DE4024451A1 - Geraet zum beschicken von verpackungsmaschinen mit stapeln aus geschichtetem material - Google Patents
Geraet zum beschicken von verpackungsmaschinen mit stapeln aus geschichtetem materialInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Beschicken von Verpackungsmaschinen mit Stapeln aus
geschichtetem Material, insbesondere aus Kartonzuschnit
ten für starre Zigarettenpackungen.
Zigarettenverpackungsmaschinen werden - wie bekannt -
mit Stapeln von Kartonzuschnitten beschickt, die den
äußeren Behälter von Packungen bilden sollen.
Die Stapel von Kartonzuschnitten sind auf einem Band
förderer angeordnet, der sich schrittweise vorwärtsbe
wegt, um die Stapel zu einer Einrichtung zu fördern, die
die einzelnen Kartonzuschnitte zu einer Verarbeitungs
straße der Maschine bringt.
Die Stapel mit Zuschnitten werden derzeit manuell auf
dem Eingabeförderer der Verpackungsmaschine angeordnet.
Der Förderer wiederum beschickt einen Behälter oder ein
Magazin, das ein Abstreifelement beschickt, das zum
Trennen der einzelnen, zu der verarbeitenden Maschinen
straße zu übertragenden Zuschnitte geeignet ist.
Dieses Beschickungssystem ist ziemlich kompliziert und
begrenzt die Produktivität der Maschine, wobei es dar
über hinaus beträchtliche Arbeitskosten nach sich zieht.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, das oben
beschriebene Problem mittels einer Vorrichtung zu lösen,
die Verpackungsmaschinen mit Stapeln von Kartonzuschnit
ten auf eine vollständig automatische Art und Weise
beschickt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vor
richtung zu schaffen, die konzeptionell einfach, beim
Betrieb hoch zuverlässig und vielseitig verwendbar ist.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Beschicken von
Verpackungsmaschinen mit Stapeln von geschichtetem Mate
rial geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Ein
heit zum Entnehmen und Übertragen von Stapeln aus ge
schichtetem Material, wobei die Stapel wechselseitig
Seite an Seite auf einer Trägereinrichtung angeordnet
sind, um übereinander angeordnete Lagen zu bilden, die
durch Trägersteigen voneinander getrennt sind, die auf
ihrer oberen Fläche erhaben vorstehende Abschnitte ha
ben, die geeignet sind, zumindest einen Raum unterhalb
jedes Stapels zu bestimmen, wobei die Entnahme- und
Transfereinheit einen Kopf hat, der vertikal und hori
zontal bewegbar ist, ein Stapelgreifelement, das von dem
Kopf getragen und in den Raum einführbar ist, um den
Stapel zu greifen und darauffolgend zu einer Be
schickungsstation der Verpackungsmaschine zu bewegen,
und durch eine Einrichtung zum Entfernen der leeren
Trägersteigen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung
zum Beschicken von Verpackungsmaschinen;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung
zum Entfernen der leeren Trägersteigen; und
Fig. 3 eine detaillierte perspektivische Ansicht des
Greiferelements der Entnahme- und Transfer
einheit.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung 1 gezeigt, mit der sich
ein Magazin 3 automatisch mit Stapeln aus Kartonzu
schnitten 2 beschicken läßt, wobei das Magazin 3 eine
Station zum Beschicken einer herkömmlichen Verpackungs
maschine mit den Zuschnitten bildet.
Die Kartonzuschnitte 2 haben eine im wesentlichen recht
eckige Form, die an ihren Enden jeweils eine Zunge 2a
und einen trapezförmigen Ausschnitt 2b hat; die Zu
schnitte 2 haben darüber hinaus geeignete Faltungen und
Trennlinien, womit sie geeignet sind für die darauffol
genden Verpackungsoperationen.
Die Zuschnitte 2 werden in Stapeln 4 zugeführt, die auf
eine geordnete Art und Weise auf einer palettenartigen
Trägereinrichtung 5 angeordnet sind.
Genauer gesagt sind die Stapel wechselseitig Seite an
Seite entlang ihrer längeren Seiten angeordnet, so daß
sie parallele Reihen bilden; die Reihen wiederum sind
entlang der kürzeren Seiten der Stapel benachbart.
Die Stapel 4 sind darüber hinaus so angeordnet, daß sie
übereinanderliegende Lagen 6 bilden, die voneinander
mittels geeignet geformten Trägersteigen 7 getrennt
sind. Die Trägersteigen 7 haben auf ihrer Oberfläche
erhaben vorstehende Abschnitte, die durch eine Vielzahl
von parallelen Rippen 7a gebildet und geeignet sind,
gegenüberliegende Enden der Kartonzuschnitte 2 abzustüt
zen.
Die Stapel 4 sind daher gegenüber der Oberfläche der
Trägersteigen 7 leicht erhöht und 7b zeigt die Durch
gangsöffnung oder den Raum, der seitlich durch zwei
benachbarte Rippen 7a, nach oben durch die Unterseite
jedes Stapels 4 und nach unten durch die Trägersteige 7
begrenzt ist.
Es ist anzumerken, daß die Oberfläche der Palette 5 eine
ähnliche Konfiguration mit Rippen 7a hat.
Die Vorrichtung 1 hat einen feststehenden Rahmen, der
durch zwei Paare von Säulenständern 8 bestimmt ist, die
symmetrisch entlang der Vertikalen eines Rahmenwerks
angeordnet sind; die Säulenständer 8 haben an ihren
oberen Enden ein Paar von Trägern 9, die horizontal und
parallel angeordnet sind. Eine Einheit zum Entnehmen und
Transferieren der Stapel 4 von Kartonzuschnitten, allge
mein durch das Bezugszeichen 10 gezeigt, ist horizontal
auf den Trägern 9 bewegbar.
Die Entnahme- und Transfereinheit 10 hat einen Kopf 11,
der an der Unterseite eines Vertikalträgers 12 montiert
ist. Die Träger 9 tragen gleitbar jeweilige Gleitstücke
13, die miteinander durch ein Querelement 14 verbunden
sind und mittels geeigneter Stellglieder (nicht darge
stellt) betätigt werden können.
Das Querelement 14 trägt gleitbar eine Buchse 15, die
durch ein geeignetes Stellglied (nicht gezeigt) betätigt
werden kann; eine weitere Buchse 16 ist starr mit der
Buchse 15 und senkrecht zu dieser verbunden; der Verti
kalträger 12, der von einem ähnlichen Stellglied (nicht
dargestellt) betätigbar ist, ist gleitbar darin ange
ordnet.
Der Entnahmekopf 11 hat ein Greiferelement 17, das im
wesentlichen bügelförmig und im Detail in Fig. 3 darge
stellt ist.
Das Greiferelement 17 hat einen gabelähnlichen Aufbau
18, der mit zwei Zinken oder Spitzen 18′ versehen ist,
die sich von dem Kopf 11 nach unten erstrecken.
Die Zinken 18′, die in rechten Winkeln abgebogen sind,
sind derart dimensioniert und voneinander beabstandet,
daß ihre jeweiligen, im wesentlichen horizontal liegen
den freien Enden in den Raum 7b unterhalb des zu entfer
nenden Stapels 4 einführbar sind.
Die Enden der Zinken 18′ haben darüber hinaus vorzugs
weise jeweilige optische Leerraumsensoren 19, die ein
Signal liefern sollen, was das Einführen eines Greifer
elementes 17 unter den Stapel 4 ermöglicht, wie es
nachstehend noch verdeutlicht wird.
Ein Andruckelement 20 ist ausgelegt, mit der Gabel 18
zusammenzuwirken, und so angebracht, daß es sich zwi
schen einer oberen und im wesentlichen einer mittleren
Position bezüglich der Zinken 18′ hin- und herbewegen
läßt.
Das Andruckelement 20 wird an dem Ende eines Arms 22,
der sich radial von einer Büchse 23 erstreckt, mittels
einer elastischen Einrichtung getragen, die von einer
schraubenartigen Feder 21 gebildet ist.
Die Buchse 23 ist so angebracht, daß sie bei Betätigung
eines geeigneten Stellgliedes (nicht gezeigt) um einen
Schaft 24 drehbar ist, der quer bezüglich der Gabel 18
angeordnet ist.
Der Arm 22 wird elastisch von einer schraubenförmigen
Feder 25 zurückgehalten, die an einer oberen Kopplung 26
festgelegt und geeignet ist, gegen die Sicherungswirkung
des Andruckelements 20 zu wirken.
Eine Einrichtung 27 dient zum Entfernen der leeren Trä
gersteigen 7, was sich aus Fig. 2 deutlich ergibt, und
ist an einer Seite des feststehenden Rahmens der Vor
richtung angeordnet. Die Entnahmeeinrichtung 27 hat
einen vertikalen Rahmen, der durch ein Paar von Säulen
28 bestimmt ist, auf denen jeweilige Buchsen gleiten
können, die durch eine Querstrebe 30 verbunden sind.
Ein weiteres Paar von Buchsen 31 ist rotierbar an der
Strebe 30 angebracht, die einen sich hin- und herbewe
genden Rahmen 32 tragen, der an einer seiner Flächen
eine Saugeinrichtung hat, die durch eine Vielzahl von
Saugelementen 33 gebildet ist, die mit einer geeigneten,
in der Figur nicht dargestellten Ansaugeinrichtung ver
bindbar ist.
Der Rahmen 32 vollzieht eine kombinierte Bewegung, d. h.
eine Gleitbewegung entlang der Säulen 28 und eine Dreh
bewegung um die Welle 30.
Der Rahmen 32 ist demzufolge in der Lage, sich zwischen
einer unteren Position, in der er horizontal über der zu
entfernenden Trägersteige 7 angeordnet ist, und einer
zweiten oberen Position zu bewegen, die durch gestri
chelte Linien 32a gezeigt ist, und in der er eine Posi
tion einnimmt, die im wesentlichen vertikal und parallel
zu der Ebene der Säulen 28 ist.
In der zweiten Position wird die entnommene Trägersteige
7 von den Saugelementen 33 freigegeben, so daß sie über
eine Rutsche 34 in einen Behälter 35 fällt.
Die Saugelemente 33 sind in der ersten Position des
Rahmens 32 offensichtlich nach unten gerichtet, um die
Steige 7 anzusaugen.
Das vertikale Gleiten des Rahmens 32 entlang der Säulen
28 tritt bei Betätigung eines umkehrbaren Stellglieds
29′ auf, wohingegen das Schwenken um die Achse 30 durch
ein umkehrbares Stellglied 36 bewirkt wird.
Der Betrieb der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt.
Die Palette 5, die die Stapel 4 von zu der Verpackungs
machine zu transferierenden Zuschnitten in einer geord
neten Anordnung trägt, wird an der Basis der Vorrichtung
zwischen den zwei Paaren von Säulenständern 8 einge
führt.
In dieser Position ist die Palette 5 unterhalb der
Entnahme- und Transfereinheit 10 angeordnet, die entlang
der Träger 9 bewegbar ist.
Der Entnahmekopf 11 ist entlang dreier orthogonaler
Achsen bewegbar und kann daher exakt bei dem ersten zu
übertragenden Stapel 4 angeordnet und darauffolgend vor
dem Stapel abgesenkt werden.
Die Bewegungen des Kopfes 11 werden von einer (nicht
dargestellten) geeigneten elektronischen Steuerung be
quem gesteuert, die bekannt und kommerziell erhältlich
ist und normalerweise bei Dreiachsen-Meßgeräten verwen
det wird.
Die Gabel 18 wird dann nach vorne bewegt, so daß ihre
Zinken 18′ in den Bereich 7b, der zwischen den Rippen 7a
der Trägersteige 7 besteht, unter den Stapel 4 einge
führt werden.
Mit den optischen Sensoren 19 läßt sich prüfen, ob der
Raum oder die Öffnung 7b tatsächlich vor den jeweiligen
Zinken 18′ liegt, wobei sie, wenn dies der Fall ist, ein
Freigabesignal für das Einführen der Gabel 18 geben.
Zum gleichen Zweck ist es alternativ möglich, eine her
kömmliche Lichtleitfaser-Sensoreinrichtung zu verwenden,
die mit einer Fernsehkamera verbunden werden kann, mit
der sich eine Vergleichsablesung mit geeigneten Refe
renzwerten machen läßt.
Nach dem Einführen der Zinken 18′ des Greiferelements in
den Raum 7b senkt sich das Andruckelement 20 bei Betäti
gung des betreffenden Stellglieds bis zur Berührung mit
der oberen Fläche des Stapels ab, um den Stapel 4 in
einer unteren Position zu halten, in der der Stapel
gegen die Zinkenenden gedrückt ist.
Der zwischen der Gabel 18 und dem Andruckelement 20
festgelegte Stapel 4 wird dann über die betroffene Lage
6 angehoben, wie durch die gestrichelten Linien bei 37
gezeigt, und dann in Transferrichtung A, die parallel zu
den Trägern 9 verläuft, bewegt, bis er über dem Be
schickungsmagazin 3 ist.
Der Stapel 4 wird darauf in das Magazin 3 eingeführt und
nach dem Abheben des Andruckelements 20 von dem Greifer
element 17 freigegeben.
Es ist anzumerken, daß der Stapel 4 während des Trans
ferschritts so angeordnet ist, daß die längeren Seiten
der Zuschnitte 2 horizontal senkrecht zur Richtung A
sind.
Das Magazin 3 wird üblicherweise durch eine Vielzahl von
Winkelprofilelementen 38 gebildet, die vertikal gemäß
den Seitenkanten eines Rechtecks angeordnet und geeignet
sind, den Stapel 4 zu führen; die winklig geformten
Elemente 38 erstrecken sich von einem Rahmen 38′, der
den Stapel 4 trägt und über einem an sich bekannten
Abstreifelement angeordnet ist, das geeignet zum Trennen
der einzelnen Zuschnitte 2 des Stapels ist, die in die
Verarbeitungsstraße der Verpackungsmaschine zu transfe
rieren sind.
Eine Entnahme von der Palette 5 und der Transfer zu dem
Beschickungsmagazin 3 der anderen Stapel 4 von Zuschnit
ten, die die Lage 6 bilden, werden darauffolgend auf
ähnliche Weise ausgeführt.
Sobald der Transfer der gesamten Lage 6 von Stapeln
beendet ist, wird der Schwenkrahmen 32 betätigt, so daß
er von seiner oberen vertikalen Position in die untere
horizontale Position bewegt wird, um die Trägersteige 7
zu entfernen.
Bei der ersten horizontalen Position des Rahmens 32
greifen die Saugelemente 33 die Trägersteige 7, die dann
angehoben und geschwenkt und, so bald die zweite Posi
tion erreicht worden ist, letztendlich in den Container
35 fallen gelassen wird.
Es ist anzumerken, daß das Eingreifen der Stellglieder
29′ und 36 derart eingestellt ist, daß jede Art von
Gleiten oder Verschieben der Trägersteigen 7 auf den
Stapeln 4 vermieden wird.
Insbesondere wird der Rahmen 32 bei den letzten Stufen
des Annäherns des Rahmens 32 an die Trägersteige 7 als
auch bei den ersten Schritten der Entnahme der Träger
steige 7 von der darunter liegenden Lage von Stapeln 4
in einer perfekt horizontalen Position ausgerichtet und
ausschließlich von dem Stellglied 29′ bewegt.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die beschriebene
Vorrichtung die Beschickung von Verpackungsmaschinen mit
Stapeln von Kartonzuschnitten auf eine vollständig auto
matische Art und Weise ermöglicht. Im einzelnen über
trägt die Vorrichtung einen Stapel zur Zeit, was eine
hohe Arbeitsgeschwindigkeit liefert, die für die Ar
beitsgeschwindigkeit von herkömmlichen Verpackungsma
schinen angemessen ist.
Es ist anzumerken, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht, daß das Beschickungsmagazin 3 der Ver
packungsmaschine mit offensichtlichen Vorteilen hin
sichtlich der konstruktiven und operativen Einfachheit
im Vergleich zu bekannten Einrichtungen direkt beschickt
wird, bei denen das Beschicken über vermittelnde Riemen
förderer geschieht.
Geeigneterweise ist es möglich, eine angemessene Anzahl
von Stapeln auf einer feststehenden Ablage 39 zu spei
chern, von der es möglich ist, während des Entnahme
schritts der leeren Paletten 5 Stapel abzunehmen, so daß
der Betrieb der Maschine nicht unterbrochen wird. Die
Ablage 39 erstreckt sich unterhalb eines Trägers 9 längs
zur Transferrichtung A.
Die Ablage 39 hat auch longitudinale Rippen, um die
Enden der Stapel abzustützen und um das Einführen der
Gabel 18 des Greiferelementes 17 unter die Stapel zu
ermöglichen.
Bei einer für die Praxis ausgebildeten Ausführungsform
der Erfindung können die verwendeten Materialien als
auch die Formen und Abmessungen den Anforderungen gemäß
ausgewählt werden.
Darüber hinaus kann jede geeignete Art von Stellgliedern
verwendet werden, wie z. B. Elektromotoren und kinemati
sche Übertragungselemente etc.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Beschicken von Verpackungsma
schinen mit Stapeln von geschichtetem Material (2),
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine
Einheit (10) für die Entnahme und den Transfer von
Stapeln (4) des geschichteten Materials (2) hat, wobei
die Stapel wechselseitig Seite an Seite auf einer Trä
gereinrichtung (5) derart angeordnet sind, daß sie
übereinander angeordnete Lagen (6) bilden, die durch
Trägersteigen (7) getrennt sind, die auf ihrer Ober
fläche vorstehende Abschnitte (7a) haben, die zumindest
einen Raum (7b) unterhalb jedes Stapels (4) bestimmen,
wobei die Entnahme- und Transfereinheit (10) einen ver
tikal und horizontal bewegbaren Kopf (11) und ein von
dem Kopf (11) getragenes Greiferelement (17) für einen
Stapel (4) hat, das in den Raum (7b) einführbar ist, um
den Stapel (4) zu greifen und darauffolgend zu einer
Beschickungsstation (3) der Verpackungsmaschine zu bewe
gen, und daß die Vorrichtung (1) eine Einrichtung (27)
zum Entnehmen der leeren Trägersteigen (7) hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kopf (11) an der Unterseite eines verti
kalen Trägers (12) angebracht ist, der in einer Buchse
(16) gleitbar ist, die starr mit einer weiteren Buchse
(15) senkrecht dazu verbunden und auf einem Querelement
(14) gleitbar ist, das an seinen Enden mittels jeweili
ger Gleitstücke (13) an einem Paar von horizontal pa
rallelen Trägern (9) getragen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Greiferelement (17) eine Gabel
(18) hat, die mit Zinken (18′) versehen ist, die sich
bezüglich des Kopfes (11) zunächst nach unten erstrecken
und im wesentlichen horizontal verlaufende freie Enden
haben, die in den Raum (7b) unterhalb eines zu entfer
nenden Stapels (4) einführbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Greiferelement (17) ein Andruckelement
(20) hat, das mit der Gabel (18) zusammenwirkt und
schwenkbar über den Zinken (18′) angebracht ist, um den
zu entfernenden Stapel (4) auf den freien Enden der
Zinken (18′) festzulegen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (18′) an ihren
Enden jeweilige Sensoreinrichtungen (19) zum Sensieren
der Räume (7b) und zum Liefern eines Freigabesignals bei
der Erfassung eines Raums (7b) haben, das das Einführen
der Gabel (18) unter den zu entfernenden Stapel (4)
ermöglicht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Ab
schnitte durch eine Vielzahl von parallelen Rippen (7a)
gebildet sind, die ausgelegt sind, gegenüberliegende
Enden des Stapels abzustützen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zum Entnehmen der leeren Trägersteigen (7) einen Rahmen
(32) mit einer Saugeinrichtung (33) hat, der zwi
schen einer ersten unteren Position, die im wesentlichen
horizontal über der zu entfernenden Steige (7) ausge
richtet ist, und einer zweiten oberen Position hin- und
herbewegbar ist, die an einer Behältereinrichtung (35)
für die leeren Trägersteigen (7) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsstation (3)
durch ein Eingabemagazin einer Zigarettenverpackungsma
schine gebildet ist, wobei das Magazin durch eine Viel
zahl von winkelig geformten Elementen (38) geformt ist,
die vertikal entlang der Seitenkanten eines Rechtecks
angeordnet und ausgelegt sind, den Stapel (4) auf einen
Rahmen (38) zu führen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine feststehende Ablage
(39) zum Speichern von Reservestapeln (4) hat, die wäh
rend des Entfernens der leeren Trägersteigen entnommen
werden können.
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