DE3632691A1 - Verfahren und vorrichtung zum wechseln von behaelteraufnahmen aufweisenden zellenblechen einer fuellmaschine, insbesondere fuer nahrungs- und genussmittel - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wechseln von Behälteraufnahmen aufweisenden Zellenblechen einer Füllmaschine, insbesondere für Nahrungs- und Genußmittel.

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Wechseln von Behälteraufnahmen aufweisenden Zellenblechen einer Füllmaschine, insbesondere für Nahrungs- und Genußmittel, bei dem die Zellenbleche durch ein Transportmittel umlaufend angetrieben und bei Bedarf maschinell gegen Zellenbleche mit andersformatigen Behälteraufnahmen austauschbar sind, nach Patentanmeldung P 35 38 993.1-23.

Bei einem Produkt- bzw. Formatwechsel der abzufüllenden Behälter müssen nicht nur jeweils die Arbeitsstationen der Behälterfüllmaschine umgestellt, sondern auch jeweils die auf einen bestimmten Behälter abgestellten Zellenbleche gewechselt werden. Gerade dieser Wechsel der Zellenbleche nimmt besonders viel Zeit in Anspruch und ist wegen der nebeneinanderliegenden Anordnung der Behälter in einer Reihe auch nur mit großen Schwierigkeiten durchführbar.

Nicht nur, daß die Zellenbleche herausgenommen und gegen neue ausgetauscht werden müssen, sondern die neueingesetzten Zellenbleche müssen auch exakt ausgerichtet werden, damit z. B. in der Siegelstation, die als Gegenhalter dienenden Zellenbleche für das Siegelwerkzeug diesem gegenüber in einer präzisen Stellung zu liegen kommen. Schließlich muß auch sichergestellt sein, daß bei der Demontage und Montage keine Beschädigung der Zellenbleche selbst und/oder deren Verbindung zum Transportmittel eintritt. Wird ferner eine exakte Ausrichtung und damit ein einwandfreier Siegelvorgang nicht mehr gewährleistet, wird die Haltbarkeit des abgefüllten Produktes unter Umständen sehr stark beeinträchtigt, so daß die gesamte Produktion unterbrochen werden muß.

Nach dem Vorschlag der älteren Patentanmeldung P 35 38 993.1-23 hat man sich daher schon Gedanken gemacht, wie das Auswechseln insbesondere der Zellenbleche verbessert und eine Beschädigung dieser Zellenbleche vermieden sowie insbesondere die Wechselzeit durch eine Automatisierung erheblich heruntergesetzt werden kann. Dies wird durch die Anordnung eines Manipulators samt Magazin mit neuen Zellenblechen nach Austausch gegen ein die auszutauschenden Zellenbleche aufnehmendes Magazin erreicht. Das Ein- und Aussetzen der Zellenbleche erfolgt automatisch, wobei das Magazin die Form einer Trommel aufweisen kann, so daß eine kompakte Bauform mit geringem Platz vorhanden ist und somit die Lagerhaltung der verschiedensten Zellenbleche, die in der austauschbaren Trommel verbleiben können, wenig Platz benötigt. Da das Austauschen und die Handhabung der Zellenbleche zwecks Automatisierung jedoch mittels Saugnäpfen erfolgt, wodurch eine reproduzierbare genaue Lage innerhalb der Maschine erzielt werden kann, besteht jedoch die Gefahr, daß bei Druckluftabfall die Saugnäpfe nicht mehr funktionieren und damit die Zellenbleche herunterfallen, so daß die Betriebssicherheit erheblich beeinträchtigt wird. Außerdem können in einem Magazin immer nur Zellenbleche eines Formats untergebracht werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das ein noch schnelleres und vor allen Dingen betriebssicheres Auswechseln und exakte Zentrierung der Zellenbleche ermöglicht. Dabei soll zugleich die dazu erforderliche Vorrichtung im Aufbau besonders einfach und störunanfällig sein.

Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch gelöst, daß zum Austauschen der Zellenbleche die in der Füllmaschine befindlichen erstformatigen Zellenbleche nacheinander entnommen und im wesentlichen gleichzeitig die Zellenbleche mit den andersformatigen Behälteraufnahmen in die Füllmaschine eingesetzt werden. Der Erfindungsgedanke liegt darin, daß zunächst damit begonnen wird, die in der Maschine befindlichen Zellenbleche zu entnehmen und so bald die ersten Plätze im Transportmittel der Maschine freigeworden sind, neue also andersformatige Zellenbleche in die Füllmaschine eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß zur Entnahme der erstformatigen Zellenbleche, diese nach Lösen von dem Transportmittel im wesentlichen senkrecht aus dessen Bewegungsbahn herausbewegt und danach im wesentlichen vertikal dazu in einer Ablagestellung gebracht werden und daß zugleich umgekehrt die andersformatigen Zellenbleche aus ihrer Ablagestellung parallel zur Ebene der Bewegungsbahn des Transportmittels verschoben und danach auf die Ebene des Transportmittels gebracht werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann in vorrichtugsmäßiger Hinsicht dadurch gelöst werden, daß die erstformatigen und andersformatigen Zellenbleche in einem im Bereich des Transportmittels, vorzugsweise dessen Rücklaufebene angeordneten bzw. anordbaren und auf dessen Vorschub abgestimmten Takt umlaufend angetriebenen Magazin untergebracht sind.

Sofern das Magazin als um eine im wesentlichen parallel zur Vorschubebene des Transportmittels verlaufende Achse umlaufende Trommel ausgebildet ist, können auf deren einem Umfangsteil die erstformatigen und auf deren anderem Umfangsteil die andersformatigen Zellenbleche gelagert sein. Auf diese Weise kommt man zu einer Wechselvorrichtung, bei der in einem einzigen Magazin sowohl erstformatige als auch andersformatige Zellenbleche gelagert sind, so daß mit der gleichen Wechselvorrichtung weitgehend gleichzeitig alte Zellenbleche entnommen und neue Zellenbleche eingesetzt werden können. Dabei sind beispielsweise die Aufnahmestelle für von der Füllmaschine abgegebene erstformatige Zellenbleche und die Abgabestelle für an die Füllmaschine abzugebende andersformatige Zellenbleche im wesentlichen in einer horizontalen Ebene diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Aufnahme und die Abgabe der Zellenbleche können beispielsweise durch seiten- und höhenverstellbare Greiferarme erfolgen, die im Takt des Transportmittels und entsprechend dem taktweisen Umlauf der Trommel gesteuert sind.

Das Magazin kann aber auch beispielsweise als Doppelelevator ausgebildet sein, dessen einer Elevator zur Aufnahme der von der Füllmaschine abgegebenen erstformatigen Zellenbleche und deren anderer Elevator zur Aufnahme der an die Füllmaschine abzugebenden andersformatigen Zellenbleche dient. In diesem Fall können die Greiferarme zwischen den Elevatoren angeordnet sein, so daß die gewünschte gleichzeitige Aufnahme alter Zellenbleche und der Einsatz neuer Zellenbleche erfolgen kann.

Das Magazin kann sowohl bei der Ausbildung als Trommel als auch als Doppelelevator im wesentlichen unmittelbar unterhalb der Rücklaufebene des Transportmittels angeordnet sein, oder aber auch vor der Maschine gelagert sein, und zwar beispielsweise auf einem Magazinwagen, so daß auch insofern ein schneller Wechsel der Zellenbleche garantiert ist. Damit bei der Ausbildung des Magazins als Doppelelevator bei einem erneuten Wechsel die dann beispielsweise wieder an die Maschinen abzugebenden Zellenbleche sich stets an der gleichen Stelle befinden, ist es vorteilhaft so, daß der Doppelelevator um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert ist. Damit können die Zellenbleche wieder in genau ausgerichteter Lage in die Füllmaschine eingesetzt werden, wobei erfindungsgemäß eine Zentriereinrichtung unterstützend zur Ausrichtung der Zellenbleche mitwirkt. Dies ist notwendig, da das Transportmittel bildende Ketten nicht beeinflußbare Längenänderungen aufweisen, so daß ohne besondere Vorkehrungen ein exaktes Ausrichten der Zellenbleche unmöglich ist.

Die Zentriereinrichtung kann beispielsweise aus einem durch eine Öffnung im Zellenblech hineinragenden Zentrierbolzen und einem damit zusammenwirkenden Führungsbolzen bestehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Wechseleinrichtung mit einem als Trommel ausgebildeten Magazin.

Fig. 2 eine Wechselvorrichtung mit einem als Doppelelevator ausgebildeten Magazin und

Fig. 3-8 verschiedene Ausführungsvarianten der Zentriereinrichtung.

Von einer in Fig. 1 im einzelnen nicht dargestellten Behälterfüllmaschine ist ein umlaufendes Transportmittel 1 dargestellt, das sich im Uhrzeigersinn dreht. Das Transportmittel 1 besteht aus zwei parallel nebeneinander geführten Ketten, 2, 3, die seitlich um nicht dargestellte Umlenkräder umgelenkt sind und somit eine obere Arbeitsebene und eine untere Rücklaufebene bilden. Oberhalb der Arbeitsebene sind die üblichen Arbeitsstationen einer Behälterfüllmaschine (nicht dargestellt) vorgesehen, wie Behälterzuführstation, Füllstation, Deckblattstation, Deckelverteiler, Versiegelungsstation und Aushebestation.

Wie in Fig. 1 perspektivisch angedeutet, erstrecken sich zwischen den Ketten 2, 3 Zellenbleche 4 mit Aufnahmeöffnungen 5, in welche zu füllende Behälter, z. B. aus Kunststoff, Pappe, Papier, Glas, Blech oder dergleichen eingesetzt werden können. Während der Vorbewegung des Transportmittels werden die Behälter entsprechend der Transportrichtung von links nach rechts durch die Behälterfüllmaschine bewegt, wobei sie nacheinander unterhalb der oben erwähnten Arbeitsstationen vorbeibewegt werden.

Bei einer Produktions- und Behälterumstellung müssen die Behälteraufnahmen 5 entsprechend den neuen Abmessungen der Behälter angepaßt und damit die Zellenbleche 4 ausgewechselt werden.

Das Auswechseln der Zellenbleche 4 erfolgt mit Hilfe einer Wechseleinrichtung 6, die im dargestellten Auführungsbeispiel ein Magazin in Gestalt einer im Takt der Maschine umlaufend angetriebenen Trommel 7 aufweist. Die Trommel 7 ist auf Ständern 8 eines verfahrbaren Magazinwagens 9 gelagert. Am Umfang der um eine im wesentlichen horizontale, oberhalb der Rücklaufebene Achse 11 drehbar gelagerten Trommel 7 befinden sich Aufnahmetaschen 12, in denen die Zellenbleche gelagert sind. Damit die Zellenbleche 4 im unteren Teil der Trommel nicht aus den Aufnahmetaschen 12 herausfallen, sind im Bereich der Enden der Trommel mit einer halbkreisförmigen Führungsfläche 13 versehene Führungswangen 14 vorgesehen. Zum Transport der Zellenbleche zwischen der Trommel 7 einerseits und dem Transportmittel 1 der Behälterfüllmaschine andererseits ist ein Manipulator 15 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel seiten- und höhenverstellbare Greiferarme 16 aufweist. Diese Greiferarme 16 können mit Saugern, Zangen und dgl. Elementen ausgerüstet sein, um die Zellenbleche zu ergreifen und im gewünschten Sinne zu transportieren.

Die wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:

Mit Hilfe der auf der rechten Seite der Trommel 7 gelagerten Greiferarme 16 wird in der Lösen des zu ergreifenden Zellenbleches 4 von dem Transportmittel 1 das Zellenblech von den Greiferarmen 16 übernommen, geringfügig abgesenkt und danach aus dem Bereich unterhalb des Transportmittels in eine Aufnahmetasche 12 der Trommel 7 seitlich eingefahren. Das bedeutet, daß die Aufnahmestelle a etwa auf der Mittelebene der Trommel 7 liegt. Diametral gegenüberliegend auf der anderen Seite der Trommel 7 befindet sich eine Abgabestelle b zur Abgabe andersformatiger Zellenbleche 4′ an die Füllmaschine. Die andersformatigen, d.h. mit einer unterschiedlichen Aufnahmeöffnung 5 versehenen Zellenbleche 4′ können dann in die Maschine eingegeben bzw. in den Bereich des Transportmittels 1 gebracht werden, sobald die erste Stelle im Transportmittel von einer erstformatigen Zellenblech 4 freigegeben worden ist. Danach können jeweils gleichzeitig erstformatige Zellenbleche 4 im Takt der Maschine aus dem Transportmittel entnommen und neuformatige Zellenbleche 4′ durch seitliches Verschieben und Anheben der Zellenbleche mit Hilfe der Greiferarme 16 in den Bereich des Transportmittels 1 gebracht werden. Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Trommel 7 sowohl mit erstformatigen als mit andersformatigen Zellenblechen 4, 4′ bestückt ist.

Eine in Fig. 2 dargestellte Wechselvorrichtung 6 ist im Prinzip gleich aufgebaut d.h. auch dort sind eine Aufnahmestelle a und eine Abgabestelle b vorgesehen. Die Wechselvorrichtung ist jedoch nicht als umlaufende Trommel, sondern als Doppelelevator 17 ausgebildet, wobei der eine Elevator 18 die erstformatigen Zellenbleche 4 und der Elevator 19 die andersformatigen Zellenbleche 4′ aufnimmt. Der Doppelelevator 17 ist ebenfalls auf einem verfahrbaren Magazinwagen 9 angeordnet und auch hier sind die Elevatoren über Säulen 8 gelagert und es finden sich wiederum die halbkreisförmigen Führungswangen 14 vor.

Die Wirkungsweise dieser abgewandelten Ausführungsform ist derart, daß über die Greiferarme 16 zunächst erstformatige Zellenbleche 4 nach unten abgesenkt und dann seitlich in den Elevator 18 eingefahren werden. Umgekehrt werden die andersformatigen Zellenbleche 4′ seitlich aus dem Elevator 19 herausgefahren und über die Greiferarme 16 nach oben zum Transportmittel 1 der Behälterfüllmaschine gebracht. Da hier die Greiferarme 16 unmittelbar nebeneinander liegen können, läßt sich hier sofort von Anfang an ein Zellenblech entnehmen und gleichzeitig nach einem Takt der Maschine ein andersformatiges Zellenblech in die Maschine einlegen.

Mit der Übergabe der Zellenbleche von dem Magazin, sei es von der Trommel 7 oder aber von dem Doppelelevator 17, ist es alleine noch nicht getan, vielmehr müssen die Zellenbleche auch noch in Bezug auf das Transportmittel, nämlich die Ketten 2, 3, ausgerichtet und zentriert werden. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß, wie in Fig. 3 dargestellt ist, die Greiferarme 16 beidseitig an dem Zellenblech 4 angreifen und dieses nach oben und zur Seite bewegen. In Fig. 3 sind die Greiferarme U-förmig ausgebildet, so daß eine gute Aufnahme der Zellenbleche möglich ist. Im Prinzip können natürlich die Greiferarme 16 auch von oben oder von der Seite her angreifen, so wie das in der Fig. 4 und 5 dargestellt ist.

Nach der Übergabe der Zellenbleche 4 durch die Greiferarme 16 in die Kette 2 bzw. 3 des Transportmittels müssen die Zellenbleche gegenüber den Längenänderungen unterworfenen Ketten 2 bzw. 3 genau zentriert werden, da ansonsten ein einwandfreies Füllen und auch Versiegeln der Behälter nicht möglich ist. Zu diesem Zweck ist eine Zentriereinrichtung 21 vorgesehen, die von einem durch eine Öffnung 22 im Zellenblech 4 hindurchgeführten Zentrierbolzen 23 und einem damit zusammenwirkenden und fest an der Maschine befestigten Führungsbolzen 24 besteht.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stirnflächen bzw. die Stirnbereiche des Zentrierbolzens 23 und des Führungsbolzens 24 konisch ausgebildet. Der Zentrierbolzen 23 ist mit Hilfe einer Mutter 25 an einem Winkelstück 26 befestigt, das seinerseits über einen Lagerbolzen 27 an der Kette 2, 3 befestigt ist. Zur exakten Führung der Kette 2 bzw. 3 sind untere und obere Kettenführungen 28, 29 vorgesehen.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 sind die Stirnflächen des Zentrierbolzens 23 und des Führungsbolzens 24 eben ausgebildet, während sie bei der Ausführung nach Fig. 8 eine schräge Stirnfläche aufweisen. Die speziellen Zentrierungen können an bestimmten Stellen der Behälterfüllmaschine vorgesehen sein, z. B. im Bereich einer Hüllenstempelung, der Dosierung und dergleichen. Zum Ausrichten des Zellenbleches 4 wird dieses mit seiner Öffnung 22 von unten her auf den Führungsbolzen 24 geschoben und in dieser ausgerichteten Stellung dann auf den Zentrierbolzen 23 aufgesetzt. Dabei kann eine Federung vorgesehen sein, um das Zellenblech 4 von oben in die Halterung bzw. Zentrierung auf dem Zentrierbolzen 23 zurückzudrücken.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt. So kann die Trommel 7 bei der Ausführung nach Fig. 1 im wesentlichen auch direkt im Bereich der Rücklaufebene des Transportmittels 1 angeordnet sein, wobei dann lediglich eine etwas andere Steuerung der Greiferarme 16 notwendig ist. Ebenso kann bei der Ausführung nach Fig. 2 der Doppelelevator 17 seitlich neben der Maschine angeordnet sein. Bei entsprechender Steuerung der Greiferarme 16 können die Zellenbleche 4 aus der Maschine entnommen bzw. neue Zellenbleche 4 in die Maschine eingesetzt werden.

Schließlich kann der Doppelelevator 17 auch noch um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert sein, wodurch erreicht wird, daß die neuen Zellenbleche immer wieder an der gleichen Stelle in die Maschine eingegeben werden. Bei völlig symmetrischer Ausbildung der Zellenbleche kann dies natürlich auch mit Hilfe des Magazinwagens 18 geschehen, der dann entsprechend umgedreht werden muß.

Claims (14)

1. Verfahren zum Wechseln von Behälteraufnahmen aufweisenden Zellenblechen einer Füllmaschine, insbesondere für Nahrungs- und Genußmittel, bei dem die Zellenbleche durch ein Transportmittel umlaufend angetrieben und bei Bedarf maschinell gegen Zellenbleche mit andersformatigen Behälteraufnahmen austauschbar sind, nach patentanmeldung P 35 38 993.1-23 (Patent...), dadurch gekennzeichnet, daß zum Austausch der Zellenbleche maschinell die in der Füllmaschine befindlichen erstformatigen Zellenbleche nacheinander entnommen und im wesentlichen gleichzeitig die Zellenbleche mit den andersformatigen Behälteraufnahmen in die Füllmaschine eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Entnahme der erstformatigen Zellenbleche diese nach Lösen von den Transportmittel im wesentlichen senkrecht aus dessen Bewegungsbahn herausbewegt und danach im wesentlichen vertikal dazu in eine Ablagestellung gebracht werden und daß zugleich umgekehrt die andersformatigen Zellenbleche aus ihrer Ablagestellung parallel zur Ebene der Bewegungsbahn des Transportmittels verschoben und danach auf die Ebene des Transportmittels gebracht werden.

3. Vorrichtung zum Wechseln von Behälteraufnahmen aufweisenden Zellenblechen einer Füllmaschine, insbesondere für Nahrungs- und Genußmittel, mit einem umlaufend angetriebenen Transportmittel, mit dem die gegen Zellenbleche mit andersformatigen Behälteraufnahmen austauschbaren Zellenbleche lösbar befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erstformatigen und andersformatigen Zellenbleche (4, 4′) in einem im Bereich des Transportmittels (1), vorzugsweise dessen Rücklaufebene, angeordneten bzw. anordbaren und auf dessen Vorschub abgestimmten Takt umlaufend angetriebenen Magazin untergebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magazin als um eine im wesentlichen parallel zur Vorschubebene des Transportmittels (1) verlaufende Achse umlaufende Trommel (7) ausgebildet ist, auf deren einem Umfangsteil die erstformatigen und auf deren anderem Umfangsteil die andersformatigen Zellenbleche (4, 4′) lagerbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Trommel (7) die Aufnahmestelle (a) für von der Füllmaschine abgegebene erstformatige Zellenbleche (4) und die Abgabestelle (b) für an die Füllmaschine abzugebende andersformatige Zellenbleche (4′) im wesentlichen in einer horizontalen Ebene diametral gegenüberliegen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, ge­ kennzeichnet durch seiten- und höhenverstellbare Greiferarme (16).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magazin als Doppelelevator (17) ausgebildet ist, dessen einer Elevator (18) zur Aufnahme der von der Füllmaschine abgegebenen erstformatigen Zellenbleche (4) und deren anderer Elevator (19) zur Aufnahme der an die Füllmaschine abzugebenden andersformatigen Zellenbleche (4′) dient.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Greiferarme (16) zwischen den Elevatoren (18, 19) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Doppelelevator (17) um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, ge­ kennzeichnet durch einen verfahrbaren Magazinwagen (18) zur Aufnahme der Trommel (7) oder des Doppelelevators (17).

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, ge­ kennzeichnet durch im unteren Bereich der Trommel (7) bzw. der Elevatoren (18, 19) angeordnete Führungswangen (14).

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, ge­ kennzeichnet durch eine Zentriervorrichtung (21) für die Zellenbleche (4, 4′).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichttung (21) aus einem durch eine Öffnung (22) im Zellenblech (4, 4) hineinragenden Zentrierbolzen (23) und einem damit zusammenwirkenden fest angeordneten Führungsbolzen (24) besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aufeinander zugewandten Stirnflächen des Zentrierbolzens (23) und des Führungsbolzens (24) in ihrer Geometrie aufeinander abgestimmt sind, z.B. abgeschrägt, konisch oder dgl. ausgebildet sind.