DE1611875A1 - Verfahren und Vorrichtung fuer die Zufuehrung von Faltbehaeltern zu einer Fuellvorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl. phys. Gerhard Liedl α β 11 ο η κ

Mönchen 22, Steinsdorfsir. 21-22 ' '^V ' ' ^g ' *

Ed» ZweibrOckemfr., Tel. 298462

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Sliigeo NÄKASHIMA, No. 7-7, Koaza Tenjinmori, Oaza Morimoto, Mukomachi, Otokurii-gun, Kyoto-fu / JAPAN

Verfahren und Vorrichtung für die Zuführung von Faltbehältern zu einer Füllvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung von Faltbehältern zu einer FüUvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

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Es sind Füllvorrichtungen bekannt, mit denen körniges oder pulverförmiges Füllgut dadurch in Faltbehälter oder Säcke abgefüllt wird, daß durch einen in eine Einfüllöffnung ragenden Schlauch das Füllgut unter Druck eingeblasen wird. Wenn ein Behälter gefüllt ist, muß er aus der Füllposition wegbefördert werden, um einen weiteren leeren Behälter mit dem Füllschlauch in Verbindung bringen zu können. Das Einführen des Füllschlauches in die Einfüllöffnung wurde bisher manuell vorgenommen. Dies erforderte Zeit und Arbeitskräfte. "Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, dieses Verfahren zu automatisieren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, durch die jeweils nach dem Abfüllen eines Behaiters automatisch ein weiterer Behälter aus einem Stapel entnommen wird und mit seiner Einfüllöffnung auf den Füllstutzen aufgeschoben wird. Darüber hinaus soll die Vorrichtung möglichst einfach und betriebssicher sowie billig in der Herstellung sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeweils der erste Faltbehälter eines über der Füllvorrichtung angeordneten Stapels erfaßt und in eine Füllebene parallelverschoben wird und anschließend in der Füllebene um etwa 90° nach unten verschwenkt und in Füllposition gebracht wird. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß ein zwischen dem Behälterstapel und der Einfüllebene geradlinig beweglicher Greifermechanismus und in der Einfüllebene ein in einer Vertikalebene schwenkbarer Mechanismus vorgesehen ist. " .

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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der horizontal bewegliche Greifermechanismus aus einem auf Längsführungen verschiebliehen Paar von Führungsarmen mit Saugköpfen besteht, und daß der in einer vertikalen Ebene schwenkbare Führungsmechanismüs aus einer frei gelagerten Halterung mit einem Paar senkrecht und symmetrisch zur Einfüllebene schwenkbarer Greif arme besteht.

Weitere Vorteile sind aus der Beschreibung und aus den Unteransprüchen ersichtlich. ■

Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Füllvorrichtung zusammen mit der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Füllvorrichtung; .

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Vertikalführungsmechanismüs an der erfindungsgemäßen Züführungsvorrichtung; _t

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Fig. 4 cine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Führungsmechanismus;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten Führungsmechanismus;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Vertikalführungsmechanismus mit einer Darstellung seiner Funktionsweise;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Behälterhalterung;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines Einfüllstutzens für die in Fig. 1 gezeigte Füllvorrichtung;

Fig. 9A verwendete Behälter aus Papier oder Kunststoff mit einer und 9B

detaillierten Darstellung der Einfüllöffnung;

Fig. IQA die Anordnung des Füllstutzens relativ zur Einfüllöfinung der und 1OB '

Behälter;

Fig.. 11 eine Vorderansicht einer Füllvorrichtung mit einer weiteren

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuführungevorrichtung;

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Fig. 12 eine Seitenansicht der in Fig. 11 gezeigten Füllvorrichtung;

Fig. 13 eine Darstellung der Wirkungsweise von Greifarmen der in Fig. 11 gezeigten Zuführungsvorrichtung;

Fig. 14 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile des erftndungsge-' maßen Vertikalführung^mechanismus;

Fig. 15 eine Vorderansicht des in Fig. 14 gezeigten Teflesf Fig. 1(5 einen Teilsehni)tjt durch die in Fig. 15 gezeigte Konstruktion;

Fig. 17 in einem Schnitt den Mechanismus eines Schwenkantriebes für die in Fig. 11 gezeigter Vorrichtung und

Fig. 18 . schematische Darstellungen der Wirkungsweise der erfindungs-

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gemäßen Zuführungsvorrichtung.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, enthält ein Magazin 2 eine Anzahl von Behältern 4 in einem Stapel, wobei die Behälter so angeordnet sind, daß ihre Einfüllöffnungen 1 in der Darstellung: gemäß Fig.

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auf der linken unteren Seite liegen. Die Behälter sind gemäß der Dar-'

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stellung in Fig. 1 von links nach rechts gestapelt. Auf der linken Seite des Stapels ist eine Druckplatte 9 vorgesehen, um den Stapel mit einer vorbestimmten konstanten Kraft in Richtung auf die Entnahmeseite 7 am rechten Stapelende zu schieben. Auf der Entnahmeseite 7 befinden sich Anschläge 8, die das Herausfallen des am weitesten rechts liegenden Behälters verhindern.

ISine im ganzen mit 3 bezeichnete Einrichtung zur Führung der Behälter 4 besteht im wesentlichen aus einem Mechanismus 5 zum Herauszie hen der Behälter in horizontaler Richtung und aus einem Führungsmechanismus 6 zur Führung der Behälter in vertikaler Richtung. Der Mechanismus 5 zum Herausziehen der Behälter in horizontaler Richtung besteht im wesentlichen aus einem Paar von Führungsarmen Il mit jeweils einem Saugkopf 10 an ihrem unteren Ende und einem Paar von. Führungen 12, an denen die Führungsarme 11 aufgehängt sind, und längs derer sich die Führungsarme 11 unter Einwirkung einer entsprechenden Kraft axial verschieben lassen.

Der Führungsmechanismus 6 zur vertikalen Führung der Behälter besteht im wesentlichen aus einem Paar von Greif ar men 14, einer Halterung 15 für die Greifarme 14 und einer im ganzen mit 16 bezeichneten Fangvorrichtung. Der Führungsmechanismus 6 hängt an einem Quer-

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träger 31. Die Mittel- oder Symmetrieachse des Führungsmechanismus stimmt mit der durch die Oberflächen der Saugköpfe 10 bestimmten Linie A-A in Fig. 1 überein.· Jeder der Greifarme 14 ist mit einem Saugkopf 17 versehen und in der Halterung 15 senkrecht zu der Symmetrieebene in der Linie A-A um einen Winkelweg von 90 schwenkbar. Die Halterung 15 ist mit beidseitig aus ragenden Lagerzapfen 18 versehen, die in Lagern 19 am unteren Ende von Halteplatten 53 eines Rahmengerüstes 52 vorgesehen sind. Durch diese Anordnung kann die Halterung 15 zusammen mit den Greifarmen 14 um die Lagerzapfen 18 geschwenkt werden.

Die Fangvorrichtung 16 besteht im wesentlichen aus einem verzahnten Sektor 20, einem mit diesem kämmenden Ritzel 21 und einem Schwungrad 22, wobei das Ritzel 21 und das Schwungrad 22 zusammen auf einer Welle 23 montiert sind. Die ganze Fangeinrichtung 16 ist innerhalb des Rahmengerüstes 52 gelagert. Wie aus den Fig. 3 bis 6 zu entnehmen ist, ist der verzahnte Sektor 20 auf der Oberseite (bei 24) der Halterung 15 befestigt und so eingerichtet, daß das ,Ritzel 21 dann außer Eingriff kommt, wenn die Greifarme 14 aus einer mit B bezeichneten Position in eine mit B* bezeichnete Position geschwenkt worden sind ,. (siehe Fig. 2).

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Die Wirkungsweise der Zuführungsvorrichtung ist folgende:

Bei Beginn jedes Zuiührungs Vorganges bewegen sich die Führungsarme in horizontaler Richtung auf die Entnahmeseite 7 des Stapels 2 zu, bis ihre Saugköpfe 10 auf dem ersten Behälter des Behälterstapels aufliegen. Diese Position ist in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt. Zugleich tritt eine nicht dargestellte Vakuumpumpe in Tätigkeit, um den Druck innerhalb der Saugköpfe abzusenken. Daraufhin werden die Führungsarme zusammen mit dem durch die Saugköpfe 10 gehaltenen Behälter in die Symmetrielinie A-A zurückbewegt. Die Linie A-A stimmt überein mit einer Linie A' -A', die durch einen Einfüllstutzen 13 und durch eine Behälteraufnahme 27 bestimmt ist. Die senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1 liegende, durch die Linie A' -A' ver laufende Ebene wird im folgenden als Einfüllebene bezeichnet.

In dem Vertikalführungsmechanismus 6 wird die Halterung 15 für die Greifarme 14 in Pfeilrichtung (Fig. 3) aus der Position B in die Position B' verschwenkt, wobei die Saugköpfe 17 den in der durch die Linie A-A markierten Ebene befindlichen Behälter 4 von beiden Seiten berühren. Die Greifarme 14 werden dabei durch einen beliebigen Antrieb, z. B. durch eine Magnetspule oder einen preßluftbetätigten Schwenkantrieb, bewegt.

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.Nachfolgend wird eilt-Beispiel erläutert; te clem <gineIi Bewegung der Greifarme 14 entsprechen^-' um aus chen Ffeilea verwendet wird. Innerhall» der erzeugt;, am den Behälter-4-in- der LiMe A=A-. asli® to? zu ©rfassea». Gleichzeitig wird von der Magnetspule Kraft auf die Greifarme 14 übertragen» Daraufhin werden die Greif ar me 14 zuerst in die Ausgangsposition gemäß den dreifahnig bezeichneten Pfeilen in Fig. 5 zurückgeführt, z.B* mit Hilfe von Luftdruck oder Federdruck. Anschließend, wird dl© Saugwirkung, der Säugköpfe 10 unterbrochen, um den Behälter von den Führungsarmen 21,abzulösen und dadurch zu bewirken, daß die Saugköpfe 17 allmählich 'di© EiKföli$ffming !.öffnen, Nach dem Abtrennen des Behälter® 4 von am Saugköpfen 10 halten nunmehr die Saugköpfe 17 d@B BÄIto. D©^ YertifeMübTOngsmechanismus 6 schwenkt um seine Lagerzapfen 18 aufgrund um Behältergewichtes selbständig in Richtung der Pfeile in- Fig. 2 uad 3„ Die Einfüllöffnung ist dabei geöffnet. Zur Unterstützung der Schw@siki&gw©gung des Vertikalführungsmechamsmug i Mater asm - Ei®eng@wieM. dti Behälters kaim ©ine zusätzli

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Saugwirkung der Saagköpfe 17 unterbrochen, beispielsweise dadurch, daß die Vakuumpumpe abgestellt wird_f und die Greifarme 14 kehren aufgrund der bereits erwähnten Rückstellkraft in ihre Ausgangsposition zurück. Da der Vertikalfütirangsmechanismiss bq ausgelegt *§t, daß sich die ganze Anordnung im Qiekfeg<awi©M %mt ai& Lagsnägiff a 18 feefiikiefc_s wenn die " Greifarme 14 sich in der in Fig. 2 und 3 bezeichneten Position befinden, schwenkt der Führungsmechanismus 6 im, Gegenuhrzeigersinn von selbst in die Position B zurück, sobald durch Nachlassen xier Saugwirkung der Saugköpfe 17 das Behältergewicht nicht mehr auf die Greifarme 14 einwirkt. Bei Annäherung der Halterung 15 an die Position B kommt der verzahnte Sektor 20 auf der Oberseite der Halterung 15 wieder mit dem Ritzel 21 in Eingriff, so daß das Schwungrad 22 die Bewegung der Halterung 15 aufgrund ihrer Trägheit abfängt und die Halterung 15 exakt in ihrer Ausgangsposition anhält. Ebenso bewegen sich die Greifarme 14, wie in Fig. 5 gezeigt wird, in die Ausgangslage zurück,

Ais nächstes wird ein weiteres Beispiel erläutert, bei dem ein druckluftbetätigter ich wehrantrieb 106 zur Bewegung der Greifarme 14 verwendet wivd.- Wie in den Fig. 13 bis 16 dargestellt ist, sind in der HaKeruog Si fMtesa im mit-aufgekeilten Zahnrädern 103 gelagert.- Mit jeto «Sei? ?M!@ß lÖS st©M ein Greifarm 14 in Verbindung, während se te W@Ei@® ÄQS mit iem Schwe'nkantrieb 106 gekoppelt ist.

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Der Aufbau des Schwenkantriebes ist in Fig. 17 schematiseh angedeutet* Darin wirken ein Paar von Öffnungen 107 und 107' als Einlaß und Auslaß für ein Arbeitsfluid, während eine Trennplatte 108 den Innenraum des Schwenkantriebes 106 in zwei Kammern teilt, von denen jeweils eine mit einer der Öffnungen 107 oder 107' in Verbindung steht. Weiterhin ist ein rotierender Flügel 109 innelrhälb der Kammern vorgesehen, der um die Welle des Schwenkantriebes 106 umläuft» Der rotierende Flügel 109 bewegt sich in Übereinstimmung mit dem Fluiddruck aufgrund der Tätigkeit eines Magnetventiles 110 (Fig. 18 bis 21) und/tätigt dabei die Greifar me 14. Zwei LuftschläucJieli3 sind jeweils mit den Saugköpfen 17 verbunden. -Die Luftschläuche stehen mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe in Verbindung. Zur Verschwenkung der Halterung 15 innerhalb des vorgesehenen Schwenkbereiches von 90 greift an den Lagerzapfen 18 ein Zylinder 117 an.

Wie aus Fig. 18 zu erkennen ist, strömt bei Erregung der Magnetspule M des Magnetventiles 110 das Arbeitsfluid, z.B. Druckluft, in Pfeilrichtung und dreht dadurch den Drehflügel 109 im Gegenuhrzeigersinn, wobei die Öffnung 107 als Einlaß und die Öffnung 107' als Auslaß dient, so daß die Greif arme 14 in eine Position bewegt werden, in der sich die Saugköpfe 17 nahe ander Einfüllöffnung eines Behälters 4 anlegen. Anschließend wird eine weitere Magnetspule 121 entregt und

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läßt dag Arbeitsfluid, das aus der Auslaßöffnung 107* ausströmt, in die Atmosphäre entweichen, während zugleich in den Saugköpfen 17 Unterdruck erzeugt wird. Sobald die Greifarme 14 einen der Behälter 4 erfassen, wird die Magnetspule N des Magnetventiles 110 erregt, die Magnetspule M dagegen entregt, während die Magnetspule 121 ebenfalls erregt bleibt. Das Arbeitsfluid strömt nun wieder in Richtung der Pfeile (Fig. 19) und bewegt den Drehflügel 109 im Uhrzeigersinn, wobei die Öffnung 107' nunmehr als Einlaß und die Öffnung 107 als Auslaß dient. Da die Magnetspule 121 angeregt ist und schließt, bewegt sich der Drehflügel 109 nicht in seine Ausgangslage zurück, sondern stoppt auf halbem Wege, wobei der Druck des durch die Öffnung 107' einströmenden Arbeitsfluids sich nunmehr durch die Betätigung des Magnetventils 121 mit dem Gegendruck das Gleichgewicht hält. Dadurch wird die Bewegung der Greif arme 14 ebenfalls in halbgeöffnetem Zustand angehalten, während die Einfüllöffnung 1 an einem Behälter 4 voll geöffnet wird. Daraufhin bewegt der Zylinder 117 die ganze Halterung 15 nach unten, so daß der Füllstutzen 13 in die Einfüllöffnung 1 eines Behälters 4 eingeschoben wird.

Fig. 20 zeigt, daß nach dem Einsetzen des Füllstutzens 13 die Magnetspule 121 entregt wird, wodurch sie Öffnet und das bisher angehaltene Arbeitsfluid in die Atmosphäre entweicht, so daß die Greifarme 14

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weiterbewegt werden. Gleichzeitig wird die Saugwirkung der Saugköpfe unterbrochen, so daß der Behälter 4 freigegeben wird.

Wie in Fig. 21 dargestellt ist, wird die Magnetspule N entregt und die Halterung 15 zusammen mit den Greif armen 14 dur eh die Rückstellkraft des Zylinders 117 nach oben um 90 in die Ausgangslage zurückbewegt..

Wenn der Boden des Behälters 4 in der Ausnehmung 28 der Behälterhalterung 27 einrastet und der Füllstutzen 13 in die Einfüllöffnung eingesetzt worden ist, beginnt der eigentliche Füllvorgang der automatischen Meß- und Füllvorrichtung. Druckluft wird durch den Füllstutzeh 13 zugeführt und bewirkt das Aufblähen eines Schlauchstückes 29 aus flexiblem Werkstoff, z. B. Gummi, in der Nähe des vorderen Endes des Füllstutzens 13, so daß dieser satt an der Innenseite der Einfüllöffnung 1 anliegt. Dadurch wird der Behälter 4 während des Füllvorganges in seiner Lage auf der Behälteraufnahme 27 gehalten. Das Füllgut wird aus der Auslaßöffnung des Füllstutzens 13 in den Behälter eingeblasen. Erreicht die Füllung im Behälter einen vorbestimmten Wert, so wird der Füllvorgang aufgrund des Signales einer Meßvorrichtung unterbrochen. Der Zustrom von Druckluft zum Füllstutzen 13 und damit zu dem aufgeblähten Schlauchstück 29 unterbleibt und der Kontakt zwischen dem Schlauchstück 29 und der Einfüliöffnung 1 des Behälters 4

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wird gelöst. Gleichzeitig bewirkt das Füllgewicht ein Schwenken der Behälteraufnahme 27 um ein Gelenk 30 und der gefüllte Behälter kippt, wie in Fig. 7 dargestellt ist, nach vorne und wird automatisch wegbefördert. - '

Die Zuführvorrichtung für die leeren Behälter ist so ausgelegt, daß zu dem Zeitpunkt, nachdem ein Behälter vollgefüllt ist und automatisch wegbefördert wird und somit die Behälteraufnahme 27 wieder ihre Ausgangslage einnimmt, der Einfüllstutzen 13 unmittelbar in die Einfüllöffnung 1 des inzwischen herangeführten leeren nächsten Behälters eingesetzt wird. Die Rückstellbewegung der Behälteraufnahme 27 und das Einsetzen des Bodens des nächsten Behälters 4 in die Ausnehmung 28 erfolgt nahezu gleichzeitig oder kurz aufeinander. Dadurch wird im Gegensatz zu den bisher bekannten Füllvorrichtungen nahezu die maximale Abfüllgeschwindigkeit erreicht. ·

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Claims (8)

mn δ rs Patentansprüche

1. Verfahren zur Zuführung von Faltbehältern zu einer Füllvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der erste Faltbehälter (4) eines über der Füllvorrichtung (13, 27, 28) angeordneten Stapels (2) erfaßt und in eine Füllebene (A* -A') parallelverschoben wird und anschließend in der Füllebene (A'-A') um etwa 90° nach unten verschwenkt und in Füllposition gebracht wird.

2. Zuführvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Behälterstapel (2) und der Einfüllebene (A' -AV) geradlinig beweglicher Greifermechanismus (5) und in der Einfüllebene (A*:-A') ein in einer Veitikalebene schwenkbarer Mechanismus (6) vorgesehen ist.

3. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontal bewegliche Greiiermechanismus (5) aus einem auf Längsführungen (12) verschieblichen Paar von Führungsarmen (11) mit Saugköpfen (lO) besteht.

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4. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer vertikalen Ebene schwenkbare Führungsmechanismus (6) aus einer frei gelagerten Halterung (15) mit einem Paar senkrecht und symmetrisch zur Einfüllebene (A'-A') schwenkbarer Greifarme (14) besteht.

5. Zuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (14) Saugköpfe (17) an ihren Enden besitzen.

6. Zuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15) in ihrer Äusgangslage frei im Gleichgewicht gelagert ist und die Schwenkbewegung durch das Gewicht eines erfaßten Faltbehälters (4) erfolgt.

7. Zuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (14) über zwei zusammen kämmende Zahnräder (103) betätigt sind.

8. Zuführvorrichtung nach Anspruch 4 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Greifarme (14) ein Druckluftschwenkantrieb (106) dient.

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äer. ©reifarme (14) liegt; und daß um - Ende dieser Yiertelkreisförchwenkfealiii eia Fallstotses (ii);.. der: FüllYorrichtung angeordnet .

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