackungsmaschine angebracht ist, so dass die Baugruppe nicht unmittelbar, sondern mittelbar über ein oder mehrere Rahmenelemente an dem Traggestell angebracht ist, wobei jede Verbindungsstelle von einem mechanischen Lager gebildet ist, das in einem gelösten Zustand eine Ausrichtbewegung relativ zu dem Traggestell erlaubt, und wobei die Lager jeweils ausgehend von dem gelösten Zustand in einen die Ausrichtbewegung unterbindenden fixierten Zustand überführbar sind, um die Rahmenelemente in einer Montage-Konfiguration zu fixieren, in der die Rahmenelemente in einer vorgegebenen Weise relativ zueinander ausgerichtet sind.The invention relates to a packaging machine for food products with a plurality of work stations arranged one behind the other along a transport direction for producing packages, each of which consists of at least one lower package component and at least one upper package component, which enclose at least one product area of a respective package, and with a transport device with which the package components are transported through the work stations in the transport direction during operation, wherein a work station is an insertion station for inserting or placing products in or on one or more package components, wherein the insertion station comprises: a support frame which is supported on the floor in the set-up operating state and which comprises a plurality of interconnected support elements, at least one handling device carried by the support frame, in particular a robot, for inserting or placing the products in or on one or more package components, and a plurality of frame elements which are each connected to the support frame at at least one connection point and to which at least one assembly of the packaging machine is attached, so that the assembly is not attached directly to the support frame, but indirectly via one or more frame elements, wherein each Connection point is formed by a mechanical bearing which, in a released state, allows an alignment movement relative to the support frame, and wherein the bearings can each be transferred from the released state into a fixed state preventing the alignment movement in order to fix the frame elements in an assembly configuration in which the frame elements are aligned in a predetermined manner relative to one another.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine für Lebensmittelprodukte, insbesondere einen Thermoformer oder einen Traysealer, mit mehreren längs einer Transportrichtung hintereinander angeordneten Arbeitsstationen zum Herstellen von Packungen jeweils aus zumindest einem unteren Packungsbestandteil, insbesondere einer Unterfolie oder einem vorgefertigten Packungsbestandteil, und zumindest einem oberen Packungsbestandteil, insbesondere einer Oberfolie, die wenigstens einen Produktbereich einer jeweiligen Packung einschließen, und mit einer Transporteinrichtung, mit der während des Betriebs die Packungsbestandteile in Transportrichtung durch die Arbeitsstationen hindurch transportiert werden, wobei eine Arbeitsstation eine Einbringstation zum Einlegen oder Auflegen von Produkten in einen Packungsbestandteil oder in die Packungsbestandteile bzw. auf einen Packungsbestandteil oder auf die Packungsbestandteile ist.The invention relates to a packaging machine for food products, in particular a thermoformer or a tray sealer, with a plurality of work stations arranged one behind the other along a transport direction for producing packages, each from at least one lower package component, in particular a lower film or a prefabricated package component, and at least one upper package component, in particular an upper film, which enclose at least one product area of a respective package, and with a transport device with which the package components are transported through the work stations in the transport direction during operation, wherein a work station is an introduction station for inserting or placing products in a package component or in the package components or on a package component or on the package components.
Derartige Verpackungsmaschinen sind grundsätzlich bekannt. Das Einlegen oder Auflegen der Produkte kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, d.h. es sind unterschiedliche Typen von Einbringstationen bekannt.Such packaging machines are generally known. The products can be inserted or placed on top in different ways, i.e. different types of insertion stations are known.
Bei einem bekannten Typ von Einbringstation werden eine oder mehrere Handhabungseinrichtungen eingesetzt, die insbesondere jeweils von einem Roboter gebildet werden, beispielsweise einem so genannten Pick-and-Place-Roboter, der auch einfach als Picker bezeichnet wird. Derartige Roboter benötigen eine stabile Basis. In der Praxis werden für derartige Roboter deshalb massive Traggestelle eingesetzt, die als Schweißkonstruktionen aus einer Mehrzahl von miteinander verschweißten Tragelementen hergestellt werden. Diese Schweißkonstruktionen werden auch als Roboterzellen bezeichnet, da sich der oder die Roboter im Inneren des von den einzelnen Tragelementen gebildeten Traggestells befinden. In Abhängigkeit von der Anzahl der eingesetzten Roboter sind Einfach- oder Mehrfachzellen bekannt, beispielsweise Doppelzellen mit zwei in Transportrichtung hintereinander angeordneten Robotern, die von einem gemeinsamen Traggestell getragen sind.A known type of insertion station uses one or more handling devices, each of which is formed in particular by a robot, for example a so-called pick-and-place robot, which is also simply referred to as a picker. Such robots require a stable base. In practice, solid support frames are therefore used for such robots, which are manufactured as welded structures from a plurality of support elements welded together. These welded structures are also referred to as robot cells, since the robot or robots are located inside the support frame formed by the individual support elements. Depending on the number of robots used, single or multiple cells are known, for example double cells with two robots arranged one behind the other in the transport direction and supported by a common support frame.
Auch die Anordnung einer Roboterzelle an oder in einer Verpackungsmaschine bzw. die Integration einer Roboterzelle in eine Verpackungsmaschine kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So ist es beispielsweise seit langem bekannt, eine als separate Maschine konzipierte Roboterzelle derart groß auszugestalten, dass die Verpackungsmaschine durch die Roboterzelle hindurchgeführt werden kann. Die Roboterzelle wird also gewissermaßen über die Verpackungsmaschine gestülpt. Dieses Konzept ist mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. Insbesondere benötigt eine derartige Roboterzelle sehr viel Platz, d.h. die Verpackungsmaschine wird im Bereich der Roboterzelle beträchtlich verbreitert. Des Weiteren sind hierbei im Prinzip viele Elemente der Tragkonstruktion doppelt vorhanden.The arrangement of a robot cell on or in a packaging machine or the integration of a robot cell into a packaging machine can also be done in different ways. For example, it has long been known to design a robot cell designed as a separate machine so large that the packaging machine can be guided through the robot cell. The robot cell is thus, in a sense, placed over the packaging machine. This concept is associated with a number of disadvantages. In particular, such a robot cell requires a lot of space, i.e. the packaging machine is considerably widened in the area of the robot cell. Furthermore, many elements of the supporting structure are in principle duplicated.
Auch ist es bekannt, die Roboterzelle auf den Rahmen der Verpackungsmaschine zu setzen und so im Bereich des oder der Roboter ein gemeinsames Traggestell für Verpackungsmaschine und Roboter zu bilden. Ein derartiges Konzept ist beispielsweise aus
Ferner ist es bekannt, die Verpackungsmaschine in Transportrichtung zu teilen und die Roboterzelle zwischen einen stromaufwärtigen Teil der Verpackungsmaschine und einen stromabwärtigen Teil zu stellen. Ein solches Konzept hat grundsätzlich den Vorteil, dass die Verpackungsmaschine nicht unnötig verbreitert wird und kein übermäßiger Materialeinsatz notwendig ist. Allerdings sind an der Roboterzelle eingangsseitige und ausgangsseitige Anbindungen für die Teile der Verpackungsmaschine erforderlich, wobei außerdem dafür gesorgt werden muss, dass die Transporteinrichtung durch die Roboterzelle hindurchgeführt werden kann. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, dass die Transporteinrichtung einer Verpackungsmaschine eine durchgehende Einrichtung ist, die sich im Wesentlichen entlang der gesamten Verpackungsmaschine in Transportrichtung erstreckt und dabei die Packungsbestandteile durch die einzelnen Arbeitsstationen und somit auch durch die Roboterzelle hindurchbewegen muss, was bedeutet, dass es nicht damit getan wäre, zur Integration der Roboterzelle die Verpackungsmaschine samt Transporteinrichtung einfach durchzutrennen. Äußerst schwierig, wenn nicht praktisch unmöglich, wäre dies ohnehin bei solchen Verpackungsmaschinen, die auch als klassische Thermoformer bezeichnet werden und bei denen die Packungsbestandteile in Form von Vertiefungen durch Thermoformen in einer Folienbahn ausgebildet werden und somit im Bereich der Roboterzelle, wo das Einlegen der Produkte in die Vertiefungen erfolgt, noch zusammenhängen, da die Folienbahn mit den darin ausgebildeten Vertiefungen durch die Roboterzelle hindurchbewegt wird und eine Vereinzelung der Packungsbestandteile erst stromabwärts der Roboterzelle erfolgt.It is also known to divide the packaging machine in the transport direction and to place the robot cell between an upstream part of the packaging machine and a downstream part. Such a concept basically has the advantage that the packaging machine is not unnecessarily widened and no excessive use of material is necessary. However, the robot cell requires input and output connections for the parts of the packaging machine, and it must also be ensured that the transport device can be guided through the robot cell. In this context, it should be noted that the transport device of a packaging machine is a continuous device that essentially extends along the entire packaging machine in the transport direction and must move the packaging components through the individual work stations and thus also through the robot cell, which means that it would not be enough to simply divide the packaging machine and the transport device in order to integrate the robot cell. This would be extremely difficult, if not practically impossible, in any case with packaging machines such as those known as classic thermoformers, in which the packaging components are formed in the form of recesses in a film web by thermoforming and are thus still connected in the area of the robot cell where the products are placed in the recesses, since the film web with the recesses formed in it is moved through the robot cell and the packaging components are only separated downstream of the robot cell.
Sowohl für die Anbindung der beiden Teile der Verpackungsmaschine an die Roboterzelle als auch für die Positionierung und Anbringung des durch die Roboterzelle hindurchzuführenden Abschnitts der Transporteinrichtung ist eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich, die von der Roboterzelle bereitgestellt werden muss, damit die Funktionsweise der Verpackungsmaschine und insbesondere der Transporteinrichtung nicht beeinträchtigt wird.Both the connection of the two parts of the packaging machine to the robot cell and the positioning and attachment of the section of the transport device that passes through the robot cell require a very high level of precision, which must be provided by the robot cell in order to ensure the functionality of the packaging machine and in particular the transport facility is not affected.
Diese notwendige Positionsgenauigkeit liegt in der Praxis etwa bei einem Zehntel Millimeter. Die hier in Rede stehenden Schweißkonstruktionen für Roboterzellen können nur mit einer Genauigkeit von etwa einem Millimeter gefertigt werden. Insbesondere hinsichtlich der Gesamtlänge in Transportrichtung, der Winkelgenauigkeit der benötigten Anschlussflächen und der einzuhaltenden Höhen für die jeweils mit der Roboterzelle zu verbindenden Baugruppen sind diese Fertigungstoleranzen zu hoch. Daher wird die Roboterzelle im Anschluss an die Schweißarbeiten an denjenigen Stellen, an denen eine Anbindung erforderlich ist, zusätzlich bearbeitet, was in der Praxis meist durch Überfräsen erfolgt. Derartige Zusatzbearbeitungen - zudem an relativ großen Bauteilen - verursachen hohe Kosten und haben zumeist den weiteren Nachteil, dass sie extern als Auftragsarbeiten erfolgen müssen, was den Produktionsprozess verlangsamt und den Produktionsablauf stört.In practice, this required position accuracy is around a tenth of a millimeter. The welded structures for robot cells in question here can only be manufactured with an accuracy of around one millimeter. These manufacturing tolerances are too high, particularly with regard to the overall length in the transport direction, the angular accuracy of the required connection surfaces and the heights to be maintained for the modules to be connected to the robot cell. Therefore, after the welding work, the robot cell is additionally machined in those places where a connection is required, which in practice is usually done by milling. Such additional machining - especially on relatively large components - is expensive and usually has the further disadvantage that it has to be carried out externally as contract work, which slows down the production process and disrupts the production flow.
Ein weiterer Nachteil der üblichen Schweißkonstruktionen ist, dass ohne aufwändige Zusatzmaßnahmen im Bereich der Roboterzelle keine Standardbaugruppen von Verpackungsmaschinen montiert werden können. Bei diesen Standardbaugruppen handelt es sich beispielsweise um Beladeformen, Rütteltische, Vakuumpumpenhalter, Produktunterstützungen, Einlegeschablonen, Schaltschränke, Stützbleche, Formplattenwechselhilfen, Schneide- und Stanzeinrichtungen, Rollenbahnen sowie verschiedene Kleinteile wie Seitenverkleidungsscharniere, Magnetschalter, Kabelkanäle etc. Dies liegt daran, dass für die Montage nicht diejenigen Standardelemente wie insbesondere Rahmenprofile verwendet werden können, wie sie standardmäßig bei einer Verpackungsmaschine verbaut werden.Another disadvantage of the usual welded constructions is that standard components of packaging machines cannot be assembled without complex additional measures in the area of the robot cell. These standard components include, for example, loading forms, vibrating tables, vacuum pump holders, product supports, insertion templates, control cabinets, support plates, mold plate changing aids, cutting and punching devices, roller conveyors and various small parts such as side panel hinges, magnetic switches, cable ducts, etc. This is because the standard elements such as frame profiles, in particular, which are installed as standard in a packaging machine, cannot be used for assembly.
Abgesehen davon, dass auch bei der Verwendung derartiger Standardelemente in einer Schweißkonstruktion die erforderliche Positionsgenauigkeit nicht gegeben wäre, scheidet die Verwendung auch bereits dann aus, wenn zusätzliche Stabilitätsanforderungen bestehen, was in der Praxis insbesondere dann wichtig ist, wenn die Roboterzelle zusätzlich eine Produktzufuhr beispielsweise in Form eines sogenannten Eintragbandes abstützen muss. Die Produktzufuhr soll möglichst nahe an die Transporteinrichtung der Verpackungsmaschine heranreichen, damit ein jeweiliger Roboter bzw. dessen Greifer möglichst kurze Arbeitswege hat, wenn er Produkte von der Produktzufuhr abnimmt und den Packungsbestandteilen zuführt. Daher ist es in der Praxis üblich, die Produktzufuhr nicht als separate Maschine neben die Roboterzelle zu stellen. Stattdessen erfolgt eine direkte Anbindung der Produktzufuhr an die Roboterzelle, nämlich mittels einer Mehrzahl von am Traggestell befestigten, seitlich auskragenden und sich senkrecht zur Transportrichtung erstreckenden Tragarmen. Auf diese Tragarme kann die Produktzufuhr zum Beispiel aufgesteckt werden. Hierfür ist ersichtlich eine besonders hohe Stabilität auch desjenigen Elementes des Traggestells erforderlich, an dem die erwähnten Tragarme befestigt werden. Die erforderliche Stabilität kann von Standardprofilen einer Verpackungsmaschine nicht bereitgestellt werden. In der Praxis sind deshalb auf der für die Anbindung der Produktzufuhr vorgesehenen Seite in die die Roboterzelle bildende Schweißkonstruktion spezielle Träger beispielsweise in Form von Flachstählen integriert, die mit den übrigen Tragelementen der Schweißkonstruktion verschweißt und derart ausgebildet sind, dass sie die auskragenden Tragarme und die daran abgestützte Produktzufuhr halten können.Apart from the fact that the required positioning accuracy would not be achieved even if such standard elements were used in a welded construction, their use is also ruled out if additional stability requirements exist, which is particularly important in practice if the robot cell also has to support a product feed, for example in the form of a so-called feed belt. The product feed should be as close as possible to the transport device of the packaging machine so that a respective robot or its gripper has the shortest possible working path when it takes products from the product feed and feeds them to the packaging components. In practice, it is therefore common practice not to place the product feed as a separate machine next to the robot cell. Instead, the product feed is directly connected to the robot cell, namely by means of a plurality of support arms attached to the support frame, projecting laterally and extending perpendicular to the transport direction. The product feed can be plugged onto these support arms, for example. This obviously requires particularly high stability of the element of the support frame to which the support arms mentioned are attached. The required stability cannot be provided by standard profiles of a packaging machine. In practice, special supports, for example in the form of flat steel, are integrated into the welded construction forming the robot cell on the side intended for connecting the product feed. These are welded to the other supporting elements of the welded construction and are designed in such a way that they can hold the cantilevered support arms and the product feed supported on them.
Aufgrund dieser speziellen Träger fehlen der Roboterzelle die standardisierten Anbringungsmerkmale, wie beispielsweise Lochreihen, die an den üblichen Rahmenelementen der Verpackungsmaschine ausgebildet sind. Dies ist der Grund dafür, dass eine einfache, standardmäßige Anbringung der üblichen Baugruppen von Verpackungsmaschinen an der Roboterzelle nicht möglich ist, die folglich modifiziert werden muss. In der Praxis werden daher nur die für die jeweilige Konfiguration unbedingt benötigten Anbindungen, beispielsweise Bohrungen, hergestellt, um Aufwand und Kosten möglichst gering zu halten. Gleichwohl entstehen hohe Zusatzkosten, und die Herstellung nur der unbedingt notwendigen Anbindungen verringert erheblich die Flexibilität im Vergleich zu den vielfältigen Anbringungsmöglichkeiten, wie sie die Verwendung herkömmlicher Standardelemente von Verpackungsmaschinen bietet.Because of these special supports, the robot cell lacks the standardized attachment features, such as rows of holes, that are formed on the usual frame elements of the packaging machine. This is the reason why a simple, standard attachment of the usual components of packaging machines to the robot cell is not possible, which must therefore be modified. In practice, therefore, only the connections, such as holes, that are absolutely necessary for the respective configuration are made in order to keep effort and costs as low as possible. Nevertheless, high additional costs arise and producing only the absolutely necessary connections significantly reduces flexibility compared to the wide range of attachment options offered by using conventional standard elements of packaging machines.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Integration einer Einbringstation in eine Verpackungsmaschine der eingangs genannten Art ohne die vorstehend erwähnten Nachteile zu ermöglichen.The object of the invention is therefore to enable the integration of an insertion station into a packaging machine of the type mentioned above without the disadvantages mentioned above.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einbringstation umfasst: ein sich im aufgestellten Betriebszustand am Boden abstützendes Traggestell, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen umfasst, zumindest eine von dem Traggestell getragene Handhabungseinrichtung, insbesondere einen Roboter zum Einlegen oder Auflegen der Produkte in bzw. auf einen oder die Packungsbestandteile, und eine Mehrzahl von Rahmenelementen, die jeweils an zumindest einer Verbindungsstelle mit dem Traggestell verbunden sind und an denen zumindest eine Baugruppe der Verpackungsmaschine angebracht ist, so dass die Baugruppe nicht unmittelbar, sondern mittelbar über ein oder mehrere Rahmenelemente an dem Traggestell angebracht ist, wobei jede Verbindungsstelle von einem mechanischen Lager gebildet ist, das in einem gelösten Zustand eine Ausrichtbewegung relativ zu dem Traggestell erlaubt, und wobei die Lager jeweils ausgehend von dem gelösten Zustand in einen die Ausrichtbewegung unterbindenden fixierten Zustand überführbar sind, um die Rahmenelemente in einer Montage-Konfiguration zu fixieren, in der die Rahmenelemente in einer, insbesondere durch die jeweils anzubringende Baugruppe, vorgegebenen Weise relativ zueinander ausgerichtet sind.This object is achieved by the features of
Die Rahmenelemente sind folglich nur mittelbar am Traggestell angebracht, und zwar über die mechanischen Lager, die relativ zu dem Traggestell ausgerichtet werden können, um so die erforderliche Positionsgenauigkeit ohne aufwändige Nachbearbeitung des Traggestells herzustellen.The frame elements are therefore only indirectly attached to the support frame, namely via the mechanical bearings, which can be aligned relative to the support frame in order to achieve the required positioning accuracy without complex post-processing of the support frame.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass übliche Traggestelle in der Regel stabiler als notwendig sind und folglich die Integration der über die Lager verbundenen Rahmenelemente keine relevante Schwächung darstellt, wobei auch die Rahmenelemente bei fixierten Lagern zur Gesamtstabilität des Traggestells beitragen. Feste Verbindungsstellen werden erfindungsgemäß durch einstellbare und fixierbare Verbindungsstellen - nämlich die mechanischen Lager - ersetzt. Anders als zum Beispiel in gewissen Grenzen verformbare Verbindungselemente wie beispielsweise Gummipuffer o.Ä., welche keine ausreichende Gesamtstabilität des Traggestells gewährleisten könnten, sind erfindungsgemäß die mechanischen Lager nach dem Ausrichten fixierbar und bieten somit ausreichend mechanische Stabilität.The invention is based, among other things, on the realization that conventional support frames are generally more stable than necessary and, consequently, the integration of the frame elements connected via the bearings does not represent a relevant weakening, whereby the frame elements also contribute to the overall stability of the support frame with fixed bearings. According to the invention, fixed connection points are replaced by adjustable and fixable connection points - namely the mechanical bearings. Unlike, for example, connection elements that can be deformed within certain limits, such as rubber buffers or similar, which cannot ensure sufficient overall stability of the support frame, according to the invention the mechanical bearings can be fixed after alignment and thus offer sufficient mechanical stability.
Die Rahmenelemente bilden gemeinsam einen - in das Traggestell integrierten - Rahmen, an welchem die jeweiligen Standardbaugruppen der Verpackungsmaschine in der üblichen Weise montiert werden können. Folglich können nicht nur die üblichen, mit den normalen Anbringungsmerkmalen (z.B. Lochreihen etc.) versehenen Rahmenelemente der Verpackungsmaschine verwendet werden, sondern diese Rahmenelemente können auch mit aufgrund der mechanischen Lager relativ geringem Aufwand korrekt relativ zueinander und relativ zu den vor und hinter der Einbringstation befindlichen Teilen der Verpackungsmaschine ausgerichtet werden.The frame elements together form a frame - integrated into the support frame - to which the respective standard components of the packaging machine can be mounted in the usual way. Consequently, not only can the usual frame elements of the packaging machine with the normal attachment features (e.g. rows of holes, etc.) be used, but these frame elements can also be correctly aligned relative to one another and relative to the parts of the packaging machine located in front of and behind the feed station with relatively little effort due to the mechanical bearings.
Mit anderen Worten stellt die erfindungsgemäße Einbringstation mit den exakt ausgerichteten Rahmenelementen keinen „Bruch“ innerhalb der Verpackungsmaschine dar, was - wie erwähnt - insbesondere für die durchgehende Transporteinrichtung wichtig ist.In other words, the introduction station according to the invention with the precisely aligned frame elements does not represent a “break” within the packaging machine, which - as mentioned - is particularly important for the continuous transport device.
Auf eine bestimmte Orientierung dieses in das Traggestell integrierten, von den Rahmenelementen gewissermaßen gebildeten Innen-Rahmens relativ zum Traggestell kommt es dagegen nicht an, da eventuelle Fehlausrichtungen vergleichsweise klein sind und durch die Handhabungseinrichtung problemlos ausgeglichen werden können, beispielsweise durch Teaching eines die Handhabungseinrichtung bildenden Roboters.However, a specific orientation of this inner frame, which is integrated into the support frame and is formed by the frame elements, relative to the support frame is not important, since possible misalignments are comparatively small and can be easily compensated for by the handling device, for example by teaching a robot forming the handling device.
Eine korrekte Ausrichtung der Lager relativ zueinander und zur Verpackungsmaschine, deren Bestandteil das Traggestell später sein soll, kann beispielsweise durch Verwendung geeigneter Hilfsmittel (z.B. Schablonen, Adapterelemente etc.) erfolgen, die während des Montageprozesses vor Anbringung der eigentlichen Rahmenelemente als Referenz dienen und gewissermaßen die Verpackungsmaschine „simulieren“, welche folglich bei der Montage der erfindungsgemäßen Einbringstation nicht benötigt wird. Das eigentliche Montageverfahren zur Ausrichtung der Lager ist selbst nicht separat beanspruchter Gegenstand der Erfindung, so dass hierauf nicht näher eingegangen werden soll.Correct alignment of the bearings relative to one another and to the packaging machine, of which the support frame is later to be a part, can be achieved, for example, by using suitable aids (e.g. templates, adapter elements, etc.) which serve as a reference during the assembly process before the actual frame elements are attached and to a certain extent "simulate" the packaging machine, which is consequently not required when assembling the insertion station according to the invention. The actual assembly method for aligning the bearings is not itself a separately claimed subject of the invention, so that it will not be discussed in more detail here.
Die Ausrichtbarkeit der Lager und damit letztlich der Rahmenelemente relativ zum Traggestell erlaubt es, auf kostenintensive und zeitaufwändige Bearbeitungen wie beispielsweise das erwähnte Überfräsen des Traggestells verzichten zu können, da durch die Verwendung der Lager eine Ausrichtmöglichkeit für solche Bauteile, nämlich die Rahmenelemente, geschaffen wird, die eine präzise Ausrichtung relativ zueinander und relativ zu den sich vor und hinter dem Traggestell befindlichen Abschnitten der Verpackungsmaschine erfordern.The ability to align the bearings and thus ultimately the frame elements relative to the support frame makes it possible to dispense with costly and time-consuming machining operations such as the aforementioned milling of the support frame, since the use of the bearings creates an alignment option for those components, namely the frame elements, which require precise alignment relative to one another and relative to the sections of the packaging machine located in front of and behind the support frame.
Dieses Konzept macht somit Zusatzschritte und externe Auftragsarbeiten überflüssig und reduziert somit Kosten und Aufwand bei der Montage der die Einbringstation mit dem Traggestell umfassenden Verpackungsmaschine.This concept eliminates the need for additional steps and external contract work and thus reduces costs and effort in assembling the packaging machine, which includes the insertion station and the support frame.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.Further embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the following description and the drawing.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Rahmenelemente einen Transportdurchgang für die sich während des Betriebs durch die Einbringstation hindurchbewegende Transporteinrichtung definieren.According to some embodiments, it can be provided that the frame elements define a transport passage for the transport device moving through the introduction station during operation.
Die Rahmenelemente können jeweils ein Seitenteil der Verpackungsmaschine bilden.The frame elements can each form a side part of the packaging machine.
Vorzugsweise weisen die Rahmenelemente jeweils eine langgestreckte Form auf.Preferably, the frame elements each have an elongated shape.
Die Rahmenelemente können als Profile ausgebildet sein, insbesondere als einfach oder mehrfach abgewinkelte Profile.The frame elements can be designed as profiles, in particular as single or multiple angled profiles.
Die Rahmenelemente können sich jeweils in Transportrichtung erstrecken.The frame elements can each extend in the transport direction.
Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass zumindest ein innerhalb des Traggestells befindliches Rahmenelement mit zumindest einem in Transportrichtung vor oder hinter dem Traggestell befindlichen Rahmenelement der Verpackungsmaschine fluchtet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die fluchtenden Rahmenelemente zur Anbringung einer durch die Einbringstation hindurchverlaufenen Führungseinrichtung für die Transporteinrichtung der Verpackungsmaschine dienen, insbesondere einer Führungseinrichtung für umlaufende Transportketten der Transporteinrichtung.Furthermore, in some embodiments it can be provided that at least one frame element located within the support frame is aligned with at least one frame element of the packaging machine located in front of or behind the support frame in the transport direction. This is particularly advantageous if the aligned frame elements are used to attach a guide device for the transport device of the packaging machine that runs through the introduction station, in particular a guide device for circulating transport chains of the transport device.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Rahmenelemente sich jeweils in einem Bereich zwischen zwei vertikal verlaufenden, in Transportrichtung voneinander beabstandeten Tragelementen des Traggestells erstrecken.Furthermore, it can be provided that the frame elements each extend in a region between two vertically extending support elements of the support frame that are spaced apart from one another in the transport direction.
Ferner kann gemäß einigen Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Paar von Rahmenelementen vorgesehen ist, die in der gleichen Vertikalposition parallel zueinander in Transportrichtung und quer zur Transportrichtung mit Abstand voneinander verlaufen.Furthermore, according to some developments of the invention, it can be provided that at least one pair of frame elements is provided which run in the same vertical position parallel to each other in the transport direction and transversely to the transport direction at a distance from each other.
Es können zumindest zwei derartige Paare von Rahmenelementen vorgesehen sein, die in unterschiedlichen Vertikalpositionen gelegen sind. Obere Rahmenelemente können, wie vorstehend bereits erwähnt, insbesondere zur Anbringung von Führungseinrichtungen für die Transporteinrichtung, insbesondere von umlaufenden Transportketten, der Verpackungsmaschine dienen, wohingegen untere Rahmenelemente dazu dienen können, andere Baugruppen der Verpackungsmaschine anzubringen. In Abhängigkeit von der jeweiligen konkreten Ausgestaltung der Baugruppen können diese entweder nur an den unteren Rahmenelementen oder sowohl an den oberen als auch den unteren Rahmenelementen befestigt sein.At least two such pairs of frame elements can be provided, which are located in different vertical positions. Upper frame elements can, as already mentioned above, serve in particular for attaching guide devices for the transport device, in particular circulating transport chains, of the packaging machine, whereas lower frame elements can serve to attach other components of the packaging machine. Depending on the specific design of the components, these can either be attached only to the lower frame elements or to both the upper and lower frame elements.
Außerdem wird die Stabilität des Traggestells durch in unterschiedlichen Vertikalpositionen vorgesehene Rahmenelemente weiter erhöht.In addition, the stability of the support structure is further increased by frame elements provided in different vertical positions.
Des Weiteren kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass die Rahmenelemente jeweils mit zumindest einem mechanischen Anbringungsmerkmal versehen sind, insbesondere mit zumindest einer Lochreihe. Das Anbringungsmerkmal kann insbesondere einem solchen entsprechen, das an entsprechenden Elementen der vor und/oder hinter der Einbringstation angeordneten Teile der Verpackungsmaschine ausgebildet ist, und insbesondere eine Fortsetzung dieses Anbringungsmerkmals bilden bzw. selbst von diesem Anbringungsmerkmal fortgesetzt werden.Furthermore, according to some embodiments, it can be provided that the frame elements are each provided with at least one mechanical attachment feature, in particular with at least one row of holes. The attachment feature can in particular correspond to one that is formed on corresponding elements of the parts of the packaging machine arranged in front of and/or behind the introduction station, and in particular form a continuation of this attachment feature or can itself be continued by this attachment feature.
Wie bereits erwähnt, kann es sich bei einer jeweiligen Baugruppe, die an den Rahmenelementen angebracht ist, um eine Führungseinrichtung für die Transporteinrichtung der Verpackungsmaschine handeln, wobei es sich auch um eine andere Baugruppe handeln kann.As already mentioned, a respective assembly attached to the frame elements may be a guide device for the transport device of the packaging machine, but it may also be another assembly.
Die Baugruppe kann zwischen einer Eingangsseite des Traggestells, an der die Transporteinrichtung in das Traggestell eintritt, und einer Ausgangsseite des Traggestells angeordnet sein, an der die Transporteinrichtung aus dem Traggestell austritt.The assembly can be arranged between an input side of the support frame, at which the transport device enters the support frame, and an output side of the support frame, at which the transport device exits the support frame.
Es ist aber auch möglich, dass eine jeweilige Baugruppe in Transportrichtung vor oder hinter dem Traggestell angeordnet ist.However, it is also possible for a respective assembly to be arranged in front of or behind the support frame in the transport direction.
Wie bereits erwähnt, kann bei einigen Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Baugruppe eine Führungseinrichtung für die Transporteinrichtung der Verpackungsmaschine ist, insbesondere für zwei quer zur Transportrichtung voneinander beabstandete Transportketten jeweils zum seitlichen Halten eines bahnförmigen Packungsbestandteils, insbesondere einer Unterfolie.As already mentioned, in some developments of the invention it can be provided that the assembly is a guide device for the transport device of the packaging machine, in particular for two transport chains spaced apart from one another transversely to the transport direction, each for laterally holding a web-shaped packaging component, in particular a bottom film.
Die konkrete Ausgestaltung eines jeweiligen Lagers definiert die Anzahl der Freiheitsgrade für die jeweilige Ausrichtbewegung. In Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen kann somit durch die konkrete Auswahl der Lager festgelegt werden, welche Ausrichtbewegungen möglich sind.The specific design of a particular bearing defines the number of degrees of freedom for the respective alignment movement. Depending on the respective requirements, the specific selection of the bearings can therefore determine which alignment movements are possible.
Zum Fixieren und Lösen eines jeweiligen Lagers können eine oder mehrere Schraubverbindungen vorgesehen sein.One or more screw connections can be provided to fix and loosen each bearing.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Lager eine Kombination aus zumindest einem Drehlager und wenigstens einem Linearlager ist.Preferably, each bearing is a combination of at least one rotary bearing and at least one linear bearing.
Gemäß einigen bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung erlaubt ein jeweiliges Lager eine Ausrichtbewegung mit sechs Freiheitsgraden. Bei diesen sechs Freiheitsgraden handelt es sich um drei Rotationen um drei jeweils paarweise senkrecht aufeinander stehende Achsen und um drei Translationen entlang oder parallel zu diesen Achsen.According to some preferred embodiments of the invention, a respective bearing allows an alignment movement with six degrees of freedom. These six degrees of freedom are three rotations about three axes that are perpendicular to each other in pairs and three translations along or parallel to these axes.
Gemäß einigen bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung umfasst ein jeweiliges Lager zwei Lagerteile, bevorzugt zumindest bereichsweise C-förmige, ineinandergreifende Lagerteile, von denen das eine mit einem jeweiligen Rahmenelement und das andere mit dem Traggestell verbunden ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Lagerteilen eine erste Rotation um eine, insbesondere vertikal verlaufende, erste Drehachse möglich ist, wobei insbesondere die Rotation um die erste Drehachse durch eine lösbare und fixierbare Schraubverbindung zwischen den beiden Lagerteilen ermöglicht ist.According to some preferred embodiments of the invention, a respective bearing comprises two bearing parts, preferably at least partially C-shaped, interlocking bearing parts, one of which is connected to a respective frame element and the other to the support frame. In particular, it can be provided that a first rotation about a first, in particular vertical, axis of rotation is possible between the two bearing parts, wherein in particular the rotation about the first axis of rotation is made possible by a detachable and fixable screw connection between the two bearing parts.
Des Weiteren kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass zwischen dem einen Lagerteil und einem jeweiligen Rahmenelement und zwischen dem anderen Lagerteil und dem Traggestell jeweils eine Rotation um eine zweite bzw. um eine dritte Drehachse sowie zumindest eine Translation senkrecht zur zweiten bzw. dritten Drehachse möglich ist. Dabei können die zweite Drehachse und die dritte Drehachse senkrecht zueinander und jeweils horizontal verlaufen.Furthermore, according to some embodiments, it can be provided that between the one bearing part and a respective frame element and between the other bearing part and the support frame, a rotation about a second or a third axis of rotation and at least one translation perpendicular to the second or third axis of rotation is possible. The second axis of rotation and the third axis of rotation can run perpendicular to one another and horizontally.
Des Weiteren kann gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein, dass jeweils die Rotation und die zumindest eine Translation durch zwei Stift-/Langloch-Anordnungen, insbesondere zwei lösbare und fixierbare Schraubverbindungen, ermöglicht sind, die insbesondere zwei parallel zur jeweiligen Drehachse und jeweils durch zumindest ein sich senkrecht zur jeweiligen Drehachse erstreckendes Langloch hindurch verlaufende Verbindungsstifte, bevorzugt Schrauben, umfassen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass jeweils der Stiftdurchmesser kleiner als die Langlochbreite ist.Furthermore, according to some embodiments of the invention, it can be provided that the rotation and the at least one translation are made possible by two pin/slot arrangements, in particular two detachable and fixable screw connections, which in particular comprise two connecting pins, preferably screws, running parallel to the respective axis of rotation and each through at least one slot extending perpendicular to the respective axis of rotation. It is preferably provided that the pin diameter is smaller than the slot width.
Es ist erfindungsgemäß nicht zwingend, dass jede Verbindungsstelle ein einziges mechanisches Lager aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest für eine Verbindungsstelle zusätzlich zumindest ein, vorzugsweise als Lasche ausgebildetes, weiteres Befestigungselement vorgesehen ist, über welches das jeweilige Rahmenelement mit dem Traggestell verbunden ist.According to the invention, it is not essential that each connection point has a single mechanical bearing. It can be provided that at least one additional fastening element, preferably designed as a tab, is provided for at least one connection point, via which the respective frame element is connected to the support frame.
Dabei kann auch das weitere Befestigungselement als ein mechanisches Lager ausgebildet sein, das in einem gelösten Zustand eine Ausrichtbewegung relativ zu dem Traggestell erlaubt und jeweils ausgehend von dem gelösten Zustand in einen die Ausrichtbewegung unterbindenden fixierten Zustand überführbar ist, um das jeweilige Rahmenelement in der Montage-Konfiguration zu fixieren.The further fastening element can also be designed as a mechanical bearing which, in a released state, allows an alignment movement relative to the support frame and, starting from the released state, can be transferred into a fixed state which prevents the alignment movement in order to fix the respective frame element in the assembly configuration.
Unabhängig davon, ob das zusätzliche Befestigungselement ebenfalls als ein solches mechanisches Lager ausgebildet ist oder nicht, erhöht dieses Befestigungselement die Stabilität der Gesamtkonstruktion, da an der betreffenden Verbindungsstelle eine zusätzliche Befestigung für das Rahmenelement an dem Traggestell geschaffen wird. Das Befestigungselement kann derart ausgestaltet sein, dass es die Befestigung des Rahmenelements in unterschiedlichen Ausrichtungen, die das Lager dieser Verbindungsstelle ermöglicht, gestattet. Wenn auch das Befestigungselement als ein mechanisches Lager ausgebildet ist, das im gelösten Zustand eine Ausrichtbewegung erlaubt, dann kann hierdurch die Ausrichtung und die anschließende Fixierung der Rahmenelemente in der Montage-Konfiguration weiter vereinfacht und verbessert werden.Regardless of whether the additional fastening element is also designed as such a mechanical bearing or not, this fastening element increases the stability of the overall construction, since an additional fastening for the frame element to the support frame is created at the relevant connection point. The fastening element can be designed in such a way that it allows the fastening of the frame element in different orientations that the bearing of this connection point enables. If the fastening element is also designed as a mechanical bearing that allows an alignment movement when released, this can further simplify and improve the alignment and subsequent fixing of the frame elements in the assembly configuration.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das Traggestell eine Schweißkonstruktion.According to some embodiments of the invention, the support frame is a welded construction.
Die Lager können jeweils traggestellseitig mit einem vertikal verlaufenden Tragelement, insbesondere mit einer Tragsäule, verbunden sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das vertikal verlaufende Tragelement in Höhe des Lagers eine Verbreiterung in Transportrichtung aufweist.The bearings can each be connected on the support frame side to a vertically running support element, in particular to a support column. In particular, it can be provided that the vertically running support element has a widening in the transport direction at the height of the bearing.
Wie an anderer Stelle bereits erwähnt, kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung zwei quer zur Transportrichtung voneinander beabstandete Transportketten jeweils zum seitlichen Halten eines bahnförmigen Packungsbestandteils, insbesondere einer Unterfolie, umfasst.As already mentioned elsewhere, according to some embodiments of the invention, it can be provided that the transport device comprises two transport chains spaced apart from one another transversely to the transport direction, each for laterally holding a web-shaped packaging component, in particular a bottom film.
Die Handhabungseinrichtung kann als ein Pick-and-Place-Roboter ausgebildet sein.The handling device can be designed as a pick-and-place robot.
Das Traggestell kann so ausgebildet sein, dass es lediglich eine Handhabungseinrichtung aufweist. Alternativ können zwei oder mehr als zwei Handhabungseinrichtungen in Transportrichtung nebeneinander und/oder hintereinander am Traggestell vorgesehen sein. Vorzugsweise sind an dem Traggestell zwei in Transportrichtung aufeinanderfolgende Roboter vorgesehen. Ein solches Traggestell bzw. die dieses Traggestell umfassende Einbringstation wird auch als Doppelzelle bezeichnet.The support frame can be designed in such a way that it has only one handling device. Alternatively, two or more than two handling devices can be provided on the support frame next to one another and/or one behind the other in the transport direction. Preferably, two robots are provided on the support frame, one after the other in the transport direction. Such a support frame or the insertion station comprising this support frame is also referred to as a double cell.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Einbringstation eine Anbindung für eine Produktzufuhr, insbesondere ein Eintragband, umfasst, wobei ein Arbeitsbereich der von dem Traggestell getragenen Handhabungseinrichtung einen Einbringbereich zum Einlegen oder Auflegen der Produkte in bzw. auf einen oder die Packungsbestandteile und einen seitlich neben dem Einbringbereich gelegenen, von der Produktzufuhr bereitgestellten Abnahmebereich für mittels der Produktzufuhr zugeführte und von der Verpackungsmaschine zu verpackende Produkte abdeckt, und wobei die Anbindung für die Produktzufuhr ausschließlich am Traggestell abgestützt oder ausschließlich vom Traggestell gebildet ist.According to some embodiments, it can be provided that the introduction station comprises a connection for a product feed, in particular an introduction belt, wherein a working area of the handling device carried by the support frame covers an introduction area for inserting or placing the products in or on one or more packaging components and a removal area located laterally next to the introduction area and provided by the product feed for products fed by means of the product feed and to be packaged by the packaging machine, and wherein the connection for the product supply is supported exclusively on the support frame or is formed exclusively by the support frame.
Die Rahmenelemente werden folglich nicht für die Anbindung der Produktzufuhr benötigt. Vielmehr ist es ausschließlich das Traggestell, welches die Produktzufuhr mittels der Anbindung abstützt bzw. welches die Anbindung zur Abstützung der Produktzufuhr bildet.The frame elements are therefore not required for connecting the product feed. Rather, it is only the support frame that supports the product feed by means of the connection or which forms the connection to support the product feed.
Der Einbringbereich befindet sich also innerhalb des Traggestells, wohingegen der Abnahmebereich sich außerhalb des Traggestells, also seitlich neben dem Traggestell, befindet.The insertion area is therefore located inside the support frame, whereas the removal area is located outside the support frame, i.e. to the side of the support frame.
Wenn eine oder mehrere Verbreiterungen, wie vorstehend erwähnt, vorgesehen sind, dann kann hieran die Abstützung der Anbindung der Produktzufuhr erfolgen bzw. kann die eine Verbreiterung oder können die mehreren Verbreiterungen die Anbindung der Produktzufuhr bilden.If one or more widenings, as mentioned above, are provided, then the connection of the product supply can be supported on them or the one widening or the several widenings can form the connection of the product supply.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Anbindung eine Mehrzahl von am Traggestell befestigten, seitlich auskragenden und sich senkrecht zur Transportrichtung erstreckenden Tragarmen umfasst, an denen die Produktzufuhr abgestützt ist. Insbesondere ist die Produktzufuhr auf die Tragarme aufsteckbar, wobei dieses Aufstecken vorzugsweise mittels Trägern eines die Produktzufuhr bildenden Eintragbandes erfolgt.According to some embodiments, it can be provided that the connection comprises a plurality of support arms which are attached to the support frame, project laterally and extend perpendicular to the transport direction and on which the product feed is supported. In particular, the product feed can be plugged onto the support arms, with this plugging preferably taking place by means of supports of an input belt forming the product feed.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 schematisch in einer Seitenansicht eine Verpackungsmaschine gemäß dem Stand der Technik mit einer nicht gemäß der Erfindung ausgebildeten Einbringstation, wobei eine solche bekannte Verpackungsmaschine jedoch stattdessen mit einer erfindungsgemäßen Einbringstation versehen sein und somit eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine bilden kann, -
2 eine als Doppel-Roboterzelle ausgebildete Einbringstation gemäß dem Stand der Technik, und -
3 verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen, als Doppel-Roboterzelle ausgebildeten Einbringstation.bis 12
-
1 schematically shows a side view of a packaging machine according to the prior art with an insertion station not designed according to the invention, whereby such a known packaging machine can, however, instead be provided with an insertion station according to the invention and thus form a packaging machine according to the invention, -
2 a double robot cell designed as a state-of-the-art insertion station, and -
3 to 12 different views of an insertion station according to the invention designed as a double robot cell.
Die in
Die Maschine umfasst eine Mehrzahl von in Transportrichtung T aufeinander folgenden Arbeitsstationen, nämlich eine auch als Tiefzieher oder Thermoformer bezeichnete Formstation 11, eine Einbringstation 13 für zu verpackende Produkte 10, eine Zufuhrstation 14 für eine von einer Vorratsrolle 25a abgezogene Oberfolie 25, eine Etikettier- und/oder Druckstation 16, eine Quertrennstation 17 sowie eine Längstrennstation 19.The machine comprises a plurality of work stations following one another in the transport direction T, namely a forming
Bei den zu verpackenden Produkten 10 handelt es sich beispielsweise um Lebensmittelprodukte, hier in Form von sogenannten Portionen, die jeweils mehrere Scheiben umfassen, welche zuvor mittels eines Lebensmittelslicers (nicht dargestellt) von einem laib- oder riegelförmigen Lebensmittel wie z.B. Wurst, Käse, Schinken oder Fleisch abgetrennt wurden. Der Slicer und die Verpackungsmaschine können eine durchgehende Produktionslinie bilden oder zentrale Bestandteile einer derartigen Produktionslinie sein.The
Den Betrieb der Verpackungsmaschine V einschließlich der erwähnten Arbeitsstationen steuert eine zentrale Steuereinrichtung 41. Diese kann auch den Slicer steuern oder mit einer Steuereinrichtung des Slicers verbunden sein. Zudem ist die Verpackungsmaschine V bevorzugt mit einer Bedieneinrichtung 45 versehen, die z.B. einen Touchscreen umfasst, an welchem einem Bediener alle erforderlichen Informationen angezeigt werden können und der Bediener alle notwendigen Einstellungen vor und während des Betriebs der Maschine vornehmen kann. The operation of the packaging machine V including the mentioned work stations is controlled by a
Aufbau und Funktionsweise der genannten Arbeitsstationen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, sodass hierauf nicht im Detail eingegangen wird.The structure and functionality of the workstations mentioned are generally known to the expert, so they will not be discussed in detail here.
An der ein Oberwerkzeug 11a und ein Unterwerkzeug 11b umfassenden Formstation 11 werden jeweils in einem Tiefziehprozess in der Unterfolie 23 auch als Mulden bezeichnete Vertiefungen 29 ausgebildet. In diese Vertiefungen 29 werden an der Einbringstation 13 die erwähnten Portionen 10 eingelegt. Die Einbringstation 13 umfasst hier einen sogenannten Einleger, von dem zwei Endlosförderbänder 13a, 13b dargestellt sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Einbringstation 13 einen hier ebenfalls schematisch dargestellten Roboter 50 umfassen, z.B. in Form eines sogenannten „Picker“, der als Delta-Roboter mit einem Greifer, der zwei jeweils eine Portion 10 gemeinsam haltende Schaufeln umfasst, ausgebildet sein kann. Derartige Roboter und deren Einsatz bei der Handhabung von Lebensmitteln, insbesondere beim Einlegen von Portionen in Vertiefungen von Verpackungen, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, weshalb hier weitergehende Ausführungen nicht erforderlich sind.At the forming
Anschließend werden die mit den gefüllten Vertiefungen 29 versehene Unterfolie 23 und die Oberfolie 25 der Siegelstation 15 zugeführt, die ein Oberwerkzeug 15a und ein Unterwerkzeug 15b umfasst. Mittels dieser Werkzeuge 15a, 15b werden die Oberfolie 25 und die Unterfolie 23 miteinander verbunden. Hierdurch werden die Vertiefungen 29 und somit die von Oberfolie 25 und Unterfolie 23 gebildeten Verpackungen 21 verschlossen. In
Im Anschluss an die Siegelstation 15 hängen die Verpackungen 21 noch durch die Oberfolie 25 und die Unterfolie 23 zusammen, müssen also noch vereinzelt werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Verpackungen 21 vor dem Vereinzeln an der Etikettier- und/oder Druckstation 16 mit Etiketten versehen und/oder bedruckt. Das Etikettieren und das Bedrucken kann auch in separaten Stationen erfolgen.Following the sealing
Stromabwärts der Trennstationen 17, 19 können weitere Förderbänder und/oder Arbeitsstationen vorgesehen sein, beispielsweise eine Waage zur Gewichtskontrolle der Verpackungen 21.Downstream of the
Anwendungen können sich z.B. hinsichtlich der Art der zu verpackenden Produkte 10, der Größe/Form der Vertiefungen 29 in Längs- und/oder Querrichtung oder hinsichtlich eines Formatsatzes voneinander unterscheiden. Ein Formatsatz bezeichnet hier allgemein eine Gruppe von Items, hier insbesondere sowohl von Portionen 10 als auch Vertiefungen 29 oder Verpackungen 21, die als Ganzes - also formatsatzweise - gehandhabt werden und sich insbesondere durch Anzahl und Abstand von Items in Längs- und Querrichtung voneinander unterscheiden.Applications can differ from one another, for example, in terms of the type of
So kann z.B. pro Arbeitstakt der Verpackungsmaschine ein Verpackungsformat oder Formatsatz von 3 x 4 (3 in Querrichtung und 4 in Längsrichtung) Vertiefungen 29 oder andersartigen Produktaufnahmen in der Formstation 11 gebildet werden, an der Einbringstation 13 ein Formatsatz von 3x4 entsprechend angeordneten Produkten 10 in einen jeweiligen Formatsatz von Vertiefungen 21 eingebracht werden, und an der Siegelstation 15 ein jeweiliger Formatsatz von 3 x 4 mit Produkten 10 gefüllten Vertiefungen 29 verschlossen werden. Analoges gilt für die Etikettier- und/oder Druckstation 16.For example, per work cycle of the packaging machine, a packaging format or format set of 3 x 4 (3 in the transverse direction and 4 in the longitudinal direction) recesses 29 or other types of product receptacles can be formed in the forming
Grundsätzlich kann ein beliebig dimensionierter N x M Formatsatz gebildet werden, mit N >= 2 und M >= 1.In principle, an arbitrarily dimensioned N x M format set can be created, with N >= 2 and M >= 1.
Der Betrieb der Verpackungsmaschine hinsichtlich Erfassung, Analyse und Beseitigung bzw. Reduzierung von Verpackungsfehlern kann anhand von Daten oder Messergebnissen von Messeinrichtungen (nicht gezeigt) überwacht und bei Bedarf angepasst werden. Die Messergebnisse werden zu diesem Zweck der Steuereinrichtung 41 zugeführt.The operation of the packaging machine with regard to detection, analysis and elimination or reduction of packaging errors can be monitored using data or measurement results from measuring devices (not shown) and adjusted if necessary. The measurement results are fed to the
Beispielsweise kann eine Vermessung der im Entstehen befindlichen Verpackungen 21 unmittelbar im Anschluss an jede der Arbeitsstationen vorgesehen sein. Dieses Konzept kann auch nur mit einer Auswahl von Arbeitsstationen durchgeführt werden, d.h. es ist bei diesem Konzept nicht zwingend, dass eine Vermessung der Verpackungen 21 nach jeder Arbeitsstation erfolgt. Es kann auch lediglich eine Schlusskontrolle nach dem Vereinzeln der Verpackungen 21 erfolgen.For example, a measurement of the
Nach Analyse der Messergebnisse kann - bevorzugt automatisch - in den Betrieb einer oder mehrerer Arbeitsstationen eingegriffen werden, um dem Entstehen von Befüllungs- und/oder Verpackungsfehlern entgegenzuwirken. Gemäß einem alternativen Konzept kann die Steuereinrichtung 41, beispielsweise an der Bedieneinrichtung 45, Informationen darstellen, anhand welcher ein Bediener selbst in den Betrieb einer oder mehrerer jeweiliger Arbeitsstationen eingreifen kann.After analysis of the measurement results, the operation of one or more work stations can be intervened in - preferably automatically - in order to counteract the occurrence of filling and/or packaging errors. According to an alternative concept, the
Der Eingriff in den Betrieb einer Arbeitsstation, d.h. die Regelung des Betriebs einer Arbeitsstation, kann insbesondere eine Veränderung der Position der Arbeitsstation bzw. eines Arbeitswerkzeuges der Arbeitsstation beinhalten, beispielsweise eine Positionsänderung in Transportrichtung T.The intervention in the operation of a workstation, i.e. the control of the operation of a workstation, can in particular include a change in the position of the workstation or of a work tool of the workstation, for example a change in position in the transport direction T.
Wie erwähnt, kann diese bekannte Verpackungsmaschine mit einer anderen Einbringstation ausgestattet werden, nämlich mit einer ein Traggestell umfassenden Roboterzelle, die eingangsseitig und ausgangsseitig mit einem Rahmen oder Gestell eines entsprechenden Teils der Verpackungsmaschine verbunden ist. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Roboterzelle zeigt
Die aus dem Stand der Technik bekannte Einbringstation gemäß
Somit sind auch die erwähnten, sich in Transportrichtung T erstreckenden Elemente 53 und die Flachstähle 73 mit vertikalen Tragelementen 53 verschweißt. Hierdurch ergibt sich das im Einleitungsteil ausführlich erläuterte Erfordernis, diese Schweißkonstruktion an in
Die erfindungsgemäße Einbringstation 113 unterscheidet sich von derjenigen der
Diese Lager, die von einem gelösten Zustand in einen fixierten Zustand überführt werden können, können im gelösten Zustand relativ zu den Tragelementen 53 derart verstellt werden, dass nach der im Anschluss an das Einstellen erfolgenden Fixierung der Lager und Befestigung der Rahmenelemente 55 an den fixierten Lagern die Rahmenelemente 55 in einer gewünschten, durch das Einstellen der Lager erreichten Ausrichtung an den Tragelementen 53 befestigt sind.These bearings, which can be transferred from a released state to a fixed state, can be adjusted in the released state relative to the
Wie eingangs erwähnt, erfolgt das Verstellen der Lager bei noch nicht angebrachten Rahmenelementen 55 (vgl.
Ein solches Montagekonzept für die Rahmenelemente 55 hat sich als einfach, zuverlässig und effizient erwiesen. Alternativ ist es auch möglich, zunächst die Rahmenelemente 55 mit den Lagern zu verbinden und die Ausrichtung unter Verwendung geeigneter Hilfsmittel bei mit den Lagern verbundenen Rahmenelementen 55 vorzunehmen.Such an assembly concept for the
Unabhängig von dem konkreten Montagekonzept, das selbst nicht Gegenstand der Erfindung ist, sind es die erfindungsgemäß vorgesehenen Lager zwischen den Tragelementen 53 des Traggestells 51 und den Rahmenelementen 55, die es anders als im Stand der Technik gemäß
Im Hinblick auf die Anbringung von Baugruppen der Verpackungsmaschine verhält sich somit die erfindungsgemäße Einbringstation 113 wie ein Teil der Verpackungsmaschine, stellt also keinen Bruch innerhalb der Verpackungsmaschine dar.With regard to the attachment of components of the packaging machine, the
Wie
Entsprechende Ansichten, nur mit bereits an den Lagern angebrachten Rahmenelementen 55, zeigt
Auch an den nach stromaufwärts und stromabwärts weisenden Seiten der vertikalen Tragelemente 53, also eingangsseitig und ausgangsseitig am Traggestell 51, sind Lager 57, 67 angebracht, die zur Anbindung der nicht dargestellten Abschnitte der Verpackungsmaschine dienen, in welche die erfindungsgemäße Einbringstation 113 integriert ist.
Den Aufbau der Lager 57 und weiteren Befestigungselemente 67 zeigen die
Das Lager 57 gemäß
Bei dem Lager 57 gemäß
Zwei weitere Freiheitsgrade sind durch das Lagerteil 65 realisiert. Dieses ist über zwei Schraubverbindungen 61 mit dem Tragelement 53 (
Das andere Lagerteil 63 erlaubt ebenfalls eine Rotation und eine Translation sowie eine weitere Translation durch Zusammenwirken mit dem Rahmenelement 55, wie nachstehend näher erläutert wird.The other bearing
Dieses Lagerteil 63 wird nicht mit einem der Tragelemente 53 des Traggestells 51 verschraubt, sondern mit einem jeweiligen Rahmenelement (vgl. insbesondere rechts in
Auf diese Weise realisiert dieses erfindungsgemäße Lager 57 sechs Freiheitsgrade für das Herstellen einer jeweils gewünschten Position und Orientierung, also einer gewünschten Ausrichtung, des jeweiligen Rahmenelementes 55 im Raum.In this way, this
Das andere Lager 57 (
Hinzuweisen ist darauf, dass in den Darstellungen der
Ebenfalls an einer jeweiligen Stirnplatte der Verbreiterung 69 ist das bereits erwähnte jeweilige weitere Befestigungselement 67 angebracht, das in
Wie insbesondere
An den Verbreiterungen 69 der vertikalen Tragelemente 53 besitzt also jede Verbindungsstelle zwischen Rahmenelement 55 und Tragelement 53 zwei Lager, womit eine äußerst stabile und gleichwohl alle erforderlichen Einstellmöglichkeiten für eine Ausrichtung mit allen Freiheitsgraden bietende Verbindung zwischen jeweiligem Rahmenelement 55 und Tragelement 53 des Traggestells 51 ermöglicht ist.At the
Für den Schaft der Schraube 67c ist der betreffende Abschnitt des Rahmenelementes 55 mit einem Langloch (nicht separat dargestellt) versehen, das in Richtung der Längserstreckung des Rahmenelementes 55 verläuft, um auch diesbezüglich einen Freiheitsgrad für die Ausrichtung des Rahmenelementes 55 bereitzustellen.For the shaft of the screw 67c, the relevant section of the
Wie rechts in
Mit einem jeweiligen vertikalen Tragelement 53 ist dieses Befestigungselement 67 über zwei Schraubverbindungen verschraubt, die vertikal übereinander liegen und für die jeweils im Tragelement 53 ein horizontal quer zur Transportrichtung T verlaufendes Langloch (nicht separat dargestellt) vorgesehen ist. Damit ist eine entsprechende Verschiebung des Befestigungselementes 67 sowie, da wiederum die Schäfte der Schrauben einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Breite des jeweiligen Langlochs, eine begrenzte Rotation um eine parallel zur Transportrichtung T verlaufende Achse möglich.This
Zudem ist für die zur Befestigung am Rahmenelement 55 (vgl. auch rechts in
Wie in
Die Roboter R dienen dazu, mittels einer Produktzufuhr P, die in
Innerhalb der Einbringstation 113 befinden sich diese von den Vertiefungen gebildeten Packungsbestandteile in einem Einbringbereich, wobei ein von der Produktzufuhr P gebildeter Abnahmebereich seitlich neben dem Traggestell 51 liegt. Insbesondere wird der Abnahmebereich von der Auflagefläche eines auch als Eintragband bezeichneten, im Bereich der Einbringstation 113 parallel zur Transportrichtung T umlaufenden Endlosbandes gebildet, das in diesem Beispiel die Produktzufuhr P darstellt.Within the
Damit die Arbeitswege für die Roboter R bzw. deren Greifer möglichst klein sind, ist es von Vorteil, wenn der erwähnte Abnahmebereich so nahe wie möglich am Einbringbereich zwischen den beiden Transportketten 27 liegt. Die Transportketten 27 sind in hier nicht dargestellten Führungseinrichtungen geführt, die jeweils innen an den Rahmenelementen 55 befestigt sind. Die Arbeitswege für die Roboter R sind also umso kürzer, je näher der Abnahmebereich an den Außenseiten der hier in Transportrichtung T linken Rahmenelemente 55 liegt. Zu diesem Zweck sind in den erwähnten Verbreiterungen 69, nämlich an zwei parallelen Seitenplatten, Öffnungen 75 (vgl.
Wie
Damit ist die Produktzufuhr P - anders als beim Stand der Technik gemäß
Damit werden zwei Funktionen der Einbringstation 113 auf unterschiedliche Bestandteile aufgeteilt: Das massive Traggestell 51 ist die Basis für die Roboter R sowie für die auskragenden Tragarme 71 und damit der Produktzufuhr P. Für diese Funktion sind eine hohe Masse und eine hohe Stabilität erforderlich, die von dem Traggestell 51 ohne Weiteres bereitgestellt wird, wobei eine hohe Positionsgenauigkeit aber nicht notwendig ist, da eventuelle Ungenauigkeiten vergleichsweise klein sind und somit problemlos durch die Arbeitsbewegungen der Roboter R kompensiert werden können. Die dank der Erfindung mit hoher Genauigkeit ausgerichteten Rahmenelemente 55 der Einbringstation 113 tragen bei fixierten Lagern 57, 67 ebenfalls zur Stabilität der Gesamtkonstruktion bei und stellen zusätzlich - als weitere Funktion der Einbringstation 113 - dank der durch die Erfindung ermöglichten exakten Ausrichtung gewissermaßen eine Weiterführung des Gestells bzw. des Rahmens der Verpackungsmaschine durch die Einbringstation 113 hindurch dar. Hierdurch ist sichergestellt, dass ohne zusätzlichen Bearbeitungsaufwand, wie er im Stand der Technik gemäß
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Produktproduct
- 1111
- FormstationForming station
- 11a11a
- Oberwerkzeug der FormstationUpper tool of the forming station
- 11b11b
- Unterwerkzeug der FormstationLower tool of the forming station
- 1313
- EinbringstationFeeding station
- 13a13a
- FörderbandConveyor belt
- 13b13b
- FörderbandConveyor belt
- 1414
- ZufuhrstationFeed station
- 1515
- SiegelstationSealing station
- 15a15a
- Oberteil der SiegelstationUpper part of the sealing station
- 15b15b
- Unterteil der SiegelstationLower part of the sealing station
- 1616
- EtikettierstationLabeling station
- 1717
- Trennstation (Querrichtung)Separation station (transverse direction)
- 1919
- Trennstation (Längsrichtung)Separation station (longitudinal direction)
- 2121
- Packungpack
- 2323
- UnterfolieBottom film
- 23a23a
- VorratsrolleSupply roll
- 2525
- OberfolieTop film
- 25a25a
- VorratsrolleSupply roll
- 2727
- Transporteinrichtung (Transportkette für Unterfolie)Transport device (transport chain for bottom film)
- 2929
- Vertiefungdeepening
- 3131
- oberer Bereichupper area
- 3333
- unterer Bereichlower area
- 3535
- VakuumpumpeVacuum pump
- 3737
- SchutzgasquelleShielding gas source
- 4141
- SteuereinrichtungControl device
- 4343
- SiegelnahtSealing seam
- 4545
- BedieneinheitControl unit
- 4747
- MaschinengestellMachine frame
- 5050
- Roboterrobot
- 5151
- TraggestellSupport frame
- 5353
- TragelementSupporting element
- 5555
- RahmenelementFrame element
- 5757
- Lagercamp
- 5959
- Anbringungsmerkmal, LochreiheAttachment feature, hole row
- 6161
- SchraubverbindungScrew connection
- 61a61a
- SchraubenschaftScrew shaft
- 61b61b
- LanglochLong hole
- 61c61c
- LochHole
- 6363
- Lagerteil am RahmenelementBearing part on the frame element
- 6565
- Lagerteil am TraggestellBearing part on the support frame
- 65a65a
- C-förmiges TeilC-shaped part
- 65b65b
- Platteplate
- 6767
- weiteres Befestigungselement, Lageradditional fastening element, bearing
- 67a67a
- LanglochLong hole
- 67b67b
- LochHole
- 67c67c
- Schraubescrew
- 67d67d
- Schraubescrew
- 67e67e
- Schraubescrew
- 6969
- VerbreiterungWidening
- 7171
- Anbindung, TragarmConnection, support arm
- 7373
- Träger, FlachstahlBeams, flat steel
- 7575
- Öffnungopening
- 7777
- AussparungRecess
- 7979
- Vorsprunghead Start
- 113113
- Einbringstation Delivery station
- VV
- VerpackungsmaschinePackaging machine
- TT
- TransportrichtungTransport direction
- RR
- Handhabungseinrichtung, RoboterHandling device, robot
- EE
- EintrittsseiteEntrance page
- AA
- AustrittsseiteExit side
- PP
- ProduktzufuhrProduct feed
- FF
- FrässtelleMilling point
- D1D1
- erste Drehachsefirst axis of rotation
- D2D2
- zweite Drehachsesecond axis of rotation
- D3D3
- dritte Drehachsethird axis of rotation
Claims (27)
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DE102021127483A1 DE102021127483A1 (en) | 2023-01-05 |
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Family Applications (1)
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DE102021127483.4A Active DE102021127483B4 (en) | 2021-07-05 | 2021-10-22 | Packaging machine |
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-
2021
- 2021-10-22 DE DE102021127483.4A patent/DE102021127483B4/en active Active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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