DE2361037B2 - Vorrichtung zum vollautomatischen Befallen von Säcken aus Papier, Kunststoffmaterial u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vollautomatischen Befüllung von Säcken aus Papier, Kunststoffmaterial oder dergleichen, bestehend aus einem Sackmagazin, in dem die leeren Säcke in horizonValer Lage gestapelt sind, einem unterdruckbetätigten Sauggreifer zur Einzelentnahme der Säcke aus dem Magazin, einer unterdruckbetätigten Spreizvorrichtung, die den jeweiligen Sack im Mündungsbereich aufweitet und über den Auslaufstutzen eines Fülltrichters stülpt, einer Haltevorrichtung, die die Sackmündung am Auslaufstutzen festklemmt, und einem nachgeordneten Transportband, auf das der gefüllte Sack abgeworfen und mit dem letzterer abtransportiert wird, wobei zur Betätigung der Greifarme Stellglieder vorgesehen sind.

Eine solche Vorrichtung ist durch die DE-OS 2115212 bekanntgeworden.

Danach weist der Sackträger obere und untere Saugnäpfe auf, die an eine Saugpumpe angeschlossen sind. Die unteren Saugnäpfe sind auf einem Arm angeordnet, der um eine Gelenkstelle mittels pneumatischer Zylinder geschwenkt werden kann.

Um einen Sack aufzunehmen und zu öffnen, werden die unteren Saugnapfarme in eine vertikale Stellung überführt, während die oberen Sauginpfe von einem Zylinder auf den in einem Stapel zuoberst liegenden Sack abgesenkt werden, so daß dieser Sack von den Saugnäpfen ergriffen werden kann. Der Sackträger wird sodann von dem Zylinder in eine Zwischenstellung vorgeschoben, in der die Zylinder die unteren Saugnäpfe in eine Stellung schwenken, in der sie an der Unterseite des Sackes anliegen. Hierauf werden die oberen und unteren Saugnäpfe von den Zylindern soweit zurückgezogen, daß der Sack geöffnet wird. Die außenanliegenden oberen Saugnäpfe sitzen auf kurzen Schwenkarmen, welche es ihnen gestatten, der Gestalt der öffnungsberandung des geöffneten Sackes zu folgen. Der Zylinder schiebt den Sackträger sodann so weit vor, daß die Sacköffnung über den Füllstützen geschoben wird. Der Sack wird nun von pneumatisch betätigten Klemmen an den Füllstutzen geklemmt, welcher von einem weiteren Zylinder an den Auslaß einer Füllvorrichtung geschwenkt wird. Nach Einfüllung des Füllgutes wird der Sack durch Lösen der Klemmen freigegeben und fällt auf ein nachgeordnetes Förderband.

Der Bewegungsablauf ist demnach:

1. Absenken der oberen Saugnäpfe (vertikal);

2. Anheben dieser Saugnäpfe (vertikal);

3. Vorschieben der Saugnäpfe (horizontal);

4. Verschwenken der unteren Saugnäpfe (radial);

5. teilweises Zurückschwenken der unteren Saugnäpfe (radial);

6. Vorschieben des gesamten Sackträgers (horizontal);

7. Verschwenken des Füllstutzen mit Sack (radial);

8. Zurückschwenken des Fülistutzens ohne Sack (radial);

9. Zurückfahren des Sackträgers (horizontal);

10. Zurückschwenken der unteren Saugnäpfe (radial);

11. Absenken der oberen Saugnäpfe (vertikal).
Hier sind also zwingend für den Füllvorgang 11.

Operationen notwendig.

Weiter ist nachteilig, daß die Säcke nach dem Anheben durch die oberen Saugnäpfe infolge ihrer Schlaffheit - sie werden aus Kunststoffolie oder Papier gefertigt - sich willkürlich ausbauchen. Greift nun der untere Saugnapf zu, so ist nicht gewährleistet, daß die Saugnäpfe an den genau vorbestimmten Stellen des Sackes zum Angriff kommen, so daß auch ein korrektes Aufschieben der Sackmündung auf den Füllstutzen nicht gewährleistet ist. Wird die Sacköffnung mittels der Sauger aufgezogen, so ergibt sich eine annähernd dreieckige Sacköffnungsform, die zum Aufstülpen auf den Füllstutzen denkbar ungeeignet ist.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorbekannte Vorrichtung aufwendig im Aufbau, langsam im Arbeitsrhythmus und nachteilig in ihrer Funktion ist.

Auch die dem Gegenstand vorliegender Erfindung nicht so nahe stehende Vorrichtung gemäß GB-PS 1 224317 hat diese Mangel. Diese Vorrichtung zeigt

pinen gestellfest angelenkten Arm mit zwei einander nachgeschalieten Pneumatikzylindern zur Längs verstellung des Armes und einer endseitigen Saugkappe. Mittels eines dritten Pneumatikzylinders ist der Arm schwenkbar. Weiter ist ein gegenüber der Horizontalen geneigter Sacklagertisch gezeigt. Der erste Pneumatikzylinder dient zum Anheben eines mittels Saugkappe angesaugten leeren Sackes vom Stapel. Der zweite Zylinder dient zum Auseinanderziehen des Sackes von der Einfüllöffnung. Beim Verschwenken des leeren Sackes um die Gelenkachse mittels des dritten Zylinders hilft ein zwingend vorzusehendes Leitblech die an sich unkontrolliert bewegte eine Sackseitenfläche, die dem Sauger abgewandt ist, möglichst richtig vor der Einfüllvorrichtung zu plazieren. Weiter ist eine zweite Saugkappe nahe der Einfüllvorrichtung vorgesehen, die bei horizontaler Stellung des Armes «amt erster Saugkappe auf die ihr zugewandte Sackseite zu verschoben und dann zur Sackmündungsöffnung wieder zurückgezogen wird. Oberhalb des Leitblechs und des zweiten Saugers ist in einem (horizontal und vertikal) verschiebbaren Wagen der Fülltrichter angeordnet. Zudem befinden sich dort zwei Klemmpaare, die den jeweiligen Sack im randnahen Bereich zwischen sich einklemmen. Es müssen also die rechte und die linke Sackseite nahe der Sacköffnung von den Klemmen gehalten werden. Der Fülltrichter wird durch einen weiteren Pneumatikzylinder gehoben bzw. gesenkt. Der Wagen wird ebenfalls durch einen Pneumatikzylinder verschoben. Die genaue Funktion dieser aufwendig konstruierten Vorrichtung ist sehr kompliziert und in viele Arbeitsschritte unterteilt

Neben der Vielzahl der notwendigen Arbeitsschritte, die an sich schon nachteilig sind, besteht auch eine Verknüpfung der einzelnen Arbeitsschritte miteinander, was zur Folge hat, daß die Ausgangsstellung erst nach Ablauf aller Einzelschritte wieder eingenommen werden kann. Zudem ist auch hier der Sack während seiner Verschwenkung nicht definiert geführt. Zwar wird die Führung über ein Leitblech angestrebt; dennoch ist eine exakte Führung, insbesondere der Sackmündung, nicht erreicht. Auch besteht die Tatsache, daß, wie beim Gegenstand der obengenannten DE-OS, der vorn Saugerangriff bis zum Sackboden verlaufende Sackteil völlig frei beweglich ist, was zu Verhakungen in der Füllstation führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs beschriebener Art zu schaffen, die mit nur wenigen Einzeloperationen zum Ziel kommt, während der wesentlichen Operation eine exakte Führung des jeweils zu befüllenden Sackes und zwar sowohl im Mündungsbereich als über dessen gesamte Erstreckung ermöglicht und die F.inzeloperationen so auf Stufen verteilt, daß schon vor Ablauf der Gesamtoperation die einzelnen Stufen erneut ihre Ausgangsposition einnehmen können.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die zur Sackvereinzelung dienenden Saugelemente über Arme mit einer gestellfest gehalterten Achse verbunden sind, die parallel zu einer der beiden Sackseiten verlaufend so angeordnet ist, daß der jeweilige Sack aus seiner horizontalen Stapellage in eine im wesentlichen vertikale Lage überführbar ist, und daß die als Spreizvorrichtung ausgebildeten Saugelemente über Arme mit einer weiteren gestellfest gehalterten Achse verbunden sind, die holizontal quer zur ersten Achse verlaufend etwa in Höhe des Auslaufstutzens des Fülltrichters lotrecht oberhalb des mündungsnahen Bereiches des jeweiligen Sackes angeordnet ist, so daß der Sack aus der im wesentlichen vertikalen Lage in eine um etwa 90° verschwenkte Lage überführbar ist, in welcher die Sacköffnung horizontal verläuft, wobei ferner die Arme auf der zweiten Achse verschiebbar sind.

Die wesentliche Verbesserung, die hiermit erzielt wird, wird deutlich, wenn man die notwendigen Arbeitsschritte aufzeigt, die durch die erfindungsgemäße Konstruktion nur noch anfallen.

Es sind diese:

1. Absenken der ersten Saugelemente mittels Zylinder (radial);

2. Anheben dieser Saugelemente mittels Zylinder (radial);

3. Zusammenfahren der zweiten Saugelemente mittels eines weiteren Zylinders (axial);

4. Hociischwenken der zweiten Saugelemente mittels eines dritten Zylinders radial);

5. Auseinanderfahren der zweiten Saugelemente mittels des zweiten Zylinders (axial);

6. Herunterschwenken der zweiten Saugelemente mittels des dritten Zylinders (radial);

7. Absenken der ersten Saugelemente mittels des ersten Zylinders (radial);

8. Sobald die zweiten Saugelemente den Sack vor den Fülltrichter postiert haben, halten die Klemmelemente den Sack fest.

Der gesamte Bewegungsablauf ist durch diese Konstruktion in drei unabhängig arbeitende Stufen zerlegt worden, nämlich

a) Verschwenken des Sackes um eine Achse mittels eines Zylinders;

b) Verschwenken um eine zweite Achse und Öffnen des Sackes mittels weiterer Zylinder;

c) Klemmen des Sackes am Fülltrichter, Befüllen und Abwerfen.

Dadurch wird der zeitliche Ablauf des Füllvorganges nicht mehr durch den Gesamtablauf, sondern durch die langsamste der Einzelaktionen bestimmt.

Nach Übergabe des Sackes vom ersten an das zweite Saugelement kann das erste zurücks:hwenken und einen neuen Sack greifen. Nach Übergabe des ersten Sackes vom zweiten Saugelement an die Klemmelemente kann das zweite Saugelement zurückschwenken und vom gleichzeitig hochschwenkenden ersten Saugelement erneut übernehmen. Nach Übergabe des zweiten Sackes an das zweite Saugelement kann dieses Ixjchschwenken und die inzwischen freigewordenen Klemmelemente besetzen.

Die konstruktive einfache Lösung bringt so noch e'neii überraschenden Beschleunigungseffekt mit sich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Steuereinrichtungen Mittel zur Steuerung der Ausschaltung der an den Armen der ersten Überführungseinrichtung vorgesehenen Halteelemente nach der Einschaltung der an den Armen der zweiten Überführungseinrichtung vorgesehenen Halteclemente aufweisen, die in Wirkung treten, bevor die Überführungsbewegung der letzterer, einsetzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigrn

Fig. 1 bis 3 eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung und

Fig. 4 eine schematische Ansicht der funktionswesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung sowie deren Steuerverbindungen.

Nachstehend wird zunächst auf Fig. 1 bis 3 Bezug genommen, die eine Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Entnahme von Säcken aus Papier, Kunststoff oder linderem beliebigen Material aus einem entsprechenden Sack-Stapel 10 zeigen. Der Stapel 10 ist zweckmäßigerweise von seine Ausrichtung gewährleistenden Elementen 12 umschlossen. Jeder Sack wird einzeln zur unter einem Fülltrichter 14 mit entsprechendem Auslaufstutzen 16 liegenden Abfüllstation überführt, von wo aus die Säcke dann zur Durchführung weiterer Arbeitsgänge, beispielsweise zum Verschließen der Sacköffnung u. dgl. weitergefördert werden. Im dargestellten Fall erfolgt diese Weiierforderung durch ein über Laufrollen 20 geführtes Förderband 18, wobei die Säcke durch seitlich** F^;ührungsleisten 22 geführt sind.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet vollautomatisch und überführt die Säcke einzeln und nacheinander vom Stapel 10 zur Abfiillstation, wobei zur Füllung des Sackes gleichzeitig die Sacköffnung über den Auslaufstutzen 16 des Fülltrichters 14 geschoben wird. Die erwähnte Überführung und das Aufschieben auf den Auslaufstutzen 16 des Fülltrichters 14 bildet einen ersten Schritt der Sackhandhabung und zwar seine erstmalige Entnahme aus einer im wesentlichen horizontalen Lage 24 auf der Oberseite des Stapels 10. seine Überführung in eine vertikale Stellung 24'. in der der Sack sich unterhalb des Auslaufstutzens 16 des Fülltrichters 14 befindet und gegebenenfalls auch mit der Mittelachse des Auslaufstutzens 16 ausgerichtet ist. Anschließend wird der Sack in einer weiteren Überführungsbewegung unter Beibehaltung seiner vertikalen Stellung so weitergeführt, daß die Sacköffnung 26 eine mit dem Auslaufstutzen 16 ausgerichtete horizontale Abfüllstellung 24" einnimmt, wobei die Sacköffnung 26 gleichzeitig geöffnet wird, so daß sie über den Auslaufstutzen 16 geschoben werden kann.

Zur Durchführung dieser Arbeitsgänge sind in der Vorrichtung Überführungseinrichtungen vorgesehen, die mit Mitteln für eine zeitweilige Halterung des Sakkes kombiniert sind. Die Überführungseinrichtungen weisen um geeignete Achsen verschwenkbar angeordnete Arme auf, die den Sack auf kreisabschnittsförmigen Bahnen führen. Dabei erfolgt die erste Überführungsbewegung des Sackes aus seiner horizontalen Lage 24 in die vertikale Lage 24' durch mit einer Anzahl geeignet gesteuerter Saugelemente 30 versehene Arme 28, die mit Hilfe einer pneumatischen Kolbenzylindereinheit 32 um eine Achse 34 verschwenkbar sind, die in der oder parallel zu der von dem in die senkrechte Stellung geschwenkten Sack definierten Ebene und parallel zu den Seitenkanten der Säcke verlaufend angeordnet ist.

Die Überführung des Sackes aus der Lage 24' in die Stellung 24" erfolgt durch ein Paar von Armen 36, 38, von denen jeder Saugelemente 40 aufweist, die in der in Fig. 1 gezeigten Weise im Bereich der Sacköffnung 26 an den Wänden des Sackes zur Anlage bringbar sind. Die beiden Arme 36 und 38 können beispielsweise durch eine Druckluft-Kolbenzylinder einheit 42 betätigt werden, so daß sie rechtwinklig zur vorstehend erwähnten senkrechten Ebene um eine gemeinsame Achse 44 verschwenkt werden. Gleich zeitig mit der Uberführungsbewegung führen die Anne 36 und 38 eine /. B. durch die Druckluft-Kolben/ylindercinheit 46 gesteuerte Spreizbewegung aus, durch die der Sack geöffnet wird, worauf der geöffnete Sack auf den Auslaufstutzen 16 des Fülltrichters 14

"> aufgeschoben wird. Nach Abschluß der Vcrschwenk- und Spreizbewegung der Arme 36 und 38 ist dann die Sacköffnung nach oben gerichtet. Hierbei ist anzumerken, daß in der dargestellten Ausführungsform der Sack bei der zweiten Uberführungsbewegung zwar

'· in der Orientierung um 90" geändert wird, daß es jedoch auch möglich ist, die Orientierung iks Sackes während der zweiten Uberführungsbewegung beizubehalten, wozu dann die Haltemittel und die Arme mit geeigneten Gelenken versehen sein müssen.

Sobald der Sack auf den Auflaufstutzen 16 des Fülltrichters 16 aufgezogen ist, wird er durch ein Paar in geeigneter Weise gesteuerter Klemmelcmente 48 und 50 in dieser Position festgehalten, indem die

I^lpmrnplpmpntp rl ir· Nitric U/änrlp vitn unftpn an flip Λ ii-

ßcnflächc des Auslaufstutzens 16 anpressen und den Sack während der zu seiner Füllung erforderlichen Zeit festhalten. Die Klcmmelemente 48 und 50 werden danach entspannt und der Sack fällt auf das Förderband 18 und wird zu gegebenenfalls vorgesehenen ■ ■ weiteren Arbeitsstationen weitergeführt. Den Fig. 1 bis 3 ist weiter zu entnehmen, daß die Vorrichtung in einem geeignet ausgebildeten Gestell 52 angeordnet ist, da·- auch ein Schalt- oder Steuerpult 54 trägt. Fig. 4 veranschaulicht in perspektivischer Darstel-■' lung die von den verschiedenen Baugruppen der Vorrichtung ausgeführten Funktionen, wobei auch die Steuerung und die Bewegungsfolgc der automatisch gesteuerten Baugruppen zu entnehmen ist. In dieser Figur sind die verschiedenen Bauteile mit den gleichen

: Bezugszeichen wie in den vorhergehend beschriebenen Fig. 1 bis 3 bezeichnet.

Ausgehend von der Lage, in der sich der Sack noch im Stapel 10 befindet, werden die Arme 28 in die horizontale oder im wesentlichen horizontale Stellung

:·■ 28' verschwenkt und die zugehörigen Saugelemente 30 werden mit einer Unterdruckquelle verbunden, wobei die Steuerung beispielsweise durch an der Welle 34 vorgesehene Steuernocken 56 erfolgt, von denen jeder einen ihm zugeordneten Mikroschalter 58 betä-

!, tigt und dadurch einen entsprechenden Stromkreis in der Zentralsteuerung 60 schließt. Alle folgenden Bewegungen und Arbeitsschritte werden in der schon geschilderten Weise periodisch von Steuerungs-, FoI-gesteuerungs- und Überwachungssystemen gesteuert,

;<· die mit auf der Welle 44 montierten Steuernocken 62 und zugehörigen Mikroschaltern 64 gekopp .It sind. Das Gesamtsteuersystem ist in Fig. 4 nur teilweise und schematisch dargestellt, wobei die einzelnen Bauteile oder -gruppen auch anders ausgeführt wer-

n den können, solange sie nur gleiche oder äquivalente Arbeitsfunktionen erfüllen, wie sie nachfolgend noch beschrieben werden.

Ist die Entnahme des Sackes aus dem Sackstapel 10 mittels der Saugelemente 30 erfolgt, so wird ein

so Steuerbefehl zur Verschwenkung der Arme 28 gegeben, wobei der Antrieb von der pneumatischen Kolbenzylindereinheit 32 abgeleitet wird, die in der dargestellten Weise an der Welle 34 angeschlossen ist und die Arme 28 und den Sack in die dargestellte

b5 Lage überführen. Nach Erreichen der vertikalen Lage des Sackes bzw. kurz vor Erreichen dieser Stellung erfolgt ein Steuerbefehl, der die Absenkung der Arme 36 und 38 mittels der an der Achse 44 angeschlosse-

neu pneumatischen KolbcM/ylindereinlieit 42 zur Folge hat, wohei die Kolben/ylindereinheit 46 gleichzeitig so gesteuert wird, daß die Fndabschnitte der Arme 36 und 38 einander iingcniihcrt werden, um tieren Saugelemente beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Weise in der Niihe der Sackoffnung an ilen beiden Seiten des Sackes an/uset/en.

Dann bewirkt cmc Reihe anschließender Steuerbefehle die Beaufschlagung der Saugelemente 40 mit Unterdruck und die Abschaltung der Saugelemente 30. so daß der Sack lediglich noch durch die Saugelemente 40 gehalten wird. Nunmehr wird die pneumatische Kolbenzylirulereinheit 42 betätigt, wodurch die Arme 36 und 38 um die Achse 44 verschwenkt und gleich/eilig gespreizt werden, so daß die Arme ihre mit 36' und 38' angegebene horizontale Lage erreichen und der Sack in der Stellung 24" mit seiner Öffnung auf den Auflaiifstulzen 16 ties Fülltrichters 14 aufgeschoben ist.

Line Auslösevorrichtung für die pneumatische Kolbenzylindereinheit 66 veranlaßt das Schließen der Klemmelemente 48 und 50, die den zu füllenden Sack halten, wobei gleichzeitig die Saugelemente 40 abgeschaltet werden. Weitere Steuersysteme bewirken dann ein zeitlich oder auf andere Weise gesteuertes Öffnen des Verschlusses im Auslaufstutzen des Fülltrichters, so daß der Sack mit einer vorbestimmten Menge von Füllgut gefüllt wird, worauf die Klemmelemenle 48 und 50 entspannt werden und dadurch der Sack auf das Förderband 18 abgeworfen wird.

Während lies Fülhoigangs des Sackes oder nach dessen Beendigung erfolgt ein Steuerbefehl, der die Betätigung der Kolhen/ylimlcrcinheil 32 auslost, wodurch die Arme 28 wieder in die im wesentlichen h >rizonlale Stellung 28'zurückgeschwenkt werden und für einen neuen Arbeitstakt bereitstehen.

ierzu 2 Blatt /cichiuinucn

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtungzurvollautomatischen Befüllung von Säcken aus Papier, Kunststoffmaterial oder dergleichen, bestehend aus einem Sackmagazin, in dem die leeren Säcke in horizontaler Lage gestapelt sind, einem unterdruckbetätigten Sauggreifer zur Einzelentnahme der Säcke aus dem Magazin, einer unterdruckbetätigten Spreizvorrichtung, die den jeweiligen Sack im Mündungsbereich aufweitet und über den Auslaufstutzen eines Fülltrichters stülpt, einer Haltevorrichtung, die die Sackmündung am Auslaufstutzen festklemmt, und einem nachgeordneten Transportband, auf das der gefüllte Sack abgeworfen und mit dem letzterer abtransportiert wird, wobei zur Betätigung der Greifarme Stellglieder vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Sackvereinzelung dienenden Saugelemente (30) über Arme (28) mit einer gestellfest gehalterten Achse (34) verbunden sind, die parallel zu einer der beiden Sackseiten verlaufend so angeordnet ist, daß der jeweilige Sack aus seiner horizontalen Stapellage (24) in eine im wesentlichen vertikale Lage (24) überführbar ist, und daß die als Spreizvorrichtung ausgebildeten Saugelemente (40) über Arme (36, 38) mit einer weiteren gestellfest gehalterten Achse (44) verbunden sind, die horizontal quer zur ersten Achse (34) verlaufend etwa in Höhe des Auslaufstutzens (16) des Fülltrichters (14) oberhi.'b des mündungsnahen Bereiches des jeweiligen Sackes angeordnet ist. so daß der Sack aus der im wesentlichen vertikalen Lage (24') in eine um 90° verschwenkte Lajp (24") überführbar ist, in welcher die Sacköffnung (26) horizontal verläuft, wobei ferner die Arme (36, 38) auf der zweiten Achse (44) verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen Mittel zur Steuerung der Ausschaltung der an den Armen (28) der ersten Uberführungseinrichtung vorgesehenen Halteelemente (30) nach der Einschaltung der an den Armen (36, 38) der zweiten Überführungseinrichtung vorgesehenen Halteelemente (40) aufweisen, die in Wirkung treten, bevor die Uberführungsbewegung der letzteren einsetzt.