DE4223587A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen von Packungen in einen Sammelbehälter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen von Packungen in einen Sammelbehälter.

Bei den Packungen kann es sich z. B. um gefüllte Schlauchbeutel handeln, die auf einer Schlauchbeutelverpackungsmaschine be­ kannter Bauart hergestellt werden.

Es ist aber auch möglich, daß die Schlauchbeutel wiederum in einen Umkarton verpackt sind, um die Packungsstabilität, die Werbewirksamkeit sowie die Darstellung der Produktinformation zu erhöhen. Eine solche Packung läßt sich selbstverständlich einfacher für weitere Verpackungsprozesse handhaben, als der alleinige Beutel.

Weiterhin können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der entsprechenden Vorrichtung auch feste Produkte oder andere Packungen mit festen Umrissen verpackt werden.

Bei dem Sammelbehälter handelt es sich um einen Transport­ behälter, der insbesondere nach Abnahme eines separaten Deckels in den Regalen von Selbstbedienungsläden aufgestellt werden kann. Die Sammelverpackung nimmt damit neben der primären Transportfunktion auch die Aufgabe einer optischen Präsentation der Ware wahr. Ein solcher Sammelbehälter wird auch als Dis­ playpackung bzw. das Unterteil wie im folgenden als Tray bezeichnet. Als Material kommt üblicherweise Karton zum Einsatz; aber auch ein wiederverwendbar Behälter aus z. B. Kunststoff könnte zur Verwendung gelangen.

Eine solche Sammelverpackung sowie eine Vorrichtung zum Ver­ packen von Schlauchbeuteln beschreibt z. B. die DE-PS 31 13 045. Ein Zuführband übergibt die Beutelpackungen stehend in ein Magazin, wobei dessen Boden durch den Tray gebildet wird. Nach der Befüllung wird der Tray nach unten bewegt, wobei die Beutelpackungen aus dem Magazin gleiten.

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Dicke der Trennwände im Magazin sich akkumulieren und somit einen ent­ sprechend größeren Trayquerschnitt erfordern. Darüber hinaus erweist sich insbesondere die nahezu vertikale Zuführung der Beutel als besonderer Nachteil, da gerade bei leicht fließenden Produkten der Beutel eine tropfenförmige Gestalt annimmt, die durch die Egalisierrollen oberhalb des Magazins entgegen der Schwerkraft nur unzureichend beseitigt werden kann. Die Magazinbreite muß deshalb gegenüber der egalisierten Beutel­ dicke wesentlich größer sein, wodurch sich der Packmittelbedarf weiter erhöht.

Diesem Nachteil versucht die aus der EP-OS 059 840 bekannt gewordene Verpackungsmaschine zu begegnen. Eine, auch als "Pater Noster" bezeichnete Stapelvorrichtung nimmt die von einem Band zugeführten Packungen auf. Eine Schiebevorrichtung mit stirnseitig versehener Schiebeplatte erfaßt den Beutelstapel und drückt diesen durch einen trichterförmigen Austrittskanal in einen Sammelbehälter. Die horizontale Ablage der Beutel auf Zellenböden der Stapelvorrichtung soll die oben beschriebene, nachteilige Volumenverlagerung im Beutel verhindern. Dieser Vorteil wird allerdings beim Einschieben in den Behälter dadurch zunichte gemacht, daß sowohl die Schiebeplatte wie auch der Austrittskanal die Beutel zusammendrücken. Die in vorher­ gehenden, aufwendigen Arbeitsschritten erzielte, gleichförmige Produktverteilung wird nun wieder nachteilig verändert. Die Probleme nehmen insbesondere mit steigender Leistung und Beutelanzahl pro Stapel zu. Als weiterer Nachteil läßt sich hinzufügen, daß ein Beutelstapel sehr hohe Anforderungen an die vorangegangene Egalisierung stellt. Geringfügige, ungleich­ mäßige Produktverteilungen im Beutel akkumulieren sich derart, daß der gesamte Stapel bei dessen Handhabung zum Kippen oder gegenseitigem Verrutschen der Beutel neigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Umgehung der Nachteile aus dem Stand der Technik eine schnelle Einbringung von Packungen in einen Tray ermöglichen, ohne den Beutel mit seiner Produktverteilung zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Haupt­ anspruches gelöst. Die Unteransprüche beschreiben weitere Ausgestaltungsmerkmale.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, die zugeführten Packungen kontinuierlich direkt in den Tray einzu­ bringen, ohne daß eine vorgehende Stapelung erfolgt. Dieses Verfahren wird durch die Einführung eines sog. Kreiselstaplers 27 ermöglicht. Dadurch wird die oftmals schwierige Handhabung von insbesondere Beutelstapel umgangen, die eine besonders hohe Anforderung an die Beutelegalisierung stellen. Beim vor­ liegenden Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung genügt deshalb eine wesentlich einfachere Ausführung.

Weiterhin erweist sich eine solche Vorrichtung auch in kon­ struktiver Hinsicht als wesentlich einfacher, als die im Stand der Technik angegebenen Lösungen, da eine komplette Arbeits­ station für die Produktstapelung entfällt.

Da keinerlei Schachte vorgesehen sind, ergibt sich als besonderer Vorteil die gute Zugänglichkeit der Anlage, ins­ besondere bei Reinigungs- und Wartungsarbeiten.

Die kontinuierliche Arbeitsweise der Abpackvorrichtung ermöglicht besonders hohe Abpackleistungen. Die Leistungs­ änderung ist stufenlos elektronisch einstellbar.

Durch zwei oder mehrere, parallele Kreiselstapler ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, den Leistungsbereich nach oben hin zu erweitern. Außerdem ist es dadurch auch möglich, mehrere Beutelreihen parallel im Tray abzulegen, welches mit den bekannten Verfahren nahezu unmöglich ist. Als Alternative dazu bietet sich darüber hinaus auch das Verschieben des Trays senkrecht zur Transportrichtung an.

Von besonderem Vorteil ist, daß keine komplizierten Umstell­ arbeiten bei Formatänderungen vorgenommen werden müssen, da sich dieselben letztendlich auf eine einfache Verstellung von Anschlägen reduzieren.

Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß ein weiter Bereich von Beutelgrößen verarbeitbar ist, ohne daß eine zweite, größenabhängige Variante der gesamten Maschine erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Sammelpackvorrichtung in Draufsicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kreiselstaplers,

Fig. 3 eine detaillierte Zeichnung der Klappenvorrichtung,

Fig. 4 eine Klemmeinrichtung zur Fixierung der stehenden Beutel im Tray.

Die Anordnung der einzelnen Arbeitstation zeigt die Fig. 1. Der aus einem Magazin entnommene Zuschnitt 1 für den Tray 2 wird einer ersten Verarbeitungsstation 3 zugeführt. Dort erfolgt die Aufrichtung der Seitenwände 4, 5 und 6, wobei gleichzeitig die hintere Seitenwand 6 mit den Laschen 7, 8 mittels Klebung ver­ bunden wird. Die gegenüberliegenden Laschen 9, 10 werden geringfügig nach außen gefaltet während die vordere Seitenwand 11 vorerst ungefaltet bleibt. Diese Maßnahme verhindert eine Kollision der Seitenwand 11 und der Laschen 9, 10 mit den einzu­ bringenden Packungen 12.

Nach erfolgter Herstellung des halb offenen Tray 2 wird dieser zur zweiten Arbeitsstation 28 für dessen Befüllung trans­ portiert.

Die von einer Verpackungsmaschine hergestellten Packungen 12 gelangen über ein Transportband 13 und einem Beschleunigungs­ band 14 bekannter Bauart zu einer Übergabeklappe 15, welche in Fig. 3 im Detail dargestellt ist. Stirnseitig ist eine Anschlag­ platte 16 angeordnet, um die Packungen 12 im erforderlichen Maße zu positionieren.

Die Übergabeklappe 15 besteht aus zwei schwenkbar angelenkten, waagrecht ausgerichteten Platten 17, welche mittels Rückstell­ federn 18 gegen einen Anschlag 19 gedrückt werden.

Der Kreiselstapler 27, der das Herzstück der Verpackungsanlage darstellt, besteht im wesentlichen aus mindestens einem, vor­ zugsweise aus drei Armen 20, die von einer Antriebswelle 22, welche horizontal gelagert ist, radial nach außen weisen (s. Fig. 2). An den Enden der Arme 20 ist jeweils eine Greiferklappe gelenkig angeordnet. In eine bevorzugten Ausführung kann die Greiferklappe 22 eine Platte sein, die zur besseren Form­ schlüssigkeit mit der Packung 12 nach innen gewölbt ist. Die Greiferarme 22 sind während des größten Teils der Drehstrecke und in Verlängerung der Arme 20 arretiert. Mit Hilfe einer Vorrichtung, welche im Bereich der Packungsablage in den Tray angeordnet ist, kann die Arretierung gelöst werden, so daß der Greiferarm nach hinten schwenkt. Die Führung der Schwenk­ bewegung erfolgt mittels einer Führungskurve. Neben dieser mechanischen Lösung ist aber auch eine elektrische, pneu­ matische oder hydraulische möglich.

Der Verpackungsablauf der Anlage gestaltet sich wie folgt: Durch die Drehung der Arme 20 des Kreiselstaplers 27 wird die in die Übergabeklappe 15 bereitliegende Packung 12 von oben er­ faßt. Um den Druck auf das verpackte Produkt so gering wie möglich zu halten, besitzt die Greiferplatte 22 in dieser Phase nur eine geringe Umfangsgeschwindigkeit. Die Greiferplatte 22 drückt nun die Packung 2 entgegen der möglichst gering einge­ stellten Federkraft durch die Übergabeklappe 15 unter ständiger Beschleunigung hindurch bis zur Ablage in den Tray 2. Nachdem die Packung 12 und die Greiferplatte 22 die Übergabeklappe 15 passiert haben, drücken die Rückstellfedern 18 die Platten 17 wieder gegen einen Anschlag 19 in ihre Ausgangsstellung zurück. Daraufhin ist die Bereitstellung der nächsten Packung 12 möglich.

Die Packung 12 wird in der weiteren Transportphase allein durch die Trägheitskraft an die Greiferplatte 22 gedrückt. Die Reibung zwischen Packung 12 und Platte 17, deren Wölbung oder eine entsprechende Abschlußleiste verhindern das durch die Zentrifugalbeschleunigung hervorgerufene Wegdriften der Packung 12.

Unterhalb der Antriebswelle 21 des Kreisstaplers erreicht die Packung 12 ihre aufrechte Position und wird gegen die vorher­ gehenden, schon eingebrachten Packungen 12 angelegt. Es ist aber auch bei geeigneter Greiferkonstruktion denkbar, die Packung 12 in horizontale Lage in den Tray 2 einzulegen. Die Arretierung der Greiferplatte 22 wird gelöst und diese kann, geführt durch ein Kurvenelement, nach hinten wegschwenken und oberhalb der bereits abgepackten Beutelreihe vorbeigeführt werden. Falls zwei oder mehrere Arme 20 zum Einsatz kommen, wird nach Abgabe des Beutels die Geschwindigkeit sofort wieder auf den niedrigen Wert reduziert, da die nächste Greiferplatte 22 bereits die nachfolgende Packung 12 erfaßt und durch die Übergabeklappe 15 drückt.

Die Größe der Geschwindigkeit sowie deren Verlauf hängen im wesentlichen von der Abpackleistung, Anzahl der Arme 20 sowie von der Empfindlichkeit des verpackten bzw. zu verpackenden Produktes ab. Die optimale Geschwindigkeitsbahnkurve läßt sich dann analytisch ermitteln und im Programm eines Rechners zur Steuerung des Antriebsmotors ablegen.

Nachdem das Einbringen der Packung 12 in den Tray 2 erfolgt ist, wird dann auf der der Übergabeklappe 15 gegenüberliegenden Position die Greiferplatte 22 in ihre Ausgangsstellung zurück­ geschwenkt. Dieses kann mechanisch entweder durch eine weitere Kurvenbahn oder durch eine Rückstellfeder bewerkstelligt werden.

Da insbesondere Beutel aufgrund ihrer geringen Standfläche im Tray 2 zum Umkippen neigen, ist eine Klemmvorrichtung vorge­ sehen, die in Fig. 4 im Detail dargestellt ist. An den beiden Seitenwänden 4, 5 des Trays 2 wirken zwei Klemmen 23, die eine nach innen weisende Kraft ausüben. Diese Maßnahme bewirkt, daß der im Tray 2 stehende Beutel aufgrund der höheren Reibungs­ kraft am Umkippen gehindert wird. In vielen Fällen genügt es, wenn die Klemmvorrichtung nur im Bereich des zuletzt verpackten Beutels angreift.

Während des Einbringen der nächsten Packung 12 können die Klemmen 23 auch kurzfristig zurückgezogen oder entlastet werden, um eine unnötige Reibungskraft zwischen Packung 12 und den Tray-Seitenwänden 4, 5 zu verhindern.

Als Alternative oder zur weiteren Unterstützung der Packungs­ fixierung ist auch eine Schrägstellung des Trays 2 möglich. Die Packungen 2 werden somit durch hier Eigengewicht am Umkippen gehindert.

Der zu befüllende Tray 2, der in der Arbeitsstation 3 teilweise aufgerichtet wurde, wird von dort auf ein Förderband 24 über­ geben und zur Ablageposition unterhalb des Kreiselstaplers 27 transportiert. Nach Ablage einer Packung 12 erfolgt eine schrittweise Weiterbewegung, bis die erforderliche Anzahl erreicht ist. Anschließend erfolgt der Abtransport des gefüllten und die Heranführung des nächsten Trays 2.

Der gefüllte Sammelbehälter 2 erreicht nun eine dritte Arbeits­ station 25. Bevor die nun im folgenden beschriebenen Verarbeitungsschritte durchgeführt werden, besteht die Möglichkeit das Gewicht der abgefüllten Menge durch eine Kontrollwaage zu überprüfen und Sammelpackungen 2 mit fehlerhaften Gewichten auszuscheiden.

Die bis dahin offengehaltenen Laschen 9, 10 werden nun nach innen gefalten und mit Leim versehen. Daraufhin folgt das Aufrichten der Seitenwand 11 und das Andrücken gegen die Laschen 9, 10.

Das Verschließen des Trays 2 erfolgt nun durch Auflegen eines Zuschnittes für einen Deckel 26 und durch anschließendes Falten um die Seitenwände 4, 5, 6 und 11.

In einer zweiten Ausführungsform des Kreiselstaplers 27 ist auch das Abpacken in einen, an allen vier Seiten verschlossenen Tray 2 möglich. Zur Überwindung der Höhe der vorderen Traywand 11 ist im Bereich der Arme 20 eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen, die den Greiferarm mitsamt der Packung in den Tray 2 absetzt und ihn nach der Ablage wieder herauszieht.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Aus­ führungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims (26)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen zu mindestens einer Packung in einen Sammelbehälter, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Packung (12) aus einer annähernd horizontalen Lage erfaßt
• - und anschießend durch eine, um eine horizontale Achse (21) geführte, rotationsförmige Bewegung in einer annähernd vertikalen, horizontalen oder schrägen Lage in den Sammel­ behälter (2) eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (2) nach Einbringen einer Packung (12) schritt­ weise weitertransportiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (2) während des Befüllens gegenüber der Waagrechten geneigt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sammelbehälter während des Befüllvorgangs senkrecht zur Transportrichtung verschiebbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere parallele Packungsreihen in den Sammel­ behälter (2) eingebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung während, eines Arbeitszyklus ungleichförmig ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung (12) mit geringer Winkelgeschwindigkeit aus der Ruhe­ lage übernommen wird und daß sie anschließend mit höherer Winkelgeschwindigkeit in den Sammelbehälter (2) abgelegt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Packung (12) während ihres rotationsmäßigen Transportes im wesentlichen durch ihre Trägheitskraft fixiert ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sammelbehälter (2) mittels eines separaten Deckels (26) verschlossen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (26) in Form eines ebenen Zuschnittkörpers auf den gefüllten Sammelbehälter (2) aufgelegt und gefaltet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallele Packungsreihen im Sammelbehälter (2) abgelegt werden.

12. Vorrichtung zum Einbringen von Packungen in einen Sammel­ behälter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Packungszuführung, einer Übergabestation und einer Befüllstation, gekennzeichnet durch Mittel, die die Packung (12) mittels einer rotationsmäßigen Bewegung erfassen, zu einem Sammelbehälter (2) transportieren und in denselben ablegen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der rotationsförmigen Bewegung mindestens ein Drehkreuz (27) vorgesehen ist, welches mindestens einen Arm (20) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise drei Arme (20) vorhanden sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende jedes Armes (20) eine Greifvor­ richtung (22) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (22) in Form einer Platte ausgeführt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, daß die Platte konkav gewölbt ist zur formschlüssigen Aufnahme der Packung (12).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-17, dadurch gekennzeichnet daß die Greifvorrichtung (22) gelenkig am Arm (20) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (22) gegenüber dem Arm (20) arretiert werden kann.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der Greifvorrichtung (22) mechanisch, z. B. durch eine Kurvenbahn, gesteuert wird.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Station (15) zum Übergeben der Packungen (2) von einem Zuführ­ band (12, 13) zur Abpackvorrichtung (27).

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabestation (15) eine Auflagefläche für die Packungen (2) aufweist, die durch zwei gegenüberliegende, waagrecht ange­ ordnete Platten (17) gebildet wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (17) schwenkbar angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22-24, dadurch gekennzeichnet, daß Platten (17) gegenüber einem Anschlag federbelastet sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22-25, dadurch gekennzeichnet, daß die Patten (17) nach unten wegschwenkbar und durch die Federkraft in ihre Ausgangsstellung zurück­ stellbar sind.