DE19807469A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Kartons - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einführen von flachen Kleinpackungen, insbesondere Beuteln, in einen Großbehälter, insbesondere in einen (Versand-)Karton, in dem die Kleinpackun­ gen in mehreren Lagen übereinander positioniert sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Die Befüllung von großvolumigen Verpackungsbehältern, insbeson­ dere Versandkartons, mit Kleinpackungen, zum Beispiel mit fla­ chen Beuteln, wird in der Praxis vielfach von Hand durchge­ führt. Die Kleinpackungen bzw. Beutel werden dabei lagenweise in dem Karton gestapelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen für eine mechanisierte, selbsttätige Befüllung von Kartons oder derglei­ chen mit Kleinpackungen, wie Beuteln, ohne manuellen Eingriff vorzuschlagen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Kleinpackungen in Gruppen mit jeweils mehreren unmittelbar nebeneinanderliegenden Klein­ packungen durch einen Füllförderer unter Bildung einer Lage oder Teillage in dem Großbehälter bzw. Karton nacheinander ab­ legbar sind, beginnend jeweils an einer aufrechten Seitenwand des Großbehälters bzw. Kartons.

Erfindungsgemäß werden demnach aus den einzeln, nacheinander zugeführten Kleinpackungen Gruppen, nämlich Füllgruppen, aus dicht nebeneinanderliegenden Kleinpackungen gebildet. Diese Füllgruppen werden als Einheit durch einen Füllförderer unmit­ telbar in den oben offenen Karton eingeführt. Vorzugsweise ent­ spricht eine Füllgruppe einer Lage aus nebeneinander angeordne­ ten Kleinpackungen, zweckmäßigerweise mit mehreren, beispiels­ weise zwei Packungsreihen aus Kleinpackungen.

In besonderer Weise ist erfindungsgemäß der Füllförderer ausge­ bildet. Dieser besteht aus zusammenwirkenden Endlosförderern, nämlich Gurtförderern, die mit einem Teilbereich in den oben offenen Karton einführbar sind. Der Füllförderer ist so ausge­ bildet, daß mindestens in einem Endbereich die Kleinpackungen während der Förderung fixiert sind, vorzugsweise durch einen Gegenförderer.

Der Füllförderer besteht nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung aus mehreren, insbesondere zwei Abschnitten, wobei ein Endabschnitt schwenkbar ausgebildet ist, derart, daß dieser Endabschnitt bei der Ablage der Kleinpackungen im Karton der Ablagebewegung durch Schwenken folgen kann. Der Endabschnitt wird demnach zur Ablage der Kleinpackungen hin- und hergehend von einem Rand bzw. von einer Seitenwand des Kartons zur ande­ ren bewegt unter geordnetem aufeinanderfolgenden Ablegen der Kleinpackungen zur Bildung von Lagen.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf den Füllförde­ rer sowie auf die Arbeitsweise desselben und auf einen Zuförde­ rer für die Kleinpackungen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Beutel als Beispiel für eine Kleinpackung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Füllanlage in vereinfachter Draufsicht,

Fig. 3 die Füllanlage gemäß Fig. 2 in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Ausschnitt der Füllanlage gemäß Fig. 2 in Draufsicht, bei vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 den Ausschnitt gemäß Fig. 4 in Seitenansicht,

Fig. 6 bis Fig. 12 einen Füllförderer während des Füllens eines Großbe­ hälters in verschiedenen Positionen, in schemati­ scher Seitenansicht.

Die in Fig. 2 in schematischer Draufsicht gezeigte Füllanlage dient zum mechanischen bzw. selbsttätigen Einführen von Klein­ packungen in einen Großbehälter zu Versand- oder Lagerzwecken. Bei den Kleinpackungen handelt es sich beispielsweise um flache Beutel 10 aus einer Folie (Fig. 1). Der Beutelinhalt kann pul­ verförmig oder körnig, aber auch flüssig bzw. pastös sein. Bei­ spielsweise kann es sich dabei um Waschpulver handeln. Die vor­ liegende Fülleinrichtung ist aber auch für andere Formen von (flachen) Kleinpackungen geeignet.

Bei den zu befüllenden Großbehältern handelt es sich bei dem vorliegenden Beispiel um (Versand-)Kartons 11, beispielsweise aus Wellpappe. Die Kartons 11 werden teilweise vorgefertigt, nämlich mit einem geschlossenen Querschnitt, flach zusammenge­ faltet in einem Karton-Magazin 12 bereitgehalten und diesem nach Bedarf entnommen. Dabei wird der Karton 11 aufgerichtet in eine dreidimensionale Gestalt. Ein Kartonboden wird durch Fal­ ten von Bodenlappen gebildet. An der Oberseite ist der Karton 11 offen. Verschlußlaschen 13 sind aufrecht angeordnet.

Die so vorbereiteten Kartons 11 werden auf einer (unteren) Kar­ tonbahn 14 in eine Füllstation 15 gefördert. Im Bereich dersel­ ben werden die Beutel 10 in den Karton 11 eingefördert. Der ge­ füllte Karton 11 gelangt sodann in eine Faltstation 16, in der die oberen Verschlußlaschen 13 in die Schließstellung gefaltet werden. Es folgt eine Tapestation 17 zum Anbringen eines Ver­ schlußtapes, also eines Klebebands, im Bereich der Bodenwand und der durch die Verschlußlaschen 13 gebildeten Deckwand.

Die Beutel 10 werden, beispielsweise von einer Verpackungsma­ schine kommend, auf einem Zuförderer 18 mit Abstand voneinander transportiert. Aus den Beuteln 10 sollen Gruppen gebildet wer­ den, nämlich Füllgruppen 19. Jede Füllgruppe 19 entspricht hin­ sichtlich Anzahl und Anordnung von Beuteln 10 einer Lage 20 in­ nerhalb des Kartons 11. Bei dem vorliegenden Ausführungsbei­ spiel besteht jede Lage 20 aus insgesamt sechs Beuteln 10, die dicht aneinander liegen. Die Beutel 10 sind innerhalb der Lage 20 so positioniert, daß zwei Beutelreihen 21, 22 gebildet sind mit je drei Beuteln 10.

Auch die Füllgruppe 19 besteht entsprechend der Formation der Lage 20 aus zwei Beutelreihen 21, 22. Zur Bildung einer der­ artigen Füllgruppe 19 werden die ankommenden Beutel 10 im Be­ reich eines Verzweigungsförderers 23 zunächst gruppenweise an­ gestaut, nämlich unter Bildung einer Beutelreihe 21, 22 aus (zum Beispiel) drei in Dichtlage aufeinanderfolgenden Beuteln 10. Diese Beutelreihen 21, 22 werden sodann in parallele Bahnen nebeneinander gebracht und so einem Beschleunigungsförderer 24 übergeben. Dieser besteht aus zwei nebeneinanderlaufenden För­ derbahnen 25, 26, zweckmäßigerweise jeweils ein eigenständiger Fördergurt. Im Bereich des Beschleunigungsförderers 24 werden die beiden Beutelreihen 21, 22 mit unterschiedlicher Geschwin­ digkeit gefördert, derart, daß die beiden Beutelreihen 21, 22 schließlich ausgerichtet nebeneinander transportiert werden. Beispielsweise wird zu diesem Zweck die Förderbahn 26 mit höhe­ rer Geschwindigkeit angetrieben als die Förderbahn 25.

Die ausgerichteten Beutelreihen 21, 22 werden einem Sammelför­ derer 27 übergeben. Dieser hat die Wirkung, daß die beiden im Abstand voneinander ankommenden Beutelreihen 21, 22 bis zur Dichtlage der benachbarten Beutel 10 zusammengeführt werden. Es entsteht so die Füllgruppe 19 aus in zwei Reihen dicht neben­ einanderliegenden Beuteln 10.

Der Verzweigungsförderer 23, der Beschleunigungsförderer 24 und der Sammelförderer 27 sind in herkömmlicher, bekannter Weise ausgebildet. Der Sammelförderer 27 besteht aus zwei Reihen von drehend angetriebenen Förderwalzen mit konischer Mantelfläche. Die kleineren Querschnitte sind dabei einander zugekehrt, so daß zur Längsmitte eine Neigung der Förderfläche entsteht, die das Zusammenführen der beiden Beutelreihen 21, 22 bewirkt.

Die vorstehend beschriebenen Förderer 23, 24 und 27 bilden eine Beutelbahn 28, die mit Abstand oberhalb der Kartonbahn 14 ver­ läuft. Die Kartons 11 und die Beutel 10 werden in entgegenge­ setzten Richtungen der Füllstation 15 zugeführt.

Die Beutel 10 bzw. die formierte Füllgruppe 19 wird an einen in besonderer Weise ausgebildeten und arbeitenden Füllförderer 29 übergeben. Dieser schließt bei dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel unmittelbar an den Sammelförderer 27 an. Der Füllförderer 29 übernimmt jeweils eine Füllgruppe 19 und legt diese als Lage 20 im Karton 11 ab. Die Füllgruppe 19 wird durch den Füllför­ derer 29 von oben her in den Karton 11 so eingefördert, daß die Beutel 10 der Füllgruppe 19 in Förderrichtung nacheinander auf dem Boden des Kartons 11 bzw. auf den gebildeten Lagen 20 ab­ gelegt werden, und zwar beginnend an einer Seitenwand 30 oder 31. Die Beutel 10 werden jeweils in einer Schrägstellung von dem Füllförderer 29 freigegeben, so daß ein in Förderrichtung vornliegender bzw. nach unten gerichteter Rand des Beutels 10 zuerst auf den Boden des Kartons 11 bzw. eine Lage 20 trifft.

Der Füllförderer 29 ist so ausgebildet, daß ein in den Karton 11 eintretendes Ende bzw. ein Endabschnitt 32 innerhalb des Kartons 11 hin- und herbewegbar ist, nämlich von einer Seiten­ wand 30 zur anderen Seitenwand 31. Die Bewegung erfolgt analog zur Abgabe und Ablage der Beutel 10, die bei zwei Beutelreihen 21, 22 paarweise abgelegt werden.

Der Füllförderer 29 besteht aus Endlosförderern, nämlich aus Gurtförderern. Ein Hauptförderer 33 besteht aus einem oder meh­ reren endlosen Gurten. An einem dem Sammelförderer 27 zugekehr­ ten Ende, also im Bereich einer Umlenkrolle 34, ist der Haupt­ förderer 33 fest gelagert. Ein Anfangsabschnitt 35 des Haupt­ förderers 33 ist um die Umlenkrolle 34 schwenkbar entsprechend einem angedeuteten Kreisbogen 36. Auf diesem Kreisbogen sind Umlenkorgane für den Gurt des Hauptförderers 33 bewegbar, näm­ lich eine obere Umlenkrolle 37 und eine untere, kleinere Um­ lenkrolle 38. Der Kreisbogen 36 verläuft durch beide Umlenkrol­ len 37, 38.

Der Endabschnitt 32 des Füllförderers 29 ist für sich schwenk­ bar relativ zum Anfangsabschnitt 35, und zwar um die beiden Um­ lenkrollen 37, 38. Am Ende des Endabschnitts 32 läuft der För­ dergurt des Füllförderers 29 um eine Umlenkrolle 39 mit sehr kleinem Durchmesser.

Die Packungen, nämlich Beutel 10, werden unter Aufrechterhal­ tung der Formation der Füllgruppe 19 auf dem Füllförderer 29 fixiert, und zwar insbesondere kraftschlüssig. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Endabschnitts 32 ein Gegenförderer 40 vorge­ sehen. Dieser besteht ebenfalls aus einem oder mehreren endlo­ sen Gurten 41. Diese laufen über Umlenkrollen 42, 43. Eine un­ tere bzw. dem unteren Ende des Füllförderers 29 zugeordnete Um­ lenkrolle 43 ist unmittelbar benachbart zur Umlenkrolle 39 des Hauptförderers 33 angeordnet. Die beiden Umlenkrollen 39 und 43 sind mit einem festen, geringen Abstand voneinander angeordnet, derart, daß die Gegenstände bzw. Beutel 10 zwischen diesen bei­ den Umlenkrollen 39, 43 und damit zwischen den Gurten des Hauptförderers 33 und des Gegenförderers 40 klemmend, also un­ ter Krafteinwirkung, gehalten werden. Die andere, von der Um­ lenkrolle 43 entferntliegende Umlenkrolle 42 ist so positio­ niert, daß die Gurte 41 des Gegenförderers 40 relativ zum End­ abschnitt 32 des Hauptförderers 33 einen nach unten konvergie­ renden Spalt bilden, der so bemessen ist, daß die Füllgruppe 19 ohne Veränderung der Relativstellung während abwärtsgerichteter Förderbewegung fixiert ist. Der Gegenförderer 40 ist in fester Relativstellung zum Endabschnitt 32 angeordnet.

Der Füllförderer 29 ist so bewegbar, daß eine Ablegebewegung im Sinne von Fig. 6 bis Fig. 12 gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist der Füllförderer 29 insgesamt auf- und abbewegbar, entspre­ chend dem Füllstand eines Kartons 11. Der Endabschnitt 32 ist darüber hinaus hin- und herbewegbar, nämlich von der einen Sei­ te des Kartons zur gegenüberliegenden Seite zum Ablegen einer Füllgruppe 19 durch aufeinanderfolgendes Freigeben der zu die­ ser Füllgruppe 19 gehörenden Beutel 10 bzw. Paare von Beuteln 10. Der Gegenförderer 40 ist unter Aufrechterhaltung der Rela­ tivstellung mit dem Endabschnitt 32 bewegbar.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird eine erste, untere Lage 20 aus einer Füllgruppe 19 bei nach unten gerichteter Position des Füllförderers 29 in den Karton 11 eingeführt. Der Endabschnitt 32 ragt dabei in den Karton 11, mit Abstand vom Kartonboden. Ausgehend von der Seitenwand 30 wird zunächst der in Förder­ richtung vornliegende Beutel 10 exakt unter Anlage an der Sei­ tenwand 30 auf dem Kartonboden abgelegt. Durch abgestimmte Be­ wegung des Füllförderers 29, nämlich unter Anheben desselben und Verschwenken des Endabschnitts 32 wird der nächste Beutel 10 unter unmittelbarem Anschluß an den zuerst abgelegten Beutel 10 auf den Boden aufgelegt und durch fortgesetzte Schwenkbewe­ gung schließlich der dritte Beutel 10 der Füllgruppe 19 (Fig. 8). Zur Ablage der nächstfolgenden Füllgruppe 19 unter Bildung einer weiteren Lage 20 wird der Füllförderer 29 in umgekehrter Richtung bewegt. Der schwenkbare Endabschnitt 32 beginnt mit der Legearbeit an der gegenüberliegenden Seitenwand 31 und wird in der beschriebenen Weise bis zur Seitenwand 30 verschwenkt, wobei der Füllförderer 29 insgesamt eine auf- und abwärtsge­ richtete Ausgleichsbewegung ausführt. Die hin- und hergehende Bewegung des Endabschnitts 32 führt schließlich zum Füllen des Kartons (Fig. 9 bis Fig. 11). Die letzte, obere Lage 20 wird in der Weise eingebracht, daß der Füllförderer 29 seine Position nicht verändert. Vielmehr wird der nahezu gefüllte Karton 11 entlang der Kartonbahn 14 in Richtung Faltstation 16 bewegt, derart, daß nacheinander die frei gegebenen Beutel 10 der oberen Lage 20 abgelegt werden (Fig. 11).

Da die (gefüllten und leeren) Kartons 11 gemeinsam schrittweise transportiert werden, ist durch den Transport des Kartons 11 in der Füllstation 15 auch der nächstfolgende, leere Karton 11 nachgerückt. Dieser befindet sich nach Beendigung des Füllvor­ gangs in einer Position unmittelbar benachbart zur Füllstation 15 bzw. zum Füllförderer 29. Dieser kann durch entsprechend ab­ wärtsgerichtete Bewegung unmittelbar den Füllprozeß für den nachrückenden Karton 11 aufnehmen (Fig. 12).

Die Förderorgane des Füllförderers 29, nämlich der Hauptförde­ rer 33 und zweckmäßigerweise auch der Gegenförderer 40, werden angetrieben, um einen fehlerfreien Transport der Beutel 10 bzw. Füllgruppe 19 zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise wird der Füllförderer 29 mit etwas höherer Geschwindigkeit angetrieben als der vorgeordnete Förderer, also der Sammelförderer 27. Da­ durch wird ein größerer Abstand zwischen den aufeinanderfolgen­ den Füllgruppen 19 geschaffen.

Bezugszeichenliste

10

Beutel
C Autobahn

12

a Efeu

12

Auge

11

Karton

12

Karton-Magazin

13

Verschlußlasche

14

Kartonbahn

15

Füllstation

16

Faltstation

17

Tapestation

18

Zuförderer

19

Füllgruppe

20

Lage

21

Beutelreihe

22

Beutelreihe

23

Verzweigungsförderer

24

Beschleunigungsförderer

25

Förderbahn

26

Förderbahn

27

Sammelförderer

28

Beutelbahn

29

Füllförderer

30

Seitenwand

31

Seitenwand

32

Endabschnitt

33

Hauptförderer

34

Umlenkrolle

35

Anfangsabschnitt

36

Kreisbogen

37

Umlenkrolle

38

Umlenkrolle

39

Umlenkrolle

40

Gegenförderer

41

Gurt

42

Umlenkrolle

43

Umlenkrolle

Claims (12)

1. Verfahren zum Einführen von (flachen) Kleinpackungen, insbesondere Beuteln (10), in einen Großbehälter, insbesondere in einen Karton (11), in dem die Kleinpackungen bzw. Beutel (10) in mehreren Lagen (20) übereinander positioniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleinpackungen bzw. Beutel (10) in Gruppen mit jeweils mehreren nebeneinanderliegenden Klein­ packungen bzw. Beuteln (10), nämlich als Füllgruppe (19), durch einen Füllförderer (29) unter Bildung einer Lage (20) oder Teillage in den Großbehälter bzw. Karton (11) einführbar und in diesem nacheinander ablegbar sind, beginnend jeweils an einer aufrechten Seitenwand (30, 31) des Großbehälters bzw. Kartons (11).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutel (10) in einer schräggerichteten Förderebene durch den Füllförderer (29) in den Karton (11) einführbar sind und mit einer in Förderrichtung vornliegenden Kante zuerst auf dem Kartonboden oder auf einer Lage (20) abgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abstand voneinander, vorzugsweise kontinuierlich zugeführten Kleinpackungen bzw. Beutel (10) unter Bildung einer Füllgruppe (19) aus geordnet nebeneinanderliegenden Klein­ packungen bzw. Beuteln zusammengefaßt werden, wobei vorzugs­ weise Reihen von Kleinpackungen bzw. Beuteln (10) gebildet und mehrere, vorzugsweise zwei Reihen nebeneinander zur Bildung einer Füllgruppe (19) positioniert werden.

4. Vorrichtung zum Einführen von (flachen) Kleinpackungen, insbesondere Beuteln (10), in einen Großbehälter, insbesondere in einen oben offenen Karton (11), in dem die Kleinpackungen bzw. Beutel (10) in mehreren übereinander angeordneten Lagen (20) ablegbar sind, gekennzeichnet durch einen Füllförderer (29) zum Einführen der Kleinpackungen bzw. Beutel (10) in den Großbehälter bzw. Karton (11), wobei die Kleinpackungen bzw. Beutel (10) durch den Füllförderer nacheinander auf einer Bo­ denwand des Großbehälters bzw. Kartons (11) oder auf einer be­ reits gebildeten Lage (20) ablegbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllförderer (29) Füllgruppen (19) aus mehreren geordneten zusammengelegten Beuteln (10) in den Karton (11) einführt, wo­ bei die Beutel (10) im Karton einzeln oder zu mehreren neben­ einanderliegend ablegbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Füllförderer (29) einen hin- und herbewegbaren bzw. schwenkbaren Endabschnitt (32) aufweist, der in den Karton (11) eintritt und Beutel (10) nacheinander durch Bewegung von einer Seitenwand (30, 31) zur anderen Seitenwand (31, 30) des Kartons (11) ablegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllförderer (29) aus endlosen Förderorganen, insbesondere Gurten, besteht und einen Hauptförderer (33) bildet mit einem Gegenförderer (40) zum Fixieren der Beutel (10) mindestens im Bereich des abwärtsge­ richteten Endabschnitts (32).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Gegenförderer (40) als (angetriebener) Gurtförderer ausgebildet ist und mit einem Teil des Hauptförderers (33), insbesondere mit dessen Endabschnitt (32), einen spaltartigen Förderbereich bildet, in dem die Beutel (10) bzw. die Füllgruppe (19) während des ab­ wärtsgerichteten Transports beim Einführen in den Karton (11) fixiert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllförderer (29) bzw. dessen Hauptförderer (33) im Bereich eines Aufgabeendes für die Beutel (10), insbesondere benachbart zum Sammelförderer (27), feststehend gelagert ist, vorzugsweise im Bereich einer Um­ lenkrolle (34) für Gurte des Hauptförderers (33) und daß der Füllförderer (29) bzw. der Hauptförderer (33) um die Umlenkrol­ le (34) schwenkbar ist in einer vertikalen Bewegungsebene.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (32) des Hauptförderers (33) relativ zu einem Anfangsabschnitt (35) schwenkbar ist, vorzugsweise um (zwei) Umlenkrollen (37, 38) zur Überleitung der Gurte des Hauptförderers (33) vom Anfangs­ abschnitt (35) in den Endabschnitt (32).

11. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutel (10) einerseits und die (aufgerichteten, oben offenen) Kartons (11) anderer­ seits in übereinanderliegenden Ebenen und in entgegengesetzten Richtungen einer Füllstation (15) zuführbar sind, wobei die Beutel (10) in einer Ebene oberhalb der Kartons (11) transpor­ tierbar und durch Abwärtsbewegung in einen Karton (11) einführ­ bar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bereich der Förder­ bahn (25) die Beutel (10) nacheinander mit Abstand voneinander durch einen Zuförderer (18) zuführbar, im Bereich eines Ver­ zweigungsförderers (23) unter Anstauen von Beuteln (10) Beutel­ reihen (21, 22), im Bereich eines anschließenden Beschleuni­ gungsförderers (24) die aufeinanderfolgend transportierten Beu­ telreihen (21, 22) ausrichtbar und im Bereich eines nachfolgen­ den Sammelförderers (27) die Beutelreihen (21, 22) bis zur An­ lage aneinander zusammenführbar sind.