DE3724693C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen in eine Fördereinrichtung einer Verpackungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen nach den Ansprüchen 1, 2 und 4.

Bei einer Verpackungsanlage, bei der mehrere Gebermaschinen, beispielsweise Einwickelmaschinen, eine Hochleistungs-Ver­ packungsmaschine, beispielsweise eine Kartoniermaschine be­ schicken, deren Ausbringung die einer Gebermaschine um ein Vielfaches übersteigt, sind der Fördereinrichtung der Ver­ packungsmaschine mehrere Bereitstellungseinrichtungen zugeordnet, welche jeweils einen zu verpackenden Gegenstand zum Überführen in einen Becher der kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung im Bereich einer Überführeinrichtung bereitstellen. Bei beispielsweise durch die US-PS 4 178 120 und die US-PS 3 879 920 bekannten Anlagen dieser Art erfaßt eine endlose Überführeinrichtung mit Mitnehmern die bereitgestellten Gegenstände und schiebt diese in Becher der darunter verlaufenden Fördereinrichtung. Die Überführeinrichtungen erstrecken sich bei den bekannten Verpackungsanlagen über jeweils mehrere Bereitstellungseinrichtungen, so daß eine Überführeinrichtung jeweils mehrere Gegenstände in verschiedene Becher der Fördereinrichtung überführt.

Da die einzelnen Überführeinrichtungen mit dem Antrieb der Verpackungsmaschine starr gekoppelt sind und ihre Mitnehmer in zeitlicher Abstimmung mit der Geschwindigkeit der Becher der Fördereinrichtung bewegt werden, wird bei einer bestimmten Anzahl von Bereitstellungseinrichtungen jeweils eine bestimmte Folge von Bechern der Fördereinrichtung mit Gegenständen belegt. Hinzu kommt, daß, da die Überführeinrichtung mit gleichförmiger und gleicher Geschwindigkeit wie die Fördereinrichtung angetrieben wird, ihre Mitnehmer an einen bereitgestellten Gegenstand mit relativ hoher Geschwindigkeit anschlagen. Ein solcher Aufprall kann bei druck- oder schlagempfindlichen Gegenständen zu Bruch und damit zu Ausschuß führen.

Aus der DE 36 21 556 C2 ist weiterhin eine rechnergesteuerte Verpackungsmaschine mit einem Führungssystem zur Steuerung von Elektromotoren bekannt. Die Führungssysteme dienen insbesondere dazu, die vorhandenen methanischen Getriebe zu ersetzen. Darüberhinausgehende Aufgaben sind nicht erwähnt. Ferner sind aus der DE 33 47 459 C2 sogenannte Umsetzer zur Steuerung der Drehzahl von Elektromotoren bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen in Becher einer kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung zu schaffen, bei der die Gegenstände schonend und ohne Buchgefahr in die Becher übergeben werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 und 4 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß, da ihre Mitnehmer an die bereitgestellten Gegenstände langsam anlaufen und diese dann auf Gleichlauf mit der Fördereinrichtung beschleunigen, die Gegenstände selbst bei hoher Maschinengeschwindigkeit äußerst schonend in die Becher der Fördereinrichtung der Verpackungsmaschine übergeben werden. Mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen ist es darüber hinaus möglich, die Form flexibler Gegenstände in gewissen Grenzen zu beeinflussen, so daß diese anschließend problemlos beispielsweise in eine Faltschachtel eingeführt werden können.

Eine Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen in Becher einer kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung einer Ver­ packungsmaschine nach einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ist im Anspruch 3 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß der Elektromotor direkt am Gestell der Über­ führeinrichtung angebaut ist f können die Überführeinrichtungen an beliebiger Stelle der Fördereinrichtung der Verpackungsmaschine angebaut werden, ohne daß Eingriffe in deren Konstruktion oder Antrieb nötig sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Verpackungsanlage mit vier Gebermaschinen und eine Fördereinrichtung einer Verpackungsmaschine in Seitenansicht, Fig. 4 einen Teil der Überführeinrichtung nach Fig. 3 in einer anderen Arbeitsstellung gegenüber Fig. 3 und Fig. 5 ein Schaltschema der Verpackungsanlage in vereinfachter Darstellung.

Bei der dargestellten Verpackungsanlage sind vier Gebermaschinen 11 bis 14, beispielsweise Schlauchbeutel-Form-, -Füll-, und -Schließma­ schinen, der Fördereinrichtung 15 einer Verpackungsmaschine 16 Zuge­ ordnet. Die Fördereinrichtung 15 weist eine endlose, um wenigstens eine Umlenkrolle 18 umlaufende Förderkette 17 auf, an der in gleich­ mäßigen Abständen U-förmige Produkt-Becher 19 befestigt sind. Zum Beschicken der Becher 19 der Fördereinrichtung 15 mit von den Geber­ maschinen 11 bis 14 erzeugten Gegenständen, beispielsweise Schlauch­ beutel-Packungen 10, verlaufen von den neben der Fördereinrichtung 15 angeordneten Gebermaschinen 11 bis 14 vier Förderbänder 21 bis 24 quer zur Fördereinrichtung 15. An ihrem der Fördereinrichtung 15 zu­ weisenden Ende ist knapp oberhalb der Förderstrecke der Becher 19 je ein Tisch 25 angeordnet, auf dem 3e eine Schlauchbeutel-Packung 10 zum überführen in einen Becher 19 bereitgestellt wird. Das in Förderrichtung der Becher 19 der Fördereinrichtung 15 weisende Ende 26 des Tisches 25 ist kammartig ausgebildet und fällt in Laufrichtung der Becher 19 nach unten ab. Der obere Teil der Seitenwände der Becher 19 ist ebenfalls kammartig ausgebildet, so daß die Zähne der Becher und die des Tisches beim Umlaufen der Fördereinrichtung be­ rührungsfrei ineinander greifen.

Oberhalb jedes Tisches 25 einer Bereitstellungseinrichtung ist eine Überführeinrichtung 31 angeordnet, welche periodisch jeweils eine auf dem Tisch 25 bereitgestellte Schlauchbeutel-Packung 10 in einen Becher 19 der Fördereinrichtung 15 überführt. Jede der Überführein­ richtungen 31, die alle gleichartig aufgebaut sind, hat eine endlose Förderkette 32, die um zwei waagrechte Achsen umlaufende Umlenkräder 33, 34 geführt ist und deren untere Geradstrecke 35 parallel ober­ halb der Förderstrecke der Fördereinrichtung 15 verläuft. An der Förderkette 32 sind mit gleichem Abstand zwei Mitnehmer 36 angeord­ net, die nach außen abstehen. Die beiden Umlenkräder 33, 34 sind in einem Gestell 38 drehbar gelagert, das oberhalb der Fördereinrich­ tung 15 ortsfest angeordnet ist. Das eine Umlenkrad 34 wird über ei­ nen Zahnriemen 37 von einem Elektromotor 41 ange­ trieben. Beim Umlaufen der Förderkette 32 der Überführeinrichtung 31 kommt jeweils ein Mitnehmer 36 mit einer auf dem Tisch 25 bereitge­ stellten Schlauchbeutelpackung 10 in Berührung und schiebt diese dann auf dem Tisch 25 zu dessen abfallendem Ende 26, so, daß die Schlauchbeutelpackung 10 mit der Öffnung eines darunter verlaufenden Bechers 19 ausgerichtet wird, wobei das vorauslaufende Ende der Beu­ telpackung 10 an der voraus laufenden Wand des Förderbechers 19 zur Anlage kommt und schließlich beim Passieren des Endes 26 in den Becher 19 fällt. In Abhängigkeit von der gleichförmigen Geschwindig­ keit der Fördereinrichtung 15 der Verpackungsmaschine 16 wird der Elektromotor 41 so gesteuert, daß die Geschwindigkeit des Mitnehmers 36 kurz vor dem Anschlagen an einem auf dem Tisch 25 bereitgestellten Gegenstand verlangsamt und danach wieder beschleu­ nigt wird, so daß sie an die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 15 angeglichen wird. Beim Überführen der Beutelpackung 10 hat diese dann am Ende 26 des Tisches 25 Gleichlauf mit dem Becher 19 er­ reicht, so daß sie bei gleicher Phasenlage mit dem Becher 19 in die­ sen nach Passieren des Endes 26 des Tisches 25 hineinfällt.

In Fällen, wo das in den Schlauchbeutelpackungen 10 verpackte Gut locker ist und die Schlauchbeutelpackungen in einer Umverpackung, beispielsweise einer Faltschachtel verpackt werden sollen, werden die Schlauchbeutelpackungen 10 beim Überführen etwas überdrückt (Fig. 4). Dazu wird die Geschwindigkeit der Überführeinrichtung 31 bzw. deren Elektromotors 41 so gesteuert, daß das voraus laufende En­ de der Beutelpackung 10 an dem voraus laufenden Schenkel des Bechers 19 auftrifft, wobei die Geschwindigkeit des Mitnehmers 36 etwas grö­ ßer ist als die Geschwindigkeit des Förderbechers 19. Dabei wird die Beutelpackung 10 so eingespannt, daß ihre Breite etwas kleiner wird als die Weite eines Bechers 19, so daß beim anschließenden Verlang­ samen der Geschwindigkeit des Mitnehmers 36 die Beutelpackung 10 spielfrei in den Becher 19 fällt. Nach Abgabe der Schlauchbeutel­ packung 10 bleibt die Geschwindigkeit der Überführeinrichtung 31 noch etwas verlangsamt, so daß der Becher 19 mit der eingelegten Packung 10 vor dem am Umlenkrad 34 hochschwenkenden Mitnehmer 36 weglaufen kann.

Zum Abstimmen des schwellenden Geschwindigkeitsverlaufs jeder der Überführungseinrichtungen 31 in Abhängigkeit von der gleichförmigen Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 15 der Verpackungsmaschine 16 ist den Elektromotoren 41 bis 44 der Überführeinrichtungen 31 ein elektronisches Führungssystem mit einem Prozeßrechner 45 zugeord­ net. Dieser Prozeßrechner 45 erhält von einem mit der Hauptwelle 48 der Verpackungsmaschine 16 verbundenen Positionsgeber 47 von der Phasenlage der Becher 19 abhängige Referenzsignale. Unter Berücksichtigung der Zeitspanne fuhr das Transportieren der Beutelpackungen 10 von den Gebermaschinen 11 bis 14 zu den Bereitstellungs-Tischen 25 ruft der Prozeßrechner 45 in Abhängigkeit von der Phasenlage der Fordereinrichtung 15 die Abgabe von Beutelpackungen 10 ab. Die Förderbänder 21 bis 24, die von der Verpackungsmaschine 16 ebenfalls gleichförmig angetrieben werden, fördern die abgerufenen Beutelpak­ kungen dann während einer vorgegebenen Zeitspanne auf die Bereit­ stellungs-Tische 25. Die dort bereitgestellten Beutelpackungen 10 werden dann, wie oben beschrieben, in die Becher 19 der Förderein­ richtung 15 der Verpackungsmaschine 16 überführt, wobei der Prozeßrechner 45 die Drehzahl der Elektromotoren 41 bis 44 über elektro­ nische Umsetzer 46 steuert. Solche elektronischen Umsetzer 46 und auch die Elektromotoren 41 sind im Handel unter der Bezeichnung PUMASYN®-Regelantriebe der Firma AMK, Arnold Müller, Kirchheim/Teck, im Handel.

Der Prozeßrechner 45 wird in Abhängigkeit von den baulichen Gege­ benheiten der Verpackungsanlage vorprogrammiert. Beim oben be­ schriebenen Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen worden, daß die Gebermaschinen 11 bis 14 gleichzeitig in Betrieb sind und je­ weils gleichzeitig Beutelpackungen 10 allen vier Überführungseinrichtungen 31 zuführen, die diese dann in die Becher 19 der Förder­ einrichtung 15 Überführen, wobei jede der vier Überführeinrichtungen 31 jeden vierten Becher 19 belegt. Das Führungssystem kann jedoch auch in einfacher Weise so umprogrammiert werden, daß beim Betrieb von beispielsweise nur drei Gebermaschinen die zugehörigen Überführeinrichtungen 31 jeden dritten Becher 19 der Fördereinrichtung 15 belegen. Dies ist wichtig für den Fall, daß eine der Gebermaschinen 11 bis 14 ausfällt oder daß eine dieser Gebermaschinen als sogenann­ te Stand-By-Maschine bereitgehalten wird, die lediglich in Betrieb gesetzt wird, wenn eine andere Gebermaschine ausfällt, eine zuvor gespeicherte Produktmenge aufzuarbeiten ist oder die vorgeschaltete Produktionsanlage vorübergehend eine höhere Produktmenge abgibt. Durch eine solche in einfacher Weise programmierbare Steuerung ist es möglich, alle Becher 19 der Fördereinrichtung 15 zu belegen, ohne daß bei Stillsetzen einer der Gebermaschinen regelmäßig Leerstellen und Leertakte der Verpackungsmaschine entstehen. Ein weiterer Vor­ teil besteht darin, daß zu einem späteren Zeitpunkt zusätzliche Ge­ bermaschinen in die Verpackungsanlage eingefügt werden können, ohne daß das Zuführsystem zu ändern ist. Im umgekehrten Falle, kann die Verpackungsmaschine in der Geschwindigkeit zurückgefahren werden, wenn eine Gebermaschine abgeschaltet wird, wobei dann trotzdem alle Becher der Kartoniermaschine belegt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Überführen von Gegenständen (10) in Becher (19) einer kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung (15) einer Verpackungsmaschine mittels wenigstens einer einen Mitnehmer (36) aufweisenden Überführeinrichtung (31), welche je einen Gegenstand (10) in einen Becher (19) überschiebt, wobei die Überführeinrichtung (31) von einem drehzahlregelbaren Elektromotor (41 bis 44) angetrieben wird, umfassend folgenden Ablauf:

• - der Mitnehmer (36) läuft langsam gegen einen bereitgestellten Gegenstand (10) an,
• - anschließend wird die Bewegung des Mitnehmers (36) beschleunigt,
• - bis schließlich die Übergabe des Gegenstandes (10) in den Becher (19) unter Gleichlauf zwischen dem Mitnehmer (36) und dem Becher (19) erfolgt.

2. Verfahren zum Überführen von Gegenständen (10) in Becher (19) einer kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung (15) einer Verpackungsmaschine mittels wenigstens einer einen Mitnehmer (36) aufweisenden Überführeinrichtung (31), welche von einem drehzahlregelbaren Elektromotor (41 bis 44) angetrieben wird und je einen Gegenstand (10) in einen Becher (19) überschiebt, wobei vor der Übergabe des Gegenstandes (10) in einen Becher (19) bei Ausrichtung des Gegenstandes (10) mit dem Becher (19) der Mitnehmer (36) kurzzeitig eine etwas höhere Geschwindigkeit als der Becher (19) hat, so daß der überführte Gegenstand (10) zwischen der vorauslaufenden Becherwand und dem Mitnehmer (36) der Überführeinrichtung (31) zusammengedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Mitnehmer (36) langsam gegen den Gegenstand (10) anläuft, und anschließend beschleunigt wird.

4. Vorrichtung zum Überführen von Gegenständen (10) in Becher (19) einer kontinuierlich laufenden Fördereinrichtung (15) einer Ver­ packungsmaschine nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit wenigstens einer Einrichtung (21 bis 24) zum Bereitstellen von Gegenständen (10), mit jeweils einer der Bereitstellungseinrichtung (21 bis 24) und der Fördereinrichtung (15) zugeordneten Überführeinrichtung (31), die je aus einem oberhalb des Auslaufendes der Bereitstellungseinrichtung (21 bis 24) und der Fördereinrichtung (15) verlaufenden Endlosförderer mit Mitnehmern (36) besteht, welcher je einen bereitgestellten Gegenstand (36) in einen Becher (19) der Fördereinrichtung (15) überschiebt, wobei jede Überführeinrichtung (31) einen vom Antrieb der Fördereinrichtung (15) gesonderten Antrieb mit je einem drehzahlregelbaren Elektromotor (41 bis 44) aufweist, und daß den Elektromotoren (41 bis 44) ein von einem programmierbaren Prozessorrechner (45) unterstütztes Führungssystem zugeordnet ist, das die Drehzahl der Elektromotoren (41 bis 44) in Abhängigkeit von der Phasenlage der Fördereinrichtung (15) steuert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei dem Elektromotor (41 bis 44) ein Umsetzer (46) vorgeschaltet ist, der mit dem Prozeßrechner (45) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Elektromotor (41 bis 44) im Gestell (38) der Überführeinrichtung (31) eingebaut ist.