DE19704718A1 - Verfahren und Vorrichtung zum optoelektronischen Überwachen von Verpackungsmaterial - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum optoelektronischen Überwachen von VerpackungsmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Herstellen von Packungen, insbesondere Zigaretten-Packungen,
aus Zuschnitten eines Verpackungsmaterials, insbesondere Pa
pier, dünnem Karton oder dergleichen, wobei eine Materialbahn
oder einzelne Zuschnitte des Verpackungsmaterials entlang einer
Förderbahn transportiert werden.
Bei der Fertigung von Packungen können die Zuschnitte des Ver
packungsmaterials entweder fertig zugeschnitten der Ver
packungsmaschine in Zuschnittstapeln zur Verfügung gestellt
werden, insbesondere bei Hinge-Lid-Packungen für Zigaretten,
oder Zuschnitte werden innerhalb der Verpackungsmaschine von
einer Materialbahn abgetrennt. Die hohen Anforderungen an die
Qualität und korrekte Ausbildung der Packungen erfordern viel
fache Überwachungen und Kontrollen des Verpackungsmaterials.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame,
leistungsfähige Überwachung von Verpackungsmaterial im Zusam
menhang mit Verpackungsmaschinen vorzuschlagen, die dauerhaft
fehlerfrei arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren
durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- a) die Materialbahn oder die Zuschnitte werden im Bereich der Förderbahn durch optoelektronische Überwachungsorgane mit mindestens einem Sensor abgetastet,
- b) die Materialbahn oder die Zuschnitte werden unter Anlage an mindestens einem Sensor an dem Überwachungsorgan vorbeibe wegt, derart, daß der Sensor durch die Materialbahn bzw. die aufeinanderfolgenden Zuschnitte (ständig) gereinigt wird.
Das mit Sensoren ausgerüstete Überwachungsorgan dient in erster
Linie zur Erkennung von Fehlern an der Materialbahn oder an den
Zuschnitten. Die Überwachungsorgane können aber auch auf andere
Merkmale des Verpackungsmaterials ansprechen, zum Beispiel auf
an dem Verpackungsmaterial angebrachte Marken zur Steuerung von
Organen.
Die Überwachungsorgane arbeiten mit Lichtsignalen, insbesondere
mit einem Lichtstrahl als Prüfstrahl. Die einwandfreie Arbeits
weise derartiger Überwachungsorgane ist davon abhängig, daß
sich die lichtaussendenden und/oder lichtempfangenden Sensoren
in einem einwandfreien Zustand befinden. Ablagerungen von Staub
und anderen Verunreinigungen beeinträchtigen oder verhindern
die Arbeitsweise.
Durch die Erfindung wird in einfacher Weise eine ständige
selbsttätige Reinigung durch das Verpackungsmaterial selbst er
zielt, nämlich durch die Materialbahn oder die einzelnen Zu
schnitte, die über die Sensoren hinweg geleitet werden unter
Anlage an der äußeren, freien Oberfläche derselben. Durch die
sen Reibungskontakt werden Verunreinigungen ständig beseitigt
bzw. es wird deren Ablagerung auf den Sensoren verhindert.
Zur Durchführung des Verfahrens werden Materialbahn bzw. Zu
schnitte entlang der Führungen aufweisenden Förderbahn trans
portiert. In deren Bereich ist ein Überwachungsorgan bzw. sind
mehrere Überwachungsorgane angeordnet, und zwar derart, daß
mindestens ein (unterer) Sensor durch Anlage des Verpackungsma
terials gereinigt wird. Die Überwachungsorgane sind vorzugs
weise U-förmig ausgebildet, nämlich als sogenannte Gabellicht
schranke mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Schen
keln, zwischen denen das Verpackungsmaterial hindurchgeführt
wird. Vorzugsweise der Sensor im Bereich des unteren Schenkels
wird durch das Verpackungsmaterial infolge Anlage beaufschlagt.
Die Überwachungsorgane sind erfindungsgemäß in besonderer Weise
ausgebildet, bestehen nämlich aus einem festen Körper mit Hohl
räumen zur Aufnahme von optischen und gegebenenfalls elektrisch
leitenden Organen, die durch eine Einbettmasse innerhalb der
Hohlräume fixiert sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung betreffen die Ausgestaltung
der Förderbahn sowie der Überwachungsorgane. Ein Ausführungs
beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend an
hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Förderbahn für Verpackungsmaterial, nämlich Zu
schnitte, in schematischem Grundriß,
Fig. 2 die Förderbahn gemäß Fig. 1 im Querschnitt im Be
reich eines Überwachungsorgans, bei vergrößertem
Maßstab,
Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 2, teilweise geschnitten in
der Ebene III-III der Fig. 2,
Fig. 4 ein in Fig. 3 gezeigtes Überwachungsorgan in Seiten
ansicht,
Fig. 5 das Überwachungsorgan gemäß Fig. 3 im Grundriß,
Fig. 6 das Überwachungsorgan gemäß Fig. 5 in einem Verti
kalschnitt der Schnittebene VI-VI in Fig. 5.
In den Zeichnungen ist ein vorteilhaftes Ausführungs- und An
wendungsbeispiel wiedergegeben, nämlich die Handhabung von Zu
schnitten 10 aus Verpackungsmaterial, nämlich aus dünnem Kar
ton. Bei den Zuschnitten 10 handelt es sich um solche für einen
Kragen einer Zigaretten-Packung des Typs Hinge-Lid.
Die anderweitig gefertigten Zuschnitte 10 werden entlang einer
Förderbahn 11 transportiert. Diese kann horizontal oder in
einer geneigten Ebene verlaufen. Die Zuschnitte 10 werden im
Bereich der Förderbahn 11 mit geringem Abstand voneinander
transportiert. Hierfür ist ein Endlosförderer, nämlich ein
Gurtförderer 12 vorgesehen, der oberhalb der Bewegungsbahn der
Zuschnitte 10 gelagert ist. Die Zuschnitte 10 werden durch
einen Untertrum 13 vorzugsweise kontinuierlich gefördert. An
dem Gurtförderer 12 sind zu diesem Zweck in regelmäßigen Ab
ständen voneinander angeordnete, abstehende Mitnehmer 14 ange
bracht, die jeweils einen Zuschnitt 10 an einer in Förderrich
tung rückwärtigen Kante erfassen.
Die Zuschnitte 10 werden im Bereich der Förderbahn 11 an einem
ortsfesten Überwachungsorgan 15 vorbei bewegt. Dieses kann dazu
dienen, etwaige Fehler hinsichtlich der Ausgestaltung der Zu
schnitte 10 festzustellen und gegebenenfalls ein Fehlersignal
zu erzeugen. Das Überwachungsorgan 15 kann auch den korrekten
Abstand der Zuschnitte 10 bzw. das Vorhandensein einer ununter
brochenen Reihe von Zuschnitten 10 feststellen.
Das Überwachungsorgan 15 ist seitlich in der Längsmitte der
Förderbahn 11 ortsfest positioniert. Es besteht aus zwei Senso
ren 16 und 17, die an gegenüberliegenden Seiten der Bewegungs
bahn der Zuschnitte 10 positioniert sind, nämlich oberhalb und
unterhalb derselben. Einer der Sensoren ist als Sender und der
andere als Empfänger ausgebildet. Zwischen den Sensoren 16, 17
läuft ein Prüfstrahl, nämlich ein Lichtstrahl, der zeitweilig
durch die Zuschnitte 10 unterbrochen wird. Die Zuschnitte 10
werden zu diesem Zweck mit dem zu überprüfenden (randseitigen)
Bereich zwischen den Sensoren 16, 17 hindurchgefördert.
Die Förderbahn 11 besteht aus einer durchgehenden, plattenför
migen Unterführung 18. Die ausgebreiteten Zuschnitte 10 liegen
auf Förderflächen 19 und 20 der Unterführung 18 auf. Mittig
verläuft in Förderrichtung eine nutartige Vertiefung 21 für den
Eintritt der Mitnehmer 14 des Gurtförderers 12. Die ausgebrei
teten Zuschnitte 10 überdecken die Vertiefung 21.
Der Förderbahn 11 sind auch Oberführungen für die Zuschnitte 10
zugeordnet. Diese sind in Randbereichen der Zuschnitte 10 wirk
sam. Auf der einen Seite der Förderbahn 11 ist eine Oberführung
22 angeordnet, die als horizontal er Schenkel der Unterführung
18 ausgebildet und mit dieser verbunden ist. Zwischen Unterfüh
rung 18 und Oberführung 22 entsteht ein in Förderrichtung ver
laufender Führungsspalt 23 Für die Zuschnitte 10.
Auf der gegenüberliegenden Seite ist ebenfalls eine Führung
oberhalb der Zuschnitte 10 angeordnet, nämlich eine Tragwand
24. An dieser ist auch der Gurtförderer 12 mit Umlenkrollen ge
lagert. Die Tragwand 24 wird mit geringem Abstand oberhalb der
Bewegungsbahn der Zuschnitte 10 gehalten. Im übrigen entspricht
die Anordnung und Ausbildung der Förderbahn 11 derjenigen gemäß
US 4 938 005. Dies bedeutet, daß die Tragwand 24 mit Gurtför
derer 12 anhebbar ist, um etwaige Fehler im Bereich der Förder
bahn 11 zu beseitigen.
Das Überwachungsorgan 15 ist in einer Ausnehmung 25 der Förder
bahn 11 positioniert, nämlich der Unterführung 18 und der Ober
führung 22.
Das Überwachungsorgan 15 besteht aus einem Gehäuse 26. Dieses
ist hier gabelförmig ausgebildet, nämlich mit einem oberen
Schenkel 27 und einem unteren Schenkel 28. Der zu überwachende
Bereich der Zuschnitte 10 wird zwischen den beiden Schenkeln
27, 28 hindurchgefördert. Der oberen Sensor 16 liegt in einer
nach unten gerichteten Sensorfläche 29 des oberen Schenkels 27.
Der untere Sensor 17 ist gegenüberliegend im Bereich einer un
teren, horizontalen Sensorfläche 30 positioniert.
Die Sensoren 16, 17 sind über Leitungen 31 und 32 innerhalb des
Gehäuses 26 mit einem Kabel 33 verbunden bzw. münden in dieses
Kabel. Das Kabel 33 tritt aus dem Gehäuse 26 aus und führt zu
einer Quelle für den Prüfstrahl, insbesondere zu einer Licht
quelle, einerseits und zu einer (optoelektronischen) Auswerte
einrichtung (nicht gezeigt) andererseits. Bei den Leitungen 31,
32 handelt es sich vorzugsweise um Glasfaserstränge, und zwar
aus (echtem) Glas. Diese münden im Bereich der Sensorflächen
29, 30. Die Enden der Glasfaserstränge (Leitungen 31, 32) bil
den unmittelbar die Sensoren 16, 17, also Sender und Empfänger
für den Lichtstrahl.
Mindestens einer der Sensoren 16, 17 ist so positioniert in be
zug auf die Bewegungsbahn der Zuschnitte 10, daß diese mit Kon
takt über den betreffenden, im vorliegenden Falle unteren Sen
sor 17 hinweg bewegt werden. Durch diese reibende Berührung der
Zuschnitte 10 mit dem Sensor 17 wird eine ständige, wirksame
Reinigung des Sensors 17 bzw. ein frei halten von Staub- und
sonstigen Ablagerungen gewährleistet.
Eine ausreichende, leichte Andrückkraft der Zuschnitte 10 an
dem Sensor 17 kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Es
ist ausreichend, wenn die Zuschnitte 10 im wesentlichen unter
Eigengewicht, gegebenenfalls unter geringfügiger Auslenkung aus
der Ebene der Bewegungsbahn, über den Sensor 17 hinweggleiten.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck
die untere Sensorfläche 30 als Erhöhung im Bereich der Bewe
gungsbahn der Zuschnitte 10 ausgebildet. Wie gezeigt ist die
Sensorfläche 30 gegenüber der durch die Unterführung 18 vorge
gebenen Bewegungsbahn der Zuschnitte 10 erhöht und als gewölbte
Fläche ausgebildet. Der Sensor 17 befindet sich an der höchsten
Stelle der (bogenförmigen) Sensorfläche 30.
Eine weitere Besonderheit besteht in der Ausgestaltung des
Überwachungsorgans 15. Das Gehäuse 26 besteht aus starrem Werk
stoff, insbesondere aus Metall. Im Inneren des Gehäuses 26 sind
Hohlräume gebildet, in denen die Organe und Leitungen eines
Überwachungsorgans 15 angeordnet und mittels Einbettmasse
fixiert sind. Das Überwachungsorgan 15 wird demnach in den
Hohlräumen zunächst mit den Organen und Leitungen für die
Durchführung der Überwachung bestückt. Danach werden die ver
bleibenden Freiräume mit einer ursprünglich fließfähigen, aus
härtenden Masse ausgefüllt, insbesondere mit Kunstharz.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im oberen Schenkel
27 des Gehäuses 26 eine obere Kammer 34 und im unteren Schenkel
28 eine untere Kammer 35 gebildet. Die Kammern 34 und 35 sind
durch einen aufrechten Kanal 36 in einem Steg 37 des U-förmigen
Gehäuses 26 miteinander verbunden. Im Bereich eines unteren
Sockels 38 ist ein an den Innenraum anschließender Austrittskanal 39
vorgesehen. Im Bereich der oberen Kammer 34 und der un
teren Kammer 35 schließen jeweils Bohrungen 40, 41 an, die im
Bereich der Sensorfläche 29, 30 münden. Diese Bohrungen 40, 41
dienen für den Durchtritt der Leitungen 31, 32 bzw. zur Anord
nung der Sensoren 16, 17. Innerhalb des Gehäuses 26 verläuft
die obere Leitung 31 in der oberen Kammer 34 und im aufrechten
Kanal 36 bis zum Austrittskanal 39, nämlich bis zum Kabel 33.
Die untere Leitung 32 führt von der Sensorfläche 30 über die
Kammer 35 zum Kabel 33.
Zum Einfüllen der Einbettmasse in die Hohlräume ist das Gehäuse
26 oben und unten mit Abdeckungen im Bereich der Hohlräume ver
sehen, insbesondere mit Abdeckplättchen aus Kunststoff oder Me
tall, die an die Einbettmasse vor dem Aushärten angedrückt und
so mit dieser verbunden werden.
Das Überwachungsorgan 15 bzw. das Gehäuse 26 ist im vorliegen
den Falle mit einem Befestigungsorgan an der Förderbahn 11 an
gebracht, und zwar mit einem Befestigungsbolzen 42, der durch
eine seitlich versetzte Öffnung 43 im Steg 37 des Gehäuses 26
hindurchtritt. Der Befestigungsbolzen 42 verbindet das Überwa
chungsorgan mit einem aufrechten Tragschenkel 44 der Unterfüh
rung 18.
Statt der bei dem Ausführungsbeispiel gezeigten Handhabung von
Zuschnitten 10 können auch fortlaufende Materialbahnen, auch
solche mit Druckmarken zur Steuerung von Organen der Ver
packungsmaschine, in der beschriebenen Weise abgetastet werden.
Mindestens ein Sensor wird dabei fortlaufend durch die anlie
gende Materialbahn gereinigt. Wenn das Verpackungsmaterial ent
sprechend ausgebildet ist, kann eine rauhe Seite nach unten
bzw. dem zu reinigenden Sensor zugekehrt sein.
Im übrigen ist es vorteilhaft, die beschriebene Vorrichtung
bzw. das Verfahren im Zusammenhang mit einer Einrichtung zu
verwenden, die der DE 196 07 215 entspricht.
10
Zuschnitt
11
Förderbahn
12
Gurtförderer
13
Untertrum
14
Mitnehmer
15
Überwachungsorgan
16
Sensor
17
Sensor
18
Unterführung
19
Förderfläche
20
Förderfläche
21
Vertiefung
22
Oberführung
23
Führungsspalt
24
Tragwand
25
Ausnehmung
26
Gehäuse
27
Schenkel
28
Schenkel
29
Sensorfläche
30
Sensorfläche
31
Leitung
32
Leitung
33
Kabel
34
Kammer
35
Kammer
36
Kanal
37
Steg
38
Sockel
39
Austrittskanal
40
Bohrung
41
Bohrung
42
Befestigungsbolzen
43
Öffnung
44
Tragschenkel
Claims (9)
1. Verfahren zum Herstellen von Packungen, insbesondere Zi
garetten-Packungen, aus Zuschnitten (10) eines Verpackungsmate
rials, insbesondere Papier, dünnem Karton oder dergleichen, wo
bei eine Materialbahn oder einzelne Zuschnitte des Verpackungs
materials entlang einer Förderbahn (11) transportiert werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Materialbahn oder die Zuschnitte (10) werden im Bereich der Förderbahn (11) durch optoelektronische (Überwachungs-) Organe (15) mit mindestens einem Sensor (16, 17) abge tastet,
- b) die Materialbahn oder die Zuschnitte (10) werden unter An lage an mindestens einem Sensor (16, 17) an dem Überwa chungsorgan (15) vorbeibewegt, derart, daß der Sensor (17) durch die Materialbahn bzw. die Zuschnitte (10) durch die gleitende Anlage gereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Materialbahn oder die Zuschnitte (10) unter Eigengewicht
und/oder infolge Ab- bzw. Umlenkung der Materialbahn bzw. Zu
schnitte (10) an den Sensor (17) angedrückt werden.
3. Vorrichtung zum Herstellen von Packungen, insbesondere
Zigaretten-Packungen, aus Zuschnitten (10) eines Verpackungsma
terials, insbesondere Papier, dünnem Karton oder dergleichen,
wobei eine Materialbahn oder einzelne Zuschnitte (10) des Ver
packungsmaterials entlang einer Förderbahn (11) transportierbar
sind, vorzugsweise zu einem Faltaggregat, dadurch gekennzeich
net, daß im Bereich der Förderbahn (11) mindestens ein Überwa
chungsorgan (15) zur optoelektronischen Abtastung der Material
bahn oder Zuschnitte (10) positioniert ist und daß die Ma
terialbahn bzw. die Zuschnitte (10) während des Transports re
lativ zum Überwachungsorgan (15) unter Anlage an mindestens
einem Sensor (17) des Überwachungsorgans (15) an diesem vorbei
bewegbar sind, derart, daß der Sensor (17) durch gleitende An
lage der Materialbahn oder Zuschnitte (10) gereinigt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (17) oder die Sensoren im Bereich einer erhöhten
Sensorfläche (30) des Überwachungsorgans (15) angeordnet sind,
insbesondere im Bereich einer balligen oder gewölbten Sensor
fläche (30), wobei der zu reinigende Sensor (17) im höchsten
Punkt der Sensorfläche (30) positioniert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Zuschnitte (10) entlang der Förderbahn (11) min
destens im Bereich des Überwachungsorgans (15) auf einer Unter
führung (18) aufliegen, wobei die zu reinigenden Sensoren (17)
bzw. deren Sensorfläche (30) gegenüber einer Förderfläche (20)
der Unterführung (18) erhöht ist, vorzugsweise bei gewölbter
Ausbildung der an die Förderfläche (20) anschließenden Sensor
fläche (30).
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsorgan (15)
als Gabellichtschranke ausgebildet ist, mit einem U-förmigen
Gehäuse (26), dessen Schenkel (27, 28) die einander zugekehrten
Sensorflächen (29, 30) aufweisen, in deren Bereich die Sensoren
(16, 17) angeordnet sind, wobei die Zuschnitte (10) mindestens
mit einem Randbereich zwischen den Schenkeln (27, 28) hindurch
transportierbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung bzw. Überwa
chung der Zuschnitte (10) mittels Prüflicht erfolgt, welches
über innerhalb des Gehäuses (26) des Überwachungsorgans (15)
geführte Leitungen (31, 32) aus Glasfasersträngen beschickbar
sind, wobei die Leitungen (31, 32) - Glasfaserbündel - an ein
ander gegenüberliegenden Bereichen der Sensorflächen (29, 30)
als Sensor (16, 17) münden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsorgan (15)
bzw. dessen Gehäuse (26) innen (teilweise) als Hohlkörper aus
gebildet ist zur Aufnahme von optischen und/oder elektrischen
Installationsorganen und daß diese durch eine ursprünglich
fließfähige, sich verfestigende Einbettmasse innerhalb der
Hohlräume fixiert sind, insbesondere durch Kunstharz.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem U-förmigen Gehäuse (26) im oberen Schenkel (27) und im
unteren Schenkel (28) jeweils eine Kammer (34, 35) für die Lei
tungen (31, 32) und in einem Steg (37) ein aufrechter Kanal
(36) gebildet sind, wobei an den Kanal (36) im unteren Bereich
des Gehäuses (26) ein Austrittskanal (39) für ein Kabel (33)
anschließt.
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