DE19719598C1

DE19719598C1 - Vorrichtung zum Einbringen von Verpackungen in einem Sammelbehälter

Info

Publication number: DE19719598C1
Application number: DE1997119598
Authority: DE
Inventors: Roman Dr Kammler; Walter Dr Baur
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2017-05-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Verpackungen in einen Sammelbehälter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bewegbare Übergabeeinrichtungen an Vorrichtungen zum Übergeben einer Verpackung werden im allgemeinen aus Stahl gefertigt. Für Stahl spricht dessen große Steifigkeit (Elastizitätsmodul: 20.10¹⁰ N/m²). Derartige Übergabeeinrichtungen können einen Klappenmechanismus, einen Schieber oder ein sonstiges Aggregat aufweisen, um damit eine Verpackung von einer Verpackungsstation in einen Sammelbehälter zu übergeben. Eine Übergabe erfolgt im allgemeinen senkrecht nach unten.

Die bekannten Übergabeeinrichtungen aus Stahl haben den Nachteil, daß sie für Hochleistungsverpackungsmaschinen wenig geeignet sind, da Stahl eine relativ hohe Dichte (6,3 bis 8,1 kg/dm³) hat und somit eine relativ große Masse beschleunigt werden muß. Stahl erfordert eine hohe Antriebskraft für eine Übergabeeinrichtung.

Kunststoffe als bewegbare Übergabeeinrichtungen hätten zwar infolge ihrer relativ geringen Dichten geringe Trägheitsmomente, erfüllen aber bezüglich ihrer relativ geringen Steifigkeit nicht die Anforderungen des Höchstleistungsverpackungs maschinenbaus. Kunststoffteile flattern bei großen Beschleunigungen zu sehr. Aluminium hat ebenso wie Stahl eine zu große Dichte.

Aus US 5 343 671 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von Ver packungen in einen Sammelbehälter bekannt, bei der mehrere Ver packungen gleichzeitig in den Sammelbehälter eingebracht wer den. Allerdings bilden die Verpackungen einen einzigen Stapel, wobei nur die unterste Verpackung auf der Übergabeeinrichtung aufliegt.

DE 195 35 509 A1 offenbart die Verwendung von elektromagneti schen Linearantrieben bei Vorrichtungen zum Einbringen von Ge genständen in Behälter.

Diese Vorrichtungen eignen sich nicht zum quasi zeitgleichen Einbringen mehrerer nebeneinander auf der Übergabeeinrichtung befindlicher Verpackungen in einen Sammelbehälter.

In der Fachliteratur (Taschenbuch Maschinenbau in acht Bänden; VEB Verlag Technik Berlin, 1. Auflage 1985, Band 2) ist die Ver wendung von Magnesiumlegierungen zur Gewichtsreduzierung be kannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß sie eine Gruppe von nebeneinander auf der Übergabeein richtung befindlichen Verpackun gen funktionssicher unter Beibehalt der Gruppengeometrie in einen Sammelbehäl ter einbringen kann.

Gelöst ist die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Übergabeeinrichtung relativ leicht ist. Dadurch sind vergleichsweise niedrige Massenträgheitsmomente und Beschleunigungskräfte erreicht. Die Dichte einer Magnesiumlegierung ist mit ca. 1,7 kg/dm³ deutlich niedriger als die von Stahl, wodurch auch relativ großvolumige Übergabeeinrichtungen schnell und mit relativ geringer Antriebsleistung bewegt werden können.

Im Vergleich zu Kunststoff ist die Magnesiumlegierung ca. 20 mal steifer, und im Vergleich zu Aluminium ungefähr ein Drittel leichter. Die Magnesiumlegierung hat die Steifigkeit von 4,4.10¹⁰ N/m² und ist damit für extrem schnell bewegte Übergabeein richtungen geeignet.

Durch die Verringerung der Beschleunigungskräfte und die somit mögliche geringere Antriebsleistung wird die Vorrichtung relativ kostengünstig.

Mit einer Brinellhärte (HB) von 200 bis 300 ist die Magnesiumlegierung zudem so hart, daß ungewünschte Deformationen durch eine hohe Beanspruchung der Übergabeeinrichtung vernachlässigbar sind.

Sowohl die Magnesiumlegierung Mg Ag3 Se2 Zr1, als auch Mg Al9 Zn1 erfüllen sehr gut die beschriebenen Eigenschaften einer Magnesiumlegierung und sind gut verfügbar. Mg Ag3 Se2 Zr1 enthält 3% Silber, 2% Selen und 1% Zirkonium und wird als MSR-Legierung bezeichnet. Sie ist hitzebeständig und daher auch für heiße Produkte einsetzbar. Mg Al9 Zn1 ist eine Magnesiumlegierung, die 9% Aluminium und 1% Zink enthält.

Ist die Übergabeeinrichtung ein Gußteil, so kann die Übergabeeinrichtung in technisch einfacher und kostengünstiger Weise gegossen werden.

Ist die Magnesiumlegierung mit einer Beschichtung versehen, die chemisch inert ist, so ist ein Schutz der Magnesiumlegierung gegenüber chemisch aktiven Substanzen, insbesondere Säuren, erreicht. Diese Substanzen könnten aus einer undichten Verpackung austreten und mit der Magnesiumlegierung reagieren.

Eine einfache und bewährte Übergabeeinrichtung ist realisiert, wenn die Übergabeeinrichtung eine Klappe eines Klappenmechanismusses ist. Für eine extrem schnelle Übergabe einer Verpackung eignet sich ein horizontal bewegbarer Schieber, der in seiner Bewegungsrichtung, in welcher er geöffnet wird, durch einen Anschlag begrenzt ist, welcher beim Öffnen die auf dem Schieber befindlichen Verpackungen zurückhält (Anspruch 8). Die Geschwindigkeit zum Öffnen und zum Schließen des Schiebers kann sehr hoch sein, ohne dazu einen besonders starken Antrieb zu benötigen. Das Massenträgheitsmoment kann durch Materialaussparungen in der Übergabeeinrichtung noch weiter reduziert werden. Die Trägheit der durch die Übergabeeinrichtung übergebenen Verpackungen ist ein besonderer, die Geschwindigkeit reduzierender Faktor.

Weist der Klappenmechanismus mindestens eine aus der Horizontalen schwenkbare Klappe auf, und ist unterhalb der Klappe eine Produktaufnahme vorgesehen, so können die Verpackungen durch eine Schwenkbewegung der Klappe nach unten abgegeben werden. Durch den Einsatz der Magnesiumlegierung kommt selbst bei sehr hohen Betätigungsgeschwindigkeiten der Klappe kein Flattern der Klappe vor. Zwecks einer zusätzlichen Beschleunigung der durch die Klappe abzugebenden Verpackungen kann als weiteres Hilfsmittel eine Stoßeinrichtung oder eine Saugeinrichtung eingesetzt werden, um die Fallbeschleunigung der Verpackungen zu erhöhen.

Mit dem elektromagnetischen Linearantrieb (Linearmotor) als Antrieb für die Übergabeeinrichtung lassen sich extrem schnelle Übergaben erreichen. Der Linearmotor kann bis zum Zwangzigfachen der Erdbeschleunigung beschleunigen. In Kombination mit der Magnesiumlegierung können wegen der oben bewährten Eigenschaften der Magnesiumlegierung extrem schnelle Übergaben erfolgen.

Durch ein extrem schnelles Öffnen einer Übergabeeinrichtung können alle Gegenstände der Übergabeeinrichtung quasi gleichzeitig übergeben werden, wodurch die Übergabe in minimaler Zeit erfolgt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine Übergabeein richtung aus einer Magnesiumlegierung in Form eines Schiebers;

Fig. 2 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt den Gegenstand der Fig. 1, jedoch mit geöffnetem Schieber und mit fallenden Beuteln;

Fig. 3 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine Übergabeein richtung aus einer Magnesiumlegierung in Form zweier aus der Horizontalen nach unten schwenkbarer Klappen, die jeweils mittels eines Motors angetrieben sind.

Bei einer Vorrichtung 1 zum Übergeben von mehreren Verpackungen 2 von einer Verpackungsstation 3 zu einer Verpackungsstation 4 ist eine bewegbare Übergabeeinrichtung 5 vorgesehen, die aus einer Magnesiumlegierung 6 besteht (Fig. 1). Die Magnesiumlegierung 6 ist Mg Al9 Zn1 7 und ein Gußteil 8. Die Magnesiumlegierung 6 wurde eloxiert, um eine chemisch inerte Beschichtung 9 zu erhalten. Die Übergabeeinrichtung 5 ist der Schieber 10 eines Schiebermechanismus 11. Der Schieber 10 ist horizontal bewegbar. In ihrer Bewegungsrichtung zum Öffnen ist eine Wand 20 als mechanischer Anschlag 12 vorgesehen, welcher beim Öffnungsvorgang das auf dem Schieber 10 befindliches Produkt 13 zurückhält.

Als Antrieb 14 für die Übergabeeinrichtung 5 ist ein elektromagnetischer Linearantrieb 15 vorgesehen. Wegen der guten Stabilität der Magnesiumlegierung 6, seiner geringen Masse und der extrem großen Beschleunigungsfähigkeit des Linearantriebs 15 ist es möglich, die Übergabeeinrichtung 5 derart schnell durch einen Schlitz 16 aus dem Schacht 17 zu ziehen, daß die sechs Verpackungen 2 quasi zeitgleich und damit nach minimaler Zeit in eine Schachtel 18 der unteren Verpackungsstation 4 gelangen (Fig. 2). Ein Transportband 19 bewegt danach die Schachtel 18 um eine Beutelbreite weiter (in die Papierebene hinein), damit eine weitere Reihe von Verpackungen 2 in die Schachtel 18 gebracht werden kann.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Übergabeeinrichtung 5 mittels zweier Klappen 21, 22 als Klappenmechanismus 11 realisiert, die aus der Horizontalen heraus schwenkbar sind, und unter denen eine Produktaufnahme 23 vorgesehen ist (Fig. 3). Jeweils eine von einem Transportband 24 abgegebene Verpackung 2 gelangt auf die Klappen 21, 22 und wird mit einer genauen Taktfrequenz durch Schwenken der Klappen 21, 22 um die Achsen 25, 26 nach unten auf die Produktaufnahme 23 abgegeben. Die Verschwenkungen werden durch Antriebe 27, 28 bewirkt. Das Öffnen und Schließen der Klappen 21, 22 kann extrem schnell erfolgen, da die Klappen 21, 22 sehr leicht und steif sind. Das Klappenmaterial besteht aus Mg Al9 Zn1 7. Infolge ihrer relativ großen Härte sind die Klappen 21, 22 relativ unempfindlich gegenüber Schlagbeanspruchung.

Claims

1. Vorrichtung zum Einbringen von Verpackungen (2) in einen Sammelbehälter (18), mit einer die Verpackungen (2) in einer Tragstellung tragenden und in einer Freigabestellung die Verpackungen (2) infolge Schwerkraft in den Sammelbehäl ter (18) abgebenden Übergabeeinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet,

1. daß die Übergabeeinrichtung (5) aus einer Magnesiumlegie rung (6) besteht,
2. daß als Antrieb (14) zum Betätigen der Übergabeeinrich tung (5) ein elektromagnetischer Linearantrieb (15) vorge sehen ist,
3. daß die Betätigung der Übergabeeinrichtung (5) jeweils nach Aufnahme einer Gruppe aus mehreren nebeneinander un mittelbar auf der Übergabeeinrichtung (5) lagernden Ver packungen (2) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (5) ein horizontal bewegbarer Schie ber (10) ist, der in der Bewegungsrichtung zum Öffnen des Schiebers (10) durch einen Anschlag (12) begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (5) eine schwenkbare Klappe (10) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Magnesiumlegierung (6) MgAg3Se2Zr1 vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Magnesiumlegierung (6) MgAl9Zn1 (7) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung (5) ein Guß teil (8) ist.