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Diese Erfindung betrifft eine Linearbewegungsvorrichtung
zum automatischen Ausstoßen von
einzelnen Filterbeuteln, die aus den Arbeitsstationen einer Verpackungsmaschine
stammen und einige Verpackungsfehler bzw. -mängel aufweisen, so dass sie
für den
Verbraucher unakzeptabel gemacht werden und ihre Verwendung für eine weitere
Zusammenstellungsphase in Behältern,
wie Pappschachteln und dergleichen, verhindert wird.
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Diese Vorrichtung findet besondere
Anwendung bei den Verpackungsmaschinen für Filterbeutel für Tee, Kamillentee,
Kräuter
usw., wo die einzelnen Filterbeutel Verpackungsfehler aufweisen
können, wie
beispielsweise das Fehlen von einigen Verpackungselementen, einschließlich des
Etiketts, des Tees im Beutel, des Handhabungsfadens usw.
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Die erwähnten Filterbeutel können vom
Doppelkammertyp sein, was bedeutet, mit einer Doppelkammer mit dem
Balg am Boden, oder vom Einzelkammertyp, die im Allgemeinen fertiggestellt
werden, indem man sie durch einige wohlbekannte Verankerungsverfahren
(Metallklammer, wärmeverschweißter Stempel,
Nähen,
Knoten, einfaches Wärmeverschweißen mit
dem Filterpapier, usw.) mit einem Aufnahmeetikett und einem Handhabungsfaden
verbindet, oder es können
Filterbeutel ohne Faden und Etikett sein, mit verschiedenen Formen
(quadratisch, rechteckig, rund usw.). All diese Beutel können an den
verschiedenen Arbeitsstationen der Maschine bestimmte Fehler anhäufen, so
dass ihr Darbieten an das Publikum und/oder ihre anschließende Zusammenstellung
an anderen nachgeschalteten Arbeitsstationen der Maschine ernstlich
beeinträchtigt
werden: dies betrifft zum Beispiel einen Fall, wo die oberen Verschlussfalten
eines Doppelkammerbeutels nicht ordnungsgemäß ausgeführt worden sind und in Bezug
zur Symmetrieachse des Beutels verzerrt oder verzogen erscheinen,
oder einen Fall, wo wegen eines Fehlens von Produkt das Aufnahmeetikett nicht
mit dem Beutel verbunden ist oder das Aufgussmaterial nicht in den
Beutel eingebracht worden ist, usw. Unter Bezugnahme auf die erwähnten Fälle und/oder
auf andere Fälle,
die sich aus denselben ableiten lassen, sollte erwähnt werden,
dass das Problem die Herstellerunternehmen seit je her beschäftigt hat,
so dass alle heutigen Verpackungsmaschinen mit einer Reihe von Sensoren
und Photozellen ausgestattet sind, die es gestatten, den fehlerhaften Beutel
zu identifizieren und das zugehörige
Signal an ein elektronisches Steuer- bzw. Kontrollsystem zu übermitteln,
das allerdings den einzelnen Beutel nicht ausstoßen kann, es aber ermöglicht,
dass die Maschine nach einer Speicherung des Signals mit dem anschließenden Zusammenstellen
der Beutel (egal ob fehlerhaft oder nicht) in den Aufnahmeschachteln
fortfährt
und lediglich am Schluss das Verwerfen der gesamten, sowohl die
ordnungsgemäßen und
die fehlerhaften Beutel enthaltenden Schachtel kontrolliert, womit
eine große
Materialverschwendung und ein Zeitverlust für die nachfolgende manuelle
Kontrolle der fehlerhaften Beutel verursacht wird, mit den daraus
resultierenden hohen industriellen Verpackungskosten.
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Ein anderes ernstes Problem, das
mit dem zuerst genannten in direkter Beziehung steht, liegt in der
Tatsache, dass die Filterbeutel zum besseren Schutz ihres Aufgussmaterialinhalts
im Allgemeinen innerhalb eines äußeren Beutels
aus normalem oder wärmeverschweißtem Papier
verpackt werden, der als Hüllbeutel
oder Umhüllungsbeutel
bekannt ist. Im Fall eines fehlerhaften Filterbeutels gelingt es
den gegenwärtigen,
wie oben ausgestatteten Verpackungsmaschinen nicht, die Zufuhr des
Hüllbeutels und
die Verpackung durch diesen zu verhindern, wie es wünschenswert
wäre, sondern
gestatten es trotz der Speicherung des fehlerhaften Beutels und
daher der Gewissheit eines letztendlichen Verwerfens noch immer,
dass der Filterbeutel unter zusätzlicher
Verschwendung von Material und hohen Produktionskosten in seinen
Hüllbeutel
eingeführt
wird. Zusätzlich
zu den beiden genannten Mängeln,
die sowohl im Hinblick auf verschwendetes Material und hohe Produktionskosten
einem industriellen Verpackungsproblem zuzuordnen sind, was zu einer
zweifelhaften Qualität
von einigen Verpackungen führt,
und wegen eines größeren Volumens
an Produkten, die als Abfall entsorgt werden müssen, zu einer negativen Auswirkung
auf die Umwelt, gibt es auch noch ein weiteres Verpackungsproblem,
welches das Aufgussmaterial innerhalb des Filterbeutels betrifft.
Diesbezüglich
sollte angemerkt werden, dass sämtliche
Aufgussprodukte, wie Tee, Kamillentee und andere äußerst unzusammenhängend sind,
und zwar in dem Sinn, dass sie sich, nachdem sie dosiert worden
sind, innerhalb der Beutel in einer volumetrisch differenzierten
Weise verteilen, so dass die Beutel, die sie enthalten, in gewissen
Bereichen eine sperrigere Größe als in
anderen aufweisen, zum Beispiel an den Ecken eher als in der Mitte
oder am Boden eher als am oberen Ende. Der hohe Grad an Unregelmäßigkeit
bei der Verteilung des Produkts innerhalb des Beutels wird mit all
seinen Erscheinungen in der Zusammenstellungsphase der Beutel oder
im nachfolgenden Stadium ihres Einsetzens in die Pappschachteln sichtbar,
was daher eine Verpackung mit beträchtlichen Behinderungen erforderlich
machen kann, wodurch die Problematik einer Verschwendung von Material
und eines Verursachens von hohen Verpackungskosten weiter verschärft wird.
Ein weiteres Problem, das wahrscheinlich auftritt, besteht darin, dass
der Fehler nur beim Hüllbeutel
auftreten kann, was bedeutet, dass der Hüllbeutel trotz des ordnungsgemäßen Verpackens
des in demselben enthaltenen Filterbeutels Mängel aufweist, wie zum Beispiel
einen verzogenen Verschluss an der Oberseite oder ein asymmetrisches
Zusammenfügen
der seitlichen Ränder
usw. Selbst in diesem Fall wirken die Verpackungsmaschinen, obwohl
sie mit elektronischen Kontrollsystemen ausgestattet sind, dahingehend,
dass die gesamte Schachtel, die sämtliche der Beutel enthält, und
nicht nur die einzelne Verpackung, die den fehlerhaften Beutel enthält, weggeworfen
wird.
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Die obige Beschreibung erlaubt es
ohne weiteres, zu begreifen, dass die Verpackungsmaschinen, obwohl
sie das Problem des fehlerhaften Beutels mit oder ohne einen Hüllbeutel
rechtzeitig erkennen, und obwohl sie mit einer Reihe von Kontrollsensoren
ausgestattet sind, nicht in der Lage sind, gleichzeitig das vierfache
Problem des automatischen Verwerfens des einzelnen fehlerhaften
Beutels, des Einsparens der über
dem fehlerhaften Beutel angebrachten Hüllbeutel, des Wegwerfens des Filterbeutels
zusammen mit dem Hüllbeutel,
immer wenn der Fehler nur beim Hüllbeutel
liegt, und des gleichförmigen
Verteilens des Produkts innerhalb des Beutels, so dass ihr Zusammenfügen in kompakteren Größen und
ein wirtschaftlicherer abschließender Verpackungsschritt
ermöglicht
wird, zu lösen
(und dies ist das innovative Merkmal dieser Erfindung).
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Das Patent WO 9631398 offenbart eine
Maschine, die entlang des Filterbeutelpfades eine Verwerfungsstation
einschließt,
und zwar an einer Stelle zwischen der Transport- und der Auswurfposition, von
der aus die nicht normgerechten Beutel verworfen werden, so dass
der fehlerhafte Filterbeutel beseitigt werden kann, während die
Transportvorrichtung an der Verwerfungsstation pausiert.
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Die US-A-4,796,409 betrifft eine
Maschine zum Zählen
und Stapeln der doppelten Reihe von Filterbeuteln in einem vertikalen
Magazin, in welcher Position der gesamte Stapel von einem Einsetzmechanismus
ergriffen wird, der den gesamten Stapel von Filterbeuteln in die
Schachtel setzt.
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Der Zweck dieser Erfindung, wie in
der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen gekennzeichnet, ist es
daher, die vier oben erwähnten Mängel durch
eine Linearbewegungsvorrichtung zu beseitigen, die in einer einzigen,
mit einer feststehenden Ebene, zwei Sitzen und einer einzigen Linearbewegung
ausgestatteten Arbeitsstation wirksam ist (was ein weiteres innovatives
Merkmal dieser Erfindung bildet), die imstande ist, die einzelnen
fehlerhaften Filterbeutel zu verwerfen, gleichzeitig die Zufuhr des
Papierbogens für
den Hüllbeutel
zu verhindern, die Beutel mit einem fehlerhaften Hüllbeutel
zu verwerfen und gleichzeitig ein unzusammenhängendes Produkt gleichförmig innerhalb
des unterschiedlichen Aufnahmevolumens eines Beutels zu verteilen,
und zwar in einer zweifachen Richtung des Beutels, längs und
quer. Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus
der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung
besser ersichtlich, die sich aus rein praktischen Gründen auf
einen Doppelkammerfilterbeutel bezieht, der den im verbreitetsten
Gebrauch befindlichen Beutel dargestellt, obwohl betont wird, dass
die Vorrichtung auch für
Filterbeutel mit anderen oder abweichenden Formen oder für Aufgussprodukte
oder andere unzusammenhängende
Materialien enthaltende Papierbeutel verwendet werden kann.
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Die nachfolgende Beschreibung bezieht
sich auf die (beigefügte) 1, die eine perspektivische Ansicht
der Vorrichtung (2) als Gegenstand dieser Erfindung veranschaulicht,
welche mit einer Verpackungsmaschine (1) verbunden ist,
die in 1 durch den Zangenkopf
in ihrer Produktabgabekonfiguration zum Teil dargestellt ist. In Übereinstimmung mit
der beigefügten 1 besteht die Erfindung
im Wesentlichen aus einer Vorrichtung (2), die imstande ist,
den Filterbeutel mit oder ohne einen Hüllbeutel geradlinig aus der
Verpackungsmaschine zur automatischen Zähl- und Konfektionierstation
zu schieben. Die mit der Verpackungsmaschine (1) verbundene
Vorrichtung (2) ist zwischen der Filterbeutelentnahmestation
(3), wo die Beutel von einer konventionellen Zange (4)
einzeln aus der Maschine entnommen werden, und der Zähl- und
Zusammenstellungsstation (5) angeordnet, wo die Beutel
verpackt und in ihre Pappschachteln eingesetzt werden.
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Insbesondere umfasst die Vorrichtung
(2) eine einzelne Arbeitsstation, die von einem ersten Aufnahmesitz
(6a) für einen
Beutel (7) gebildet wird, der mit zwei seitlichen, den
Beutel (7) stützenden Halbplatten
(8) ausgestattet ist, die sich im Winkel bewegen und sich
entsprechend einer voreingestellten Winkelverschiebung um sich selbst
um ein Schwenklager (9) drehen können, das eine zur Längsrichtung
der beiden Halbplatten (8) im Wesentlichen parallele Achse
aufweist. Die Winkelöffnung der
beiden Halbplatten (8), während sie sich um das Schwenklager
(9) drehen, wird von einem Antrieb gesteuert, der getrennt
von demjenigen des Schiebers ist, so dass es möglich ist, sie nur dann zu öffnen, wenn
es notwendig ist. Die Vorrichtung (2) umfasst auch einen
zweiten Sitz (6b) zur Aufnahme eines aus dem Sitz (6a)
kommenden Beutels (7), wobei der Sitz (6b) mit
einer Oberflächenöffnung ausgestattet
ist, die im Wesentlichen mit der Größe des Filterbeutels (7)
identisch ist, und einzelne Filterbeutel (7) in die nachfolgende
Zähl- und
Zusammenstellungsstation (5) zuführen kann.
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Andere Elemente und Merkmale, welche
die Vorrichtung (2) kennzeichnen, werden aus der nachfolgenden
Beschreibung ersichtlich. Die Zange (4) entnimmt den einzelnen
Filterbeutel (7) aus der Verpackungsmaschine (1)
und legt ihn nahe dem Sitz (6a) ab, wo es ein erster, sich
im Winkel um seine Achse y-y drehender Verdichter (10) übernimmt,
den Filterbeutel (7) unter Andruck auf den Halbplatten
(8) zu positionieren, wobei er einem Schieber (11)
gegenüberliegt,
der den Filterbeutel (7) mit einer Linearbewegung "X" in seinen nachfolgenden Sitz (6b)
verschiebt, wo es ein zweiter Verdichter (12) übernimmt, ihn
in die nachfolgende Zähl-
und Zusammenstellungsstation 5 zuzuführen.
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Für
den Fall, dass der aus der Verpackungsmaschine (1) stammende
Filterbeutel (7) irgendeinen Verpackungsfehler aufweist,
der von den verschiedenen, an der Maschine installierten Kontrollsensoren bemerkt
wird, steuert eine elektromechanische Vorrichtung die Winkelöffnung der
beiden Halbplatten (8), um ihre jeweiligen Schwenklager
(9), so dass es der Verdichter (10) schafft, während er
nach unten auf den Filterbeutel (7) drückt, denselben durch eine unterhalb
von den beiden Halbplatten (8) vorgesehene Öffnung auszustoßen, wie
man in 2 leichter sehen
kann, womit verhindert wird, dass der Schieber (11), der
auf jeden Fall seine Verschiebebewegung mit jedem Maschinenzyklus
intermittierend vornimmt, den fehlerhaften Beutel in seinen Sitz
(6b) transportiert. Für
den Fall, dass der Filterbeutel keine Verpackungsfehler aufweist,
wird er, mit Hilfe des Verdichters (10), auf den beiden
normalerweise geschlossenen Halbplatten (8) zurückgehalten,
von wo es der Schieber (11) übernimmt, ihn durch seine zyklisch
intermittierende Verschiebebewegung (X) hinüber in seinen nachfolgenden
Sitz (6b) zu schieben, wo ihn der Verdichter (12)
in die Zähl-
und Zusammenstellungsstation (5) zuführen kann. In Kombination mit
der Verpackungsmaschine ist die Vorrichtung (2) auch in
der Lage, den verpackten Filterbeutel in einer gewöhnlich als
Hüllbeutel
bekannten Papierhülle
aufzunehmen. Mit anderen Worten führen vor der Zufuhr des Filterbeutels
die bekannten und konventionellen Verfahren einen Papierbogen zu,
der bereits zugeschnitten und an seinem unteren Ende in einer "V"-förmigen
Weise asymmetrisch gefaltet worden ist, so dass anschließend der
Filterbeutel aufgenommen und in einer Beutel-und Hüllbeutel-Anordnung luftdicht
eingeschlossen werden kann.
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In diesem Fall zieht die Zange (4)
den Hüllbeutel,
der den Filterbeutel enthält,
von oben (1) her ab. In dieser Kombination erlaubt es die
Vorrichtung (2), in ihrem Sitz (6a) nur Hüllbeutelverpackungen aufzunehmen,
deren innere Filterbeutel völlig
fehlerfrei sind. Wenn die verschiedenen Kontrollsensoren irgend
welche Verpackungsfehler auf dem Beutel (7) bemerken, und
sich die Vorrichtung (2) folglich darauf vorbereitet, ihre
Halbplatten (8) für
ein automatisches Verwerfen des voreingestellten Filterbeutels (7)
zu öffnen,
verhindert in der Tat eine mit der Vorrichtung (2) verbundene
konventionelle elektromechanische Vorrichtung, dass der Papierbogen
des Hüllbeutels abgetrennt
und oben (1) in die Zange eingeführt wird, so dass verhindert
wird, dass er in nutzloser Weise zusammen mit dem Filterbeutel (7)
verpackt wird, der bereits dazu bestimmt ist, aus der Vorrichtung
(2) ausgestoßen
zu werden. Es gibt nur einen Fall, wo die gesamte Verpackung, in
ihrer Kombination aus Filterbeutel und Hüllbeutel, durch die gemeinsame Einwirkung
des Verdichters (10) und der beiden im Winkel geöffneten
Halbplatten aus dem Sitz (6a) ausgestoßen werden kann: das passiert
dort, wo der Verpackungsfehler nur am Hüllbeutel festgestellt wird, zum
Beispiel als unregelmäßiges Zusammenpassen der
Ränder
oder als verzogene Verschlussnaht an seinen längs und quer verlaufenden Bogen.
In einer vorteilhaften Weise ist die Vorrichtung (2) auch
so gestaltet worden, dass während
sämtlicher
Entnahmevorgänge
(3) des Filterbeutels und seiner Linearverschiebung (X)
durch den Schieber (11) sämtliche Vorrichtungen, welche
die erwähnten
Vorgänge
kennzeichnen, es übernehmen,
das unzusammenhängende
Produkt, das im Beutel enthalten ist und während seiner Verpackungsposition
am oberen Ende (1) volumetrisch zum Boden des Beutels hin
verlagert worden ist, in einer zweifachen Richtung (längs und quer)
in Bezug zur Achse des Beutels gleichförmig zu verteilen. Die Entnahmezange
(4) transportiert in der Tat den Beutel (7) an
der Stelle seines Anhaltens in der Position (13) gegen
die vertikale Wand der feststehenden Ebene (14), womit
infolge der bekannten Auswirkungen von Trägheitskräften die erzwungene Längsverschiebung
des Produkts vom Boden X zum oberen Ende D des Beutels hervorgerufen
wird. Im Folgenden bewirkt der Schieber (11), dass sich
der Beutel (7) mit hoher Geschwindigkeit in Richtung (C) verschiebt,
womit er am Ende seiner Bewegung gegen die vertikale Wand der weiteren
feststehenden Ebene (15) gefördert wird, womit wegen der üblichen Trägheitsauswirkungen
die zwangsweise Verschiebung des Produkts in einer Querrichtung
E-F in Bezug zur Längsachse
C-D des Beutels hervorgerufen wird. Die obige Erfindung kann offensichtlich
zahlreichen Abwandlungen und Varianten unterliegen, die durch ihre
praktische Anwendung, ihre Ausführung und
ihren Gebrauch vorgeschlagen werden, die jedoch sämtlich unter
dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche fallen.