DE3713331A1 - Vorrichtung zum einlegen von suesswaren - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine einfache mechanisch-pneumati­ sche Vorrichtung zum Einlegen positionierter Gegenstände in positionierte Aufnahmebehältnisse in einer beliebigen Anzahl von übereinanderliegenden Schichten ohne Heben oder Senken der Aufnahmebehältnisse sowie ohne Zählvorrichtung und wird in der Süßwarenindustrie eingesetzt. Sie dient insbesondere zum Aufnehmen mehrerer zu einer oder mehreren Reihen posi­ tionierter Süßwaren, wie Stangenpackungen von Komprimaten, Preßlingen, Tabletten, Toffees, Kaubonbons, gefüllten Wür­ fel- und Schachtelpackungen, zum Transportieren und Ablegen dieser Gegenstände in Verpackungs- und Versandbehältnisse, wie Versandschachteln, Versandkartons, Verkaufs- und Aus­ stellungspackungen in beliebig vielen übereinanderliegenden Schichten. Möglich ist auch die Anwendung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zum Einlegen von anderen Gegenständen und Waren mit einer glatten oberen Fläche in mehreren Schichten in Verpackungs- und Versandbehältnisse.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist eine Vorrichtung bekannt, in welcher die im Packungs­ spiegel geordneten Süßwarenstangen von einer Saugerplatte schichtweise erfaßt, angehoben, über die Versandschachtel geführt und in halbe Tiefe der Versandschachtel abgesenkt werden. In dieser Stellung wird das Vakuum der Sauger abge­ schaltet und die erste Schicht der Süßwarenstücke fällt im freien Fall auf den Boden der Versandschachtel. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Versandschachtel in hal­ ber Tiefe gefüllt ist. Die Versandschachtel wird dann um halbe Tiefe bzw. um ihre halbe Höhe abgesenkt und in glei­ cher Weise wie in der unteren Hälfte vollgefüllt. Dabei hat diese Vorrichtung den Mangel, daß die Schichtbildung in der Versandschachtel im freien Fall erfolgt, so daß eine exakte Schichtbildung nicht gewährleistet ist, und daß zum Einlegen und Bewegen der Versandschachtel zwei getrennte in vertikaler Richtung wirkende Getriebe erforderlich sind. Ein weiteres Merkmal der genannten Vorrichtung besteht da­ rin, daß auf die Versandschachtel von außen ein Kragen zur Zentrierung in der Füllstellung aufgesetzt wird. Daraus re­ sultiert der Mangel, daß die Einfüllöffnung der Versand­ schachtel an den Rändern verkleinert wird, und ein Wölben der Schachtelwände nach innen erfolgen kann. Damit ist es nicht möglich, die volle Breite und Länge der Versandschach­ tel für das Verpackungsgut zu nutzen, und bei nach innen ge­ wölbten Schachtelwänden ist ein strörungsfreies Einlegen der Süßwaren nicht zu erwarten.

Nach Auslegeschrift DE-AS 14 61 927 sind zum Einlegen von Ta­ feln federnde Abweiser bekannt, welche nicht in das Aufnah­ mebehältnis hineinragen. Diese federnden Abweiser haben den Nachteil, daß ein Positionieren der Einfüllöffnung des Auf­ nahmebehältnisses nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine einfache und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Einlegen von Süßwaren in Aufnah­ mebehältnisse, z. B. Versandschachteln in mehreren über­ einanderliegenden Schichten ohne Heben und Senken der Auf­ nahmebehältnisse und ohne Zählvorrichtung für die Schichten sowie eine automatisch arbeitende Positioniereinrichtung mit innenliegenden Positionierklappen für die Aufnahmebe­ hältnisse durch Beseitigung des Mangels des Standes der Technik zwecks Vereinfachung der Bauweise, Erhöhung der Zuverlässigkeit, Verbesserung der Arbeits- und Lebensbe­ dingungen, Freisetzung der Arbeitskraft und Verringerung des Bedien- und Überwachungsaufwandes zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Einle­ gen von Süßwaren in Aufnahmebehältnisse, z. B. Versand­ schachteln, in einer beliebigen Anzahl übereinanderliegen­ der Schichten, ohne Heben und Senken der Aufnahmebehältnis­ se und ohne Zähleinrichtung für die Schichten sowie eine automatisch arbeitende Positioniereinrichtung mit innenan­ liegenden Positionierklappen für die Aufnahmebehältnisse bis zu deren vollständiger Füllung zu realisieren. Die technische Ursache des Mangels bekannter technischer Lösun­ gen ist, daß das schichtweise Einlegen im freien Fall oder durch Senken des Aufnahmebehältnisses erfolgt, der durch ein exaktes schichtweises Aufnehmen und Ablegen der Gegen­ stände erst beim Aufsetzen des Umsetzers beseitigt wird. Die technische Ursache des Mangels der bekannten Positio­ nierungen mittels außen zentriertem Kragen oder federnder Abweiser wird durch die automatische Positionierung mit sich innen an die Behältniswände anlegenden Positionier­ klappen beseitigt. Ein Merkmal der Erfindung ist, daß eine Abwärtsbewegung des Umsetzers durch einen pneumatischen Arbeitszylinder erfolgt, was dadurch erreicht wird, daß der kolbenseitige Raum des Arbeitszylinders drucklos und der kolbenstangenseitige Raum über ein Drosselrückschlag­ ventil, dessen Rückschlagventil in Sperrichtung steht, mit Druckluft beaufschlagt ist, und daß zwischen dem Drossel­ rückschlagventil und dem Arbeitszylinder ein Schwellwert­ schalter angeordnet ist.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist, daß an einem verti­ kal bewegten Teil des Umsetzers ein Schaltnocken und an einem vertikal nicht bewegten Teil des Umsetzers oder am Gestell ein auf die Füllhöhe einstellbarer Endlagenschal­ ter angeordnet ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß eine Positio­ niereinrichtung mit innen an den Wänden des Aufnahmebehält­ nisses anliegenden vertikal bewegten und schwenkbar gela­ gerten Positionierklappen und ein axial entsperrbares Ku­ gelklemmgesperre verwendet ist.

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem Umsetzer, an dem eine Saugerplatte mit Saugern angeordnet ist. Für die vertikale Bewegung des Umsetzers ist ein Arbeitszylin­ der vorhanden, in dessen Zuleitung für Druckluft zur Ab­ wärtsbewegung ein Drosselrückschlagventil und ein Schwell­ wertschalter eingebaut sind. Weiterhin kann eine vertikale Stellung des Umsetzers durch einen Endlagerschalter abge­ tastet werden. Über dem zu füllenden Aufnahmebehältnis ist eine Positioniereinrichtung angeordnet, deren Haupt­ merkmale vertikal bewegliche und schwenkbare Positionier­ klappen und ein axiales entsperrbares Kugelklemmgesperre sind. In der Ausgangsstellung steht der Umsetzer über einer positionierten Schicht von Süßwaren. Die vertikale Bewegung des Umsetzers erfolgt durch einen pneumatischen Arbeitszylinder. Zur Abwärtsbewegung des Umsetzers wird der Arbeitszylinder bei entlüfteter Gegenseite über ein Drosselrückschlagventil, hinter dem ein Schwellwertschal­ ter angeordnet ist, mit Druckluft beaufschlagt. Das Rück­ schlagventil ist dabei in Sperrichtung eingebaut. Der Druck im Arbeitszylinder ist während der Bewegung kleiner als der vor dem Drosselrückschlagventil anliegende Druck. Setzt der Umsetzer mit den daran angeordneten Saugern auf die positionierte Schicht von Süßwaren auf, steigt der Druck der weiter über das Drosselventil strömenden Luft an, bis maximal der Druck vor dem Drosselrückschlagventil er­ reicht ist. Der Schwellwertschalter wird mit dem gleichen Druck wie der Arbeitszylinder beaufschlagt. Sein Schalt­ punkt liegt zwischen dem zur Bewegung des Arbeitszylinders notwendigen und dem vor dem Drosselrückschlagventil anlie­ genden Druck. Ist infolge des Druckanstieges der Schalt­ punkt erreicht, gibt der Schwellwertschalter das Ausgangs­ signal, welches die Evakuierung der Sauger und damit die Aufnahme der Schicht und die anschließende Aufwärtsbewe­ gung des Umsetzers auslöst.

Das Schwenken des Umsetzers von der obersten Stellung über der Aufnahmestelle in die oberste Stellung über die Ablage­ stelle und zurück erfolgt auf dem Niveau der obersten Stel­ lung und wird durch ein geeignetes, endlagengesteuertes Ge­ triebe ausgeführt. Das Absenken der Schicht Süßwaren durch den Umsetzer in das Aufnahmebehältnis erfolgt in gleicher Weise wie beim Absenken zur Aufnahme der Schicht aus der Ausgangsstellung beschrieben, jedoch wird dabei durch das Signal des Schwellwertschalters statt der Evakuierung der Sauger ihre Belüftung und damit das Ablegen der Schicht aus­ gelöst. Dieser Einlegevorgang wird so oft wiederholt, bis das Aufnahmebehältnis gefüllt ist. Bei jedem Einlegevorgang wird ein auf Füllungshöhe eingestellter Endlagenschalter beim Durchfahren dieser Position durch den Umsetzer betä­ tigt. Wird die letzte Schicht abgesetzt, erfolgt die Betä­ tigung dieses Endlagenschalters gleichzeitig mit der Signal­ gabe des Schwellwertschalters. Das gleichzeitige Anliegen dieser beiden Signale löst das Ausstoßen des gefüllten und Einziehen eines leeren Aufnahmebehältnisses in die Vorrich­ tung aus, nachdem der Umsetzer in seine oberste Stellung ge­ fahren ist.

Zur Gewährleistung eines störungsfreien Einlegens der Süß­ warenstücke ist über der Einfüllöffnung des Aufnahmebehält­ nisses eine Positioniereinrichtung angeordnet, die in ihrer Ausgangsstellung in ihrer obersten Stellung steht, wobei die Positionierklappen nach innen eingeschwenkt sind. Mit dieser Stellung der Positionierklappen bewegt sich die Positionier­ einrichtung nach unten. Kurz vor dem Erreichen der unteren Endlage werden während dieser Bewegung die Positionierklap­ pen nach außen in ihre senkrechte Stellung geklappt und le­ gen sich von innen an die Seitenwände des Aufnahmebehältnis­ ses an, wodurch eine sichere Positionierung desselben gewähr­ leistet wird. Diese Positionierung bleibt während der gesam­ ten Füllzeit des Aufnahmebehältnisses erhalten.

Nachdem die letzte Schicht eingelegt ist, bewegt sich die Positioniereinrichtung mit senkrecht stehenden Positionier­ klappen so weit nach oben, bis diese über dem oberen Rand des Aufnahmebehältnisses stehen und schwenken über den Rest des Weges in ihre Ausgangslage zurück.

Dieser asymmetrische Bewegungsablauf wird durch ein axiales entsperrbares Kugelklemmgesperre erreicht, welches durch Be­ wegung seines Führungsbolzens in Freilaufrichtung die Po­ sitionierklappen in ihre senkrechte Stellung bringt. Nach­ dem während der Aufwärtsbewegung die Positionierklappen über dem oberen Rand des Aufnahmebehältnisses stehen, wird das axial entsperrbare Kugelklemmgesperre entsperrt und die Klappen schwenken entgegen der Sperrichtung in ihre Ausgangsstellung zurück.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematische Darstellung der Vorrichtung,

Fig. 2 schematische Darstellung der Positioniereinrichtung in der Ausgangsstellung,

Fig. 3 schematische Darstellung der Positioniereinrichtung in der Positionierstellung,

Fig. 4 Schnitt A-A durch Fig. 2,

Fig. 5 Schnitt B-B durch Fig. 3,

Fig. 6 Ansicht X aus Fig. 4.

In dem nicht weiter dargestellten Gestell 1 ist ein Umset­ zer A schwenkbar gelagert. Dieser besteht aus einem Füh­ rungsrohr 2, einer Verschiebeachse 3 mit Schaltnocken 3 a, Arbeitszylinder 4, Schwenkarm 5, Saugerplatte 6 mit Sau­ gern 6 a.

Zur Steuerung gehört ein Drosselrückschlagventil 7 beste­ hend aus Drosselventil 7 a und Rückschlagventil 7 b, ein Schwellwertschalter 8 und ein Endlagenschalter 9. Über dem Aufnahmebehältnis 10 befindet sich die Positioniereinrich­ tung B bestehend aus einer festen Grundplatte 11, einer einstellbaren Grundplatte 12 mit einem Arbeitszylinder 13, einer Verbindungsleiste 14, einer beweglichen Grundplat­ te 15, Führungssäulen 16, einem axial entsperrbaren Ku­ gelklemmgesperre 17 bestehend aus einem mit der bewegli­ chen Grundplatte verbundenen Führungsring 17 a, einem fe­ dernd gelagerten Konusring 17 b, Klemmkugeln 17 c, einem fe­ dernd eingesetzten Führungsbolzen 17 d, der einen festen Anschlag 17 e und einen einstellbaren Anschlag 17 f auf­ weist. An der beweglichen Grundplatte 15 mit Rahmen 18 befindet sich ein Hebel 19, der mit der angetriebenen Wel­ le 20 über einen Hebel 21 im Eingriff steht. Auf der ange­ triebenen Welle und den Wellen 20 a, 20 b und 20 c sind Ke­ gelräder 22 und die Positionierklappen 23 angeordnet. In der Ausgangsstellung steht die Saugerplatte 6 über der bereitgestellten Schicht von Süßwarenstücken 24. Zum Ab­ senken der Saugerplatte 6 auf die Schicht von Süßwarenstü­ cken 24 wird der Raum unter dem Kolben des Arbeitszylinders 4 entlüftet und der Raum über dem Kolben des Arbeitszylin­ ders 4 über ein Drosselrückschlagventil 7 mit Druckluft be­ aufschlagt. Dabei strömt die Luft über das Drosselventil 7 a, und das Rückschlagventil 7 b steht in Sperrichtung. Über dem Kolben des Arbeitszylinders 4 baut sich ein geringerer Druck als vor dem Drosselrückschlagventil 7 auf, weil der Kolben des Arbeitszylinders 4 der über das Drosselventil 7 a einströmenden Luft, unterstützt durch die Schwerkraft der bewegten Teile, ausweicht. Beim Aufsetzen der Saugerplatte auf die Schicht Süßwarenstücke 24 wird die Bewegung des Kol­ bens des Arbeitszylinders beendet und der Druck steigt maxi­ mal bis auf den von dem Drosselrückschlagventil 7 anliegenden Druck an. Durch diesen Druckanstieg gibt der Schwellwert­ schalter 8 ein Ausgangssignal. Sein Schaltpunkt nuß dabei zwischen dem zur Bewegung des Arbeitszylinders 4 notwendi­ gen und dem vor dem Drosselrückschlagventil 7 anliegenden Druck liegen. Dieses Signal löst die Evakuierung der in der Saugerplatte 6 eingesetzten Sauger 6 a aus und leitet die Auf­ wärtsbewegung des Umsetzers A mit Saugerplatte 6 und der an­ gesaugten Schicht Süßwarenstücke 24 ein. Nach Erreichen der oberen Stellung schwenkt der Umsetzer A durch ein nicht dar­ gestelltes Getriebe über die Positioniereinrichtung B, unter der das Aufnahmebehältnis 10 bereitgestellt ist. Das Absenken der Schicht Süßwarenstücke 24 durch den Umsetzer A in das Aufnahmebehältnis 10 erfolgt in gleicher Weise wie beim Absenken zur Aufnahme der Schicht Süßwarenstücke 24 aus der Ausgangsstellung beschrieben, jedoch wird dabei durch das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 8 statt der Evakuierung der Sauger 6 a ihre Belüftung und damit das Ablegen der Schicht Süßwarenstücke 24 ausgelöst. Dieser Einlegevorgang wird so oft wiederholt, bis das Aufnahmebe­ hältnis gefüllt ist. Bei jedem Einlegevorgang wird der auf Füllungshöhe eingestellte Endlagenschalter 9 beim Durchfah­ ren dieser Position durch den Umsetzer A von dem an der Verschiebeachse 3 angeordneten Schaltnocken 3 a betätigt. Beim Aufsetzen der letzten Schicht Süßwarenstücke 24 bleibt der Schaltnocken 3 a am Endlagenschalter 9 stehen und be­ tätigt diesen. Damit liegt das Ausgangssignal des Schwell­ wertschalters 8 gleichzeitig mit dem Ausgangssignal des Endlagenschalters 9 an. Das gleichzeitige Anliegen dieser beiden Signale wird gespeichert und löst, nachdem der Umset­ zer A in seine oberste Stellung gefahren ist, das nicht dar­ gestellte Ausstoßen des gefüllten und Einziehen des leeren Aufnahmebehältnisses 10 aus.

Zum Positionieren des Aufnahmebehältnisses 10 steht die Po­ sitioniereinrichtung B mit nach innen geschwenkten Positio­ nierklappen 23 in ihrer obersten Stellung, der Ausgangs­ stellung. Durch Betätigung des Arbeitszylinders 13 wird die bewegliche Grundplatte 15 mit dem daran befestigten Rahmen 18 nach unten bewegt. Dabei bewegt sich der federnd eingesetzte Führungsbolzen 17 d solange nach unten, bis er sich mit sei­ nem einstellbaren Anschlag 17 f auf die einstellbare Grund­ platte auflegt. Bei der weiteren Abwärtsbewegung der beweg­ lichen Grundplatte 15 wird der federnd eingesetzte Füh­ rungsbolzen 17 d des axialen entsperrbaren Kugelklemmge­ sperres 17 in Freilaufrichtung relativ zur beweglichen Grundplatte 15 nach oben gezogen und schwenkt über die He­ bel 19 und 21 die an der angetriebenen Welle 20 befestigte Positionierklappe 23 in ihre senkrechte Stellung.

Da die Wellen 20 a, 20 b und 20 c mit den darauf befestigten Po­ sitionierklappen 23 über Kegelräder 22 mit der angetriebe­ nen Welle 20 formschlüssig verbunden sind, schwenken alle vier Positionierklappen 23 synchron in ihre senkrechte Stellung und legen sich von innen an die Seitenwände des Aufnahmebehältnisses 10 an. Damit wird ein störungsfreies Einlegen der Schichten von Süßwarenstücken 24 gewährlei­ stet. Nachdem die letzte Schicht Süßwarenstücke 24 einge­ legt ist, wird der auf der einstellbaren Grundplatte 12 angeordnete Arbeitszylinder 13 betätigt. Damit wird die bewegliche Grundplatte 15 angehoben und die senkrecht ste­ henden Positionierklappen 23 aus dem Aufnahmebehältnis 10 herausgezogen. Der einstellbare Anschlag 17 f am federnd eingesetzten Führungsbolzen 17 d hebt infolge der Klemm­ wirkung des axialen entsperrbaren Kugelklemmgesperres 17 von der einstellbaren Grundplatte 12 ab. Kurz vor dem Er­ reichen der oberen Endlage der beweglichen Grundplatte 15 schlägt der federnd gelagerte Konusring 17 b an der ein­ stellbaren Grundplatte 12 an und wird bis zum Erreichen der oberen Endlage auf dem Führungsring 17 a nach unten gedrückt. Dabei setzten sich die Klemmkugeln 17 c auf den Führungsring 17 a auf, womit die Klemmwirkung des axialen entsperrbaren Kugelklemmgesperres 17 aufgehoben wird. In­ folge der Federkraft des federnd eingesetzten Führungs­ bolzens 17 d wird dieser bis zu seinem festen Anschlag 17 e nach unten gezogen und die Positionierklappen 23 schwenken nach innen. Damit steht die Positioniereinrichtung wieder in ihrer Ausgangsstellung. Bedingung für die Funktion der Vorrichtung ist, daß die am federnd gelagerten Konusring 17 b wirkende Federkraft größer ist als alle am federnd eingesetzten Führungsbolzen 17 d entgegenwirkenden Kräfte. Die Einstellung der einstellbaren Grundplatte 12 erfolgt in vertikaler Richtung zum Einrichten der Vorrichtung auf die verschiedenen Höhen der Aufnahmebehältnisse 10.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Einlegen von Süßwaren in Aufnahmebehält­ nisse in einer beliebigen Anzahl von übereinanderliegen­ den Schichten, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer ver­ tikal nach unten gerichteten Bewegung des Umsetzers (A) die Luft in einen Arbeitszylinder (4) durch ein Drossel­ ventil (7 a) zugeführt und ein Ende der Umsetzerbewegung durch einen Schwellwertschalter (8) signalisiert, bei einer vollen Füllung des Aufnahmebehältnisses (10) gleichzeitig mit der Signalgabe des Schwellwertschal­ ters (8) ein Endlagenschalter (9) betätigt und eine Positionierung des Aufnahmehältnisses (10) von innen durch schwenkbare Positionierklappen (23) und ein dazu erforderlicher asymmetrischer Bewegungsablauf durch ein axiales entsperrbares Kugelklemmgesperre (17) reali­ siert ist.