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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Sicherheitsanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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STAND DER
TECHNIK
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Vorrichtungen zum Umdrehen von Packen
in der Ausführung,
in der ausgewählte
Packen, die auf einer Förderbandstrecke
befördert
werden, umgedreht werden, werden beispielsweise dafür eingesetzt,
einen der Packen in einem Mehrfachpack umzudrehen, um auf diese
Weise den auf dem Packen befindlichen Strichcode zu verbergen. Der
Strichcode auf jedem Packen enthält
u.a. Informationen zum Preis des einzelnen Packs, und wenn der Pack in
einem Mehrfachpack enthalten ist, weist dieser Mehrfachpack einen
neuen Strichcode auf, der den Preis der Mehrfachpackeinheit angibt.
Der Mehrfachpack kann beispielsweise zwei oder mehrere einzelne
Packen enthalten.
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Mehrfachpacke werden häufig für kleinvolumige
Einwegpacken für
flüssige
Lebensmittel, wie beispielsweise Säfte und Fruchtgetränke, verwendet. Diese
Einwegpacke werden aus einem Verpackungslaminat mit einer Kernschicht
aus Papier oder Pappe hergestellt, auf die verschiedene Schichten aus
thermoplastischer und möglicherweise
Aluminiumfolie (Alufolie) auflaminiert werden. Das Verpackungsmaterial,
das allgemein überwiegend
in Bahnenform vorliegt, wird in einer Füllmaschine zu einem Schlauch
ausgebildet und längsverschweißt. Der Schlauch
wird mit dem beabsichtigten Inhalt befällt, wonach er querverschweißt und an
den Nähten durchtrennt
wird, um einzelne Packrohlinge zu bilden. Die Packrohlinge werden
in ihre endgültige Form
gebracht und erhalten normalerweise eine parallelflache Konfiguration.
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Bei für einen Betrieb mit zunehmend
höherer Kapazität entwickelten
Füllmaschinen
müssen
die Verteilerausrüstungen,
wie beispielsweise Vorrichtungen zum Umdrehen von Packen, die normalerweise
zu einer Füllmaschine
gehören,
die gleiche Kapazität
besitzen.
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Wenn die fertigen Packe aus der Füllmaschine
austreten, werden sie auf einer Förderbandstrecke befördert, und
eine Umdrehvorrichtung (falls erforderlich) muß, um das Anhäufen von
Packen zu verhindern, in der Lage sein, ausgewählte Packen umzudrehen, während die
Packe über
die Förderbandstrecke
laufen.
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Vorrichtungen zum Umdrehen von Packen
in der vorstehend beschriebenen Ausführung sind auf dem Markt erhältlich und
bestehen allgemein aus einer pneumatischen oder hydraulischen Kolben-
und Zylindereinheit, wobei eine Hin- und Herbewegung parallel mit
der Förderbandstrecke,
auf der die Packe gerade befördert
werden, erfolgt. An der Kolbenstange der Einheit befinden sich ein
Drehelement und Elemente zum Greifen des Packs. Derart ausgeführte Vorrichtungen
zum Umdrehen sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Kolben- und
Zylindereinheit in einer Größe, die
zum Durchführen
des Umdrehvorgangs geeignet ist, keine ausreichende Genauigkeit
hinsichtlich der Anpassung der Geschwindigkeit der Kolbenstange
an die Förderbandstrecke
besitzt, damit das Greifelement den Packen in der korrekten Position
greifen kann. Wenn der Pack nicht zentral gegriffen wird, besteht
das Risiko, daß der
Pack übermäßig gedreht
und aus der Förderbandstrecke
herausgeworfen wird, oder daß er
umkippt und eine Unterbrechung der Verteilerausrüstung bewirkt. Kolben- und Zylindereinheiten
dieser Größe haben
sich darüber
hinaus als empfindlich gegenüber
der Umgebung erwiesen, in der sie plaziert sind. Im Falle einer
Unterbrechung der Verteilerausrüstung
besteht immer das Risiko, daß die
Packe reißen
und das Produkt herausschwappt oder in die Umgebung versprüht wird.
Da das Produkt, normalerweise Säfte
und Fruchtgetränke,
Zucker enthalten, entsteht als Folge davon auf denjenigen Teilen
der Verteilerausrüstung, über die
Produkt geschwappt ist, eine klebrige Oberfläche.
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Ein Verfahren zur Lösung dieses
Problems besteht natürlich
darin, eine Kolben- und Zylindereinheit zu verwenden, die beträchtlich
robuster ist. Bei Verwendung einer robusteren Einheit wird hinsichtlich
der Bewegung der Einheit im Verhältnis
zur Förderbandstrecke
ein höherer
Genauigkeitsgrad erzielt, und eine robustere Einheit ist auch gegenüber der
Umgebung, in der sie arbeiten soll, widerstandsfähiger. Bei Einsatz einer robusteren
Kolben- und Zylindereinheit nimmt jedoch das Risiko einer Beschädigung des
betreffenden Packs und der Ausrüstung zu,
wenn es zu einem plötzlichen
Betriebsstillstand der Verteilerausrüstung kommt. Es muß daher
sichergestellt sein, daß die
Maschine sofort stoppt, wenn ein solcher Fall eintritt. Ein Betriebsstillstand kann
beispielsweise erfolgen, weil die Bewegung des Greifelements dadurch
verhindert wird, daß Packe umkippen
oder ein Fremdkörper
störend
eingreift. Eine Kolben- und Zylindereinheit ist beispielsweise aus
der
DE 39 33 759A bekannt.
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AUFGABEN DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Sicherheitsanordnung zu realisieren, die rasch und deutlich
ausgelöst
wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, daß die
Anordnung keine Bauteile enthalten sollte, die gegenüber der
Umgebung, in der die Anordnung plaziert ist, empfindlich sind.
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LÖSUNG
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Diese und andere Aufgaben werden
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung erfüllt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung weisen darüber
hinaus die kennzeichnenden Merkmale gemäß den beigefügten Unteransprüchen auf.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr nachstehend unter besonderer
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben; dabei
sind:
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1 eine
Darstellung einer Vorrichtung zum Umdrehen von Packen in der Ausführung, bei der
die Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden kann;
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2 ein
Seitenaufriß einer
Vorrichtung zum Umdrehen von Packen in normaler Betriebsposition;
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3 ein
Seitenaufriß einer
Vorrichtung zum Umdrehen von Packen im Falle eines Betriebsstillstands; 4 ein Seitenaufriß des Greifelements
in einer geschlossenen Position;
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5 ein
Seitenaufriß des
Greifelements in einer offenen Position; und
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6A–E Darstellungen der Betriebssequenz der
Vorrichtung zum Umdrehen von Packen.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen
lediglich diejenigen Details, die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung
unbedingt notwendig sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Die Sicherheitsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung soll für
eine Vorrichtung zum Umdrehen von Packen in der in den 1–6 dargestellten
Ausführung
eingesetzt werden. Die Vorrichtung zum Umdrehen ist dafür vorgesehen,
ausgewählte Packen 1 umzudrehen.
Die Packe 1 können
Einwegpacke in der Ausführung
sein, die für
verschiedene Arten von Säften
und Fruchtgetränken
verwendet werden. Die Packe 1 werden in einer (nicht dargestellten)
Füllmaschine
befüllt
und geformt und können,
wie gezeigt, eine parallelflache Konfiguration aufweisen. Im Anschluß an die
Füllmaschine
werden die Packe 1 auf einer Förderbandstrecke 2 befördert. Die
Strecke 2 kann aus einem herkömmlichen Förderer, wie beispielsweise
einer angetriebenen Endloskette, bestehen. Die Förderband- Strecke 2 verläuft durch
die Vorrichtung zum Umdrehen von Packen oder alternativ durch ein
System unterschiedlicher Strecken.
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Die Vorrichtung zum Umdrehen von
Packen umfaßt
im wesentlichen eine Kolben- und Zylindereinheit 3, ein
Drehelement 4 und ein Greifelement 5. In der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Kolben- und Zylindereinheit 3 pneumatisch.
Alternativ kann die Einheit 3 hydraulisch sein. Die Kolben-
und Zylindereinheit 3 ist so montiert, daß sich ihr
Kolben 6 parallel mit der Förderbandstrecke 2 hin- und herbewegen kann.
Die nach vorne gehende Bewegung der Kolbenstange 6 ist
so angepaßt,
daß sie
sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Förderbandstrecke 2 nach
vorne bewegt. Da die Kolben- und Zylindereinheit 3 im Verhältnis zu
der durchzuführenden
Arbeit überdimensioniert
ist, wird eine erhöhte
Steuerungsfähigkeit
erreicht, die es einfacher macht, die Geschwindigkeit der Kolbenstange 6 an
die Geschwindigkeit der Förderbandstrecke 2 anzupassen.
Die Betriebslebensdauer der Einheit 3 wird auch dadurch
beträchtlich
verlängert,
daß die
robustere Einheit 3 gegenüber der Umgebung, in der sie
arbeitet, beträchtlich
widerstandsfähiger
ist.
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Eine Verankerung 7 ist an
der Kolbenstange 6 montiert. Eine Konsole 8 ist
an der Verankerung 7 montiert. Die Verankerung 7 und
die Konsole 8 sind in federvorgespannter Weise mittels
Federn 9 vereint. Das Drehelement 4 mit dem Greifelement 5 ist an
der Konsole 8 montiert.
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Zwischen der federvorgespannten vereinten Verankerung 7 und
der Konsole 8 befindet sich ein kleiner Hohlraum 10.
Der Hohlraum 10 kann sich entweder in der Verankerung 7 oder
alternativ in der Konsole 8 befinden. Der Hohlraum 10 kann
auch so geformt sein, daß er
gemeinsam von der Verankerung 7 und der Konsole 8 aufgenommen
wird. Die Verankerung 7 und die Konsole 8 sind
so montiert, daß der
Hohlraum 10 im Normalbetrieb der Vorrichtung zum Umdrehen
von Packen eingeschlossen ist, wenn die Verankerung 7 und
die Konsole 8 mittels der Federn 9 zusammengehalten
werden.
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Zwei Öffnungen 11, 12 sind
zum Hohlraum 10 vorgesehen. Die eine Öffnung 11 ist mit
einer Eintrittsluftleitung 13 verbunden, während die
andere Öffnung 12 mit
einer Austrittsluftleitung 14 verbunden ist. Die Eintrittsluftleitung 13 ist
mit einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle verbunden. Ein (nicht
dargestellter) Regulator ist auch an der Eintrittsluftleitung 13 so
vorgesehen, daß die
Eintrittsluft auf ein gewünschtes
Niveau reguliert werden kann. Ein (nicht dargestellter) Druckwächter ist
an der Austrittsluftleitung 14 vorgesehen. Der Druckwächter ist
außerhalb der
Vorrichtung zum Umdrehen von Packen in geeigneter Weise in einer
trockenen und unschädlichen Umgebung
vorgesehen.
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In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Regulator an der Eintrittsluftleitung 13 auf
0,5 Bar eingestellt. Niveaus unter 0,5 Bar erfordern einen spezifischen
und teureren Druckwächter.
Niveaus über
0,5 Bar können
auch zum Einsatz kommen, wobei die Druckluft, unter Wegfall des
Regulators, direkt mit der Öffnung 11 verbunden
werden kann. Je höher
der Überdruck
der Eintrittsluft ist, um so kräftiger
müssen
jedoch die Federn 9 ausgebildet sein, um die Verankerung 7 und die
Konsole 8 während
des Normalbetriebs zusammenzuhalten.
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Die eine Öffnung 11 zum Hohlraum 10 wird
in wirksamer Weise auf einen Durchmesser von etwa 2 mm gedrosselt.
Die Eintrittsluftleitung 13 muß an dieser Öffnung 11 montiert
sein. Um das Risiko eines inkorrekten Anschlusses der Luftleitungen 13 und 14 auszuschließen, kann
die zweite Öffnung 12 auch gedrosselt
werden, da sie die Funktion der Sicherheitsanordnung nicht beeinträchtigt.
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Der Arbeitszyklus der Vorrichtung
zum Umdrehen von Packen ist aus den 6A–E ersichtlich. Unmittelbar vor der Vorrichtung
zum Umdrehen von Packen befindet sich eine herkömmliche Bremse 15, die sicherstellt,
daß die
Packe 1 mit einem einheitlichen Abstand zwischen den Packen 1 in
der Vorrichtung zum Umdrehen ankommen. Die Zeichnungen zeigen eine
Vorrichtung zum Umdrehen, die so angeordnet ist, daß sie jeden
dritten Pack 1, der auf der Förderbandstrecke 2 weiterbefördert wird,
umdreht.
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6a zeigt,
daß die
mit den Zahlen 1 und 2 bezeichneten Packe 1 aus
der Bremse 15 ausgetreten sind und sich auf der Förderbandstrecke 2 weiterbewegen.
Unmittelbar hinter der Bremse 15 befindet sich eine gewisse
Form von Anzeiger (nicht dargestellt), wie beispielsweise Fotozellen,
die dazu dienen, die Anzahl der passierenden Packe 1 zu
zählen.
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Das Greifelement 5 hat zwei
Greifkrallen 16, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position
bewegbar sind. Der die Zahl 3 tragende Pack 1 wird
vom Greifelement 5 dadurch gegriffen, daß sich seine
Greifkrallen 16 gegen die Seite des Packs 1 klemmen,
wie aus 4 ersichtlich.
Es ist absolut notwendig, daß die
Greifklauen 16 den Pack 1 in der Mitte greifen,
so daß der
Vorgang des Umdrehens reibungslos erfolgt. Wenn die Greifkrallen 16 an
einer Kante des Packs 1 greifen, besteht das Risiko, daß der Pack 1 während des
Vorgangs des Umdrehens herumgeworfen wird, so daß die Gefahr besteht, daß der Pack 1 umkippt.
Die Greifklauen 16 haben an ihren Enden abgerundete Halter 17,
so daß der
Pack 1 so sanft wie möglich
gehandhabt wird.
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6B zeigt,
daß sich
die Kolbenstange 6 der Kolben- und Zylindereinheit 3 mit
der gleichen Geschwindigkeit wie die Förderbandstrecke 2 weiterbewegt,
und zwar zur gleichen Zeit, in der der Pack 1, der in den
Greifkrallen 16 festgehalten wird, um 180° umgedreht
wird. Der Pack 1 wird, ohne angehoben zu werden, so umgedreht,
daß er
ständig
in Kontakt mit der Förderbandstrecke 2 bleibt.
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6C zeigt
die Endposition des Drehelements 4 und des Greifelements 5.
Hier werden die Greifklauen 16, wie in 5 dargestellt, geöffnet, und der umgedrehte Pack 1 wird
freigegeben, so daß er
auf der Förderbandstrecke 2 weiterbefördert werden
kann. In 6D geht die
Kolbenstange 6 in ihre Ausgangsposition zurück. Während der
gesamten Rückbewegung
befinden sich die Greifklauen 16 in der offenen Position,
damit diejenigen Packe 1, die auf dem Rückweg passiert worden sind,
in ihrer Bewegung nicht unterbrochen werden. 6E zeigt das in seine Ausgangsposition
zurückgegangene Greifelement 5,
das bereit ist, den neuen Pack 1, der mit der Zahl 3 bezeichnet
ist, zu greifen.
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Nachdem die Packe 1 aus
der Vorrichtung zum Umdrehen ausgetreten sind, wobei jeder dritte Pack 1 über 180° gedreht
wurde, werden die Packe 1 auf der Förderbandstrecke 2 zur
weiteren Verteilerausrüstung
befördert.
Eine solche Verteilerausrüstung
kann beispielsweise aus einer Schrumpffolienumhüllungseinrichtung bestehen,
in der die Packe 1, jeweils drei gemeinsam, mit einer Schrumpf-
oder Streckfolie umhüllt
werden, um einen Mehrfachpack zu bilden.
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Die 6A – E und 2 zeigen
die Vorrichtung zum Umdrehen von Packen im Normalbetrieb. Wenn ein
umgekippter Pack 1 oder ein Fremdkörper ein Hindernis bilden,
wirkt eine Kraft A auf die Greifklauen 16 ein, wie aus 3 ersichtlich. Die Kraft
A kann, abhängig
von der Bewegung der Kolbenstange 6 und davon, wodurch
die Kraft A ausgelöst
wurde, sowohl von vorne, von hinten oder von der Seite her auf die
Greifklauen 16 auftreffen. Das Greifelement 5 ist
im Drehelement 4 und das Drehelement in der Konsole 8 so
montiert, daß durch
die Kraft A alle diese Bauteile als eine Einheit gekippt werden.
Als Folge davon entsteht ein geringfügiger Luftspalt 18 zwischen
der Verankerung 7 und der Konsole B.
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Da der Überdruck im Hohlraum 10 auf
0,5 Bar reguliert ist, ist ein sehr geringfügiger Spalt für das Ausströmen von
Luft erforderlich, und der Druck in der Ausgangsluftleitung 14 fällt auf
Null. Da die Öffnung 11 in
den Hohlraum 10 hinein in wirksamer Weise auf einen Durchmesser
von etwa 2 mm gedrosselt ist, überschreitet
die Fläche
des Spalts 18 rasch die Fläche der Drosselung, und der
Luftdruck fällt
nahezu augenblicklich ab. Der Druckwächter registriert den Druckabfall
und sendet ein Signal an das Steuerungssystem der Vorrichtung zum
Umdrehen von Packen, das die Vorrichtung zum Umdrehen von Packen
sofort stoppt. Da ein rasches und deutliches Signal erfolgt, wird
die Bewegung der Kolbenstange 6 schnell abgestoppt, und
die Gefahr einer Beschädigung
sowohl der Packe 1 als auch der Ausrüstung wird verringert.
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Durch den Einsatz von Luft zur Anzeige
einer Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung zum Umdrehen von
Packen wird eine Sicherheitsanordnung erhalten, die keine empfindlichen
elektrischen Bauteile enthält.
Der für
die bevorzugte Ausführungsform
benötigte
Druckwächter
und der in der bevorzugten Ausführungsform
vorgesehene Druckregulator können
in einem Raum plaziert werden, wo nicht das Risiko besteht, daß sie mit
zuckerhaltigem Produkt besprüht
werden.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung
ersichtlich, realisiert die vorliegende Erfindung eine Sicherheitsanordnung,
die in einer einfachen und zuverlässigen Weise der Vorrichtung
zum Umdrehen von Packen im Falle eines plötzlichen Betriebsstillstands
sofort ein Signal zum Stoppen der Bewegung der Kolbenstange gibt.
Da die Anordnung keine empfindlichen oder teuren Bauteile enthält, wird
eine Sicherheitsanordnung erhalten, die relativ wirtschaftlich und
deren zu erwartende Lebensdauer hoch ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die vorstehende Beschreibung und die Darstellungen in den Zeichnungen
beschränkt,
und es sind viele Modifizierungen vorstellbar, ohne damit vom Schutzbereich
der beiliegenden Ansprüche
abzuweichen.