-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einschachtelvorrichtung zum
Verpacken von in Reihen angeordneten Produkteinheiten in Sammelverpackungsschachteln.
-
Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf die Verpackung von in Reihe angeordneten
Tee-, Kamillebeutel-Reihen oder Beutelreihen mit ähnlichen Aufgussprodukten
oder löslichen
Substanzen.
-
Auf
dem Gebiet der Verpackungsautomaten von Teebeuteln ist es aus der
Praxis bekannt, Einschachtelvorrichtungen zu verwenden, die einer
Endstation der Verpackungsmaschine eine bestimmte Anzahl von Säckchen entnehmen
und sie in einer Sammelverpackungsschachteln einpacken.
-
Solche
Vorrichtungen umfassen automatische Schachtelaufstelleinrichtungen,
die die Schachteln in der Form von flachen Zuschnitten einem Magazin
entnehmen; die Schachteln einer Tiefziehstation überreichen, die mit einer festliegenden
Form und mit einem beweglichen Stempel ausgerüstet ist, die derart zusammenwirken,
dass die dreidimensionelle Formung der Schachtel verwirklicht wird,
indem deren Klappen aufgerichtet und verklebt werden; die offenen
Schachteln in Richtung einer Füllstation
geleitet werden; und schließlich
die mit den Produkten gefüllten
Schachteln in Richtung einer Ausstoßstation aus der Einschachtelvorrichtung
bewegen.
-
Die
Zuführung
der Schachteln in Richtung der Füllstation
wird insbesondere durch eine Zuführstraße durchgeführt, die
mit mechanischen oder pneumomechanischen Greif- und Verstelleinrichtungen
versehen ist, die nach Anhalten der Schachteln diese der Aufnahmestation
entnehmen und sie mit einer Verschiebung gleich einem zur Abmessung
der Schachteln proportionalen Schritt P in die Füllstation überführen. In dieser wird während einer
oder mehrerer Pausen die Einführung
des Produktes durchgeführt,
wonach eine dar auffolgende Verschiebebewegung, immer mit P-Schritten,
die Schachteln zu im allgemeinen als Nachbearbeitungsstationen bezeichnete
Stationen führt,
in denen zusammen mit anderen Schachteln die Schachteln weiteren
Verpackungsverfahrensschritten unterzogen werden. Durch getaktete
Verschiebeschritte durchlaufen die Schachteln zuerst die Zuführstraße und danach
die stromabwärts
gelegene Förderstraße und während der
Verschiebepausen werden sie einem oderer mehreren Verpackungsschritten
unterzogen und kommen an einer Ausstoßstation an, aus der die Packungen
einer endgültigen
Lagerung zugeführt
werden.
-
Die
Greif-, Verschiebe- und Abgabevorrichtungen der Schachteln, die
zwischen aufeinanderfolgenden Stationenpaaren wirken, sind durch
eine bestimmte Anzahl von herkömmlichen,
mechanischen Förderern
hergestellt; typischerweise sind diese „kammartig" nacheinander und zweckmäßig zueinander
gleichlaufend angeordnet. Die Verschiebeförderer vor und nach der Füllung sind
zueinander ähnlich
ausgeführt,
während
sie im Bereich der Füllstation
verteilt sind, und bei Verpackung in einer einzigen Schachtel von
mehreren parallelen und geordnet aneinander angereihten Produktreihen,
ist vorgesehen, die Schachteln mit Schritten des Betrages P/n zu
bewegen, wobei n die Anzahl der zu ordnenden Reihen ist. Jeder der „kammartigen" Förderer der
Füllstation dient
zur schrittweisen Verschiebung der Schachtel, welche Verschiebung
verschieden von den anderen ist und proportional herabgesetzt in
Abhängigkeit
zur Gesamtanzahl der Produktreihen ist, die dazu bestimmt sind,
in die Schachtel eingeführt
zu werden.
-
Die
Einschachtelvorrichtungen der oben beschriebenen Art arbeiten auf
eine sehr zufriedenstellende Art und Weise und zeichnen sich auch
durch eine hohe Zuverlässigkeit
aus. Der rein mechanische Charakter ihrer Einrichtungen zur automatischen Fortbewegung
macht diese Vorrichtungen jedoch konstruktiv sehr aufwendig und
teuer, wodurch die Notwendigkeit entsteht, deren Herstellung zu
vereinfachen, um wirtschaftlichere und flexiblere Verpa ckungsmaschinen
herzustellen.
-
Die
oben genannten Vorrichtungen benötigen
mechanische Einstellungen von Nocken und Stößeln, die, außer dass
dazu spezifisch vorgesehene Mittel erforderlich sind, auch eine
bestimmte Einrichtungszeit beim Wechsel des geometrischen Schachtelzuschnittes
und der daraus folgenden Anzahl von zu verpackenden Produktreihen
verlangen, bevor von einem Produkt mit vorbestimmten Merkmalen auf
andere Produkte übergegangen
wird.
-
Ein
Mangel ergibt sich weiterhin dadurch, dass die Fördereinrichtungen der oben
genannten Einschachtelvorrichtungen längs einer einzigen, im wesentlichen
horizontalen Straße
angeordnet sind, die an einer bestimmten Höhe vom Boden die Verpackungsmaschine
von einer Seite auf die andere durchläuft.
-
Ein
manuelles Arbeiten auf Mannhöhe
ist mit den Fördereinrichtungen
der Einschachtelvorrichtungen der oben beschriebenen Art unvereinbar,
da, zumindest wenn nicht Vergrößerungen
der Abmessungen des gesamten Platzbedarfes der Verpackungsmaschine
hingenommen werden, beispielsweise der Platzbedarf einer Filterpapierrolle
zur Herstellung der Teebeutel den durch die Schachteln während der Verpackung
beschriebenen Hub stören
würde.
-
Aus
der
EP 0 488 794 A2 ist
eine Vorrichtung zum Befüllen
von Schachteln mit Teebeuteln bekannt. Bei dieser werden entsprechende
Schachteln quer zur Zuförderrichtung
entsprechender Gruppen von Teebeuteln herangeführt und je nach Anzahl der in
eine Schachtel einzufüllenden
Teebeutelreihen getaktet weitergeführt. Eine entsprechend befüllte Schachtel
wird dann in Zuführrichtung
weitertransportiert und anschließend quer zur Zuführrichtung aus
der Vorrichtung ausgestoßen.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die oben bezeichneten
Mängel
durch eine Einschachtelvorrichtung zu beheben, durch die die Herstellung
von Verpackungsmaschinen mit kleinerem konstruktivem Aufwand und
geringeren Kosten möglich
ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Einschachtelvorrichtung
besitzt den Vorteil, im Aufbau der Verpackungsmaschine Filterpapierrollen
mit stark vergrößerten Abmessungen
aufnehmen zu können,
ohne dass die Gefahr einer Störung
der Laufstrecke der Schachteln längs
der Fördereinrichtung
bestehen würde.
-
Durch
die Anordnung auf ein und derselben Seite von Aufnahmestation und
Ausstoßstation
der Verpackungen ergibt sich als weiterer ergonomischer Vorteil,
dass dem Benutzer eine bequeme Überwachung
der Maschine ermöglicht
ist, ohne sich von einer Station zur anderen bewegen zu müssen.
-
Eine
weitere konstruktive Vereinfachung ergibt sich dadurch, dass die
erfindungsgemäße Vorrichtung
einheitliche Greif-, Verstell- und Abgabemittel der Schachteln für die gesamte
Zuführstraße vorsieht,
unabhängig
von der Anzahl der Produktreihen, die in die Schachteln eingeführt werden
müssen.
-
Dies
wird erreicht, indem die Greif-, Übergabe- und Abgabemittel der
Schachteln mit Arbeitszylindern ausgerüstet werden, die mit programmierbaren
elektronischen Steuermitteln zusammenwirken, um die Schachteln in
Bewegungsschritte verschiedener Länge in Abhängigkeit der Produktreihenanzahl in
den Schachteln zu bewegen.
-
Außer dem
Vorteil die Anzahl der Förderer der
Zuführlinie
zu verringern, mit selbstverständlichen
Auswirkungen auf die Kostenherabsetzung, erlaubt die Steuerung der
Bewegung mit programmierbaren elektronischen Kontrollmitteln, die
Einstellungen für
den Zuschnittwechsel und insbesondere für die Programmierung der Anzahl
der Beutelreihen auf eine sehr raschere Art durchzuführen, wodurch
die Vorrichtung flexibler und wirtschaftlicher in der Herstellung
ist.
-
Die
nachfolgende Beschreibung zeigt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
eine beispielhafte und nicht beschränkende Ausführungsform.
-
Es
zeigen:
-
1 einen
schematischen Aufriss einer in ihrer Gesamtheit dargestellten und
mit einer erfindungsgemäßen Einschachtelvorrichtung
versehenen Verpackungsmaschine;
-
2 ein
Schaubild eines Verpackungsbeispieles von Produkten, erhalten mit
der erfindungsgemäßen Einschachtelvorrichtung;
-
3 eine
vergrößerte Seitenansicht
der Einschachtelvorrichtung, mit einigen weggelassenen Teilen;
-
4 eine
schematische Blockdarstellung von programmierbaren Steuermitteln,
die mit der Einschachtelvorrichtung zusammenwirken;
-
5a, 5b, 5c und 5d eine
schematische Darstellung einer Reihenfolge von Füllschritten einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hergestellten und zu füllenden
Schachtel;
-
6 als
Einzelheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der zangenförmige
Greifmittel für
eine Schachtel.
-
Gemäß den Figuren
ist mit 1 insgesamt (in 1) ein Automat
zur Verpackung von Filterpapierbeuteln für Tee, Kamille und ähnliche
Aufgussprodukte oder für
in Flüssigkeit
lösliche
Substanzen bezeichnet.
-
Die
Maschine 1 ist mit einer Einschachtelvorrichtung 3 versehen,
durch die die durch die einzelnen Teebeutel (siehe auch 2)
dargestellten Produkte 4 mit bestimmten Anordnungen eingefüllt werden
mit einer Vielzahl von aneinanderliegenden Reihen innerhalb der
Schachteln 2 aus Karton oder aus einem gleichwertigem Verpackungsmaterial.
-
Die
Einschachtelvorrichtung 3 umfasst im wesentlichen:
- – eine
in 1 schematisch dargestellte Ladestation 20, über die
die Verpackungsschachteln 2 bei der Einschachtelvorrichtung 3 in
der Form von ebenen Kartonstanzteilen 2' ankommen,
- – eine
Tiefziehstation 21 herkömmlicher
Art, die mit einer feststehenden Form ausgerüstet ist, in Kombination mit
welcher ein beweglicher Stempel die dreidimensionale Verformung
der Schachtel 2 vornimmt, indem die Klappen des Zuschnittes
aufgestellt und verklebt werden, und dann die Schachtel 2 einer
darunterstehenden Aufnahmestation 6 übergibt;
- – eine
Füllstation 7,
in der die Teesäckchen
in die Schachtel 2 eingefüllt werden, gefolgt von einer Reihe
von darauffolgenden Stationen, im allgemeinen genannt Nachbearbeitungsstationen 11, in
denen weitere Schritte des Verpackungsablaufes erfolgen; und schließlich
- – eine
Ausstoßstation 9 zum
Ausstoss der Schachteln 2 aus der Einschachtelvorrichtung 3, die
auf derselben Seite der Einschachtelvorrichtung angeordnet ist,
auf der auch die Füllstation 7 liegt.
-
Zwischen
der Aufnahmestation 6 und der Füllstation 7 wirkt
insbesondere eine horizontale Zuführstraße 5, über die
die Schachteln 2 mit entsprechend angehobenem Deckel 22 von
einer Station in die andere 6, 7 mit einer getakteten,
schrittartigen Bewegung in einer Richtung übergeben werden, bestehend
aus einer Reihe von linearen Verschiebebewegungen im Wechsel mit
Bewegungspausen der Schachteln 2.
-
Diese
Verstellung erfolgt durch Greif-, Verschiebe- und Abgabemittel der
Schachteln 2, die die einzigen längs der gesamten Zuführstraße 5 sind
und wechselweise zwischen den oben genannten Stationen 6, 7 derart
bewegt werden, dass die einzelnen Schachteln 2 im Annäherungshub
zur Füllstation 7 gefördert werden,
wobei dann der Leerrücklaufhub
in Richtung der Aufnahmestation 6 ausgeführt wird.
-
Diese
Mittel bestehen insbesondere (3 und 6)
aus einer ringförmig
um zwei Rollen 24 gewickelte Raupe, von denen eine angetrieben
ist und fest zwei in der horizontalen Ebene bewegliche, oberhalb
der Raupe 23 angelenkte Zangenelemente 25 derart
trägt,
dass sie den gegenüberliegenden, vertikalen
Wänden
der Schachteln 2a zuordenbar sind.
-
Die
angetriebene Rolle 24 wird durch Arbeitsmittel bewegt,
die einen elektronisch gesteuerten Motor 27 umfassen, der
mit programmierbaren Steuermitteln 26 (funktionelles Blockschema
aus 4) derart zusammenwirkt, dass die Schachtel 6 Förderschritte
veränderlicher
Weite durchführt,
die gemäß einer
vorgegebenen Reihenfolge in Bezug auf die Anzahl von Produktreihen
in der Schachtel 2 gegenüber der Füllstation 7 am Anfang
der Verpackungsschritte programmierbar sind.
-
Dieses
Merkmal erlaubt es, dass die Schachtel 2 verschiedene Bewegungsschritte
je nach der vorgegebenen, in derselben Schachtel vorgesehenen Verpackungsart
(d. h. Schachteln, die mit einer oder mehreren Produktreihen 4 aufgefüllt werden), durchführen: mit
anderen Worten wird eine Schachtelreihe 2, in der die Verpackung
einer einzigen Produktreihe 4 vorgesehen ist, einen Vorschubschritt gleich
ihrer Länge
L durchführen,
wenn sie sich in einem Übergabeschritt
aus der Aufnahmestation in Richtung der Füllstation 7 befindet,
während
eine Schachtelreihe 2, die beispielsweise mit drei Produktreihen 4 befüllt wird,
mit einem Förderschritt
etwa gleich einem Drittel der eigenen Länge L vorgeschoben wird, um
die Füllreihenfolge
einer im Bereich der Füllstation
angeordneten Schachtel 2 zu erlauben.
-
Die
zangenartigen Mittel 25 sind schematisch in 6 dargestellt.
Diese zangenartigen Elemente oder Mittel 25 weisen ein
Paar von Profilen 25a auf, die symmetrisch und einander
gegenüberliegend
angeordnet sind. Jedes Profil 25a ist mit einer Vielzahl
von Aufnahmen 25b versehen, die eine Abmessung L gleich
der jeweiligen Breite der Schachtel 2 (siehe auch 2)
besitzt. Im dargestellten Fall sind drei Aufnahmen 25b dargestellt,
aber dies wird von der von der Maschine geforderten Ausbildung und
von der Produktivität
derselben bei verschiedenen Takten der verschiedenen Stationen (Schachtelformung,
Füllung
mit Säckchenreihen,
Ausstoß usw.) der
Maschine selbst abhängen.
-
Während der
Förderschritte
im Bereich der Übergabestation 6 werden
alle strichliniert in 3 dargestellten Schachteln 2 unten
durch eine Tragebene 25s (durch zwei horizontale und parallele
Stangen festgelegt) abgestützt,
die zwischen den zangenartigen Mitteln 25 fest angeordnet
ist.
-
Um
nachfolgend die schon gefüllten
Schachteln 2 von den zangenartigen Mitteln 25 zu
befreien, um so deren Vorschub in Richtung der Nachfüllstatio nen 11 zu
ermöglichen,
werden die Profile 25a um eine entsprechende durch jeweilige
Bolzen 25p verkörperlichte
Achse X, parallel zu und in Richtung F des Vorschubes der Schachteln 2 verschwenkt.
Diese Verschwenkung der Profile 25a erfolgt in beide Richtungen
und gemäß den in 6 angegebenen Pfeil
F1 zwischen einer Arretierstellung der Profile selbst, in der die
Profile einander gegenüberliegen und
die Schachtel 2 halten, und einer verschwenkten Freigabestellung,
in der die Profile 25a voneinander beabstandet sind.
-
Ein
Beispiel der Reihenfolge der auf die Bewegung der erläuterten
Organe zurückzuführenden Schritte
ist in 5 dargestellt, in der angenommen wird, dass die
leeren, nacheinander von A in Richtung der Füllstation 7 sich bewegenden
Schachteln, als Beutelreihe schematisch dargestellt, gemäß der oben
angegebenen Richtung und in Richtung F gefördert werden müssen; man
nehme weiter bei diesem die Verpackung aus 2 betreffenden
Beispiel an, dass die Anzahl der Beutelreihen drei wäre.
-
In 5a tritt die leere Schachtel A ein, während die
vorangehenden Schachteln B und C schon zwischen den zangenartigen
Mitteln 25 liegen und von denselben gehalten sind.
-
Im
darauffolgenden Schritt, siehe 5b, werden
die zangenartigen Mittel 25 in Richtung F um einen Betrag
H derart verstellt, dass die Schachtel C in den Bereich der Füllstation 7 mit
einem Abschnitt CI gleich einem Drittel der Schachtelbreite L fortbewegt
wird. Bei dieser Gestaltung wird die Schachtel von den Stangen 25s untergriffen.
-
Darauffolgend
werden nach Ablage im Inneren der Schachtel 2 der ersten
Reihe CI die zangenartigen Mittel 25 um einen weiteren
Schritt (L/3) verstellt, wobei sie in die in 5c dargestellte
Konfiguration gebracht werden, bei der die zweite Schachtelreihe
C2 abgelegt wird. Die Schachtel 2 wird schließ lich in
die in 5d dargestellte Konfiguration
gebracht (immer mit einer Verstellung um einen Schritt L/3), wo
die dritte Beutelreihe derart abgelegt wird, dass die Schachtel 2 vollständig gefüllt wird.
An dieser Stelle wird die Schachtel 2 durch die oben angegebene
Verschwenkung der Profile 25a befreit, um durch nachfolgend
beschriebene Elemente ergriffen zu werden. Darauf steuern die raupenartigen
Steuermittel die Umkehrung der Bewegung und die zangenartigen Mittel 25 werden
in Richtung F2 mit einem einzigen Bewegungsschritt in den Bereich
der Ladestellung einer neuen Schachtel A, wie in 5a dargestellt,
zurückkehren.
-
Stromabwärts der
Füllstation 7,
sieht die Einschachtelvorrichtung 3 eine Förderstraße 8 vor,
die sich zwischen der Füllstation 7 selbst
und der Ausstoßstation 9 erstreckt.
-
Die
Förderstraße 8 umfasst
einen ersten vertikalen Abschnitt, bezeichnet als Übergabestraße 10, bei
der die Schachteln 2, nachdem sie aus der Füllstation 7 ausgetragen
wurden, eine vertikal zur Zuführstraße 5 verlaufende
erste Verstellung durchführen,
die sie in eine darunterliegende Nachbearbeitungsstation 11 bringt.
Im darauffolgenden horizontalen Abschnitt 30 der Förderstraße 8,
der zwischen der ersten Nachbearbeitungsstation und der Ausstoßstation 9 liegt,
werden die Schachteln 2 durch eine Verstellung ähnlich jener
der Zuführstraße 5 im Sinne
einer Bewegung mit Schritten gleich der Länge L der Schachteln (ohne
unterteilte Schritte L/n der Beutelreihen) und mit einer umgekehrten
Vorschubrichtung allmählich
bis zum Ausstoß außerhalb
der Einschachtelvorrichtung 3 bewegt. Dazu können zangenartige
Fördermittel
gleich jenen wie oben zu 6 dargestellten zangenartigen
Mitteln 25 vorgesehen sein.
-
Bei
Betrachtung der 3 kann insbesondere festgestellt
werden, dass die Übergabestraße 10 eine
Absenkvorrichtung 31 umfasst, die zwischen den Füllstationen 7 und
der ersten Nachbearbeitungsstation 11 wirkt und mit einer
Aufnahmeebene 32 der Schachteln 2 versehen ist,
die durch Unter druckdüsen 33 verwirklichte
Haltemitteln aufweist und durch eine vertikale Führung 34 getragen
ist. Die Ebene 32 ist an einem Austrittsende eines Antriebs 40 festgelegt,
der bewegliche Gelenkhebel 35 umfasst und im Gleichlauf
mit der Zuführstraße 5 und unter Überwachung
der programmierbaren Steuermittel 26 derart angetrieben
wird, dass die Ebene 32 längs der Führung 34 wechselweise
angehoben und abgesenkt wird, wobei nacheinander die Übergabe der
Schachteln 2 aus der Füllstation 7 an
den horizontalen Abschnitt 30 der Förderstraße 8 erfolgt.
-
Die
dargestellte Lösung
erlaubt daher durch Verwendung einer elektronischen Steuerung der
Bewegung der zangenartigen Mittel 25 deren Hub den verlangten
Beträgen
sowohl im Sinne der Füllung
der Schachtel (Richtung F) als auch im Sinne der Rückkehr (Richtung
(F2) anzupassen: auf diese Weise kann nur eine einzige Vorrichtung
(nämlich
die zangenartigen Mittel 25 mit den jeweiligen Betätigungsmitteln)
verwendet werden, wobei die Bauart der Maschine vereinfacht wird
und die Anpassungsschritte derselben an Zuschnittwechselerfordernisse
rationeller gestaltet werden.
-
Was
die Bauart betrifft, ist die Lösung,
die zwei übereinanderliegende Übergabe-
und Nachfüllstraßen vorsieht,
insbesondere geeignet für
eine Bauart von Verpackungsmaschinen, die stromabwärts liegen
und nicht im einzelnen dargestellt sind, die Filterpapierrollen 100 großen Durchmessers
verwenden, die auf Mannhöhe
gelegen sind, wobei diese Lösung
die Verwendung der herkömmlichen
auf derselben Straße
liegenden Einschachtelungsstraße,
wie oben ausgeführt,
verhindern würde.