DE3516651A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung quetschbarer, tubenfoermiger behaelter und zu deren verpacken in schachteln - Google Patents

Description

- 4 Beschrei bung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Behandlung quetschbarer tubenförmiger Behälter und zu deren Verpacken in Schachteln.

Gegenwärtig werden quetschbare, tubenförmige Behälter für mehr oder weniger viskose, pastenartige Produkte in zwei voneinander getrennten Phasen vorbereitet, ausgerichtet, behandelt und in Schachteln verpackt. Die erste Phase geht von vorgefertigten, quetschbaren und tubenförmigen Behältern mit offenem Boden aus und beinhaltet das reihenweise Füllen der Behälter durch den geöffneten Boden sowie das Schließen der gefüllen Behälter, beispielsweise durch einmaliges oder mehrmaliges Falzen des Endabschnittes der Tube. In der zweiten Phase werden dann die auf diese Weise behandelten Tuben in Schachteln verpackt.

Die Ausführung dieser beiden voneinander getrennten Phasen - Behandlung der Tuben und Verpacken in Schachteln - erfolgt bei bisher bekannten, automatischen Maschinen durch zwei ebenfalls voneinander getrennte, gesonderte Maschinen, die durch mehr oder weniger automatische und/oder synchronisierte Vorrichtungen miteinander verbunden sind.

In diesen bekannten Anlagen oder Maschinen werden die zu behandelnden, tubenförmigen Behälter in einer Bearbeitungsllnie der Tubenfül!maschine schrittweise vorwärtsbewegt, um die Tuben durch den geöffneten Boden hindurch zu füllen und anschließend diesen Boden zu verschließen. Dabei sind die Tuben in mehr als einer Behandlungsphase frei und nicht geführt, beispielsweise bei der Zuführung der einzelnen, tubenförmigen Behälter nacheinander zu der Bearbeitungslinie, weil sie während des Übergangs von einem Halte- oder Kontrollorgan zu einem folgenden Organ losgelassen werden. Dies geschieht bespielsweise auch während

ihrer Verpackung in Schachteln. Das führt nicht nur zu möglichen Beeinträchtigungen der Behälter, da diese wegen der für die folgenden Behandlungen erforderlichen Zeit oder wegen anderer Ursachen an ihrer Außenseite gedrückt oder geknickt werden können, sondern auch dazu, daß die Betriebsgeschwindigkeiten an die Produktionsleistung gebunden ist, die sich häufig als ungenügend und zu begrenzt erweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfugung zu stellen, mit denen die Automatisierung in der Weise durchgeführt werden kann, daß die Tuben während ihrer Behandlung und Verpackung in Schachteln ständig so behandelt werden, daß sie keine nachteiligen Beeinträchtigungen erfahren, wozu sie von der Zuführphase in die Bearbeitungslinie bis zu ihrer Verpackung in Schachteln andauernd gehalten, geführt und geschützt sind. Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vor- ^c richtung zum Füllen und Verpacken soll eine hohe Betriebsgeschwindigkeit erlauben, so daß die Produktionsleistung höher als bei bisher bekannten Maschinen ist.

Mit der Erfindung soll schließlich die Aufgabe gelöst werden, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Tubenfüllungsteil als Vorbereitungsteil oder Vorbehandlungsteil für die tubenförmigen Behälter verwendet werden kann, welche für ein Verpackungsteil einer beliebigen Maschine zum Verpacken in Schachteln verwendet werden kann.

Es wurden bereits Versuche unternommen, die genannten Geschwindigkeitsgrenzen der gegenwärtig bekannten Vorrichtungen zu überwinden und eine größere Stückleistungszahl zu erreichen. Hierzu wurden Maschinen mit mehreren Bearbeitungslinien entwickelt, die eine Mehrzahl einzelner Bearbeitungseinheiten aufweisen. Diese Bestrebungen haben vor allem dazu geführt, die Bearbeitungseinheiten mit einem zugehörigen Antriebssystem zu koppeln, das seinen Antrieb von einer einzigen Antriebsquelle erhält.

Mit einer derartigen Maschine könnte zwar die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden, aber es ist offensichtlich, daß aus dynamischen. Gründen niemals eine Steigerung erzielt werden kann, die proportional zur Anzahl der eingesetzten Bearbeitungseinheiten ist, das heißt etwa verdoppelt, verdreifacht usw, weil die wechselweise arbeitenden Massen entsprechend erhöht würden, wodurch die Geschwindigkeit jeder Einheit und damit die Gesamtgeschwindigkeit verringert wird. Wenn nämlich eine Vorrichtung mit einer einzigen Bearbeitungslinie mit drehbaren und linear beweglichen Elementen mit wechselnder Bewegung die charakteristische Maximalgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit 1 von Produkten je Minute erreicht, kann die Geschwindigkeit, die durch eine Verdoppelung dieser beweglichen Bearbeitungseinheiten, die mit einer einzigen Antriebsquelle gekoppelt sind, erreicht wird, niemals verdoppelt werden, weil die hinzugefügten Einheiten und deren Bauelemente in ihren Abmessungen vergrößert sind und dadurch die beweglichen Massen beträchtlich vergrößern. Wenn schließlich bei diesen Vorrichtungen mit mehrfachen Bearbeitungseinheiten das Problem der gleichzeitigen Beschickung berücksichtigt wird, ist es noch offensichtlicher, daß bei diesen Vorrichtungen eine Anhebung der Produktionsgeschwindigkeit je Zeiteinheit niemals proportional zur Vervielfachung der einzelnen Einheiten sein kann; derartige Vorrichtungen werden daher in der Praxis niemals technische und wirtschaftliche Eigenschaften haben, die Vorzüge im Vergleich mit dem Einsatz einer entsprechenden Zahl von einzelnen Maschinen herkömmlicher Bauart aufweisen. Die technischen und wirtschaftlichen Eigenheiten, die sich aus der Realisierung derartiger Maschinen mit mehrfachen Bearbeitungslinien ergeben könnten, sind stattdessen in der Praxis noch weniger fühlbar, wenn man berücksichtigt, daß die genannte Struktur mit mehreren Bearbeitungseinheiten und einer einzigen Antriebsquelle aufgrund der Position, die diese Bearbeitungseinheiten in ihrer jeweiligen Einzelausbildung notwendigerweise innerhalb der gesamten Maschine einnehmen, die Leistung der Vorrichtung verringert, wodurch die Vielseitigkeit wegfällt, die bisher im besonderen Einsatz auf-

grund der praktischen und wirtschaftlichen Vorteile geschätzt wurde, die sich aus der Verwendung einer Universalmaschine mit einer einzigen Bearbeitungslinie ergeben.

Mit der Erfindung sollen hingegen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tubenfüllen und Verpacken zur Verfugung gestellt werden, die in der Lage sind, eine hohe Produktionsgeschwindigkeit mit einer einzigen Bearbeitungslinie zu erzielen, wobei die wesentliche Eigenschaft der Universalität und die bei herkömmlichen Maschinen geschätzten Vorzüge beibehalten werden sollen.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde von dem bisherigen Weg abgewichen, der darin bestand, die Bearbeitungseinheiten zu vervielfachen, woraus, wie erwähnt, sich eine Vergrößerung der bewegten Massen ergibt. Statt dessen wurde der entgegengesetzte Weg beschritten, der darin besteht, die Bearbeitungszeiten zu rationalisieren und die bewegten Massen erheblich zu verringern. Nach langwierigen und aufwendigen Studien und Versuchen bei der Verfolgung dieses Zieles konnte eine Gesamtvorrichtung geschaffen werden, bei der die Bewegungen zwischen den Funktionsorganen so abgestimmt sind, daß eine genaue Aufteilung der Phasenzeiten und eine günstige Abstimmung der Funktionen möglich ist, so daß Totzeiten vermieden werden und jedem Arbeitsorgan Bewegungs- und Haltezeiten zugeordnet sind, die gerade ausreichend sind, um die jeweilige Bearbeitung auszuführen. Dieses Ziel konnte dadurch erreicht werden, daß die herkömmlichen Aufbauschemata für derartige Maschinen verlassen wurden, die bekanntlich den Einsatz von Arbeitsorganen mit wechselnder Bewegung oder, wie erwähnt, in der Erhöhung der maximalen Betriebsgeschwindigkeit dieser Maschinen oder im Einsatz von Maschinen mit Mehrfacheinheiten bestanden; vielmehr wurde im wesentlichen vorgesehen, vor allem die Beschickungs- und Übergabeorgane für die einzelnen, tubenförmigen Behälter zwangsgeführt zu betreiben .

Ein wesentlicher Vorzug des Verfahrens gemäß der Erfindung, der es der Vorrichtung erlaubt, mit einer hohen Geschwindigkeit bei der Herstellung zu füllender und zu verpackender Tuben je Zeiteinheit zu arbeiten, die erheblich größer als bei bisher eingesetzten Vorrichtungen ist, besteht darin, daß einem Aufgabetrichter nacheinander die einzelnen Tuben in horiontaler Ausrichtung zwangsläufig entnommen werden, anstatt diese im freien Fall zuzuführen, und diese weiterhin zwangsgeführt einem Organ zuzuführen, welches die Tuben aus ihrer horizontalen Lage zwangsgeführt und mit dem geöffneten Boden nach oben in vertikaler Stellung in Greiforgane der Bearbeitungslinie überführt, entlang der sie unter schrittweisem Vorschub gefüllt und am geöffneten Boden geschlossen werden. An dieser Stelle werden die in der beschriebenen Weise behandelten und gefüllten Tuben im Takt mit dem schrittweisen Vorschub von Übergabeorganen erfaßt, welche sie in zuvor angefertigte Schachteln einführen, deren Einführöffnung nach oben weist und die in Zwangsführung und in taktweiser Reihenfolge zu einer Verpackungsstation gelangen. Abschließend werden die Schachteln verschlossen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung hat einen Aufgabetrichter für die horizontal angeordneten, zu bearbeitenden Tuben mit offenem Boden, welcher so ausgebildet ist, daß die Tuben dem Aufgabetrichter einzeln durch zwangsgeführte Förderorgane entnommen werden, welche die Tuben vom Boden des Aufgabetrichters an einer Seitenwand des Trichters anheben, damit diese anschließend nacheinander an das obere Ende eines außerhalb vorgesehenen Förderkanals gelangen, welcher die Tuben nach unten zu Greifern mit Zwangsführung leiten, welche ihrerseits die Tuben an Übergabemittel weitergeben, welche die Tuben in vertikaler Anordnung und mit nach oben weisendem, offenen Boden zu der Bearbeitungslinie transportieren.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die in der Bearbeitungslinie behandelten und gefüllten Tuben im Takt aus dieser Bearbeitungslinie durch Zwangsführung bzw. durch Formschluß entnommen, wozu sie an ihrem abgeflachten Boden in vertikaler Stellung erfaßt werden, um anschließend in vertikal angeordnete und vorgefertigte Schachteln eingeführt zu werden. Die Einführöffnung dieser Schachteln befindet sich dabei oben und hat eine solche Stellung, daß der abgeflachte Boden parallel zu zwei Seiten oder etwa diagonal zu der Öffnung der Schachtel verläuft.

Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht in der besonderen Ausbildung des die Einschachtelung betreffenden Teils der Vorrichtung, insbesondere desjenigen Organs, das die Zuführung der Schachtelzuschnitte und die gleichzeitige Bildung der Schachteln aus diesen betrifft. Wesentlich ist dabei die Einfügung dieses Teils in die kinematische Struktur der Tubenfüll- und Verpackungsmaschine, welche dadurch in rascher Folge und mit weichen und gleichförmigen Bewegungen arbeitet.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung kann dank einer sehr genauen Rationalisierung der von den bearbeiteten Gegenständen durchlaufenen Wege sowie einer Vermeidung wechselnder Bewegungen bestimmter Organe und insbesondere einer Zuführung der Gegenstände zu der Bearbeitungslinie die Betriebsgeschwindigkeit im Vergleich zu bisher bekannten Maschinen nahezu verdoppelt werden.

Ein wesentliches Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht schließlich darin, daß die Vorrichtung einen besonders einfachen Aufbau hat, einfach und sicher betrieben werden kann und von langer Lebensdauer ist, wobei vor allem die Kosten trotz der erheblich gesteigerten Produktionsleistungen verhältnismäßig gering sind.

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Weitere, wesentliche Merkmale der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ergeben sich aus dem Patentanspruch 2, während der Patentanspruch 1 wesentliche Merkmale des erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrens enthält.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, daß in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung und

Figur 2 eine Vorderansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung .

Bei dem Verfahren zur Behandlung von tubenförmigen, quetschbaren Behältern, die mit offenem Boden zur Aufnahme mehr oder weniger viskoser, pastenartiger Produkte vorgefertigt sind, und zu deren Verpackung in Schachteln ist eine Zwangsentnahme der einzelnen Tuben in Reihe hintereinander aus einem Aufgabetrichter vorgesehen, wobei die Tuben horizontal angeordnet sind, um sie anschließend und weiterhin zwangsgeführt und damit gehalten Organen zu übergeben, die sie aus ihrer horizontalen Lage in eine vertikale überführen, in der der geöffnete Boden nach oben zeigt. Dabei sind elastisch wirkende Greifer vorgesehen, die Teil der Bearbeitungslinie für die Tuben sind.

Die nun vertikal angeordneten Tuben werden auf dieser Bearbeitungslinie schrittweise vorgeschoben und durch den geöffneten Boden hindurch in einer oder in mehreren Phasen gefüllt, um anschließend in diesem Bodenbereich geschlossen zu werden, beispielsweise durch Falzen des zuvor abgeflachten Endes im Bereich des genannten Bodens.

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Die auf diese Weise geschlossenen Tuben werden schließlich von dieser Bearbeitungslinie abgenommen und an dem abgeflachten und verschlossenen Bodenende erfaßt, um sie in eine Schachtel einzuschieben, welche zwischenzeitlich in vertikaler Stellung zugeführt worden ist, wobei die Schachtelöffnung nach oben weist und anschließend geschlossen wird.

Bei dem erläuterten Verfahren können die Schachteln während der Zuführphase bearbeitet werden oder bereits mit geöffneter Einfüllöffnung entnommen werden. Die Tuben können in die Schachteln so eingeführt werden, daß ihr abgeflachter, gequetschter Boden parallel zu zwei gegenüberliegenden Seiten der Schachtel verläuft oder etwa diagonal zu der Schachtel angeordnet ist.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung zur automatischen Durchführung dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung hat ein Gestell 1 mit einer Längserstreckung, das im linken Teil der Figuren 1 und 2 einen Aufgabetrichter 2 trägt, der vorgefertigte Tuben 3 mit geöffnetem Boden in horizontaler Lage enthält.

Der Aufgabetrichter 2 ist mit seinem Boden zum Vorrichtungsinneren hin geneigt. Seine zum Vorrichtungsinneren weisende Wand (in den Figuren die rechte Wand) ist im an den Boden anschliessenden, unteren Teil durch einen endlosen Förderer 4 definiert, welcher Abteile 5 zur Einzelentnahme der Tuben 3 aufweist. Der Förderer 4 ist dabei von unten nach oben zum Vorrichtungsinneren hin geneigt und endet oben im Bereich des oberen Endes einer Rutsche 6 mit Kanalform, in welche die in horizontaler Anordnung vom Förderer 4 angehobenen Tuben 3 abgegeben werden.

Die Rutsche 6 ist spiegelbildlich zum Förderer 4 hin geneigt und endet unten in der Höhe eines Übergabeförderers 7 mit einem konkaven Sitz für die Tuben 3, die dieser einzeln nacheinander von der Rutsche 6 übernimmt. Der Übergabeförderer 7 ist horizontal hin- und herbeweglich und übergibt die einzelnen Tuben 3

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nacheinander und aufgrund des konkaven Sitzes formschlüssig und damit geführt einem Greiforgan 8.

Dieses Greiforgan 8 erfaßt die in horizontaler Lage in dem konkaven Sitz des Übergabeförderers 7 liegenden Tuben 3 durch synchrones öffnen und Schließen seiner Greifbacken. Außerdem ist es um eine horizontale Achse schwenkbar, um die Tuben 3 in vertikaler Stellung und immer noch eine nach der anderen in elastische Greifer 9 einzuführen, wobei der offene Boden der Tuben 3 nach oben weist. Die elastischen Greifer 9 gehören zu einem endlosen Transportorgan 10, das schrittweise in einer horizontalen Ebene vorwärtsbewegt wird und die Bearbeitungslinie des Tubenfüllteils der Vorrichtung darstellt.

Entlang dieser Bearbeitungslinie werden die Tuben mit dem nach oben weisenden, geöffneten Boden in vertikaler Stellung nacheinander in Bearbeitungsstationen geführt, in denen sie entsprechend dem schrittweisen Vorschub zum Stehen kommen. In diesen Bearbeitungsstationen wird beispielsweise über ein Kontrollorgan 11 festgestellt, ob der Schraubverschluß oder dgl. der Tube 3 vorhanden ist und festsitzt. Ein Reinigungsorgan 12 in dieser Behandlungslinie dient zur Reinigung der Tuben 3 durch Ausblasen und Absaugen, und die Zentrierung des Aufdrucks der Tuben kann mit Hilfe eines oberen, beweglichen Gegenhalters 13 und eines unteren Drehgreifers 14 durchgeführt werden. Auswerfer 15 sorgen zur Aussonderung fehlerhafter Tuben in einen Abgabekanal 16 an der Rückseite der Vorrichtung.

In der Behandlungslinie kommen die Tuben schließlich auch in Fül1 Stationen zum Stillstand, innerhalb der sie in zwei aufeinanderfolgenden Phasen durch den nach oben weisenden, geöffneten Boden hindurch über Füllorgane 17 und 18 gefüllt werden, welche mit einem Behälter 19 für das pastenartige Produkt verbunden sind. Faltmittel 20 sorgen schließlich für den dichten Abschluß des geöffneten Bodens am Ende der Tuben 3, deren Endbereich zuvor abgeflacht worden ist.

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Im Anschluß daran entnimmt eine Greifer 21 die geschlossenen Tuben 3 von der Bearbeitungslinie und übergibt sie in entsprechende Schachteln, deren geöffnete Einschuböffnung nach oben zeigt. Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel werden die Schachteln während der Entnahme der Zuschnitte aus einem Speicher 22 gefaltet, wobei die Einschuböffnung dann nach oben weist.

Nachdem die Tuben 3 gleichzeitig mit einem Beipackzettel in die Schachteln eingeschoben worden sind, werden diese einem Schließabschnitt 23 der Vorrichtung übergeben, in dem die Einschuböffnung der Schachteln geschlossen wird.

Claims (2)

Via Emilia 394 Ozzano Emilia (Bologna), Italien Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung quetschbarer, tubenförmiger Behälter und zu deren Verpacken in Schachteln Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung quetschbarer, tubenförmiger und vorgeformter Behälter mit geöffnetem Boden für mehr oder weniger viskose, pastenförmige Produkte und zu deren Verpacken in Schachteln, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

zwangsgeführte Einzelentnahme der Tuben in aufeinanderfolgender Reihe und in horizontaler Anordnung aus einem Aufgabetrichter

geführte Übergabe zu einem Greiforgan, das die Tuben aus der horizontalen Lage in eine vertikale Stellung dreht und in dieser Stellung mit dem nach oben weisenden, geöffneten Boden zwangsgeführt in elastische Greifer übergibt, die Teil einer Bearbeitungslinie sind, entlang der die Tuben in aufeinanderfolgenden Vorschubschritten ihre Weiterbehandlung erfahren, nämlich Füllung durch den geöffneten Boden in wenigstens einer Fül !phase
Schließen der Füllöffnung

- Entnahme von Zuschnitten für die Schachteln und gleichzeitige Faltung der Schachteln mit nach oben weisender, geöffneter Einschuböffnung, wobei die Schachteln nacheinander in vertikaler Stellung in einer Station zur Einführung der Tuben zum Stillstand kommen

- Übernahme der gefüllten Tuben an dem abgeflachten und geschlossenen Bodenende von der Bearbeitungslinie und Einführung in die geöffneten Schachteln,

- Schließen der Einschuböffnung der Schachteln.

2. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch. 1, gekennzeichnet durch einen Aufgabetrichter (2) für die Aufgabe horizontal angeordneter Tuben (3) mit geöffnetem Boden, Fördermittel (4, 6) zur zwangsgeführten Entnahme und Übergabe der Tuben (3) aus dem Aufgabetrichter (2) zu einem Übergabeförderer (7) und einem anschließenden Greiforgan (8), die beide zur Zwangsführung und zum formschlüssigen Halten der Tuben (3) ausgerüstet sind und von denen das Greiforgan (8) die Tuben (3) in eine vertikale Stellung mit nach oben weisendem, geöffneten Boden bringt und in elastische Greifer (9) übergibt, die Teil eines endlosen Tranportorgans (10) sind, welches in einer horizontalen Ebene schrittweise vorrückbar ist und die Bearbeitungslinie der Vorrichtung bildet, welche Organe (11) für die Kontrolle der Präsenz und des Verschlusses der Tuben, Reinigungsorgane (12) für die Tuben, Zentriermittel (13, 14) für den Aufdruck der Tuben, Auswerfer (15) für fehlerhafte Tuben, Füllorgane (17, 18) zum Füllen der Tuben durch deren nach oben weisenden, geöffneten Boden in einer oder zwei aufeinanderfolgenden Phasen sowie Mittel (20) zum Schließen des Füllendes der gefüllten Tuben (3) aufweist, durch Mittel (21) zum Erfassen von Zuschnitten und zum gleichzeitigen Bilden von Schachteln aus diesen Zuschnitten mit nach oben weisender, Einschuböffnung, durch Greifer (21) zum Entnehmen der geschlossenen und gefüllten Tuben (3) an ihrem abgeflachten, geschlossenen Boden von der Bearbeitungslinie und zum Einschieben in jeweils eine Schachtel derart, daß der abgeflachte, geschlossene Boden der

Tuben (3) entweder parallel zu zwei gegenüberliegenden Seiten der Schachtel oder etwa diagonal zu dieser verläuft, sowie durch Mittel zum Schließen der Einschuböffnung der Schachteln.