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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen von Tragegriffen
aus beliebigem Material an Behältern
aller Art.
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Waren
aller Art werden heute zur Vereinfachung des Transports, zur Sicherung
der Ware selbst gegen Beschädigung
oder Verlust und zur verbesserten und somit absatzfördernden
Präsentation
in der Regel in Verpackungen angeboten.
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Ebenfalls
werden einzeln verpackte Waren, wie z.B. in Flaschen abgefüllte Getränke, zu
größeren Gebinden
zusammengefasst. Diese werden dann z.B. zu so genannten Tray-Packs
zusammengestellt. Dabei werden z.B. 6 Flaschen mittels eines Pappbodens
und einer Schrumpffolie zu einer mechanisch stabilen Verkaufseinheit
zusammengefügt.
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Zur
Erhöhung
des Kundennutzens wird es von vielen Marktteilnehmern als vorteilhaft
angesehen, wenn alle oben beschriebenen Verpackungstypen mit einem
Tragegrift versehen sind bzw. versehen werden können.
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Nachfolgend
werden alle in der Technik bekannten Verpackungen, Flaschen, Dosen,
Gebinde usw. der Einfachheit halber als Behälter bezeichnet.
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In
der Mehrzahl der Fälle,
bei denen Behälter mit
einem Tragegrift ausgestattet werden, handelt es sich bei dem Tragegriff
um ein Kunststoffband, welches einseitig selbstklebend ausgeführt ist.
Während Anfang
und Ende dieses Kunststoffbandes durch geeignete Vorrichtungen an
je eine Seite des Behälters gedrückt und
somit auch an diesem angeklebt werden, ist die klebende Seite des
Mittelstückes
dieses Kunststoffbandes in der Regel mit einem Papierstreifen beklebt
um ein Festkleben der Finger des Kunden an diesem Band zu vermeiden
und um die Ausbildung einer Trageschlaufe zu gewährleisten.
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Zur
Herstellung derartiger Kunststoffbänder gelangen in der Technik
im Wesentlichen zwei Verfahren zur Anwendung. Bei einem ersten Verfahren werden
diese Bänder
während
ihres eigentlichen Herstellungsprozesses mit dem oben beschriebenen Papierstreifen
ausgestattet, so dass diese Streifen innerhalb der Maschine welche
die Tragegriffe anbringt, nur noch abgelängt und angebracht werden müssen.
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Nachteilig
an diesem Verfahren ist, dass jede Änderung der Gestalt des Tragegriffs,
sei es nun Gesamtlänge,
Länge der
Klebestellen oder aber Lände der
Trageschlaufe einen Wechsel des Kunststoffstreifens nach sich zieht.
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Bei
einem zweiten Verfahren wird zunächst ein
Kunststoffstreifen verwendet, welcher auf einer Seite komplett selbstklebend
ist. Innerhalb der Maschine, welche die Tragegriffe anbringt, wird
nun der zwischen den beiden gewünschten
Klebestellen liegende Abschnitt dieses Kunststoffbandes mit einem Papierstreifen
versehen, wobei die erforderlichen Klebestellen am Anfang und am
Ende des Streifens frei bleiben. Durch diese Vorgehensweise kann,
da die Länge
des Kunststoffstreifens, die Lage und die Länge des Papierstreifen auf
einfach Art und Weise an sich ändernde
Anforderungen angepasst werden können,
auf ein häufiges
Wechseln des Kunststoffstreifens verzichtet werden, was in der Praxis
einen großen
Vorteil darstellt.
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Alle
in der vorliegenden Schrift im Zusammenhang mit Kunststoffstreifen
gemachten Ausführungen
gelten analog auch für
die Verwendung von Ausgangsmaterialien die aus anderen Werkstoffen, wie
z.B. Papier oder Metall, oder aus beliebigen Kombinationen dieser
Werkstoffe bestehen.
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Bezüglich der
Maschinen, welche die Tragegriffe anbringen, nachfolgend Tragegriffspender
genannt, sind in der Vergangenheit mehrere unterschiedliche Lösungsvorschläge bekannt
geworden.
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Eine
Vorrichtung zur Anbringung von Tragegriffen wurde in der
DE 20207217 vorgestellt.
Bei dieser Vorrichtung besteht das Applizierwerkzeug im Wesentlichen
aus einem dreiarmigen Rotor, dessen horizontale Drehachse quer zur
Förderrichtung
der Behälter
angeordnet ist. Jeder dieser Rotorarme ist mit einer Bandführung, einem
Haltewerkzeug und einem Schneidwerkzeug ausgerüstet. Zwischen den Rotorarmen,
in der Nähe
der Nabe des Rotors, befindet sich je eine Vakuumsonde, welche das
Kunststoffband berührungslos
anziehen soll, damit das Kunststoffband die Enden der Rotorarme
nicht direkt in gerader Linie verbindet sondern im Wesentlichen der
Innenkontur des Rotors folgt. Das eigentliche Anbringen des Tragegriffs
erfolgt dadurch, dass die Behälter
gegen einen ersten Rotorarm fahren und dabei den Anfang des Tragegriffs übernehmen.
Anschließend
fahren die Behälter
unter dem sich drehenden Rotor hindurch und werden vom jeweils nachfolgenden
Rotorarm mit dem Ende des Tragegriffs versehen, wobei das am Ende
des jeweiligen Rotorarms befindliche Schneidewerkzeug das Kunststoffband teilungsgerecht
durchtrennt.
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Von
großem
Nachteil an einer Vorrichtung nach der
DE 20207217 ist, dass die geometrische Gestalt
des Rotors die Länge
des zu verarbeitenden Tragegriffes be stimmt. Aufgrund dieser Gegebenheit ist
es bei Änderungen
der Behälter,
bzw. deren Abmessungen in der Regel erforderlich, auch den Rotor auszutauschen
was zeitaufwändig
und teuer ist. Des weiteren ist es von Nachteil, dass die Ansaugung
des Kunststoffbandes an die Nabe zwischen zwei Rotorarmen in der
Praxis eine Fehlerquelle darstellt.
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Ebenfalls
bekannt wurde eine Vorrichtung nach der
DE 3715445 , bei welche der Tragegriff durch
eine vergleichsweise komplizierte Anordnung von verschiedenen Hebeln
und Andrückrollen
angebracht wird. Nachteilig ist, dass sich diese Vorrichtung im
Wesentlichen nur für
paketförmige
Behälter eignet,
und dass eine Anpassung des Tragegriffs an sich ändernde Behälterabmessungen nur in begrenztem
Maße möglich ist.
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Eine
weitere Vorrichtung wurde in der
DE 693
00 175 vorgestellt. Die Vorrichtung weist eine mittig um
eine quer zur Transportrichtung der Behälter angeordnete antreibbare
Drehplatte auf. Die radial äußeren Enden
der Drehplatte sind jeweils abgerundet und mit zwei L-förmigen Hebeln
als Haltemittel zur Fixzierung des einseitig mit einer abschnittsweise abgedeckten
Klebeschicht versehenen Endlosbandes sowie mit einer radial ausfahrbaren
Schneide als Scheidvorrichtung zum Abtrennen des Tragegriffes vom
Kunststoffband versehen. Zu Beginn des Prozesses steht die Drehplatte
senkrecht und ragt mit einem ersten Ende in den Transportweg der
Behälter, wobei
auf der, den Behältern
zugewandten Seite ein der Länge
des späteren
Tragegriffes entsprechender Abschnitt des Kunststoffbandes mit nach
außen
gerichteter Klebeschicht zwischen den beiden Enden der Drehplatte
gehalten wird. Ein ankommender Behälter trifft dann mit seiner,
im Bezug auf die Transportrichtung definierten Vorderseite, auf
die Drehplatte, wodurch der Anfang des Tragegriffs am Behälter befestigt
wird. Anschließend
führt die
Drehplatte eine Drehung über
180 Grad aus, wobei sich der Behälter gleichzeitig
um ein bestimmtes Maß weiterbewegt, so
dass die Drehbewegung darin ihren Abschluss findet, dass das zweite
Ende der Drehplatte die Rückseite
des Behälters
berührt.
Bei dieser Berührung wird
das Ende des Tragegriffes auf die Rückseite des Behälters aufgebracht,
gleichzeitig trennt die in der Drehplatte angeordnete Schneidvorrichtung
den Tragegriff vom endlosen Kunststoffband. Nachteilig an einer
derartigen Vorrichtung ist, dass die Realisierung der ungleichförmigen Rotationsbewegung
der Drehplatte einen hohen steuerungstechnischen Aufwand verursacht,
wobei aufgrund der hohen erforderlichen Winkelbeschleunigungen auch
große
Antriebsleistungen vorgesehen werden müssen. Auch bei dieser Vorrichtung
wird die Länge
des Tragegriffes durch die geometrische Gestalt der Vorrichtung bestimmt,
so dass eine Anpassung an veränderte Behälterabmessungen
nur durch den Austausch der Drehplatte und umfangreiche Einstellarbeiten
erfolgen kann.
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Dem
zuvor beschriebenen Konstruktionsprinzip folgt im Wesentlichen auch
die in der
DE 69308878 beschriebenen
Vorrichtung, so dass die oben beschriebenen Nachteile auch für eine Vorrichtung
entsprechend der
DE 69308878 gelten.
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Bei
allen oben genannten Vorrichtungen ist es zusätzlich von Nachteil, dass eine Änderung
der Behältergröße in der
Regel eine aufwändige
Neueinstellung der Arbeitshöhe
der Vorrichtung erforderlich macht.
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Ebenfalls
stellt es in der Praxis einen bedeutenden Nachteil dar, dass bekannte
Vorrichtungen einen vergleichsweise großen Abstand zwischen den einzelnen
Behältern
benötigen,
wodurch sich zwangsläufig
hohe Behältergeschwindigkeiten
ergeben. Zum Aufbau und späteren
Abbau dieser hohen Behältergeschwindigkeiten
sind umfangreiche mechanische Maßnahmen erforderlich.
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Aufgabe
und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe und Verbesserung
zu schaffen, so dass eine Vorrichtung vorgestellt wird, die die
oben genannten Nachteile vermeidet und auf einfache Art und Weise
auf verschiedenste Behälterabmessungen
angepasst werden kann. Dazu ist vorgesehen, eine Applikationsvorrichtung
mit einer auf flexiblen Zuggliedern wie z.B. Zahnriemen basierenden X-Y-Positioniereinheit
zu kombinieren.
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Im
Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im Einzelnen
zeigt die
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1 in einer vereinfachten
3-D-Darstellung eine gesamte Vorrichtung zum Anbringen von Tragegriffen
und die
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2 in einer Detailansicht
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit X-Y-Positioniereinheit
und Applikationskopf.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von Ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der
Beschreibung gemacht.
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Wie
in der 1 dargestellt,
besteht der Tragegriffspender zunächst aus einem Grundgestell 1. Die
mit einem Tragegriff zu versehenen Behälter werden durch ei nen, in
der Technik bekannten Bandförderer
transportiert, wobei die Behälter
zunächst
als geschlossene Reihe, also ohne Lücke zwischen den einzelnen
Behältern,
angeordnet sind. Durch den Übergang
auf einen zweiten Transporteur 2, welcher eine höhere Bandgeschwindigkeit
aufweist, werden die Behälter
auf dem zweiten Transporteur 2 mit Abstand zueinander angeordnet.
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An
einer Seitenwand des Grundgestells 1 in vertikaler Richtung
oberhalb der Behälter 3 ist
eine auf flexiblen Zuggliedern basierende X-Y-Positioniereinheit
angeordnet, welche an ihrem unteren Ende der Y-Achse einen Applikationskopf 4 trägt.
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Derartige,
auf flexiblen Zuggliedern wie z.B. Zahnriemen basierende X-Y-Positioniereinheiten sind
seit geraumer Zeit bekannt. Von besonderem Vorteil bei derartigen
Ausgestaltungen ist, dass die beiden erforderlichen Antriebsmotoren
ortsfest angeordnet werden können,
wodurch sich die bewegten Massen deutlich reduzieren lassen, was
eine besonders vorteilhafte Konstruktion und Auslegung ermöglicht.
Ebenfalls kann die Antriebsleistung der Motoren deutlich reduziert
werden, da alle Bewegungsabläufe aufgrund
der besonderen Konstruktion von beiden Motoren gleichzeitig angetrieben
werden.
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Die
im Vergleich zu normalen X-Y-Positioniereinheiten etwas anders zu
realisierenden Bewegungsabläufe
in X- und/oder Y-Richtung wurden z.B. in der
DE 100 17 041 ausführlich behandelt
und dargestellt, so dass an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung
verzichtet werden kann.
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Der
Applikationskopf 4 umfasst zunächst zwei Andrückrollen 5,
eine Schneidvorrichtung 6 und eine Greifvorrichtung 7.
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Das
Kunststoffband wird ausgehend von einem Bandspeicher über eine
nicht gezeigte Zufuhrvorrichtung und eine Rolle mit Rücklaufsperre
dem Applikationskopf 4 zugeführt. Dort wird das Kunststoffband
zunächst
von einer Greifvorrichtung 7 gehalten. Bei der Greifvorrichtung 7 kann
es sich um einen Vakuumgreifer, mechanisch, elektrostatisch oder aber
auch auf sonstige Weise arbeitende Greifvorrichtungen handeln.
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Zu
Beginn eines jeden Arbeitszykluses befindet sich der Applikationskopf 4 in
der Lücke
zwischen zwei Behältern.
Durch einen Sensor, welcher behälterstromaufwärts seitlich
des Behälterstromes
angeordnet ist, wird angezeigt, dass die Vorderkante des nächsten Behälters eine
bestimmte Position erreicht hat, wodurch der Arbeitszyklus gestartet
wird.
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In
einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
den oben beschriebenen Sensor durch einen auf dem Applikationskopf 4 angeordneten
Sensor zu ersetzen. Bei diesem Sensor kann es sich z.B. um einen
Kontaktsensor handeln, welcher auslöst, wenn er in direkten körperlichen
Kontakt mit dem nächstfolgenden
Behälter kommt.
Ebenso kann es sich aber auch um einen Näherungsschalter handeln, welcher
auslöst,
wenn sich der nächstfolgende
Behälter
innerhalb eines bestimmten Abstandes von ihm befindet.
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Zunächst berührt der
Applikationskopf 4 die Vorderseite des Behälters und
befestigt damit den Anfang des Tragegriffs an diesem. Anschließend bewegt
sich der Applikationskopf 4 in die Förderrichtung der Behälter 3 und
gleichzeitig in die Höhe,
wodurch die restliche Fläche
des ersten Klebestreifens an die Behälterwand angedrückt wird.
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Hat
die Unterkante des Applikationskopfes 4 die Höhe des Behälters 3 überschritten,
so verfährt die
X-Y-Positioniereinheit entgegen der Bewegungsrichtung der Behälter 3.
Durch eine während
dieses Verfahrweges zusätzlich
in die Höhe
zurückgelegte Wegstrecke
wird die Länge
der Trageschlaufe in beliebiger Weise bestimmt. Die Länge der
Trageschlaufe kann auch dadurch bestimmt werden, dass der Applikationskopf 4 die
Hinterkante des Behälters
um ein bestimmtes Maß überfährt, wobei
auch eine Kombination beider zusätzlicher
Wegstrecken möglich
ist.
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Hat
der Applikationskopf 4 eine Position senkrecht über der
Hinterkante des Behälters 3 erreicht,
so folgt er dessen Horizontalbewegungsrichtung, berührt zunächst die
obere Hinterkante des Behälters 3 und
befestigt an dieser Stelle den Anfang des zweiten Klebestreifens
des Tragegriffs. Zur vollständigen
Befestigung des Tragegriffs folgt der Applikationskopf 4 weiterhin
der Horizontalbewegung des Behälters 3 und
verfährt
gleichzeitig in Richtung des Behälterbodens
des Behälters 3,
wodurch auch die restliche Länge
des zweiten Klebestreifens sicher am Behälter 3 befestigt wird.
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Erreicht
der Applikationskopf 4 im Rahmen seiner Abwärtsbewegung
einen Punkt ca. 35 mm vor dem Tiefstpunkt seiner Abwärtsbewegung,
so durchtrennt die Schneidevorrichtung 6 das Kunststoffband, und
der Applikationskopf 4 drückt das zu diesem Zeitpunkt
noch lose Ende des Tragegriffs an den Behälter 3.
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Anschließend fährt der
Applikationskopf in die Ausgangsposition des Arbeitszykluses zurück, womit
ein Arbeitszyklus beendet ist.
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Ein
wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Bewegungsabläufe der
X-Y-Positioniereinheit 8 und somit auch des Applikationskopfes 4 durch
eine Veränderung
des programmierten Bewegungsablaufes auf einfache Art und Weise
an geänderte
Behälterabmessungen
oder Ausstattungswünsche
angepasst werden können.
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Erreicht
wird dieses dadurch, dass die Antriebsmotoren 9 der X-Y-Positioniereinrichtung 8 als Servoantriebe
ausgeführt
sind. Dieses bedeutet, dass jeder Antriebsmotor 9 mit einem
Soll-Wertgeber für
die von ihm zu tätigenden
Umdrehungen ausgestattet ist, wobei neben dem absoluten Drehwinkel auch
weitere Parameter wie z.B. Drehrichtung, Drehgeschwindigkeiten,
Winkelbeschleunigungen und Winkelverzögerungen vorgegeben werden.
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Zusätzlich verfügt jeder
Motor über
einen Ist-Wertgeber, z.B. einen Absolutwert-Drehgeber, welcher die vom Motor tatsächlich ausgeführten Drehbewegungen
ermittelt und an eine ebenfalls dem Motor zugeordnete Steuer- und
Regelungseinheit weiterleitet. Innerhalb dieser Steuer- und Regelungseinheit
werden die von den Motoren empfangenen Ist-Werte ständig mit
den Soll-Werten verglichen und gegebenenfalls notwendige Korrekturen
eingeleitet.
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Zur
Realisierung dieser Funktionen sind in der Technik viele verschiedene
Lösungswege
beschrieben worden, so dass an dieser Stelle auf eine weitergehende
Beschreibung der Thematik "Servoantriebe" verzichtet werden
kann.
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Ein
weiterer großer
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Änderung
der Behältergröße keine
Höhenverstellung
von Aggregaten oder Anlagenteilen erforderlich macht.
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Ebenfalls
ergeben sich große
Vorteile dadurch, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung nur eine kleine
Lücke zwischen
den einzelnen Behältern benötigt. In
der Praxis hat sich herausgestellt, das ein Lücke von 120 mm ausreichend
ist. Bekannte Vorrichtungen benötigen
hingegen Lücken
von mindestens 190 mm.
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Für eine andere
Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Applikationskopf 4 mit
mindestens einer Sprühvorrichtung
für flüssige oder
heißflüssige Klebstoffe
versehen ist. Bei dieser Weiterbildung kann auf die Verwendung selbstklebender
Ausgangsmaterialien für
die Tragegriffe verzichtet werden, wodurch sich folgende Vorteile
ergeben: Verwendung eines preiswerteren Ausgangsmaterials und eine
erhöhte
Speicherkapazität
des Bandmaterialspeichers, da der zwischen den beiden Klebestellen
angeordnete Papierstreifen entfallen kann.
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Für die Ausgestaltung
der Sprühvorrichtung sind
zwei Varianten vorgesehen. Bei einer ersten Variante werden zwei
Sprühvorrichtungen
verwendet, wobei diese derart an dem Applikationskopf 4 angeordnet
sind, dass je eine die Vorder- und die Rückseite des Behälters 3 mit
Klebstoff besprüht,
wodurch Anfang und Ende des Tragegrifts an den Behälter 3 geklebt
werden können.
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Bei
einer zweiten Variante wird lediglich eine Sprühvorrichtung verwendet, welche
allerdings mindestens um eine Achse schwenkbar ausgeführt ist, so
dass diese einzelne Sprühvorrichtung
ebenfalls Vorder- und Rückseite
des Behälters 3 mit
Klebstoff besprühen
kann. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schwenkbewegung
durch einen, von der Steuer- und Regeleinheit gesteuerten, motorischen
Antrieb erfolgt, wobei es unerheblich ist, um welche Art von Antrieb
es sich dabei handelt.
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In
einer weiteren, überaus
vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass im Bereich des zweiten Transporteurs 2 mindestens
2 zusätzliche
Transportbänder
angeordnet werden, wobei diese so ausgerichtet sind, dass ihre Laufflächen jeweils
mit Kraftwirkung an einer Seitenfläche der Behälter 3 anliegen. Durch
diese Vorgehensweise wird sicher verhindert, dass die untere Vorderkante
der Behälter 3 durch
die Aufwärtsbewegung
des Applikationskopfes 4 nach der Befestigung des Anfangs
des Tragegriffs angehoben wird.