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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Befüllen von
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Beuteln in einer Füllstation Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Befüllen von Beuteln in einer Füllstation,
in die die Beutel aufeinanderfolgend in einem vorgegebenen Arbeitstakt eingebracht
werden.
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Bei der Verarbeitung von Beuteln ist es beispielsweise aus der DE-OS
26 36 216 bekannt, die Beutel nach der Herstellung zwischenzuspeichern und sie dann
in einem vorgegebenen, auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Füllmaschine abgestimmten
Takt dieser zuzuliefern. Die Speicherung der Beutel geschieht zwischen zwei aufeinander
liegenden und zu einem Speicherwickel aufgewickelten Bändern, von denen die Beutel
an einer Ausgabestation einzeln ausgegeben werden. Die Beutelfüllmaschine muß deshalb
eine eigene Ubernahmevorrichtung für die einzelnen Beutel aufweisen, welche die
hier eingegebenen Beutel lagerichtig ausgerichtet und in einem vorbestimmten Arbeitstakt
in die eigentliche Füllstation einbringt. Abgesehen davon, daß damit der Aufwand
für die Beutelfüllmaschine verhältnismäßig groß wird, ist die Arbeitsgeschwindigkeit
der Beutelfüllmaschine durch die Übernahme der einzelnen Beutel aus dem Zwischenspeicher
begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum selbsttätigen
Befüllen von Beuteln in einer Füllstation zu schaffen, das es gestattet, den Füllvorgang
mit hoher Präzision bei großer Arbeitsgeschwindigkeit vorzunehmen und durch das
insbesondere ein einfacher Aufbau der zugehörigen Beutel füllvorrichtung gewährleistet
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart vorgegangen,
daß die Beutel in vorbestimmten Abständen mittels einer Uberlasche dauerhaft an
einem Trägerband befestigt in die Füllstation eingebracht werden und dort der auf
dem Trägerband jeweils zuvorderst liegende Beutel geöffnet und durch einen entsprechenden
Transportschritt des Trägerbandes mit seinem geöffneten Beutelmund über einen Fülltrichter
bewegt wird, darauf das Füllgut durch den Fülltrichter in den Beutel eingeführt
und dieser von dem Fülltrichter abgenommen sowie längs einer Sollbruchlinie von
seiner auf dem Trägerband verbleibenden Uberlasche abgetrennt wird, worauf schließlich
der gefüllte Beutel wegbewegt und gegebenenfalls verschlossen sowie das Trägerband
um einen den nächstfolgenden Beutel über den Fülltrichter schiebenden Schritt weitertransportiert
werden.
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Da die einzelnen Beutel jeweils mit einer Uberlasche fest mit dem
Trägerband verbunden in die Füllstation eingebracht werden, läßt sich durch entsprechende
Steuerung der Förderbewegung des Trägerbandes auf einfache Weise eine genau taktrichtige
Zufuhr der Beutel erreichen. Zumindest während des öffnens der Beutel sind diese
jeweils mit dem stillstehenden Trägerband fest verbunden, so daß sie von diesem
lagerichtig festgehalten sind, ohne daß es dazu zusätzlicherlauf die Beutel eingriffnehmender
Halteorgane bedürfte, durch die die empfindlichen Beutel u. U. gefährdet werden
könnten. Das Verfahren gestattet es.damit, insbesondere auch schwierig zu handhabendes
Füllgut, wie beispielsweise weiches Füllgut in Gestalt von Damenbinden oder dgl.,
mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit
in Beuteln abzupacken.
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Der Fülltrichter wird zweckmäßigerweise nach dem Aufbringen seines
Beutelmundes unter Spannung des Beutels aufgespreizt, so daß das Füllgut unbehindert
in den Beutel eingeschoben werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Füllgut
mittels eines Füllkolbens in den geöffneten Beutel eingeschoben wird, während der
Beutel selbst durch Einblasen von Druckluft in den Beutelmund geöffnet wird. Nach
dem Einbringen des Füllgutes kann der gefüllte Beutel einfach durch eine entsprechende
Weiterbewegung des Füllkolbens von seiner Überlasche abgetrennt und in eine Schließ-
oder Weiterverarbeitungsstation bewegt werden.
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Das einwandfreie Zusammenwirken des Füllkolbens mit dem Fülltrichter
kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Spreizbewegung des Fülltrichters
in zwangsläufiger Abhängigkeit von der Vorbewegung des Füllkolbens erfolgt.
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Dabei kann je nach der Art des verarbeiteten Füllgutes der Fülltrichter
entweder in Horizontal- oder in Vertikalrichtung gespreizt werden. Für das Füllgut
selbst ergeben sich sehr übersichtliche Bewegungsverhältnisse, wenn dieses in einer
rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des Füllkolbens verlaufenden Richtung in einer
jeweils einer Beutelfüllung oder einem Teil derselben entsprechenden Menge dem Füllkolben
vorgelegt wird. Nach der Abnahme des gefüllten Beutels kann der Fülltrichter selbsttätig
geschlossen werden, so daß er für das Aufbringen des nächstfolgenden Beutels bereit
ist. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der jeweils zuvorderst auf dem Trägerband
liegende, ungefüllte Beutel abgetastet und das Trägerband um einen diesen Beutel
in eine vorbestimmte Lage bringenden Schritt weitertransportiert wird.
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Dadurch ist es möglich, durch entsprechende Bemessung des Transportschrittes
des Trägerbandes den jeweiligen Beutel genau lagerichtig auf den Fülltrichter aufzubringen
und etwaige Toleranzen in den Abständen der Uberlaschen der einzelnen
auf
dem Trägerband befestigten Beutel auszugleichen.
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Eine zur Durchführung des neuen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung
ist gemäß weiterer Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine taktweise angetriebene
Fördervorrichtung für das die Beutel tragende Trägerband aufweist, der eine den
auf dem Trägerband jeweils zuvorderst liegenden Beutel öffnende öffnungsvorrichtung
zugeordnet ist, die mit einer auf die von der Fördervorrichtung dem Trägerband erteilten
Bewegung abgestimmten, das Füllgut in den jeweils geöffneten Beutel einbringenden
Füllvorrichtung zusammenwirkt, durch die der jeweils gefüllte Beutel von seiner
Überlasche bei festgehaltenem Trägerband abtrennbar ist.
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Weitere Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des- Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen jeweils in perspektivischer, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Veranschaulichung des Zustandes
beim Aufbringen eines geöffneten Beutels auf den Fülltrichter, Fig. 2 die Vorrichtung
nach Fig. 1 unter Veranschaulichung des Zustandes beim Aufspreizen des Fülltrichters
und vor dem Einschieben des Füllgutes, Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 unter
Veranschaulichung des Zustandes beim Einschieben des Füllgutes in den geöffneten
Beutel, Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 unter Veranschaulichung des Zustandes
nach dem Füllen des Beutels und bei dessen Verschließen,
Fig. 5
die Vorrichtung nach Fig. 1 unter Veranschaulichung des Zustandes bei der Öffnung
des Beutelmundes des dem gerade befüllten Beutel nachfolgenden Beutels und Fig.
6 die Vorrichtung nach Fig. 1 mit abgewandelter Abführung des leeren Trägerbandes
unter Veranschaulichung des Zustandes beim Aufschieben des geöffneten Beutels auf
den Fülltrichter.
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Bei der in den Figuren dargestellten Vorrichtung zum Befüllen von
Beuteln 1 mit einem aus einzelnen weichen Gegenständen 2, beispielsweise Damenbinden,
bestehenden Füllgut sind die einzelnen Beutel 1 schuppenartig übereinander liegend
auf einem Trägerband 3, das beispielsweise aus Kunststoffmaterial besteht, befestigt.
Zu diesem Zwecke weist jeder der als Schnurzugbeutel ausgebildeten, ebenfalls aus
Kunststoffmaterial bestehenden Beutel 1 eine angeschnitte, aus dem Beutelmund einseitig
vorragende Uberlasche 4 auf, die an über die Breite des Trägerbandes 3 erteilten
Schweißstellen 5 flächenhaft mit dem Trägerband 3 unlösbar verbunden ist. Der Abstand
A zwei aufeinanderfolgender Überlaschen 4 (Fig. 1) ist jeweils gleich groß und in
Abhängigkeit von dem Format der Beutel 1 gewählt. Die Beutel 1 sind in der aus den
Figuren ersichtlichen Weise mit ihrem Beutelmund in Trägerbandlängsrichtung weisend
auf dem Trägerband 3 angeordnet; sie werden mittels des Trägerbandes 3 in eine Füllstation
6 eingebracht.
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In der Füllstation 6 ist zu diesem Zwecke eine aus einem Quetschwalzenpaar
7 bestehende Fördervorrichtung für das Trägerband 3 angeordnet, deren Quetschwalzen
7 durch einen nicht weiter dargestellten Antriebsmotor in Pfeilrichtung
(Fig.
2) taktweise angetrieben sind, wodurch das Trägerband 3 in Richtung des Pfeiles
8 (Fig. 2) schrittweise transportiert wird.
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Das Trägerband 3 wird durch das Quetschwalzenpaar 7 über einen horizontalen
Tisch 9 gezogen, an dessen Ende eineUmlenkwalze 10 angeordnet ist, die das aus einem
in einem Karton 11 befindlichen, zick-zack-förmigen Zwischenstapel abgezogene Trägerband
3 etwa rechtwinklig umlenkt. Der Tisch 9 ist auf der anderen Seite der-Umlenkwalze
10 durch eine ebenfalls horizontale,ebene Ablage 12 fortgesetzt, die mit der Umlenkwalze
10 einen Schlitz begrenzt, durch den das Trägerband 3 mit den darauf befestigten
Beuteln 1 in der aus den Figuren ersichtlichen Weise unbehindert durchgezogen werden
kann.
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Im Bereiche der Ablage 10 ist eine Schweißvorrichtung~13 angeordnet,
deren in Pfeilrichtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Schweißbalken
14 (Fig. 2) eine Beutelschließvorrichtung bilden.
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Oberhalb des Tisches 9 ist ein Fülltrichter 15 angeordnet, der zwei
jeweils um eine vertikale Schwenkachse 16 verschwenkbare Schenkel 17 aufweist, die
eine im wesentlichen U- oder L-förmige Querschnittsgestalt aufweisen.
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Abhängig von der Art des jeweils zu verarbeitenden Füllgutes könnte
die Anordnung der beiden Fülltrichterschenkel 17, abweichend von der dargestellten
Ausführungsform,auch derart seine daß die beiden Schwenkachsen 16 horizontal verlaufen,
d.h. die beiden Fülltrichterschenkel 17 vertikal beweglich sind.
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Mit jedem der Fülltrichterschenkel 17 ist eine im wesentlichen L-förmige
Weiche 18 starr verbunden, die außen eine Steuerkurvenfläche 19 trägt. Die beiden
Steuerkurvenflächen 19 wirken mit zwei Betätigungsrollen 20 eines im wesentlichen
U-förmigen
Rahmens 21 zusammen, welcher mittig über einen Steg 22 mit einem Füllkolben 23 starr
verbunden ist. Der Füllkolben 23 ist gemeinsam mit dem Rahmen 21 durch eine nicht
weiter dargestellte Antriebsvorrichtung in Richtung der Pfeile 24, 25 (Fig. 2, 4)
hin- und herbewegbar. Er weist eine vordere, ebene und quer zu der Förderrichtung
8 des Trägerbandes 3 verlaufende Anschlagfläche 27 auf, von der aus die beiden Seitenflächen
28 unter Ausbildung einer im wesentlichen dreieckförmigen Querschnittsgestalt zu
dem Steg 22 hin konvergierend sich erstrecken.
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Seitlich neben dem Tisch 9 ist im Bereich des Quetschwalzenpaares
7 ein Zubringerkanal 29 angeordnet, der in einer zu dem Tisch 9 parallelen Horizontalebene
liegt und eine nicht weiter dargestellte Transportvorrichtung enthält, welche die
Gegenstände 2 in jeweils vorbestimmter Anzahl nebeneinander liegend aufeinanderfolgend
gegen einen Anschlag 30 am vorderen Stirnende des Zufuhrkanales 29 transportiert.
Quer zu dem Zufuhrkanal 29 ist eine in der gleichen Horizontalebene liegende, oben
offene Kassette 31 von im wesentlichen U-förmiger Querschnittsgestalt durch eine
nicht weiter dargestellte Stellvorrichtung in Richtung eines Pfeiles 33 (Fig. 1)
quer zu der Förderrichtung 8 des Trägerbandes 3 hin- un herbeweglich gelagert. Die
Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Kassette 31 in der aus Fig. 1 ersichtlichen
Weise unter den Weichen 18 hindurch auf das Trägerband 3 aufgeschoben werden kann.
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Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Bei dem
in Fig. 1 dargestellten Zustand ist der auf dem Trägerband 3 zuvorderst liegende
Beutel 1 mit geöffnetem Beutelmund auf die beiden Schenkel 17 des Fülltrichters
15 aufgeschoben. Das Trägerband 3 steht still. Der Füllkolben 23 ist weitest möglich
in der Förderrichtung 8 zurückgezogen; die Betätigungsrollen 20 des Rahmens 21 stehen
außer Eingriff mit den Steuerflächen 19 der Weichen 18, so daß die Fülltrichterschenkel
17
unter der Wirkung einer durch eine nicht weiter dargestellte Feder ausgeübtFederkraft
aufeinander zu nach einwärts geschwenkt sind.
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Die stirnseitig offene, mit dem Anschlag 30 verbundene Kassette 31
wird in Richtung des Pfeiles 33 auf den Tisch 9 geschoben, wobei die einer Beutelfüllung
entsprechende Menge von Gegenständen 2 in die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung
auf dem Trägerband 3 überführt wird, während gleichzeitig durch den Anschlag 30
der Zufuhrkanal 29 stirnseitig verschlossen wird.
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Nachdem mittels der Kassette 31 die in dieser befindlichen Gegenstände
2 vor die Stirnfläche 27 des zurückgezogenen Füllkolbens 23 gebracht worden sind,
wird dieser in Richtung des Pfeiles 24 (Fig. 2) vorbewegt. Dabei laufen die Betätigungsrollen
20 auf die Steuerflächen 19 der Weichen 18 auf und schwenken die Fülltrichterschenkel
17 um die Schwenkachsen 16 in Pfeilrichtung nach außen, so daß der Beutelmund des
zu befüllenden Beutels 1 aufgespreizt wird. Gleichzeitig wird der Inhalt der Kassette
31 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise in den durch den aufgespreizten Fülltrichter
15 offengehaltenen Beutel 1 eingeschoben, wobei der Beutel 1 durch das stillstehende
Trägerband 3 festgehalten ist.
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Im Verlaufe dieser Einschubbewegung der Gegenstände 2 in den Beutel
1 werden die Gegenstände 2 gegen den Beutelboden 35 angepreßt. Bei fortgesetzter
Vorbewegung des Füllkolbens 23 in Richtung des Pfeiles 24 wird der gefüllte Beutel
1 längs einer Perforationslinie 36 (Fig. 4) von seiner auf dem festgehaltenen Trägerband
3 zurückbleibenden Überlasche 4 abgerissen und in eine Schließ- und Weitertransportstellung'auf
der Ablage 12 überführt, die in den Fig. 4 bis 6 veranschaulicht ist. Dabei liegt
der Beutelmund zwischen den geöffneten Schweißbacken 14 der Schließvorrichtung 12,
die sich in der in Fig. 4 angedeuteten Pfeilrichtung schließen und damit den
Beutel
1 bei 36 (Fig. 5) dicht verschweißen, worauf die Schweißbacken 14 wieder auseinandergehen
und der somit verschlossene Beutel 1 etwa in Richtung eines Pfeiles 37 (Fig. 5)
durch eine zugeordnete, nicht weiter veranschaulichte Transporteinrichtung quer
zu der Förderrichtung 8 des Trägerbandes 3 wegtransportiert wird.
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Nach der Überführung des gefüllten Beutels 1 in der beschriebenen
Weise durch die geöffneten Schweißbacken 14 hindurch in die in den Fig. 4 bis 6
dargestellte Schließ- und Weitertransportstellung kehrt der Füllkolben 23 seine
Bewegung um und wird gemeinsam mit dem Rahmen 21 in Richtung des Pfeiles 25 (Fig.
4, 5) zurückbewegt, wobei die Schweißbacken 14 nach Beginn der Bewegungsumkehr des
Füllkolbens 23 in der beschriebenen Weise den Beutel 1 verschließen. Bei dieser
Rückbewegung des Füllkolbens 23 laufen die beiden Fülltrichterschenkel 17 auf die
schrägen Seitenflächen 28 des Füllkolbens 23 auf, so daß diese nach außen geschwenkt
werden und den Füllkolben 23 unbehindert durchlassen. Außerdem wird nunmehr das
Quetschwalzenpaar 7 wieder angetrieben, so daß es das Trägerband 3 um einen Schritt
in Förderrichtung 8 vorbewegt und dabei den nächstfolgenden, nunmehr zuvorderst
auf dem Trägerband 3 liegenden Beutel 1 zur Befüllung heranführt.
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Im Verlaufe der Rückbewegung des Füllkolbens 23 betätigt dieser, wenn
er etwa die Stellung nach Fig. 5 erreicht hat, ein nicht weiter dargestelltes Steuerventil,
was zur Folge hat, daß eine oberhalb des Fülltrichters 15 angeordnete und etwa entgegen
der Förderrichtung 8 gerichtete Düse 38 mit Druckluft beaufschlagt wird und einen
Druckluftstrahl auf den Beutelmund des nächstfolgenden Beutels 1 richtet. Dadurch
wird der Beutel in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise geöffnet. Er wird mit so offen
gehaltenem Beutelmund durch das Trägerband 3 weiter auf den Fülltrichter 15 zu bewegt.
Der üllkolben 23 hat inzwischen im Verlaufe seiner weiteren Rückbewegung den Fülltrichter
23 verlassen, wobei die Steuerflächen 19 der Weichen 18 von den Betätigungsrollen
20 freigegeben worden sind, so daß die Fülltrichterschenkel 17 durch
die
zugeordnete (nicht dargestellte) Feder wieder nach innen geschwenkt worden sind,
wie dies in Fig 6 durch Pfeile angedeutet ist. Der auf dem Trägerband zuvorderst
liegende Beutel 1 wird nun bei fortgesetzter Bewegung des Trägerbandes 3 auf den
Fülltrichter 15 aufgeschoben, bis er wieder die in Fig. 1 dargestellte Stellung
erreicht, womit die Druckluftbeaufschlagung der Düse 38 abgeschaltet und das Quetschwalzenpaar
7 stillgesetzt werden, so daß der Füllvorgang des Beutels in der bereits beschriebenen
Weise von neuem beginnt.
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Um zu gewährleisten, daß das Trägerband 3 genau zu dem Zeitpunkt stillgesetzt
wird, zu dem der Beutelmund lagerichtig auf dem Fülltrichter 15 sitzt, wird der
Beutelmund durch eine Lichtschranke 40 (Fig. 6) abgetastet, die über eine entsprechende
elektrische Steuerschaltung den Antriebsmotor des Quetschwalzenpaares 7 steuert.
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Im übrigen ist der Antrieb der einzelnen Aggregate, d.h. der Antriebsvorrichtung
des Füllkolbens 23, der Stellvorrichtung der Zubringerkassette 31, der Schließvorrichtung
12, des Quetschwalzenpaares 7 für das Trägerband 3 durch ein Programmsteuerwerk
derart gesteuert, daß die einzelnen Bewegungen dieser Aggregate miteinander synchronisiert
sind. Dieses.Programmsteuerwerk gestattet es auch, die Vorrichtung an jede vorgeschaltete
Herstellungsmaschine für die Gegenstände 2 anzuschließen, wobei dann durch die jeweilige
Füllgutübergabe auf dasTrägerband 3 ein ents-prechender Impuls für den Abfüllvorgang
ausgelöst werden kann.
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Der Verschluß der gefüllten Beutel 1 kann im übrigen auch auf andere
Weise, wie durch Verschweißen, geschehen; die Schließvorrichtung 12 ist dann entsprechend
gestaltet.
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Das die zurückgebliebenen Uberlaschen 4 tragende Trägerband wird hinter
dem Quetschwalzenpaar 7 zweckentsprechend abgeführt und gegebenenfalls zu einem
Wickel aufgewickelt. Während
bei der Ausführungsform nach den
Fig. 1 bis 5 das Quetschwalzenpaar 7 mit seiner Klemmstelle etwa in der Ebene des
Tisches 9 liegend in dem Bereiche hinter der am weitesten möglich zurückgezogenen
Stellung des Rahmens 21 liegenden Bereich angeordnet ist, kann die Anordnung auch
derart getroffen sein, daß das Quetschwalzenpaar 7 unterhalb des Tisches 9 vorgesehen
und das Trägerband 3 über eine Umlenkwalze 41 im Bereiche des Fülltrichters 15 nach
unten umgeleitet ist. Dies ist in Fig. 6 veranschaulicht. Auf diese Weise ist es
möglich, Platz zu gewinnen, um die Gegenstände in Gestalt von bei 42 angedeuteten
Stapeln in Richtung eines Pfeiles 43 durch eine nicht dargestellte Hubvorrichtung
vertikal nach oben in den Bereich vor die Stirnfläche 27 des Füllkolbens 23 zu bringen,
wenn dies aus Platzgründen etc.
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zweckmäßig ist. Die von der Ilerstellungsmaschine kommenden Gegenstände
werden dabei über den, ein nicht weiter dargestelltes Förderband enthaltenden Zufuhrkanal
29, wie in Fig. 6 dargestellt, stabelweise in die Kassette 31 eingeführt bis sie
an einer vertikalen Stirnanschlagflä.che 3Oa anschlagen. Ii Bereiche der tirnanschlagfläche
30a ist ein Kontaktgeber 45 angeordnet, der zur Impulsgabe für die Elerstcllunclsrnaschinc
dient.
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Um bei elastischen Füllgütern, wie Damenbin(len, Slipeinlagen, t7atte
etc. eine gutaussehende prallgefüllte Packung zu erzielen, ist es notwendig, das
Füllgut vor dem Einbringen in den jeweiligen Beutel 1 zu komprimieren. Das heißt,
daß der Querschnitt der aus den einzelnen Gegenständen 2 bestehenden Stabel 42 verkleinert
werden muß, um diese besser in den jeweiligen Beutel 1 einstoßen zu kennen.
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Bei der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten horizontalen Füllgutvorgabe
erfolgt dies Kompression der Gegenstände 2 durch das seitliche Zusammenpressen der
Gegenstände 2.
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Bei der in Fig. 6 veranschaulichten vertikalen Füllgutvorgabe sind
Dabei oberhalb des Füllkolbens 23 horizontal ausgerichtet, angeordnete leistenartige
obere Anschläge 46 vorgesehen, die ortsfest verankert sind. Nach dem Einbringen
der Gegenstanclsstabel 42 in die Kassette 41, wird diese längs der Stirnanschlagsfläche
3Oa vertikal nach oben bewegt, wobei die aus flach liegenden Gegenständen zwei bestehenden
tahel 42 gegen die oberen Anschläge 46 angreßt werden, so daß die Stabel in Vertil-alrichtung
zusammengedrückt werden, bevor sie durch den Füllolben 23 über den Fülltrichter
15 in dem Beutel 1 eingeschoben werden.